CN1884645B - 用在带冷却系统的纺纱准备机械中的装置 - Google Patents
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Abstract
一种用在带冷却系统纺纱准备机械中的装置，该纺纱准备机械尤其是盖板梳棉机、罗拉梳理机、除杂机或类似的机器，其中滚筒具有圆柱形圆周表面、以及与这个圆周表面相对并间隔开的壳体，在其中执行梳理工作并产生热量的梳理区位于滚筒的圆周表面与壳体的一部分之间，并且，相对于滚筒的内部空间，冷却介质进入、穿过并又离开，为了结构简单地降低或避免滚筒的热膨胀冷却介质是空气，其能够吸收滚筒的内部空间中的热量并将它从滚筒的内部空间中消散出去。
Description
技术领域
本发明涉及一种用在带冷却系统的纺纱准备机械中的装置，该纺纱准备机械特别是例如盖板梳棉机、罗拉梳理机、除杂机或类似机器，其中有一滚筒具有圆柱形圆周表面，以及与这个圆周表面相对并间隔开的壳体，其中进行梳理操作并产生热量的梳理区域位于所述滚筒的圆周表面和壳体的一部分之间，并且其中，相对于滚筒的内部空间，冷却介质进入、通过并又离开。
背景技术
锡林包布和与它相对的表面(相对表面)之间的间隙在机械工程和纤维工艺方面相当重要。梳理的结果，即除杂、棉结成形和纤维变短主要依赖于梳理间隙，即锡林包布与旋转和固定盖板的包布之间的间隙。围绕锡林的气流和热量消散的路径同样依赖于锡林包布和相对的包布的或未包布的表面(例如，分离板或壳体元件)之间的间隙。该间隙受到各种影响，在一些情况下受到不好的影响。相对的包布的磨损导致梳理间隙增大，这会导致棉结数量的增加和纤维变短的下降。锡林速度增加的结果(例如为增强除杂效果)就是由于离心力而使包括包布的锡林膨胀，并由此减小梳理间隙。当处理大量纤维和特定种类的纤维，例如合成纤维时，由于温度的增加，锡林的膨胀超过围绕它的机器的其余部分的膨胀，由此也导致所述间隙减小。与锡林径向相对的机器元件，例如固定梳理扇段和/或分离板也膨胀。
梳理间隙一方面尤其受机器设置的影响，另一方面受包布状态的影响。最重要的旋转盖板梳理间隙位于主梳理区域，也就是在锡林和旋转盖板组件之间。至少一个包布处于运动状态，所述至少一个包布总体上限定梳理区域的操作距离。为了增加梳理机的产量，人们尝试选择移动部件的旋转操作速度或操作速度为纤维加工工艺所允许的尽量高的速度。操作距离位于锡林的径向方向(从旋转轴线开始)。
在梳理时，每单位时间处理的纤维材料的数量逐渐增加，这意味着工作元件更高的速度和更高的装机功率。工作表面保持稳定，增加纤维材料的输出(产量)会由于机械工作而导致产生更大的热量。然而同时，梳理效果(条子均匀性，除杂程度，棉结的减少等等)不断改善，这意味着在梳理中有更多的起作用的表面，而这些起作用的表面更靠近锡林(滚筒)。被处理的合成纤维部分比例不断增加，与棉纤维相比，在处理合成纤维时通过与机器起作用的表面的摩擦接触产生更多的热量。当今的高性能梳理机的工作元件为了符合安全标准，防止杂质颗粒射入纺纱工作环境并减少机器的维修需要，周围都是完全封闭的。允许空气交换的栅格或甚至开放的材料导引表面属于过去以前的机器。
所描述的情况明显增加了输入到机器中的热量，而借助对流排放热量却显著降低。所导致对高性能梳理机更明显的加热导致更大的热弹性变形，由于温度场的不均匀分布其影响起作用的表面的设定间隙：锡林与盖板、道夫、固定盖板和装有分离板的分离点之间的间隙减小。在极端的情况下，起作用的表面之间的设定间隙空间能够完全靠拢，以致相对于彼此移动的部件发生冲突。高性能的梳理机遭受严重损毁。而且，当部件之间的温度差太大时，梳棉机的工作区域中产生的热量能够导致不同的热膨胀。
在已知装置(EP-A-0077166)的情况中，在锡林内设有液体输送系统以平衡锡林圆周上的温度条件。提供两个带通孔的轴颈，通过它们确定包含有液体的相应软管的路径。软管连接到沿锡林的内圆周表面设置的一些通道。冷却液体在锡林的不同侧进入和离开。这种已知装置的构造与组装以及操作非常复杂。通过使用外部泵，冷却液在压力下被容许进入锡林的内部。泵系统和滚筒冷却系统之间的旋转连接需要尤其仔细的结构和密封，以提供可靠的密封，防止冷却液泄漏。纺纱准备机械中液体的使用非常容易出问题并在实践中避免使用。需要冷却液体的完整的管道，这导致滚筒的分区冷却以及由此导致滚筒不希望的局部变形。而且，下述问题也是一个问题：由于相当大数量的冷却液体，滚筒的质量惯性矩不良地改变，也就是明显的增加。这就要求为滚筒而需要更大的动力输入。另外，液体和/或滚筒的温度要被监控，这需要装置上进一步相当的花费。然而，这也不可能实现均匀的温度条件以及由此带来的恒定的梳理间隙。
发明内容
因此，基于上面所描述的类型的装置的问题，产生了本发明，其避免了上面所述的缺陷，尤其以简单的结构方式降低或避免了滚筒的热膨胀并允许维持恒定的梳理间隙。
上述问题通过具有以下特征的上述装置解决：冷却介质是空气，其能够吸收所述滚筒的内部空间中的热量并将该热量从滚筒的内部空间中消散出去；在所述滚筒的第一端处设有中空圆柱形的第一轴颈，所述冷却介质通过所述第一轴颈进入所述滚筒的内部空间；在所述滚筒的与第一端相对的第二端处设有中空圆柱形的第二轴颈，所述冷却介质通过所述第二轴颈从所述滚筒的内部空间排放；并且所述第一轴颈和所述第二轴颈是非连续的。
因为吸收和消散热量的空气特别地吸收进内部空间，在预热的阶段以及常规的操作期间，滚筒的径向热膨胀减少或避免。因为通过对流(空气与内圆周滚筒壁和滚筒端部圆盘的内壁之间的接触)和辐射(从滚筒端部圆盘和内圆周滚筒壁到空气中的热辐射)传递到空气的热量从滚筒内部除去，实现了更高程度的效率。这样，在操作中实现了恒定的梳理间隙。特别的优点在于利用机器的部件实现冷却效果而不需要使用额外的冷却系统。滚筒的内部空间被用作“流动通道”，导致特别均匀的分布以及冷却效果。
通过将空气通过滚筒的轴颈的内部中空空间导入和导出实现了结构相当简单的冷却系统。
附图说明
本发明在下面参照图示的具体实施例详细说明，其中：
图1示意性地示出了带有按照本发明被冷却的滚筒(锡林)的梳理机的侧视图；
图2示出了旋转盖板的包布与锡林包布之间的梳理间隙；
图3示出了固定盖板元件的包布和锡林包布之间的梳理间隙；
图4示出了穿过带有两个短的带通孔的轴颈的按照图1的锡林的剖视图；
图5示出了带有进气装置、穿过锡林内部的空气通道和抽气装置的按照图1的锡林；
图6示出了用于排放空气的出口管道到轴颈的轴承的气密的密封连接；
图7示出了与图4相似的实施例，但其中仅有一个带通孔的轴颈用于排放空气；并且空气从环境中通过锡林端部圆盘中的开口吸入；和
图8示出了带有用于预冷却进入的空气的冷却装置的实施例。
具体实施方式
图1示出了一种梳理机，例如，Trützcahler盖板梳棉机TC03，其带有喂料辊1、进料板2、刺辊3a、3b、3c、锡林4、道夫5、剥取辊6、压辊7、8、纤维网导引元件9、纤维网喇叭口10、输出辊11、12、带有盖板导引辊13a、13b以及盖板条14的旋转盖板13、条筒15和圈条器16。各辊的旋转方向由相应弯曲的箭头示出。字母M表示锡林4的中点(轴线)而A表示工作方向。附图标记4a表示包布，4b表示高速锡林4的旋转方向。字母C表示旋转盖板13在梳理位置的旋转方向，而D表示盖板条14的反向传输方向。
参见图2，具有多个调节螺丝的曲轨17、通过螺丝在每一侧侧向地固定到机架上。曲轨17具有凸起的外表面17a和下表面17b。在曲轨17上方，设有例如抗磨塑料材料的滑道20，其具有凸起的外表面20a和凹入的内表面20b。凹入的内表面20b位于凸起的外表面17a上。盖板条14，其由冲压铝构成，在两端具有相应的盖板跟部14a(14b没有示出)，沿箭头C的方向在滑道20的凸起的外表面20a上滑动的两个钢销18沿轴向方向固定到盖板跟部。盖板包布24安装在盖板跟部14a的下表面上。附图标记23表示盖板包布24的齿顶圆。
在它的圆周上，锡林4具有锡林包布4a，例如锯齿包布。附图标记22表示锡林包布4a的齿顶圆。齿顶圆23和齿顶圆22之间的距离(梳理间隙)用字母a表示，例如为2/1000英寸。梳理间隙在实践中借助计量器在梳理机即带有锡林包布4a的锡林4和带有盖板包布24的盖板条14处于冷却的状态下精确设定，并且通过按照本发明的冷却装置，即使当机器已经变热时，该梳理间隙也维持稳定。凸起的外表面20a和齿顶圆22之间的距离用字母b表示。凸起的外表面20a的半径用r1表示而齿顶圆22的恒定的半径用r2表示。半径r2与锡林4的中点M(参见图1)相交。附图标记14c表示盖板的背面。附图标记19表示夹紧元件，其环绕盖板销18接合并与用于盖板条14的驱动带(未示出)相连。
参照图3，在梳理机的每一侧，近似半圆的刚性侧板18侧向地固定到机架(未示出)上；弯曲的刚性支承元件19同心地浇铸到圆周区域中它的外侧上，元件19具有作为它的支撑面的凸起的支承表面19a和下侧面19b。固定的梳理元件25在其两端处具有支承表面，这两端位于支承元件的凸起支承表面19a上。带梳理包布26a′、26b′的梳理元件26a、26b安装在梳理扇段25的下表面上。附图标记21表示梳理包布26a′、26b′的齿顶圆。锡林4在它的圆周上具有锡林包布4a，例如锯齿包布。附图标记22表示锡林包布4a的齿顶圆。齿顶圆21和齿顶圆22之间的距离用字母c表示，例如为0.2mm。凸起的外表面19a和齿顶圆22之间的距离用字母d表示。凸起的外表面19a的半径用r1表示而齿顶圆22的半径用r2表示。半径r1和r2相交在锡林4的中点M处(参见图1)。图3中所示的梳理扇段25由支撑部23a和两个梳理元件26a、26b组成，它们沿锡林4的旋转方向(箭头4b)依次设置，梳理元件26a、26b的包布与锡林4的包布4a彼此相对。当机器处于冷却的状态时，梳理元件26a、26b的包布26a′、26b′与锡林包布4a之间的距离能够，例如使用计量器精确设定，并且通过按照本发明的冷却装置，即使当机器已经预热时，在操作的过程中该距离也维持恒定。
图4中所示的锡林4具有钢板壳体27。在它的两端，壳体27通过相应的锡林端部圆盘28a、28b分别支撑在大体中空的圆柱毂(轴衬)29a、29b上。毂29a、29b借助焊接节点30a、30b连接到锡林端部圆盘上。毂29a通过粘合剂粘着不可旋转地固定到短圆柱轴颈31a上。轴颈的内端面31a′、31b′与毂的内端表面基本平齐。外端面31a″、31b″突出向外超过锡林4的侧表面。轴颈31a和31b的外端分别安装在固定的轴承32a和32b上。锡林具有例如40米/秒的圆周速度。轴颈31a和31b是中空的圆柱结构并分别具有连续孔31a″′和31b″′。
参照图5，在冷却系统中，对锡林4的内部空间4c施加抽吸，由此，热空气从内部空间排放。驱动轮34不可旋转地固定到轴颈31b的外部区域。圆锥形的抽吸头35在它远离锡林端部圆盘28b的一侧上与驱动轮34相连。用于允许空气D1、D2从大气进入的轴颈31b的连续孔31b″′在它的入口侧31b″′处呈圆锥形(参见图4)。抽吸头35和轴颈31b彼此同轴心，抽吸头35的出口与外端面31b″相连。轴颈的内端面31b′终止在内部空间4c中。用于将空气F2从锡林4的内部空间4c排出的轴颈31a的连续孔31a″′在它的端部31aI处呈圆锥形。抽吸管36的一端以气密方式固定到固定轴承32a远离锡林端部圆盘28a一侧32aI上，而它的另一端与风机37的抽吸侧相连。风机37是机器抽吸系统的一部分，通过它尤其是充满尘埃的空气从机器中被抽出。用于分布气流F1和F2的空气导引件38a到38d位于锡林4中的内部空间4c。39a、39b表示滚珠轴承。
在操作过程中，气流D1、D2(其温度低于内部空间4a中的空气的温度)从大气进入，通过抽吸头35引导，穿过端面31b″进入锥形孔31b″′，作为气流E穿过孔31b″′，并在端面31b′处从孔31b″′中涌出以气流F1的形式进入到内部空间4c。导引件38a到38d在内部空间4c中分布气流F1，在这期间，气流F1吸收从壳体27的内圆周表面和锡林端部圆盘28a和28b的内圆周表面释放给气流F1的热量，发生热交换。气流F1被加热并冷却壳体27和锡林端部圆盘28a和28b。然后，依靠风机37引导排气，被加热的气流F2进入锥形孔31a″穿过端面31a′并在端面31a′处从孔31a″′中涌出进入到抽吸管36。风机37从抽吸管35中抽吸气流H，该气流作为气流I离开风机37的压力侧。
按照本发明的方式，空气穿过滚筒4通过特殊的支承点(bearirgpoint被带走，通过对流导致锡林4冷却。这意味着锡林结构具有轴颈31a、31b，而轴颈31a、31b具有各自的连续孔31a″′、31b″′并经受抽吸。优选地，机器抽吸系统(风机37)中的一些空气被抽出。同时气流被引入，抽吸管36的一个臂36′与两个支承轴颈中的一个的开口相连。从相反侧(入口侧)到抽吸侧的空气流由此建立。优选地，驱动侧是入口侧而非驱动侧是抽吸侧。驱动轮34被形成为使得用于流入环境空气D1、D2的入口头35形成在那里。在它的内部空间4c，锡林4或滚筒包含导引件38a到38d(例如肋、叶片、加强肋)，其用于在锡林4中适当地分布空气。按如下方式计算热量消散：
c＝比热
AT＝温差
参照图6，密封圈40(圆环)布置在抽吸管36的凸缘形端部区36′和轴承32a的外侧32a′之间。端部区36′借助固定装置，例如螺丝41a、41b固定到在轴承32a上。根据图7，锡林端部圆盘28b具有多个连续空气入口41，通过它们，气流D从外部区域进入到锡林4的内部空间4c。在图7中所示的例子中，轴颈31b没有孔。然而优选地，为轴颈31b额外地提供孔31b″′(图7中没有示出)，结果，流入空气大量增加。气流F2通过轴颈31a中的孔31a″′作为气流H抽出(参见图5)。
根据图8，设有空气冷却装置42，产生预冷却的气流D，其穿过轴颈31b的孔31b″作为气流F1进入锡林4的内部空间4c中。这样，要引入的气流D的热量或温度可以与锡林的内部空间4c中的热量或温度相适应或匹配，使得由于梳理工作而导致滚筒4的加热被完全补偿，滚筒4的径向热膨胀被避免，规定间隙和所希望的梳理间隙持续保持恒定。
在根据图8的结构中，优选地，测量锡林4的内部空间4c中和/或壳体27处的温度，并使用冷却系统42使进入的空气D1、D2的温度低于内部空间4c中温度，使得尽管由于梳理工作引起加热，但是锡林4的内部空间4c中或壳体27的温度仍然保持恒定。这样，狭窄的梳理间隙能够在冷却的机器上设定并在机器发热时得以维持，这是在技术上想要达到的。此外，可以有利地对冷却系统42的温度进行调节。调节例如可以根据预设值或者作为锡林4的内部空间4c中或壳体27的温度的函数手动地实施。
Claims (44)
1.一种用在带冷却系统的纺纱准备机械中的装置，其中，滚筒具有圆柱形圆周表面以及与这个圆周表面相对并间隔开的壳体，在其中执行梳理工作并产生热量的梳理区位于该滚筒的圆周表面与所述壳体的一部分之间，并且，相对于所述滚筒的内部空间，冷却介质进入、穿过并又离开，其特征在于，冷却介质是空气(D1，D2，E，F1，F2，G，H)，其能够吸收所述滚筒(4)的内部空间(4c)中的热量并将该热量从滚筒(4)的内部空间(4c)中消散出去，
在所述滚筒(4)的第一端处设有中空圆柱形的第一轴颈(31a)，所述冷却介质通过所述第一轴颈(31a)进入所述滚筒的内部空间，
在所述滚筒(4)的与第一端相对的第二端处设有中空圆柱形的第二轴颈(31b)，所述冷却介质通过所述第二轴颈(31b)从所述滚筒的内部空间排放，并且
所述第一轴颈(31a)和所述第二轴颈(31b)是非连续的。
2.按照权利要求1所述的装置，其特征在于，抽吸空气(F1，F2)穿过所述滚筒(4)的内部空间(4c)。
3.按照权利要求2所述的装置，其特征在于，滚筒(4)的内部空间(4c)以及所述第一轴颈(31a)的内部空间(31a″)和所述第二轴颈(31b)的内部空间(31b″)被空气(E，F1，F2，G)横穿。
4.按照权利要求1所述的装置，其特征在于，压缩空气穿过所述滚筒的内部空间。
5.按照权利要求4所述的装置，其特征在于，所述滚筒的内部空间以及所述第一轴颈的内部空间和所述第二轴颈的内部空间被压缩空气横穿。
6.按照权利要求1所述的装置，其特征在于，所述空气将对流热消散。
7.按照权利要求1所述的装置，其特征在于，所述空气将辐射热消散。
8.按照权利要求1-7中任一所述的装置，其特征在于，所述空气至少部分地沿所述滚筒的内圆周表面流动。
9.按照权利要求1-7中任一所述的装置，其特征在于，所述空气至少部分地沿滚筒端部圆盘的内表面流动。
10.按照权利要求1-7中任一所述的装置，其特征在于，所述第二轴颈与机器抽吸系统相连。
11.按照权利要求1-7中任一所述的装置，其特征在于，所述第二轴颈与风机(37)的入口侧相连。
12.按照权利要求11所述的装置，其特征在于，所述风机(37)固定在合适位置。
13.按照权利要求1-7中任一所述的装置，其特征在于，所述第一轴颈通过入口吸入环境空气。
14.按照权利要求13所述的装置，其特征在于，圆锥形空气导引件与入口相连。
15.按照权利要求14所述的装置，其特征在于，所述圆锥形空气导引件能绕它的纵向轴线旋转。
16.按照权利要求1-7中任一所述的装置，其特征在于，所述第一轴颈与压缩空气源相连。
17.按照权利要求1-7中任一所述的装置，其特征在于，所述第二轴颈通向外部空气。
18.按照权利要求1-7中任一所述的装置，其特征在于，至少一个空气导引件设在所述滚筒(4)的内部空间(4c)中。
19.按照权利要求1-7中任一所述的装置，其特征在于，至少一个空气分布件设在滚筒(4)的内部空间(4c)中。
20.按照权利要求1-7中任一所述的装置，其特征在于，肋或叶片设在所述滚筒的内部空间中。
21.按照权利要求1-7中任一所述的装置，其特征在于，所述空气在所述滚筒(4)的驱动侧流入。
22.按照权利要求1-7中任一所述的装置，其特征在于，所述空气在滚筒(4)的非驱动侧流出。
23.按照权利要求21所述的装置，其特征在于，设置在所述滚筒的驱动侧的驱动轮(34)具有喇叭口形空气入口。
24.按照权利要求1-7中任一所述的装置，其特征在于，所述第一轴颈(31a)在它的入口侧呈圆锥形。
25.按照权利要求1-7中任一所述的装置，其特征在于，所述第二轴颈(31b)在它的入口侧呈圆锥形。
26.按照权利要求1-7中任一所述的装置，其特征在于，所述空气穿过所述第一轴颈和所述第二轴颈的相应轴承(32a，32b)。
27.按照权利要求1-7中任一所述的装置，其特征在于，所述第二轴颈的出口通向固定的抽吸管的入口。
28.按照权利要求1-7中任一所述的装置，其特征在于，所述第一轴颈和所述第二轴颈中的每个沿轴向方向都具有连续孔(31a″，31b″)。
29.按照权利要求1-7中任一所述的装置，其特征在于，所述滚筒是盖板梳理机的锡林(4)。
30.按照权利要求1-7中任一所述的装置，其特征在于，所述滚筒是罗拉梳理机的锡林。
31.按照权利要求1-7中任一所述的装置，其特征在于，所述滚筒是梳理机的至少一个刺辊(3a，3b，3c)。
32.按照权利要求1-7中任一所述的装置，其特征在于，所述滚筒是梳理机的道夫(5)。
33.按照权利要求1-7中任一所述的装置，其特征在于，输入空气(D1，D2)被预冷却。
34.按照权利要求1-7中任一所述的装置，其特征在于，所述第二轴颈与吸尘装置相连。
35.按照权利要求1-7中任一所述的装置，其特征在于，滚筒内壁区域中的空气大体轴向流动。
36.按照权利要求1-7中任一所述的装置，其特征在于，滚筒(4)的内部空间(4c)中的空气大体螺旋地流动。
37.按照权利要求1-7中任一所述的装置，其特征在于，滚筒(4)的内部空间(4c)中的空气至少部分地层状流动。
38.按照权利要求1-7中任一所述的装置，其特征在于，滚筒(4)的内部空间(4c)中的空气至少部分地紊流流动。
39.按照权利要求1-7中任一所述的装置，其特征在于，处于变热阶段中的气流适应于滚筒(4)升高的温度。
40.按照权利要求1-7中任一所述的装置，其特征在于，处于运行阶段中的气流基本上恒定。
41.按照权利要求1-7中任一所述的装置，其特征在于，气流能适应于变化的运行条件。
42.按照权利要求1-7中任一所述的装置，其特征在于，滚筒(4)的内部空间(4c)中的温度和/或滚筒的壳体(27)的温度是可测量的。
43.按照权利要求42所述的装置，其特征在于，输入空气(D1，D2)的温度能适应于滚筒(4)的内部空间(4c)中的温度和/或滚筒的壳体(27)的温度。
44.按照权利要求33所述的装置，其特征在于，用于预冷却输入空气的冷却装置(42)的温度是可调节的。
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