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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910449391.8 (22)申请日 2019.05.28 (71)申请人 华中农业大学 地址 430070 湖北省武汉市洪山区狮子山 街1号 (72)发明人 王巧华张洪洲翁富炯袁成 高升 (74)专利代理机构 武汉宇晨专利事务所 42001 代理人 黄瑞棠 (51)Int.Cl. D01G 9/12(2006.01) D01G 9/06(2006.01) D01G 9/08(2006.01) D01G 9/16(2006.01) D01G 9/14(2006.01) B。
2、03C 7/02(2006.01) (54)发明名称 基于机械气流和静电吸附去除机采棉中残 地膜杂质的装置 (57)摘要 本发明公开了一种基于机械气流和静电吸 附去除机采棉中残地膜杂质的装置， 涉及机采棉 加工领域。 本装置包括机械气流除杂部分和静电 吸附除杂部分， 其中静电吸附除杂部分位于机械 气流除杂部分的左下方； 机械气流除杂部分包括 机架、 进料口、 杂质排出管道、 轴流风机、 高压荷 电棒、 绝缘导轨支架、 绝缘锯齿传送带、 步进电 机、 固定轴承、 刺钉滚筒、 机架高度调节开关、 大 挡板和小挡板； 静电除杂部分包括绝缘机箱、 机 采棉出料口、 杂质出料口、 绝缘固定支架、 石墨极。
3、 板、 绝缘进料口和立式风机。 本装置不仅能够对 机采棉中的残地膜杂质进行有效清除， 而且还可 对于机采棉中部分轻小杂质及小片棉叶碎杂达 到一定程度的去除； 该装置除杂过程连续， 物料 流畅， 灵活性较强。 权利要求书1页 说明书6页 附图4页 CN 110184689 A 2019.08.30 CN 110184689 A 1.一种基于机械气流和静电吸附去除机采棉中残地膜杂质的装置， 其特征在于： 由机械气流除杂部分和静电吸附除杂部分组成， 其中静电吸附除杂部分位于机械气流 除杂部分的左下方； 所述的机械气流除杂部分是： 在机架 （1） 上面， 进料口 （2） 、 小挡板 （13） 、 刺钉。
4、滚筒 （10） 和绝缘导轨支架 （5） 从右向左依次排列； 在机架 （1） 上面的中间处， 从右向左， 设置有绝缘锯 齿传送带 （6） ； 在机架 （1） 的下方设置有机架高度调节开关 （11） ； 步进电机 （8） 、 固定轴承 （9） 和刺钉滚筒 （10） 依次连接组成一动力机构； 在刺钉滚筒 （10） 上方设置有轴流风机 （4） 及其 杂质排出管道 （3） ； 在刺钉滚筒 （10） 的前后两边设置有大挡板 （12） ； 在绝缘导轨支架 （5） 上 设置有高压荷电棒 （4） ； 所述的静电吸附除杂部分是： 在绝缘机箱 （14） 上方右部设置有绝缘进料口 （19） ， 在绝 缘机箱 （14）。
5、 下方开设有机采棉出料口 （15） ， 在绝缘机箱 （14） 左侧开设有杂质出料口 （16） ； 在在绝缘机箱 （14） 上方左部设置有绝缘固定支架 （17） 及其石墨极板 （18） ， 二者相互连接构 成高压静电吸附单元； 立式风机 （20） 固定于绝缘机箱 （14） 中的右端的圆形空间内， 构成该 部分的动力单元。 2.按权利要求1所述的一种基于机械气流和静电吸附去除机采棉中残地膜杂质的装 置， 其特征在于： 所述的刺钉滚筒 （10） 由刺钉 （10-1） 和滚筒 （10-2） 组成， 在滚筒 （10-2） 的外壁设置有若 干刺钉 （10-1） ， 呈横竖有序排列或杂乱无章交错排列。 3.。
6、按权利要求1所述的一种基于机械气流和静电吸附去除机采棉中残地膜杂质的装 置， 其特征在于： 所述的立式风机 （20） 包括旋转叶片 （20-1） 、 电机 （20-2） 和旋转轴 （20-3） ， 在旋转轴 （20-3） 上对称设置有4个旋转叶片 （20-1） ， 旋转轴 （20-3） 和电机 （20-2） 的转轴连接。 权利要求书 1/1 页 2 CN 110184689 A 2 基于机械气流和静电吸附去除机采棉中残地膜杂质的装置 技术领域 0001 本发明涉及机采棉加工领域， 尤其涉及一种基于机械气流和静电吸附去除机采棉 中残地膜杂质的装置。 背景技术 0002 因受风沙天气环境的影响， 。
7、新疆的棉花种植与内地种植模式有所不同， 当地人民 因地制宜， 采取地膜覆盖种植技术。 另一方面， 随着农业机械化进程的加快， 机采棉模式在 我国得到大面积推广， 特别是在新疆地区， 机器采摘棉花的面积逐年递增。 采用机器来对棉 花进行采摘虽大大提高了工作效率， 但采摘时易混入因地膜覆盖种植技术而引进的质量较 轻、 透明且不易被发现的残地膜杂质， 致使机采棉与行业规定的普通棉花相比异性纤维指 标含量增高。 0003 如何有效的去除机采棉中的残地膜杂质是机采棉加工过程中的一道难题， 国内外 对于机采棉中残地膜杂质去除方法及装置研究较少。 因残地膜杂质质地细软， 重量较轻、 透 明且不易被发现， 发。
8、生摩擦可产生静电从而吸附在棉绒上， 采用传统棉花除杂方法进行清 洁时， 去除效果不佳且使得加工后的棉花中存在大量残地膜碎片， 给后续机采棉的精加工 等工艺流程带来很大麻烦， 进而影响垦区的优质棉花加工效益， 同时也使得机采棉价格下 降， 对农民的增收造成严重影响。 目前， 针对棉花中存在的残地膜杂质去除问题， 当地棉区 一般采用人工分拣， 费时费力且效率低下； 另一方面， 纺织行业等棉产品加工厂如用混有残 地膜杂质的棉花来纺纱， 则会在布匹中出现大小不一的疵点， 不仅影响布匹的质量， 同时更 影响外观审美， 给纺织业也带来了巨大危害。 发明内容 0004 针对以上问题， 本发明目的在于解决现有。
9、机采棉除杂技术存在的缺点和不足， 提 供一种基于机械气流和静电吸附去除机采棉中残地膜杂质的装置。 0005 该装置灵活性强、 构造简单， 不仅可以实现有效去除机采棉中残地膜杂质， 还可以 提高工作效率， 同时， 且不会造成像加工厂除杂时由杂质及棉纤维弥漫对厂房工作环境的 污染。 0006 本发明实现其技术问题所采用的技术方案如下： 由两部分组成： 机械气流除杂部分和静电吸附除杂部分， 其中静电吸附除杂部分位于 机械气流除杂部分的左下方； 所述的机械气流除杂部分是： 在机架上面， 进料口、 小挡板、 刺钉滚筒和绝缘导轨支架 从右向左依次排列； 在机架上面的中间处， 从右向左， 设置有绝缘锯齿传送。
10、带； 在机架的下 方设置有机架高度调节开关； 步进电机、 固定轴承和刺钉滚筒依次连接组成一动力机构； 在 刺钉滚筒上方设置有轴流风机及其杂质排出管道； 在刺钉滚筒的前后两边设置有大挡板； 在绝缘导轨支架上设置有高压荷电棒； 所述的静电吸附除杂部分是： 在绝缘机箱上方右部设置有绝缘进料口， 在绝缘机箱下 说明书 1/6 页 3 CN 110184689 A 3 方开设有机采棉出料口， 在绝缘机箱左侧开设有杂质出料口； 在在绝缘机箱上方左部设置 有绝缘固定支架及其石墨极板， 二者相互连接构成高压静电吸附单元； 立式风机固定于绝 缘机箱中的右端的圆形空间内， 构成该部分的动力单元。 0007 本装置。
11、具有下列优点和积极效果： 不仅能够对机采棉中的残地膜杂质进行有效清除， 而且还可对于机采棉中部分轻小 杂质及小片棉叶碎杂达到一定程度的去除； 对于静电吸附二次除杂部分， 可通过调节高压荷电器材中的电流、 电压等参数对除 杂过程进行控制； 因本装置利用在密闭的环境中的风机运行时产生的负压对开松后机采棉中的杂质 进行吸附， 能够有效的防止被吸附的杂质外溢， 对环境影响较小； 该除杂装置由传送带喂料， 除杂过程连续， 物料流畅不易堵塞， 灵活性较强， 构造简 单， 易操作控制， 可降低人工劳动强度， 节省成本。 附图说明 0008 图1是本装置的结构示意图 （立体） ； 图2是本装置的结构示意图 （。
12、主视） ； 图3是本装置的机械气流除杂部分的结构示意图 （立体） ； 图4是本装置的静电吸附除杂部分的结构示意图 （立体） ； 图5机械气流除杂部分中刺钉滚筒的结构示意图 （立体） ； 图6是机械气流除杂部分中刺钉滚筒与绝缘锯齿传送带配合作用示意图 （平面） ； 图7是高压荷电棒与绝缘支架装配示意图 （立体） ； 图8是静电吸附除杂部分的立式风机结构示意图 （立体） 。 0009 图中： 1机架； 2进料口； 3杂质排出管道； 4轴流风机； 5高压荷电棒； 6绝缘导轨支架； 7绝缘锯齿传送带； 8步进电机； 9固定轴承； 10刺钉滚筒， 10-1刺钉， 10-2滚筒； 11机架高度调节开关； 。
13、12大挡板； 13小挡板； 14绝缘机箱； 15机采棉出料口； 说明书 2/6 页 4 CN 110184689 A 4 16杂质出料口； 17绝缘固定支架； 18石墨极板； 19绝缘进料口； 20立式风机； 20-1旋转叶片， 20-2电机， 20-3旋转轴。 具体实施方式 0010 下面结合附图和实施例对本发明进一步说明： 一、 装置的总体结构 如图1、 2， 本装置由两部分组成： 机械气流除杂部分和静电吸附除杂部分， 其中静电吸 附除杂部分位于机械气流除杂部分的左下方； 机械气流除杂部分包括机架1、 进料口2、 杂质排出管道3、 轴流风机4、 高压荷电棒5、 绝 缘导轨支架6、 绝缘锯齿。
14、传送带7、 步进电机8、 固定轴承9、 刺钉滚筒10、 机架高度调节开关 11、 大挡板12和小挡板13； 静电除杂部分包括绝缘机箱14、 机采棉出料口15、 杂质出料口16、 绝缘固定支架17、 石 墨极板18、 绝缘进料口19和立式风机20； 一） 机械气流除杂部分 1、 机械气流除杂部分总体 如图3， 机械气流除杂部分包括作为支撑体机架1及其设置在机架1上面的进料口2、 杂 质排出管道3、 轴流风机4、 高压荷电棒5、 绝缘导轨支架6、 绝缘锯齿传送带7、 步进电机8、 固 定轴承9、 刺钉滚筒10、 机架高度调节开关11、 大挡板12和小挡板13； 其位置和连接关系是： 在机架1上面，。
15、 进料口2、 小挡板13、 刺钉滚筒10和绝缘导轨支架5从右向左依次排列； 在 机架1上面的中间处， 从右向左， 设置有绝缘锯齿传送带6； 在机架1的下方设置有机架高度 调节开关11； 步进电机8、 固定轴承9和刺钉滚筒10依次连接组成一动力机构； 在刺钉滚筒10 上方设置有轴流风机4及其杂质排出管道3； 在刺钉滚筒10的前后两边设置有大挡板12； 在 绝缘导轨支架5上设置有高压荷电棒4。 0011 2、 机械气流除杂部分的功能部件 A、 机架1 机架1是本机械气流除杂部分的支撑体体， 铝合金材质； 用于支撑整个机械气流除杂部 分的其它各功能部件。 0012 B、 进料口2 普通铁片材质， 是。
16、一个通用进料部件； 进料口是该装置的进料机构， 由此喂入机采棉。 0013 C、 杂质排出管道3 一种普通塑料材质， 结构为圆筒形； 用于排出经轴流风机吸附出的杂质。 0014 D、 轴流风机4 一种普通轴流风机， 风量需满足4200-7500m3/h， 用于吸附经刺钉滚筒开松后松散的残 地膜杂质。 说明书 3/6 页 5 CN 110184689 A 5 0015 E、 高压荷电棒5 一种通用的外购件， 使用时连接BM101静电发生器的电源正极， 可定制其具体尺寸； 用 于对机采棉与残地膜进行荷电极化， 使其产生不同的荷电极化程度， 利于下一步的高压静 电吸附。 0016 F、 绝缘导轨支架。
17、6 一种高压绝缘制品， 用于固定高压荷电棒5； 绝缘导轨支架6与高压荷电棒5具体结构及 装配如图7所示。 0017 G、 绝缘锯齿传送带7 一种普通钢铁制品， 表面刷有绝缘涂料， 具体结构及与刺钉滚筒配合示意图如图6所 示； 通过与刺钉滚10配合相互作用来对机采棉进行开松处理。 0018 G、 步进电机8 一种通用外购件， 提供动力； 通过链传动方式带动刺钉滚筒10旋转对机采棉进行开松。 0019 H、 固定轴承9 一种通用外购件； 用于固定刺钉滚筒10。 0020 I、 刺钉滚筒10 如图5， 刺钉滚筒10由刺钉10-1和滚筒10-2组成， 在滚筒10-2的外壁设置有若干刺钉 10-1， 呈。
18、横竖有序排列或杂乱无章交错排列； 通过自身的连续旋转并与绝缘锯齿传送带7相 互作用对机采棉进行开松处理。 0021 J、 机架高度调节开关11 一种普通丝杆传送机构； 用于调节机架高度， 使刺钉滚筒10上的刺钉10-1与绝缘锯齿 传送带7的锯齿之间形成有效配合， 更易实现对机采棉与杂质开松处理， 同时使得机采棉在 经刺钉滚筒10开松之后可顺利进入下一除杂环节。 0022 K、 大挡板12 一种普通塑料加工制品， 固定于刺钉滚筒10及轴流风机4四周； 通过与轴流风机4形成 相对负压密闭环境， 有利于质量轻小的杂质吸出。 0023 L、 小挡板13 一种普通塑料加工制品， 固定于机架1靠近进料口2。
19、的位置； 用于防止绝缘锯齿传送带7 运行时发生掉落。 0024 3、 工作机理 本装置中的机械气流除杂部分主要是通过刺钉滚筒10与绝缘锯齿传送带7形成配合来 对机采棉进行开松， 后利用轴流风机4运行时产生的负压将开松后的杂质进行吸附排出来 达到一次除杂目的； 同时， 在经刺钉滚筒10开松后的机采棉通过高压荷电棒5的区域时， 对 机采棉与杂质进行一定程度的荷电极化， 使二者产生不同的荷电极化程度， 为下一静电吸 附除杂环节做铺垫。 0025 二） 静电吸附除杂部分 1、 静电吸附除杂部分的总体 如图4， 静电吸附除杂部分包括作为支撑体的绝缘机箱14及其设置在绝缘机箱14上的 机采棉出料口15、 。
20、杂质出料口16、 绝缘固定支架17、 石墨极板18、 绝缘进料口19和立式风机 20； 说明书 4/6 页 6 CN 110184689 A 6 其位置和连接关系是： 在绝缘机箱14上方右部设置有绝缘进料口19， 在绝缘机箱14下方开设有机采棉出料口 15， 在绝缘机箱14左侧开设有杂质出料口16； 在在绝缘机箱14上方左部设置有绝缘固定支 架17及其石墨极板18， 二者相互连接构成高压静电吸附单元； 立式风机20固定于绝缘机箱14中的右端的圆形空间内， 构成该部分的动力单元。 0026 2、 静电吸附除杂部分的功能部件 a、 绝缘机箱14 一种普通钢铁制品， 表面和内侧全部涂有绝缘涂料； 是。
21、整个静电吸附除杂部分的载体。 0027 b、 机采棉出料口15 位于绝缘机箱14的下方， 形状为矩形； 用于排出经静电吸附后落下的机采棉。 0028 c、 杂质出料口16 位于绝缘机箱14的左侧， 形状为矩形； 用于排出经静电吸附后且由立式风机吹出的残 地膜杂质。 0029 d、 绝缘固定支架17 一种高压绝缘制品， 形状为长方体； 用于固定石墨极板18。 0030 e、 石墨极板18 一种普通石墨极板， 长方体结构， 使用时连接ZGF型直流高压发生器的正极； 通过调节 ZGF型直流高压发生器的电压、 电流等参数使其带有不同电压值； 并以此实现对机采棉中杂 残地膜杂质进行吸附。 0031 f、。
22、 绝缘进料口19 一种普通进料部件， 普通铁片材质， 表面刷有绝缘涂料； 用于通过经一次除杂后的机采 棉。 0032 g、 立式风机20 如图8， 立式风机20包括旋转叶片20-1、 电机20-2和旋转轴20-3， 在旋转轴20-3上对称 设置有4各旋转叶片20-1， 旋转轴20-3和电机20-2的转轴连接。 0033 立式风机20是静电吸附除杂部分动力单元， 用于提供静电吸附杂质分选的动力。 0034 3、 工作机理 本装置中的静电吸附除杂部分主要是对经一次除杂分离且经荷电极化后的机采棉进 行静电吸附； 通过立式风机20将由绝缘进料口19落下的机采棉吹至连接有ZGF型直流高压 发生器的石墨极。
23、板18的区域， 因机采棉与残地膜杂质所受电场力各不相同， 则质量与密度 均较小的残地膜杂质因所受电场力大于机采棉对其束缚力而被吸附出来， 同时被立式风机 由杂质出料口16吹出； 质量较大的机采棉因所受重力大于电场力， 则由机采棉出料口15落 下， 实现二次分离除杂。 0035 二、 装置运行 装置运行前， 首先调节机架高度调节开关11， 使绝缘锯齿传送带7与水平面形成一定 角度； 设置轴流风机4与步进电机8的转速分别至某一参数； 高压荷电棒5接BM101静电发生 器正极并调至某一参数， 石墨极板18接ZGF型直流高压发生器正极并调至某一参数； 装置运行时， 以某一速度开启绝缘锯齿传送带7， 将。
24、含有残地膜杂质的机采棉由进料 口放入； 此时机采棉随绝缘锯齿传送带7一起向前运动； 当机采棉运行至刺钉滚筒10的位置 说明书 5/6 页 7 CN 110184689 A 7 时， 多个刺钉滚刺通过自身的旋转并与绝缘锯齿传送带7之间相互作用对机采棉进行开松， 使机采棉与杂质之间出现相对松散； 对于开松后的机采棉， 倒置在刺钉滚筒10上方的轴流风机4通过运行时产生的负压 将开机采棉中质量较轻的残地膜杂质吸附， 随后由杂质输出管道3排出， 实现一次除杂分 离； 机采棉经一次除杂分离后， 随绝缘锯齿传送带7继续向前运行； 运行至高压荷电棒5 的区域时， 因机采棉与残地膜杂质二者之间物理电学特性的不同。
25、， 使其在通过高压静电时 分别产生了不同程度的荷电极化现象， 二者所带电荷量与带电特性具有较大区别； 荷电完毕后， 机采棉由绝缘锯齿传送带7末端进入绝缘进料口19， 此时， 位于绝缘机 箱14内的立式风机20将机采棉吹至连接有ZGF型直流高压发生器的石墨极板18的区域， 因 机采棉与残地膜杂质经荷电极化后所带电量及带电性质的不同， 故所受电场力各不相同； 加之二者质量、 密度及等特性不同， 此时， 质量与密度均较小的残地膜杂质因所受电场力大 于机采棉对其束缚力而被吸附出来， 同时被立式风机20由杂质出料口16吹出； 质量较大的 机采棉因所受重力大于电场力， 则由机采棉出料口15落下， 实现二次分离除杂。 说明书 6/6 页 8 CN 110184689 A 8 图1 图2 说明书附图 1/4 页 9 CN 110184689 A 9 图3 图4 说明书附图 2/4 页 10 CN 110184689 A 10 图5 图6 图7 说明书附图 3/4 页 11 CN 110184689 A 11 图8 说明书附图 4/4 页 12 CN 110184689 A 12 。