EA000453B1

EA000453B1 - Устройство и способ для отделения хлопкового волокна

Info

Publication number: EA000453B1
Application number: EA199800940A
Authority: EA
Inventors: Тревор Пэйн
Original assignee: Темплетон Процесс Девелопментс Лимитед
Priority date: 1996-05-24
Filing date: 1997-05-15
Publication date: 1999-08-26
Also published as: GB9611005D0; ZA974269B; EA199800940A1; CO4700557A1; EG21549A; TR199802542T2; AR007265A1; IL126931A0; BR9709261A; AU2785197A; CN1219210A; AP9801394A0; BG102928A; WO1997045572A1; EP0907768A1; PE82898A1; OA11255A

Description

Настоящее изобретение относится к устройству и способу для отделения хлопкового волокна. Процесс состоит в отделении хлопкового волокна от семян после уборки хлопка. Волокноотделение выполняется, в основном, на месте, рядом с посевными площадями на центральных хлопкоочистительных заводах.

Существует два основных способа отделения хлопкового волокна: валичный и пильный. В первом способе прошедший через валичный волокноотделитель хлопок нарезан по горизонтали, что не причиняет вреда прядкам и дает продукцию более высокого качества; в последнем способе материал нарезается по вертикали, что рвет и портит прядки, но процесс идет быстрее. Очевидно, что в настоящее время приходится выбирать между малыми неэффективными производствами, на которых используются старые технологии, требующие больших трудозатрат на техобслуживание и подвода большой мощности, и очень дорогими комплексными машинами, для обеспечения эффективности которых требуются большие объемы обрабатываемого сырья.

В известных валичных волокноотделителях для подачи сырья используется конвейер, который посылает материал в бункер, расположенный сверху машины. Получаемый на выходе машины продукт транспортируется; пух упаковывается в кипы, а семена дробятся для получения масла. Процесс осуществляется путем обеспечения контакта хлопка с кожаными вальцами, которые захватывают волокна и пропускают хлопок через неподвижно установленный нож, прижатый к вальцу. Поверх неподвижно установленного ножа установлен другой нож, который совершает возвратно-поступательные движения, что и обеспечивает отделение пуха (волокна) от семян, при этом семена проваливаются через решетку, а волокно отдирается от кожаного вальца с помощью вращающегося стриппера со специальными лезвиями.

Одной из целей настоящего изобретения является создание машины для отделения хлопкового волокна, хотя не исключено ее использование и для других продуктов, при этом данная машина обеспечивает качество получаемого продукта на уровне валичных машин, но имеет более простую конструкцию и требует меньше трудозатрат на техобслуживание. Преимущество машины по данному изобретению состоит в получении более высокой производительности, которая обеспечивается как повышенной пропускной способностью, так и потребляемой мощностью.

В соответствии с одним аспектом настоящего изобретения предложена машина для отделения хлопкового волокна, в состав которой входят верхняя неподвижно установленная пластина и установленная параллельно в горизонтальной плоскости внахлест с зазором по отношению к ней нижняя вращающаяся пластина;

при этом верхняя пластина снабжена средствами для подачи хлопка-сырца с пухом и семенами, который поступает на ее верхнюю поверхность, в зазор между пластинами; при этом верхняя пластина снабжена рядом зон, каждая из которых имеет режущую кромку, образующую нож на ее нижней поверхности; при этом обеспечивается подача хлопка в названный зазор во время вращения пластин относительно друг друга и протаскивание его через названные режущие кромки, пух отделяется от семян, срезанный таким образом пух (прядки) удаляется, а семена собираются в отдельный приемник.

В первом варианте осуществления настоящего изобретения семена удерживаются в канавках на верхней поверхности нижней пластины со сквозными щелями.

Во втором варианте осуществления настоящего изобретения семена переносятся нижней вращающейся пластиной на лезвие, укрепленное на верхней пластине и пух хлопковых семян с помощью кожано-хлопковой композитной подкладки протаскивается под лезвием.

В настоящем изобретении также предусмотрен и способ отделения хлопкового волокна хлопка-сырца, который осуществляется следующим образом:

a) подача хлопка-сырца с пухом и семенами на верхнюю поверхность нижней вращающейся пластины;

b) вращение названной пластины для осуществления переноса названного хлопка-сырца на переднюю кромку ножа, размещенного на определенном расстоянии над названной вращающейся пластиной таким образом, чтобы семена протаскивались под кромкой ножа;

c) извлечение пуха, отделенного от хлопкасырца с тыльной кромки ножа;

d) сбор названных семян с передней кромки ножа.

Для более полного и детального объяснения сущности настоящего изобретения вариант осуществления настоящего изобретения описан с помощью рисунков, на которых схематично изображено устройство по настоящему изобретению.

На фиг. 1 схематично изображен вид сбоку на машину для отделения волокна по первому варианту настоящего изобретения;

на фиг. 2 изображен вид сверху на пластину фидера;

на фиг. 3 - вид сверху на вращающуюся пластину по первому варианту настоящего изобретения;

на фиг. 4 - вид сверху на пластину для сбора семян;

на фиг. 5 - вид сверху на опорную пластину электродвигателя;

на фиг. 6 - перспективный вид на блок ножа;

на фиг. 7 - сечение по блоку ножа, пластине фидера и вращающейся пластине (сечение АА на фиг. 2 и 3);

на фиг. 8 - кромка блока ножа;

на фиг. 9 - вариант вращающейся пластины;

на фиг. 10 - машина для отделения волокна по второму варианту настоящего изобретения;

на фиг. 11 - другой вариант ротора; на фиг. 12 - вариант верхней пластины; на фиг. 1 3 - вид сбоку на лезвие устройства по фиг. 1 0;

на фиг. 14 - вид сверху на нижнюю поверхность лезвия;

на фиг. 15 - вид сбоку на вариант нижнего лезвия.

Обратимся сначала к фиг. 1, на которой схематично изображен вид сбоку на машину для отделения волокна по настоящему изобретению. Машина приводится электрическим двигателем 1 , который установлен на крестовине 5 и с помощью гибкой связи 11 соединен с ведущим валом 10. Над пластиной 5, неподвижно установленной на раме 6, неподвижно крепится пластина сбора и выгрузки семян 4, в которой предусмотрено отверстие 41 для сбора семян. В пластине 4 имеется центральное отверстие 42, которое позволяет пропустить вал двигателя.

Над установленной неподвижно пластиной 4 находиться вращающаяся пластина 3, связанная с валом 1 0, эта пластина расположена на определенном расстоянии ниже неподвижной подающей пластины 2. В подающей пластине 2 выполнено центральное отверстие 25 со сборкой подшипника 1 3 для вала 1 0.

Вал 10 проходит вверх и может использоваться для привода известных средств для ворошения волокна, которые устанавливаются сверху.

Питающий короб 21 для хлопка-сырца в сборе расположен над пластиной 2 и его устройство, в основном, известно. Короб служит для подачи хлопка в машину. Короб 21 разделен на четыре рукава, из которых показаны только два - 22 и 23. В состав питающей пластины 2 входят четыре блока ножей 24, расположенных с каждой стороны пластины вокруг центрального отверстия для свободной установки вала 10 (фиг. 2). На каждый блок ножей хлопок подается по своему рукаву (22, 23) короба 21.

Ниже питающей пластины 2 установлена вращающаяся пластина 3 с четырьмя зонами 31, состоящими из ряда параллельных канавок 32, идущих вверх и центральной муфты 33, соединенной с ведущим валом 10. Канавки 32 идут вниз до щелей 34, выполненных в пластине (фиг. 7). На фиг. 7 показано сечение А-А (фиг. 2 и 3) по пластинам 2 и 3 в сборе.

Как показано на фиг. 7, установленная неподвижно пластина питателя 2 имеет четыре отверстия, в каждое из которых вставлен блок ножей 24. Каждый блок ножей установлен на боковые фланцы 26, опирающиеся на поверхность пластины, с возможностью регулировки. В блоке ножей 24 выполнены щели для создания режущих кромок 27. На блок могут также устанавливаться отдельные лезвия ножей. Отделяемые семена хлопка S поступают на блок ножей 24 вдоль бокового входного отверстия I и протаскиваются вращающейся пластиной 3 в область (канал) захвата, образованную конусом 29 на передней кромке блока ножей 24 (фиг. 8). При подходе передней кромки первой канавки 32¹ пластины 3 семечко S протаскивается внутрь и захватывается канавкой и увлекается вниз блока ножей 24, при этом силы сопротивления вращающихся пластин толкают семечко вверх на кромку 27. Таким образом, хлопковый пух последовательно обдирается о кромки 27 и удаляется. Каждая кромка поворачивает семечко в новое положение и срезает пух с каждой стороны. Оголенное семечко проходит сквозь щели 34 и лезвие скребка 28 на выходе О блока ножей, где удаляется весь пух, который засасывается вверх через отверстие на этом конце блока. Лезвие 28 обеспечивает полную очистку семян и направляет их вниз, не давая поступать через канавки на выход. Отделенные семена проваливаются сквозь щели 34 и собираются на пластине 4 и сметка или лопатка (не показана), укрепленная на нижней поверхности пластины 3, сметает семена в отверстие 41 пластины 4 на выгрузку.

Отделенный от семян хлопковый пух поступает на выход О и удаляется с помощью известной системы вакуумного всасывания через короба 35 и поступает на вход пакетировщика (не показан).

В отличие от известных способов отделения хлопкового волокна от семян, в настоящем изобретении используется принцип, по которому хлопок направляется между горизонтальными и вращающимися относительно друг друга пластинами, при этом одна пластина снабжена рядом режущих кромок, а другая - канавками. Пух отделяется от семечка последовательно. Этот чрезвычайно простой способ и конструкция без использования кожаных вальцов и других критических деталей дают прекрасные результаты и просты в установке и регулировке, а также требуют сравнительно небольшой потребляемой мощности. Очевидно, что для обработки больших объемов хлопка подобные устройства могут устанавливаться параллельно.

На практике диаметр пластин может составлять около 1 м, а толщина 1 9 мм, при этом длина и ширина блоков ножей 24 и зон канавок 32 составят соответственно 330 и 280 мм. В предпочтительном варианте изобретения блок ножей снабжается пятью режущими кромками или сепарирующими лезвиями, однако, их число может меняться. Зазор между пластинами 2 и 3 устанавливается точно путем подбора, что легко осуществляется при использовании регулировочных шайб на лезвиях ножей под фланцами.

На фиг. 9 показан вариант вращающейся пластины 3, разрушение которой невозможно, так как она выполнена из чугуна, с перегородками 90 на нижней поверхности и четырьмя вырезанными отверстиями 91 под установку стальной пластины 92 с канавками и щелями. Для получения оптимальных характеристик размеры щелей 32, 34 на пластинах 92 могут регулироваться путем установки отдельных полос. В этой конструкции зоны канавок 32, 34 пластины 3 образуются отдельными подсборками 92, выполненными из металлического листа.

В одном из вариантов устройства по настоящему изобретению на блоке ножей 24 может быть выполнен скос рядом с режущей кромкой 27.

В одном варианте хлопок-сырец, подобранный с земли с примесями (камни и ветки), проходит просеивание и разбивается на отдельные куски и в таком виде подается через торец одного из четырех блоков ножей 24 пластины 2. Материал, попавший в зазор между пластинами 2 и 3, через торец одного из четырех блоков ножей 24 попадает в канавку вращающейся пластины и пропускается под блоком ножей, где кромки ножей снимают пух с семян. Затем этот пух пропускается под скребковым ножом на конце блока ножей, который направляет его на выход на другой конец блока ножей, откуда он сначала появился. В то же время, пока пух проходит над скребковым ножом, семена с остатками пуха проходят под скребковым ножом, который удаляет все остатки пуха окончательно. Теперь семена отделены от пуха и могут проваливаться через канавки, а все остатки пуха уносятся на следующий блок ножей и выход, при этом пух попадает на тот блок ножей, который удаляет семена.

Пух, вышедший со стороны блока ножей пластины 2, подбирается вакуумным всасыванием на пакетировочный пресс.

Оставшиеся семена проваливаются в канавки 32 вращающейся пластины 3 и проходят через пластину 4. Затем эти семена с помощью лопатки или фланца, установленных на нижней поверхности пластины, сметаются на выход и проваливаются в зону сбора для упаковки в мешки.

Второй вариант устройства по настоящему изобретению показан на фиг. 1 0, где сохранены те же обозначения, что и на фиг. 1. Гибкая опора, изображенная на фиг. 1 , заменена на двойную опору 1 02, 104, расположенную с каждой стороны промежуточной пластины 106. Такая конструкция обеспечивает снятие напряжений на электродвигателе 1 . Мощность электродвигателя 1 может быть от 6 до 1 0 л. с. В предпочтительном варианте изобретения с размером вращающейся пластины 1 м (40 дюймов) устанавливается электродвигатель мощностью 6 л. с., а при использовании вращающейся пластины диаметром 1,5 м (60 дюймов) применяется электродвигатель мощностью 1 0 л. с.

Конструкция верхней пластины в части зажимов 108, 110 лезвий претерпела изменения. В предпочтительном варианте изобретения могут использоваться 2, 4 или 8 таких структур.

Питающий бункер 112 устанавливается сверху пластины 2 и в предпочтительном варианте изобретения снабжен вращающимся стекателем 114. Питающие короба 116, 118 подают хлопок-сырец на лезвие ножа.

После отделения пуха семена 1 20, отброшенные от вращающихся пластин 2, 3 сжатым воздухом, собираются в мешки 1 22, 1 24, как это объяснено в примерах к фиг. 12 и 13. Сжатый воздух может подаваться и вакуум может создаваться с помощью известных средств.

На фиг. 11 схематично изображена другая конструкция ротора 3. В предпочтительном варианте изобретения в состав ротора 3 входит чугунная пластина с установленными на нее вращающимися лезвиями 1 26-1 40. Между каждой парой лезвий 126, 128 и т.д. установлен лист 142-156 из кожи или композитного материала из хлопка или из другого материала, который в предпочтительном варианте изобретения не имеет отрицательного влияния на дальнейшие процессы, например крашение, этот лист также захватывает хлопок и при вращении лезвия 3 отправляет его на неподвижное лезвие, как показано на фиг. 12. Кожаные листы выполняются в виде треугольников с шириной внутренней стороны 3-4 дюйма, и внешней стороны - 8-10 дюймов. Это делается для того, чтобы продвигать хлопок с помощью трения о кожу или хлопковый композит, при этом внутренний ротор вращается при сравнительно низкой скорости, что обеспечивает более эффективный захват трением при использовании меньшего количества кожи. Верхняя поверхность пластины должна быть плоской и образована кожей и лезвиями. Вариант установки кожи по фиг. 4 отличается от варианта, показанного на фиг. 11, при использовании которого кожа приклеивается или прикрепляется другим способом к верхней пластине в зазоре между лезвиями 1 26-1 40.

В другом примере осуществления устройства по настоящему изобретению лезвия 1 261 40 могут устанавливаться под разным углом, как показано на фигуре пунктирной линией 138'. Такое расположение позволяет вращающимся лезвиям 1 26-1 40 пересекаться с неподвижно установленными лезвиями под углом, отличным от прямого, и выполнять функции ножниц.

По предпочтительному варианту изобретения в состав верхней неподвижно установленной пластины 2, изображенной на фиг. 1 2, входит квадратная пластина 20 с отверстиями квадратного сечения 202, 204, ... 206, прорезанными в верхней пластине. Эта пластина может, например, быть выполнена из толстолистовой стали толщиной 1/2 дюйма и может содержать установочные отверстия 220-226 для крепления пластины к раме 6 (фиг. 1). Рядом с каждым отверстием 202-216 установлено лезвие 150, которое более отчетливо показано на фиг. 13 и 14. Допустим, что направление вращения нижней пластины соответствует направлению, показанному стрелкой; лезвие 150 устанавливается, как показано пунктирной линией 150'. В соответствии с предпочтительным вариантом изобретения размеры отверстия для ротора размером 1,5 м составляют 220 мм в ширину и 417 мм в длину. И хотя на рисунке отверстия равномерно распределены по окружности, положение отверстий может немного регулироваться, что обеспечивает определенное угловое положение отверстий 220-226 по отношению к устройству выброса семян или вакуумного извлечения семян 300, изображенному на фиг. 1 2 пунктиром.

Очевидно, что при большом числе отверстий и ответных лезвий необходим вакуумный коллектор 302, по которому пух направляется в пухоприемник 304, снабженный вакуумным насосом 306, которые показаны пунктирной линией, а коллектор 302 изображен только для двух отверстий, хотя необходим для восьми, в противном случае необходимо устанавливать вакуумные устройства по числу отверстий под лезвия.

На фиг. 12 показан воздуховод 172 (фиг. 1 3), подведенный к блоку лезвия 206, который обеспечивает подачу воздуха для сдувки семян в приемник.

В предпочтительном варианте изобретения этот воздуховод 172 отходит от коллектора 171, который также подает воздух в воздуховод 1 66. Этот коллектор может соединяться с кольцевым коллектором 1 700 и запитывается сжатым воздухом по трубопроводу 1701, который отходит под углом к верхней плите.

Как показано на фиг. 13 и 14, в состав каждого верхнего лезвия 150 входит опорная пластина 152, прикрепленная к опорной пластине 2, а опорный блок лезвия 154 прикреплен к блоку 152 и верхнему лезвию 156. Положение верхнего лезвия 156 регулируется с помощью болтов 157, 158 (на фиг. 12 показан только один болт).

Пух, отделенный от хлопка-сырца, выводится через отверстие 1 60 и засасывается вакуумом с помощью вакуумного устройства (не показано).

Хлопок-сырец на входе в устройство, включая семена и пух, и возможные примеси, например листья, падает на пластину 3, как показано на фигуре стрелкой 162. Пластина 3 вращается в направлении, показанном стрелкой 1 64. Кожаные или выполненные из хлопкового композита подушки 1 44 подбирают хлопоксырец и переносят его на лезвие 156. Затем пух хлопка-сырца протаскивается под неподвижно установленным лезвием и пух отделяется от семян путем срезания при пропускании его между неподвижно установленным лезвием и вращающимся лезвием, которое установлено на роторе параллельно кожаным подушкам. Срезанный пух проходит между лезвием 156 и пластиной 3 и отсасывается в отверстие 1 60 в вакуумное устройство 300-306. По трубопроводу 1 66, в котором выполнены небольшие отверстия 168 (фиг. 13), подается струя или струи воздуха для поджатия хлопковых семян к лезвию 156, направление струи показано стрелкой 169. Воздуховод 1 66 может крепиться к направляющей пластине 1 70, которая направляет хлопковые семена.

Очищенное от пуха семечко 1 20 выталкивается другим воздушным потоком 1 74, подаваемым по трубопроводу 1 72. Это позволяет отводить семена в мешки 1 22-1 24.

В другом варианте настоящего изобретения нижняя пластина 3, изображенная на фиг. 1 5, содержит кожаные или выполненные из хлопкового композита подушки 144, подпружиненные таким образом, что по мере износа этих подушек, они поджимаются пружиной 180, и образующийся за счет износа зазор выбирается. Для установки кожаных подушек используется стальная пластина 182, размер которой может быть увеличен до размера пластины 184 для того, чтобы края пластины заходили за края буртика 190 каждого лезвия 128. На другом конце пластины может устанавливаться шарнир в виде дальнейшего продолжения 186 пластины 182 с фиксацией под соседним лезвием 126 в выемке 188.

По мере износа кожаной подушки пружина 180 поджимает кожу вверх, обеспечивая тем самым хороший контакт с хлопковым семечком. В предпочтительном варианте устройства по настоящему изобретению зазор между верхней и нижней кромками ножей составляет от 2 до 6 тысячных дюйма.

В другом варианте устройства по настоящему изобретению на вращающейся пластине могут не понадобиться лезвия, что связано с использованием определенного типа хлопкасырца. Верхняя поверхность пластины покрыта кожей или хлопковым композитом, который при вращении прижимает хлопок-сырец к верхним неподвижно установленным лезвиям и тем самым отделяет пух от семян. Пух проходит под неподвижно установленным лезвием и удаляется вакуумным всасыванием, как описано выше.

Каждое установленное неподвижно лезвие снабжено своим питающим коробом (116, 118). Если диаметр ротора увеличен, например, до 2 м, число лезвий и, соответственно, питающих коробов увеличивается, например, до двенадцати или больше.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Устройство для отделения хлопкового волокна, в состав которого входят верхняя не9 подвижно установленная пластина и установленная параллельно в горизонтальной плоскости внахлест с зазором по отношению к ней нижняя вращающаяся пластина, отличающееся тем, что верхняя пластина снабжена средствами для подачи хлопка-сырца с пухом и семенами, который поступает на ее верхнюю поверхность, в зазор между пластинами; при этом верхняя пластина снабжена рядом зон, каждая из которых имеет режущую кромку, образующую нож на ее нижней поверхности; при этом обеспечивается подача хлопка в названный зазор во время вращения пластин относительно друг друга и протаскивание его через названные режущие кромки, пух отделяется от семян, срезанный таким образом пух (прядки) удаляется, а семена собираются в отдельный приемник.
2. Устройство для отделения хлопкового волокна по п.1, в котором в состав нижней вращающейся пластины входит ряд зон, каждая из которых включает режущее лезвие в помощь ножам верхней пластины.
3. Устройство для отделения хлопкового волокна по п.1 или 2, в состав которого также входит направляющая пластина, расположенная вплотную к каждой кромке ножа верхней пластины для задания направления хлопку-сырцу.
4. Устройство для отделения хлопкового волокна по п.1, в состав которого также входят средства подачи струи сжатого воздуха, связанные с названной направляющей пластиной, при этом названные средства создания струи направлены навстречу передней кромке лезвия верхнего ножа.
5. Устройство для отделения хлопкового волокна по любому из пп. 1 -4, в состав которого также входят средства вакуумного всасывания, расположенные на задней кромке названных лезвий для извлечения пуха, срезанного названными верхними лезвиями.
6. Устройство для отделения хлопкового волокна по любому из пп.2-5, в котором в состав нижней пластины входит множество лезвий, каждое из которых работает совместно с

Фиг. 1 названными кромками верхних ножей и образует ножницы, при этом верхние и нижние кромки ножей разделены зазором.
7. Устройство для отделения хлопкового волокна по п.6, в котором зазор составляет от 2 до 6 тысячных дюйма.
8. Устройство для отделения хлопкового волокна по п.6 или 7, в котором лезвия нижней пластины отделены кожаными или выполненными из хлопкового композита подушками, неподвижно установленными между всеми лезвиями, при этом каждая кожаная или выполненная из хлопкового композита подушка направляет пух хлопка-сырца на каждое лезвие верхнего ножа для его отделения от семян.
9. Способ отделения хлопкового волокна хлопка-сырца, отличающийся тем, что:

a) подают хлопок-сырец с пухом и семенами на верхнюю поверхность нижней вращающейся пластины;

b) вращают названную пластину для осуществления переноса названного хлопка-сырца на переднюю кромку ножа, размещенного на определенном расстоянии над названной вращающейся пластиной таким образом, чтобы семена протаскивались под кромкой ножа;

c) извлекают пух, отделенный от хлопкасырца, с тыльной кромки ножа;

d) собирают названные семена с передней кромки ножа.
10. Способ отделения хлопкового волокна хлопка-сырца по п.9, отличающийся тем, что дополнительно подают хлопок-сырец в несколько точек на поверхности вращающейся пластины для взаимодействия с несколькими кромками ножей.
11. Способ отделения хлопкового волокна хлопка-сырца по п.9 или 10, отличающийся тем, что извлекают пух с использованием разряжения, создаваемого с помощью системы коллек-