ВЫРАВНИВАЮЩИЙ МЕХАНИЗМ Российский патент 1997 года по МПК D01B1/14 

Изобретение относится к обрабатывающим устройствам, известным как мялки-волокноотделители, для извлечения годного к употреблению волокна из стеблей или листьев определенных растений, таких, как семенные растения, и в частности для извлечения волокна из семенного льна сразу после удаления льняного семени.

Давно известно, что льносолома, оставшаяся после удаления семян, содержит волокно, которое после отделения соответствующего мягкого древесного вещества может использоваться в различных целях. Например, его можно использовать в производстве бумаги и его можно отформовать в войлок, который, например, можно было бы использовать как ковровое покрытие или можно было бы спрясть для получения ткани или фитиля для впитывания масла.

Однако известные способы отделения волокна или требуют значительных затрат труда или сравнительно неэффективны, и вследствие этого льносолому часто расценивают как отходы производства, подлежащие сжиганию (что в настоящее время во многих местах не разрешается или даже является незаконным) или удалению иным образом. Другие способы удаления, отличные от сжигания, могут вызывать затруднения, поскольку вследствие большого объема и большой длины льносоломы ее трудно измельчить и вносить в почву, и для разрушения ее под действием почвенных организмов может потребоваться несколько лет в том случае, если ее запахивают в землю.

По известному способу, извлечения волокон из льносоломы, солома сначала вымачивается в больших количествах воды, а затем ее треплют в устройстве с ручным приводом для удаления нежелательного материала, известного как костра. Этот способ позволяет получать высококачественное волокно, но он чрезвычайно медленный.

Известны механизированные способы (патент США N 212378), в котором солома последовательно пропускается через одну или более плющильных валков, затем через ряд волокноотделяющих валков, диаметры которых уменьшаются в направлении перемещения соломы, к паре выводных валков и оттуда через ротационный битер (трепало), который расположен над решеткой, через которую проходят отходы, к транспортирующей трубе, причем эта последняя часть процесса выполняется с помощью пневматики. Различные группы валков выполнены рифлеными и процесс отделения волокна от костры осуществляется в результате фактического захватывания соломы между рядом взаимодействующих зубчатых колес.

В другом механическом сепарирующем устройстве, (Европатент EP N 84302433.2), имеет место аналогичный процесс, при котором солома пропускается между группами образующих зацепление зубчатых колес для отделения волокон от костры. В этом устройстве солома в некоторой степени выравнивается в направлении перемещения, до попадания в плющильные зубчатые колеса проходя над решеткой, через которую проходят шипы, установленные на вращающихся колесах, причем скорость вращения колес увеличивается по мере приближения волокна к плющильным зубчатым колесам. Валок с шипами (т.е. валок, от поверхности которого отходит множество шипов) вычесывает волокно из материала, выходящего из плющильных валков, и оно собирается в то время, как костра отводится и собирается отдельно.

Практика показала, что эти механизированные способы извлечения волокон имеют недостатки и что волокна, получаемые таким путем, рядом специалистов в данной области расцениваются как худшие по качеству по сравнению с теми, которые получаются с помощью устаревших процессов вымачивания и отделения в устройстве с ручным приводом. Это обусловлено рядом причин.

Поскольку очевидно, что выравнивание соломы перед тем, как она пропускается через плющильные валки, имеет положительный эффект, было обнаружено, что в таких устройствах, как описано в Европатенте EP N 84302433.2, солома стремится в большей степени перемещаться по вершинам шипов, чем позволять шипам проходить сквозь нее. Также было обнаружено, что использование образующих зацепление зубчатых колес для разрушения связи между волокнами и другим материалом может привести к ряду проблем. Костра, отделяющаяся от волокон, склонна к забиванию зубчатых колес, а также к созданию заторов между соседними группами зубчатых колес, влияя таким образом на эффективность работы устройства или даже приводят к его остановке. Кроме того, пропускание соломы через зубчатые колеса приводит к ослаблению волокон, так что они становятся вялыми, и в результате они стремятся опуститься вниз в пространства (полости) между соседними группами зубчатых колес, что снова приводит к потере хороших, годных к употреблению волокон и к риску заклинивания оборудования. Кроме того, эти известные устройства не обеспечивают никакой возможности регулирования качества конечного волокнистого продукта, чтобы учитывать, например, различные типы поступающей соломы или различные требования к выпускаемому продукту, как например, требование, заключающееся в том, что в волокне должна оставаться определенная доля костры. Когда волокно и костра выдаются сразу в требуемом соотношении, их распределение в продукте значительно более равномерное, чем в том случае, когда делается попытка повторно смешать волокно и костру после их отделения.

Следовательно, существует потребность в усовершенствовании устройства для получения из соломы годного к употреблению волокна.

Известен выравнивающий механизм, который содержит установленную с возможностью перемещения от привода бесконечную направляющую, на наружной поверхности которой смонтировано множество пальцев, предназначенных для выравнивания обрабатываемого материала (заявка Франции N 2629477, кл. D 01 B 1/14, 1989).

В соответствии с настоящим изобретением выравнивающий механизм содержит:
множество пальцев, выступающих наружу от рамы и установленных с возможностью приведения в движение вокруг бесконечной направляющей в корпусе, причем приводной механизм включает множество передаточных механизмов со шкивами, находящихся внутри корпуса и проходящих последовательно по длине направляющей, причем соседние передаточные механизмы со шкивами, находясь рядом друг с другом, линейно перекрываются, причем каждый передаточный механизм со шкивами имеет бесконечную ленту, на которой установлено множество пластин для привода пальцев, каждая из которых приспособлена для контакта с приводными поверхностями, прикрепленными к пальцам внутри корпуса;
приводное устройство для привода передаточных механизмов со шкивами с последовательно увеличивающимися скоростями, так что пальцы могут приводиться в движение вдоль длины рамы с возрастающей скоростью.

Пластины для привода пальцев предпочтительно установлены на бесконечной ленте эксцентрично, так что когда палец, приводимый в движение первой пластиной для привода пальцев, установленной на определенной бесконечной ленте, догоняет вторую пластину для привода пальцев, установленную на более медленно перемещающейся бесконечной ленте, он может проходить над этой пластиной для привода пальцев, которая может впоследствии осуществлять привод пальца, когда первая пластина для привода пальцев выводится из контакта с ним.

Рама может быть частью корпуса или может выполняться в виде отдельной детали, но рядом с корпусом, причем в этом случае можно было рациональным образом выполнить ее в виде детали из листового материала, в которой имеется множество прорезей типа жалюзи.

Обычно имеется множество направляющих и связанных с ними передаточных механизмов со шкивами и наличие разности в скоростях пальцев между внутренними и наружными направляющими может способствовать выравниванию. Каждый палец может иметь прикрепленные к нему втулки (центрирующие буртики), причем втулки перемещаются в пазах с обеих сторон от направляющей.

Над рамой рациональным образом располагается пластина для регулирования загрузки и она может иметь пальцы, установленные на ней и проходящие по направлению к раме, чтобы способствовать выравниванию волокон в направлении их перемещения.

Изобретение может рациональным образом использоваться с плющильным механизмом, содержащим по меньшей мере одну пару взаимодействующих валков, каждый из которых имеет множество зубьев, проходящих вокруг его периметра, причем каждый зуб, по меньшей мере, в самой наружной своей части выполнен в виде плоской пластины, край которой лежит параллельно оси валка, а когда вальцы находятся в наиболее близких друг к другу положениях, пластины на одном валке расположены в промежутках между пластинами на другом валке.

Зубья предпочтительно выполняются полностью в виде пластин, которые могут рациональным образом лежать под углом к радиусу, причем угол рациональным образом представляет собой угол, под которым они располагались бы, если бы одна их сторона лежала бы вдоль длины зуба зубчатого колеса, если бы пластины были бы заменены соответствующим количеством зубьев зубчатого колеса.

Устройство, использующее подобный этому плющильный механизм, предпочтительно будет иметь множество пар взаимодействующих валков, которые установлены на открытой конструкции (типа открытого каркаса), так, что костра, отделенная от соломы, проходящей через валки, может падать, совершенно не вызывая заклинивания, и группа валков предпочтительно наклонена под углом, например в 45^o, для уменьшения возможности попадания ослабленного волокна в промежутки между соседними парами валков. Может приводиться только один из каждой пары валков, причем его вращение вызывает вращение взаимодействующего с ним валка. Однако в предпочтительном варианте приводится каждый валок, поскольку это дает возможность варьировать расстояние между зубьями при их воздействии на солому. Аналогично рациональным образом можно варьировать положения вальцов друг относительно друга.

Дополнительное пространство между соседними зубьями по сравнению с конструкциями в виде зубчатых зацеплений устраняет опасность заклинивания механизма или уменьшения эффективности его работы в результате накопления костры между зубьями.

Изобретение также может включать устройство для разделения волокна и костры, которое содержит дозирующий валок с шипами и валок с шипами для окончательного отделения, приспособленные для вращения в противоположных направлениях и имеющие фиксированные положения опор, причем валок для окончательного отделения расположен рядом с кожухом, в котором имеется множество прорезей, и съемный валок с шипами, который может вращаться в любом направлении и имеет положение опор, которое может регулироваться по отношению к валку для отделения.

Питатель предпочтительно расположен на стыке дозирующего валка и валка для окончательного отделения, причем поверхности питателя расположены рядом с изогнутыми поверхностями валков. Эта конструкция создает эффект перегибания волокна над впускным окном питателя, способствуя тем самым удалению костры.

На фиг. 1 показана вертикальная проекция устройства согласно настоящему изобретению;
на фиг. 2 вертикальная проекция выравнивающего механизма, используемого в устройстве по фиг. 1;
на фиг. 3 часть механизма по фиг. 2;
на фиг. 4 подробный вид сверху на часть механизма по фиг. 2;
на фиг. 5 вид с торца в сечении по линии 6-6 на фиг. 2;
на фиг. 6 вертикальная проекция валка, используемого в плющильном механизме, который используется в устройстве по фиг. 1, включая часть взаимодействующего с ним валка;
на фиг. 7 перспективное изображение валка по фиг. 6;
на фиг. 8 вертикальная проекция сепарирующего устройства, такого, как используется в устройстве по фиг. 1.

Устройство согласно настоящему изобретению (фиг. 1) имеет пластину 1 для регулирования загрузки и подающий механизм 2, который может представлять собой, например, зубчатую цепь, на которую опирается тюк 3 подаваемого материала, подлежащего обработке.

Несмотря на то, что тюк 3 подаваемого материала может быть любой формы, он предпочтительно располагается так, что материал в нем выравнивается как можно ближе к желательному конечному выровненному положению. Материал из тюка 3 подается на выравнивающий механизм 4, который имеет множество пальцев, таких как обозначенные поз. 5, которые выступают через раму 6 и которые приспособлены для того, чтобы при использовании перемещаться вдоль длины рамы 6 с возрастающей скоростью. Солома, проходящая вдоль выравнивающего механизма, укладывается параллельными линиями и затем через пару питающих (подающих) валков 7 подается к установленной на несущей конструкции в виде открытого каркаса группе 8 особым образом сконструированных плющильных валков 9. Группа 8 валков 9 наклонена под углом примерно 45^o к горизонтали, и волокна (с присоединенной к сопутствующей кострой) проходят от конца группы 8 валков к сепарирующему устройству 10.

Выравнивающий механизм 4 (фиг. 2) имеет корпус 11, вокруг которого проходит по меньшей мере одна бесконечная направляющая 12 (фиг. 5), по которой перемещается множество пальцев 13, которые проходят через раму 6, которая может быть частью корпуса 11 (как показано на фиг. 2) или отдельной деталью, расположенной рядом с корпусом 11. В том случае, когда рама выполняется отдельно от корпуса 11, она рациональным образом (фиг. 3) может быть выполнена в виде детали из листового материала 14, в которой выполняется множество прорезей 15 в виде жалюзи. Каждый палец 13 может иметь прикрепленные к нему втулки (центрирующие буртики) 16, которые перемещаются в пазах 17, отходящих от направляющей 12 в корпусе 11, и которые открыты в сторону направляющей 12 (фиг. 5). К каждому пальцу 13 прикреплена приводная поверхность 18 для привода его, которая проходит внутри корпуса 11. Множество передаточных механизмов 19 со шкивами расположено внутри корпуса 11 и проходит последовательно вдоль него, причем соседние передаточные механизмы со шкивами линейной перекрываются, находясь рядом друг с другом, как показано на фиг. 4. Каждый передаточный механизм включает два шкива 20, на которых установлена бесконечная лента 21, которая может представлять собой, например, цепь, на которой установлено множество пластин для привода пальцев, таких как показанные поз. 22, причем эти пластины 22 для привода предпочтительно установлены эксцентрично. Каждый передаточный механизм 19 со шкивами связан с приводным средством (не показано); эти приводные средства могут иметь общий источник энергии, такой, как двигатель внутреннего сгорания или электродвигатель, действующий через ряд редукторов. Обычно имеется множество бесконечных направляющих 12, каждая из которых имеет связанные с ней пальцы 13 и группы передаточных механизмов 19 со шкивами.

При использовании выравнивающий механизм 4 предпочтительно установлен на мялке-волокноотделителе наклонно вверх в направлении перемещения соломы (фиг. 2). Приводной механизм задействуется для приведения бесконечных лент 21 в движение с последовательно увеличивающимися скоростями вдоль длины корпуса 11. Пластины 22 для привода пальцев воздействуют на приводные поверхности 18 для привода пальцев 13, приводя их в движение вдоль направляющей 12. Когда каждая из пластин 22 для привода пальцев доходит до конца своего отдельного передаточного механизма, она отходит от приводной поверхности 18, которая теперь будет контактировать с пластиной 22 для привода пальцев, установленной на соседнем и движущемся более быстро передаточном механизме 19 со шкивами, вследствие того, что соседние передаточные механизмы 19 со шкивами расположены рядом друг с другом (бок о бок) и перекрываются линейно. На конце рамы 6 пальцы будут перемещаться вокруг корпуса в паз, образованный концевой плитой 23. Когда солома подается на раму 6 из подающего механизма 2, она будет смещаться вдоль по раме и выравниваться на ней под действием движущихся с возрастающей скоростью пальцев 13. Когда рама 6 выполнена в виде жалюзи, как показана на фиг. 3, посторонние предметы, такие, как камни и комки грязи, будут в значительной степени провалиться сквозь жалюзи 15. На своем обратном пути пальцы 13 будут проходить от более быстро к более медленно движущимся передаточным механизмам 19 со шкивами, отсюда следует целесообразность эксцентричной установки пластин 22 для привода пальцев на цепях 21.

Можно выполнить дополнительное выравнивание соломы, которая лежит поперек транспортера, путем введения разности скоростей между наружными и внутренними пальцами 13; альтернативно или дополнительно можно было бы установить стационарные пальцы, например, наклоненные в сторону, противоположную перемещению подвижных пальцев на центральной части пластины 1 для регулирования загрузки.

От выравнивающего механизма выровненная солома проходит (фиг. 1) через пару питающих валков 7 к группе 8 плющильных валков 9. Плющильные валки установлены на несущей конструкции типа открытого каркаса то есть они могут быть, например, установлены на каркасе, состоящем только из опорных стержней, на которых установлены оси 24 плющильных валков 9. Каждый плющильный валок 9 (фиг. 6-7) содержит ступицу 25, от окружной поверхности 26 которой выступает множество расположенных на равномерном расстоянии друг от друга пластин 27, каждая из которых установлена под углом, предпочтительно под таким углом, что если бы окружная поверхность содержала бы такое же количество зубьев зубчатого колеса, что и количество пластин 27, то соответствующая сторона 28 каждой пластины была бы касательной к поверхности зубчатого колеса, как показано поз. 29 на фиг. 6.

При такой конструкции солома, проходящая через данный механизм, будет расплющиваться между стороной зуба одного валка и вершиной зуба другого валка. Пары плющильных валков 9 расположены рядом друг с другом так, что пластины 27 на них перекрываются, как показано поз. 30 на фиг. 6. Предусмотрены средства для привода (не показаны) по меньшей мере одного, но предпочтительно обоих валков 9 из каждой пары. Когда плющильные валки 9 приводятся независимо друг от друга, это позволяет регулировать взаимодействие пластин 27 в зоне окружности, когда они перекрываются. Аналогичным образом конструкция (не показана), на которой установлены оси 24 плющильных валков 9, может быть выполнена с возможностью регулирования положения таким образом, что можно будет регулировать расстояние между каждой парой плющильных валков 9.

Из плющильного механизма 8 солома, состоящая теперь из волокон, от которых костра отделена или отсоединена, подается к сепарирующему устройству 10 (фиг. 8). Это устройство состоит из дозирующего валка 31 с шипами 32, расположенного рядом с валком 33 для окончательного отделения, имеющим шипы 34. Предусмотрены средства (не показаны) для привода валков 31, 33 во вращение в противоположных направлениях. Питающее устройство 35 расположено рядом с валками 31, 33 и имеет первую сторону 36, расположенную рядом с валком 33 и изогнутую таким образом, чтобы по существу соответствовать его поверхности, в то время как вторая поверхность 37, расположенная рядом с дозирующим валком 31, имеет радиус кривизны, несколько большей по сравнению с радиусом кривизны валка 31. Сепарирующий кожух 38, имеющий прорези 39 для костры, проходит от конца поверхности 36 по окружности вокруг, например, половины валка 33 для окончательного отделения, и у конца кожуха 38 расположен съемный валок 40, имеющий шипы 41, который имеет ось 42, приспособленную для того, чтобы (с помощью не показанных средств) приводиться во вращение в любом направлении и смещаться, как показано поз. 43, для регулирования положения оси относительно валка для окончательного отделения. У стыка валков 33, 40 кожух 38 может быть рациональным образом отогнут относительно самого себя так, чтобы располагаться рядом с окружной поверхностью съемного валка 40, когда ось 42 расположена так, что валки 33 и 40 находятся в и наиболее близком друг к другу положении.

Работа устройства согласно изобретению.

Материал из тюка 3 (который может быть любой формы) подается с помощью механизма 2 к решетке 14 рамы 6 и затем транспортируется вдоль нее и выравнивается на ней за счет движения пальцев 13 с возрастающей скоростью. Сыпучий материал 44, такой как, например, камни в соломе, будет до некоторой степени вычищен из соломы путем падения через прорези 15. Затем выровненная слома подается через питающие валки 7 к плющильному механизму 8 и пропускается через него, в результате чего часть костры отделяется от волокна, а часть разрушается, но остается прикрепленной к волокнам. В зависимости от особенностей конструкции плющильного механизма 8 можно отрегулировать положения плющильных валков 9 с целью оптимизации конструкции для обеспечения возможности обработки материала различного качества из тюка 3. Во время этой операции определенного количество костры будет отделено от волокон, и благодаря тому, что плющильный механизм 8 установлен на несущей конструкции в виде открытого каркаса, эта костра может свободно выпадать без захватывания ее между соседними группами вальцов 9. Подобным же образом благодаря тому, что валки 9 выполнены с пластинами 27, а не с зубьями зубчатых колес, пространство между соседними пластинами 27 не забивается отделенной кострой. В конце солома, в которой остающаяся еще костра лишь слабо прикреплена в волокнам, передается к сепарирующему механизму 10. Дозирующий валок 31 направляет материал над питателем 35 на валок 33 для окончательного отделения, который направляют его вокруг к съемному валку 40. Во время прохождения материала вокруг валка 33 для окончательного отделения большая часть костры отделяется через прорези 39 в кожухе 38. Далее материал поступает к съемному валку 40, положение которого относительно валка 33 для окончательного отделения, а также скорость и направление вращения регулируются, чтобы удовлетворить (соответствовать) каким-либо определенным требованиям. Например, в то время как устройство может рациональным образом (преимущественно) использоваться для выпуска волокна, почти полностью свободного от костры, время от времени может потребоваться оставить определенную часть костры, смешанной с конечным волокнистым продуктом. Свойства материала таковы, что чрезвычайно трудно путем повторного смешивания отделенных друг от друга костры и волокна получить равномерную консистенцию.

Выравнивающий механизм, используемый в качестве части мялки-волокноотделителя, включает: множество пальцев, проходящих наружу от рамы и установленных с возможностью приведения в движение вокруг бесконечной направляющей в корпусе, причем рама является частью корпуса или распложена рядом с ним; приводной механизм, включающий множество передаточных механизмов со шкивами внутри корпуса, проходящих последовательно вдоль длины направляющей, причем соседние передаточные механизмы со шкивами, находясь рядом друг с другом, линейно перекрываются, каждый передаточный механизм имеет бесконечную ленту, на которой установлено множество пластин для привода пальцев, каждая из которых приспособлена для контакта с приводными водными поверхностями, прикрепленными к пальцам и проходящими внутри корпуса; и приводное средство для приведения передаточных механизмов со шкивами в движение с последовательно увеличивающимися скоростями так, что пальцы могут приводиться в движение вдоль длины рамы с возрастающей скоростью. 14 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Выравнивающий механизм, содержащий установленную с возможностью перемещения от привода с возрастающей скоростью бесконечную направляющую, на поверхности которой смонтировано множество пальцев, предназначенных для выравнивания обрабатываемого материала, отличающийся тем, что он снабжен рамой и корпусом, при этом бесконечная направляющая размещена внутри корпуса, причем верхняя часть пальцев расположена снаружи рамы и корпуса, а нижняя часть
внутри рамы и корпуса, привод выполнен в виде множества передаточных механизмов, установленных последовательно вдоль бесконечной направляющей, при этом смежные из них установлены соосно и с перекрытием, а каждый передаточный механизм выполнен в виде шкивов, соединенных бесконечной лентой, причем на внешней поверхности последней смонтировано множество пластин, предназначенных для контактирования с приводными поверхностями, смонтированными на нижней части пальцев. 2. Механизм по п.1, отличающийся тем, что пластины, предназначенные для контактирования с приводными поверхностями, смонтированными на нижней части пальцев, установлены на бесконечной ленте эксцентрично. 3. Механизм по п.1, отличающийся тем, что рама является частью корпуса. 4. Механизм по п.1, отличающийся тем, что рама расположена рядом с корпусом. 5. Механизм по п.1, отличающийся тем, что рама выполнена из листового материала в виде жалюзи. 6. Механизм по п. 1, отличающийся тем, что каждый палец имеет втулки, прикрепленные к нему и выполненные с возможностью перемещения в пазах корпуса. 7. Механизм по п.1, отличающийся тем, что имеет множество бесконечных направляющих, каждый из которых имеет установленные с возможностью перемещения по ней пальцы. 8. Механизм по п.7, отличающийся тем, что пальцы установлены с возможностью перемещения по внутренним и наружным направляющим с разными скоростями. 9. Механизм по пп.1 8, отличающийся тем, что он содержит пластину для регулирования загрузки, расположенную над рамой. 10. Механизм по п.9, отличающийся тем, что на пластине для регулирования загрузки установлены стационарные пальцы, направленные к раме. 11. Механизм по пп.1 10, отличающийся тем, что он установлен с подъемом вверх в направлении движения пальцев вдоль рамы. 12. Механизм по пп.1 11, отличающийся тем, что он имеет плющильный механизм, содержащий по меньшей мере одну пару установленных с возможностью взаимодействия валков, каждый из которых имеет множество зубьев, размещенных по периметру валка, причем каждый зуб по меньшей мере в самой наружной своей части выполнен в виде плоской пластины, кромка которой расположена параллельно оси валка, при этом зубья на одном из валков выполнены с возможностью размещения между зубьями другого валка. 13. Механизм по пп.1 12, отличающийся тем, что он имеет устройство для отделения волокна от костры, которое содержит дозирующий валок с шипами, валок с шипами для окончательного отделения и съемный валок с шипами, при этом дозирующий валок и валок для окончательного отделения установлены с возможностью вращения в противоположных направлениях и имеют фиксированные опоры, причем валок для окончательного отделения расположен в кожухе, имеющем множество прорезей, а съемный валок с шипами выполнен с возможностью вращения в любом направлении и имеет опоры, регулируемые относительно валка для окончательного отделения. 14. Механизм по п.2, отличающийся тем, что каждый палец, приводимый пластиной для привода пальцев на определенной бесконечной ленте, размещен с возможностью прохождения над соответствующей пластиной для привода пальцев на более медленной бесконечной ленте. 15. Механизм по пп.2 или 14, отличающийся тем, что каждая пластина для привода пальцев на более медленной бесконечной ленте размещена с возможностью привода соответствующего пальца при выходе его из контакта с пластиной для привода пальцев на более быстрой бесконечной ленте.