CN1283239A - 纤维单体分离机 - Google Patents

Abstract

一种设备(50)将进料流(9)中纤维单体分离,而不会使纤维断裂。第一工作台,有第一夹送辊,接受进料流并把它送到第二工作台(10)。第二工作台接纳从第一工作台来的进料流,并把变薄的物流送到第三工作台。第二工作台输送带(18A、18B)在张力下从第一工作台牵引进料流到第二工作台中。第二夹送辊(16C,16D)在张力下从第二工作台输送带牵引进料流,并把变薄物流送到第三工作台。第三工作台从第二工作台接受变薄物流,并提供单体分离的纤维。第三工作台输送带(18C,18D)在张力下从第二工作台牵引变薄物流到第三工作台中。第三夹送辊(16E,16F)在张力下从第三工作台输送带牵引变薄物流,并提供单体分离的纤维。

Description

纤维单体分离机

发明领域

本发明总体上涉及纤维的加工。尤其是本发明涉及对羊毛纤维进行单体分离而不会使纤维断裂的装置。

发明背景

近来，纤维工业通常是以大宗的形式测量羊毛纤维的物理特性。所谓“大宗形式”，指的是许多羊毛纤维，如在趾条中，同时进行测量，并把趾条的各项特性作为单根纤维的特性，而不是作为大宗的测量值。但是，要把羊毛纤维分离成单根是非常困难的。其中一个原因是羊毛纤维比许多其他纤维相对要长。所以羊毛纤维很难处理，在进行单体分离时很容易断。这些以及其他的困难，至今使羊毛工业主要采用大宗的测量值，而不是单根的测量值。

因此希望能有设备对羊毛进料流中包含的长纤维进行单体分离，并在单体分离过程中不会使羊毛纤维断裂。

发明概要

对进料流中的纤维进行单体分离并不会使纤维断裂的一种设备满足了上述和其他的要求。有第一对夹送辊的第一工作台，接纳进料流并把它送到第二工作台。第二工作台从第一工作台接受进料流，并把变薄的物流送到第三工作台。第二工作台输送带在张力下将进料流从第一工作台牵引到第二工作台中。第二夹送辊在张力下将进料流从第二工作台输送带拉引出来，并把变薄的物流送到第三工作台。第三工作台从第二工作台接受变薄的物流并提供单体分离的纤维。第三工作台输送带在张力下将变薄的物流从第二工作台牵引到第三工作台中。第三夹送辊在张力下将变薄的物流从第三工作台输送带拉引出来，并提供单体分离的纤维。

第一、第二和第三夹送辊的作用为速度恒定的工作台，其中纤维在被这些夹送辊夹住的整个时间段内保持恒定的速度。第二和第三工作台输送带的作用是作为变速的工作台，它传送每根纤维并施加加速力，从而当纤维的尾端刚刚通过前面的夹送辊时对纤维单个加速，当纤维的前端进入下一个夹送辊时使纤维进一步加速。这样，在输送带之间的纤维可以运动在三个不同速度中的任何一个。由于通过三个工作台的每一个之后进料物流连续变薄，进料流从纤维趾条减薄为单体分离的纤维。单体分离的纤维在某个时刻内可以被拉到分析器，在那里测量它们的物理特征，如长度、颜色或强度。这样，本发明就能进行对纤维单根的测量，从而减小不精确性，在趾条上以大宗形式进行的测量其不精确性可能是固有的。

在优选的实施方案中，分别在第二工作台输送带和第三工作台输送带附近设置第二压板和第三压板。压板对进料流和变薄的物流提供压力，并允许纤维以可控的程度滑动。更优选的是，每个第二压板和第三压板中至少有一个是加压板，用于调节在第二工作台输送带之间进料流上的压力，和在第三工作台输送带之间变薄物流上的压力。

步进电机驱动第一、第二和第三夹送辊和第二以及第三工作台输送带的每一个，而速度控制器分别控制每一个的转速。第一夹送辊的转速约为5rpm(每分钟转数)，第二工作台输送带转速约为15rpm，第二夹送辊转速约为30rpm，第三工作台输送带转速约为60rpm，第三夹送辊转速在约300rpm到400rpm之间。

在第三工作台附近设置真空喷嘴，用于应用无扰动空气流牵引从第三工作台来的单体分离的纤维。分析器接纳从真空喷嘴来的单体纤维，检测单体分离的各个纤维的物理特性，如长度。

第一、第二和第三工作台和真空喷嘴是可调节地安装在轨道上，用于增加或减小在第一、第二和第三工作台及真空喷嘴之间的间距。在第一和第二工作台之间的第一间距约为0.5英寸到4.5英寸之间，在第二工作台和第三工作台之间的第二间距约为0.5英寸到6.5英寸之间，在第三工作台和真空喷嘴之间的第三间距约为零英寸到0.25英寸之间。

第一可调压力装置调节第一夹送辊之间的压力，防止进料流中的纤维在第一夹送辊之间的滑动。相似地，第二可调压力装置调节第二夹送辊之间的压力，防止变薄物流中的纤维在第二夹送辊之间的滑动。同样，第三可调压力装置调节第三夹送辊之间的压力，并防止各个纤维在第三夹送辊之间的滑动。

第二空气刀设置在第二夹送辊附近，第三空气刀设置在第三工作台输送带附近，分别从第二夹送辊和第三工作台输送带移去纤维。最好纤维是羊毛，而进料流是趾条。

在一种进料流中将纤维单体分离，并不使纤维断裂的方法中，是将进料流送到以给定速度转动的第一夹送辊。增加第一夹送辊之间的压力，直到进料流的纤维不会在它们之间滑动。在张力下将纤维从第一夹送辊牵引到第二上输送带和第二下输送带之间，输送带转动的速度大于第一夹送辊的速度。调节在第二工作台输送带之间的纤维上的压力，以便允许纤维之间可控程度的滑动。在张力下将纤维从第二工作台输送带牵引到第二夹送辊，该辊转动的速度大于第二工作台输送带的速度。增加第二夹送辊之间的压力，直到在第二夹送辊之间的纤维不能滑动。

同前面一样，在张力下将纤维从第二夹送辊牵引到第三上和下输送带之间，其转速大于第二夹送辊的速度。调节在第三工作台输送带之间的纤维上的压力，以便允许纤维之间可控程度的滑动。以上述相同的方式，在张力下将纤维从第三工作台输送带牵引到第三夹送辊，该辊的转速大于第三工作台输送带的速度。增加第三夹送辊之间的压力，直到纤维不会在第三夹送辊之间滑动。从第三夹送辊送出的纤维作为单体分离的纤维。

所描述的方法通过牵引纤维到每个接续的工作台中不断增加转速，使纤维单体分离。当纤维通过另一组夹送辊和输送带的时候，在进料流中稍微在另外一些纤维之前的那些纤维，或者换句话说，在进料流中比其他纤维早一些进入到每组辊或输送带的那些纤维，被牵引到在它后面纤维的前面。以这种方式，进料流很快被拉伸变薄到产生单体分离的纤维的程度。

附图的简要描述

通过参考与附图一起的下面的详细描述，本发明的其他目的、特点和各种优点将会变得很清楚，附图不是成比例的，其中相同的参考标记在各个图中指的是相同的部件，附图中：

图1是本发明设备的功能图；和

图2是本发明设备的部分透视图。

优选各实施方案的描述

图1表示的是将包含在进料流9中的纤维进行单体分离并不会使纤维断裂的单体分离机50。最好，进料流9是羊毛的趾条，但是也可以是棉条或其他纤维材料。进料流9的纤维在进料流9内大体上是平行的，但在进料流9中它们开始的地方与结束的地方并不是对齐的。换句话说，在进料流9内纤维沿着它们的长度是互相重叠的，从而使进料流9是一根非织造纤维的长线。还有，进料流9的纤维基本上没有加捻在一起，不象绳中的纤维那样。这主要是进料流9中各个纤维之间的摩擦将进料流9保持在一起成为长线。

第一工作台10接受进入单体分离机50的进料流9。在优选的实施方案中，第一工作台10有固定的位置。但是，在另一个实施方案中第一工作台10是可调地安装在轨道52上(如图2中说明的那样)，因此第一工作台10可以移动，并可拆卸地沿着轨道52的长度固定。这可用任何一个或几个不同的方式达到这个目的。

例如，轨道52可以包括一个或几个直杆，横截面是方形或圆形，第一工作台10有设计成用于围绕直杆装配的夹子。将夹子松开，第一工作台10可以滑动，沿着杆的长度调节位置，然后夹紧夹子把第一工作台10固定在所需的位置上。另一种是，轨道52可以是一个或几个导螺杆，该导螺杆的承载部分连接到第一工作台10。然后转动轨道的导螺杆，以便沿着轨道52向前或向后移动第一工作台10，接着当导螺杆不再转动时用导螺杆的螺纹把第一工作台10保持在其位置上，从而把第一工作台10固定在位置上。还有，轨道52可以是一个或几个带齿的轨道，该轨道与同第一工作台10连接的齿轮啮合。齿轮可以由马达驱动以使第一工作台10沿着轨道52的长度向前和向后前进。马达的内阻可将第一工作台10保持在所需的位置中。当然，也可以使用这些方法的任何组合将第一工作台10固定在轨道52上，也可采用许多其他的方法和装置，这些都在本公开文件的范畴之内。

第一工作台10包括第一夹送辊16a和16b，用于将进料流9牵引到第一工作台10之中。如这里所使用的表示，如“第一”，“第二”或“第三”并不一定指出到底多少元件可能存在于某实施方案中，而是倾向于指出元件放置的工作台。最好第一夹送辊16a和16b中的一个是橡胶的，而另一个是不锈钢的。但是在另一个实施方案中，第一夹送辊16a和16b两者或者是橡胶或某些其他弹性材料，或者是不锈钢或某些其他硬材料。第一夹送辊16a和16b可以沿着它们的长度装设肋，以便提供增加的表面和边缘，使第一夹送辊16a和16b与通过它们之间的进料流9的纤维之间增加摩擦。

应用第一可调压力装置56a(描述在图2中)调节第一夹送辊16a和16b之间的压力。使用一个或几个分离的不同机构可以装设第一可调压力装置56a。例如，第一夹送辊16a和16b的各端每个可以安装螺杆，使第一夹送辊上辊16a的一端在螺杆的一端，而第一夹送辊下辊16b的相应端在螺杆的另一端，在第一夹送辊16a和16b的另一端使用相同的结构。以这种方式，当螺杆在一个方向转动时，第一夹送辊16a和16b互相拉近，当螺杆以另一个方向转动时将第一夹送辊16a和16b互相推开。

作为另一个例子，可以将第一夹送辊16a和16b中的一个放置在固定位置，而第一夹送辊16a和16b的另一个可以调节朝向或离开固定辊移动。这可将第一夹送辊16a和16b中的一个安装到翼形螺钉上来达到这个目的，可以调节该螺钉使第一夹送辊16a或16b向前和向后移动。还有，加压的气缸，或者是液压或者是气压的，可以连接到可动的第一夹送辊16a或16b，以便在第一夹送辊16a和16b之间提供压力。当然，也可以应用几个其他的装置为第一夹送辊16a和16b之间提供压力，本发明打算应用的这些其他装置也包括在这本公开文件的范畴之内。

选择制造第一夹送辊16a和16b的材料，部分是根据它们能否牢牢抓住和对进料流9的纤维提供摩擦的能力。也提供在第一夹送辊16a和16b之间可调的压力，部分是为了提高第一夹送辊16a和16b对进料流9的纤维提供摩擦的能力。以这种方式，进料流9的纤维优选的是不会在第一夹送辊16a和16b之间产生滑动。所以这意味着，进料流9的纤维在它们在第一夹送辊16a和16b之间接合的整个时间内，沿着进料流9的长度，优选的是保持它们互相之间的位置。保持在第一夹送辊16a和16b之间的进料流9的纤维，使它们不能互相滑动的重要性下面将要详细描述。

第一夹送辊16a和16b以相同的速度和以相反的方向转动，从而使放在它们之间的进料流9，被拉过第一夹送辊16a和16b之间，并以第一夹送辊16a和16b之间的另一侧喷出。步进马达54(描述在图2中)使第一夹送辊16a和16b转动，而速度控制器42(描述在图2中)与步进马达54连接，控制第一夹送辊16a和16b的转速。第一夹送辊16a和16b以第一给定速度转动，在优选的实施方案中，这个速度约每分钟5转(rpm)。这个速度的意义将在下面详细描述。

第二工作台12设置在第一工作台10附近，以上述对第一工作台10详细描述的相似方式安装在轨道52上(描述在图2中)。第二工作台12从第一工作台10接受进料流9，并提供变薄的物流13。第二工作台输送带18a和18b接纳进料流9，在张力下将进料流9牵引到第二工作台输送带18a和18b之间。第二工作台输送带18a和18b最好是弹性材料，如橡胶，从而在进料流9的纤维和第二工作台输送带18a和18b之间提供相对较大的摩擦。

第二工作台输送带18a和18b最好是张紧地固定在两个或多个辊组20a和20b上。以这种方式，当辊20a和20b的任何一个转动时，使第二工作台输送带18a和18b也转动。由步进马达54(说明在图2中)给第二工作台输送带18a和18b提供转动的动力。驱动第二工作台输送带18a和18b在相反的转动方向，从而使接纳在它们之间的进料流9被拉过它们之间，从它们之间的另一侧喷出。

选择转动的方向使其与第一夹送辊16a和16b的转动方向一致。换句话说，第二上输送带20a和第一上夹送辊16a在第一方向转动，而第二下输送带20b和第一下夹送辊16b在第二方向转动。这种结构的结果是，进入到第一夹送辊16a和16b之间的进料流9被迫使沿着在第一夹送辊16a和16b和第二工作台输送带18a和18b之间的路径朝一个方向前进。

由速度控制器42(描述在图2中)控制第二工作台输送带18a和18b转动的速度，它是依照所需的拉伸比独立可变的。第二工作台输送带18a和18b转动的速度大于第一夹送辊16a和16b转动的速度，这种关系的意义在下面将要详细描述。在优选的实施方案中，第二工作台输送带18a和18b的转速约为15rpm(转/每分钟)。

第二压板22a和22b相邻设置，并处在第二工作台输送带18a和18b的相对两侧。因为第二工作台输送带18a和18b最好是由弹性材料构造，第二压板22a和22b时第二工作台输送带18a和18b沿着辊20a和20b之间的距离提供某些刚性和阻力，第二工作台输送带18a和18b是安装在辊20a和20b之间。这种刚性和阻力有助于提高在第二工作台输送带18a和18b与拉过它们中间的进料流9之间的摩擦。压板22a和22b最好由金属制成，但也可由塑料、玻璃，或某些其他平滑而有弹性的材料制成，这些材料有低的摩擦系数，以致不会引起输送带额外的磨损。

通过把压力模块24a放置在第二压板22a和22b中一个或两者附近，可以进一步提高第二工作台输送带18a和18b与进料流9的纤维之间的压力。在图1中，描述的压力模块24a在第一上压板22a的附近，使第二上压板22a成为加压板。压力模块24a可以是如上所述的机械的、液压的或气动的装置，装设的模块用于进一步提高和精密地控制由第二工作台输送带18a和18b作用在进料流9的纤维上的压力。

不象第一夹送辊16a和16b，它们的设计是不允许在进料流9的纤维之间有滑动，而上述第二工作台12的部分的各组件，如第二工作台输送带18a和18b、辊20a和20b、压板22a和22b和压力模块24a，它们的设计允许在进料流9的纤维之间有可控程度的滑动。这样，当纤维在第二工作台输送带18a和18b之间时，它趋向于某些纤维通过第二工作台输送带18a和18b以比进料流9的其他纤维更快的速率走在前面。当纤维从第二工作台输送带18a和18b之间出来时其速度要比它们进入到带之间时要快，这部分是由于第二工作台输送带18a和18b的转动比第一夹送辊16a和16b要快，进料流9当其在第二工作台输送带18a和18b之间运动时变薄。换句话说，当进料流9移动通过第二工作台时，进料流9中的纤维部分但不是全部被单体分离。这点下面将要详细解释。

在第二工作台输送带18a和18b的出口，第二夹送辊16c和16d接纳进料流9的纤维。最好第二夹送辊16c和16d的结构非常相似于第一夹送辊16a和16b。换句话说，第二夹送辊16c和16d的一个最好是橡胶的，而另一个最好是不锈钢的。在另一个实施方案中，第二夹送辊16c和16d两者或者是橡胶或某些其他弹性材料，或者是不锈钢或某些其他硬材料。第二夹送辊16c和16d可以沿着它们的长度装设肋，以便增加的表面和边缘，使第二夹送辊16c和16d与通过它们之间的进料流9的纤维之间增加的摩擦。

应用第二可调压力装置56b(描述在图2中)调节第二夹送辊16c和16d之间的压力。使用如上述的一个或几个分离的不同机构可以装设第二可调压力装置56b。与上述的第一夹送辊16a和16b相同，选择制造第二夹送辊16c和16d的材料，部分是根据它们能否牢牢抓住和对进料流9的纤维提供摩擦的能力。也提供在第二夹送辊16c和16d之间可调的压力，部分是为了提高第二夹送辊16c和16d对进料流9的纤维提供摩擦的能力。以这种方式，进料流9的纤维优选的是不会在第二夹送辊16c和16d之间产生滑动。

与前面描述的相同，第二夹送辊16c和16d以相同的速度沿相反的方向转动，所以设在它们之间的进料流9被拉过第二夹送辊16c和16d之间，从第二夹送辊16c和16d之间的另一侧喷出。步进马达54(说明在图2中)为第二夹送辊16c和16d之间的转动提供动力，和速度控制器42(描述在图2中)与步进马达54连接在一起，独立控制第二夹送辊16c和16d的转速。最好，第二夹送辊16c和16d的转速大于第二工作台输送带18a和18b的转速。在优选的实施方案中，第二夹送辊的转速约为30rpm。

这样，当进料流9的纤维运动通过第一夹送辊16a和16b、第二工作台输送带18a和18b和第二夹送辊16c和16d时该纤维被加速。如上面简要描述那样，这种加速倾向于使进料流9变薄，为了继续解释怎样做到这一点，当进料流9的纤维通过第一夹送辊16a和16b时，每根纤维的尾端夹持在第一夹送辊16a和16b之间。但是，各纤维的前端被张紧地在第二工作台输送带18a和18b之间拉伸。

因为第一夹送辊16a和16b对纤维施加足够的压力没有松开它们，所以此第一夹送辊防止纤维以较第二工作台输送带18a和18b转动的更快的速度被拉过第二工作台12。这样第二工作台输送带18a和18b拉过纤维以比第一夹送辊16a和16b允许它们运行的速度更快地运动。在第一夹送辊16a和16b之间的压力足够保持进料流9的纤维，这一点是很重要的，从而使纤维没有被拉过第一夹送辊16a和16b之间，而是直到纤维的端部从第一夹送辊16a和16b之间被松开。

当各个纤维的末端从第一夹送辊16a和16b之间被松开之时，由第二工作台输送带18a和18b施加在纤维上的压力使纤维加速到第二工作台输送带18a和18b的速度。这样，松开的纤维被加速通过，从仍然被保持在第一夹送辊16a和16b之间的进料流9的其他纤维中拉出。这个作用倾向于使进料流9变薄和拉长，这是朝向使纤维单体分离的目标前进了一步。换句话说，在极限的情况下，当进料流9变长和变薄时，它们最终会达到这样的状态，即沿着它横截面上任意一点进料流9仅含有一根纤维。

如上所述，在第二工作台输送带18a和18b之间的压力提供在进料流9的纤维之间可控程度的滑动。如果在第二工作台输送带18a和18b之间的压力太大，这倾向于拉断还没有从第一夹送辊16a和16b之间松开的纤维。如果在第二工作台输送带18a和18b之间的压力不是足够大，那么它就不能克服纤维本身之间的摩擦，使已经从第一夹送辊16a和16b之间松开的纤维加速通过还没有从第一夹送辊16a和16b之间被松开的进料流9的其他纤维。相似地，如果在第一夹送辊16a和16b之间的压力不是足以大到可防止进料流9的纤维从它们之间滑出，那么纤维可能被第二工作台输送带18a和18b之间所施加的压力拉出，从而使纤维不能以均匀的方式变薄。

从第一工作台到第二工作台的第一间距40在约0.5英寸到约4.5英寸之间部分是根据通过单体分离机50处理的进料流9中的纤维长度来选择第一间距40的宽度。最好给定的第一间距40是这样，使第一夹送辊16a和16b与第二夹送辊16c和16d之间的距离至少刚好大于进料流9中的最长纤维的长度。其理由是，第一夹送辊16a和16b和第二夹送辊16c和16d两者都对纤维施加足够的压力，从而使纤维被第一夹送辊16a和16b和第二夹送辊16c和16d两者保持。

这样，如果第一夹送辊16a和16b和第二夹送辊16c和16d互相靠得足够近，从而使纤维被第一夹送辊16a和16b和第二夹送辊16c和16d两者保持，纤维将被拉断或被单体分离机50拉伸。这是因为第二夹送辊16c和16d转动的速度比第一夹送辊的转速要快得多。这样，第二夹送辊16c和16d试图拉着纤维走，其速度快于第一夹送辊16a和16b可以松开它的速度。因为在第一夹送辊16a和16b之间和第二夹送辊16c和16d之间的摩擦足够大，从而使纤维不能在它们之间滑动，结果纤维将被拉断。这会使后面从单体分离纤维上取的任何读数，如长度测量值都失去意义。

当纤维从第一夹送辊16a和16b出来并进入到第二工作台输送带18a和18b时，前面的纤维被拉出到后面纤维之前，以与其相同的方式，当纤维进入到第二夹送辊16c和16d时前面的纤维被拉出到后面纤维之前。因为第二夹送辊16c和16d转动的速度快于第二工作台输送带18a和18b的转速，第二夹送辊16c和16d使得被拉入到它们之中的纤维滑动通过其他纤维的速度大于第二工作台输送带18a和18b的速度和第一夹送辊16a和16b的速度。

这样，在第二工作台输送带18a和18b之间的区域内进料流9中的纤维是以三种不同的速度运动。运动最慢的纤维是那些仍然夹在第一夹送辊16a和16b之间的纤维，它们与第一夹送辊16a和16b同速运动。加速通过最慢纤维的是那些已经从第一夹送辊16a和16b松开的纤维，它们以第二工作台输送带18a和18b的速度运动。加速通过这两个组较慢纤维的是已经被第二夹送辊16c和16d拉住的纤维，它们以第二夹送辊16c和16d的速度运动。这样纤维以这三种速度运动倾向于拉伸进料流9，使它变薄拉长，在第二工作台12的出口提供变薄物流13。

第二夹送辊16c和16d的转速大到足够可能使纤维缠绕在第二夹送辊16c和16d上，而不是继续与其他纤维一起运动和进一步被处理。为了减小纤维以这种方式缠绕在第二夹送辊16c和16d上的情况发生，装设装置迫使变薄物流13的纤维沿着适当的路径前进。可以采用几种不同的方法来达到这个目的。

例如，可以将刀片沿着第二夹送辊16c和16d放在刚好转过变薄物流13的纤维从第二夹送辊16c和16d释放的那点之后的位置上。以这种方式，有跟随转动的方向缠绕在第二夹送辊16c和16d倾向的纤维遇到刀片，从而被重新定向在适当的路径上。

最好使用空气刀32a和32b将纤维保持在变薄物流13之内。空气刀32a和32b是一系列空气喷气流，它们沿着第二夹送辊16c和16d的长度放置，并指向第二夹送辊16c和16d的出口侧。从空气刀32a和32b来的空气喷气流基本上以切向指向第二夹送辊16c和16d。空气喷气流倾向于把变薄物流13的纤维吹离第二夹送辊16c和16d的边缘，进入到适当的路径以便进一步处理。

当变薄物流13的纤维从第二夹送辊16c和16d出来时，它们被拉入到第三工作台输送带18c和18d之间。使变薄物流13变薄和拉长的过程，与上述对进料流9非常相似的方式重复，进料流9在第一工作台10和第二工作台13中和它们之间变薄拉长。第三工作台输送带18c和18d最好是弹性材料，如橡胶，它们在变薄物流13的纤维和第三工作台输送带18c和18d之间提供相对较大的摩擦。

第三工作台输送带18c和18d最好张紧地围绕两个或多个辊组20c和20d固定。以这种方式当辊20c和20d中任何一个转动时，第三工作台输送带18c和18d也转动。由步进电机54(描述在图2中)向第三工作台输送带18c和18d提供转动功率。驱动第三工作台输送带18c和18d以相反的方向转动，从而使接纳在它们之间的变薄物流13被拉入到它们之间并从它们之间的另一侧喷出。

选择转动的方向与上述其他辊和输送带的转动方向一致，使纤维沿着同一方向拉过整个单体分离机50。第三工作台输送带18c和18d的转速是由速度控制器42(说明在图2中)单独控制。第三工作台输送带18c和18d的转速大于第二夹送辊16c和16d的转速，其意义已经在上面详细解释过，下面再简单描述一下。在优选的实施方案中，第三工作台输送带18c和18d的转速约为60rpm。

第三压板22c和22d设置在第三工作台输送带18c和18d附近及相对的两侧上。因为第三工作台输送带18c和18d最好是由弹性材料制成，第三压板22c和22d沿着第三工作台输送带18c和18d安装在其上的辊20c和20d之间的距离，向第三工作台输送带18c和18d提供一定的刚性和阻力。这种刚性和阻力有助于提高在第三工作台输送带18c和18d与拉过它们之间的变薄物流13之间的摩擦。

通过把压力模块24c和24d放置在每个第三压板22c和22d附近，进一步提高在第三工作台输送带18c和18d与变薄物流13的纤维之间的压力。在图1中，说明加压模块24c在第三上压板22c附近，它使第三上压板22c成为加压板，和说明加压模块24d在第三下压板22d附近，它使第三下压板22d成为加压板。如前所述，最好只有一块第三压板22c和22d是加压板，可以选择无论是上或下压板22c和22d，把它改造成加压板。

如上所述，设计加压板22c和22d以便允许在变薄物流13的纤维之间可控程度的滑动。这样，当纤维在第三工作台输送带18c和18d之间时，使某些纤维有比变薄物流13中的其他纤维更快的速率通过第三工作台输送带18c和18d走在前面的倾向。因为纤维从第三工作台输送带18c和18d之间出来的速度大于它们进入的速度，变薄物流13当它运动通过第三工作台输送带18c和18d之间后进一步变薄。换句话说，在变薄物流13内的纤维当它们运动通过第三工作台14时，以上面详细描述的方式被单体分离。

在第三工作台输送带18c和18d的出口，第三夹送辊16e和16f接纳变薄物流13的纤维。第三夹送辊16e和16f接纳变薄物流13的纤维。第三夹送辊16e和16f最好以与第一和第二夹送辊16a、16b、16c和16d非常相似的方式构造。换句话说，第三夹送辊16e和16f中的一个最好是橡胶的，而另一个最好是不锈钢的。在另一个实施方案中，构造的第三夹送辊16e和16f如上述的另一个方案。

应用第三压力可调装置56c(说明在图2中)来调节第三夹送辊16e和16f之间的压力。如上述那样用一个或几个分离的不同机构可以装设第三压力可调装置56c。如上面对第二夹送辊16c和16d所述那样，选择制造第三夹送辊16e和16f的材料，部分是根据它们牢牢抓住和对变薄物流13的纤维提供摩擦的能力。在第三夹送辊16e和16f之间也提供可调压力，部分是想提高第三夹送辊16e和16f对变薄物流13的纤维提供摩擦的能力。以这种方式，变薄物流13的纤维不会在第三夹送辊16e和16f之间滑动。

与前述的情况类似，第三夹送辊16e和16f以相同的速度在相反的方向转动，从而使放置在它们之间的变薄物流13被拉过第三夹送辊16e和16f之间，并从第三夹送辊16e和16f之间的另一侧喷出。步进电机54(描述在图2中)在第三夹送辊16e和16f之间提供转动，速度控制器42(说明在图2中)与步进马达54连接在一起独立地控制第三夹送辊16e和16f的转速。最好第三夹送辊16e和16f的转速大于第三工作台输送带18c和18d的转速。在优先的实施方案中，第三夹送辊16e和16f的转速在约300rpm到约400rpm之间。

这样，变薄物流13的纤维当它们运动通过第三夹送辊16e和16f时被加速。如上所述，这种加速倾向于使变薄物流13进一步变薄。为了复述这是怎样完成的解释，当变薄物流13的纤维通过第二夹送辊16c和16d时，每根纤维的尾端还保持在第二夹送辊16c和16d之间。但是纤维的前端已被张紧地拉在第三工作台输送带18c和18d之间。

由于第二夹送辊16c和16d在没有松开纤维时对纤维施加有足够的压力，防止纤维以第三工作台输送带18c和18d转动的较快速度被拉过第三工作台。这样第三工作台输送带18c和18d牵引纤维的速度要比第二夹送辊16c和16d允许纤维运动的速度快。

当各个纤维的尾端从第二夹送辊16c和16d之间松开时，由第三工作台输送带18c和18d施加在纤维上的压力使纤维加速到第三工作台输送带18c和第18d的速度。这样，一旦松开的纤维被加速通过，从变薄物流13仍被夹在第二夹送辊16c和16d之间的其他纤维之中拉出。这种作用使变薄物流13变薄和拉长，达到将纤维单体分离的目的。

如上所述，在第三工作台输送带18c和18d之间的压力提供在变薄物流13的纤维之间可控程度的滑动。如果在第三工作台输送带18c和18d之间的压力太大，它倾向于拉断还没有从第二夹送辊16c和16d之间松开的纤维。如果在第三工作台输送带18c和18d之间的压力不是足够大，那么它就不够使已经从第二夹送辊16c和16d之间松开的纤维加速通过变薄物流13中还没有从第二夹送辊16c和16d之间松开的其他纤维。相似地，如果第二夹送辊16c和16d之间的压力不是足够大，不能防止变薄物流13的纤维从它们之间滑出，那么纤维就可能被第三工作台输送带18c和18d之间所施加的压力拉出，纤维将不会以均匀的方式单体分离。

在第二工作台12和第三工作台14之间的第二间距38在约0.5英寸到约6.5英寸之间。部分根据变薄物流13中的纤维的长度选择这个间距38的宽度，变薄物流13通过单体分离机50处理。最好给定的第二间距38是这样，使第二夹送辊16c和16d与第三夹送辊16e和16f之间的距离至少刚好大于变薄物流13中的最长纤维的长度。如上所述，其理由是第二夹送辊16c和16d和第三夹送辊16e和16f两者对它们夹持的纤维都施加上足够的压力，如果纤维同时夹持在每个夹送辊之间，那么将被拉断。

当纤维从第二夹送辊16c和16d出来并进入到第三工作台输送带18c和18d时前面的纤维被拉出到后面的纤维之前，以与其相同的方式，当纤维进入到第三夹送辊16e和16f时前面的纤维也被拉出到后面的纤维之前。因为第三夹送辊16e和16f转动的速度大于第三工作台输送带18c和18d的速度，第三夹送辊16e和16f使被拉入到它们之间的纤维，以此第三工作台输送带18c和18d的速度和第二夹送辊16c和16f的速度更快的速率滑动通过其他的纤维。

这样，在第三工作台输送带18c和18d之间区域内变薄物流13中的纤维以三种不同的速度运动。仍然保持在第二夹送辊16c和16d之间的纤维运动最慢，它们以第二夹送辊16c和16d的速度运动。已经从第二夹送辊16c和16d之间松开的纤维加速通过最慢的纤维，其运动速度为第三工作台输送带18c和18d的速度。加速通过这两组较慢纤维的是已被拉入到第三夹送辊16e和16f之间的纤维，它们以第三夹送辊16e和16f的速度运动。这样，纤维以这三种速度运动倾向于进一步拉伸变薄的物流13，在第二工作台12的出口产生单体分离的纤维15。

第二工作台输送带18c和18d的转速足够大到使纤维可能倾向于缠绕到第二工作台输送带18c和18d上，而不是继续与其他纤维一起移动和被进一步处理。为了减小发生以这种方式纤维缠绕到第二工作台输送带18c和18d上，装设装置以便迫使变薄物流13的纤维沿着合适的路径。如上所述，最好应用空气刀32c和32d将纤维保持在变薄物流13内。

从第三夹送辊16e和16f每次松开一根单体分离的纤维15，沿着在真空喷嘴26的入口形成的空气流前进。尽管第三夹送辊16e和16f转动的速度也足够大，可能会使纤维15倾向于缠绕它们。但是最好由真空喷嘴26形成的拉力足够大，将纤维15拉入到真空喷嘴26内，和不会缠绕到第三夹送辊16e和16f。这样在优选的实施方案中，在第三夹送辊16e和16f的出口处不需要空气刀。但是，可以在第三夹送辊16e和16f的出口放置空气刀，也可以在上述的其他任何一个辊和输送带的出口处放置空气刀。

在第三工作台和真空喷嘴26之间的第三间距36约在零英寸到0.25英寸之间。最好一旦为设备的最佳操作性能给定这个间距，然后就不需进一步调整。最好真空喷嘴26的长度足够长，使得纤维15在被第三夹送辊16e和16f松开之前不会伸展到真空喷嘴26的最远处。以这种方式，在任何给定的时刻可能在真空喷嘴26内的几个单体分离的纤维15不会倾向于在松开之前缠结在一起。为了进一步防止单体分离纤维15的缠结，吹入到真空喷嘴26内的空气流最好是无扰动的。这样空气以层流的方式流入到真空喷嘴之中，单体分离的纤维15不会被空气流的漩涡互相缠结在一起。部分是根据无扰动空气流的要求来选择真空喷嘴26的形状和空气流入喷嘴的速度。空气流的速度最好大于第三夹送辊16e和16f的圆周的线速度。在真空喷嘴26内的无扰动空气流可以看作是牵引工作台，这是由于空气通过喷嘴时的非线性速度和真空喷嘴26的设计。

喷嘴26通过管线28从真空源34获得真空。真空源34牵引单体分离的纤维15通过分析器30。分析器30最好包括传感器、存储器、信息总线、软件、操作系统和其他需要用来检测和分析单体分离纤维15的各种物理性能的硬件，从第三工作台14接受这些纤维。例如，分析器13可以确定单体分离纤维15的颜色、水分含量、长度或应力强度。

已经详细描述了本发明，对相关技术很熟悉的人们很清楚可以对本发明进行各种修改而不会背离本发明的宗旨。可以对本发明进行各种形式、设计或布置的修改和变化而不会背离本发明的宗旨和范畴。因此，应该认为上面的描述是示例性的，而不是限制性的。本发明实际的范围如下面权利要求书所定义的那样。

Claims (31)

1．一种用来将进料流中的纤维单体化分离，而不会断裂纤维的设备，其包括：

第一工作台，其有第一夹送辊，用来接纳进料流并把它送到第二工作台；

第二工作台，用于接纳从第一工作台来的进料流，并把变薄的物流送到第三工作台，且具有：

第二工作台输送带，用于将进料流在张力下从第一工作台牵引到第二工作台之中；和

第二夹送辊，用于从第二工作台输送带在张力下牵引进料流，并把变薄物流送至第三工作台；和

第三工作台，用于接纳从第二工作台来的变薄物流，并提供单体分离的纤维，且它有：

第三工作台输送带，用于将变薄的物流在张力下从第二工作台牵引到第三工作台中；和

第三夹送辊，用于从第三工作台输送带在张力下牵引变薄的物流，并提供单体分离的纤维。

2．如权利要求1所述的设备，其还包括设置在第二工作台输送带附近的第二压板，用于对进料流提供压力并允许在进料流中的纤维可控程度的滑动。

3．如权利要求2所述的设备，其中，至少一个第二压板是加压板，用于调节在第二工作台输送带之间的进料流上的压力。

4．如权利要求1所述的设备，其还包括设置在第三工作台输送带附近的第三压板，用于对变薄物流提供压力并允许在变薄物流中的纤维可控程度的滑动。

5．如权利要求4所述的设备，其中，至少一个第三压板是加压板，用于调节在第三工作台输送带之间的变薄物流上的压力。

6．如权利要求1所述的设备，其还包括驱动第一、第二、和第三夹送辊和第二、第三工作台输送带的每一个的步进电机。

7．如权利要求1所述的设备，其还包括速度控制器，用来分别控制第一、第二和第三夹送辊和第二、第三工作台输送带的每一个的转速。

8．如权利要求1所述的设备，其还包括轨道，第一、第二和第三工作台中至少一个可调地安装在该轨道，用于增加和减少在第一、第二和第三工作台之间的间距。

9．如权利要求8所述的设备，其还包括在第一和第二工作台之间的第一间距约为0.5英寸到4.5英寸之间。

10．如权利要求8所述的设备，其还包括在第二和第三工作台之间的第二间距约为0.5英寸到6.5英寸之间。

11．如权利要求1所述的设备，其还包括：

第一夹送辊转速约为5rpm(转/每分钟)；

第二工作台输送带转速约为15rpm；

第二夹送辊转速约为30rpm；

第三工作台输送带转速约为60rpm；和

第三夹送辊转速在约300到400rpm之间。

12．如权利要求1所述的设备，其还包括设置在第三工作台附近的真空喷嘴，用于从第三工作台牵引单体分离的纤维。

13．如权利要求12所述的设备，其还包括在第三工作台和真空喷嘴之间的第三间距约为零英寸到0.25英寸之间。

14．如权利要求12所述的设备，其中，真空喷嘴用无扰动空气流从第三工作台牵引单体分离的纤维。

15．如权利要求12所述的设备，其还包括分析器，用来接纳从真空喷嘴来的单体分离的纤维和检测每根单体分离的纤维的物理特性。

16．如权利要求15所述的设备，其中，物理特性还包括单体分离纤维的长度。

17．如权利要求1所述的设备，其还包括：

第一可调压力装置，用于调节第一夹送辊之间的压力并防止进料流中的纤维在第一夹送辊之间滑动；

第二可调压力装置，用于调节第二夹送辊之间的压力并防止变薄物流中的纤维在第二夹送辊之间滑动；和

第三可调压力装置，用于调节第三夹送辊之间的压力并防止单体分离的纤维在第三夹送辊之间滑动。

18．如权利要求1所述的设备，其还包括设置在第二夹送辊附近的第二空气刀，用于从第二夹送辊上移去纤维。

19．如权利要求1所述的设备，其还包括设置在第三工作台输送带附近的第三空气刀，用于从第三工作台输送带处移去纤维。

20．如权利要求1所述的设备，其中，纤维还包括羊毛，而进料流还包括趾条。

21．一种用来将趾条中的羊毛纤维单体分离，而不会断裂纤维的设备，其包括：

轨道；

第一工作台，用于接受趾条和把趾条送至第二工作台，它有：

第一夹送辊，其以约5rpm的速度转动，用于把趾条牵引到第一工作台中；和

第一可调压力装置，用于调节第一夹送辊之间的压力并防止趾条中的羊毛纤维在第一夹送辊之间滑动；

在第一和第二工作台之间的第一可调间距约在0.5英寸到4.5英寸之间；

第二工作台，其可调地安装在轨道上，用于接纳从第一工作台来的趾条并把变薄的趾条送到第三工作台；和它有：

第二工作台输送带，其以约15rpm的速度转动，用于在张力下从第一工作台牵引趾条到第二工作台中；

第二压板，其设置在第二工作台输送带附近，至少一个第二压板是加压板，用于调节在第二工作台输送带之间的趾条上的压力并允许趾条中的羊毛纤维可控程度的滑动；

第二夹送辊，其以约30rpm的速度转动，用于在张力下从第二工作台输送带牵引趾条并提供变薄的趾条；

第二可调压力装置，用于调节第二夹送辊之间的压力并防止趾条中的羊毛纤维在第二夹送辊之间滑动；和

第二空气刀设置在第二达辊附近，用于从第二夹送辊移去羊毛纤维，

在第二和第三工作台之间的第二可调间距，约在0.5英寸到6.5英寸之间，

第三工作台，其可调地安装在轨道上，用于接纳变薄的趾条和把单体分离的羊毛纤维送到真空喷嘴；和它有：

第三工作台输送带，其以约60rpm的速度转动，用于在张力下从第二工作台牵引变薄的趾条到第三工作台中；

第三压板，其设置在第三工作台输送带附近，至少一个第三压板是加压板，用于调节在第三工作台输送带之间的变薄趾条上的压力，并允许在变薄趾条中的羊毛纤维可控程度的滑动；

第三夹送辊，其以约300rpm到400rpm之间的速度转动，用于在张力下从第三工作台输送带牵引变薄的趾条，并提供单体分离的羊毛纤维；

第三可调压力装置，用于调节第三夹送辊之间的压力，并防止在变薄趾条中的羊毛纤维在第三夹送辊之间的滑动；和

第三空气刀，其设置在第三工作台输送带附近，用于从第三工作台输送带移去羊毛纤维；

真空喷嘴，用无扰动空气流从第三工作台牵引单体分离的羊毛纤维，并把该单体分离的羊毛纤维提供给分析器；

分析器，用于从真空喷嘴接纳单体分离的羊毛纤维并检测单体分离的纤维的物理特性；

步进马达，用来驱动第一、第二和第三夹送辊和第二和第三工作台输送带的每一个；和

速度控制器，用于分别控制第一、第二和第三夹送辊和第二和第三工作台输送带的每一个的转速。

22．一种单体分离进料流中的纤维并不会断裂纤维的方法，其包括：

给第一夹送辊提供进料流，并使第一夹送辊以某个速度转动；

增加第一夹送辊之间的压力，直到进料流的纤维不会在第一夹送辊之间滑动；

在张力下从第一夹送辊牵引纤维到第二工作台输送带之间，第二工作台输送带以大于第一夹送辊的速度转动；

调节到第二工作台输送带之间的纤维上的压力，以便允许在纤维之间可控程度的滑动；

在张力下从第二工作台输送带牵引纤维到第二夹送辊，第二夹送辊以大于第二工作台输送带的速度转动；

增加第二夹送辊之间的压力直到纤维不会在第二夹送辊之间滑动；

在张力下从第二夹送辊牵引纤维到第三工作台输送带之间，第三工作台输送带以大于第二夹送辊的速度转动；

调节在第三工作台输送带之间的纤维上的压力，以便允许纤维之间可控程度的滑动；

在张力下从第三工作台输送带牵引纤维到第三夹送辊，第三夹送辊以大于第三工作台输送带的速度转动；

增加在第三夹送辊之间的压力直到纤维不会在第三夹送辊之间滑动；和

从第三夹送辊作为单体分离的纤维松开各根纤维。

23．如权利要求22所述的方法，其还包括从第三夹送辊在非扰动空气流中通过真空喷嘴接纳单体分离的纤维的步骤。

24．如权利要求23所述的方法，其还包括如下各步骤：

在无扰动空气流中从真空喷嘴牵引单体分离的纤维通过分析器；和

用分析器测量单体分离的纤维的各项物理特性。

25．如权利要求23所述的方法，其还包括用第三间距将第三夹送辊与真空喷嘴分离的步骤，第三间距约为零英寸到0.25英寸之间。

26．如权利要求22所述的方法，其还包括用第一间距将第一夹送辊和第二工作台输送带分离的步骤，第一间距约为0.5英寸到4.5英寸之间。

27．如权利要求22所述的方法，其还包括用第二间距将第二夹送辊和第三工作台输送带分离的步骤，第二间距约为0.5英寸到6.5英寸之间。

28．如权利要求22所述的方法，其中，第一夹送辊、第二工作台输送带、第二夹送辊、第三工作台输送带和第三夹送辊的速度分别还包括约5rpm、约15rpm、约30rpm、约60rpm和在约300rpm到约400rpm之间。

29．如权利要求22所述的方法，其还包括如下各步骤：

用空气刀从第二夹送辊移去纤维；和

用空气刀从第三工作台输送带移去纤维。

30．如权利要求22所述的方法，其中，纤维还包括羊毛，如进料流还包括趾条。

31．一种从纤维进料流将纤维单体分离的设备，每根纤维有前端、尾端和长度，其中没有纤维终端是横向地在进料流中邻近，该设备包括：

恒定温度工作台，用于以某一速度传送纤维的进料流，其传送方向基本上平行于纤维的长度，并在第一位置与进料流接合，以便保持所有纤维的速度，从而使在第一位置的所有纤维有相同的速度，和用于当每根纤维的尾端通过第一位置时松开纤维一次一根；和

变速工作台，用于在张力下接纳纤维流中的纤维的前端和传送纤维的进料流，用于当纤维传送在单体分离工作台时对每根纤维施加加速力，用于当纤维尾端通过第一位置和纤维被松开时分别加速每根纤维，从而当恒定速度工作台松开各根纤维时，单根纤维被单独传送出变速工作台。

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