способ доставки длинномерных непрерывных волокнистых структур и устройство для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ доставки длинномерных непрерывных волокнистых структур, преимущественно волокнистых лент или ровниц, к волокноприемным механизмам, включающий механическую подачу волокнистой структуры с постоянной скоростью, подачу воздуха в транспортный канал через его входное отверстие и транспортирование указанной структуры по транспортному каналу воздушным потоком, отличающийся тем, что механическую подачу волокнистой структуры осуществляют непосредственно в транспортный канал через его входное отверстие, при этом массовый расход воздуха, вводимого в транспортный канал, поддерживают постоянным в течение всего процесса транспортирования.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что воздух в транспортный канал подают с расходом, определяемым из зависимости

Q=(v+dv)s,

где Q массовый расход вводимого в транспортный канал воздуха, кг/с;

v скорость механической подачи волокнистой структуры в транспортный канал, м/с;

плотность воздуха, кг/м³;

s площадь поперечного сечения канала, м²;

dv экспериментально определяемая для каждой пары лента-канал величина, зависящая от линейной плотности волокнистой структуры диаметра канала, материала стенок последнего и т.п. м/с.

3. Устройство для доставки длинномерных непрерывных волокнистых структур, преимущественно волокнистых лент или ровницы, к волокноприемным механизмам, включающее транспортный канал, питающий канал, камеру, охватывающую своей полостью выходное отверстие питающего канала и входное отверстие транспортного канала, канал для подачи в полость камеры воздуха и средство механической подачи волокнистой структуры, отличающееся тем, что оно снабжено средством для установки постоянного расхода воздуха через транспортный канал, при этом средство механической подачи волокнистой структуры расположено в полости камеры между выходным отверстием питающего канала и входным отверстием транспортного канала, а по меньшей мере часть питающего канала выполнена в виде уплотняющей воронки.

4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что средство механической подачи волокнистой структуры выполнено в виде пары питающий столик-питающий валик.

5. Устройство по пп.3 и 4, отличающееся тем, что оно снабжено успокоителем потока, расположенным в выходной части канала для подачи в полость камеры воздуха.

6. Устройство по пп.3 5, отличающееся тем, что средство для установки постоянного расхода воздуха через транспортный канал выполнено в виде дросселирующего устройства, расположенного в канале для подачи в полость камеры воздуха.

7. Устройство по пп.3 6, отличающееся тем, что оно снабжено ресивером, полость которого сообщена с полостью указанной камеры через канал подачи воздуха.

8. Устройство по пп.3 7, отличающееся тем, что оно снабжено средством обеспыливания волокнистой структуры, выполненным в виде дополнительной камеры с входным каналом, охватывающей своей полостью входное отверстие уплотняющей воронки и сообщенной с отсасывающей пневмосистемой.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к текстильной промышленности и может быть использовано в поточных линиях прядильного производства для доставки длинномерных непрерывных волокнистых малопрочных структур, таких как волокнистые ленты и ровница, к волокноприемным механизмам, например лентоукладчикам, питающим устройствам прядильных мест кольцепрядильных, пневмомеханических и пневматических прядильных машин при их непосредственном питании и т.п.

Транспортировка волокнистых лент в современных технологических процессах прядильного производства занимает определенную долю трудозатрат. Основным способом перемещения лент является их транспортировка в накопителях-тазах с помощью ленточных или цепных транспортеров, а по горизонтальным плоскостям пола в тазах на колесном ходу.

Альтернативным решением задачи является непосредственное беспаковочное транспортирование волокнистых лент между объектами ее изготовления, накопления и использования. Перемещение ленты без транспортной емкости сопряжено с определенными затруднениями, связанными с малой прочностью фактуры самого транспортируемого продукта и, следовательно, легкой повреждаемостью от нагрузок, деформацией при растяжении, изменением ворсистости поверхности от трения и другими нежелательными изменениями, могущими привести к увеличению неровноты по линейной плотности ленты. Использование механических ременных транспортеров для транспортирования ленты, когда лента движется уложенной на ремешок или перемещается между двумя сжатыми ремешками, не находит широкого применения в производстве из-за ряда недостатков. Более надежным способом может явиться пневмотранспорт волокнистых лент по трубам. Трасса транспортного трубопровода может иметь изгибы и повороты. Более того во время транспортирования ленты трубопровод может быть подвижным, т.е. иметь возможность изгибаться и менять место доставки ленты, питать лентой передвижные объекты. Лента может одинаково успешно транспортироваться по горизонтальным, вертикальным и наклонным участкам, например, между этажами производственного здания.

Недостатком известных решений является использование для подачи волокнистой структуры в транспортный канал и ее транспортирования по каналу воздушного потока, создаваемого эжектором. В данном случае транспортирующий воздушный поток складывается из подаваемого в эжектор активного воздушного потока и эжектируемого пассивного воздушного потока. При достаточно протяженном транспортном канале по мере продвижения по нему транспортируемой волокнистой структуры аэродинамическое сопротивление указанного канала повышается и нарушается аэродинамический режим в эжекторе, обеспечивающий постоянную скорость подачи волокнистой структуры в транспортный канал. Для восстановления указанной скорости необходимо повысить расход активного воздуха в эжектор. Это в свою очередь приводит к повышению скорости транспортирующего воздушного потока в транспортном канале и может привести к повреждению транспортируемой волокнистой структуры вплоть до ее обрыва в случаях использования малопрочных волокнистых структур, например чесальной ленты, ленты с переходов ленточных машин, ровниц. Это приводит к невозможности транспортирования указанных волокнистых структур на достаточно большие расстояния. Таким образом область применения известного способа реализуемого известными устройствами ограничивается химическими волокнами в виде жгутов, подаваемыми по каналам незначительной длины.

Целью изобретения является расширение области применения способа путем обеспечения возможности пневмотранспортирования малопрочных длинномерных непрерывных волокнистых структур с постоянной стабильной скоростью и с сохранением их качества в широком диапазоне скоростей и длин транспортировки.

Эта возможность обеспечивается разделением процессов подачи волокнистой структуры (волокнистой ленты) и подачи воздуха в транспортный канал, что в свою очередь позволяет пpи постоянной скоpости подачи ленты поддеpживать постоянный массовый расход воздуха через транспортный канал, обеспечивающий такую скорость воздушного потока в транспортном канале, при которой нагрузки на транспортируемую ленту не превышают критических, т.е. приводящих к структурным нарушениям ленты.

Таким образом поставленная цель достигается тем, что в способе доставки длинномерных непрерывных волокнистых структур, например волокнистых лент, ровницы и т.п. к волокноприемным механизмам, включающим механическую подачу волокнистой структуры с постоянной скоростью, подачу воздуха в транспортный канал через его входное сечение и транспортирование указанной структуры по каналу воздушным потоком, что механическую подачу волокнистой структуры в транспортный канал осуществляют с постоянной скоростью, а массовый расход воздуха, вводимый в транспортный канал, поддерживают постоянным в течение всего процесса транспортирования. При этом в оптимальном случае воздух в транспортный канал подают с расходом, определяемым из зависимости

Q= (U+dU) p S, где Q массовый расход вводимого в транспортный канал воздуха, кг/с;

U скорость механической подачи волокнистой структуры в транспортный канал, м/с;

p плотность воздуха, кг/м³;

S площадь поперечного сечения канала, м²;

dU экспериментально определяемая для каждой пары "лента-канал" величина, зависящая от линейной плотности волокнистой структуры, диаметра канала, материала стенок последнего и т.п. м/с.

Предлагаемый способ осуществляется с помощью устройства, включающего транспортный канал, питающий канал, камеру, охватывающую своей полостью выходное сечение питающего канала и входное сечение транспортного канала, канал для подачи в полость камеры воздуха и средство для механической подачи волокнистой структуры, которое снабжено средством для установки постоянного расхода воздуха через транспортный канал и в котором средство механической подачи волокнистой структуры расположено в полости камеры между выходным сечением питающего канала и входным сечением транспортного канала, а по крайней мере часть питающего канала выполнена в виде уплотняющей воронки.

Средство механической подачи волокнистой структуры может быть выполнено в виде пары валиков или в виде пары "питающий столик питающий валик". Канал подачи воздуха может быть снабжен успокоителем потока, расположенным в выходной части указанного канала.

Средство для установки постоянного расхода воздуха через транспортный канал может быть выполнено в виде дросселирующего устройства, расположенного в канале для подачи в полость камеры воздуха.

Устройство может быть снабжено ресивером, полость которого сообщена с полостью указанной камеры через канал подачи воздуха.

Устройство также может быть снабжено средством обеспыливания волокнистой структуры, выполненным в виде дополнительной камеры с входным каналом, охватывающей полостью входное сечение уплотняющей воронки и сообщенной с отсасывающей пневмосистемой.

Сопоставительный анализ предлагаемого и известных технических решений показывает, что заявляемое техническое решение не известно из уровня техники и не следует явным образом из уровня техники, т.е. является новым и имеет изобретательский уровень.

На фиг. 1 и 2 изображены принципиальные схемы вариантов устройства для доставки длинномерных непрерывных волокнистых структур к волокноприемным механизмам.

Устройство для доставки длинномерных непрерывных волокнистых структур, например волокнистых лент, ровницы и т.п. к волокноприемным механизмам, включает транспортный канал 1, например жесткую или гибкую трубу, питающий канал 2, камеру 3, охватывающую своей полостью выходное сечение питающего канала 2 и входное сечение транспортного канала 1, канал 4 для подачи в полость камеры воздуха от соответствующего источника 5 сжатого воздуха (фиг. 1) или от средства 6 объемного вытеснения воздуха, например поршневого насоса (фиг. 2), средство механической подачи волокнистой структуры в транспортный канал 1 и средство для установки постоянного расхода воздуха через транспортный канал 1. Средство механической подачи волокнистой структуры выполнено, например, в виде пары валиков 7 (фиг. 1) или пары питающий столик 8 питающий валик 9 (фиг. 2) расположено в полости камеры 3 между выходным сечением питающего канала 2 и входным сечением транспортного канала 1 и кинематически связано с приводом 10. По крайней мере часть питающего канала 2 выполнена в виде уплотняющей воронки. Расстояние от выходного сечения указанной воронки до линии зажима валиков 7 (или пары 8, 9) не превышает половины штапельной длины волокна транспортируемой структуры. В выходной части канала 4 для подачи в полость камеры 3 воздуха расположен успокоитель потока, выполненный, например, в виде камеры 11, которая может быть оборудована дренажной системой 12 и отбойниками 13. Средство для установки постоянного расхода воздуха через транспортный канал 1 выполнено в виде дросселирующего устройства, например дроссельной калиброванной шайбы 14, установленной в канале 4 перед успокоителем 11. Наряду с дросселирующим устройством на линии канала 4 подачи воздуха может быть установлен ресивер 15, через который полость камеры 3 сообщена с поршневым насосом 6. При использовании средства объемного вытеснения воздуха (например, поршневого насоса 6) дросселирующее устройство (например, калиброванная шайба 14) может не устанавливаться, так как поршневой насос обеспечивает постоянство массового расхода воздуха. Устройство может быть снабжено средством обеспыливания волокнистой структуры, выполненным в виде дополнительной камеры 16 с входным каналом 17, охватывающей своей полостью входное сечение питающего канала 2 и сообщенной с отсасывающей пневмосистемой 18. Концевая (выходная) часть транспортного канала располагается у волокноприемного механизма, например, у лентоукладчика 19 (см. фиг. 1), у питающей пары 20 дискретизирующего барабанчика 21, например пневмомеханического прядильного устройства (см. фиг. 2) или т.п.

Способ доставки длинномерных непрерывных волокнистых структур, например волокнистых лент, ровницы и т.п. с помощью указанного устройства осуществляют следующим образом.

Конец сформированной длинномерной волокнистой структуры, например ленты 22, из таза-накопителя 23 или непосредственно с выхода чесальной или ленточной машины через входной канал 17 камеры 16 (в случае использования последней) и питающий канал 2 вводят в камеру 3. При прохождении ленты 22 через полость камеры 16 происходит ее обеспыливание за счет отсасывания воздуха пневмосистемой 18. Включают привод 10 средства механической подачи (пары валиков 7 или пары "питающий столик 8 питающий валик 9"), которое захватывает конец ленты и подает его через входное сечение в транспортный канал 1. От источника сжатого воздуха 5 или от поршневого насоса 6 по каналу 4 в камеру 3 подают воздух с постоянным массовым расходом, который обеспечивается прохождением потока воздуха через дроссельную калиброванную шайбу 14 или непосредственно поршневым насосом 6. В ресивере 15 сглаживаются пульсации потока подаваемого воздуха. Прошедший через шайбу 14 поток воздуха успокаивается в камере 11 за счет снижения скорости потока и воздействия на него отбойников 13 и поступает в камеру 3 и далее через входное сечение в транспортный канал 1. Выполнение по крайней мере части питающего канала 2 в виде уплотняющей воронки обеспечивает перекрытие сечения канала 2 вводимой в него лентой 22 и направление всего поступающего в камеру 3 воздуха в транспортный канал 1 и, следовательно, поддержание задаваемого, например, шайбой 14 постоянного pасхода воздуха. В связи с этим диаметр выходного сечения уплотняющей воронки подбирают исходя из толщины ленты в свободном состоянии. Механически подаваемая с постоянной скоростью в транспортный канал 1 лента 22 транспортируется воздушным потоком со скоростью, равной скорости механической подачи ленты 22. Постоянство массового расхода воздуха через транспортный канал 1 (независимо от изменяющегося во времени за счет введения в указанный канал 1 и перемещения по нему ленты 22 аэродинамического сопротивления) обеспечивает равномерность воздействия воздушного потока на ленту 22 на всем протяжении транспортного канала 1. Для оптимального процесса транспортирования воздух подают с расходом, определяемым из зависимости Q= (U+dU)pS. Величина dU экспериментально определяемая для каждой пары "лента-канал", зависящая от линейной плотности волокнистой структуры, диаметра канала, материала стенок последнего и т.п. В физическом смысле это величина превышения скорости воздуха в транспортном канале 1 над скоростью движения ленты, задаваемой скоростью ее механической подачи в указанный канал 1, при которой гарантируется ненарушаемость структуры транспортируемой ленты. Эта величина изменяется в достаточно широких пределах в зависимости от физико-механических свойств ленты и конструктивных характеристик транспортного канала. Для ленты из хлопкового волокна с линейной плотностью 3-5 Ктекс указанная величина может составить 0,4-1,3 м/с. Регулирование скорости транспортирования ленты 22 осуществляют одновременным изменением скорости ее механической подачи и расхода подаваемого воздуха. Поступающую из выходной части транспортного канала ленту заправляют в волокноприемное устройство, например лентоукладчик 19, питающую пару 20 дискретизирующего барабанчика 21 пневмомеханической прядильной машины или вытяжной прибор кольцепрядильной машины и т.п.

Результаты экспериментальных исследований предлагаемых способа и устройства приведены в нижеследующих примерах.

П р и м е р 1. Волокнистую х/б ленту 1 перехода ленточных машин с линейной плотностью 4,3 Ктекс транспортировали со скоростью 2,3 м/с по гибкому полихлорвиниловому рукаву с диаметром проходного сечения 18 мм длиной 18 м. Плотность воздуха 1,2 кг/м³. Экспериментально определенная величина dU=0,5 м/с. Расход воздух Q=8,53 10^-4 кг/с.

П р и м е р 2. Волокнистую х/б чесальную ленту с линейной плотностью 4,5 Ктекс транспортировали со скоростью 2,3 м/с по гибкому полихлорвиниловому рукаву с диаметром проходного сечения 18 мм длиной 18 м. Плотность воздуха 1,2 кг/м³. Экспериментально определенная величина dU=0,7 м/с. Расход воздуха Q=9,14 10^-4 кг/с.

П р и м е р 3. Волокнистую х/б ленту 11 перехода ленточных машин с линейной плотностью 3,7 Ктекс транспортировали со скоростью 1,0 м/с по гибкому полихлорвиниловому рукаву с диаметром проходного сечения 18 мм длиной 18 м. Плотность воздуха 1,2 кг/м³. Экспериментально определенная величина dU=1,1 м/с. Расход воздуха Q=6,4 10^-4 кг/с.

После пневмотранспортирования ленты ее подвергли испытаниям на приборе "USTER-TESTER-3". Результаты испытаний приведены в таблице 1.

Как следует из данных таблицы, качественные характеристики ленты после пневмотранспортирования изменяются незначительно.

Экспериментальные исследования показали на незначительные энергетические затраты предложенной технологии транспортировки. Так затраты полезной мощности воздушного потока, расходуемые на каждые 10 м длины трассы по трубе из поливинилхлорида, составляют: при скорости ленты 0,5 м/с 0,75 Вт, при скорости ленты 3,0 м/с 3,21 Вт. Использование более гладкостенных труб, затраты.

Использование изобретения позволяет обеспечить беспаковочную транспортировку хлопчатобумажных лент различной структуры: чесальные, I и II переходов ленточных машин, ровницы и нетрадиционные лентообразные волокнистые структуры с постоянной стабильной скоростью и с сохранением их технологических характеристик в широком диапазоне скоростей (0,005-4,0 м/с) и длин транспортировки (1-60 м и более). Использование пневматического транспортирования волокнистых длинномерных непрерывных структур обеспечивает возможность агрегирования чесальных и ленточных машин, организации безтазового питания лентами пневмомеханических или высокопроизводительных кольцевых прядильных машин, что существенно снижает трудозатраты в прядильном производстве.