羽毛羽绒快速分拣仪器的开发及其使用

文/袁海萍

1 引言

羽绒羽毛制品是我国传统的出口产品，我国是世界上最大的羽绒羽毛及其制品的生产和出口大国，占据世界羽绒及制品市场的大半壁江山。我国的羽绒有着产品加工附加值高、适应地域广及穿着保暖、舒适、轻盈方便等优点，深受国外客户和消费者的青睐，但是不同种类、不同含绒量的羽绒在价格和性能等方面存在较大差别。

羽绒含量检测作为羽绒制品检测的核心内容，是最重要的部分，也是最繁杂的过程。其对样品中各组分含量的检测，耗时很长，这个由于羽绒样品的复杂性和不均匀性，从匀样到拣样，都是依靠人工进行，主要依靠感官检测方法，需要由经过大量训练和积累实践经验的专业技术人员进行操作，用镊子把羽毛一小片一小片挑拣出来再称量，算出其含绒量。这种方法存在一定的弊端，首先这种检验需要大量的训练和实践经验，检测人员必须对羽毛和羽绒的形态特征有一个足够的了解。但是检测过程中存在诸多的人为因素，可能造成同一样品得到不同的检测结果。如果检验人员长时间进行操作，很容易引起视觉疲劳[1-2]。

2 羽毛羽绒快速分拣仪器的开发

羽绒检测过程中极易飘散，四处飞逸的“缺点”，却给了我们另一种检测的思路，即在气流作用下，由于颗粒飘浮、沉淀的速度不同，使羽绒分布在不同的空间，形成类似密度管状态，在一定的冲力下，分离出不同形态的羽绒，达到检测所需的结果。

羽毛羽绒自动分拣仪如图1所示。

图1 羽毛羽绒自动分拣仪

该羽毛羽绒分拣仪包括：

（1）分拣桶。在分拣桶的上部设有一负压嘴的吸取装置，当羽绒层或羽毛层的高度到达吸取装置时，通过负压逐层吸取羽绒、羽毛。在分拣桶的底部，同心设置有圆锥状突起，其顶部为一球形。为了防止在羽绒、羽毛转动过程中在分拣桶内壁产生静电，以使羽绒、羽毛被吸附，桶内壁贴附有防静电膜。

桶内设有气流发生装置，包含三个喷气嘴，其中一个位于低位，且向右倾斜，以使羽绒和羽毛绕圆锥状逆时针转动形成分层；其中一个喷气嘴位于高位，且向右上倾斜，以调整羽绒或羽毛转动的分层高度，通过气流发生装置使分拣桶内的羽绒羽毛混合物分层转动。顶部设有风量补偿机构，适于根据负压所逐层吸取的羽绒、羽毛改变分拣桶的补偿风量，其中包括位于分拣桶顶部的开孔，开孔上设有端盖，其上方设有气孔调节机构，通过打开或关闭端盖，以调节分拣桶的补偿风量；还有同心设置的上、下镂空圆片，上镂空圆片适于通过转动以使镂空位打开或关闭，进而细调分拣桶的补偿风量，下镂空圆片固定，两镂空圆片中心设有通孔。

（2）输出口。根据吸取的材质，在羽毛羽绒分拣仪的输出口逐次套设对应的收集袋。

（3）触摸屏。通过触摸屏可以选择收集羽毛还是羽绒，同时可以设置高风、中风、低风的运行时间。

各喷气嘴内均设有调压阀，且各调压阀均由一控制模块控制，其中所述控制模块还连接有触摸屏。

通过在分拣桶内的旋转气流带动羽绒羽毛混合物快速转动，在转动过程中，根据重量从轻至重进行分拣，即羽绒层在上，羽毛层在下，实现分层。端盖预先打开，通过开孔的补偿风量，使羽绒层转动悬浮至负压嘴高度，进行负压吸取羽绒通过收集袋收集；当羽绒被分拣完毕后，关闭端盖，且镂空位打开，减少补偿风量，使羽毛层转动悬浮至负压嘴高度，进行负压吸取。对于重量较重的羽毛，则关闭镂空位，进一步减少补偿风量，以提升该羽毛的转动悬浮至负压嘴高度，进行负压吸取且通过另一收集袋收集。

3 测试过程

按下仪器面板上的“电源”开关，接通电源，仪器屏幕显示开机画面。打开仪器试样桶的门，将准备好的试样分散放入试样桶内，此时不要关试样桶门。按下触摸显示屏上的“羽绒”按钮，进入羽绒收集程序，设置好试样蓬松时的高风运行时间和收集羽绒时的中风和低风运行时间。设置时只需按下显示的数字，触控显示屏会自动弹出小键盘，直接输入数字后，再按“Enter”按钮确认。设置完成后，先取一个干净的收集袋，套在收集装置的管道上，按下触摸显示屏上的“启动”按钮，将套好收集袋的管道插入仪器的收集装置上，仪器开始进行蓬松、分离和收集羽绒工作。

收集羽绒工作的时间结束后，仪器会自动停止工作。此时用手轻轻捏住收集装置的管道两边的机关，向外拔出管道取下收集袋，并套上新的收集袋，将套好收集袋的管道插入仪器的收集装置上。按下触摸显示屏上的“返回”按钮，屏幕显示开机画面。再按下触摸显示屏上的“羽毛”按钮，进入毛片收集程序，设置好收集毛片时的高风运行时间，按下触摸显示屏上的“启动”按钮仪器开始进行收集毛片工作，此时一定要关试样桶门。

收集毛片工作的时间结束后，仪器会自动停止工作。按下触摸显示屏上的“返回”按钮，屏幕显示开机画面。此时用手轻轻捏住收集装置的管道两边的机关，向外拔出管道取下收集袋。分别将装有羽绒的收集袋中的羽绒和装有毛片的收集袋中的毛片取出。手工分离不净的羽绒和毛片从而实现完全分离，并分别称重，根据下式计算羽绒含量：

表1 不同中、低风运行时间下收集的羽绒羽毛克重及比例

表2 含绒量测试结果

羽绒含绒量=（试样所含羽绒质量/试样质量）×100%

4 试验与分析

试验以90%绒为例，根据标准GB/T 10288—2016《羽绒羽毛检验方法》选取大于2g的试样，收集羽绒时的高风运行时间是为了使试样充分蓬松，设定为20s，收集羽毛时的高风运行时间是为了充分完全收集试样，设定为180s，取9个试样寻求收集羽绒时的最佳中风运行时间和低风运行时间，得到表1的数据。

由表1可以看出，在相同的中风运行时间下，低风运行时间越长收集羽绒越多，但到达一定时间占比趋势平缓，在相同的低风运行时间下，中风运行时间越长收集羽绒越多，到达一定时间占比也趋于平缓。经检验，收集的羽绒跟人工挑拣的差不多，基本无羽毛和杂质。因此，对比试验中仪器收集法，采用以高风运行时间为20s，中风运行时间为240s，低风运行时间为240s得到数据，人工挑拣法是由两名具有多年含绒量检验经验的检验员按照手工挑拣法检测，同一批试样分别采用人工和仪器两种方法测试其羽绒含量，测试时间及结果如表2所示。

从表2可以看出，一份试样仪器收集法需要20多分钟，而人工挑拣法则需要一个多小时，这是因为检验员需要把羽毛从样品中一片片挑拣出来，耗费时间比较长，而且时间越长越容易疲劳，准确率也相对低，而仪器检测速度较快，且受人工影响小，更接近真实值，因此仪器收集法既快又准，可以有效提高检测效率和准确率。

5 结论

羽毛羽绒自动分拣仪通过在分拣桶内的旋转气流带动羽绒羽毛混合物快速转动，且在转动过程中实现羽绒、羽毛分层，由吸取装置首先负压吸取羽绒通过收集袋收集，然后通过端盖、气孔调节机构的调节，将羽毛吸取，且通过另一收集袋收集，从而实现羽毛和羽绒的快速分拣。本分拣仪具有测试取样范围广、操作简单和测试速度快等优点，且受人工影响小，可以有效提高检测效率和准确率。

参考文献：

[1]张永革，陈春侠，陈洁，等.含绒量快速测试装置及其方法[J].毛纺科技，2016(4):57-59.

[2]陈春侠，薛华，郝姗姗.新型羽绒含量检测方法研究与探讨[J].轻纺工业与技术，2012(5):73-74.