静电式籽棉异纤清除模块化装置
阅读说明：本技术 静电式籽棉异纤清除模块化装置 (Electrostatic type seed cotton foreign fiber removing modular device ) 是由 张若宇 孙越 胡春玲 王俊 翟志强 李磊 高岩 穆勇睿 方运达 于 2021-07-14 设计创作，主要内容包括：本发明涉及静电式籽棉异纤清除模块化装置,主要包括静电分离部分和异纤清除部分。与现有技术相比,本发明采用双级电晕极加单级静电极结构,其电场效果最为显著,残膜荷电速度快,短时间内荷电量多,因而大大提高了籽棉和异性纤维的有效分离率,且本模块化装置结构简单,成本较低,适用于棉花加工中异纤清除环节,可与现有或后续的棉花加工机械,发明装置,配套使用。(The invention relates to an electrostatic seed cotton foreign fiber removing modular device which mainly comprises an electrostatic separation part and a foreign fiber removing part. Compared with the prior art, the invention adopts a structure of a double-stage corona electrode and a single-stage static electrode, has the most obvious electric field effect, high residual film charging speed and more charged electricity in short time, thereby greatly improving the effective separation rate of seed cotton and foreign fiber.)
技术领域
本发明涉及机采籽棉加工环节针对异性纤维分离技术领域，尤其是结合静电技术，完成机采棉与残膜等异性纤维的有效分离，属于农业机械领域。
背景技术
籽棉是指有籽的棉花，棉花是世界上最主要的农作物之一，目前我国机采棉已成为主流。由于机采棉的特殊性，在棉花机械收获的过程中，以地膜为主的异纤大量混入。现有机采棉清花设备无法有效剔除残膜等异性纤维，同时经多道清杂工艺使得残膜被打碎混入皮棉，混入籽棉中的异性纤维，容易被打碎成散落单纤维，在纺织加工中难以清除。纺纱时，散落单纤维容易使棉纱断头，降低生产效率；织布时，影响布面质量；染色时，因着色不同，影响外观，对棉纱和布面的质量造成了很大危害。因印染棉布、棉纱时，棉纤维与异性纤维着色率不一致，导致棉纺布料染色时出现明显“疵点”和色斑，造成大批残次品，直接影响正常的生产秩序和外贸出口，异性纤维的混入不仅降低棉农收入，对于棉纺织企业来说，因地膜等异性纤维的混入导致布料疵点增多，染色不均，严重的影响了棉纺织品的质量，造成了巨大的经济损失。棉花中异性纤维的检测及剔除已经成为世界棉花行业所关注的中心问题，因此研制对于清除地膜等异性纤维有效的装置十分必要。
目前已公布的异性纤维分离装置，如CN201110324521.9利用静电的方法进行异性纤维分离，在籽棉在输送网带上运输过程中进行荷电，脱离输送带下落过程中借助风力将粘附在网带上的残膜吹落，对工作环境要求较高，异性纤维剔除率较低。中国专利号CN201610356118.7采用多级输送网带，通过静电的方式进行异性纤维清选，通过籽棉在输送带之间逐级传递过程的翻滚，增大网带和输送带的接触面积，提高了异性纤维剔除效率。中国专利号CN201810507439.1采用气流与多级滚筒式静电联合的方法清除异纤，装置整体为单通道结构，分选效率受限。中国专利号CN201922074723.7采用了静电吸附式，且为多级通道联合作业，提高了分选效率。本发明提供的静电式籽棉异纤清除模块化装置，是多通道机采籽棉异纤静电分离装置的核心，其创新点在于采用双级电晕极加静电极结构，同时采用负压风吸式除杂，能够有效的分离并清除掉机采棉花中以地膜为主的异性纤维，实现在无损伤的情况下完成籽棉和异纤的分离，也可结合后续的发明装置，配套使用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种结构简单、使用方便、不易造成籽棉纤维损伤，同时采用静电吸附技术，能有效剔除机采籽棉中的地膜等轻质异性纤维并且能够作为后续籽棉异纤清除装置配套使用的模块化装置。
本发明技术方案如下：一种静电式籽棉异纤清除模块化装置，包括：喂料部分、静电分离部、异纤清除部以及集棉箱(25)；所述喂料部分包括：喂料箱(1)、墙板支撑(2)、喂料箱后支撑(3)以及淌棉板(16)；所述静电分离部包括：第一级电晕极(17)、第二级电晕极(18)、静电极(19)、接地转辊(14)、高压静电发生器(10)、绝缘墙板(4)以及接地端子(6)；所述异纤清除部包括：吸杂嘴(23)、负压吸杂管道(24)以及负压风机组成；
进一步：喂料箱(1)位于整机最上方，淌棉板(16)位于喂料箱(1)下方，且其上端与喂料箱(1)下端固定连接；其侧面两端与绝缘墙板(4)固定；所述绝缘墙板为三块竖直状的板面，分别设置在喂料箱(1)下端的左、右两侧面以及后端面，左、右两侧面前端与呈轴状的墙板支撑(2)的左右两端固定连接，其后端的上端面与喂料箱后支撑(3)相固接，所述喂料箱后支撑(3)的上端与喂料箱(1)固定连接；所述绝缘墙板(4)的下端固定设置有集棉箱(25)，所述集棉箱(25)顶端左右两侧设置有沿绝缘墙板(4)的下端向外延伸的顶盖。
进一步：所述高压静电发生器(10)固定绝缘墙板(4)右端外侧，且位于集棉箱右端向外延伸的顶盖上端，所述高压静电发生器(10)通过高压静电导线(9)与第一级电晕极(17)、第二级电晕极(18)以及静电极(19)电连接，所述第一级电晕极(17)、第二级电晕极(18)、静电极(19)均设置在淌棉板(16)的下方前端，接地转辊(14)设置淌棉板(16)的下方后端；籽棉通过的通道由位于前端的所述第一级电晕极(17)、第二级电晕极(18)、静电极(19)以及位于后端的接地转辊(14)组成；所述淌棉板(16)将籽棉引导入通道中；第一级电晕极(17)、第二级电晕极(18)、静电极(19)的两端均与绝缘墙板(4)固定连接；接地转辊(14)的两端通过中心轴与轴承(15)相连接且水平支撑于绝缘墙板(4)的两端。
进一步：第一级电晕极(17)、第二级电晕极(18)分别以接地转辊(14)中心轴的水平面以上呈20°和30°左右分布，第一级电晕极(17)、第二级电晕极(18)的表面上均匀设置有电晕放电排针(20)；所述接地转辊(14)的表面设置为接地转辊网面(21)；所述电晕放电排针(20)的针尖与接地转辊网面(21)距离为140-180mm；所述静电极(19)和接地转辊(14)中心轴所处平面与水平面以下夹角即Q3为10°，其管体表面与接地转辊网面(21)最佳距离为180mm。
进一步，接地端子(6)通过固定螺母(5)连接于绝缘墙板(4)的右端外侧；负压风机(7)设置于绝缘墙板(4)的右端外侧且位于接地端子(6)的下端，负压风机贯穿绝缘墙板(4)后与负压吸杂管道(24)右侧紧密连接；所述负压吸杂管道(24)位于所述接地转辊(14)的正下方，所述负压吸杂管道(24)的设置有吸杂嘴(23)，所述吸杂嘴朝向所述接地转辊网面(21)，并与其相配合。
进一步：电机(13)位于所述绝缘墙板(4)的左侧且位于集棉箱左端向外延伸的顶盖上端，电机轴通过皮带(12)与带轮(11)连接，带轮(11)与接地转辊(14)中心轴的左端连接；通过电机的旋转进而带动接地转辊(14)的旋转。
进一步：所述第一级电晕极(17)与第二级电晕极(18)外表面均匀设置有直径40mm的塑料管，电晕放电排针镶嵌在管体内，针尖稍长出管体表面；所述静电极(19)规格为直径40mm的金属导电空心管，材料为铝或铜，工作时与高压静电发生器(10)连接。
进一步：所述接地转辊(14)由接地转辊网面(21)，接地转辊轴(22)构成，二者通过法兰连接，接地转辊网面(21)为直径220mm圆柱筒状，厚度为1.5mm带网眼的镀锌板，与接地转辊轴(22)同轴心配合。工作时，通过轴承(15)，固定螺母(5)整体接地；所述电晕放电排针(20)位于第一级电晕极(17)、第二级电晕极(18)外表面上，且电晕放电排针(20)与接地转辊轴(22)中心轴对齐；所述高压静电发生器(10)为高压直流静电发生器。
进一步：第一级电晕极(17)和接地转辊(14)中心轴所处平面与水平面夹角Q1为30°，第一级电晕极电晕放电排针与接地转辊网面距离为140-180mm。第二级电晕极(18)中心轴与接地转辊轴(22)中心轴所处平面与水平面夹角Q2为20°,第二级电晕极电晕放电排针与接地转辊网面最佳距离为120-180mm；静电极(19)中心轴和接地转辊轴(22)中心轴所处平面与水平面以下夹角Q3为10°，静电极与接地转辊网面最佳距离为140-180mm。
进一步，所述静电分离部分可分通道设置为多级，即改变第一，二级电晕极、静电极与接地转辊、负压吸杂管道方向，多级组合；所述负压吸杂管道可设置在围绕接地转辊周围且不干涉棉流下落方向的任意位置，吸嘴横截面与接地转辊表面相切平行；引导棉流方向的淌棉板，材质为绝缘，防静电的光滑薄板；所述第一级电晕极(17)，第二级电晕极(18)，静电极(19)，三者始终保持在接地转辊(14)同侧分布；所述负压吸杂管道与负压风机相连，由负压风机形成适当风压，将吸附在接地转辊上的异纤吸除。
进一步，所述接地转辊由接地转辊网面，接地转辊轴构成，二者通过法兰焊接，接地转辊网面为外直径220mm圆柱体，厚度为1.5mm带网眼的镀锌铁板，与接地转辊轴同轴心配合。工作时，通过轴承，固定螺母整体接地。
本发明的有益效果为：与现有技术相比，本静电式籽棉异纤清除模块化装置设置了双排电晕极加静电极结构，排布合理，物料荷电效果最优，能有效剔除机采籽棉中的地膜等轻质异性纤维，在使用过程中不易造成籽棉纤维损伤，能够很好的适用于棉花加工中异纤清除环节，减少了因残膜夹杂在棉花内部而导致棉花深加工时出现的各种问题，因而提高了棉花加工效率和经济效益。
附图说明
图1为本发明的轴测图
图2为本发明的主视图
图3为本发明的剖视图
图4为电晕极的剖视图
图5为接地转辊的主视图
图6为关键部件参数示意图图示中：1.喂料箱，2.墙板支撑，3.喂棉箱后支撑，4.绝缘墙板，5.固定螺母，6.接地端子，7.负压风机，8.排杂口，9.高压静电导线，10.高压静电发生器，11.带轮，12.皮带，13.电机，14.接地转辊，15.轴承，16.淌棉板，17.第一级电晕极，18.第二级电晕极，19.静电极，20.电晕放电排针，21.接地转辊网面，22.接地转辊轴，23.吸嘴，24.负压吸杂管道，25.集棉箱。
具体实施方式
实施例1
参照附图1、图2、图3，本实施例包括静电分离部，异纤清除部两部分。
所述喂料部分由整机最上方喂料箱(1)，淌棉板(16)构成，淌棉板(16)位于喂料箱(1)下方且与其连接并与绝缘墙板(4)固定，主要负责引流单层夹杂残膜籽棉至静电分离部分。
所述静电分离部分由第一级电晕极、第二级电晕极、静电极、接地转辊、高压静电发生器、异纤负压输送管道、绝缘墙板、接地端子构成，高压静电发生器(10)固定绝缘墙板(4)右侧，通过高压静电导线(9)给第一级电晕极(17)、第二级电晕极(18)静电极(19)供电，第一级电晕极(17)、第二级电晕极(18)，分别与接地转辊轴(22)水平面以上即Q1为30°；Q2为20°分布。电晕放电排针(20)位于第一级电晕极(17)、第二级电晕极(18)上，其针尖与接地转辊网面(21)对其距离为140mm、静电极(19)与接地转辊轴(22)水平面以下10°分布，其表面与接地转辊网面(21)最佳距离为180mm、接地转辊网面(21)通过接地转辊轴(22)与轴承(15)相接，固定于绝缘墙板(4)，接地端子(6)通过固定螺母(5)连接。吸杂嘴(23)与负压吸杂管道(24)配合，距离接地转辊网面(21)10mm固定于绝缘墙板(4)，负压风机(7)与负压吸杂管道(24)右侧紧密连接。
所述绝缘墙板(4)左侧设有电机(13)，所述电机(13)与接地转辊(14)工作时通过传动装置相连。
所述的传动装置为皮带传动，也可以为链传动。
作业时，接通电源，电机通过带轮(13)和皮轮驱动接地转辊(14)转动，负压风机(7)开始工作，将机采籽棉均匀通过喂料箱(1)，喂料时使物料保持单层开松状态，通过静电分离部分，当夹杂残膜等异纤的籽棉下落至静电场通道时，由于高压静电发生器(10)与第一级电晕极(17)、第二级电晕极(18)静电极(19)相连，因此第一级电晕极(17)、第二级电晕极(18)静电极(19)和接地转辊(14)之间产生高压静电场，残膜和籽棉在高压静电场中具有荷电，由千残膜质量轻，密度小，在电场中很难失去电荷，故其会吸附在吸附辊筒网面(21)，随着接地接地转辊(14)一起转动，当其转动到分下方时，随后被负压风吸入负压吸杂管道(24)；而籽棉由于其重力远大于所受到的电场力，故其会在重力的作用下向下落至下方的集棉箱。
本发明未尽事宜为公知技术。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
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