ТРЕПАЛЬНЫЙ БАРАБАН ДЛЯ ОЧИСТКИ ЛУБОВОЛОКНИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ Российский патент 2007 года по МПК D01B1/10 

Предлагаемое изобретение относится к первичной обработке лубяных культур, преимущественно льна, и может быть использовано для получения длинного лубяного волокна.

Известно устройство для очистки промятых стеблей лубяных культур [1], содержащее парные трепальные барабаны с приводом вращения и транспортер, барабаны имеют бильные планки, выполненные в виде сплошных стальных полос.

Недостатком данного устройства является низкая интенсивность очистки волокна, так как волокно воспринимает воздействия в одном вертикальном направлении, в результате чего эффективность очистки волокна от костры снижается, кроме того, это приводит к увеличению длины барабанов.

Известен мяльно-трепальный механизм для лубоволокнистого материала [2], содержащий барабаны с бильными планками синусоидальной формы. В этом механизме волокно подвергается многоплоскостному воздействию с подкручиванием в диаметрально противоположных направлениях, то есть подкручиванию вокруг своей оси на некоторый угол.

Недостатками данного механизма являются: процесс очистки идет при горизонтальном расположении волокна; не согласованы скорость транспортирования материала со скоростью трепального барабана; бильные планки расположены радиально. При обработке материал может группироваться во впадинах между синусоидами, образуя жгуты, и тем самым повреждаться за счет сверхдавления на них. Перечисленные недостатки снижают эффективность очистки, выход и качество длинного волокна.

Известен трепальный барабан для обработки лубоволокнистого материала [3], выполненный в виде жесткого цилиндра и дополнительно снабженный бильными планками, расположенными по винтовым линиям противоположного направления. Волокно получает удар и одновременно смещается в сторону по винтовой линии.

Недостатки данного барабана во многом аналогичны недостаткам устройства [2], то есть не согласована скорость транспортирования материала со скоростью трепального барабана, бильные планки расположены радиально, а не тангенциально. При работе этого барабана в момент удара может возникать сильное поперечное сжатие волокна, вследствие чего снижается выход длинного волокна и ухудшаются его физико-механические свойства.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является барабан трепальной машины [4], содержащий смонтированные на приводном валу посредством радиальных держателей планочные била с волнообразными кромками по длине. С целью повышения эффективности рыхления била снабжены эластичными покрытиями, расположенными на их рабочих кромках, а волнообразные выступы расположены на эластичных покрытиях и выполнены с заостренными вершинами, причем выступы смежных бил установлены со смещением, равным шагу, деленному на количество бил. Во время очистки волокно совершает колебательные движения, что приводит к интенсивному рыхлению и встряхиванию.

Недостатки данного барабана аналогичны недостаткам устройств [2, 3], то есть: отсутствует согласованность скорости транспортирования материала со скоростью трепального барабана; планки расположены радиально, что снижает эффективность очистки, выход и качество длинного волокна.

Задачей заявленного изобретения является повышение эффективности очистки волокна от костры при высоком выходе и качестве длинного трепаного волокна. Кроме того, может быть получен технический результат, заключающийся в снижении металлоемкости, энергоемкости и габаритных размеров трепального барабана.

Технический результат заключается в устранении указанных недостатков в трепальном барабане для очистки лубоволокнистых материалов, содержащем вал, крестовины, на которых установлены бильные планки, выполнены в виде пластин, пластины имеют форму треугольников или сегментов круга, ориентированных вершинами в сторону вращения и закрепленных тангенциально.

Шаг расположения пластин в виде треугольников или сегментов круга связан со скоростью транспортирования обрабатываемого материала Vтр, частотой вращения барабана ω и углом между билами ϕ_в зависимостью:

Набегающая кромка бильной планки барабана в форме треугольника составляет не менее 0,5 основного шага.

Бильные планки барабана в смежных рядах располагаются в шахматном порядке или по винтовой линии.

На фиг.1 показан трепальный барабан. На фиг.2 - разрез барабана. На фиг.3 дана планка в форме прямоугольного треугольника. На фиг.4 - в форме косоугольного треугольника. На фиг.5 - то же в форме равностороннего треугольника. На фиг.6 - в форме сегментов круга. Стрелкой Vтр показано направление движения обрабатываемого материала.

Трепальный барабан состоит из вала 1, крестовин-бил 2, на которых тангенциально установлены бильные планки в виде пластин 3 и противонамоточные устройства 4. Диаметр барабана может быть от 400 до 900 мм, может содержать число рядов планок по окружности от 2 до 12 в виде пластин в форме треугольников или сегментов круга, установленных в смежных рядах в шахматном порядке или по винтовой линии. Набегающая кромка треугольников расположена по ходу движения материала под углом α и составляет не менее 0,5 основного шага треугольников, то есть H₁=0,5Н₀ (фиг.3 и 5).

При работе барабана волокно воспринимает удары бильных планок 3. В результате сложения трех движений, образованных от перемещения материала вдоль оси барабана; вращения барабана; относительно перемещения волокна по кромке била (по наклонной кромке), волокно, огибая кромки планок, испытывает интенсивный скользящий изгиб, подкручивается в осевом направлении на набегающей кромке планки, что приводит к быстрому нарушению связи материала с кострой и эффективной его очистке.

Для предотвращения снижения выхода длинного волокна шаг расположения уголков Н₀ связан со скоростью транспортирования обрабатываемого материала, частотой вращения барабана ω и углом между билами ϕ_в следующей зависимостью:

,

где V_тр - скорость транспортирования материала, м/с;

ϕ_в - угол между билами барабана, рад, зависит от числа бил на барабане (см. таблицу);

ТаблицаЧисло бил на барабане (число бильных планок)Угол расположения бил, ϕ_вH₀, шагградрад2180π31204906608451230ω - частота вращения барабана, рад/с.

При переходе с набегающей на сбегающую кромку бильной планки материал начинает раскручиваться в обратном направлении, что обеспечивает дополнительное осевое кручение, за счет чего также осуществляется более эффективное удаление костры.

Источники информации

1. Патент РФ №2179205. Устройство для очистки промятых стеблей лубяных культур. - приор. 10.07.2002. Опубл. 10.02.2002. Бюл.№4.

2. АС №950806. Мяльно-трепальный механизм для лубоволокнистого материала. Опубл. 15.08.82. Бюл. №30.

3. AC №958514. Трепальный барабан для обработки лубоволокнистого материала. Опубл. 15.09.82. Бюл. №34.

4. AC №1622435. Барабан трепальной машины. Опубл. 06.02.93. D 01 G 9/14. - прототип.

Трепальный барабан для очистки лубоволокнистых материалов содержит вал, крестовины, на которых установлены бильные планки, выполненные в виде пластин, пластины имеют форму треугольников или сегментов круга, ориентированных вершинами в сторону вращения барабана и закрепленных тангенциально. Использование данного изобретения обеспечивает повышение очистки волокна от костры при высоком выходе и качестве длинного трепаного волокна. 3 з.п. ф-лы, 6 ил, 1 табл.

1. Трепальный барабан для очистки лубоволокнистых материалов, содержащее вал, крестовины, на которых установлены бильные планки, выполненные в виде пластин, отличающийся тем, что пластины имеют форму треугольников или сегментов круга, ориентированных вершинами в сторону вращения барабана и закрепленных тангенциально.2. Трепальный барабан по п.1, отличающийся тем, что шаг расположения пластин в виде треугольников или сегментов круга связан со скоростью транспортирования обрабатываемого материала V_тр, частотой вращения барабана ω и углом между билами ϕ_в зависимостью