气动纤维分离器

技术领域

本发明涉及农林植物秸秆处理的技术领域，尤其涉及一种气动纤维分离器。

背景技术

我国是农业大国，每年产生大量的农林植物秸秆，主要为稻草秸、玉米秸和麦秸等等。将这些农作物秸秆进行资源化利用有利于缓解我国当前面临的能源危机和改善环境。农作物秸秆的利用方式有很多种，包括能源化利用方式、肥料化利用方式、饲料化利用方式和材料化利用方式等等。其中，材料化利用是指将稻草秸、玉米秸或麦秸等加工成可降解餐具、包装袋或人造板等产品。利用农作物秸秆生产绿色生态板材既解决了当前人造板行业原料缺乏的问题，也为农作物秸秆的综合利用找到了新的突破口，还降低了对环境的污染，具有较好的经济效益和社会效益。在使用农作物秸秆(植物纤维)生产人造板时，需要先对稻草秸、玉米秸或麦秸等进行处理，使其分离成细碎的纤维。

目前，如何低成本、高效、较环保的将稻草秸、玉米秸或麦秸等分离成细碎的纤维成为本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

为解决稻草秸、玉米秸或麦秸不能低成本、高效、环保地被分离成细碎纤维的问题，本发明提供一种先进的气动纤维分离器。

为实现本发明目的提供的一种先进的气动纤维分离器，包括分离室和密封门；

分离室中空，顶端开设有入料口，至少一侧固定有进气管，相对两侧的下部分别固定有一个喷料管；

密封门为两个，其中一个的一侧面抵接于其中一个喷料管的出口端，另一个的一侧面抵接于另一个喷料管的出口端；两密封门能够移动以使两喷料管的出口端敞开或覆盖两喷料管的出口端。

在其中一个具体实施例中，两个喷料管分别为左喷料管和右喷料管；两个密封门分别为左密封门和右密封门；

左密封门的右侧面抵接于左喷料管的左端；

右密封门的左侧面抵接于右喷料管的右端；

还包括驱动单元；

驱动单元包括左气缸和右气缸；

左气缸设于左密封门的下方，且左气缸的缸筒和活塞杆竖直设置；左气缸的活塞杆的顶端与左密封门的左侧固定连接；

右气缸设于右密封门的下方，且右气缸的缸筒和活塞杆竖直设置；右气缸的活塞杆的顶端与右密封门的右侧固定连接。

在其中一个具体实施例中，还包括左密封圈和右密封圈；

左密封圈的右端与左喷料管的左端固定连接，左端能够抵接于左密封门的右侧面，内部分别与鼓气装置、真空抽气装置连通；

右密封圈的左端与右喷料管的右端固定连接，右端能够抵接于右密封门的左侧面，内部分别与鼓气装置、真空抽气装置连通。

在其中一个具体实施例中，左喷料管的右端和右喷料管的左端探入分离室内预设长度。

在其中一个具体实施例中，分离室的相对两侧分别固定有一个进气管。

在其中一个具体实施例中，每个进气管的轴线在竖直方向上为预设高度。

在其中一个具体实施例中，还包括上测温计和下测温计；

上测温计和下测温计均固定于分离室的上部，测温端均贯穿分离室的侧壁延伸至分离室的内部。

在其中一个具体实施例中，还包括上测压装置和下测压装置；

上测压装置和下测压装置均固定于分离室的上部，且均与分离室的内部连通。

在其中一个具体实施例中，还包括泄压阀；

泄压阀固定于分离室的顶端，且与分离室的内部相连通。

在其中一个具体实施例中，还包括盖板和传动杆；

盖板的一侧与分离室的顶端转动连接；转动盖板以覆盖入料口；

传动杆固定于盖板上。

本发明的有益效果：本发明的气动纤维分离器通过设置入料口，稻草秸、玉米秸或麦秸等农作物秸秆能够快速通过入料口进入分离室内。蒸汽能够通过进气管进入分离室内。在分离室内，植物秸秆处于高温高压环境中，空气渗透至植物秸秆的组织细胞间隙中。两个喷料管对应两个密封门，两个密封门同时移动以封堵两喷料管的出口端，从而使得分离室与外部大气处于封闭隔离状态，保障了分离室的气密性，有利于分离室内空气渗透至植物秸秆的组织细胞间隙中。两个密封门能够瞬时同步移动以使两喷料管的出口端敞开，使得分离室内的农作物秸秆能够被快速喷出。通过瞬间泄压的方式使渗进秸秆组织细胞内部的气体瞬间被释放。压力释放过程中，其内能转为动能并作用于秸秆组织细胞层间以将植物秸秆分离成细碎的纤维。相对化学处理方式，避免了二次污染问题，较为环保。相对生物处理方式，分离效率极高。整体上，分离速度极快，节约大量能源，有效地降低了生产成本以及土地使用面积。

附图说明

图1是本发明一种气动纤维分离器一具体实施例的正视图；

图2是图1所示的气动纤维分离器的侧视图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的符号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

本发明的描述中，需要理解的是，术语“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴线”、“轴向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明或简化描述，而不是指示或暗示所指的系统或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“衔接”、“铰接”等术语应做广义理解，例如可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参照图1和图2，作为本发明一具体实施例，气动纤维分离器包括分离室110和密封门。分离室110为中空结构，顶端开设有入料口，至少一侧固定有进气管111，相对两侧的下部分别固定有一个喷料管。密封门为两个，其中一个密封门的一侧面抵接于其中一个喷料管的出口端，另一个密封门的一侧面抵接于另一个喷料管的出口端。两个密封门能够同时移动以使两喷料管的出口端敞开或同时移动以覆盖两喷料管的出口端。

在此实施例中，稻草秸、玉米秸或麦秸等植物秸秆能够通过入料口进入分离室110内。在分离室110的至少一侧固定有进气管111，通过进气管111可以向分离室110内鼓入蒸汽，以使分离室110内呈高温高压状态，此处，需要说明的是，鼓入蒸汽后，分离室110内的压力为1.6MPa左右，温度为200℃。在高温高压下，空气会逐渐渗透至植物秸秆组织细胞间隙中，植物秸秆组织细胞中的纤维素结晶度提高，聚合度下降。植物秸秆组织细胞中的半纤维素部分降解，木素软化，横向连结强度下降，甚至软化可塑。在分离室110的相对两侧的下部分别固定有一个喷料管。持续一定时间后，处于分离室两侧的密封门同步被瞬时打开，分离室110内经高温高压处理过的农作物秸秆能够快速从分离室110内喷出，完成物理做功，实现纤维分离。而当秸秆物料完成输送入料后，分离器的入料口处的密封盖关闭，两个喷料管对应两个密封门，两个密封门同时向下移动以封堵两喷料管的出口端，在密封门和分离室之间设置密封圈，使得分离室110与外部大气隔离，保障了分离室110的气密性，有利于空气渗透至植物秸秆的组织细胞间隙中。当分离器内达到预设的压力值，并保持预设时长后，两密封门能够同步瞬时朝上移动以使两喷料管的出口端敞开，以便于分离室110内的植物秸秆被快速喷出，喷出过程中完成纤维分离。此处，需要说明的是，打开两密封门所用时长为0.3-0.8秒，可瞬间完成泄压。具体地，当植物秸秆被喷出时，由于秸秆原料所处环境的压力发生剧烈下降，秸秆细胞间的孔隙中的气体急剧膨胀，从而产生“爆破”效果，植物秸秆的纤维素、半纤维素、木质素被剥离，农作物秸秆被分离成细碎的纤维。整体上，先在高温高压作用下，使空气渗透至秸秆的组织细胞中，再通过瞬间泄压的方式使渗进秸秆组织细胞内的气体瞬间被释放。气体释放过程中，其内能转为动能并作用于农作物秸秆组织细胞层间以将秸秆分离成细碎的纤维。以极少的能量就可以完成农作物秸秆纤维分离的任务，降低了生产成本。相对化学处理方式，避免了二次污染问题，较为环保。相对生物处理方式，分离效率极高较为高效。分离器整体占地面积较小，节省占地面积，有利于推广使用。

在本发明一具体实施例中，两个喷料管分别为左喷料管112和右喷料管113。两个密封门分别为左密封门121和右密封门122。左密封门121的右侧面抵接于左喷料管112的左端，右密封门122的左侧面抵接于右喷料管113的右端。如此，有利于左密封门121和右密封门122被快速打开，从而易于实现瞬间泄压的目的。气动纤维分离器还包括驱动单元，驱动单元包括左气缸131和右气缸133。左气缸131设于左密封门121的下方，且左气缸131的缸筒和活塞杆竖直设置。左气缸131的活塞杆的顶端与左密封门121的左侧固定连接。左气缸131能够驱动左密封门121上下移动。右气缸133设于右密封门122的下方，且右气缸133的缸筒和活塞杆竖直设置。右气缸133的活塞杆的顶端与右密封门122的左侧固定连接。右气缸133能够驱动右密封门122上下移动。左右气缸由外部电源供电。此处，需要说明的是，分离室110内压力远大于大气压，会对密封门产生较大的推力。左右气缸有效地提高了左右密封门位置的稳定性，从而提高了分离室110的密封性，有利于分离室110内的蒸汽更好地渗透至分离室110内的农作物秸秆的组织中。同时，左右气缸使得左右密封门能够被快速打开，以便于分离室110内的农作物秸秆被快速喷出，并完成瞬间泄压任务。整体上，使得农作物秸秆被较好地分离成细碎的纤维。整体上，降低了同步瞬时开启左右密封门的难度，改善了控制精度。

在本发明一具体实施例中，气动纤维分离器还包括左密封圈和右密封圈。其中，左密封圈夹设于左密封门121和左喷料管112之间，右密封圈夹设于右密封门122和右喷料管113之间。左右密封圈大大提高了密封门和喷料管之间的密封性，从而有利于分离室110内的空气更好地渗透至分离室110内的农作物秸秆的细胞组织中，进而有利于秸秆更好地进行分离。具体地，左密封圈的右端与左喷料管112的左端固定连接，左端能够抵接于左密封门121的右侧面。右密封圈的左端与右喷料管113的右端固定连接，右端能够抵接于右密封门122的左侧面。其中，左密封圈内部与鼓气装置连通。右密封圈的内部也与鼓气装置连通。欲使用密封门封闭喷料管时，通过鼓气装置可向左右密封圈内鼓入空气以使左右密封圈膨胀，大大提高了密封门和喷料管之间的气密性，保障了分离室内压力的稳定性。左密封圈内部与真空抽气装置连通。右密封圈的内部也与真空抽气装置连通。欲瞬间开启密封门时，真空抽气装置迅速抽取密封圈内的空气，以使密封圈与密封门之间瞬时产生间隙，降低了密封圈和密封门相互摩擦的可能性，并减少了密封门开启时所受摩擦力，达到瞬时开启密封门的目的。

在本发明一具体实施例中，左密封门121包括左挡板1211，左挡板1211的右侧面与左密封圈的左端相抵接，左侧面固定有左安装块1212。左安装块1212的底端与左气缸131的活塞杆的顶端固定连接。右密封门122包括右挡板1221，右挡板1221的左侧面与右密封圈的右端相抵接，右侧面固定有右安装块1222。右安装块1222的底端与右气缸133的活塞杆的顶端固定连接。采用安装块作为连接气缸和挡板的传动块，相对气缸与挡板直接连接的形式，使得挡板能够更稳定地移动。其中，左安装块和右安装块均为中空结构，有效地降低了左右安装块的重量，进而减轻了左右密封门的重量。而且，左挡板1211和右挡板1221为板状结构，其厚度小于分离室的壁厚，有效地减轻了左右密封门的重量。整体上，使得左右密封门实现轻量化设计，有利于左右密封门更极速稳定的移动。另外，在左安装块1212的左侧及右安装块1222的右侧设有加强筋，有效地提高了左右安装块的抗形变能力。

在本发明一具体实施例中，左喷料管112的右端和右喷料管113的左端探入分离室110内预设长度。如此，使得左右喷料管不易从分离室110上脱落，左右喷料管安装位置的稳定性。在分离室110的相对两侧的中部分别固定有一个进气管111。其中，将进气管111设置在分离室110的中部，且每个进气管111的轴线在竖直方向上为预设高度，相对将进气管111设置在分离室110的顶部，有效地降低了向分离室110内输送蒸汽的难度，减少了能源的损耗。相对将进气管111设置在分离室110的底部，不易发生堵气现象。进气管111为两个，有效地提高了输气效率和均匀性。

在本发明一具体实施例中，气动纤维分离器还包括上测温计141、下测温计142、上测压装置151和下测压装置152。其中，上测温计141和下测温计142均固定于分离室110的上部，测温端均贯穿分离室110的侧壁延伸至分离室110的内部。上测温计141和下测温计142用于测量分离室110内的温度，以便于操作人员监测分离室110内的温度。而且，上测温计141和下测温计142相配合大大提高了检测的准确度。上测压装置151和下测压装置152均固定于分离室110的上部，且均与分离室110的内部连通。上测压装置151和下测压装置152用于测量分离室110内的压力，以便于操作人员监测分离室110内的压力。而且，上测压装置151和下测压装置152相配合大大提高了检测的准确度。整体上，有效地提高了操作的安全性。

在本发明一具体实施例中，气动纤维分离器还包括泄压阀160，泄压阀160固定于分离室110的顶端，且与分离室110的内部相连通。当分离室110内压力超过预设值，且密封门未作出开启动作或无法开启时，通过泄压阀160可对分离室110进行泄压，以保证分离器运行的安全性。此处，需要说明的是，根据待分离植物纤维的种类，控制系统可自动调整分离室110内的压力，并相应调整密封门的打开时长。

在本发明一具体实施例中，还包括盖板170、分流板180、传动杆190和密封垫。盖板170的一侧与分离室110的顶端转动连接，转动盖板170以覆盖入料口。从而实现密封入料口的目的，进而保障了分离室110的密封性，有利于蒸汽渗透至农作物秸秆的组织细胞中。具体地，入料口开设于分离室110的顶部的中部，通过入料口向分离室110添加农作物秸秆时，农作物秸秆会均匀落至分离室110的底部至中部高度，这样防止农作物秸秆不均匀地堆积在分离室110内的一侧，提高了喷出效率。相应的，盖板170设于分离室110内，一侧与分离室110的顶部的内壁铰接。向下推动盖板170，可使入料口敞开，以便于向分离室110内添加农作物秸秆。向上提升盖板170，可使入料口封闭，保障了分离室110工作时的密封性。在分离室110工作时，由于分离室110内的气压远大于大气压，会推动盖板170向上移动。将盖板170设于分离室110内，分离室110内的气压会推动盖板170紧密贴合于分离室110的顶部的内壁，相对将盖板170设于分离室110外的形式，安全可靠性进一步地提高。此处，需要说明的是，盖板170不与分离室110铰接的一侧固定有磁石，以使盖板170不与分离室110铰接的一侧能够吸附于分离室110的顶部的内壁。如此，在分离室110处于非工作状态时，盖板170也能够密封入料口，有效防尘。分流板180与盖板170的尺寸和形状均相同，且分流板180与盖板170的尺寸均大于入料口的尺寸。设于盖板170的正下方，顶端面与盖板170的底端面固定连接。分流板180的中部朝远离盖板170的方向拱起。分流板180使得冲击至分流板180的中部的气流能够被较好地分散，降低气流对分流板180和盖板170的中部的冲击，以防盖板170变形，保障盖板170的平整度，进而保障了气密性，并有效地延长了盖板170的使用寿命。在盖板170上固定有传动杆190。通过传动杆190能够推动盖板170转动，以使入料口敞开或封闭。具体地，传动杆190为长条结构，一端固定于盖板170的顶端面，其能够避免操作直接接触盖板170，有效地防止盖板170烫伤操作人员，提高操作的安全性。其中，传动杆190的轴向与盖板所在平面成预设夹角，预设夹角为30-45度。如此，当入料口处于敞开状态时，传动杆190的轴向能够位于竖直方向上，便于提拉传动杆190。传动杆190的一端与盖板170的中部固定连接，如此，当入料口处于敞开状态时，传动杆190不与入料口的孔壁接触，进一步地提高了设备的安全性。而且，传动杆190的轴向长度为预设高度。如此，当入料口处于敞开状态时，传动杆190的顶端始终在竖直方向上高于分离室110的顶端，提高了设备运行的安全性和便捷性。密封垫为闭合环状结构，中部中空形成让位孔，顶端面固定于分离室110的顶部的内壁。让位孔与入料孔相适配，且正对设置，以便于农作物秸秆进入分离室110内。当盖板170覆盖入料口时，盖板170的顶端面与密封垫的底端面紧密贴合。密封垫大大提高了入料口处的气密性，进一步提高了分离室的气密性。整体上，结构较为紧凑，适用于多种工况，通用性较强。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、“一个具体实施例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对所述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的范围内，根据本发明的技术方案及其发明的构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。