專利名稱：由在氣流中喂送的長纖維形成纖維球的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及由在氣流中喂送的長纖維形成纖維球的裝置，特別是涉及一種具有包括圓形橫截面的定子室的裝置，在定子室中同軸設(shè)置一個也具有圓形橫截面的轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子繞其軸線轉(zhuǎn)動，其周邊具有多個與定子內(nèi)壁相距較小間隙的沿圓周分布的徑向翼片，由此，由空氣流喂送的纖維由位于定子室一端的開口導(dǎo)入所述間隙，并通過位于定子室相對端的開口進(jìn)行分離，以便從空氣流中分離出纖維球。
纖維一般用于家具裝飾的填料。為了盡可能使家具裝飾物松軟，常常將纖維制成具有相當(dāng)光滑表面的纖維球，使纖維球具有彈性并能彼此相互移動，以便形成盡可能松軟的填料料。由在氣流中喂送的開松纖維形成球的裝置已經(jīng)公知了。由于表面摩擦，在氣流中喂送的開松纖維彼此附著形成不同形狀和大小的絮狀物。這些絮狀物并不象有纖維端伸出的那樣適于作填充材料，有纖維端伸出的易于附著在由其它絮狀物伸出的纖維上。因此，絮狀物最好形成毛球狀。
例如這樣的毛球形成裝置已由美國專利US4747550和US5429783公開。在這些公知的裝置中，在氣流中喂送的開松纖維在由圓筒形定子室的內(nèi)壁和同軸設(shè)置在定子內(nèi)的轉(zhuǎn)子的外圍之間形成的中間間隔中形成毛球。多個橫向圓盤彼此間隔地設(shè)置在轉(zhuǎn)子軸上，圓盤的外緣上有以相同圓周距固定的徑向翼片，該翼片具有距離定子室內(nèi)壁一小間隙的外緣，將空氣和纖維喂送到定子室的下部并由此向上吹，當(dāng)在該中間間隔內(nèi)向上喂送纖維時，纖維在翼片的外緣和定子室的內(nèi)壁之間形成的中間間隔內(nèi)形成毛球。然后將纖維球由定子室的上部吸入旋風(fēng)分離器，將纖維球從喂送空氣中分離出來。
在這些裝置中，翼片的外緣和定子室的內(nèi)壁之間的間隙一般為4mm，但是，根據(jù)所要加工的纖維的長度和其它特性可以加大該間隙。但是，在這些裝置中，不便于改變間隙，要改變間隙則很耗時。為了調(diào)整翼片，必須打開定子室，并從定子室中拆出轉(zhuǎn)子，然后松開每片翼片的緊固件，調(diào)整后再緊固。在多級內(nèi)設(shè)置這些翼片，并且每一級包含多個翼片，因此顯然翼片的調(diào)整工作非常需要技巧，并且很費(fèi)時。
本發(fā)明的目的是，克服上述缺點(diǎn)，提供一種由權(quán)利要求1前序所述的由在氣流中喂送的纖維形成纖維球的裝置，該裝置是新穎和獨(dú)創(chuàng)的，其中定子室和轉(zhuǎn)子基本是圓錐形的，并且共同設(shè)置在軸向上。
采用根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)解決方案，定子室的內(nèi)壁和轉(zhuǎn)子的翼片之間的中間間隔可以以快速簡單的方式進(jìn)行調(diào)整，因此適用于各種纖維等級，而不必打開定子室以從定子室中拆除轉(zhuǎn)子，并且不必松開、調(diào)整和再緊固翼片，也不必再將轉(zhuǎn)子裝入定子室內(nèi)和關(guān)閉定子室。由于定子室和轉(zhuǎn)子的組合體是圓錐形狀，則當(dāng)定子室和/或轉(zhuǎn)子在軸向移動時使所述中間間隔改變。該中間間隔變化越大，則圓錐角越大，并且軸向位移越大。
在本發(fā)明較佳實(shí)施例中，翼片設(shè)置在多個軸向級上，使一級上的翼片相對一相鄰級或多相鄰級上的翼片在圓周方向移置。相對于下一級上的翼片的移置角度最好是3至5度，例如4度。
此外，在不同級上的翼片最好由圓形盤彼此分隔開，圓形盤橫切轉(zhuǎn)子軸，上圓形盤具有的半徑基本小于其下面的轉(zhuǎn)子的半徑長。這些技術(shù)具有特別的優(yōu)越性并利于由細(xì)長纖維形成球。翼片一般在轉(zhuǎn)子圓周方向具有20度的相同間距，翼片最好設(shè)置在4至6級上，例如在5級上。
在本發(fā)明的最佳實(shí)施例中，定子室和轉(zhuǎn)子的組合體基本位于垂直位置并向下伸展，入口位于定子室的上端。由于定子室和轉(zhuǎn)子的組合體為圓錐形，則當(dāng)氣流以螺旋方式向著定子室和轉(zhuǎn)子的圓錐形組合體的較寬端傳播時，氣流進(jìn)行加速，在定子室的內(nèi)壁和轉(zhuǎn)子之間的中間間隔內(nèi)形成所謂的龍卷風(fēng)效果。隨著圓周間隙增大，氣流的流速增大，但是同時，旋轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)的時間保持基本不變。隨著氣流流速的增大，其壓力會相應(yīng)下降，換句話說，在定子室和轉(zhuǎn)子的組合體的端部之間形成壓力差，該壓力差力圖將氣流組合壓向具有較大直徑的組合體端。當(dāng)定子室和轉(zhuǎn)子的組合體處于基本垂直位置并向下伸展時，上述效果借助于重力，有效保證小纖維球向位于組合體下端的出口移動。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)對在旋轉(zhuǎn)方向看到的翼片尾側(cè)上的外緣倒斜角時，對球的形成特別有效，翼片的倒斜角最好大約為5至45度。
此外，采用在定子室外殼內(nèi)的加熱元件并采用繞外殼下端的內(nèi)壁伸展的窄擱架，可以對球的形成更有效，最好采用加熱元件覆蓋該外殼。
在開口和定子室的下端之間最好至少有一收集漏斗，用于接收纖維球。該漏斗最好與一負(fù)壓源連接，用于以本來公知的方式從漏斗中取出纖維球，然后將纖維球從喂送空氣中分離出來。
在入口和定子室之間還可設(shè)置穿孔的分離室，以便在將纖維喂送到所述中間間隔之前，從包含氣流的纖維吸出過量空氣。
轉(zhuǎn)子最好相對于定子室軸向設(shè)置，使中間間隔為4至10mm。最好選定定子室和轉(zhuǎn)子的組合體的圓錐角，使得在轉(zhuǎn)子和定子室之間10mm的軸向位移對應(yīng)于大約為0.1至0.5mm的例如為1mm的中間間隔內(nèi)的變化。
轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度最好采用無級方式控制。
設(shè)計根據(jù)本發(fā)明的裝置，以便迅速和容易調(diào)整該裝置以適合不同長度和質(zhì)量的纖維。
為了延長停留時間，可依次連接多個本發(fā)明裝置，最好分別控制每個裝置的旋轉(zhuǎn)速度。
下面參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明，其中

圖1是本發(fā)明最佳實(shí)施例的部分剖視圖；圖2是同一裝置的不包括其上部的后視圖；圖3a和3b是定子室和軸向調(diào)整在不同位置的轉(zhuǎn)子組合體的垂直橫剖面視圖；圖3c和3d是圖3a的詳視圖；圖4是定子的頂視圖；以及圖5是具有外部裝置的圖1所示裝置的部分剖視圖。
在圖1和圖2中，該裝置的框架一般由標(biāo)號4表示。在框架4上可拆卸地安裝一基本垂直的具有截頭圓錐形狀的定子室1，使該室錐體直立，由此定子室的外殼包含電加熱電阻元件23，已經(jīng)知道電子元件23大大促使球形成。在定子室1內(nèi)設(shè)置有圍繞垂直軸3旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子2，轉(zhuǎn)子的形狀與定子室1的形狀相同，但是低于定子室。轉(zhuǎn)子2還可軸向調(diào)整，以便根據(jù)要形成球的纖維的長度和其它特性，調(diào)整定子室1的內(nèi)壁1’和轉(zhuǎn)子2的外圍之間的中間間隔14的寬度。沒有更詳細(xì)顯示控制裝置的位置，因?yàn)檫@樣的裝置為本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所熟知，并且在工業(yè)上是很普通的。網(wǎng)漏斗6設(shè)置在具有入口5的定子室1的上端，入口5位于上部，用于將由輸送氣喂送的開松的纖維導(dǎo)入定子室1，以及在此之前通過網(wǎng)漏斗6中的孔排出過量的空氣。在定子室1的下端還有由繞其內(nèi)壁1’伸出的窄擱架24，已知該窄擱架可改善毛球的形成。在定子室1下端的下面，有兩個漏斗11固定于框架4，漏斗11的下端具有開口7，用于吸出纖維球和喂送空氣，并將纖維球和空氣導(dǎo)入已公知的旋風(fēng)分離器(未示)，以便回收纖維球。在轉(zhuǎn)子2的軸3上還有上軸承15和下軸承16(如圖3a和3b所示)，此外，在軸3的下端有皮帶輪10，具有皮帶輪的轉(zhuǎn)子軸通過皮帶9與固定于框架4的驅(qū)動機(jī)構(gòu)8旋轉(zhuǎn)連接，以便繞軸3旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子2。
圖3a和3b更詳細(xì)地顯示了定子室1和轉(zhuǎn)子2的組合體。在圖3a中，轉(zhuǎn)子2位于較高位置，而在圖3b中，為了增加中間間隔14，轉(zhuǎn)子2位于較低位置。可以看到定子室1和轉(zhuǎn)子2的圓錐角是相同的，但是轉(zhuǎn)子2低于定子室1。
轉(zhuǎn)子2相對于軸3由橫向圓盤13以相同軸距分隔成5級，在上面的圓盤的直徑小于其它圓盤，更詳細(xì)的結(jié)構(gòu)見圖4。翼片12、12’固定在圓盤13之間，使其垂直于軸3，并徑向遠(yuǎn)離軸3，使翼片的外緣端與定子室1的內(nèi)壁1’相隔一小間隙。在每一級內(nèi)有18個翼片12、12’，結(jié)果在翼片之間形成20度的角。此外，一級內(nèi)的翼片相對于下一級上的翼片橫向移置，因此各級之間的移置角度是4度，詳細(xì)見圖4。
圖3c和3d所示的上一級翼片12稍稍不同于下一級翼片12’，其具有在尾側(cè)上倒斜角的外緣，如箭頭所示的旋轉(zhuǎn)方向上所示，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)其特別利于促進(jìn)球的形成。倒斜角最好約為30度。
當(dāng)轉(zhuǎn)子20繞其軸3旋轉(zhuǎn)時，在定子室1內(nèi)在轉(zhuǎn)子和定子室1的內(nèi)壁之間產(chǎn)生向下的螺旋流，當(dāng)螺旋流向下流動時，流速增大，這是由于即使一個旋轉(zhuǎn)所要求的時間基本上保持相等，一個旋轉(zhuǎn)的距離也會增大。因此，螺旋流的壓力升高，從而在中間間隔14的上下端產(chǎn)生壓力差，壓力差有助于氣流向著漏斗11向下喂送纖維和纖維球。
圖5顯示了根據(jù)具有在其前后的外部裝置的本發(fā)明的裝置。在圖5中，該撕破(tearing up)纖維束的裝置一般由標(biāo)號17表示，開松纖維落到稱重裝置18上，預(yù)定重量纖維料從這兒沿管19吹送到定子室1上部的入口5。
纖維球從漏斗11下部的出口7沿管20導(dǎo)向枕頭或相應(yīng)制品的填料裝置，此填料裝置一般由標(biāo)號21表示。填料裝置21最好為連續(xù)工作的裝置，其至少具有兩個填料工位，纖維球交替供給各工位。通過設(shè)置在填料工位后的吸氣裝置抽吸空氣并穿過要填料的蓋，以便從纖維球中吸出喂送空氣。
顯而易見，本發(fā)明不限于附圖所示的實(shí)施例，本發(fā)明可在由附加的權(quán)利要求限定的范圍內(nèi)任意變化。例如轉(zhuǎn)子內(nèi)的翼片的數(shù)量、形狀和位置以及級數(shù)可任意改變。定子室和轉(zhuǎn)子的組合體還有可能向上擴(kuò)展，因此出口位于定子室的上端，而入口位于其下端。該技術(shù)方案易于控制球的形成。定子室和轉(zhuǎn)子的組合體的圓錐角還可以是不同于圖中所示的角度，定子室的內(nèi)壁不必非常筆直，可以以與轉(zhuǎn)子的外圍相同的方式微微凸起或凹下。但是，考慮到制造工藝，則內(nèi)壁筆直是有益的。
權(quán)利要求
1．一種由在空氣流中喂送的長纖維形成纖維球的裝置，其中該裝置包括框架(4)；定子室(1)，固定在該框架上，具有圓形橫截面和內(nèi)壁(1’)；轉(zhuǎn)子(2)，也具有圓形橫截面，同軸設(shè)置在該定子室(1)內(nèi)，繞其軸(3)旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子具有以相同圓周距并距離定子(1)的內(nèi)壁(1’)一小間隙設(shè)置其圓周上的多個徑向翼片(12、12’)，以便形成環(huán)形中間間隔(14)，該間隔(14)在定子(1)的內(nèi)壁和轉(zhuǎn)子(2)的翼片(12、12’)之間在轉(zhuǎn)子軸向長度上延伸；裝置(8-10)，固定于框架(4)，并與轉(zhuǎn)子(2)的軸(3)連接，以便旋轉(zhuǎn)該轉(zhuǎn)子；入口(5)，位于定子室(1)的一端，用于隨著在軸(3)方向上螺旋傳播的湍流將由氣流喂送的纖維導(dǎo)入所述的中間間隔(14)；出口(7)，位于定子室(1)的相對端，以便吸去和分離在所述中間間隔(14)的形成的纖維球中的空氣。其特征在于定子室(1)和轉(zhuǎn)子(2)基本上是圓錐體，并且它們可共同設(shè)置在軸向。
2．如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于翼片(12、12’)軸向設(shè)置在多級上，使一級上的翼片相對一相鄰級或多相鄰級上的翼片在圓周方向橫向移置。
3．如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于翼片(12、12’)相對于下一級上的翼片在3至5度的角內(nèi)移置，最好是4度的角。
4．如權(quán)利要求2或3所述的裝置，其特征在于在不同級上的翼片(12、12’)由圓形盤(13)彼此分隔開，圓形盤(13)相對于轉(zhuǎn)子(2)的軸(3)是橫向設(shè)置的。
5．如上述任一權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于一級上的翼片(12、12’)與相鄰翼片成20至40度的角。
6．如權(quán)利要求2、3、4或5所述的裝置，其特征在于在4至6級上有翼片(12、12’)。
7．如上述任一權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于定子室和轉(zhuǎn)子(1、2)組合體是處于基本垂直的位置并向下伸展，此處的入口(5)位于定子室(1)的上端。
8．如上述任一權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于由旋轉(zhuǎn)方向看時，至少翼片(12’)的一部分在其尾側(cè)上的外緣倒斜角。
9．如權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于由旋轉(zhuǎn)方向看時，一級上或多級上的所有翼片(12’)在其尾側(cè)的外緣倒斜角。
10．如上述權(quán)利要求7和9所述的裝置，其特征在于在旋轉(zhuǎn)方向看時，至少兩個最下級上的所有翼片(12’)在其尾側(cè)的外緣倒斜角。
11．如上述權(quán)利要求8至10任一個所述的裝置，其特征在于翼片(12’)的倒斜角約為5至45度。
12．如上述任一權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于在定子室(1)的外殼內(nèi)具有加熱元件，最好是加熱電阻(23)。
13．如上述權(quán)利要求7至12任一所述的裝置，其特征在于窄擱架(24)繞定子室(1)的外殼下端的內(nèi)壁(1’)延伸。
14．如上述權(quán)利要求7至13任一所述的裝置，其特征在于在開口(7)和定子室(1)的下端之間，至少有一個用于接收纖維球的漏斗(11)，漏斗(11)最好與一負(fù)壓源相連，用于從漏斗中取出纖維球，并將纖維球從喂送空氣中分離出來。
15．如上述任一權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于轉(zhuǎn)子(2)相對于定子室(1)軸向設(shè)置，使中間間隔(14)為4至10mm。
16．如上述任一權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于定子室和轉(zhuǎn)子(1、2)組合體的圓錐角使轉(zhuǎn)子(2)和定子室(1)之間10mm的軸向位移對應(yīng)于0.5至1.5mm最好是1mm的中間間隔(14)內(nèi)的變化，
17．如上述任一權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于為了延長停留時間，可將多個該裝置依次連接，最好是分別控制每個裝置的轉(zhuǎn)速。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種由在氣流中喂送的長纖維形成纖維球的裝置。該裝置包括定子室(1),固定一框架上,具有圓形橫截面和內(nèi)壁(1’);同軸設(shè)置在定子室內(nèi)的轉(zhuǎn)子(2),也具有圓形橫截面,繞其軸(3)旋轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)子的外圍上具有以相同圓周距并距離定子(1)的內(nèi)壁(1’)一小間隙設(shè)置的多個徑向翼片(12、12’),以便形成環(huán)形中間間隔(14),該間隔(14)在定子(1)的內(nèi)壁和轉(zhuǎn)子(2)的冀片(12、12’)之間在轉(zhuǎn)子軸向長度上延伸。此外,裝置(8—10)固定于框架(4),并與轉(zhuǎn)子(2)的軸(3)運(yùn)轉(zhuǎn)連接,以便旋轉(zhuǎn)該轉(zhuǎn)子;另外,該裝置還包括位于定子室(1)一端的入口(5)和位于定子室(1)相對端的出口(7),以便吸去和分離在所述中間間隔(14)內(nèi)形成的纖維球中的空氣。根據(jù)本發(fā)明,定子室(1)和轉(zhuǎn)子(2)基本是圓錐形的,并且它們可共同設(shè)置在軸向,以便調(diào)整所述中間間隔的寬度,而不必為了調(diào)整翼片(12、12’)從定子室(1)內(nèi)拆下轉(zhuǎn)子(2)。
文檔編號D04H1/736GK1288494SQ99802032
公開日2001年3月21日 申請日期1999年1月13日 優(yōu)先權(quán)日1998年1月14日
發(fā)明者J·維薩, K·馬特林, M·維薩 申請人:古德羅爾有限公司