ПЛЮЩИЛЬНЫЙ МЕХАНИЗМ, УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТДЕЛЕНИЯ ВОЛОКНА ИЗ ВОЛОКНИСТОГО РАСТИТЕЛЬНОГО МАТЕРИАЛА Российский патент 1997 года по МПК D01B1/14 D21B1/02 

Изобретение относится к плющильным механизмам, используемым, в частности, в мялках-волокноотделителях, которые используются 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 от соответствующего мягкого древесного вещества может использоваться в различных целях. Например, его можно использовать в производстве бумаги и 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 во многих местах в настоящее время не разрешено 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 измельчать 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, в 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 отделения волокна из волокнистого растительного материала.

Например, известно устройство для отделения волокна из волокнистого растительного материала, содержащее средство для выравнивания материала, размещенное вдоль траектории перемещения волокнистого растительного материала для поддержания его, средство для подачи волокнистого растительного материала в плющильные валки плющильного механизма, расположенного за этим средством и выполненного в виде пар плющильных валков для обеспечения отделения костры от волокон, связанных с приводным механизмом посредством передаточных элементов, и устройство для разделения волокна и костры дозирующий валок с шипами, размещенный на выходе из плющильного механизма (EP, 0122769 A2).

Известен также плющильный механизм для применения в устройстве для отделения волокна из волокнистого растительного материала, содержащий по меньшей мере две пары установленных на несущей конструкции взаимодействующих валков, каждый из которых имеет ступицу с множеством выступов, выступающих от ее окружной поверхности, и выступы на одном из валков при нахождении их в наиболее близких один к другому положениях находятся в промежутках между выступами на другом валке, а каждая пара валков имеет привод (EP, 0317681 A1).

Практика показала, что известные механизированные способы отделения волокна из волокнистого растительного материала имеют недостатки и что волокна, получаемые таким путем, имеют худшее качество по сравнению с волокнами, получаемыми в устройстве с ручным приводом. Это обусловлено рядом причин.

Хотя очевидно, что выравнивание соломы перед тем, как она пропускается через плющильные валки, имеет положительный эффект, но было обнаружено, что в таких устройствах, как описано в (EP 0122769 A2), 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, стремится к забиванию зубчатых колес, а также к созданию заторов между соседними группами зубчатых колес, влияя таким образом на эффективность работы устройства или даже приводя к его остановке. Кроме того, пропускание соломы через зубчатые колеса приводит к ослаблению волокон, так что они становятся вялыми, и в результате 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 усовершенствованном устройстве для получения из соломы годного к употреблению волокна.

В основу изобретения положена задача создать плющильный механизм и устройство для отделения волокна из волокнистого растительного материала с применением этого плющильного механизма, которые преодолевали бы вышеуказанные недостатки.

Данная задача согласно одному аспекту изобретения достигается посредством плющильного механизма, содержащего по меньшей мере две пары установленных на несущей конструкции взаимодействующих валков, каждый из которых имеет ступицу с множеством выступов, выступающих от ее окружной поверхности, выступы на одном из валков при нахождении их в наиболее близких один к другому положениях находятся в промежутках между выступами на другом валке, а каждая пара валков имеет привод, в котором согласно изобретению каждый выступ по меньшей мере в самой наружной своей части выполнен в виде плоской пластины, а кромка каждой пластины на соответствующем валке расположена параллельно оси валка, причем каждая пластина расположена на соответствующем валке под углом к радиусу ступицы, обеспечивающим плющение растительного материала между поверхностью пластины одного взаимодействующего валка и кромкой пластины другого взаимодействующего валка.

Предпочтительно, чтобы выступы были выполнены полностью в виде плоской пластины.

Целесообразно, чтобы привод имел только один из каждой пары валков, а другой валок был установлен с возможностью вращения за счет взаимодействия с ним валка с приводом.

Желательно, чтобы каждый валок из пары валков имел привод.

Полезно, чтобы плющильный механизм был выполнен с возможностью регулирования расстояния между выступами при их воздействии на обрабатываемый материал.

Предпочтительно, чтобы плющильный механизм был выполнен с возможностью регулирования положения валков один относительно другого при их воздействии на обрабатываемый материал.

Целесообразно, чтобы пары взаимодействующих валков были установлены с возможностью расположения траектории перемещения растительного волокнистого материала через них под углом к вертикали.

Желательно, чтобы угол расположения траектории перемещения растительного волокнистого материала через пары взаимодействующих валков составлял 45^o.

Данная задача согласно другому аспекту изобретения достигается посредством устройства для отделения волокна из волокнистого растительного материала, содержащего средство для выравнивания материала, размещенное вдоль траектории перемещения волокнистого растительного материала для поддержания его, средство для подачи волокнистого растительного материала в плющильные валки плющильного механизма, расположенного за этим средством и выполненного в виде пар плющильных валков для обеспечения отделения костры от волокон, связанных с приводным механизмом посредством передаточных элементов, и устройства для разделения волокна и костры дозирующий валок с шипами, размещенный на выходе из плющильного механизма, в котором согласно изобретению плющильный механизм выполнен как плющильный механизм, описанный выше.

Целесообразно, чтобы средство для выравнивания материала содержало множество пальцев, проходящих наружу от несущей конструкции и установленных с возможностью приведения их в движение вокруг замкнутой направляющей в несущей конструкции, причем несущая конструкция была выполнена в виде части корпуса или поверхности с прорезями, установленной рядом с ним, передаточные механизмы со шкивами были расположены внутри несущей конструкции последовательно вдоль замкнутой направляющей, а соседние передаточные механизмы со шкивами были установлены с возможностью линейного перекрещивания, находились рядом один с другим, и каждый передаточный механизм со шкивами имел бесконечную ленту, на которой было бы размещено множество пластин для привода пальцев, каждая из которых установлена для контактирования с приводными поверхностями, прикрепленными к пальцам, и размещенными внутри несущей конструкции, причем приводной механизм передаточных механизмов приведения пальцев был выполнен с возможностью их приведения в движение вдоль длины несущей конструкции с увеличивающейся скоростью.

Предпочтительно, чтобы устройство для разделения волокна и костры содержали дополнительно валок с шипами для окончательного отделения костры, дозирующий валок с шипами и валок с шипами для окончательного отделения костры были установлены с возможностью вращения в противоположных направлениях и имели стационарно установленные опоры, причем валок с шипами для окончательного отделения костры был расположен рядом с кожухом, в котором выполнено множество прорезей, и был установлен съемный валок с шипами с возможностью вращения в любом направлении на опорах, регулируемых относительно валка с шипами для окончательного отделения костры.

На фиг.1 показана вертикальная проекция устройства согласно 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 5-5 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 (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 с подаваемым материалом может быть любой формы, он предпочтительно располагается так, что материал в нем выравнивается как можно ближе к желаемому конечному выровненному положению. Материал из тюка 3 подается на выравнивающий механизм 4 (средство для выравнивания материала), который имеет множество пальцев, таких как обозначенные поз.5, которые выступают через раму 6 (несущую конструкцию) 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 валков 7 подается к установленному на несущей конструкции в виде открытого каркаса ряду 8 особым образом сконструированных плющильных валков 9. Ряд 8 валков 9 наклонен под углом примерно в 45^o к горизонтали, и волокна (с присоединенной и сопутствующей кострой) проходят от конца ряда 8 валков к устройству 10 для разделения волокна.

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 5, 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 13, в которой выполняется множество прорезей 14 в виде жалюзи. Каждый палец 5 может иметь прикрепленные к нему втулки (центрирующие буртики) 15, которые перемещаются в пазах 16, отходящих от направляющей 12 в корпусе 11, и которые открыты в сторону направляющей 12 (фиг. 5). К каждому пальцу 5 прикреплена приводная поверхность 17, которая проходит внутрь корпуса 11. Множество передаточных механизмов 18 со шкивами расположено внутри корпуса 11 и проходит последовательно вдоль него, причем соседние передаточные механизмы со шкивами перекрываются линейно, находясь рядом друг с другом, как показано на фиг.4. Каждый передаточный механизм включает два шкива 19, на которых установлена бесконечная лента 20, которая может представлять собой, например, цепь, на которой установлено множество пластин для привода пальцев, таких как показанные поз. 21, причем эти приводные пластины 21 предпочтительно установлены эксцентрично. Каждый передаточный механизм 18 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 5 и группы передаточных механизмов 18 со шкивами.

При использовании выравнивающий механизм 4 предпочтительно установлен на мялке-волокноотделителе наклонно вверх в направлении перемещения соломы (фиг.1). Приводной механизм задействуется для приведения бесконечных лент 20 в движение с последовательно возрастающими скоростями вдоль длины корпуса 11. Пластины 21 для привода пальцев воздействуют на приводные поверхности 17 для привода пальцев 5, приводя их в движение вдоль направляющей 12. Когда каждая из пластин 21 для привода пальцев доходит до конца своего отдельного передаточного механизма, она отходит от приводной поверхности 17, которая теперь будет контактировать с пластиной 21 для привода пальца, установленной на соседнем и движущемся более быстро передаточном механизме 18 со шкивами вследствие того, что соседние передаточные механизмы 18 со шкивами расположены рядом друг с другом (бок о бок) и перекрываются линейно. На конце рамы 6 пальцы будут перемещаться вокруг конца корпуса в паз, образованный концевой плитой 22. 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 5. Когда рама 6 выполнена в виде жалюзи, как показано на фиг.3, посторонние предметы, такие как камни и комки грязи, будут в значительной степени проваливаться сквозь жалюзи 14. На своем обратном пути пальцы 5 будут проходить от более быстро к более медленно движущимся передаточным механизмам 18 со шкивами, отсюда следует целесообразность эксцентричной установки пластин 21 для привода пальцев на цепях 20.

Можно выполнить дополнительное выравнивание соломы, которая лежит поперек транспортера, путем введения разности скоростей между наружными и внутренними пальцами 5; 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 подается (фиг.1) через пару питающих валков 7 к плющильному устройству 8 согласно изобретению, которое содержит три пары 23 плющильных валков 9, установленных таким образом, что траектория 24 движения материала через них наклонена под углом к вертикали, причем угол составляет, например, 45^o. Плющильные валки 9 установлены на несущей конструкции типа открытого каркаса, т.е. они могут быть, например, установлены на каркасе, состоящем только из опорных стержней, как показано пунктирными линиями и обозначено поз. 25, на которых установлены оси 26 плющильных валков 9. Каждый плющильный валок 9 (фиг.6,7) содержит ступицу 27, от окружной поверхности 28 которой выступает множество выступов 29 в виде расположенных на равных расстояниях пластин, каждая из которых установлена под углом относительно радиуса 30, ступицы 27, с размещением поверхностей 31,32 пластины 29 вдоль длины зуба зубчатого колеса при замене пластин равным количеством зубьев (фиг.6). При такой конструкции солома, проходящая через данный механизм, будет расплющиваться между стороной пластины одного валка и вершиной пластины другого валка. Пары плющильных валков 9 расположены рядом друг с другом, так что пластины 29 на них перекрываются (поз.33 на фиг.6). Предусмотрены средства для привода (не показаны) по меньшей мере одного, но предпочтительно обоих плющильных валков 9 из каждой пары. Когда плющильные валки 9 приводятся независимо друг от друга, это позволяет регулировать взаимодействие пластин 29 в зоне окружности, когда они перекрываются. Аналогичным образом конструкция (не показана), на которой установлены оси 26 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 устройству 10 для разделения волокна и костры (фиг.8). Это устройство состоит из дозирующего валка 34 с шипами 35, расположенного рядом с валком 36 для окончательного отделения, имеющим шипы 37. Предусмотрены средства (не показаны) для привода валков 34,36 во вращение в противоположных направлениях. Питающее устройство 38 расположено рядом с валками 34,36 и имеет первую сторону 39, расположенную рядом с валком 36 и изогнутую таким образом, чтобы по существу соответствовать его поверхности, в то время как вторая поверхность 40, расположенная рядом с дозирующим валком 34, имеет радиус кривизны, несколько больший по сравнению с радиусом кривизны валка 34. Сепарирующий кожух 41, имеющий прорези 42 для костры, проходит от конца поверхности 39 по окружности вокруг, например, половины валка 36 для окончательного отделения, и у конца кожуха 41 расположен съемный валок 43, имеющий шипы 44, который имеет ось 45, приспособленную для того, чтобы (с помощью не показанных средств) приводиться во вращение в любом направлении и смещаться, как показано поз.46, для регулирования положения оси относительно валка 36 для окончательного отделения. У стыка валков 36,43 кожух 41 может быть рациональным образом отогнут относительно самого себя, как показано поз.47, чтобы располагаться рядом с окружной поверхностью съемного валка 43, когда ось 45 расположена так, что валки 36 и 43 находятся в их наиболее близком друг к другу положении.

При работе устройство согласно изобретению действует следующим образом.

Материал из тюка 3 (который может быть любой формы) подается с помощью механизма 2 к решетке 13 (или детали из листового материала) рамы 6 и затем транспортируется вдоль нее и выравнивается на ней за счет движения пальцев 5 с возрастающей скоростью. Сыпучий материал 48, такой как, например, камни в соломе, будет до некоторой степени вычищен из соломы путем падения через прорези 14. Затем выровненная солома 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 определенное 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 валков 9. Подобным же образом благодаря тому, что валки 9 выполнены с пластинами 29, а не с зубьями зубчатых колес, пространство между соседними пластинами 29 не забивается отделенной кострой. В конце солома, в которой остающаяся еще костра лишь слабо прикреплена к волокнам, передается к устройству 10 для разделения волокна и костры. Дозирующий валок 34 направляет материал над питателем 38 на валок 36 для окончательного отделения, который направляет его вокруг к съемному валку 43. Во время прохождения материала вокруг валка 36 для окончательного отделения большая часть костры отделяется через прорези 42 в кожухе 41. Далее материал поступает к съемному валку 43, положение которого относительно валка 36 для окончательного отделения, а также скорость и направление вращения регулируются, чтобы 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 материалов таковы, что чрезвычайно трудно путем повторного смешивания отделенной костры и волокна получить равномерную консистенцию.

Использование: мялки-волокноотделители для извлечения годного к употреблению волокна из стеблей или листьев растений. Плющильный механизм, содержащий по меньшей мере две пары установленных на несущей конструкции взаимодействующих валков, каждый из валков имеет ступицу с множеством выступов, выступающих от ее окружной поверхности. Выступы на одном из валков при нахождении их в наиболее близких один к другому положениях находятся в промежутках между выступами на другом валке, каждая пара валков имеет привод. Каждый выступ по меньшей мере в самой наружной своей части выполнен в виде плоской пластины. Кромка каждой пластины на соответствующем валке расположена параллельно оси валка, причем каждая пластина расположена на соответствующем валке под углом к радиусу ступицы, обеспечивающим плющение растительного материала между поверхностью пластины одного взаимодействующего валка и кромкой пластины другого взаимодействующего валка. 2 с. и 16 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Плющильный механизм, содержащий по меньшей мере две пары установленных на несущей конструкции взаимодействующих валков, каждый из которых имеет ступицу с множеством выступов, выступающих от ее окружной поверхности, и выступы на одном из валков при нахождении их в наиболее близких один к другому положениях находятся в промежутках между выступами на другом валке, а каждая пара валков имеет привод, отличающийся тем, что каждый выступ по меньшей мере в самой наружной своей части выполнен в виде плоской пластины, а кромка каждой пластины на соответствующем валке расположена параллельно оси валка, причем каждая пластина расположена на соответствующем валке под углом к радиусу ступицы, обеспечивающим плющение растительного материала между поверхностью пластины одного взаимодействующего валка и кромкой пластины другого взаимодействующего валка. 2. Механизм по п. 1, отличающийся тем, что выступы выполнены полностью в виде плоской пластины. 3. Механизм по п. 1 или 2, отличающийся тем, что привод имеет только один из каждой пары валков, а другой валок установлен с возможностью вращения за счет взаимодействия с ним валка с приводом. 4. Механизм по п. 1 или 2, отличающийся тем, что каждый валок из пары валков имеет привод. 5. Механизм по п. 4, отличающийся тем, что он выполнен с возможностью регулирования расстояния между выступами при их воздействии на обрабатываемый материал. 6. Механизм по п. 4 или 5, отличающийся тем, что он выполнен с возможностью регулирования положения валков один относительно другого при их воздействии на обрабатываемый материал. 7. Механизм по любому из пп. 1 6, отличающийся тем, что пары взаимодействующих валков установлены с возможностью расположения траектории перемещения растительного волокнистого материала через них под углом к вертикали. 8. Механизм по п. 7, отличающийся тем, что угол расположения траектории перемещения растительного волокнистого материала через пары взаимодействующих валков составляет 45^o. 9. Устройство для отделения волокна из волокнистого растительного материала, содержащее средство для выравнивания материала, размещенное вдоль траектории перемещения волокнистого растительного материала для поддержания его, средство для подачи волокнистого растительного материала в плющильные валки плющильного механизма, расположенного за этим средством и выполненного в виде пар плющильных валков для обеспечения отделения костры от волокон, связанных с приводным механизмом посредством передаточных элементов, и устройство для разделения волокна и костры дозирующий валок с шипами, размещенный на выходе из плющильного механизма, отличающееся тем, что плющильный механизм выполнен как плющильный механизм по п. 1. 10. Устройство по п. 9, отличающееся тем, что плющильный механизм выполнен как плющильный механизм по п. 2. 11. Устройство по п. 9, отличающееся тем, что плющильный механизм выполнен как плющильный механизм по п. 3. 12. Устройство по п. 9, отличающееся тем, что плющильный механизм выполнен как плющильный механизм по п. 4. 13. Устройство по п. 9, отличающееся тем, что плющильный механизм выполнен как плющильный механизм по п. 5. 14. Устройство по п. 9, отличающееся тем, что плющильный механизм выполнен как плющильный механизм по п. 6. 15. Устройство по п. 9, отличающееся тем, что плющильный механизм выполнен как плющильный механизм по п. 7. 16. Устройство по п. 9, отличающееся тем, что плющильный механизм выполнен как плющильный механизм по п. 8. 17. Устройство по п. 9, отличающееся тем, что средство для выравнивания материала содержит множество пальцев, проходящих наружу от несущей конструкции и установленных с возможностью приведения их в движение вокруг замкнутой направляющей в несущей конструкции, причем несущая конструкция выполнена в виде части корпуса или поверхности с прорезями, установленной рядом с ним, передаточные механизмы со шкивами расположены внутри несущей конструкции последовательно вдоль замкнутой направляющей, а соседние передаточные механизмы со шкивами установлены с возможностью линейного перекрещивания, находятся рядом один с другим, и каждый передаточный механизм со шкивами имеет бесконечную ленту, на которой размещено множество пластин для привода пальцев, каждая из которых установлена для контактирования с приводными поверхностями, прикрепленными к пальцам и размещенными внутри несущей конструкции, причем приводной механизм передаточных механизмов приведения пальцев выполнен с возможностью их приведения в движение вдоль длины несущей конструкции с увеличивающейся скоростью. 18. Устройство по п. 9 или 17, отличающееся тем, что устройство для разделения волокна и костры содержит дополнительно валок с шипами для окончательного отделения костры, дозирующий валок с шипами и валок с шипами для окончательного отделения костры установлены с возможностью вращения в противоположных направлениях и имеют стационарно установленные опоры, причем валок с шипами для окончательного отделения костры расположен рядом с кожухом, в котором выполнено множество прорезей, и установлен съемный валок с шипами с возможностью вращения в любом направлении на опорах, регулируемых относительно валка с шипами для окончательного отделения костры.