Устройство для обработки волокнистого материала

Устройство для обработки волокнистого материала

Реферат

 

Использование: изобретение относится к текстильной промышленности и может быть использовано в шерстяной отрасли для очистки от растительных примесей и пыли шерстяного сурового волокнистого материала преимущественно из светлой шерсти и ее смесей. Сущность изобретения: устройство снабжено системой формирования потока волокнистого материала, выполненной в виде формирующей воронки и плющильной пары средством для транспортировки волокнистого материала, обеспечивающим вертикальное перемещение волокнистого материала в зоне источника оптического излучения, который выполнен в виде двух групп газоразрядных ламп, расположенных по обе стороны обрабатываемого волокнистого материала и охваченных отражателями, а система защиты и удаления продуктов термохимического разложения выполнена в виде контура, включающего нагнетающие и всасывающие патрубки, блок продувки, фильтр очистки, источник инертного газа. 1 ил.

Изобретение относится к текстильной промышленности и может быть использовано в шерстяной отрасли для очистки от растительных примесей и пыли шерстяного сурового волокнистого материала преимущественно из светлой шерсти и ее смесей.

Известно устройство для очистки волокнистого материала из хлопка от примесей, содержащее источник инфракрасного нагрева и систему удаления продуктов разложения.

В результате нагрева хлопковых лент в течение 0,5-5 с с помощью инфракрасного источника их температура повышается до 70-140^оС, при которой нектар, находящийся на волокнах лент, становится хрупким, после чего он удаляется с помощью механической системы удаления продуктов разложения.

Недостатком данного устройства является то, что производительность ИК-нагрева в течение 5 с ограничивает скорость обработки лент до 30 м/мин, что сдерживает производительность процесса. Кроме того, в устройстве не предусмотрена защита источника ИК-нагрева от загрязнения, что требует периодической остановки устройства с целью его очистки. Указанные недостатки ограничивают производительность процесса обработки.

Известно устройство для обработки волокнистого материала [1] принятое нами за прототип, содержащее источник оптического излучения, выполненный в виде лазера, отражатели, выполненные в виде зеркально-отражающих поверхностей, обеспечивающих сканирование сфокусированного пучка оптического излучения по волокнистому материалу, а также систему защиты оптических поверхностей от загрязнения и удаления продуктов термохимического разложения, выполненную в виде подающих газ патрубков и отсасывающего короба.

Недостатки данного технического решения состоят в следующем.

Лазерный источник излучения является энергоемким вследствие относительно низкого его коэффициента полезного действия. Ограничена толщина обрабатываемого волокнистого материала (приблизительно до 5 мм), так как эффективность воздействия лазерного излучения на растительные примеси с увеличением толщины ватки падает, что снижает производительность процесса.

Использование лазера сопряжено с применением сложной системы фокусировки и сканирования пучка излучения, что усложняет конструкцию в целом.

Данное техническое решение не обеспечивает надежную защиту и удаление продуктов термохимического разложения вследствие отдаленности короба отсоса от патрубков, что снижает эффективность удаления продуктов термохимического разложения.

Все это в целом снижает технологичность устройства.

Целью изобретения является повышение производительности и удобства обслуживания.

Поставленная цель достигается тем, что устройство, содержащее источник оптического излучения, отражатели, систему защиты и удаления продуктов термохимического разложения и средство для транспортировки волокнистого материала, согласно изобретению снабжено системой формирования потока волокнистого материала, выполненной в виде формирующей воронки и плющильной пары, средство для транспортировки волокнистого материала выполнено в виде группы транспортеров и валиков, обеспечивающих вертикальное перемещение волокнистого материала в зоне источника оптического излучения, источник оптического излучения выполнен в виде двух групп газоразрядных ламп с фильтрами ультрафиолетового излучения, расположенных по обе стороны обрабатываемого волокнистого материала и охваченных отражателями, а система защиты и удаления продуктов термохимического разложения выполнена в виде контура, включающего нагнетающие и всасывающие патрубки, блок продувки, фильтр очистки, источник инертного газа, при этом нагнетающие и всасывающие патрубки расположены по обе стороны обрабатываемого волокнистого материала.

Отличительные признаки, указанные авторами, не обнаружены в аналогичных технических решениях, что позволяет сделать вывод о новизне предложения и соответствии предложенного решения признаку "существенные отличия".

На чертеже изображено устройство для обработки волокнистого материала.

Устройство содержит систему формирования потока волокнистого материала 1, выполненную в виде формирующей воронки 2 и плющильной пары 3, расположенных по ходу движения волокнистого материала, средство для транспортировки волокнистого материала, выполненное в виде группы транспортеров 4 и 5 и транспортирующих валиков 6-8, расположенных после плющильной пары 3 и обеспечивающих вертикальное перемещение волокнистого материала в зоне источника оптического излучения.

Источник оптического излучения выполнен в виде двух групп газоразрядных ламп 9, снабженных жидкостными или твердотельными фильтрами по обе стороны обрабатываемого волокнистого материала и охваченных отражателями 10, которые установлены на панелях 11. Панели 11 обеспечивают возможность перемещения ламп 9 с отражателями 10 относительно поверхности обрабатываемого материала.

Газоразрядные лампы 9 охлаждаются жидкостью, циркуляцию которой обеспечивает система прокачки 12.

Фильтры ультрафиолетового излучения пропускают лишь видимую и ближнеинфракрасную часть излучения газоразрядных ламп, что исключает чрезмерный разогрев волокна и его повреждение, в то же время излучение газоразрядных ламп поглощается растительными примесями и пылью, что приводит к их термохимическому разложению и удалению.

Расположение газоразрядных ламп 9 и охватывающих их отражателей 10 может быть поперечным или продольным относительно ширины обрабатываемого волокнистого материала 1.

Система защиты и удаления продуктов термохимического разложения выполнена в виде контура, включающего нагнетающие 13 и всасывающие 14 патрубки, блок продувки 15, фильтр очистки 16, источник инертного газа 17. При этом нагнетающие и всасывающие патрубки расположены по обе стороны обрабатываемого волокнистого материала.

Патрубки 13 и 14 газовой продувки установлены с возможностью перемещения относительно поверхности волокнистого материала и газоразрядных ламп.

В нагнетающие патрубки 13 газ подается от баллона 11 с источником инертного газа, например, сжатого азота.

Во всасывающие патрубки 14 газ засасывается вместе с продуктами термохимического разложения. Блок продувки 15, в частности, выполнен в виде вентилятора-пылесоса. За блоком продувки установлен фильтр очистки 16, который отделяет от газа продукты термохимического разложения.

Устройство для обработки волокнистого материала может быть установлено между вторым основным прочесом и выпускным механизмом кардочесальной машины, например Ч-210-Ш.

Данная машина обеспечивает максимальную производительность при скорости выпуска 60 м/мин, при этом согласно нормам технологического режима выходящий из машины волокнистый материал в виде шерстяной чесальной ленты содержит от 0,5 до 1% растительных примесей.

Предлагаемое устройство устанавливается после съемного гребня второго основного прочеса указанной кардочесальной машины.

Устройство работает следующим образом.

Чесальная ватка 18 снимается съемным гребнем 19 со съемного барабана 20 второго основного прочеса кардочесальной машины и направляется в формирующую воронку 2, где в сочетании с плющильной парой 3 формируется волокнистая лента 1 необходимой ширины и толщины. Плющильная пара 3 направляет сформированную волокнистую ленту к паре транспортеров 4.

Транспортер 5, имеющий ведущий валик 6, с транспортирующим валиком 7 и транспортирующая пара 8 обеспечивает подвод сформированной волокнистой ленты 1 к зоне облучения и вертикальное перемещение ее в ней сверху вниз.

Оптическое излучение двух групп газоразрядных ламп 9, охваченных отражателями 10, направлено на движущийся волокнистый материал 1.

Селективное воздействие оптического излучения на растительные примеси, пыли и волокна обусловлено их различными оптическими и тепловыми свойствами. Содержащиеся в волокнистом материале темные растительные примеси и пыль поглощают излучение (коэффициент поглощения около 99%) и нагреваются до температуры их термохимического разложения (около 180^оС), таким образом происходит их удаление. В то же время светлые шерстяные и химические волокна практически мало поглощают излучение (коэффициент поглощения шерстяными волокнами около 4% и химическими волокнами около 2%) и нагреваются незначительно (шерстяные волокна до 50^оС и химические волокна до 30^оС). Кроме того, облучение волокна благоприятно влияет на макромолекулу структуры кератина шерсти, так как показатели физико-механических свойств шерстяных волокон улучшаются, а показатели свойств химических волокон остаются без изменений. Если, например, в каждой группе газоразрядных ламп 9 имеется по три лампы мощностью 10 кВт каждая, то осуществляется термохимическое разложение примесей в движущемся волокнистом материале со скоростью 60 м/мин, что обеспечивает реализацию процесса очистки при максимальной производительности чесальной машины.

В процессе движения волокнистого материала между панелями из него выпадают растительные примеси, пыль и продукты из разложения. С целью их удаления и защиты оптических поверхностей от загрязнения обеспечивается двухсторонний поток инертного газа или азота между волокнистым вертикально движущимся материалом 1 и лампами 9. Направление продувки совпадает с вертикальным ходом движения волокнистого материала. При этом инертный газ движется от нагнетающих патрубков 13 к всасывающим патрубкам 14.

Обработка излучением волокнистой ленты в среде инертного газа локализует зону термохимического разложения примесей, предохраняя от возгорания окружающие их волокна.

Очищенный в фильтре 16 от продуктов термохимического разложения газ вновь направляется в нагнетающие патрубки 13, которые при этом подпитываются инертным газом от источника инертного газа 17, и процесс продувки продолжается в замкнутом контуре, обеспечивая защиту оптических поверхностей, волокон и удаление от них продуктов термохимического разложения примесей.

В результате использования предлагаемого устройства содержание растительных и пыльных примесей в волокнистой ленте не превышает 0,04% что в 12,5 раз меньше содержания примесей на выходе чесальной машины.

Очищенный волокнистый материал затем направляется в уплотняющую воронку 21 выпускного механизма кардочесальной машины, где формируется в чесальную ленту округлого сечения и в итоге наматывается в выпускную паковку 22.

Использование предлагаемого устройства для обработки волокнистого материала обеспечивает по сравнению с прототипом следующие технико-экономические преимущества.

Благодаря тому, что в устройстве применяется система формирования потока волокнистого материала, газоразрядные лампы и охватывающие их отражатели, расположенные по обе стороны обрабатываемого волокнистого материала, то в образованном ими мощном световом котле осуществляется обработка компактно сформированного потока материала большей толщины при меньших затратах подводимой к источнику излучения электрической мощности (60 кВт против 1 МВт лазера, что обуславливает экономию и повышение равномерности очистки по толщине продукта от растительных примесей и пыли (содержание примесей снижается до 0,04%), повышает производительность, удобство обслуживания устройства и уровень техники безопасности.

Продувка инертным газом в замкнутом контуре обеспечивает лучшую защищенность от загрязнения источника оптического излучения, отражателей и окружающей среды. Все это обеспечивает высокую технологичность устройства.

На НПО "Астрофизика" совместно с МТИ был разработан и изготовлен стенд устройства. В МТИ были проведены испытания образцов шерсти, очищенных с его помощью.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ ВОЛОКНИСТОГО МАТЕРИАЛА, содержащее источник оптического излучения, отражатели, систему защиты и удаления продуктов термохимического разложения и средство для транспортировки волокнистого материала, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности и удобства в обслуживании, оно снабжено системой формирования потока волокнистого материала, выполненной в виде расположенных последовательно по ходу перемещения волокнистого материала формирующей воронки и пары плющильных валов, средством транспортировки волокнистого материала, выполненным в виде группы транспортеров и валиков для обеспечения вертикального перемещения волокнистого материала в зоне воздействия источника оптического излучения, при этом источник оптического излучения выполнен в виде двух групп газоразрядных ламп с фильтрами ультрафиолетового излучения, расположенных по обе стороны обрабатываемого волокнистого материала и с возможностью охвата отражателями, а система защиты и удаления продуктов термохимического разложения содержит расположенные по обе стороны от обрабатываемого волокнистого материала нагнетающие и всасывающие патрубки, блок продувки, фильтр очистки и источник инертного газа.

РИСУНКИ

Рисунок 1