一种物料翻转装置和聚酯短纤维松弛热定型烘箱的制作方法

1.本实用新型涉及化纤领域，尤其涉及一种物料翻转装置和聚酯短纤维松弛热定型烘箱。

背景技术：

2.现在化纤行业特别是短纤行业后纺工艺中，三维丝束经过紧张热定型和多道牵伸工序后，经卷曲切断还需要进入松弛热定型烘箱进行除湿、烘干定型。
3.如图1所示，现有的烘箱是单层输送通道，物料沿着单层输送通道输入端的料斗进入，而后单层输送通道将其上表面的物料输送至不同的加热区位；相应区位的热风从上往下对物料进行加热烘干后，单层输送通道将物料输出下料完成物料加热烘干过程。
4.但上述的烘箱存在以下问题：由于输送通道为单层，物料进入输送通道后无法翻转，从而每一个加热区位中的热风都只能单向的对物料进行加热、烘干，使得物料表面的温度存在差异，进而物料上面向热风的位置质量达标，而其余位置的质量不达标，影响产品整体质量。
5.对此，如图2所示，申请人在中国发明专利（公开号：cn113106583a，公开日：20210713）中公开了一种聚酯短纤维松弛热定型烘箱，该烘箱包括上料斗、上层输送带、中料斗、中层输送带、下料斗和下层输送带；上层输送带、中层输送带和下层输送带分别分布在上、中、下层；上料斗出料口位于上层输送带进料端上方；上层输送带出料端通过中料斗与中层输送带进料端相连接，中层输送带出料端通过下料斗与下层输送带进料端相连接；中料斗和下料斗内部都设置有拨动辊，拨动辊周向设置有多个转动杆，并且拨动辊的周向转动速度为0.6cm/s-0.8cm/s。该烘箱减少整个烘箱占地长度，实现物料的翻转烘干，提高产品的烘干质量。
6.但是申请人发现上述的烘箱存在以下问题：虽然在中料斗中设置了拨动辊，能对物料进行拨动，使其进行一定的翻转，但无法保证物料被拨动后能刚好翻转180
°
，大多数物料受加热的区域不能覆盖所有表面，物料的质量仍不达标。同时由于物料在进入拨动辊时，是从输送带上直接掉落的，同一时间会有大量的物料进入到料斗中，可能造成杜塞。

技术实现要素：

7.为解决上述问题，本实用新型的目的是提供一种物料翻转装置和聚酯短纤维松弛热定型烘箱，通过导向通道引导物料进入滚筒外周的翻转槽内，避免发生杜塞，同时物料在翻转槽中跟随滚筒一起翻转，最终通过开口掉落到下方，保证物料翻转180
°
。
8.为本实用新型的目的，采用以下技术方案予以实施：
9.一种物料翻转装置，包括导向通道和设置在导向通道出料口处的滚筒，滚筒沿自身轴线旋转设置，滚筒的外周上均匀设置有沿滚筒径向伸缩的隔板，隔板伸出时，其外端位于滚筒之外，在相邻的两个隔板与滚筒的外表面之间形成用于接收来自导向通道中的物料的翻转槽；导向通道出料口位于滚筒一侧的中上部，滚筒另一侧的中下部设置有限位条，限
位条的上端至少延伸到滚筒水平宽度最大点上，并且限位条上端点与滚筒外表面之间的距离大于隔板伸出滚筒之外的长度；在限位条内侧面和滚筒外表面之间形成上大下小的收缩通道；当隔板与限位条配合时，隔板向滚筒内部收缩，使得这块隔板对应的翻转槽的下侧形成开口，翻转槽中的物料通过开口向下掉落，物料经过翻转装置的运动后翻转180
°
。
10.作为优选，限位条的下端延伸到滚筒竖直高度最低点的位置。
11.作为优选，在限位条的外侧设置有包裹板，包裹板沿着滚筒的轴向延伸，包裹板的上端贴近限位条的上端，包裹板的下部纵向向下延伸。
12.作为优选，滚筒与隔板之间设置有弹性元件，通过弹性元件使隔板在滚筒中伸缩。
13.作为优选，在滚筒内周向均匀设置有径向向外延伸的隔板型腔，隔板滑动设置在隔板型腔中，隔板内端与隔板型腔之间设置有所述的弹性元件；并在隔板型腔的外端设置有挡止结构，隔板伸出时，受到挡止结构的阻挡，无法脱离隔板型腔。
14.作为优选，导向通道的进料口高于出料口。
15.作为优选，导向通道包括倾斜设置的下滑板和设置在下滑板上方的上挡板，下滑板和上挡板之间的距离略大于物料的大小，防止物料自转。
16.作为优选，导向通道为向上凸起的弧形；或导向通道为倾斜的直线型。
17.作为优选，滚筒在输送物料时，沿着滚筒的周向上，每个翻转槽中物料的数量最多为一个。
18.一种聚酯短纤维松弛热定型烘箱，包括上下设置的第一输送带和第二输送带，第一输送带的出料端与第二输送带的进料端之间通过翻转装置连接，导向通道的进料口连接在第一输送带出料端上；滚筒位于第二输送带的上方，翻转槽中的物料通过开口向下掉落到第二输送带上。
19.综上所述，本实用新型的优点是在通过导向通道将物料输送到滚筒中，通过设置在滚筒上的隔板将物料隔开，并且物料随着滚筒的旋转而相应的翻转，当物料移动到滚筒的另一侧时，隔板受到限位板的阻挡，而收缩到滚筒内，使得翻转槽的下侧形成开口，物料从开口中掉落，这样保证了物料翻转180
°
，有利于提高加热效果，保证产品质量。
附图说明
20.图1为现有技术中单层烘箱的结构示意图。
21.图2为现有技术中多层烘箱的结构示意图。
22.图3本实用新型的烘箱的结构示意图。
23.图4为烘箱中翻转装置与输送带的结构示意图。
24.图5为翻转装置的结构示意图。
25.图6为滚筒、隔板、限位条和第二输送带的侧视图。
26.图7为烘箱内部的结构示意图。
27.图8为加热装置工作时气流的示意图。
具体实施方式
28.如图3所示，一种聚酯短纤维松弛热定型烘箱，包括上下设置的第一输送带1和第二输送带2，通常的，这两层输送带之间相互平行，最常见的，如图3所示，两层输送带都为水
平设置。
29.为了方便描述物料的输送方向，在本文中以第一输送带1的输送方向为从左向右进行举例，即第一输送带1的左端为进料端，第一输送带1的右端为出料端。
30.如图3所示，在第一输送带1的左端设置有进料装置，该进料装置用于将物料输送到第一输送带1上，具体的，进料装置可以是如图3所示的进料斗，也可以是现有技术中常见的震动盘等具有进料功能的装置。
31.如图3所示，第一输送带1的右端设置有翻料装置4，从第一输送带1中出来的物料直接进入翻料装置4中，翻料装置4用于对物料进行翻转，更具体地说，是将物料翻转180
°
，将物料上原本与第一输送带1接触的下表面翻转到上表面。翻料装置4的出料口位于第二输送带2的进料端上，物料经过翻转装置4翻转后进入第二输送到2上，从而第二输送带2中的物料相比于第一输送带1中的物料翻转了180
°
，这样物料在下文中的加热装置6的作用下，被全面的加热烘干，保证产品质量。
32.如图3所示，为了缩短整个烘箱的长度，第二输送带2的输送方向为从右向左，即第二输送带2的输送方向与第一输送带1相反。在竖直方向上，第一输送带1和第二输送带2至少部分重合，烘箱隔热层5设置在该重合的位置上，这样在保证加热质量的同时，减短了烘箱的长度，减小了占地面积，同时烘箱能对物料进行全面的加热。一般来说，第一输送带1和第二输送带2重合的部分占到输送带长度（左右两端的距离）的60-90%，保证烘箱隔热层5具有足够的长度，保证物料烘干效果。
33.如图3所示，可以在第二输送带2的下方再设置一个第三输送带3，第三输送带3的左端和第二输送带2的左端之间也设置一个翻料装置4，第三输送带3的中部位于烘箱隔热层5的内部，第三输送带3的右端位于烘箱隔热层5的右侧，这样可以在保持烘箱隔热层5长度不变，以及烘箱整体长度不变的情况下，进一步延长物料在烘箱隔热层5中的时间，对物料进行更充分的烘干。
34.如图4所示，为了实现物料的翻转，翻料装置4包括设置在第一输送带1出料端的导向通道41和设置在导向通道41出料口处的滚筒42，导向通道41接收来自第一输送带1的物料，并将这些物料输送给滚筒42。滚筒42用于带动物料进行翻转。
35.由于导向通道41中没有相应用于驱动物料进行移动的机构，因此，通常来说导向通道41需要倾斜设置，即导向通道41进料口高度高于出料口，使得物料在重力的作用下，沿着导向通道41向下移动，例如导向通道41可以是一段左高右低并且最好向上凸起的弧形通道，也可以是左高右低的直线形通道。在本实施例中，以弧形通道作为举例。
36.具体的，如图5所示，导向通道41由倾斜设置的下滑板411和设置在下滑板411上方的上挡板412构成，下滑板411和上挡板412之间的区域就是导向通道41，下滑板411的上端连接在第一输送带1的出料端，下端延伸到滚筒42的上方，在图4中，下滑板411的上端设置在滚筒42的正上方，但可以预见的只需要调整下滑板411的倾斜角以及滚筒42横向的位置，可以将下滑板411的下端调整到滚筒42的左侧靠近中上部的区域，这样同样能实现物料的翻转。
37.上挡板412的弧度与下滑板411大致相等，并且上挡板412与下滑板411之间的距离略大于物料的高度，使得物料不会再重力的作用下发生翻转，而是只能沿着导向通道41的导向进行翻转。更好的，可以将导向通道41设置为上大下小的形状，避免物料在移动的过程
中发生自转。
38.如图4和图5所示，滚筒42的轴线沿水平方向设置，在图3中为垂直于纸面的方向，滚筒42围绕自身的轴线转动设置，在本实施例中，滚筒42为顺时针旋转。在滚筒42的周向上均匀设置有隔板43，相邻的两块隔板43以及滚筒42的外表面之间形成用于容纳物料的翻转槽44，经过导向通道41输送的物料直接进入翻转槽44中，并且随着滚筒42的旋转，物料将在翻转槽44的带动下进行翻转。需要说明的是，沿着滚筒42的轴线方向上，翻转槽44中可以同时容纳多个物料，但在滚筒42的周向上，一个翻转槽44只能容纳一个物料。也就是说，第一输送带1的输送速度应当与滚筒42的旋转速度相适应，只有当上一个物料进入翻转槽44中，并且这个翻转槽44离开导向通道41的出料口时，下一个物料才能从导向通道41的出料口中掉落到下一个翻转槽44中。
39.值得注意的是，这些隔板43是沿着滚筒42的径向伸缩设置在滚筒42中的，当隔板43的外端受到径向力时，隔板43能向内收缩到滚筒42的内部，需要说明的是，这里并不要求隔板43的外端完全收缩到滚筒42内。
40.如图5所示，具体地说，在滚筒42内部沿着周向均匀设置有径向向外延伸的隔板型腔421，隔板43滑动设置在隔板型腔421中，并在隔板43的内端设置有弹性元件（例如弹簧），当隔板43的外端受到径向力，弹性元件被压缩，储存弹性势能，当径向力消失时，弹性势能释放，弹性元件复原，隔板43沿着隔板型腔421向外移动。
41.为了防止隔板43在向外移动时，从隔板型腔421中脱落，在隔板型腔421的外端设置有挡止结构（例如在隔板型腔421的外端形成有缩口或者台阶），从而当隔板43移动到挡止结构时，会被挡止结构挡住，无法从隔板型腔421脱离。
42.如图5和6所示，在滚筒42周向外侧的下部设置有用于控制隔板43收缩的限位条45，在滚筒42的轴向上，限位条45位于隔板43的两端。限位条45的上端大致位于滚筒42右侧水平宽度最大点的右侧，并且最好位于该水平宽度最大点的上方。限位条45的下端至少向下延伸一端距离，在限位条45内侧面与滚筒42外表面之间形成收缩通道46，并且限位条45最好倾斜设置，使得收缩通道46的入口宽度大于出口，当然为了使限位条45能将隔板43向内收缩，收缩通道46入口的宽度需要大于等于隔板43从滚筒42中伸出的长度。
43.隔板43和限位条45之间的动作过程如下：随着滚筒42的旋转，隔板43径向的外端与限位条45上端的内侧面接触，并且注意到此时，物料的下侧将位于隔板43的上侧，即物料是通过隔板43支撑的。隔板43继续沿着限位条45内侧面移动，由于压缩通道46的宽度逐渐缩小，隔板43径向的外端将受到内侧面给予的径向力，从而隔板43逐渐向滚筒42的内部收缩，即位于翻转槽44下方的那个隔板43的径向外端向内收缩，这将使得翻转槽44下方形成开口48，同时物料的下侧逐渐失去隔板43的支撑，当这个开口48足够大时，物料将从开口48中落下并进入第二输送带2。随着滚筒42继续旋转，隔板43最终将会离开收缩通道46，即隔板43会重新从滚筒42中伸出，用于对后续的物料进行分隔和限位。
44.注意到上述过程中，物料最后是掉落到第二输送带2上的，这段掉落的距离如果太长，物料在掉落的过程中可能发生旋转，为了避免这种情况发生，滚筒42的直径不能过大，保持着在5-10个物料的大小比较合适。并且滚筒42需要尽可能靠近第二输送带2，例如滚筒42上隔板43的最低点距离第二输送带2的距离为1.5-3个物料的高度，从而缩短物料掉落的距离。当距离缩短时，注意到下方的隔板不能与第二输送带2上的物料接触，因此限位条45
的下端至少需要延伸到滚筒42最低点的位置，即隔板43不能过早的伸出。
45.如图5所示，为了进一步保证物料在掉落时不会发生自转，在限位条45的右侧设置有包裹板47，并且包裹板47沿着滚筒42的轴线方向延伸，将整个滚筒42上用于输送物料的位置进行包裹，包裹板47上端至少位于滚筒42横向宽度最大点的位置，并且包裹板47上端与滚筒42之间的径向距离略大于隔板43伸出的长度，包裹板47的下端纵向向下延伸。
46.包裹板47使用过程如下：翻转槽44移动到限位条45的位置，隔板43受到限位条45的作用向内收缩，此时，隔板43与包裹板47之间的距离逐渐增大，并形成上文中提到的开口48，物料从开口48中落下，落下的过程中，受到包裹板47的引导，避免物料旋转，同时包裹板47将物料的右侧面进行了遮挡，使得外界的气流（例如风）不会对物料产生影响，保证物料平稳的落下。
47.包裹板47可以与上挡板412一体成型，即包裹板47与上挡板412之间通过过渡板49进行连接，过渡板49为与滚筒42的弧度相适应的弧形，过渡板49将滚筒42的右侧进行遮挡，防止物料从翻转槽44中掉落。
48.上述翻转装置4工作时，物料从第一输送带1的出料端进入导向通道41上端的入口，由于导向通道41是倾斜的，在重力的作用下，物料沿着导向通道41的下滑板411向下滑动，同时在上挡板412的作用下，保证物料不会在导向通道41发生过度的翻转，即物料的下表面始终与下滑板411接触，直到物料移动到导向通道41的下端，从而导向通道41中掉落，并进入由滚筒42和隔板43组合的翻转槽44中，物料的一侧贴合在滚筒42外周面上，随着滚筒42的旋转，物料相应的翻转一个角度，当物料移动到滚筒42的右侧中部时，隔板43将会受到限位条45的阻挡，从而隔板43外端受到径向力，隔板43收缩到滚筒42内部的隔板型腔421中，这时物料的下部逐渐失去支撑，并且翻转槽44的下侧与包裹板47之间形成一个逐渐增大的开口，当开口的大小与物料相等时，在重力的作用下，物料将沿着包裹板47向下掉落到第二输送带2上，并且此时物料恰好翻转180
°
。
49.如图3所示，烘箱具有烘箱隔热层5，烘箱隔热层5内外交界处用柔性隔热材料阻断，从而使得烘箱隔热层5内部与外界空气隔断，减少热能损失。烘箱隔热层5内部包括多个加热区位51，每个加热区位51与一列纵向热风循环相对应，并且每个加热区位51之间用柔性隔热材料阻断，保证每个加热区位都是彼此独立，每个区位的温度可单独调节。
50.如图3所示，加热装置6包括设置在输送带内侧的导热管7，并且每个加热区位51的第一输送带1、第二输送带2和第三输送带3内侧都设置有导热管7，导热管7为螺旋状，在有效的容纳空间里面增加与空气的接触面积，并且导热管7表面分布翅片以增加热量传递面积。
51.第一输送带1、第二输送带2和第三输送带3的带面为冲孔网板，这样提高空气的流动性，有利于对物料进行加热，同时能在三层物料之间形成自上而下的对流，进一步提高加热效果。
52.如图7所示，加热装置6还包括：循环风机61，设置在循环风机61出风口的出风管道62，设置在出风管道62的出口且位于烘箱顶部并朝向第一输送带1的出风罩63，设置在烘箱底部的集风罩64，设置在循环风机61吸风口和集风罩64之间的回风管道65，集风罩64位于每个加热区位51的底部，集风罩64内部设置有导流板，保证吸风口远近端的进风风量平衡；出风罩63内部也设置有导流板，保证出风口远近端的出风风量平衡。
53.如图3所示，烘箱还包括除湿风机8、压力自动调节阀9和压力传感器10。出风管道62上设置有三通口，三通口一端通过管道连接除湿风机8；压力自动调节阀9安装在除湿风机8进风管道端，压力传感器10安装在管道前端。在工作时，压力传感器10实时检测热风循环回路中的风压；因为物料中含有水分，在加热、烘干过程中液态水转变成气态水，体积膨胀，热风循环回路中的风量增加，压力就会增加，不经处理则会导致循环风机负载过大；另外内部循环风湿度过大，会影响物料烘干效果。因此，压力传感器10信号输出至压力控制器，通过pid自动调节压力调节阀9开口大小，保证自动定量排放含湿热风。
54.烘箱中每两个加热区位连接一组排湿装置，整个热风循环在烘箱内部单个加热区位进行，整个循环系统装置除了除湿风机8和循环风机61在保温外壳外侧，其余部分都用保温材料包裹以减少热量的损耗。
55.如图7所示，烘箱右侧设置有与烘箱隔热层5彼此分离的密闭保温空间，该密闭保温空间内设置有燃烧室11和导流管道12，该密闭保温空间与烘箱隔热层5通过导流管道12连通；密闭保温空间一侧设置有燃烧器13，燃烧器13的喷射口与燃烧室11一端连通，并且燃烧室11侧壁设置有进气口111；燃烧室11另一端连通三根导流管道12，三根导流管道12通过导流管道分别连通上、中、下三组导热管7的一侧，用于将所述燃烧机燃烧时产生的热量传递至相应热风循环通道。导流管道12设置有调节阀门14，导热管7设置有温度传感器用来调节导流管道阀门的开合度。
56.如图7所示，烘箱还包括排气管15，导热管5的另一侧与排气管15连通，该管道贯穿烘箱保温侧壁与烘箱外相连通用于将燃烧机燃烧后的热空气排至烘箱外。原有烘箱导热管是用导热油加热，而导热油是通过锅炉加热并且包括两次热量传导过程：第一次由天然气燃烧发热传导给导热油，第二次由导热油通过导热管传导给循环空气；即热量经历二次传导，热传递效率低下。而且导热油管道分支较多，输送管道长，途中热量损耗严重。而此种加热方式是通过燃烧器13直接燃烧发热并且通过导热管7一次热传导给热空气循环通道，大大提高热量利用率。
57.本实用新型的烘箱与现有技术中的烘箱在生产质量上具有较大的差异，本实施例以15d
×
64mm三维中空涤纶短纤维为例进行了相关的试验，具体结果如下表所示：
序号
ꢀꢀ
测试项目单位技术要求现有技术中的三层烘箱本实用新型的烘箱试验方法1线密度d15
±
1.515.115.1gb/t14335-20082长度偏差率%
±
101.90.8gb/t14336-20083膨松度v1cm3/g≥170176183fz/t52010-2014附录a4膨松度v2cm3/g≥485254fz/t52010-2014附录a5膨松度v3cm3/g≥130138149fz/t52010-20146卷曲数个/25mm5
±
244.5gb/t50009.3-20077纤维压缩弹性恢复率%≥62.069.373.6fz/t52010附录a

技术特征：

1.一种物料翻转装置，其特征在于，包括导向通道（41）和设置在导向通道（41）出料口处的滚筒（42），滚筒（42）沿自身轴线旋转设置，滚筒（42）的外周上均匀设置有沿滚筒（42）径向伸缩的隔板（43），隔板（43）伸出时，其外端位于滚筒（42）之外，在相邻的两个隔板（43）与滚筒（42）的外表面之间形成用于接收来自导向通道（41）中的物料的翻转槽（44）；导向通道（41）出料口位于滚筒（42）一侧的中上部，滚筒（42）另一侧的中下部设置有限位条（45），限位条（45）的上端至少延伸到滚筒（42）水平宽度最大点上，并且限位条（45）上端点与滚筒（42）外表面之间的距离大于隔板（43）伸出滚筒（42）之外的长度；在限位条（45）内侧面和滚筒（42）外表面之间形成上大下小的收缩通道（46）；当隔板（43）与限位条（45）配合时，隔板（43）向滚筒（42）内部收缩，使得这块隔板（43）对应的翻转槽（44）的下侧形成开口（48），翻转槽（44）中的物料通过开口（48）向下掉落，物料经过翻转装置的运动后翻转180
°
。2.根据权利要求1所述的一种物料翻转装置，其特征在于，限位条（45）的下端延伸到滚筒（42）竖直高度最低点的位置。3.根据权利要求1所述的一种物料翻转装置，其特征在于，在限位条（45）的外侧设置有包裹板（47），包裹板（47）沿着滚筒（42）的轴向延伸，包裹板（47）的上端贴近限位条（45）的上端，包裹板（47）的下部纵向向下延伸。4.根据权利要求1所述的一种物料翻转装置，其特征在于，滚筒（42）与隔板（43）之间设置有弹性元件，通过弹性元件使隔板（43）在滚筒（42）中伸缩。5.根据权利要求4所述的一种物料翻转装置，其特征在于，在滚筒（42）内周向均匀设置有径向向外延伸的隔板型腔（421），隔板（43）滑动设置在隔板型腔（421）中，隔板（43）内端与隔板型腔（421）之间设置有所述的弹性元件；并在隔板型腔（421）的外端设置有挡止结构，隔板（43）伸出时，受到挡止结构的阻挡，无法脱离隔板型腔（421）。6.根据权利要求1所述的一种物料翻转装置，其特征在于，导向通道（41）的进料口高于出料口。7.根据权利要求6所述的一种物料翻转装置，其特征在于，导向通道（41）包括倾斜设置的下滑板（411）和设置在下滑板（411）上方的上挡板（412），下滑板（411）和上挡板（412）之间的距离略大于物料的大小，防止物料自转。8.根据权利要求6所述的一种物料翻转装置，其特征在于，导向通道（41）为向上凸起的弧形；或导向通道（41）为倾斜的直线型。9.根据权利要求1所述的一种物料翻转装置，其特征在于，滚筒（42）在输送物料时，沿着滚筒（42）的周向上，每个翻转槽（44）中物料的数量最多为一个。10.一种聚酯短纤维松弛热定型烘箱，包括上下设置的第一输送带（1）和第二输送带（2），其特征在于，第一输送带（1）的出料端与第二输送带（2）的进料端之间通过权利要求1-9任意一项所述的翻转装置（4）连接，导向通道（41）的进料口连接在第一输送带（1）出料端上；滚筒（42）位于第二输送带（2）的上方，翻转槽（44）中的物料通过开口（48）向下掉落到第二输送带（2）上。

技术总结

本实用新型涉及化纤领域，尤其涉及一种物料翻转装置和聚酯短纤维松弛热定型烘箱，包括导向通道和设置在导向通道出料口处的滚筒，滚筒的外周上均匀设置有沿滚筒径向伸缩的隔板，隔板伸出时，其外端位于滚筒之外，在相邻的两个隔板与滚筒的外表面之间形成用于接收来自导向通道中的物料的翻转槽；导向通道出料口位于滚筒一侧的中上部，滚筒另一侧的中下部设置有限位条，当隔板与限位条配合时，隔板向滚筒内部收缩，使得这块隔板对应的翻转槽的下侧形成开口，翻转槽中的物料通过开口向下掉落，物料经过翻转装置的运动后翻转180