чесальная машина

Формула изобретения

ЧЕСАЛЬНАЯ МАШИНА, содержащая последовательно установленные многорядный транспортер, питающие воронки, механизм подачи перерабатываемого волокнистого продукта, игольчатое поле, вытяжную пару, лентосоединительную доску, выпускную пару и устройство для сбора отходов, отличающаяся тем, что игольчатое поле выполнено в виде по меньшей мере двух пар валиков, причем каждый валик представляет собой колесо, состоящее из параллельно расположенных двух металлических дисков диаметром D, соединенных собой по меньшей мере двумя симметрично расположенными планками длиной L₁ с соотношением 0,05 D/L₁ 0,5, при этом горизонтальные оси валиков расположены в вертикальной плоскости так, что перерабатываемый продукт проходит между верхними и нижними валиками на равном расстоянии от их осей, а диаметр D_в верхнего валика выбран по отношению к диаметру D_н нижнего валика в пределах 0,5 D_в/D_н 2, на наружных сторонах планок закреплены иглы с возможностью их замены, при этом шаг L₂ между иглами выбран по отношению к длине L₁ планки в пределах 0,05 L₂/L₁ 0,1, причем иглы нижних валиков установлены так, что их вершины входят в промежутки между иглами верхних валиков, а последние входят в промежутки между иглами нижних валиков взаимно на глубину H, выбранную по отношению к высоте иглы h соответствующих валиков каждой пары в пределах 0,1 H/h 0,9, образуя так называемую "интерсекцию", в то же время высота h_посл иглы последующих валиков каждой пары выбрана по отношению к высоте h_пред. игл предшествующих валиков каждой пары в пределах 0,99 h_посл/h_пред. 0,8, при этом диаметр d каждой иглы у ее основания выбран по отношению к высоте h иглы к каждой соответствующей пары валиков в пределах 0,01 d/h 0,1, причем диаметр игл d_посл у их основания на каждом последующем верхнем и нижнем валиках, начиная с второй пары, уменьшается по отношению к соответствующему диаметру d_пред игл на предшествующих валиках в пределах 0,02 d_посл/d_пред 0,06, а каждая игла расположена по отношению к касательной окружности валика в точке крепления под углом = 85-60 с наклоном в сторону, противоположную движению обрабатываемого продукта, валики каждой пары установлены с возможностью вращения с постоянной частотой, причем частота вращения V_посл валиков каждой последующей пары превышает частоту вращения V_пред валиков каждой предыдущей пары в пределах 1,01 V_посл/V_пред 1,4, а устройство для сбора отходов содержит транспортер с ведущим и ведомым барабанами, бесконечную ленту, вращающуюся в сторону, противоположную движению перерабатываемого продукта, с линейной скоростью (мм/с) в пределах 5 V_тр 100 с установленными на ней металлическими щетками, высота которых и расстояние от осей нижних валиков до плоскости верхней ленты транспортера выбраны такими, при которых глубина b погружения щеток в иглы нижних валиков по отношению к высоте h игл находится в пределах 0,1 b/h 0,5.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к текстильной промышленности, в частности к переработке различных видов волокон, например шерсти, льна и т.д. а более конкретно к чесальным машинам.

Известна машина для переработки льна, содержащая последовательно установленные механизм подачи перерабатываемого продукта, включающий транспортер и питающую пару валиков, игольчатое поле, состоящее из отдельных элементов, несущих по своей поверхности иглы, средство погружения волокнистого материала в игольчатое поле в виде валика или щеточного механизма, выпускной механизм, включающий вытяжную пару валиков [1]

Недостатком известной чесальной машины является то, что полученная на ней гребенная лента имеет достаточно большую неровноту, низкое качество процесса, что отрицательно сказывается на качестве выпускаемого продукта и имеет низкий процент его выхода.

Известна также чесальная машина, содержащая последовательно установленные механизм подачи перерабатываемого волокнистого продукта, включающий транспортер и питающую пару валиков, игольчатое поле, состоящее из рабочих элементов. Рабочие элементы выполнены в виде пары игольчатых валиков. Количество игл на валиках увеличивается в направлении перемещения волокнистого продукта и каждая последующая пара валиков вращается со скоростью, превышающей линейную скорость вращения предыдущей пары валиков, иглы установлены наклонно и направлены в сторону, противоположную направлению вращения. Машина снабжена средством для погружения продукта в игольчатое поле [2] прототип.

Недостаток данной машины заключается в том, что она не обеспечивает эффективный контроль за волокнами в верхнем слое перерабатываемого продукта. Поэтому неконтролируемые волокна не распрямляются, а спутываются, образуя со стороны игл более или менее плотную массу, которая затем по мере вращения валиков захватывается иглами, образуя так называемые "намоты". Последние срезаются и уходят в угары.

Задачей изобретения является создание чесальной машины, обеспечивающей увеличение выхода чесанного льна до 86% и сокращение затрат на изготовление и ремонт машины.

Этот технический результат достигается в чесальной машине, содержащей последовательно установленные многорядный транспортер, питающие воронки, механизм подачи перерабатываемого волокнистого продукта, игольчатое поле, вытяжную пару, лентосоединительную доску, выпускную пару и устройство для сбора отходов, тем, что игольчатое поле выполнено в виде по меньшей мере двух пар валиков, причем каждый валик представляет собой колесо, состоящее из параллельно расположенных двух металлических дисков диаметров D, соединенных между собой по меньшей мере двумя симметрично расположенными планками длиной L₁, с соотношением 0,05 0,5, при этом горизонтальные оси валиков расположены в вертикальной плоскости таким образом, что перерабатываемый продукт проходит между верхними и нижними валиками на равном расстоянии от их осей, при этом диаметр D_в верхнего валика выбран по отношению к диаметру D_н нижнего валика в пределах 0,5 D_b/D_н 2, на наружных сторонах планок закреплены иглы с возможностью их замены, при этом шаг L₂ между иглами выбран по отношению к длине L₁планки в пределах 0,05 L₂/L₁ 0,1, причем иглы нижних валиков установлены таким образом, что их вершины входят в промежутки между иглами верхних валиков, в последние входят в промежутки между иглами нижних валиков взаимно на глубину Н, выбранную по отношению к высоте иглы h соответствующих валиков каждой пары в пределах 0,1 Н/h 0,9, образуя, так называемую "интерсекцию", в то же время высота h_послигл последующих валиков каждой пары выбрана по отношению к высоте h_предигл предшествующих валиков каждой пары в пределах 0,99 h_посл/h_пред0,8, при этом диаметр каждой иглы d у ее основания выбран по отношению к высоте h иглы каждой соответствующей пары валиков в пределах 0,01 d/n 0,1, причем диаметр d_посл игл у их основания на каждом последующем верхнем и нижнем валиках, начиная со второй пары, уменьшается по отношению к соответствующему диаметру d_пред игл на предшествующих валиках в пределах 0,02 d_посл/d_пред 0,06, а каждая игла расположена по отношению к касательной окружности валика в точке ее крепления под углом 85-60^ос наклоном в сторону, противоположную движению обрабатываемого продукта, валики каждой пары установлены с возможностью вращения с постоянной частотой, причем частота вращения V_посл валиков каждой последующей пары превышает частоту скорости вращения V_пред валиков каждой предыдущей пары в пределах 1,01 V_поcл/V_пред 1,4, а устройство для сбора отходов содержит транспортер с ведущим и ведомым барабаном, бесконечную ленту, вращающуюся в сторону, противоположную движению перерабатываемого продукта, с линейной скоростью в пределах 5 мм/с V_тр 100 мм/с, с металлическими щетками, высота которых и расстояние от осей нижних валиков до плоскости верхней ленты транспортера выбраны такими, при которых глубина b погружения щеток в иглы нижних валиков по отношению к высоте h игл находится в пределах 0,1 b/h 0,5.

На фиг. 1 показана общая схема предлагаемой чесальной машины; на фиг.2 пары игольчатых валиков; на фиг.3 то же, вид сбоку.

Чесальная машина (фиг.1) содержит транспортер 1 с гибкими лентами 2, ряд питающих воронок 3 и питающую пару валиков 4, вращающихся по направлению движения перерабатываемого продукта 18, игольчатое поле, образованное вращающимся в направлении перемещения продукта парами верхних 5 и нижних 6 игольчатых валиков, вытяжную пару 7, лентосоединительную доску 8, выпускную пару 9, транспортер 10, имеющий ведущий 11 и ведомый 12 барабаны и бесконечную ленту 13, снабженную щетками 14. Валики 5 и 6 каждой пары представляют собой "беличье" колесо (фиг.2), состоящее из параллельно расположенных двух металлических дисков 15, соединенных между собой планками 16, на которых закреплены с возможностью замены иглы 17, накопленные под углом к касательной окружности валика у точки крепления иглы 17.

Машина работает следующим образом.

Заранее сформированные параллельные волокнистые потоки, например горсти трепаного льна, перемещаются с помощью транспортера 1 по гибкой ленте 2 к питающим воpонкам 3 и сформированные в них по ширине потоки поступают в питающую пару валиков 4. После этого волокнистый продукт попадает в первую игольчатую пару валиков 5 и 6, представляющих собой "беличьи" колеса, состоящие из двух параллельно расположенных металлических дисков 15 диаметром D, соединенных между собой планками 16 длиной L₁ с соотношением в пределах 0,05-0,5, обеспечивающим симметричное их расположение на валиках.

Для того, чтобы поток волокна 18 в процессе чесания находился в натянутом состоянии, а иглы 17 валиков 5 и 6 в достаточной степени его прокалывали, они расположены по вертикали в два ряда таким образом, чтобы перерабатываемый продукт 18 проходил в горизонтальном направлении между верхними 5 и нижними 6 валиками на одинаковом расстоянии, иглы 17 первых валиков 5 и 6 захватывают поток волокна, прокалывают его, натягивают и перемещают к следующей паре валиков. Волокно параллелизуется, распрямляется и разделяется на самые тонкие комплексы.

При этом диаметр D_b верхних валиков относится к диаметру D_н нижних валиков, образующих игольчатое поле, в пределах 0,5-2,0.

На наружных сторонах планок 16 закреплен ряд игл 17 с возможностью их замены, причем шаг L₂ между ними выбран по отношению к длине L₁планки в пределах 0,05-0,1.

Иглы нижних валиков 6 установлены так, что их вершины входят в промежутки между иглами верхних валиков 5, а иглы последних взаимно входят в промежутки между иглами нижнего валика на глубину Н, выбранную по отношению к высоте иглы первой пары валиков и соответственно у других пар валиков в пределах

0,1 0,9, образуя так называемую "интерсекцию".

Иглы на каждой последующей паре валиков и соответственно их диаметры уменьшаются. Так, высота h_посл иглы у каждой последующей пары валиков выбирается по отношению к высоте h_пред игл у каждой предшествующей пары валиков в пределах 0,99-0,8, а диаметр d каждой иглы у ее основания выбран по отношению к высоте h иглы соответствующей пары валиков в пределах 0,01-0,1.

В то же время диаметр игл d_пред на каждой последующей паре валиков уменьшается по отношению к соответствующему диаметру d_посл игл на предшествующих валиках в пределах 0,02-0,06.

Процесс передачи потока продукта с одной пары валиков на другую продолжается столько раз, сколько пар валиков установлено в машине, и зависит от того, какой необходимо получить готовый продукт.

Из этого следует необходимость создания машин с различным количеством парных валиков.

При переходе от одной пары валиков к другой волокно в потоке делится на все более тонкие комплексы. Но так как волокнистый продукт прокалывается иглами сверху и снизу, то ориентирование и распрямление волокон происходит по всей толщине перерабатываемого продукта.

Такую переработку продукта обеспечивает схема расположения игл на планках валиков. Иглы 17 расположены в ряд, перпендикулярный боковому торцу валика, и имеют одинаковый угол наклона, причем каждая игла расположена по отношению к касательной окружности валика у ее основания под углом 85-60^оС с наклоном в сторону, противоположную движению обрабатываемого продукта.

Валики каждой пары вращаются с постоянной частотой, причем частота вращения V_посл валиков каждой последующей пары по отношению к частоте вращения V_пред валиков предшествующей пары находится в пределах 1,01-1,4.

При каждом последующем переходе обрабатываемого продукта к следующей паре чесальных валиков постепенно уменьшается диаметр игл, обеспечивая дробление и разделение волокна на более тонкие комплексы.

Последняя чесальная пара валиков 5-6 подводит волокно к вытяжной паре 7. Благодаря разности линейных скоростей вытяжкой 7 и питающей 4 пар происходит вытягивание волокна и смещение его волокон друг относительно друга по длине образующейся из продукта ленты, вследствие чего продукт утоняется (становится тоньше). Волокнистые ленты прочесанного продукта из вытяжной пары 7 попадают на лентосоединительную доску 8, накладываются друг на друга и поступают в выпускную пару 9.

В нижней части машины под игольчатым полем расположен транспортер 10, имеющий ведущий 11 и ведомый 12 барабаны с бесконечной лентой 13, которая вращается в сторону, противоположную движению обрабатываемого продукта. На бесконечной ленте 13 транспортера 10 установлены металлические щетки 14, которые снимают с двигающихся навстречу игл нижних валиков 6 оседающие на иглы 17 мелкие волокна, костру и пыль, ссыпая их в угары. При этом высота щеток и расстояние между осями нижних чесальных валиков 6 и плоскостью верхней части бесконечной ленты 13 транспортера 10 выбраны такими, при которых глубина b погружения щеток в иглы 17 нижних чесальных валиков по отношению к высоте h игл находится в пределах 0,1-0,5.

Существенность данного изобретения доказывается в первую очередь тем, что поставленная задача может быть решена и достигаемый технический результат обеспечен только одновременной практической реализацией совокупностей всех существенных признаков заявленного технического решения, отраженных в пунктах формулы изобретения.

При описании вариантов практического осуществления заявленного изобретения нецелесообразно повторять существенные признаки, общие для каждого варианта. Необходимо рассмотреть только признаки, отличающие один вариант от практического выполнения другого, которыми являются количественные значения отраженных в формуле изобретения параметров. Для удобства варианты практического осуществления заявленного объекта целесообразно сопоставить в виде следующей таблицы.

Как следует из таблицы при оптимальных значениях параметров (вариант IV таблицы) достигается наибольшее значение параметра Е-1,5, характеризующего соотношение производительности и качества волокна выдаваемой чесальной машины по изобретению и ее прототипам. Нижние и верхние пределы (варианты II и V соответственно) значений отличительных параметров, отраженных в формуле изобретения, были получены на основании статической обработки результатов экспериментальных исследований, их анализа и обобщения, исходя из условий приближения параметра Е к единице, то есть при минимальном достижении технического результата.

Выход за нижние (вариант I) и верхние (вариант VI) пределы отличительных параметров, как следует из таблицы, приводит к возможности достижения указанного технического результата, то есть становится меньше единицы. Вариант III таблицы характеризует промежуточные значения отличительных параметров, отраженных в формуле изобретения, при которых значение параметра Е=1,3, характеризующего достигаемый технический результат меньше, чем в оптимальном варианте IV практического осуществления заявленного объекта.

Кроме отмеченных выше достоинств следует отметить, что совокупность существенных признаков заявленного объекта обеспечивает при их практической реализации также значительное расширение конструкторских возможностей за счет применения съемных пластин на валиках, что позволяет обслуживающему персоналу быстро менять иглы при их выходе из строя.