АППАРАТ ДЛЯ ПРОМЫВКИ ВОЛОКНИСТОГО МАТЕРИАЛА Российский патент 1999 года по МПК D01B3/04 D06B1/00 

Изобретение относится к области текстильного производства и может быть использовано при создании нового оборудования преимущественно для предприятий первичной обработки волокнистого материала, а также на прядильных фабриках для промывки отходов.

Известен ряд технических решений по практическому использованию СВЧ-энергии для интенсивной и эффективной обработки различных материалов, а также пищевых продуктов, обработка волосяного покрова животных и оперения домашней птицы по антипаразитной обработке шерсти домашних животных и пушного зверя (Э. С. Окресс "Применение энергии сверх высоких частот в промышленности", т. 2, перевод с английского, м., Издательство "Мир", 1971,с. 272).

Известно устройство для жидкостной обработки текстильных волокон, патент РФ, N 2040612, кл. D 06 B 3/02, 1978, содержащее одну или несколько ванн, средство для подачи моющего агента, выполненного в виде перфорированного коллектора и систему циркуляции моющего агента. Внутри ванны установлен перфорированный трубопровод U-обраэный формы. Днище ванны соединено с виброприводом и наклонено в сторону движения волокнистого материала.

Волокнистый материал с помощью автопитателя через загрузочный проем подается в ванну. Посредством коллектора материал замачивается и водноволокнистая смесь проходит по U-образному трубопроводу, подвергаясь периодическим колебаниям, что обеспечивает быструю пропитку волокон моющим агентом и вымывание примесей из шерсти.

Недостатки известного технического решения в том, что средством транспортирования материала является поток жидкости, турбуленция которого создает условия для зажгучивания и свойлачивания шерсти, что снижает развитость поверхности волокон и в итоге эффективность промывки. Низкочастотные колебания моющего агента способствуют свойлачиванию шерсти и не обеспечивают эффективной очистки. Кроме того, в узле подачи волокнистого материала отсутствует средство дискритизации пучков волокон, что снижает качество промывки, производительность оборудования и увеличивает расход моющих средств, воды и тепла.

Наиболее близким по технической сущности является устройство для стирки текстильного материала патент РФ N 2024663, D 06 F 41/00, 1994 г., содержащее устройство для промывки, выполненное в виде камеры, внутри которой расположен перфорированный барабан с прорезью для загрузки материала; над устройством установлен СВЧ-генератор с блоком питания и вентилятором, соединенным с блоком управления, и систему подачи моющего агента. Блок управления включает магнетрон, вода поступает через отверстие крышки камеры, СВЧ-энергия через волновод разогревает влажный материал, камера начинает вращаться, осуществляя процесс промывки.

Недостатки устройства. Не достигается полного использования СВЧ-энергии в связи с тем, что поток лучистой энергии встречает ряд препятствий в виде установленной перфорации волновода и барабана и, кроме того, часть энергии отражается от зеркала моющего агента, не достигая материала. Частично отделены от материала примеси не удаляются немедленно, а остаются в камере до окончания промывки, что создает условия для диффузии примесей в текстильный материал. Периодичность процесса промывки снижает качество очистки материала и производительность оборудования.

Техническая сущность предлагаемого аппарата заключается в том, что обеспечивается достаточно высокая эффективность разъединения пучков на мелкие комплексы и очистка волокон с использованием поля СВЧ-энергии при высокой его производительности и осуществляется промывка в непрерывном режиме с немедленным отводом отделенных примесей. Это достигается за счет того, что аппарат имеет узел подачи материала, содержащий дискритизирующий кардный барабан, наполовину своей боковой поверхности погруженный в моющий агент, при этом устройство для промывки выполнено в виде перфорированного конвейера, над несущей ветвью которого установлен с соединенной системой подачи моющего агента ряд фарсунок, между которыми смонтирован модуль СВЧ-генератора с волноводом, а на выходе конвейера установлен ряд форсунок, соединенный с системой подачи прополаскивающей жидкости, причем под несущей ветвью конвейера установлена ванна, соединенная с системой отвода отработанного моющего агента.

Предлагаемая конструкция аппарата малогабаритна, обладает модульными свойствами, создает условия для непрерывной и эффективной промывки материала при совокупном воздействии на него механических, химических, физических и гидравлических факторов, что обеспечивает высокопроизводительную и качественную очистку волокнистого материала при существенной экономии моющих средств и энергии.

На фиг. 1 изображена технологическая схема аппарата для промывки волокнистого материала.

Аппарат включает в себя (фиг. 1) подающий конвейер 1 и форсунки 2, установленные над бункером, в нижней части которого установлен питающий цилиндр 3, с возможностью его взаимодействия с питающим столиком 4, за рабочей гранью столика установлен дискритизирующий кардный барабан 5 с зубьями, наклоненными в сторону его вращения, центры цилиндра и барабана расположены на уровне зеркала моющего агента, под барабаном установлена сороотбойная призма (на фиг. 1 не обозначена); над барабаном расположен съемный лопастной валик 6 с отбойной призмой 7 под ним и над несущей ветвью перфорированного конвейера 8. Над несущей ветвью установлен ряд форсунок 9, блок управления 10, вентилятор 11, блок питания 12, модуль СВЧ-энергии 13 с волноводом 14, расположенным непосредственно над слоем волокнистого материала; ряды форсунок 15 и 16. За конвейером расположены отжимные валы 17 и выводной конвейер 18. Перед ведущим барабаном 19 конвейера расположена ванна 20, днище которой соединено с трубопроводом 2, подающий жидкость в бункер для замочки волокнистого материала. Под несущей ветвью конвейера расположена ванна 22, связанная с системой отвода отработанного моющего агента. Несущая ветвь поддерживается рядом гладких валиков 23; под брюхом кардного барабана расположен перфорированный поддоном 24 в ванне 25.

Работает аппарат следующим образом. Неочищенный волокнистый материал, предварительно обработанный, например, на трепальной машине, посредством конвейера 1 подается в бункер с одновременным замачиванием с помощью факелов форсунок 2. Волокнистый столб уплотняется между цилиндром 3 и столиком 4 и подается в зону действия гарнитуры барабана 5, где осуществляется интенсивная дискретизация пучков волокон с одновременным удалением некоторой части жира и жиропота, а также растительных и минеральных примесей из волокнистой массы. Предварительно очищенные комплексы волокон проносятся над поддоном 24, через отверстия которого удаляются примеси. Съемный валик 6 снимает волокнистый материал с барабана 5 и посредством призмы 7 сбрасывает его на конвейер 8. В зоне между несущей ветвью конвейера и форсунки 9 материал омывается факелом моющего раствора во взвешенном состоянии посредством вращающегося лопастного валика (на чертеже не обозначен). Смытый и насыщенный моющим агентом волокнистый слой поступает в зону действия СВЧ-энергии, образованную между конвейером и волноводом 14, электрически связанного с модулем СВЧ-энергии 13, питаемого от блока 12 и 11. Блок управления 10 позволяет регулировать мощность поля СВЧ и устанавливать режим работы аппарата в целом. Поток энергии от волновода подается на волокнистый слой, который является полупрозрачным для СВЧ-энергии, вследствие чего поле СВЧ проникает в такой материал на значительную глубину со скоростью, близкой скорости света. Взаимодействуя с материалом на атомном и молекулярном уровне, это поле приводит микрочастицы в возбужденное состояние, внешним проявлением которого является быстрый нагрев волокнистого материала и моющего агента. Под действием тепла и сопутствующих факторов происходит разрыв связей между волокном и органическими примесями, при этом вязкость последних низко снижается. Часть жировых веществ и жиропота стекает в ванну 22, а окончательное вымывание примесей осуществляется факелом раствора, подаваемого форсунками 15. Прополаскивание слоя волокон обеспечивается факелом форсунки 16. Прополаскивающий раствор стекает в ванну 20, оттуда по трубе 21 с помощью насоса (на чертеже не обозначен) нагнетается в форсунку 2 для замочки волокон (на фиг. 1 направление А). Очищенный слой волокон конвейером 8, приводимым в движение барабаном 19, подается в жало валов 17 и выводится из аппарата конвейером 18. Валики 23 исключают провисание несущей ветви конвейера.

Конструкция аппарата обеспечивает многостадийную обработку волокон, включающую в себя операции замочки, интенсивного разрыхления/дискретизации пучков в жидкой среде, факельной промывки и факельного полоскания. Кроме того, на каждой стадии обработки отделенные от волокон примеси немедленно удаляются из рабочей зоны, что превышает эффективность и качество очистки в непрерывном технологическом цикле при высокой производительности аппарата.

По сравнению с прототипом предлагаемый аппарат для промывки волокнистого материала имеет преимущества:
1. Достигается высокая производительность и высокое качество очистки от органических, минеральных им растительных примесей за счет высокоразвитой поверхности волокон вследствие дискретизации пучков в жидкой среде, интенсивной обработки волокон в поле СВЧ, факельной промывки и полоскания.

2. Совокупные действия механических, физико-механических, термических и гидродинамических сил позволяет осуществлять процесс промывки при более низких значениях pH, что приводит к экономии химикатов, воды и способствует сохранению природных свойств волокон.

3. Исключается вероятность зажгучивания и свойлачивания волокон на всех стадиях обработки.

4. Создаются условия для антипаразитной обработки волокон в поле СВЧ.

5. Снижается расход производственных площадей.

6. Снижается энергоемкость и металлоемкость промывного аппарата.

Изобретение относится к текстильному производству и позволяет повысить производительность промывного оборудования и улучшить качество очистки дискретизированного волокнистого материала путем интенсификации процесса в поле СВЧ-энергии. Волокнистый материал, предварительно разрыхленный на трепальном оборудовании, по конвейеру поступает в бункер, где он замачивается факелом жидкости из форсунки. Волокнистый столб уплотняется и подается к кардному барабану, где осуществляется дискретизация пучков с одновременным удалением органических, минеральных и растительных примесей. Предварительно очищенные комплексы проносятся над поддоном, где удаляются примеси. Съемный валик снимает волокнистый материал с барабана и сбрасывает волокна на конвейер. Между несущей ветвью конвейера и форсункой материал омывается факелом моющего раствора. Насыщенный моющим агентом волокнистый слой поступает в зону действия поля СВЧ-энергии, образованную между конвейером и волноводом. Поток энергии от волновода подается на волокнистый слой, пронизывает и возбуждает его на атомном и молекулярном уровне. Это поле приводит микрочастицы водноволокнистой смеси в возбужденное состояние, внешним проявлением которого является быстрый нагрев смеси. Под действием тепла и сопутствующих электрических факторов происходит разрыв связей между волокном и органическими примесями, при этом вязкость последних резко падает. Часть жировых веществ стекает в ванну, а окончательное вымывание примесей осуществляется факелом раствора, подаваемого форсунками. Отработанный раствор стекает в ванну, оттуда по трубе нагнетается в форсунку для замочки. Очищенные волокна подаются в жало валов и выводятся из аппарата. Отработанные растворы из ванн подаются в отстойники для дальнейшей обработки. 1 ил.

Аппарат для промывки волокнистого материала, содержащий устройство для промывки, над которым установлен СВЧ-генератор с блоком питания и вентилятором, соединенными с блоком управления, и систему подачи моющего агента, отличающийся тем, что он имеет узел подачи материала, содержащий дискретизирующий кардный барабан, наполовину своей боковой поверхности погруженный в моющий агент, при этом устройство для промывки выполнено в виде перфорированного конвейера, над несущей ветвью которого установлен соединенный с системой подачи моющего агента ряд форсунок, между которыми смонтирован модуль СВЧ-генератора с волноводом, а на выходе конвейера установлен ряд форсунок, соединенный с системой подачи прополаскивающей жидкости, причем под несущей ветвью конвейера установлена ванна, соединенная с системой отвода отработанного моющего агента.