УНИВЕРСАЛЬНЫЙ МЕХАНИЧЕСКИЙ ПРОБООТБОРНИК ДЛЯ СПРЕССОВАННОЙ НЕМЫТОЙ ШЕРСТИ Российский патент 2006 года по МПК G01N1/02 G01N1/04 

Изобретение относится к шерстяной промышленности, преимущественно к первичной обработке шерсти, и может быть использовано в поточных линиях и отдельно от них как машина циклического действия для отбора проб спрессованной немытой шерсти из нераспакованных кип в крупнотоварных шерстепроизводящих хозяйствах и посреднических организациях.

Из уровня развития техники известны механические пробоотборники, предназначенные для отбора проб из нераспакованных кип немытой шерсти, в которых плотность спрессованной шерсти составляет 220-400 кг/м³ и более [1-6]. Рабочие инструменты, которыми оснащены механические пробоотборники, принципиально повторяют конструкцию инструментов ручных пробоотборников, но возвратно-поступательное движение им сообщается приводом. Несмотря на различия в конструкции пробоотборники имеют одинаковый принцип действия: ввод рабочих инструментов в кипу спрессованной шерсти, извлечение их из кипы с последующим освобождением от отобранных точечных проб и подачей последних в соответствующие емкости.

Пробоотборники различают в зависимости от цели отбора проб, и это определяет конструкцию их рабочих инструментов.

Штапелеотборные инструменты служат для извлечения из кипы клочков шерсти с сохранением в них штапельной структуры. Каждый клочок шерсти представляет точечную пробу. По окончании отбора из всех отобранных проб формируют объединенную пробу для определения наименования шерсти, ее длины, прочности и др. В известных штапелеотборниках для шерсти рабочие инструменты выполнены в виде различных захватов (клешня, зубчатая рейка и т.п.). Известен захват в виде заостренного стержня с парой двухсторонних вертикальных зубьев (гарпун), который широко используется в различных отраслях народного хозяйства (например, в рыболовстве и др.).

Пробоотборные инструменты служат для вырезания из кипы колонки спрессованной шерсти. Отобранные таким образом точечные пробы от кип представляют объединенную пробу испытуемой партии шерсти и предназначаются для определения выхода чистой шерсти, тонины и других основных показателей качества волокна. Известные пробоотборники для шерсти имеют рабочие инструменты различных модификаций, основным элементом которых является трубка с режущей головкой. Очистку трубки от колонки спрессованной шерсти производят путем удаления волокна вручную (например, с помощью шомпола).

Действующая технология машинного отбора проб шерсти [1, С.45] устанавливает последовательность отбора проб шерсти из нераспакованных кип. Сначала производят отбор проб с помощью штапелеотборного инструмента, затем - пробоотборного. Изменение порядка отбора проб недопустимо из-за снижения качества отобранных проб по причине извлечения из кипы с помощью штапелеотборного инструмента клочков шерсти, возможно, уже иссеченных режущей головкой пробоотборного инструмента, что приводит к искажению результатов испытаний по определению длины и прочности штапеля. К тому же, раздельный, последовательный отбор проб не исключает вероятность отбора проб с помощью пробоотборного инструмента из того места кипы, откуда уже была извлечена проба штапелеотборным инструментом. В этом случае масса точечной пробы, отобранной трубкой пробоотборного инструмента, будет значительно меньше массы проб, отобранных в других местах кипы. Это нарушает принцип представительности отбора проб и, как следствие, приводит к искажению результатов испытаний по определению выхода чистого волокна [7].

Известен пробоотборник для спрессованной шерсти [2], состоящий из трубки с полированным каналом и головки с режущей кромкой. Недостатком пробоотборника является то, что очистку трубки от колонки спрессованной шерсти производят путем удаления волокна из канала трубки с помощью шомпола, вводя его в трубку со стороны режущей головки, что не позволяет механизировать процесс отбора проб.

Известны отечественные механические пробоотборники марки УВПШ-1 и УОПШ-1 с числом устанавливаемых стационарно вертикальных съемных рабочих инструментов от 1 до 6 единиц [1, с.397-399]. Указанные пробоотборники предназначены для установки в механизированную линию количественной приемки шерсти и позволяют производить отбор проб немытой шерсти, запрессованной в кипу до 400 кг/м³. Однако известные пробоотборники снабжены одноцелевыми рабочими инструментами и служат исключительно для отбора проб в виде колонки спрессованной шерсти. Их рабочие органы выполнены в виде трубки с режущей кромкой, имеющей привод.

Известен ручной полуавтоматический пробоотборник для спрессованной шерсти [3], содержащий трубку с наконечником-ножом на одном его конце, привод для трубки на другом его конце и контейнер для сбора проб. Пробоотборник позволяет отбирать пробы от кип немытой шерсти с плотностью запрессовки не менее 400 кг/м³. Недостаток этого пробоотборника заключается в его конструкции, которая требует при каждом вводе инструмента в кипу непосредственного участия оператора.

Известны пневматический пробоотборник для отбора проб из фермерских кип без упаковочных поясов с плотностью немытой шерсти в них до 220 кг/м³ (C.S.J.R.O. Pneumatic Wool Corer, поставщик Jet со Engineering Pty^Ltd, N.S.W., Австралия, 1977) [8] и машина для отбора проб немытой шерсти с сохранением ее штапельной структуры (C.S.J.R.O. Wool Grab-Sampler, поставщик Jet со Engineering Pty^Ltd, N.S.W., Австралия, 1977) [8]. Устройства содержат соответственно роликовый транспортер или платформу на раме, рабочие органы в виде трубки с режущей головкой или клешневого захвата, смонтированные с возможностью вертикального перемещения, и привод. Недостатком таких устройств является конструкция рабочих органов, исключающих возможность их применения для кип с плотностью запрессовки более 220 кг/м³.

Известно устройство для отбора проб волокнистых материалов из нераспакованных кип [4] с сохранением штапельной структуры волокна. Устройство содержит раму с гидроцилиндрами и вентиляторами с воздуховодами, приспособление для размещения кипы (рольганг), рабочий орган, снабженный зубчатой рейкой, установленной с возможностью вертикального перемещения, и поворотными зубчатыми захватами, взаимодействующими с зубчатой рейкой, режущий элемент в виде ножа для резки упаковки, емкости для отобранных проб (лотки и бункеры). Недостатком известного устройства является исключительная возможность его применения для отбора проб только из кип немашинной запрессовки, имеющих низкую плотность прессования шерсти (120-150 кг/м³).

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство для отбора проб волокна от кип [5]. Известное устройство содержит режущие элементы, выполненные каждый в виде втулки с косым срезом для разрезания упаковки и установленные на перемещаемой возвратно-поступательно каретке. Для вырезания из кипы пробы шерсти и отвода отобранной пробы устройство снабжено трубками, установленными на подвижной стойке для ввода каждой трубки в соответствующую втулку и перемещения вдоль ее оси. На подвижной стойке с тыльной ее стороны закреплена емкость для сбора отобранных проб. Данное устройство смонтировано на общей станине, которая также содержит рольганг для размещения (установки и сбрасывания) кипы, несущую стойку для фиксирования кипы при отборе из нее волокна, подвижные каретку с режущими элементами для отбора проб и стойку с трубками для отвода взятой пробы, общий привод для передачи движения рольгангу, каретке и стойкам.

Недостатками указанного механического устройства являются: низкая производительность и высокая трудоемкость отбора проб, обусловленные дополнительными затратами времени и неудобством при очистке трубок от проб волокна с помощью ручного шомпола, который вводят в трубку со стороны режущего элемента. Кроме того, несовершенство конструкции рабочих инструментов, вводимых в кипу, создает трудности, вследствие затягивания волокна между втулками и трубками. Это приводит к частым остановкам в работе, перегрузке привода, большим энергозатратам, а также к снижению качества и представительности отбора проб, во-первых, из-за потери их массы при демонтаже заклинивших втулок и трубок, во-вторых, из-за риска ввода режущих элементов трубок в то место кипы, из которого уже была отобрана проба штапелеотборным инструментом.

Техническая задача, решаемая в заявленном изобретении - повышение производительности и снижение трудоемкости отбора проб, обеспечение высокого качества отобранных проб и их представительности, а также сокращение энергозатрат.

Технический результат изобретения, заключающийся в устранении указанных недостатков, в универсальном механическом пробоотборнике для спрессованной немытой шерсти, содержащем съемные рабочие инструменты, выполненные в виде трубки с полированным каналом и режущей головкой, предназначенные для отбора колонки спрессованной пробы, установленные на перемещаемой возвратно-поступательно стойке, смонтированной на станине с рольгангом и несущей стойкой с вертикальными пазами для размещения кипы шерсти, приводом, и имеющей емкость для проб шерсти, расположенную на тыльной ее стороне, достигается тем, что на станине дополнительно смонтирована упорная плита с окнами, выполненными со смещением относительно пазов несущей стойки, а пробоотборник дополнительно снабжен набором рабочих инструментов, выполненных в виде заостренного стержня с парой двухсторонних вертикальных зубьев для отбора клочков волокна с сохранением в нем штапельной структуры и последующим помещением отобранных проб шерсти в отдельную емкость, дополнительно установленную на фронтальной стороне подвижной стойки. При этом рабочие инструменты совместно с трубками в любом сочетании и в произвольном расположении устанавливают в количестве не менее 2 единиц. Каждая трубка снабжена встроенным толкателем для выведения из ее канала колонки спрессованной шерсти. Емкости для каждого из двух видов отобранных проб шерсти выполнены в виде открытых коробов по всей ширине станины.

Аналогичный технический результат достигается, если в предлагаемом универсальном механическом пробоотборнике для спрессованной немытой шерсти рабочие инструменты устанавливают с возможностью отбора одного вида проб в количестве не менее одного инструмента.

Совокупность всех существенных признаков, определяющих состав предлагаемого универсального механического пробоотборника для спрессованной немытой шерсти и являющихся неотъемлемыми составными частями его, позволяет использовать его как машину циклического действия и достичь необходимых результатов в решении технологической задачи изобретения.

На фиг.1 изображен универсальный механический пробоотборник для спрессованной немытой шерсти, вид сбоку и вид сверху; на фиг.2 - разрез А-А; на фиг.3 - разрез Б-Б.

Универсальный механический пробоотборник для спрессованной немытой шерсти состоит из станины 1, на которой смонтированы рольганг 2, несущая стойка 3, имеющая вертикальные пазы 4, упорная плита 5 с окнами 6, подвижная стойка 7 со съемными рабочими инструментами двух видов 8 и 9 и емкостями для проб шерсти 10 и 11, привод 12. Каждая трубка 9 снабжена встроенным толкателем 13 для выведения из ее канала колонки спрессованной шерсти 14 в емкость 10. В емкости 11 накапливают клочки шерсти 15 от штапелеотборного инструмента 8.

Главными характеристиками в предлагаемом устройстве являются:

дополнительный набор съемных рабочих инструментов, выполненных в виде заостренного стержня с парой двухсторонних вертикальных зубьев для отбора клочков волокна с сохранением в нем штапельной структуры, которые совместно с рабочими инструментами в виде трубки с полированным каналом и режущей головкой, предназначенными для отбора колонки спрессованной пробы, устанавливают на перемещаемой возвратно-поступательно стойке. При этом инструменты устанавливают в количестве не менее 2 единиц в любом сочетании и в произвольном расположении. При необходимости отбора одного вида проб в пробоотборнике устанавливают соответствующие рабочие инструменты в количестве не менее одного инструмента;

каждый рабочий инструмент в виде трубки с режущей головкой дополнительно снабжен встроенным толкателем для выведения из канала трубки колонки спрессованной шерсти;

упорная плита с окнами для рабочих инструментов, дополнительно смонтированная на станине. При этом окна выполнены со смещением относительно вертикальных пазов несущей стойки для исключения попадания рабочих органов инструмента в проволочный пояс кипы и их поломки;

емкости для каждого из двух видов отобранных проб шерсти, установленные на подвижной стойке и выполненные в виде открытых коробов по всей ширине станины, располагают раздельно по обе стороны стойки по ходу ее движения.

Универсальный механический пробоотборник для спрессованной немытой шерсти (фиг.1, 2, 3) работает следующим образом.

От каждой кипы испытуемой партии шерсти производят отбор точечных проб. Для этого кипу 16 устанавливают плоской гранью на рольганге 2 станины 1 и фиксируют одной из выпуклых граней у несущей стойки 3 с вертикальными пазами 4. Установку кипы производят таким образом, чтобы проволочные пояса 17 кипы 16 находились против пазов 4 стойки 3. При такой установке исключается попадание рабочих инструментов 8 и 9 пробоотборника в проволочные пояса кипы, а зоны отбора проб 18 за счет смещения окон 6 в упорной плите 5 располагаются между поясами 17 кипы. Размещение зон отбора проб между поясами кип исключает поломку рабочих органов инструментов, необходимость применения при этом предохранительных устройств, а также повышает технологическую надежность универсального механического пробоотборника. Съемные рабочие инструменты 8 и 9 совместно устанавливают на подвижной стойке 7 в количестве не менее 2 единиц. Установку рабочих инструментов на стойке производят в любом сочетании и в произвольном расположении, при этом общее их количество зависит от объема кип испытуемой партии шерсти. Встроенные толкатели 13 на рабочих инструментах 9 устанавливают каждый, примкнутым к стойке 7. При включении привода 12 рабочие инструменты 8 и 9, установленные на подвижной стойке 7, вводят в кипу на глубину не более 95% габарита кипы. При этом рабочим инструментом 9 производится захват и вырезание спрессованной шерсти. При реверсе привода каждый рабочий инструмент 8 захватывает и вытаскивает из кипы на зубьях клочок шерсти 15, а рабочий инструмент 9 выходит из кипы с колонкой шерсти 14 в канале трубки. После остановки стойки 7 в исходном положении рабочие инструменты 8 и 9 освобождают от взятых проб. С каждого инструмента 8 клочки шерсти 15 снимают вручную и помещают их в емкость 11, расположенную на передней стенке подвижной стойки 7 (на фронтальной ее стороне). Затем на каждой трубке инструмента 9 толкатель 13 перегоняют к ее режущей головке, захватывают пробу и передвигают толкатель к стойке 7, возвращая его в исходное положение. При этом толкатель 13 выводит колонку спрессованной шерсти 14 из канала трубки инструмента 9 и выталкивает ее в емкость для проб шерсти 10, расположенную на задней стенке стойки 7 (на тыльной ее стороне). Емкости для проб шерсти 10 и 11 выполнены в виде открытых коробов по всей ширине станины, их взаимное расположение каждой по отдельности исключает смешивание отобранных разными рабочими инструментами проб шерсти, предназначенных для различных целей, что повышает качество отбора проб. По окончании отбора проб от всех кип объединенные пробы, представляющие испытуемую партию шерсти, из емкостей 10 и 11 собирают в отдельную тару и передают в лабораторию для выполнения анализов. После этого универсальный пробоотборник готов к новому циклу отбора проб.

При необходимости отбора одного вида проб в пробоотборнике устанавливают соответствующие рабочие инструменты в количестве не менее одного инструмента. В этом случае универсальный механический пробоотборник работает аналогичным образом с исключением ненужных операций при одноцелевом отборе проб шерсти.

Экспериментальные исследования при разработке заявляемого универсального механического пробоотборника для спрессованной немытой шерсти, в сравнении с известным устройством для отбора проб волокна от кип [5], показали возможность повышения производительности отбора проб спрессованной немытой шерсти из нераспакованных кип.

Предлагаемый универсальный механический пробоотборник для спрессованной немытой шерсти позволяет проводить отбор проб из кип с плотностью волокна 340-380 кг/м³. При этом повышается производительность и эффективность отбора за счет исключения двухразовой перевалки кип и применения одного универсального пробоотборника вместо двух отдельных машин для отбора клочков волокна с сохранением в нем штапельной структуры и колонок спрессованной шерсти, сокращение производственных площадей и расхода электроэнергии, а также повышение качества отбора проб и их представительности.

Источники информации1. Рогачев Н.В. Шерсть. Первичная обработка шерсти: Монография / Н.В.Рогачев и др.; Под ред. докт. эконом. наук Н.К.Тимошенко; НИИЗПОШ. - М.: РАСХН ВНИИМП, 2000. - 600 с.

2. А.с. 1727020 РФ, МКИ⁵ G 01 N 1/02. Опубл. 15.04.92, Бюл. №14.

3. Пат. 2122192 РФ, МКИ⁵ G 01 N 1/02, 1/04. Опубл. 20.11.96, Бюл. №32.

4. А.с. 718751 РФ, МКИ² G 01 N 1/02. Опубл. 28.02.80, Бюл. №8.

5. А.с. 465575 РФ, МКИ² G 01 N 1/02. Опубл. 30.03.75, Бюл. №12.

6. ГОСТ 6070-78. Шерсть немытая классированная. Упаковка, маркировка, транспортирование и хранение: Меж-гос. стандарт / Сб. стандартов. - Взамен ГОСТ 6070-67. - Введ. 01.01.81; Изм.1, 2. - Минск: Межгосударственный совет по стандартизации, метрологии и сертификации, 1995, с.75-78.

7. ГОСТ 30190-2000. Шерсть немытая. Методы определения выхода чистого волокна: Меж-гос. стандарт. - Введ. впервые 01.09.2000. - Минск: Межгосударственный совет по стандартизации, метрологии и сертификации, 2001, 12 с.

8. Specification of wool testing equipment for establishment of wool testing laboratory within the Union of Soviet Socialist Republics: Australian Wool Testing Authority (AWTA). - Australia, 1977, p.16, Appendix 3, 4.

Изобретение относится к шерстяной промышленности и может быть использовано в поточных линиях первичной обработки шерсти для отбора спрессованной немытой шерсти из кип и крупнотоварных шерстепроизводящих хозяйствах. Универсальный механический пробоотборник для спрессованной немытой шерсти содержит съемные рабочие инструменты, выполненные в виде трубки с полированным каналом и режущей головкой, предназначенные для отбора спрессованной пробы, установленные на перемещаемой возвратно-поступательно стойке, смонтированной на станине с рольгангом и несущей стойкой с вертикальными пазами для размещения кипы шерсти, приводом, и имеющей емкость для проб шерсти, расположенную на тыльной ее стороне. На станине дополнительно смонтирована упорная плита с окнами, выполненными со смещением относительно пазов несущей стойки. Пробоотборник дополнительно снабжен набором рабочих инструментов, выполненных в виде заостренного стержня с парой двухсторонних вертикальных зубьев для отбора клочков волокна с сохранением в нем штапельной структуры и последующим помещением отобранных проб шерсти в отдельную емкость, дополнительно установленную на фронтальной стороне подвижной стойки. Рабочие инструменты совместно с трубками в любом сочетании и в произвольном расположении устанавливают в количестве не менее 2 единиц. Каждая трубка снабжена встроенным толкателем для выведения из ее канала колонки спрессованной шерсти. Емкости для каждого из двух видов отобранных проб шерсти выполнены в виде открытых коробов по всей ширине станины. Изобретение повышает производительность и эффективность отбора проб, позволяет сократить производственные площади и расход электроэнергии. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Универсальный механический пробоотборник для спрессованной немытой шерсти, содержащий съемные рабочие инструменты, выполненные в виде трубки с полированным каналом и режущей головкой, предназначенные для отбора спрессованной пробы, установленные на перемещаемой возвратно-поступательно стойке, смонтированной на станине с рольгангом и несущей стойкой с вертикальными пазами для размещения кипы шерсти, приводом, и имеющий емкость для проб шерсти, расположенную на тыльной ее стороне, отличающийся тем, что на станине дополнительно смонтирована упорная плита с окнами, выполненными со смещением относительно пазов несущей стойки, а пробоотборник дополнительно снабжен набором рабочих инструментов, выполненных в виде заостренного стержня с парой двухсторонних вертикальных зубьев для отбора клочков волокна с сохранением в нем штапельной структуры и последующим помещением отобранных проб шерсти в отдельную емкость, дополнительно установленную на фронтальной стороне подвижной стойки, при этом рабочие инструменты совместно с трубками в любом сочетании и в произвольном расположении устанавливают в количестве не менее 2 единиц, причем каждая трубка снабжена встроенным толкателем для выведения из ее канала колонки спрессованной шерсти, а емкости для каждого из двух видов отобранных проб шерсти выполнены в виде открытых коробов по всей ширине станины.2. Универсальный механический пробоотборник для спрессованной немытой шерсти по п.1, отличающийся тем, что рабочие инструменты устанавливают с возможностью отбора одного вида проб в количестве не менее 1 инструмента.