СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВАЛКОСПОСОБНОСТИ ШЕРСТИ Российский патент 1995 года по МПК G01N33/36 

Изобретение относится к прогнозированию физических свойств натуральных волокон и волокнистых материалов и может быть использовано, например, в производстве валяльно-войлочных изделий.

В производственных условиях валкоспособность шерсти обычно определяется по таблицам [1] (аналог), баллы валкоспособности в которых приписываются сортам шерсти в зависимости от породы овец, ареалам их разведения, времени стрижки и т. д. Данные этих таблиц вследствие экологических, кормовых и климатических изменений со временем устаревают и подлежат уточнениям.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению (прототип) является способ получения шарообразных образцов войлока для оценки валкоспособности шерсти, разработанный в исследовательском институт шерсти при Аахенской высшей технической школе (ФРГ), заключающийся [2] в следующем.

Навеску 1 г тщательно отмытой и расчесанной шерсти помещают в 50 мл дистиллированной воды внутрь герметичного цилиндра объемом 150 мл. Свойлачивание шерсти, как отдельную операцию, производят на вибрационной машине Desaga с промежуточными измерениями до получения образца-шарика диаметром 25 мм.

Затем образец извлекают из цилиндра и выдерживают при определенной температуре до достижения влагосодержания в нем, равного взятой навеске шерсти.

Стандартизованные таким образом образцы подвергают валке путем регулируемого ударного воздействия на миниатюрной молотовой машине вертикального боя. В процессе валки требуется следить за влагосодержанием в образцах, поддерживая его неизменным, Оценочным параметром валкоспособности является предельная плотность ρ_о, рассчитываемая по массе навески шерсти.

Указанный способ [2] определения валкоспособности шерсти трудоемок, непроизводителен, не обеспечивает стабильность температурно-влажностных условий валки. Сложность используемой аппаратуры и высокие требования к квалификации обслуживающего персонала делают его неприемлемым для производственных условий.

Техническим результатом изобретения является устранение указанных недостатков прототипа. Результат достигается размещением пробы шерсти в жидкости камеры при отношении масс жидкости и пробы шерсти, равном 6-12, т.е. в указанных пределах без тщательного отмеривания количества жидкости в камерах. Свойлачивание и валка производятся одновременно при температуре 40^оС с амплитудой вертикальных колебаний камеры 10 мм и частотой 45 Гц. При этом процесс валки пробы шерсти после ее свойлачивания происходит за счет соударений пробы непосредственно со стенками самой колеблющейся камеры. Относительно небольшое избыточное количество воды в камере не влияет на характер соударений пробы со стенками камеры.

Существенным отличием заявляемого способа определения валкоспособности шерсти являются отличительные признаки, изложенные в формуле изобретения.

Только заявляемая совокупность действий позволяет проявить новые свойства, а именно осуществить валку пробы шерсти ее непосредственными соударениями со стенками рабочего объема с исключением дополнительных операций в контролируемом режиме без тщательного отмеривания количества жидкости в камерах в указанных пределах и с достаточной экспрессностью.

Таким образом, заявляемое техническое решение обладает критерием "изобретательский уровень".

П р и м е р. Определение валкоспособности шерсти производили для ее навесок (проб, образцов) массой по 0,8 г. Шерсть предварительно расчесывали на чесальной машине. Пробы размещали в камерах контейнера, заливали водой объемом 5-30 мл, закрывали камеры герметичной крышкой, нагревали до температуры 40^оС, поддерживая затем эту температуру неизменной в течение всего испытания, и приводили контейнер камер в колебательное движение по вертикали с частотой 45 Гц и амплитудой 10 мм.

Испытания показали, что количество жидкости в камерах, меньшее 5 мл, не обеспечивает стабильного получения шарообразной формы образцов, а большее 10 мл из-за мягкости соударений пробы со стенками камер не позволяет за разумное время испытания получать образцы (шарики) необходимой плотности.

На чертеже представлены полученные нами зависимости диаметров D образцов-шариков различных сортов шерсти от времени валки t. Номера кривых при этом соответствуют баллам валкоспособности W шерстей, предварительно определенным по способу-прототипу [2], отвечающим также и их стандартной [1] оценке. V - объем воды в камере. Кривая 2 относится к очесам (W = 2, V = 10 мл), кривая 5 (W = 5, V = 10 мл), отвечает шерсти с относительно большим содержанием остевых волокон, кривая 5' (W = 5, V = 10 мл) - шерсти с меньшим содержанием волокон ости. Кривые 7 и 7' относятся к пробам одной и той же шерсти (W = 7), но испытанным при различных объемах воды в камерах: V = 10 мл для кривой 7 и V = 5 мл для кривой 7'.

Варьирование количества воды в камерах в диапазоне 5 мл ≅ V ≅ 10 мл показало, что зависимости D(t) в этом случае отличаются друг от друга лишь на начальной стадии валки t ≅ 20 мин, т.е. в интервале изменения объема воды в камере, равном 5 мл ≅ V ≅ 10 мл, количество воды в камере практически не влияет на окончательный результат валки (кривые 7 и 7'). Столь относительно малое количество воды в камере достаточно для свойлачивания шерсти и, вместе с тем, избыточное количество воды при этом не влияет заметно на характер соударений пробы со стенками колеблющейся камеры рабочего объема.

В табл.1. приведены значения баллов валкоспособности W шерсти, определяемые по значениям соответствующих плотностей ρ валяных шарообразных образцов [2] , а также даны отвечающие этим плотностям значения диаметров D_0,8 образцов-шариков для взятой навески проб 0,8 г. Из анализа результатов, приведенных на фиг.1 и в табл.1 следует, что диаметры D_0,8 испытуемых проб шерсти, соответствующие табличным баллам валкоспособности в данных условиях валки, достигаются за время испытания, равное 40 мин.

В табл.2 даны полученные нами значения диаметров D_0,8 валяных проб шерсти как одного, так и различных баллов валкоспособности (навеска проб 0,8 г, температура валки 40^оС, частота 45 Гц, амплитуда 10 мм, время испытания 40 мин). Из данных табл.2 видно, как соответствие диаметров D_0,8 баллу валкоспособности W шерсти данной сортности, так и достаточная воспроизводимость результатов заявляемого способа определения валкоспособности шерсти.

Таким образом, заявляемый способ позволяет производить определение валкоспособности шерсти за счет соударений испытуемой пробы непосредственно со стенками колеблющегося рабочего объема в контролируемых условиях при отношении масс жидкости и пробы шерсти, равном 6-12.

Технико-экономическое преимущество заявляемого способа определения валкоспособности шерсти заключается в одновременности осуществления процессов свойлачивания и валки пробы шерсти за счет подбора количества воды в рабочем объеме и режиме испытания, в осуществлении валки пробы шерсти за счет ее соударений непосредственно со стенками рабочего объема при отношении масс жидкости и пробы, равном 6-12, в уменьшении числа подготовительных операций за счет упрощения оборудования и процесса испытания, в сокращении времени испытания за счет оптимальности режима и условий валки.

Использование: в процессах прогнозирования физических свойств натуральных волокон и волокнистых материалов, в частности в ваяльно-войлочном производстве изделий из шерсти. Сущность изобретения: для снижения трудоемкости, увеличения производительности и упрощения определения валкоспособности шерсти способ предусматривает анализ пробы шерсти. Последнюю помещают в замкнутый колеблющийся рабочий орган с жидкостью при массовом соотношении, равном 1 : (6 - 12). Одновременное свойлачивание и валку ведут при амплитуде колебаний рабочего объема 10 мм с частотой 45 Гц и температуре 40°С за счет соударений испытуемой пробы непосредственно со стенками рабочего объема с последующим определением валкоспособности шерсти по измерениям диаметра или объемной плотности. 1 ил., 2 табл.

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВАЛКОСПОСОБНОСТИ ШЕРСТИ, заключающийся в том, что пробу шерсти подвергают свойлачиванию путем вибрационного воздействия на нее в жидкости и валке путем многократного ударного воздействия в вертикальном направлении, измеряют диаметр полученного тела и по его значению определяют валкоспособность, отличающийся тем, что свойлачивание и валку пробы шерсти осуществляют одновременно непосредственным соударением пробы со стенками рабочего контейнера при 40^oС с амплитудой его колебаний 10 мм, частотой 45 Гц, при отношении масс жидкости и пробы в рабочем объеме 6-12.