УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГЕНЕРАЦИИ ТЕКСТИЛЬНЫХ ОТХОДОВ Российский патент 2007 года по МПК D01G11/04 

Изобретение относится к текстильной промышленности, а именно к устройствам для разъединения и регенерации отходов плоских текстильных материалов (лоскута ткани, трикотажа, нетканых полотен) из шерстяного волокна и его смеси с химическими волокнами с целью повторного их использования в качестве волокнистого сырья при производстве текстильных изделий.

Из существующих технических решений известна однобарабанная щипальная машина ТР-800 (Чехия), предназначенная для разрыхления шерстяных и смешанных тканей, вязаных и войлочных обрезков, а также обрезков материала, изготовленного из химических волокон [1], содержащая питающий транспортер с парой рифленых питающих валиков, разрыхляющий барабан с зубчатой гарнитурой, крыльчатый валик, сбрасывающий неразработанный материал на питающий транспортер для повторной обработки, пару сетчатых барабанов и выводящий транспортер.

За прототип принято устройство для разволокнения лоскута [2], позволяющее проводить регенерацию волокон в производственных условиях. Устройство содержит узлы питания, барабаны с гарнитурой на рабочей поверхности, конденсоры. Первый узел питания включает два валика, один из которых - первый по направлению перемещения лоскута, выполнен зубчатым, а второй - обтянут гарнитурой. Гарнитура второго валика имеет перекрестное направление с гарнитурой рабочего барабана.

Недостатком известных конструкций является то, что в технологии разволокнения за основу взято жесткое воздействие на текстильный материал со стороны зубчатых рабочих поверхностей, что недопустимо для волокон шерсти, имеющих большую по сравнению с хлопком длину, извитость и эластичность. Такое силовое воздействие на текстильные структуры, в которых волокна зафиксированы друг с другом за счет многочисленных связей, как правило, связано с массовыми разрывами и повреждениями дорогостоящего волокнистого материала.

Кроме того, в известной технологии регенерации не предусмотрены возможности последовательного разъединения структурно-связанных элементов текстильного материала в оптимально необходимой последовательности, например ткань - пряжа - единичные волокна. Также не предусмотрено ослабление деформации внутри элемента материала перед последующим механическим воздействием, необходимое для менее жесткой структуры с ослабленными связями.

Техническим результатом изобретения является повышение производительности процесса разволокнения, интенсификация разработки лоскута и исключение значительного укорочения волокон в процессе регенерации.

Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для регенерации текстильных отходов, содержащем узел питания с транспортером и подающими валиками, узел разрыхления и отводящий транспортер, согласно изобретению узел питания дополнительно имеет вытяжной прибор, состоящий из двух пар валиков, обтянутых пильчатой гарнитурой, зубья которой наклонены в сторону, противоположную вращению валиков, узел разрыхления представляет собой пустотелый лопастной вал, который расположен внутри коаксиальной по отношению к нему цилиндрической камеры, снабженной системой автоматического регулирования температуры и влажности воздуха, рабочие лопасти с возможностью регулирования повернуты относительно оси вала и располагаются по винтовой линии, ось вала и цилиндрической камеры располагается под регулируемым углом к горизонтали, внутри вала имеется паропроводящий канал, между лопастями на валу расположены распыляющие форсунки, к паропроводящему каналу через вентиль подсоединен парогенератор с регулируемыми подачей пара и расходом воды, очисткой и возвратом отработанного конденсата, состоящий из бачка с устройством для дозирования подачи воды и соединенного с ним парообразующего резервуара с электронагревателем.

На фиг.1 представлена технологическая схема заявляемого устройства для регенерации текстильных отходов. На фиг.2 показан поперечный вид лопастного вала.

Устройство для регенерации текстильных отходов состоит из узла питания, узла разрыхления и отводящего транспортера. Узел питания содержит подающий транспортер 1 с уплотняющим валиком 2 и расположенный следом за ним по ходу продукта вытяжной прибор, состоящий из двух пар расположенных друг над другом валиков 3 и 4, обтянутых зубчатой гарнитурой, зубья которой наклонены в сторону, противоположную вращению валиков. Верхние валики 4 прижаты к нижним 3 пружинной нагрузкой. Узел разрыхления состоит из пустотелого лопастного вала 5, который расположен внутри коаксиальной по отношению к нему цилиндрической камеры 6. Лопастной вал представляет собой трубу с расположенными на ней по винтовой линии лопастями 7. Лопасти закреплены на валу крепежным элементом 8, состоящим из шайбы и фигурной гайки, с возможностью регулирования угла α поворота лопасти относительно плоскости вращения. Внутренний канал лопастного вала с помощью трубопровода 9 с вентилем подсоединен к парогенератору, состоящему из бачка 10 с устройством поплавкового типа 11 для дозирования подачи воды из водопровода 12. Бачок 10 соединен с парообразующим резервуаром 13, в котором установлен электронагреватель 14. Для распределения пара по обрабатываемому материалу внутри камеры 6 на лопастном валу устроены распыляющие форсунки 15. На дне камеры 6 имеется патрубок 16 для слива конденсата в отстойник 17, снабженный клапаном для удаления осадка. Отстойник соединен возвратным трубопроводом 18 с бачком 10. Возвратный трубопровод содержит фильтр 19 для очистки конденсатной воды от волокнистых примесей и центробежный насос 20. Цилиндрическая камера 6 вместе с лопастным валом 5 устанавливается под углом β к горизонтали, с возможностью его регулирования при повороте всей конструкции вокруг оси на опоре 21 за счет вращения шарнирного винта 22. Внутри камеры 6 установлены датчики 23 системы автоматического регулирования температуры и влажности воздуха. В верхней части рабочей камеры 6 в непосредственной близости от узла питания располагается приемное окно 24, в нижней части - выводящий патрубок 25, размер проходного сечения которого может изменяться шиберирующей заслонкой 26. Под выводящим патрубком 25 расположен отводящий конвейер 27.

Устройство работает следующим образом. Плоский текстильный материал после разрезания на мелкие фрагменты и ориентирования в непрерывный поток на резальной машине по транспортеру 1 (фиг.1) поступает к уплотняющему валику 2. В образованном между валиком и лентой конвейера зажиме материал поступает под воздействие зубьев гарнитуры валиков 3, 4, линейная скорость которых несколько больше, чем у конвейера. За счет разности скоростей происходит силовое воздействие зуба на элемент волокнистой структуры (лоскута ткани, трикотажа или нетканого полотна) и ослабление связей между нитями и волокнами. По мере нарастания скорости в следующей паре валиков 3, 4 это воздействие постепенно усиливается. За счет небольшой вытяжки, в пределах от 2 до 2,5, происходит продольная ориентация высвобождаемых нитей и волокон и их растаскивание между зубьями гарнитур первой и второй пар валиков. Это приводит к ослаблению элементов текстильной структуры и к уменьшению их объемного веса.

Затем предварительно разволокненный в узле питания материал через приемное окно 24 поступает в узел разрыхления. Здесь на материал воздействуют лопасти вращающегося вала 5. Расположение лопастей по винтовой линии и их поворот на угол α относительно плоскости вращения позволяют ему работать подобно шнеку, перемещая материал к выводящему патрубку 25. При ударе лопастей по ослабленным фрагментам волокнистых структур происходит дальнейшее разволокнение и разрыхление материала. Положение лопастей и их форма определяет эффективность деформации и скорости перемещения материала вдоль лопастного вала.

Как известно, сцепляемость волокон шерсти резко снижается при воздействии водяного пара совместно с замасливающими эмульсиями. Воздействие разогретого пара увеличивает эффективность деформации текстильных структур, а также очищает и дезинфицирует их. Увлажнение паром позволяет достичь наиболее мелкого распыления капель жидкости в воздушном потоке и получить равномерное ее распределение по всей рабочей камере. Пар через трубопровод 9 поступает в полый лопастной вал 5 и распределяется по рабочей камере 6 с помощью распыляющих форсунок 15, расположенных по всей длине вала.

Пар образуется в резервуаре 13 за счет нагрева воды электронагревателем 14, температура которого, а следовательно, и интенсивность парообразования регулируются автоматической системой. Эта система, используя датчики 23, поддерживает в рабочей камере 6 постоянную температуру 25-27°С при относительной влажности 65-70%. Вода для образования пара поступает в бачок 10 из водопровода 12. Уровень воды поддерживается постоянным с помощью дозирующего устройства поплавкового типа 11. При необходимости в бачок подается эмульсия или дезинфицирующий раствор. Отработанный пар в виде конденсата собирается на дне рабочей камеры и через патрубок 16 сливается в отстойник 17. Тяжелые взвеси оседают на дно отстойника и периодически удаляются через специальный клапан. Отстоявшийся конденсат через возвратный трубопровод 18 после очистки от мелких взвесей на фильтре 19 подается центробежным насосом 20 в бачок 10.

Лопастной вал расположен под углом β к горизонтальной плоскости, поэтому легкие частицы материала движутся вдоль вала быстрее тяжелых. Те в свою очередь в результате задержки подвергаются более длительному воздействию пара и лопастей и доводятся до необходимой степени разволокнения. Величина угла β в зависимости от вида отходов, их физико-механических свойств находится в пределах 0-10°, что и определяет время задержки крупных фрагментов и степень их разволокнения. Наклон рабочей камеры с находящимся в ней лопастным валом регулируется за счет поворота шарнирного винта 22, имеющего шестигранную головку под гаечный ключ.

Обработанный материал выходит из рабочей камеры через выводящий патрубок 25. Величина проходного сечения выводящего патрубка влияет на заполнение рабочей камеры материалом и может изменяться шиберирующей заслонкой 26 в зависимости от скоростного режима и производительности устройства. Отводящий конвейер 27 подает разволокненный материал к следующей машине.

Таким образом, последовательно расположенные узлы питания и разрыхления обеспечивают постепенно нарастающую деформацию разволокняемых структур, что совместно с действием водяного пара и эмульгаторов сохраняет целостность волокон.

Источники информации

1. Кахраманов Ф.Р., Фролов В.Д. Новые технологии регенерации отходов текстильного производства и получения пряжи из них. - Иваново: ИГТА, 2005. - 292 с.

2. Устройство для разволокнения лоскута. Патент РФ №2099449, D01G 11/00 БИ №35, 1997.

Устройство для регенерации текстильных отходов содержит узел питания с транспортером и подающими валиками, узел разрыхления и отводящий транспортер, узел питания дополнительно имеет вытяжной прибор, состоящий из двух пар валиков, которые обтянуты пильчатой гарнитурой, зубья которой наклонены в сторону, противоположную вращению валиков, узел разрыхления представляет собой пустотелый лопастной вал, который расположен внутри коаксиальной по отношению к нему цилиндрической камеры, снабженной системой автоматического регулирования температуры и влажности воздуха, рабочие лопасти с возможностью регулирования повернуты относительно оси вала и располагаются по винтовой линии, ось вала и цилиндрической камеры располагается под регулируемым углом к горизонтали, внутри вала имеется паропроводящий канал, между лопастями на валу расположены распыляющие форсунки, к паропроводящему каналу через вентиль подсоединен парогенератор с регулируемыми подачей пара и расходом воды, очисткой и возвратом отработанного конденсата, состоящий из бачка с устройством для дозирования подачи воды и соединенного с ним парообразующего резервуара с электронагревателем. Использование данного изобретения позволяет повысить производительность процесса разволокнения, интенсифицировать разработку лоскута и исключить значительное укорочение волокон. 2 ил.

Устройство для регенерации текстильных отходов, содержащее узел питания с транспортером и подающими валиками, узел разрыхления и отводящий транспортер, отличающееся тем, что узел питания дополнительно имеет вытяжной прибор, состоящий из двух пар валиков, обтянутых пильчатой гарнитурой, зубья которой наклонены в сторону, противоположную вращению валиков, узел разрыхления представляет собой пустотелый лопастной вал, который расположен внутри коаксиальной по отношению к нему цилиндрической камеры, снабженной системой автоматического регулирования температуры и влажности воздуха, рабочие лопасти с возможностью регулирования повернуты относительно оси вала и располагаются по винтовой линии, ось вала и цилиндрической камеры располагается под регулируемым углом к горизонтали, внутри вала имеется паропроводящий канал, между лопастями на валу расположены распыляющие форсунки, к паропроводящему каналу через вентиль подсоединен парогенератор с регулируемыми подачей пара и расходом воды, очисткой и возвратом отработанного конденсата, состоящий из бачка с устройством для дозирования подачи воды и соединенного с ним парообразующего резервуара с электронагревателем.