МАШИНА ДЛЯ ТОНКОЙ ОЧИСТКИ ВОЛОКНИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ Российский патент 2007 года по МПК D01G9/12 D01G9/14 D01G23/00 

Область техники

Изобретение относится к легкой промышленности, в частности к машинам для очистки и рыхления натуральных волокон, а именно хлопкового, льняного, шерстяного и их смесей, а также для вторичной очистки отходов от текстильных машин для последующего использования их в прядильном производстве.

Уровень техники

Известен разрыхлитель микроклочков модели МТО-С 6. 056 фирмы "Hergeth Hollingsworth", который служит для разрыхления и очистки всех сортов хлопка в незажатом состоянии (Каталог ЛегПром Бизнес "В мире оборудования" 03(44) март 2004, с.13). Область рыхления в нем образуют два лежащих друг над другом разрыхляющих валика и расположенный над ними разравнивающий валик. Под нижним разрыхляющим валиком расположен подводящий валик, контролирующий подачу материала в зону рыхления. После двух разрыхляющих валиков расположен съемно-разрыхляющий валик с сороотбойными стационарными элементами.

Недостатками этого устройства являются неравномерный, даже хаотичный, по ширине разрыхлителя и по времени захват волокна подводящим валиком из-за неравномерной структуры и плотности подаваемого сырья и отсутствия принудительного распределения и подпрессовки волокна по ширине разрыхлителя. К тому же на этом устройстве невозможно перерабатывать льняное волокно.

Известно также устройство для очистки и рыхления волокнистого сырья (Патент US 4528725, 1985). Оно содержит два или более пильчатых барабана, питающий цилиндр и питающий стол. Около первого барабана расположена группа ножей для отделения сорных примесей от волокна. Второй барабан расположен под первым и вокруг его размещены направляющая стенка, группа колосников круглого сечения, группа ножей и чешущий сегмент в виде стационарной неподвижной игольчатой пластины с пильчатой гарнитурой определенного параметра и ножом. Под вторым барабаном расположен щеточный барабан, который сбрасывает очищенное и разрыхленное волокно в шахту. Обрабатываемое волокно подается в зону обработки под действием собственного веса без дополнительной подпрессовки.

Недостатком этого устройства является сложность конструкции, неравномерная плотность подаваемого в зону очистки сырья. Это снижает качество рыхления и очистки волокна, а также исключает возможность переработки на нем других типов натуральных волокон кроме хлопка и их смесей.

Наиболее близким по техническому существу к изобретению является машина для тонкой очистки хлопка серии MASTERCLEAN модели MAC III.G 072 фирмы "Hergeth Hollingsworth" (Каталог ЛегПромБизнес "В мире оборудования" 03 (44) март 2004, с.14).

Машина включает подающий воздуховод, двухкамерный бункер, секцию очистки, выводящий воздуховод и вентилятор с нагнетающим воздуховодом. Верхняя камера бункера имеет параллельные стенки и в ее нижней части расположен подающий узел в виде рифленого или пильчатого вала и столика. В верхней части нижней камеры бункера расположен рыхлительный игольчатый барабан, а в нижней части ее расположены выводные цилиндры. К нижней части нижней камеры примыкает узел очистки, включающий питающий узел в виде барабана и питающего столика, расположенный под питающим узлом ускоряющий барабан с сороотбойным ножом для предварительной очистки волокна от сорных примесей, а также очистительный барабан, осуществляющий окончательное разрыхление волокна и выделение сорных примесей с использованием еще одного сороотбойного ножа и чешущего сегмента. Очистительный барабан расположен после ускоряющего барабана. Чешущий сегмент закреплен стационарно. Кроме этого узел очистки имеет угарную камеру с отводящим угары воздуховодом, расположенную под очистительным барабаном. Выход нагнетающего воздуховода выведен в зону подающего узла, а именно в зазор между подающим узлом и рыхлительным барабаном.

Однако эту машину невозможно использовать для приемлемо эффективной очистки льняного волокна и льносодержащих смесей. Это обусловлено следующим.

Известно, что льняное волокно по своей структуре принципиально отличается от хлопкового волокна, являясь, в частности, более длинным и хрупким.

Известно также, что эффективность механических обработок именно льняного волокна в значительной степени зависит от его качества, на которое очень сильно влияет одновременно ряд факторов, включая даже погодные условия выращивания и уборки этой культуры. Поскольку льноволокно отличается большим непостоянством в разных партиях по качественным показателям (длина, хрупкость, влажность, структура, засоренность и т.п.), то нагрузки, которым подвергается льноволокно в процессе его механической обработки, должны в гораздо большей степени, чем для хлопка, учитывать это непостоянство, а именно они должны быть одновременно достаточными, чтобы отделить примеси, но и щадящими, чтобы не повредить волокно.

В известном устройстве в нижней камере из-за образования турбулентных завихрений, спровоцированных неоднородностью волокна, оно закручивается в жгуты и перепутывается, что приводит к его повреждению и даже разрыву в зоне очистительного барабана.

К тому же в зоне узла очистки волокно подвергается излишнему механическому воздействию, поскольку оно двухкратно рыхлится, последовательно проходя ускоряющий и очистительный барабаны. В результате прохождения волокна по всей машине потери волокна за счет деформации и разрушения составляют не менее 20%, что является совершенно неприемлемым. К тому же узел очистки имеет повышенную сложность из-за наличия ускоряющего барабана.

Сущность изобретения

Изобретательской задачей является поиск машины для тонкой очистки волокнистых материалов, включающей верхнюю с подающим узлом и нижнюю с рыхлительным барабаном камеры, узел очистки и вентилятор для создания избыточного давления, конструктивные особенности которой позволили бы, упростив ее, обеспечить при этом возможность очистки не только хлопка, но и льняного волокна и его смесей с другими природными волокнами с приемлемой эффективностью путем регулирования скорости воздушного потока для предотвращения турбулентных завихрений воздуха.

Поставленная задача решена машиной для тонкой очистки волокнистых материалов, включающей подающий воздуховод, примыкающую к нему верхнюю камеру с подающим узлом в ее нижней части, нижнюю камеру с рыхлительным барабаном, примыкающим к подающему узлу, и выводными цилиндрами в ее нижней части, узел очистки, примыкающий к нижней камере и включающий питающий узел, очистительный барабан с сороотбойными ножами и чешущим сегментом и угарную камеру с отводящим угары воздуховодом, расположенную под очистительным барабаном, вентилятор с нагнетающим воздуховодом, выход которого выведен в зону подающего узла, и выводящий воздуховод, в которой очистительный барабан расположен непосредственно за питающим узлом, нижняя камера дополнительно снабжена упругой изогнутой в виде двух сопряженных криволинейных поверхностей пластиной, расположенной напротив рыхлительного барабана и прикрепленной одной кромкой к стенке камеры с возможностью изменения расстояния и угла между образующей цилиндрической поверхности рыхлительного барабана и линией сопряжения поверхностей пластины, нагнетающий воздуховод дополнительно снабжен пластиной, прикрепленной внутри к его стенке посредством элемента, обеспечивающего ее отклонение от вертикали, а выход нагнетающего воздуховода выведен в пространство между подающим узлом и упругой изогнутой пластиной.

При этом подающий и питающий узлы выполнены каждый в виде двух валов, чешущий сегмент установлен с возможностью его поворота в той же плоскости на 180°, верхняя камера выполнена расширяющейся к низу, в стенке нижней камеры установлено не менее двух упорных винтов, упирающихся в упругую изогнутую пластину со стороны, противоположной рыхлительному барабану, а одна из стенок верхней камеры или ее часть выполнена быстросъемной, например на фиксаторах и защелках.

Такое конструктивное выполнение машины обеспечивает возможность очистки льняного волокна и его смесей с природными волокнами с приемлемой эффективностью, т.к. позволяет:

- регулировать скорость воздушного потока напротив рыхлительного барабана и тем самым предотвратить турбулентные завихрения воздуха в нижней камере, а значит и образование жгутов волокна и его перепутывание;

- мобильно, т.е. в процессе работы машины без ее останова, перераспределять воздушно-волоконную смесь по ширине нижней камеры, исключив таким образом влияние непостоянства качественных показателей волокна, уже поступающего в камеру, на качество готового продукта;

- исключить неравномерность воздушного потока, проходящего между подающим узлом и рыхлительным барабаном, из-за неравномерной плотности волокна по времени и по длине вала подающего узла, что достигается и выбором места выведения выхода нагнетающего воздуховода, что в свою очередь позволяет исключить вызываемую им турбулентность движения воздушно-волоконной смеси в нижней камере и хаотичное перераспределение волокна в ней;

- осуществлять более щадящее механическое воздействие на волокно без разрывов и повреждений за счет исключения предварительного рыхления в узле очистки, приводящего к излишнему механическому воздействию на волокно.

Следует отметить также, что найденные конструктивные особенности машины дополнительно обеспечивают возможность:

- более слабого, но надежного зажима волокна и отведение линии зажима от поверхности рыхлительного и очистительного барабанов за счет того, что соответственно подающий и питающий узлы выполнены каждый в виде двух валов, например с рифлеными поверхностями. Это позволяет обрабатывать более хрупкие и длинные волокна, например лен и льносодержащие смеси;

- изменения угла воздействия гарнитуры чешущего сегмента на волокно за счет возможности его поворота в той же плоскости на 180°, что также позволяет работать со льном и его смесями;

- надежной и стабильной работы машины за счет более свободного без забивания и зависания волокна, прохождения его по расширяющейся книзу верхней камере;

- быстрого и легкого изменения расстояния и угла между образующей цилиндрической поверхности рыхлительного барабана и линией сопряжения поверхностей упругой пластины посредством упорных винтов, установленных в стенке нижней камеры, что позволяет мобильно без останова машины менять скорость воздушного потока и распределение воздушно-волоконной смеси в нижней камере при изменении свойств и качества волокна, которые особенно непостоянны у льна и его смесей с другими волокнами;

- быстрого и легкого доступа в верхнюю камеру за счет выполнения одной из стенок или части ее быстросъемной, что позволяет удобно обслуживать внутренние полости камеры, а также узлы и механизмы, находящиеся в ней, оперативно ликвидировать возгорания волокна и иные аварийные ситуации, а значит сокращать время восстановления работоспособности машины.

В результате прохождения волокна по всей машине потери волокна за счет деформации и разрушения составляют не выше 10%.

Перечень фигур чертежей

На фиг.1 изображен общий вид предлагаемой машины. На фиг.2 изображена пластина нагнетающего воздуховода и средство ее крепления. На фиг.3 изображена упругая изогнутая пластина и упорные винты.

Сведения, подтверждающие возможность воспроизведения изобретения

Машина для тонкой очистки волокнистых материалов включает питающий воздуховод 1, примыкающую к нему и расширяющуюся к низу верхнюю камеру 2, в нижней части которой расположен подающий узел 3, выполненный в виде двух валов 4, а ее стенка 5 выполнена быстросъемной и с отверстиями 6 и 7 для выхода воздуха из верхней камеры. Нижняя камера 8 в своей верхней части содержит примыкающий к подающему узлу рыхлительный барабан 9, а в нижней части выводные цилиндры 10 и отверстия 11 и 12 для выхода воздуха. Напротив рыхлительного барабана к стенке 13 нижней камеры верхней кромкой прикреплена упругая изогнутая в виде двух сопряженных криволинейных поверхностей пластина 14. В стенку нижней камеры ввернуты упорные винты 15, упирающиеся в упругую пластину. Количество винтов определяется лишь необходимостью равномерного регулирования отклонения пластины, но не менее двух. Машина снабжена вентилятором 16 с нагнетающим воздуховодом 17, внутри которого расположена пластина 18. Она может быть прикреплена к стенке воздуховода разным образом, но при этом крепление должно обеспечивать возможность отклонения пластины от вертикали, например посредством гайки 20 и оси 21. Выход 22 нагнетающего воздуховода выведен в пространство между подающим узлом и упругой изогнутой пластиной. К выводным цилиндрам посредством лотка 23 примыкает узел очистки 24. Он включает питающий узел 25, выполненный в виде двух валов 26, непосредственно к которым примыкает очистительный барабан 27 с расположенными под ним сороотбойными ножами 28, чешущим сегментом 29, поддерживающими пластинами 30, угарной камерой 31 с отводящим угары воздуховодом 32. Для выведения готового продукта имеется выводящий воздуховод 33. Машина снабжена камерой 34, каналом 35, отверстием 36, воздуховодом 37 и каналами 38, 39, 40 для обеспечения циркуляции воздуха.

Машина работает следующим образом. Волокнистый материал, транспортируемый потоком воздуха по питающему воздуховоду 1 (фиг.1), направляется в верхнюю камеру 2, где происходит формирование слоя волокнистого материала и отделение от него транспортирующего воздуха. Валы 4 подающего узла 3 захватывают слой волокнистого материала и выводят его из верхней камеры 2 к рыхлительному барабану 9, который разрыхляет волокно и сбрасывает его в нижнюю камеру 8 для формирования и уплотнения воздушным потоком питающего настила, который транспортируется выводными цилиндрами 10 по лотку 23 к узлу очистки 24. Валы 26 питающего узла 25 захватывают, уплотняют и подают слой волокна под воздействие зубьев очистительного барабана 27, после которого волокно предварительно очищает от сорных примесей первый по ходу вращения барабана 27 сороотбойный нож 28, а после воздействия на волокно зубьев чешущего сегмента 29 оно окончательно очищается от сорных примесей остальными тремя сороотбойными ножами 28 и по выводящему воздуховоду 33 удаляется из машины. Сорные примеси, пыль и пух, отделенные от волокна, выпадают в угарную камеру 31 и по отводящему воздуховоду 32 направляются в угарный отдел фабрики. Поддерживающие пластины 30 препятствуют выпадению волокна в угарную камеру.

Воздух, отделенный от волокнистого материала в верхней камере 2, через отверстия 6 и 7 поступает в камеру 33, из которой часть воздуха по отводному каналу 36 через вентилятор 16 и нагнетающий воздуховод 17 направляется в нижнюю камеру 8, а оставшаяся часть воздуха из выводящего воздуховода 33 через отверстие 34 поступает в воздуховод 35. В нагнетающем воздуховоде 17 за счет пластины 18 через выход 22, направленный в пространство между питающим узлом 3 и упругой изогнутой пластиной 14, происходит формирование направленного вниз по касательной к цилиндрической поверхности вала 4 подающего узла 3 и рыхлительного барабана 9, равномерного по ширине нижней камеры 8 потока воздуха. Сформированный таким образом поток воздуха способствует полной передаче волокнистого материала из верхней камеры 2 в нижнюю камеру 8 и предотвращает намоты волокна на рабочие органы. Воздух проходит через волокнистый материал в камере 8, уплотняет его и через отверстия 11 и 12 по каналам 37, 38, 39 поступает в воздуховод 35, а из него в пневмосистему фабрики. За счет изменения с помощью винтов 15 (фиг.3) угла и расстояния между цилиндрической поверхностью рыхлительного барабана 9 и линией сопряжения криволинейных поверхностей упругой пластины 14 осуществляют дополнительное регулирование потока воздуха по ширине нижней камеры 8 для достижения оптимального по ровноте питающего настила.

Предложена машина для тонкой очистки волокнистых материалов, включающая подающий воздуховод, примыкающую к нему верхнюю камеру с подающим узлом в ее нижней части, нижнюю камеру с рыхлительным барабаном, примыкающим к подающему узлу, и выводными цилиндрами в ее нижней части, узел очистки, примыкающий к нижней камере и включающий питающий узел, очистительный барабан с сороотбойными ножами и чешущим сегментом и угарную камеру с отводящим угары воздуховодом, расположенную под очистительным барабаном, вентилятор с нагнетающим воздуховодом, выход которого выведен в зону подающего узла, и выводящий воздуховод, очистительный барабан расположен непосредственно за питающим узлом, нижняя камера дополнительно снабжена упругой изогнутой в виде двух сопряженных криволинейных поверхностей пластиной, расположенной напротив рыхлительного барабана и прикрепленной одной кромкой к стенке камеры с возможностью изменения расстояния и угла между образующей цилиндрической поверхности рыхлительного барабана и линией сопряжения поверхностей пластины, нагнетающий воздуховод дополнительно снабжен пластиной, прикрепленной внутри к его стенке посредством элемента, обеспечивающего ее отклонение от вертикали, а выход нагнетающего воздуховода выведен в пространство между подающим узлом и упругой изогнутой пластиной. Использование данного устройства обеспечивает возможность обработки не только хлопка, но и льняного волокна и его примесей. 6 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Машина для тонкой очистки волокнистых материалов, включающая подающий воздуховод, примыкающую к нему верхнюю камеру с подающим узлом в ее нижней части, нижнюю камеру с рыхлительным барабаном, примыкающим к подающему узлу, и выводными цилиндрами в ее нижней части, узел очистки, примыкающий к нижней камере и включающий питающий узел, очистительный барабан с сороотбойными ножами и чешущим сегментом и угарную камеру с отводящим угары воздуховодом, расположенную под очистительным барабаном, вентилятор с нагнетающим воздуховодом, выход которого выведен в зону подающего узла, и выводящий воздуховод, отличающаяся тем, что очистительный барабан расположен непосредственно за питающим узлом, нижняя камера дополнительно снабжена упругой изогнутой в виде двух сопряженных криволинейных поверхностей пластиной, расположенной напротив рыхлительного барабана и прикрепленной одной кромкой к стенке камеры с возможностью изменения расстояния и угла между образующей цилиндрической поверхности рыхлительного барабана и линией сопряжения поверхностей пластины, нагнетающий воздуховод дополнительно снабжен пластиной, прикрепленной внутри к его стенке посредством элемента, обеспечивающего ее отклонение от вертикали, а выход нагнетающего воздуховода выведен в пространство между подающим узлом и упругой изогнутой пластиной.2. Машина по п.1, отличающаяся тем, что подающий узел выполнен в виде двух валов.3. Машина по п.1, отличающаяся тем, что питающий узел выполнен в виде двух валов.4. Машина по п.1, отличающаяся тем, что чешущий сегмент установлен с возможностью его поворота в той же плоскости на 180°.5. Машина по п.1, отличающаяся тем, что верхняя камера выполнена расширяющейся к низу.6. Машина по п.1, отличающаяся тем, что в стенке нижней камеры установлено не менее двух упорных винтов, упирающихся в упругую изогнутую пластину со стороны, противоположной рыхлительному барабану.7. Машина по п.1, отличающаяся тем, что одна из стенок верхней камеры или часть ее выполнена быстросъемной.