羽毛羽絨快速分揀儀器的開(kāi)發(fā)及其使用

文/袁海萍

1 引言

羽絨羽毛制品是我國(guó)傳統(tǒng)的出口產(chǎn)品，我國(guó)是世界上最大的羽絨羽毛及其制品的生產(chǎn)和出口大國(guó)，占據(jù)世界羽絨及制品市場(chǎng)的大半壁江山。我國(guó)的羽絨有著產(chǎn)品加工附加值高、適應(yīng)地域廣及穿著保暖、舒適、輕盈方便等優(yōu)點(diǎn)，深受?chē)?guó)外客戶和消費(fèi)者的青睞，但是不同種類(lèi)、不同含絨量的羽絨在價(jià)格和性能等方面存在較大差別。

羽絨含量檢測(cè)作為羽絨制品檢測(cè)的核心內(nèi)容，是最重要的部分，也是最繁雜的過(guò)程。其對(duì)樣品中各組分含量的檢測(cè)，耗時(shí)很長(zhǎng)，這個(gè)由于羽絨樣品的復(fù)雜性和不均勻性，從勻樣到揀樣，都是依靠人工進(jìn)行，主要依靠感官檢測(cè)方法，需要由經(jīng)過(guò)大量訓(xùn)練和積累實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行操作，用鑷子把羽毛一小片一小片挑揀出來(lái)再稱(chēng)量，算出其含絨量。這種方法存在一定的弊端，首先這種檢驗(yàn)需要大量的訓(xùn)練和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，檢測(cè)人員必須對(duì)羽毛和羽絨的形態(tài)特征有一個(gè)足夠的了解。但是檢測(cè)過(guò)程中存在諸多的人為因素，可能造成同一樣品得到不同的檢測(cè)結(jié)果。如果檢驗(yàn)人員長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行操作，很容易引起視覺(jué)疲勞[1-2]。

2 羽毛羽絨快速分揀儀器的開(kāi)發(fā)

羽絨檢測(cè)過(guò)程中極易飄散，四處飛逸的“缺點(diǎn)”，卻給了我們另一種檢測(cè)的思路，即在氣流作用下，由于顆粒飄浮、沉淀的速度不同，使羽絨分布在不同的空間，形成類(lèi)似密度管狀態(tài)，在一定的沖力下，分離出不同形態(tài)的羽絨，達(dá)到檢測(cè)所需的結(jié)果。

羽毛羽絨自動(dòng)分揀儀如圖1所示。

圖1 羽毛羽絨自動(dòng)分揀儀

該羽毛羽絨分揀儀包括：

（1）分揀桶。在分揀桶的上部設(shè)有一負(fù)壓嘴的吸取裝置，當(dāng)羽絨層或羽毛層的高度到達(dá)吸取裝置時(shí)，通過(guò)負(fù)壓逐層吸取羽絨、羽毛。在分揀桶的底部，同心設(shè)置有圓錐狀突起，其頂部為一球形。為了防止在羽絨、羽毛轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中在分揀桶內(nèi)壁產(chǎn)生靜電，以使羽絨、羽毛被吸附，桶內(nèi)壁貼附有防靜電膜。

桶內(nèi)設(shè)有氣流發(fā)生裝置，包含三個(gè)噴氣嘴，其中一個(gè)位于低位，且向右傾斜，以使羽絨和羽毛繞圓錐狀逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)形成分層；其中一個(gè)噴氣嘴位于高位，且向右上傾斜，以調(diào)整羽絨或羽毛轉(zhuǎn)動(dòng)的分層高度，通過(guò)氣流發(fā)生裝置使分揀桶內(nèi)的羽絨羽毛混合物分層轉(zhuǎn)動(dòng)。頂部設(shè)有風(fēng)量補(bǔ)償機(jī)構(gòu)，適于根據(jù)負(fù)壓所逐層吸取的羽絨、羽毛改變分揀桶的補(bǔ)償風(fēng)量，其中包括位于分揀桶頂部的開(kāi)孔，開(kāi)孔上設(shè)有端蓋，其上方設(shè)有氣孔調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，通過(guò)打開(kāi)或關(guān)閉端蓋，以調(diào)節(jié)分揀桶的補(bǔ)償風(fēng)量；還有同心設(shè)置的上、下鏤空?qǐng)A片，上鏤空?qǐng)A片適于通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)以使鏤空位打開(kāi)或關(guān)閉，進(jìn)而細(xì)調(diào)分揀桶的補(bǔ)償風(fēng)量，下鏤空?qǐng)A片固定，兩鏤空?qǐng)A片中心設(shè)有通孔。

（2）輸出口。根據(jù)吸取的材質(zhì)，在羽毛羽絨分揀儀的輸出口逐次套設(shè)對(duì)應(yīng)的收集袋。

（3）觸摸屏。通過(guò)觸摸屏可以選擇收集羽毛還是羽絨，同時(shí)可以設(shè)置高風(fēng)、中風(fēng)、低風(fēng)的運(yùn)行時(shí)間。

各噴氣嘴內(nèi)均設(shè)有調(diào)壓閥，且各調(diào)壓閥均由一控制模塊控制，其中所述控制模塊還連接有觸摸屏。

通過(guò)在分揀桶內(nèi)的旋轉(zhuǎn)氣流帶動(dòng)羽絨羽毛混合物快速轉(zhuǎn)動(dòng)，在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，根據(jù)重量從輕至重進(jìn)行分揀，即羽絨層在上，羽毛層在下，實(shí)現(xiàn)分層。端蓋預(yù)先打開(kāi)，通過(guò)開(kāi)孔的補(bǔ)償風(fēng)量，使羽絨層轉(zhuǎn)動(dòng)懸浮至負(fù)壓嘴高度，進(jìn)行負(fù)壓吸取羽絨通過(guò)收集袋收集；當(dāng)羽絨被分揀完畢后，關(guān)閉端蓋，且鏤空位打開(kāi)，減少補(bǔ)償風(fēng)量，使羽毛層轉(zhuǎn)動(dòng)懸浮至負(fù)壓嘴高度，進(jìn)行負(fù)壓吸取。對(duì)于重量較重的羽毛，則關(guān)閉鏤空位，進(jìn)一步減少補(bǔ)償風(fēng)量，以提升該羽毛的轉(zhuǎn)動(dòng)懸浮至負(fù)壓嘴高度，進(jìn)行負(fù)壓吸取且通過(guò)另一收集袋收集。

3 測(cè)試過(guò)程

按下儀器面板上的“電源”開(kāi)關(guān)，接通電源，儀器屏幕顯示開(kāi)機(jī)畫(huà)面。打開(kāi)儀器試樣桶的門(mén)，將準(zhǔn)備好的試樣分散放入試樣桶內(nèi)，此時(shí)不要關(guān)試樣桶門(mén)。按下觸摸顯示屏上的“羽絨”按鈕，進(jìn)入羽絨收集程序，設(shè)置好試樣蓬松時(shí)的高風(fēng)運(yùn)行時(shí)間和收集羽絨時(shí)的中風(fēng)和低風(fēng)運(yùn)行時(shí)間。設(shè)置時(shí)只需按下顯示的數(shù)字，觸控顯示屏?xí)詣?dòng)彈出小鍵盤(pán)，直接輸入數(shù)字后，再按“Enter”按鈕確認(rèn)。設(shè)置完成后，先取一個(gè)干凈的收集袋，套在收集裝置的管道上，按下觸摸顯示屏上的“啟動(dòng)”按鈕，將套好收集袋的管道插入儀器的收集裝置上，儀器開(kāi)始進(jìn)行蓬松、分離和收集羽絨工作。

收集羽絨工作的時(shí)間結(jié)束后，儀器會(huì)自動(dòng)停止工作。此時(shí)用手輕輕捏住收集裝置的管道兩邊的機(jī)關(guān)，向外拔出管道取下收集袋，并套上新的收集袋，將套好收集袋的管道插入儀器的收集裝置上。按下觸摸顯示屏上的“返回”按鈕，屏幕顯示開(kāi)機(jī)畫(huà)面。再按下觸摸顯示屏上的“羽毛”按鈕，進(jìn)入毛片收集程序，設(shè)置好收集毛片時(shí)的高風(fēng)運(yùn)行時(shí)間，按下觸摸顯示屏上的“啟動(dòng)”按鈕儀器開(kāi)始進(jìn)行收集毛片工作，此時(shí)一定要關(guān)試樣桶門(mén)。

收集毛片工作的時(shí)間結(jié)束后，儀器會(huì)自動(dòng)停止工作。按下觸摸顯示屏上的“返回”按鈕，屏幕顯示開(kāi)機(jī)畫(huà)面。此時(shí)用手輕輕捏住收集裝置的管道兩邊的機(jī)關(guān)，向外拔出管道取下收集袋。分別將裝有羽絨的收集袋中的羽絨和裝有毛片的收集袋中的毛片取出。手工分離不凈的羽絨和毛片從而實(shí)現(xiàn)完全分離，并分別稱(chēng)重，根據(jù)下式計(jì)算羽絨含量：

表1 不同中、低風(fēng)運(yùn)行時(shí)間下收集的羽絨羽毛克重及比例

表2 含絨量測(cè)試結(jié)果

羽絨含絨量=（試樣所含羽絨質(zhì)量/試樣質(zhì)量）×100%

4 試驗(yàn)與分析

試驗(yàn)以90%絨為例，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GB/T 10288—2016《羽絨羽毛檢驗(yàn)方法》選取大于2g的試樣，收集羽絨時(shí)的高風(fēng)運(yùn)行時(shí)間是為了使試樣充分蓬松，設(shè)定為20s，收集羽毛時(shí)的高風(fēng)運(yùn)行時(shí)間是為了充分完全收集試樣，設(shè)定為180s，取9個(gè)試樣尋求收集羽絨時(shí)的最佳中風(fēng)運(yùn)行時(shí)間和低風(fēng)運(yùn)行時(shí)間，得到表1的數(shù)據(jù)。

由表1可以看出，在相同的中風(fēng)運(yùn)行時(shí)間下，低風(fēng)運(yùn)行時(shí)間越長(zhǎng)收集羽絨越多，但到達(dá)一定時(shí)間占比趨勢(shì)平緩，在相同的低風(fēng)運(yùn)行時(shí)間下，中風(fēng)運(yùn)行時(shí)間越長(zhǎng)收集羽絨越多，到達(dá)一定時(shí)間占比也趨于平緩。經(jīng)檢驗(yàn)，收集的羽絨跟人工挑揀的差不多，基本無(wú)羽毛和雜質(zhì)。因此，對(duì)比試驗(yàn)中儀器收集法，采用以高風(fēng)運(yùn)行時(shí)間為20s，中風(fēng)運(yùn)行時(shí)間為240s，低風(fēng)運(yùn)行時(shí)間為240s得到數(shù)據(jù)，人工挑揀法是由兩名具有多年含絨量檢驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)的檢驗(yàn)員按照手工挑揀法檢測(cè)，同一批試樣分別采用人工和儀器兩種方法測(cè)試其羽絨含量，測(cè)試時(shí)間及結(jié)果如表2所示。

從表2可以看出，一份試樣儀器收集法需要20多分鐘，而人工挑揀法則需要一個(gè)多小時(shí)，這是因?yàn)闄z驗(yàn)員需要把羽毛從樣品中一片片挑揀出來(lái)，耗費(fèi)時(shí)間比較長(zhǎng)，而且時(shí)間越長(zhǎng)越容易疲勞，準(zhǔn)確率也相對(duì)低，而儀器檢測(cè)速度較快，且受人工影響小，更接近真實(shí)值，因此儀器收集法既快又準(zhǔn)，可以有效提高檢測(cè)效率和準(zhǔn)確率。

5 結(jié)論

羽毛羽絨自動(dòng)分揀儀通過(guò)在分揀桶內(nèi)的旋轉(zhuǎn)氣流帶動(dòng)羽絨羽毛混合物快速轉(zhuǎn)動(dòng)，且在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)羽絨、羽毛分層，由吸取裝置首先負(fù)壓吸取羽絨通過(guò)收集袋收集，然后通過(guò)端蓋、氣孔調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的調(diào)節(jié)，將羽毛吸取，且通過(guò)另一收集袋收集，從而實(shí)現(xiàn)羽毛和羽絨的快速分揀。本分揀儀具有測(cè)試取樣范圍廣、操作簡(jiǎn)單和測(cè)試速度快等優(yōu)點(diǎn)，且受人工影響小，可以有效提高檢測(cè)效率和準(zhǔn)確率。

參考文獻(xiàn)：

[1]張永革，陳春俠，陳潔，等.含絨量快速測(cè)試裝置及其方法[J].毛紡科技，2016(4):57-59.

[2]陳春俠，薛華，郝姍姍.新型羽絨含量檢測(cè)方法研究與探討[J].輕紡工業(yè)與技術(shù)，2012(5):73-74.