专利名称：棉花异性纤维剔除系统的制作方法
技术领域：
本发明属于农业机械化技术领域。特别涉及一种棉花异性纤维剔除系统。
背景技术：
对于棉花异性纤维的检测与剔除，国外设备一直是一统天下。如瑞士J0SSi
公司的Vision Shield Compact型和Vision Shield Direct型、德国TRUZSCHLER 公司的SCFO型及比利时Barco公司的CS型等。在国内，虽然诸多厂家进行 研制，但从实质上讲，只是对国外设备的仿制。如北京经纬纺机新技术公司的 JWF0011型导性纤维分检机、大连贵友科技公司的CS-2、 CS-3和CS-4型棉花异 物检出装置及陕西长岭纺织机电科技公司的YG048型异纤清除装置等。这些设备 的主要缺点是重在检测异性纤维，对于剔除异性纤维效果较差。有的设备在剔 除异性纤维的同时，剔除了大量的棉花；也有的设备仅能剔除部分异性纤维，其 它异性纤维仍残留在棉花中。另外，由于这些设备在结构上的限制，只能作为检 验设备，无法在加工棉花的生产线上应用。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足而提供一种用在生产线上的棉花异性
纤维剔除系统。其特征在于棉花异性纤维剔除系统是由棉流主管道(1)连接
分层装置2，分层装置2连接棉流分层管道构成，并且棉流分层管道是水平放置的。
所述棉流分层管道的棉流分层数为2层、3层、4层、5层、6层、7层、8 层、9层或10层，每一层的结构完全相同。
所述棉花异性纤维剔除系统的棉流分层管道是由分层管道3、第一段管道3.1 和第二段管道3.2依次连接而成。在分层管道3的一侧接入第一开松管道4，在 其另一侧接入第二开松管道5;在第一段管道3.1的上方外侧放置高速CCD上 彩色摄像机6、上反射镜8和上光源10，在其下方外侧放置高速CCD下彩色摄 像机7、下反射镜9和下光源11。超声波风速传感器12的两个感应头分别放在
第一段管道3.1的上下两外侧，且位于第一段管道3.1的不同截面；在第二段管 道3.2的上侧嵌入点阵布置的第一喷气嘴组13和第二喷气嘴组14，在其下侧接 入第一异性纤维排出口 15和第二异性纤维排出口 16。在第一异性纤维排出口的 外侧粘结第一橡胶圈17,在第二异性纤维排出口的外侧粘结第二橡胶圈18;带卡 子的第一布袋19和第二布袋20分别连接在第一橡胶圈17和第二橡胶圈18上， 将第一异性纤维排出口 15和第二异性纤维排出口 16封闭。
所述分层管道3和第二段管道3.2是由镀锌钢板制成，第一段管道3.1是由 钢化玻璃制成。这三部分管道的横截面形状相同且均是长方形。
所述第一开松管道4和第二开松管道5水平对称配置在分层管道3的两侧， 其截面形状是长方形。
所述点阵布置的第一喷气嘴组13内的每个喷气嘴结构和大小均相同，喷气 嘴的大小为一 -15wm之间。在每个喷气嘴的出口处均连接一个圆盘21，在圆盘 21上开有直径为^2 -5ww的多个通孔。
所述点阵布置的第二喷气嘴组14内的每个喷气嘴结构和大小均相同，喷气 嘴的大小为-0.8 -1.5/n/n之间。
所述第一喷气嘴组13通过第一高速喷气阀组22与第一气箱体23连接，第 一压縮机26通过A橡胶管25与第一气箱盖24连接，第一气箱体23与第一气箱 盖24用螺栓连接。
所述第二喷气嘴组14通过第二高速喷气阀组27与第二气箱体28连接，第 二压縮机31通过B橡胶管30与第二气箱盖29连接，第二气箱体28与第二气箱 盖29用螺栓连接。
所述第一异性纤维排出口 15和第二异性纤维排出口 16分别在第一喷气嘴组 13和第二喷气嘴组14正下方。
所述高速CCD上彩色摄像机6和高速CCD下彩色摄像机7、第一高速喷 气阀组22和第二高速喷气阀组27以及超声波风速传感器12采用现场总线结构 实现控制。
本发明的主要特点
(1) 将棉流分为薄层，有利于高速CCD彩色摄像机识别异性纤维，并使 该系统用在棉花生产线成为可能。
(2) 在棉流分层管道上连接开松管道，可使棉流在整个分层管道内分布均匀。
(3) 超声波风速传感器在线检测棉流瞬时速度，便可精确计算喷气嘴开启
的时间。
(4) 用直径不同的喷气嘴构成两组点阵阵列。大直径的喷气嘴组用于剔除 塑料薄膜、毛绳、鸡毛等较大的异物，小直径的喷气嘴组用于剔除头发、羊毛等 较细小的异物，这样可减少在剔除异物时棉花的不必要损失。
(5) 在大直径喷气嘴的出口，用开有多个小直径通孔的圆盘阻挡，这种结 构能减少压缩机在工作时的功率损耗。'
(6 )采用不同气压的两个压缩机更适合剔除性质不同的异性纤维。
(7) 在异性纤维的排出口连接布袋。 一是要保证棉流分层管道的封闭，以 减少在负压管道上功率的损失。二是可用于存放异性纤维。
(8) 高速CCD彩色摄像机、超声波风速传感器及高速喷气阀组采用现场 总线结构实现控制。
图1为棉花异性纤维剔除系统示意图。
图2为具有三层的分层装置结构示意图。
图3为开松管道与分层管道的连接示意图。
图4为检测元件的相互位置示意图。
图5为异性纤维剔除部件示意图。
图6为喷气嘴组的排列方式示意图。图示为5行排列。
图7为喷气嘴组的喷气嘴结构示意图。
图8为喷气嘴组的气动装置结构示意图。
图9为系统总线控制方框图。
具体实施例方式
本发明提供一种用在生产线上的棉花异性纤维剔除系统。棉花异性纤维剔除
系统是棉流主管道1连接分层装置2，分层装置2的各分道口连接棉流分层管道 的各层，形成棉流通道。
图l所示为棉花异性纤维剔除系统的棉流分层管道是由分层管道3、第一段 管道3.1和第二段管道3.2依次连接而成。在分层管道3的一侧接入第一开松管 道4，在其另一侧接入第二开松管道5;在第一段管道3.1的上方外侧放置高速 CCD上彩色摄像机6、上反射镜8和上光源10，在其下方外侧放置高速CCD 下彩色摄像机7、下反射镜9和下光源11。超声波风速传感器12的两个感应头 分别放在第一段管道3.1的上下两外侧，且位于第一段管道3.1的不同截面；在 第二段管道3.2的上侧嵌入点阵布置的第一喷气嘴组13和第二喷气嘴组14，在 其下侧接入第一异性纤维排出口 15和第二异性纤维排出口 16。在第一异性纤维 排出口 15的外侧粘结第一橡胶圈17，在第二异性纤维排出口 16的外侧粘结第二 橡胶圈18。带卡子的第一布袋19和第二布袋20分别连接在第一橡胶圈17和第 二橡胶圈18上，将第一异性纤维排出口 15和第二异性纤维排出口 16封闭。
图2所示为具有三层的分层装置结构示意图，图中棉流主管道1连接分层装 置2，分层装置2的各分道口连接分层管道3的各层，形成棉流通道，需要检查 的棉花从棉流主管道1进入，通过分层装置2自动分层，经各分道口进入分层管 道3的相应层的棉流通道(如图2中的箭头所示)，棉流分层管道的棉流分层数 为2层、3层、4层、5层、6层、7层、8层、9层或10层，每一层的结构完全 相同。
图3所示为开松管道与分层管道的连接示意图。在分层管道3的一侧接入第 一开松管道4，在其另一侧接入第二开松管道5。
图4所示为在第一管道3.1的上方外侧放置高速CCD上彩色摄像机6、上反 射镜8和上光源10，在其下方外侧放置高速CCD下彩色摄像机7、下反射镜9 和下光源11。超声波风速传感器12的两个感应头分别放在第一分层管道3.1的 上下两外侧，且位于第一分层管道3.1的不同截面。
图5所示为在第二管道3.2的上侧嵌入点阵布置的开松管道与分层管道的连 接示意图。第一喷气嘴组13和第二喷气嘴组14，在其下侧接入第一异性纤维排 出口 15和第二异性纤维排出口 16。在第一异性纤维排出口 15的外侧粘结第一橡 胶圈17，在第二异性纤维排出口 16的外侧粘结第二橡胶圈18。带卡子的第一布 袋19和第二布袋20分别连接在第一橡胶圈17和第二橡胶圈18上，将第一异性 纤维排出口 15和第二异性纤维排出口 16封闭。
在图6所示第一喷气嘴组13和第二喷气嘴组14的点阵排列方式。在每组内 各个喷气嘴的结构和大小均相同。
在图7所示第一喷气嘴组13内的喷气嘴大小在一 一5附m之间。在喷气嘴 的出口处连接一个圆盘21，在圆盘21上开有直径为-2 -5附m的多个通孔。而第 二喷气嘴组14内的喷气嘴大小在一.8 -1.5附m之间，且在出口处不放置圆盘。
在图8所示第一喷气嘴组13通过第一高速喷气阀组22与第一气箱体23连 接，第一压縮机26通过A橡胶管25与第一气箱盖24连接，第一气箱体23与第 一气箱盖24用螺栓连接。
所述第二喷气嘴组14通过第二高速喷气阀组27与第二气箱体28连接，第 二压縮机31通过B橡胶管30与第二气箱盖29连接，第二气箱体28与第二气箱 盖29用螺栓连接。
在图9所示高速CCD彩色摄像机、超声波风速传感器以及高速喷气阀组采 用现场总线结构实现控制。
权利要求
1. 一种用在生产线上的棉花异性纤维剔除系统，其特征在于棉花异性纤维剔除系统是由棉流主管道(1)连接分层装置(2)，分层装置(2)连接棉流分层管道构成，并且棉流分层管道是水平放置的；棉流分层管道由分层管道(3)、第一段管道(3.1)和第二段管道(3.2)依次连接而成；该棉流分层管道的棉流分层数为2层、3层、4层、5层、6层、7层、8层、9层或10层，每一层的结构完全相同。
2. 根据权利要求1所述棉花异性纤维剔除系统，其特征在于所述棉花异 性纤维剔除系统是在分层管道(3)的一侧接入第一开松管道(4)，在其另一侧 接入第二开松管道(5);在第一段管道(3.1)的上方外侧放置高速CCD上彩色 摄像机(6)、上反射镜(8)和上光源(10)，在其下方外侧放置高速CCD下彩 色摄像机(7)、下反射镜(9)和下光源(11)，超声波风速传感器(12)的两个 感应头分别放在第一段管道(3.1)的上下两外侧，且位于第一段管道(3.1)的 不同截面；在第二段管道(3.2)的上侧嵌入点阵布置的第一喷气嘴组(13)和第 二喷气嘴组(14)，在其下侧接入第一异性纤维排出口 (15)和第二异性纤维排 出口 (16),在第一异性纤维排出口的外侧粘结第一橡胶圈(17)，在第二异性纤 维排出口的外侧粘结第二橡胶圈(18)，带卡子的第一布袋(19)和第二布袋(20) 分别连接在第一橡胶圈(17)和第二橡胶圈(18)上，将第一异性纤维排出口 (15) 和第二异性纤维排出口 (16)封闭。
3. 根据权利要求1所述棉花异性纤维剔除系统，其特征在于所述分层管 道(3)和第二段管道(3.2)是由镀锌钢板制成，第一段管道(3.1)是由钢化玻 璃制成；这三部分管道的横截面形状相同且均是长方形。
4. 根据权利要求1所述棉花异性纤维剔除系统，其特征在于所述第一开 松管道(4)和第二开松管道(5)水平对称配置在分层管道(3)的两侧，其截 面形状是长方形。
5. 根据权利要求1所述棉花异性纤维剔除系统，其特征在于所述点阵布 置的第一喷气嘴组(13)内的每个喷气嘴结构和大小均相同，喷气嘴的大小为一 "5ww之间；在每个喷气嘴的出口处均连接一个圆盘(21)，在圆盘(21)上开有 直径为02 05mw的多个通孔。
6. 根据权利要求1所述棉花异性纤维剔除系统，其特征在于所述点阵布 置的第二喷气嘴组(14)内的每个喷气嘴结构和大小均相同，喷气嘴的大小为 00.8 01.5画之间。
7. 根据权利要求1所述棉花异性纤维剔除系统，其特征在于所述第一喷 气嘴组(13)通过第一高速喷气阀组(22)与第一气箱体(23)连接，第一压缩 机26)通过A橡胶管(25)与第一气箱盖(24)连接，第一气箱体(23)与第 一气箱盖(24)用螺栓连接。
8. 根据权利要求1所述棉花异性纤维剔除系统，其特征在于所述第二喷 气嘴组(14)通过第二高速喷气阀组(27)与第二气箱体(28)连接，第二压縮 机31)通过B橡胶管(30)与第二气箱盖(29)连接，第二气箱体(28)与第 二气箱盖(29)用螺栓连接。
9. 根据权利要求1所述棉花异性纤维剔除系统，其特征在于所述第一异 性纤维排出口 (15)和第二异性纤维排出口 (16)分别在第一喷气嘴组(13)和 第二喷气嘴组(14)正下方。
10. 根据权利要求1所述棉花异性纤维剔除系统，其特征在于所述高速 CCD上彩色摄像机(6)和高速CCD下彩色摄像机(7)、第一高速喷气阀组(22) 和第二高速喷气阀组(27)以及超声波风速传感器(12)采用现场总线结构实现 控制。
11. 根据权利要求1所述棉花异性纤维剔除系统，其特征在于所述系统采 用不同气压的第一压缩机(26)和第二压縮机(31)两个压縮机。
全文摘要
本发明公开了属于农业机械化技术领域的一种棉花异性纤维剔除系统。它主要由分层装置、分层管道、开松管道、高速CCD彩色摄像机、反射镜、光源、超声波风速传感器、喷气嘴组、高速喷气阀组、压缩机和布袋等组成。本发明提出棉流经过分层装置分层，再经过开松管道开松，接着通过高速CCD彩色摄像机识别，在发现异性纤维时，用超声波风速传感器检测其运行速度，再用点阵布置的喷气嘴组将其喷出。本发明提供了一种能与棉花生产线相匹配的异性纤维剔除系统，从而提高异性纤维的剔除率；运用两组直径不同的喷气嘴可减少在剔除异性纤维时棉花的不必要损失；使用布袋和圆盘，更有效地减少整个系统的功率损耗。
文档编号D01G5/00GK101387020SQ200810225479
公开日2009年3月18日 申请日期2008年10月31日 优先权日2008年10月31日
发明者商守海, 李道亮, 高改梨 申请人:中国农业大学