CN101155951A - 筛条 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于纺纱预处理机的清洁装置的、特别是用于开清棉机或梳理机的筛条(10)，所述筛条带有自由面(11)和安装面(12)，自由面(11)可以通过开松辊(2)进行调整，安装面(12)逆着开松辊的旋转方向向上与自由面(11)交于划界直线(13)，其中，还包括从划界直线(13)延伸出来的第一半平面(14)和第二半平面(15)以及锐角(19)，所述第一半平面(14)与自由面(11)相切，所述第二半平面(15)与安装面(12)相切。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于纺纱预处理机的清洁装置的、特别是用于开清棉机或梳理机的筛条，所述筛条带有自由面和安装面，所述自由面可以被推进到所述纺纱预处理机的开松辊上，所述安装面相对于开松辊的旋转方向向上逆流地邻接划界直线，该划界直线划定了自由面的界限，其中，始于划界直线的第一半平面和第二半平面含有刀刃，所述第一半平面与自由面相切，所述第二半平面与安装面相切。
此外，本发明还涉及一种用于纺纱预处理机，特别是用于开清棉机或梳理机的清洁装置，该清洁装置带有开松辊。
背景技术
在短纤维纺纱工厂中，特别是在天然纤维如棉花或者含有天然纤维的混和物被纺纱时，须要在将纤维材料送入纺纱机前对其进行清洁。举例来说，原棉通常含有3％至8％的杂质，如沙子、灰尘、棉壳和其他外来杂物。这些杂质应被尽可能地完全去除，同时应尽量避免将优质纤维从原棉中分离并且尽量减少清洁过程对剩余纤维的损坏。然而，通常认为清洁程度越高，优质纤维损失以及纤维损坏就越大。
一般来说，原棉是以压缩捆包的形式被供应到纺纱厂的。在此情形下，不合意的污物就被牢牢地嵌入在原棉中。为了去除所述污染物，需要将原棉开松成愈加细小的纤维束直到进一步变成单根纤维，因为只有通过这种方式才能充分地减少粘附在纤维材料上的杂质。
在当前普遍使用的纺纱预处理生产线中，设置有多个接连布置的清洁装置。这里所描述的此种清洁装置具有环绕式或旋转式的开松机组。环绕式开松机组包含例如角钉喂棉帘子。而另一方面旋转式开松机组包括例如销辊、豪猪式锡林、豪猪式分离辊、梳理辊、清棉机弹棉器、针杆锭翼和针杆辊。上述开松机组随后都被统一称为开松辊。
沿着开松辊输送的纤维材料的开松、也称之为分散是通过被驱动的开松辊对纤维材料的机械作用而实现的。通过这一机械作用，污物同时也从纤维材料中被开松。
已被开松或分散的纤维材料连同被包含在其中的松散的污物一起被传送到设置在开松辊上的盘形栅格上。在此，一部分的所述纤维材料，例如通过重力、离心力或者通过气流的作用经过栅格被移除到外面。相对于所供应的未清洁的纤维材料，通过栅格被移除的所述这部分纤维材料，也称之为废料，包含高比例污物，由此，未通过栅格移除的纤维材料最终被清洁。然而，所述废料也包含了一定量的纤维材料，这是不希望出现的，但也是无法避免的。
栅格是分割段，其通常包围着开松辊的四分之一至四分之三。开松辊也可能设有多个栅格。包含很多单个棱形栅格部件的栅格最后形成外罩。除了带槽板、多孔板、角形条和刀片、带有三角截面的筛条现今首选作为栅格部件。
清洁装置的清洁作用尤其取决于来自供应的总纤维材料中的废料份额。同时，可以通过改变筛条的几何布置对废料数量进行调整。因此常用的清洁装置带有致动器，该致动器用于改变筛条离开松辊的距离以及单个筛条的安装角。也已经知道的是，废料数量随着筛条之间的间距宽度的扩大而上升。然而，为此需要一个耗费极大的致动器，因而这一用于提高废料量的方案在实践中仅适合于有限的应用范围。
包含开松辊和筛条的清洁装置可以构成独立的清洁机，例如粗清洁器或精清洁器，或者作为纺纱预处理机的一部分，例如混合机或梳理机，其主要用于其他目的。因而，这种清洁装置能够设置在梳理机的进料槽或者刺辊区中，在后者中，例如梳理机的刺辊(taker-in)区成为本申请意义上的开松辊。
EP 0 381 859公开了一种纺纱预处理机，即粗清洁器，其带有一种有趣的清洁装置。所公开的清洁装置包含带有弹棉销的开松辊和多个筛条，该开松辊用于将所供应的纤维材料开松成纤维束，所属筛条成组地设置在开松辊的周围。
EP 0 381 859中公开的筛条具有自由面和安装面，该自由面与开松辊的园周面相对布置，所述安装面的朝向与纤维材料的进料方向相反。自由面和安装面各自都被构造为平面，即是二维的。此外， 自由面和安装面具有一条共同的过渡线，该过渡线沿着划界直线延伸。
从划界直线延伸出第一半平面和第二半平面，所述第一半平面与自由面相切，所述第二半平面与安装面相切，第一半平面和第二半平面形成了数学意义上的，即三维几何(立体几何)意义上的棱角，该棱角在筛条的纵向上向两侧无限延伸。数学上定义的沿着在自由面和安装面之间的划界直线延伸的该棱角部分限定了一个实体意义上的刀刃。所述第一半平面和第二半平面因而包含这个实体(真实的)刀刃。
在被清洁纤维材料和包含了大部分杂质的废料之间的实际分离发生在刀刃处，此外，筛条还具有被构造为平面的第三面，因而，所公开的也就是一种所谓的三棱角筛条。
筛条可以通过致动器来改变筛条相对于开松辊的距离以及攻角(angle of attack)也被称为安装角。例如，如果要增加废料相对于供给的总纤维材料的份额，可以使筛条更靠近开松辊和/或设置得更陡些。在上述两种情况下，废物量以及清洁效果都被有效地增加。上述参数应这样调整，使得在清洁效果与自身还适合进一步加工的纤维材料的损失之间建立起平衡的比例关系。因此，所调整得到的是最优废料而非最多废料。
上述装置的缺点在于，尤其是当为了获得最优化的废料而将筛条调陡或者靠近开松辊时，纤维的清洁过程会对已清洁的还准备继续加工的纤维材料造成严重损坏。纤维损坏可以被理解为例如纤维的弯纱、断痕或断裂。这些纤维损坏是不希望出现的，因为其对纺纱厂生产的最终产品的质量不利。
最近十年来，在不增加纤维损坏的情况下，人们对改进清洁效果的要求在不断增加，因为在这同一时期被供给到纺纱厂的原棉的平均污染程度增加了。而近十年来由于污物颗粒的平均尺寸在不断变小，因而能更紧密地粘在纤维材料中，这进一步加剧了上述问题。
因为上述原因，在很多情况下优化废料也要增加并且这总是无法通过清洁装置的常规调整能力来实现。
EP0 381 859中所述的装置不能对筛条之间的间距进行调整。尽管能够通过这种调整能力以相对保护纤维的方式来增加废料份额，然而这种调整的改装翻新在所公开的具有合理设计费用的装置中是不不可能进行的。
发明内容
本发明的目的是提供一种筛条和一种清洁装置，该清洁装置在同等纤维损坏的情况下具有更好的清洁效果，或者说在同等清洁效果的情况下对纤维的损坏更小。在此，筛条之间的间距应保持相同。
本发明的目的是通过具有如独立权利要求所述特征的筛条或者清洁装置来实现的。
根据本发明的筛条具有三维结构的自由面，该筛条与现有技术中的三棱角筛条的区别在于，所述自由面不再是被布置在二维平面上。通过自由面的三维构造能够达到如同增加筛条间距的效果。因而，为了改善废料状况而无需增加实际的筛条间距。
因而，在清洁装置的几何外形在其它方面保持不改变的情况下，所供给的纤维材料的增加部分能够在筛条之间被排出，而不必将刀刃调整到会增加纤维损坏的位置。既不需要将筛条靠近到开松辊，也不需要旋转筛条使刀刃更强劲地作用在纤维材料上。总的来说，在不改变纤维损坏的情况下可以获得改进的清洁效果，或者在不改变清洁效果的情况下对纤维的损坏更小。
本发明中的筛条能够在制造带有相应清洁装置的任意纺纱预处理机的过程中被安装。同时，根据本发明的筛条也可用于对现有纺纱预处理机的改造翻新。为此只需在根据本发明的筛条中设置固定段，所述固定段与在纺纱预处理机上现有的固定段相对应，通常所述固定段设置在筛条的前端部。
所述自由面有利地形成于第一半平面中的面向第二半平面的侧面上。自由面的所有部分或者处于限定刀刃的第一半平面中，或者位于该第一半平面的面向筛条横截面中心的侧面上，其中，自由面的至少一段从第一半平面中伸出。通过这样的方式，可以获得犹如极大地增加相邻筛条间距的同样效果，而且所需的设计耗费相当低。
在一优选实施方式中，紧接着划界直线的所述自由面包含有第一平直段，该第一平直段位于第一半平面上，这就能获得刀刃的高稳定性。
紧接著第一平直段的所述自由面优选地包含有第二平直段，该第二平直段在第二半平面的方向上相对于第一半平面以角度α倾斜。所述角度α优选地具有在15°至40°之间的值，并且第一平直段包含自由面总面积的30％至70％，优选包含自由面总面积的40％至60％。自由面的这种几何形状能够增加筛条的机械稳定性并且是能够相对简单地制造的。自由面可以仅单独地由第一平直段和第二平直段组成。
在另一优选实施方式中，紧接着第二平直段的所述自由面包含有第三平直段，该第三平直段在第二半平面的方向上相对于第一半平面以角度β倾斜。借此就能够获得待切割的纤维材料的改善的导向或者说更容易的滑动。
在此，所述第一平直段可以包含自由面总面积的15％至50％，优选包含自由面总面积的25％至40％，第二平直段包含自由面总面积的15％至50％，优选包含自由面总面积的25％至40％。所述角度α优选地具有在3°至10°之间的值，所述角度β优选地具有在15°至50°之间的值，自由面可以仅单独地由所述第三平直段组成。作为替代方案，第三平直段还可与其它段相连。
优选的是由所述平直段中的两个平直段所形成的至少一个棱角具有圆角或斜角。这样也可以确保改善待排出材料的导向。
所述自由面优选是包括至少一个凸起弯曲段。尽管该凸起弯曲段会使制造更复杂，但却因而可以使待排出纤维材料的移除变得容易。
所述凸起弯曲段可以直接与划界直线相邻，在此情形下，所述凸起弯曲段包含自由面总面积的30％至70％，优选包含自由面总面积的40％至60％，通过这种方式能够获得特别低的纤维损坏。
在另一优选实施方式中，所述凸起弯曲段与第一平直段相邻，其中，所述第一平直段包含自由面总面积的30％至70％，优选包含自由面总面积的40％至60％。这就导致纤维材料在自由面背向刀刃的侧面上具有特别好的导向。
所述安装面优选是被配置为平面。平坦的安装面对防止筛条布置方面的任何可能堵塞特别有效。
在一特别优选的实施方式中，所述第一半平面和第二半平面所围成的角度γ在30°至80°之间，优选在45°至65°之间。借此可以获得筛条的良好机械稳定性。
所述筛条优选是被成形为挤压型钢。这种挤压型钢制造简便并且成本低。
在这种情况下，所述筛条可以具有空心轮廓，这样因而可以使筛条保持低的总重量。
在根据本发明的清洁装置中，所述开松辊布置有至少一根据本发明的筛条，以此来获得根据本发明的优点。
优选的是，该至少一根筛条围绕着沿开松辊的旋转轴平行延伸的轴被可枢转地安置。因而部分被排出的材料可以被简便地调整。
尤其优选的是，所述筛条可以这样枢转，使得通过划界直线延伸的开松辊的切面到第一半平面的角度δ为负值。当该切面必须通过顺时针转动才能转到第一半平面时，所述角度δ于是就为负值。当角度δ被设置成为负值时，刀刃对纤维材料的损坏作用就被大大地降低了。
优选的是，所述筛条被枢转地安置，这样使得所述角度δ可以至少在-5°至+30°的范围内，优选在-15°至+45°范围内调整。由此就能在宽范围内影响材料的排出。
优选的是，该至少一根筛条的轴线相对于开松辊的距离可以被调整，这样就可产生其它的可能替换方案。
附图说明
借助于以下示例性实施例对本发明的其它优点进行描述，图中：
图1带有清洁装置的纺纱预处理机的横截面示意图；
图2清洁装置的局部视图；
图3根据现有技术的筛条的透视图；
图4至7根据本发明的筛条的一示例性实施例的横截面；
图8带有筛条的间隙角(free angle)为负值的根据本发明的清洁装置的局部视图
图9根据本发明的清洁装置的局部视图，其中筛条的间隙角为正值。
具体实施方式
图1为粗清洁器1，其作为带有清洁装置的纺纱预处理机的一个例子。该清洁装置具有一个被驱动的开松辊2，并且通常情况下安装有弹棉销6，该开松辊2围绕旋转轴线8沿旋转方向DR转动。弹棉销6的最外端在弹棉圈7上运动。粗清洁器1具有用于供给待清洁的纤维材料FMzu的入口4以及用于已清洁的纤维材料FMger的出口5。供应的纤维材料FMzu以纤维束的形式存在，该纤维束可以通过输送气流被运送。在此，输送气流围绕开松辊2运行。弹棉销6对纤维束FF的机械作用的结果导致纤维束被不断提纯。与此同时，污物从纤维束FF中被释放下来。大部分污物随一部分纤维束一起作为废料AG通过筛条10之间的中间空间而落入到收集盘3中。
图2示出了布置在开松辊2上的三根筛条10的放大图。纤维束FF由开松辊2开松并被带到开松辊的周围。然而，污物以及一部分纤维束FF作为废料AG在相邻的筛条10中间被向外排出出去。在自由面11与安装面12的过渡区域，废料AG从其它被输送的纤维束FF中分离开来。这里所示的筛条10具有三角形横截面并且来源于现有技术。然而这种筛条10不仅仅可以用于所述的粗清洁器，正如在这里所描述的实施例中，也可以用于其它纺纱预处理机的其它清洁装置。
筛条10在其朝着与旋转方向DR相对方向的端部上具有刀刃19，在此，筛条10各自围绕轴线9被可枢转地设置，可能的枢转运动用弯曲双箭头来表示。当筛条10处于连续线所示位置时，所带来的废料AG相对少；另一方面，当筛条10处于虚线所示位置时，所获得的废料AG显著增加。然而，在后一种情况下，筛条10各自的刀刃19极度强劲地作用在经过的纤维束FF上，这样会对已被清洁过的纤维FMger造成明显可见的损坏。
筛条10和刀刃19的另一种可能调整方式可借助于直线双箭头来表示。这样因此能够改变枢轴9至开松辊的距离。由此也能影响被分离的污物的数量。为了枢转或位移筛条10及其各自的刀刃19，需要一个相对复杂而未在图中示出的致动器。
图3示出了一个按照现有技术的筛条10在笛卡尔x-y-z坐标系中的透视图。该筛条10具有全部被设置在与x-y平面平行的一个平面上的自由面11。该自由面11因而被构造为二维的并且在其上游端通过划界直线13被划界。
此外，筛条10具有一个安装面12，该安装面12邻接着自由面11的划界直线13。源于划界直线13并与自由面11相切的半平面14以及同样源于划界直线13但与安装面12相切的第二半平面15构成了数学意义上的棱角。在划界直线13上包含有自由面11和安装面12之间的划界直线20。该划界直线20以及第一半平面14和第二半平面15的邻接段一起在实体上构成了筛条10的刀刃19。所述棱角γ也就是刀刃19的棱角是被所述第一半平面14和第二半平面15包围而成的。
图4示出了根据本发明一示例性实施例的筛条10在y-z平面上的横截面。与划界直线13相邻接的第一平直段11a在第一半平面14内部延伸，然而第二平直段11b相对于第一半平面14在第二半平面15的方向上以角度α倾斜。在第一半平面11a至第二平面11b的过渡区有一棱角16，该棱角具有圆角。
图5示出了根据本发明的另一种筛条10，该筛条同样也在y-z平面上示出了横截面。在此，自由面11可以分为第一平直段11a和第二平直段11b以及第三平直段11c。如图4所示，第一平直段11a被设置在第一半平面14内，第二平直段11b相对于第一半平面14以角度α倾斜，另一方面，第三平直段11c相对于第一半平面14以角度β倾斜。
图6示出了根据本发明的筛条10的另一实例，其中，自由面11包括弯曲段11d，该弯曲段源于划界直线13并在过渡区17过渡成自由面11的平直段11e，而没有形成棱角。
图7以横截面的方式示出了根据发明的筛条10的一示例性实施例。凸起的弯曲段11d在过渡区17紧接着从划界直线13引出的第一平直段11a，而没有形成棱角。
图8示出了参照图5详细描述的筛条10及其开松辊2的弹棉圈7的相对布置。弹棉圈7以直线的形式被简化地示出。
由开松辊2的延伸通过划界直线13的切面18和第一半平面14构成的角度δ也被称为间隙角，其为负值。因为想象的切面18必须顺时针转动才能使其转到第一切面14上。在图示位置，筛条10引起极小的纤维损坏。然而，由于第三平直段11c的向下定向倾斜，结果导致可以相对大量地分离污物。
图9中的筛条是从图8逆时针枢转而成的。从而角度δ自身因而具有正值。筛条10对纤维的破坏影响相比于图8所示位置有所增加。然而与位于相同位置的现有技术的筛条相比，其对纤维的破坏并未增加。与常规筛条相比，分离率有所提高。
本发明并不限于所示和所述的示例性实施例。在权利要求框架内随时都有可能修改。例如，根据本发明的不同筛条可以组合用在一个清洁装置中。将根据本发明的一根或者多根筛条与常规筛条部件比如开槽薄板、多孔薄板、三边形的横条或刀刃组合起来使用也是可行的。此外还可以预见，清理装置的筛条可以单独地、成组地或整体地可调。
Claims (21)
1.一种用于纺纱预处理机(1)的清洁装置的、特别是用于开清棉机或梳理机的筛条(10)，所述筛条具有自由面(11)和安装面(12)，所述自由面(11)可以被推进到所述纺纱预处理机(1)的开松辊(2)上，所述安装面(12)相对于开松辊(2)的旋转方向(DR)逆流地邻接划界直线(13)，该划界直线(13)划定了自由面(11)的界限，其中，始于划界直线(13)的第一半平面(14)和第二半平面(15)含有刀刃(19)，所述第一半平面(14)与自由面(11)相切，所述第二半平面(15)与安装面(12)相切，其特征在于，所述自由面(11)被配置为三维的形状。
2.如上述权利要求所述的筛条(10)，其特征在于，所述自由面(11)形成在第一半平面(14)中的面向第二半平面(15)的侧面上。
3.如上述权利要求之一所述的筛条(10)，其特征在于，紧接着划界直线(13)的所述自由面(11)包含有第一平直段(11a)，该第一平直段(11a)位于第一半平面(14)上。
4.如上述权利要求所述的筛条(10)，其特征在于，紧接着第一平直段(11a)的所述自由面(11)包含有第二平直段(11b)，该第二平直段(11b)在第二半平面(15)的方向上相对于第一半平面(14)以角度α倾斜。
5.如上述权利要求所述的筛条(10)，其特征在于，所述角度α具有在15°至40°之间的值，并且第一平直段(11a)包含自由面(11)总面积的30％至70％，优选包含自由面(11)总面积的40％至60％。
6.如上述权利要求4或5所述的筛条(10)，其特征在于，紧接着第二平直段(11b)的所述自由面(11)包含有第三平直段(11c)，该第三平直段(11c)在第二半平面(15)的方向上相对于第一半平面(14)以角度β倾斜。
7.如上述权利要求所述的筛条(10)，其特征在于，所述第一平直段(11a)包含自由面(11)总面积的15％至50％，优选包含自由面(11)总面积的25％至40％，第二平直段(11b)包含自由面(11)总面积的15％至50％，优选包含自由面(11)总面积的25％至40％。
8.如上述权利要求6或7所述的筛条(10)，其特征在于，所述角度α具有在3°至10°之间的值，所述角度β具有在10°至50°之间的值。
9.如上述权利要求4至8之一所述的筛条(10)，其特征在于，由所述平直段(11a、11b、11c)的其中两个平直段所形成的至少一个棱角(16)具有圆角或斜角。
10.如上述权利要求之一所述的筛条(10)，其特征在于，所述自由面包括至少一个凸起弯曲段(11d)。
11.如权利要求10所述的筛条(10)，其特征在于，所述凸起弯曲段(11d)与划界直线(13)相邻，其中，所述凸起弯曲段(11d)包含自由面(11)总面积的30％至70％，优选包含自由面(11)总面积的40％至60％。
12.如上述权利要求10所述的筛条(10)，其特征在于，所述凸起弯曲段(11d)与第一平直段(11a)相邻，其中，所述第一平直段(11a)包含自由面(11)总面积的30％至70％，优选包含自由面(11)总面积的40％至60％。
13.如上述权利要求之一所述的筛条(10)，其特征在于，所述安装面(12)被配置为平面。
14.如上述权利要求之一所述的筛条(10)，其特征在于，所述第一半平面(14)和第二半平面(15)所围成的棱角γ在30°至80°之间，优选在45°至65°之间。
15.如上述权利要求之一所述的筛条(10)，其特征在于，所述筛条(10)是被成形为挤压型钢。
16.如上述权利要求之一所述的筛条(10)，其特征在于，所述筛条(10)具有空心轮廓。
17.一种用于纺纱预处理机(1)，特别是用于开清棉机或梳理机的清洁装置，该清洁装置带有开松辊(2)，其特征在于，所述开松辊(2)布置有如上述权利要求之一所述的至少一个筛条(10)。
18.如上述权利要求所述的清洁装置，其特征在于，至少一根筛条(10)围绕着轴(9)被可枢转地安置，该轴(9)沿开松辊(2)的旋转轴(8)平行延伸。
19.如上述权利要求所述的清洁装置，其特征在于，至少一根筛条(10)可以这样枢转，使得开松辊(2)的延伸通过划界直线(13)的切面到第一半平面(14)的角度δ为负值。
20.如上述权利要求所述的清洁装置，其特征在于，至少一根筛条(10)可以这样枢转，使得所述角度δ能够至少在-5°至+30°的范围内，优选在-15°至+45°范围内调整。
21.如上述权利要求17至20之一所述的清洁装置，其特征在于，至少一根筛条(10)的轴(9)至开松辊(2)的距离可以被调整。
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