EA001909B1 - Способ и устройство для уплотнения убираемого хлопка или иного аналогичного волокнистого материала - Google Patents

Abstract

Предлагаются способ и устройство для уплотнения волокнистого материала, например такого, каковым является убираемый хлопок, предпочтительно за счет обеспечения непрерывного движения хлопка через уплотнительную зону, наличие которой предусматривается на хлопкоуборочной машине. По одному из аспектов настоящего изобретения волокна закрепляются за счет обеспечения дифференцированного поступательного перемещения отдельных частей массы сжатого материала с тем, чтобы предотвратить обратное отпружинивание слоя материала после его сжатия. Из сплошного слоя сжатого материала с закрепленными в нем волокнами на хлопкоуборочной машине формируется однородный тюк или модуль, имеющий высокую плотность. Система управления, имеющаяся на хлопкоуборочной машине, включает в свой состав воздушную систему (14а), обеспечивающую подачу убираемого хлопка в накопительную зону (20а) и далее в уплотнительную зону, имеющуюся на хлопкоуборочной машине. Хлопок там сжимается, а затем подается через сдвиговую зону (24), в которой обеспечивается дифференцированное поступательное перемещение хлопка и производится закрепление хлопковых волокон с образованием однородного компактного слоя (11). В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения слой уплотненного хлопка подается в круговое тюкоформирующее устройство (32), имеющееся на хлопкоуборочной машине, в которой формируется плотный круглый тюк (32R), или модуль. В другом варианте осуществления настоящего изобретения этот слой укладывается на хлопкоуборочной машине послойно таким образом, чтобы образовался прямоугольный тюк, или модуль. В этой же технологической линии предусматривается

Description

Настоящее изобретение относится в общем к хлопкоуборочным и тюковальным машинам, а более конкретно к способу и устройству для уплотнения неочищенного хлопка с целью его транспортировки.

Уровень техники

При выполнении операций по уборке урожая хлопка в типичном случае используются формирователи хлопковых модулей или тележки для семенных коробочек, которые принимают хлопок из бункера соответствующей хлопкоуборочной машины. Для формирователей модулей зачастую характерен протекающий очень медленно цикл формирования модуля, на осуществление которого затрачивается большое количество энергий, в результате чего дорогая хлопкоуборочная машина вынуждена простаивать в ожидании, когда закончится выгрузка из нее в формирователь модулей или в тележку. Для обслуживания обычной четырехрядной хлопкоуборочной машины могут потребоваться, по меньшей мере, один формирователь модулей, две тележки для семенных коробочек и два трактора. А при применении более мощной шестирядной хлопкоуборочной машины для ее обслуживания потребуется, по меньшей мере, один дополнительный формирователь модулей со своей тележкой для семенных коробочек, в результате чего в значительной степени возрастает общая стоимость обслуживающего оборудования и возникают дополнительные сложности при маневрировании в поле из-за скученности технических средств в первом ряду. Можно было бы увеличить вместимость бункера хлопкоуборочной машины, но наличие дополнительной емкости бункера позволяет лишь на какое-то время отложить его разгрузку, но не решает проблем, связанных с потерей производительности и вызываемых скученностью технических средств, которые при этом только усугубляются из-за нарушения соответствия между вместимостями хлопкоуборочной машины и обслуживающих ее хлопкоразгрузочных устройств. Выгрузка и подготовка собранного хлопка к транспортировке по сути становится ключевой проблемой, сдерживающей повышение производительности труда в полевых условиях.

Медленное действие и повышение потребности в энергии, характерные для обычных тюковальных устройств, объясняются прежде всего собственно неэффективностью сжимающего действия, типичной для большинства таких устройств. Каждый слой хлопка, перемещаемый в формирователь, подвергается сжатию, находясь на верху ранее уложенных слоев хлопка, обладающих малой подпружинивающей жесткостью, в результате чего большая часть хода сжимающего устройства поглощается предыдущими слоями. Такая неэффективность, внут ренне присущая этим устройствам, не только приводит к медленной и неэффективной их работе, но служит также причиной существенных отклонений плотности получаемого из хлопка модуля, что сокращает до минимума вероятность сохранности модуля неповрежденным при его транспортировке и выполнении погрузочноразгрузочных операций. Верхние слои обычных модулей остаются фактически неприжатыми и легко отделяются во время проведения погрузочно-разгрузочных операций перед их транспортировкой.

В описании изобретения к патенту Великобритании № 1 427 985 А раскрывается устройство для сжатия материала убираемых сельскохозяйственных культур, в котором соответствующая культура поступает в пространство между четырьмя сходящимися друг относительно друга лентами, расположенными по сторонам четырехугольника. Расположенные одна напротив другой ленты движутся с разными скоростями. Следовательно, это устройство осуществляет сжатие за счет сходящегося расположения движущихся лент и оказывает сдвигающее воздействие на материал убираемой культуры с тем, чтобы добиться более постоянного сжатия этой культуры на выходе из устройства, поскольку ленты движутся с разными скоростями. Обе операции - сжатие и сдвиг выполняются одновременно. Однако, одновременно выполняемые действия ограничивают возможную пропускную способность. Вследствие того, что эти четыре ленты движутся с разными скоростями, у данного устройства имеется еще один недостаток, заключающийся в том, что убираемая культура подвергается вращательному движению. Таким образом убираемая культура скручивается. Однако, нежелательно было бы подвергать скручиванию материал убираемого хлопка, поскольку это затруднило бы процесс последующей очистки хлопка от семян.

В описании изобретения к патенту Великобритании № 1 045 263 показано другое устройство для тюковки материала в виде тонкой древесной стружки, соломы или сена. Материал сжимается двумя взаимно сходящимися между собой участками двух бесконечных лент, приводящихся в движение с разными скоростями таким образом, чтобы при этом не возникало какого-либо сдвигающего действия. После этого убираемая культура поступает в камеру сжатия, где сжимается при помощи плунжера. В этом устройстве не производится постоянного сжатия убираемой культуры посредством сдвига.

Сущность изобретения

Целью настоящего изобретения является создание более совершенной системы транспортировки хлопка, которая позволяет успешно решить все или большинство из вышеупомянутых проблем. Другой целью настоящего изобретения является создание такой системы, которая способствовала бы уменьшению количества обслуживающего оборудования, необходимого при осуществлении операций по уборке хлопка, а также повышению скорости и эффективности уплотнения хлопка.

Следующая цель настоящего изобретения заключается в создании более совершенной системы транспортировки хлопка, которая позволяет значительно быстрее и лучше провести операцию уплотнения хлопка по сравнению, по меньшей мере, с большинством имевшихся известных систем.

Еще одна цель настоящего изобретения заключается в создании более совершенного способа уплотнения хлопка и конструкции, предназначенной для осуществления этого способа, которые способствуют лучшему уплотнению, большей однородности и сохранению целостности уплотненного хлопка при его транспортировке. Другая цель состоит в создании такого способа и такой конструкции для его осуществления, которые обеспечивали бы решение проблем, связанных с поглощением хода сжатия устройства ранее уплотнявшимися слоями.

Еще одной целью настоящего изобретения является создание более совершенного способа и усовершенствованной конструкции, которые предназначены для уплотнения волокнистого материала. Дополнительной целью является создание такого способа и такой конструкции для его осуществления, которые обеспечивали бы, по существу, непрерывное уплотнение с тем, чтобы улучшить уплотнение материала и повысить пропускную способность машины.

Следующая цель изобретения заключается в создании такого более совершенного способа и такой усовершенствованной конструкции для уплотнения волокнистого материала, в которых дифференцированное поступательное движение или перемещение уплотненного материала использовалось бы с обеспечением при этом определенных преимуществ для закрепления материала в сжатом состоянии. Дополнительной целью является создание такого способа и такой конструкции для его осуществления, которые обеспечивали бы получение сплошного слоя уплотненного материала. Еще одной целью является создание такого способа и такого устройства для его осуществления, которые обеспечивали бы укладку сплошного слоя такого материала, закрепленного в сжатом состоянии, с получением при этом улучшенного тюка или иной аналогично уложенной формы, которые были бы более однородными, и которые легче было бы транспортировать, чем тюки, сформированные при применении большинства использовавшихся ранее известных способов и конструкций.

Другой целью настоящего изобретения является создание более совершенного способа уплотнения хлопка и усовершенствованной конструкции для осуществления этого способа, в которых с обеспечением при этом соответствующих преимуществ использовалось бы непрерывное движение хлопковой массы через зону сжатия с тем, чтобы существенно улучшить ее уплотнение по сравнению с получаемым при применении традиционных способов транспортировки этой массы. Дополнительной целью является создание такого способа и такого устройства для его осуществления, в которых с получением при этом определенных преимуществ использовалось бы сжатие с последующим дифференциальным поступательным перемещением.

Еще одной целью настоящего изобретения является создание более совершенного способа уплотнения хлопка и усовершенствованной конструкции для осуществления этого способа, в которых сжатие в сочетании с дифференциальным поступательным перемещением (сдвигом) хлопковой массы обеспечивали бы закрепление волокон хлопка и удерживание этой массы в сжатом состоянии значительно лучше по сравнению с большинством использовавшихся ранее известных способов и конструкций. Дополнительной целью является создание такого способа и такой конструкции для его осуществления, которые обеспечивали бы получение из хлопка толстого рулонного материала при более высокой пропускной способности по сравнению, по меньшей мере, с большинством из использовавшихся ранее известных способов уплотнения хлопка и конструкций для осуществления этих способов.

В соответствии с обозначенными выше целями, способ и устройство для уплотнения волокнистого материала, к примеру такого, каковым является убираемый хлопок, предусматривают уплотнение этого материала, предпочтительно - посредством обеспечения непрерывного движения материала, по существу, сплошным потоком через уплотнительную зону, которая имеется на хлопкоуборочной машине. Наличие уплотнительной зоны позволяет решить такие проблемы, которые связаны с поглощением усилия сжатия, приводящим к медленной и неэффективной работе механизмов, осуществляющих сжатие материала, находящегося на верху уже сжатого слоя. Согласно одному из аспектов настоящего изобретения, волокна затем закрепляются за счет дифференцированного поступательного перемещения отдельных частей массы уплотненного материала с тем, чтобы предотвратить отпружинивание слоя материала в обратном направлении после его сжатия. Согласно другому аспекту настоящего изобретения, дифференцированное поступательное перемещение осуществляется только лишь в поперечном направлении по толщине этой массы. Из сплошного слоя сжатого материала с закрепленными волокнами на хлопкоуборочной машине формируется однородный тюк, или модуль, имеющий высокую плотность. Отклоне ния по величине плотности и по связности уплотненной массы уменьшаются в значительной степени по сравнению с получаемыми при применении использовавшихся ранее известных способов и устройств, обеспечивающих уплотнение транспортируемой массы.

Тюковальная система хлопкоуборочной машины, построенная в соответствии с основополагающими идеями настоящего изобретения, включает в свой состав пневматическую систему, непосредственно подающую убираемый хлопок в уплотнительную зону, которая имеется на хлопкоуборочной машине. Хлопок подвергается сжатию и пропускается через сдвиговую зону (предпочтительно содержащую ограничивающие элементы, между которыми располагается материал), при нахождении в которой хлопок дифференцированно совершает поступательное перемещение, а волокна хлопка сцепляются между собой, образуя при этом однородный уплотненный слой. Сжатие может быть осуществлено при помощи сходящихся поверхностей, в частности, сходящихся друг с другом лент. Эти сходящиеся ленты, либо какие-нибудь иные сходящиеся поверхности, могут приводится в движение с разными скоростями с тем, чтобы получить при этом сдвигающее усилие, необходимое для закрепления волокон материала. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения слой уплотненного хлопка подается в круговое устройство для тюковки, которое имеется на хлопкоуборочной машине и где происходит формирование плотного кругового тюка, или модуля. В другом варианте осуществления настоящего изобретения этот слой укладывается в прямоугольный тюк, или модуль. В этой же технологической линии предусматривается также наличие горизонтальной уплотнительной зоны, где обеспечивается устранение всех существующих пустот в поступившей порции материала, или пустот, образовавшихся в результате его уплотнения, либо сдвига. Возможно также и наличие регулируемой подтормаживающей зоны, располагающейся за сдвигаемой зоной и обеспечивающей противодавление, способствующее лучшему закреплению волокон в уплотненном состоянии материала, что необходимо для сохранения целостности рулонного материала при его транспортировке. Подтормаживающий механизм выполнен регулируемым для того, чтобы обеспечивать возможность точного подстраивания системы под различные виды хлопка с учетом разного его влагосодержания и засоренности. Таким образом, может быть получена простая система, обеспечивающая полную предварительную обработку хлопка с использованием всего лишь пяти активно действующих компонентов, в состав которых входят четыре приводимых в движение ленты и одна не имеющая привода лента, обеспечивающая прерывистое подтормаживающее действие. Эта хлопкообрабатывающая система отличается малым потреблением энергии и имеет производительность, соответствующую возможностям шестирядной хлопкоуборочной машины или даже превосходящую эти возможности, и которая составляет порядка восьми тысяч фунтов за двадцать минут (11 000 кг в час), благодаря чему в значительной степени повышается производительность хлопкоуборочной машины по сравнению с получаемой при применении использовавшихся ранее обычных известных систем, обеспечивающих уплотнение транспортируемой массы хлопка, а также уменьшается количество обслуживающего эту машину оборудования и затрачиваемого при этом труда, необходимого для подготовки хлопка к отправке на хлопкоочистительную фабрику.

Указанные и другие цели, признаки и преимущества настоящего изобретения будут очевидны для специалиста в данной области техники при прочтении следующего ниже подробного его описания, ведущегося с соответствующими ссылками на прилагаемые чертежи.

Перечень фигур чертежей

Фиг. 1 - представленный схематически вид сбоку на тюковальную систему, иллюстрирующий принципы настоящего изобретения.

Фиг. 2 - схема вида сбоку навесной тюковальной системы типа показанной на фиг. 1, смонтированной на хлопкоуборочной машине.

Фиг. 3Ά-3Ό - номограммы траекторий движения для различных схем уплотнения, на которых показаны различные положения подвижной сжимающей поверхности, или качающейся пластины, где по осям х представлены координаты качающихся пластин при совершении ими поступательного перемещения, а по осям у представлены показатели уплотнения материала по вертикали, причем на номограмме 3Ά приведены данные для устройства с возвратно-поступательным движением, обеспечивающим полное уплотнение, и с последующим поступательным перемещением, а на номограмме 3Ό приведены данные по траектории движения качающейся пластины, совершающей поворотное движение с обеспечением при этом, по существу, непрерывного сжатия и поступательного перемещения.

Фиг. 4 - номограмма показателей работы по траекториям движения, построенная по данным для всех четырех номограмм траекторий движения, представленных на фиг. 3Ά-3Ό, и показывающая общую мощность потока массы для данной системы, когда качающаяся пластина движется по траектории, представленной на соответствующей номограмме из числа показанных на фиг. 3, причем из этой номограммы следует, что для устройства с поворотным движением наблюдается ухудшение показателей работы по траекториям движения.

Фиг. 5 - схематический вид сбоку на другую навесную тюковальную систему, смонтированную на хлопкоуборочной машине.

Фиг. 6 - вид, аналогичный представленному на фиг. 5, но показывающий процесс формирования хлопкового модуля на хлопкоуборочной машине.

Фиг. 7 - вид, показывающий операцию выгрузки сформированного хлопкового модуля.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения

Обратимся теперь к фиг. 1 и 2, на которых показано соответствующее обрабатывающее устройство 10, предназначенное для уплотнения волокнистого материала 11, к примеру, такого, каковым является неочищенный хлопок, снимаемый при уборке урожая с расположенных рядками растений хлопчатника 12 при помощи хлопкоуборочной машины 14 (фиг. 2). Желательно, чтобы это обрабатывающее устройство 10 относилось к такому же типу, в котором обеспечивается непрерывное движение убираемой массы, и который имеет нестесненную приемную зону для поступающей массы, обозначенную в общем позицией 20 и предназначенную для приема волокнистого материала, находящегося в несжатом состоянии. Вертикальная уплотнительная зона 22 открыта со стороны приемной зоны 20, откуда получает поступающий туда материал. Этот материал сразу же начинает движение, удаляясь при этом от приемной зоны 20 и проходит через зону 22, где подвергается значительному сжатию, переходя из рыхлого своего состояния и превращаясь в сжатую массу в процессе, по существу, непрерывного своего движения. Приемная зона 20 может использоваться также и как накопитель (20а), благодаря чему уборка хлопка может не прекращаться, если по какой-либо причине обрабатывающее устройство на мгновение остановится, например, во время перемещения или выгрузки сформированного модуля из формирующей камеры хлопкоуборочной машины.

В материале такого типа, каким является неочищенный хлопок, от каждого отдельного его семени в радиальных направлениях отходят образующие как бы сферу пружинообразные волокна, в результате чего этот материал не остается в сжатом своем состоянии, когда подвергается простому сжатию. Для того, чтобы закрепить волокна сжатого хлопка и предотвратить возврат этого материала в первоначальное свое состояние просто за счет пружинящего своего действия, сжатый материал проходит соответствующую обработку в сдвиговой, или осуществляющей его дифференцированное поступательное перемещение, зоне 24, которая следует сразу же за уплотнительной зоной 22. Масса сжатого материала поступает в сдвиговую, или осуществляющую дифференцированное поступательное перемещение, зону 24, в которой одна часть этой массы перемещается дифференциро ванно относительно другой части этой же массы. Поскольку отдельные части общей массы движутся дифференцированно, пружинообразные волокна неочищенного хлопка протягиваются в поперечном направлении друг относительно друга, взаимно сцепляясь при этом между собой и предотвращая тем самым возврат сжатой массы за счет своего расширения обратно в первоначальное свое состояние, характеризующееся низкой плотностью.

Как показано на фиг. 1 и 2, сразу же за сдвиговой, или осуществляющей дифференцированное поступательное перемещение, зоной 24 обрабатывающего устройства 10 следует горизонтальная уплотнительная зона 26, в которой сжатый материал имеет возможность перемещаться относительно самого себя, а также в общем направлении движения для данной технологической линии, заполняя при этом все существующие пустоты, сохранившиеся при прохождении его через приемную зону 20, либо образовавшиеся при выполнении таких операций технологического процесса, как сжатие в горизонтальном направлении или сдвиг. Длина горизонтальной уплотнительной зоны 26, которая в предпочтительном варианте составляет минимум несколько дюймов, может быть увеличена с тем, чтобы обеспечить улучшенное демпфирование, что имеет особо важное значение в том случае, когда тюковальная система снабжена органом управления с открытым или закрытым контуром. Подтормаживающая зона 28, расположенная на выходе из горизонтальной уплотнительной зоны 26, обеспечивает наличие соответствующего противодавления в данной тюковальной системе, способствующего закреплению волокон при уплотнении материала, что обеспечивает лучшее сохранение целостности непрерывной полосы рулонного материала (11'), выходящего из этой зоны. Как показано на прилагаемых чертежах, в подтормаживающей зоне 28 имеются два основных функциональных компонента, в состав которых входят выходной раструб 28а пассивного действия, имеющий предварительно выбранную высоту раструба и подтормаживающий механизм 28Ь, приводящийся в действие избирательно. Раструб 28а пассивного действия обеспечивает воздействие установившегося противодавления на слой материала 11', а сама система довольно чувствительно реагирует на такой параметр, как высота раструба. Как только устанавливается оптимальная высота раструба для соответствующего материала 11, подвергающегося сжатию, подтормаживающий механизм 28Ь обеспечивает высокую точность регулирования, необходимую для подстраивания системы под различные виды материала с учетом соответствующих его характеристик. В альтернативном варианте, уплотнительная зона 26 может быть объединена непосредственно с подтормаживающей зоной 28 с тем, чтобы уменьшить общую длину обрабатывающего устройства.

Как показано на фиг. 2, приемная зона 20 обрабатывающего устройства 10 располагается позади кабины 14с хлопкоуборочной машины вблизи от самой нижней части кабины. Воздуховодная система 1 4а обеспечивает перемещение убираемого материала 11 от подхватывающих убираемый материал узлов 1411 непосредственно в приемную зону 20 и далее в обрабатывающее устройство 10. Предпочтительно, чтобы в состав приемной зоны 20 входила бы также и накопительная зона 20а, благодаря наличию которой хлопкоуборочная машина 14 могла бы продолжать свою работу без остановки при кратковременных перерывах в работе обрабатывающего устройства 10, например, таких, какие случаются при перемещении сформированного модуля. Для того, чтобы увеличить вместимость накопительной зоны, выходные отверстия из воздуховодной системы 1 4а могут быть расположены над кабиной (см. позицию 14Ь на фиг. 2), благодаря чему хлопок падает оттуда вниз и через расположенную наверху накопительную зону (20Ь) поступает при этом в приемную зону 20.

Слой сжатого хлопка 11' подается из зоны 28 в установленный на машине формирователь модулей 30, опирающийся на раму хлопкоуборочной машины. Формирователь модулей 30 показан на чертежах в виде кругового устройства для тюковки, которое принимает получаемый слой материала 11' и формирует из этого материала компактный слоистый тюк 32 хлопка, имеющего высокую плотность, аналогично тому, как производится формирование крупного тюка сена или соломы в обычном круговом пресс-подборщике. Бесконечная лента 36, заправленная вокруг регулируемых роликов в сборе 38, осуществляет закатывание слоя 11' до тех пор, пока не будет полностью сформирован большой тюк. После этого сформированный тюк 32 высвобождается при раскрывании дверной конструкции 40, расположенной в задней части хлопкоуборочной машины, и которая при этом соответствующим образом перемещает ролики в сборе 38, чтобы освободить для тюка выход через раскрытую конструкцию 40. В альтернативном варианте имеется тюконакопитель, который может быть смонтирован непосредственно на раме хлопкоуборочной машины или же буксироваться хлопкоуборочной машиной, и тогда полностью сформированный тюк может быть быстро перемещен из тюкоформирующей камеры в такой накопитель. Благодаря наличию соответствующей накопительной камеры 20а (и 20Ь) в приемной зоне 20 обеспечивается возможность не прекращать работу хлопкоуборочной машины, в то время как обрабатывающее устройство 10 останавливается на короткий период времени при перемещении тюка или его удалении.

В альтернативном варианте осуществления настоящего изобретения, показанном на фиг. 5-7, хлопкоуборочная машина 14 включает в свой состав воздуховодную систему 1 4а, проходящую от подхватывающих убираемый хлопок узлов 141 до соответствующего места позади самой верхней части кабины 14с. Хлопок, удаленный с расположенных рядками растений хлопчатника, приводится в движение по направлению вверх и назад через приемную зону 20 и накопительную зону 20а и далее поступает в обрабатывающее устройство 10. Уплотненный сплошной слой 11', сформированный в обрабатывающем устройстве 10, укладывается отдельными слоями в тюк 32В, имеющий в общем прямоугольную форму и опирающийся на платформенную конструкцию 50, имеющую возможность совершать возвратно-поступательное движение. Указанная платформенная конструкция 50 совершает возвратно-поступательное движение в продольном направлении туда и обратно по мере выхода слоя 11 из зоны 28, а подъемник 52 с рычажной системой, выполненной в виде ножниц, регулирует положение тюка 32В в вертикальном направлении таким образом, чтобы сохранялось правильное расположение тюка относительно выходной зоны 28 по мере наращивания тюка по высоте. Конструкция 50, как показано на чертежах, опирается на тележечную конструкцию 60 (фиг. 6 и 7), которая выполнена с обеспечением возможности ее перемещения назадвниз из своего рабочего положения, показанного на фиг. 6, в положение выгрузки, показанное на фиг. 7. Находясь в своем положении разгрузки, конструкция 50 может быть приведена в действие таким образом, чтобы произвести перемещение тюка 32В назад и вниз на землю.

Снова обратимся к фиг. 1 и 2, со ссылками на которые обрабатывающее устройство 10 рассмотрено будет теперь более подробно. Вертикальная уплотнительная зона 22 и сдвиговая зона 24 показаны на чертежах как предназначенная для уплотнения конструкция (обозначенная позицией 70), в которой для этой цели используется непрерывное движение противолежащих лент. Эта конструкция имеет четыре приводимых в движение бесконечные ленты (с фрикционным приводом), в том числе нижнюю, горизонтально расположенную ленту 71 и верхнюю наклонную ленту 72, расположенную со смещением сверху под острым углом относительно ленты 71 таким образом, чтобы эти ленты расходились одна относительно другой в направлении вглубь приемной зоны 20. Угол между лентами (угол уплотнения) существенно больше 20°, причем предпочтительно было бы, чтобы он находился в пределах между 27,5 и 45°. При больших значениях этого угла увеличивается уплотнение по вертикали, но уменьшается уплотнение в осевом направлении. Скорость привода нижней ленты 71 в движение приблизительно равна скорости привода в движение верхней ленты 72, помноженной на косинус угла уплотнения, благодаря чему горизонтальные составляющие скоростей движения этих лент равны между собой, и уплотнение происходит, в первую очередь, в вертикальном направлении без воздействия усилия сдвига на массу материала 11 или же лишь при наличии очень малого усилия сдвига.

В сдвиговой зоне 24 при движении сжатой массы материала обеспечивается воздействие на него усилия сдвига, благодаря чему деформация, полученная им в уплотнительной зоне 22 соответственно фиксируется в полученном его полотне. Ленты 73 и 74 приводятся в движение с разными скоростями, благодаря чему верхняя часть полученного полотна материала, находящаяся в контакте с верхней лентой 74 перемещается поступательно с другой скоростью (и следовательно, проходит другое расстояние за определенный период времени) по сравнению с нижней частью этого полотна, которая находится в контакте с лентой 73. При этом было замечено, что при более высоких степенях сдвига, или при большей разности скоростей движения этих лент, наблюдается повышенная плотность материала получаемых полотен по сравнению с наблюдающейся при более низких степенях сдвига. Можно добиться увеличения скорости прохождения материала через сдвиговую зону 24, увеличив скорость движения лент при уменьшении разности между этими скоростями, но увеличение общей мощности потока массы будет при этом лишь незначительным из-за уменьшения плотности материала в выходящем оттуда полотне при меньшей разности скоростей. Конструкция, обеспечивающая сдвиг в зоне 24, может быть также выполнена в виде соответствующей направляющей пластины, заменяющей собой одну из лент 73 или 74, и противолежащего по отношению к ней соответствующего подвижного элемента, к примеру, такого, каковым является остающаяся при этом лента 73 или 74.

В горизонтальной уплотнительной зоне 26 обеспечивается относительное движение между материалом хлопка 11 и соответствующими пластинами, или рабочими поверхностями, 81 и 82 обрабатывающего устройства 10. В этой зоне 26 хлопок имеет возможность перемещаться относительно самого себя, а также в общем, направлении движения для данной технологической линии (в направлении движения полотна 11' рулонного материала), заполняя при этом собой все пустоты, образовавшиеся по какойлибо причине при выполнении предыдущих операций технологического процесса. Пластины 81 и 82, а также ленты 71-74 имеют рабочую ширину, приблизительно равную ширине камеры обрабатывающего устройства, которая может варьироваться в зависимости от производительности работы хлопкоуборочной машины 14.

Пластины 81 и 82 установлены параллельно одна относительно другой на таком расстоянии друг от друга, которое приблизительно равно ширине промежутка между сдвигаемыми лентами 73 и 74, а длина их, замеряемая в общем направлении движения для данной технологической линии, составляет порядка одного-двух футов (0,3-0,6 м). Однако, горизонтальная уплотнительная зона 26 может быть выполнена настолько короткой, что длина ее будет составлять всего лишь четыре дюйма (10 см), или даже менее того, и при этом не будет наблюдаться заметного ухудшения таких желательных показателей, как устранение существующих пустот и взаимозакрепляющее действие. Однако, как уже было отмечено выше, при увеличении длины обеспечивается дополнительное демпфирование, способствующее лучшей работе органа управления с открытым или закрытым контуром, которым может быть снабжена тюковальная система. Улучшенные результаты были получены, когда горизонтальная уплотнительная зона начинала только входить в сдвиговую зону 24 обрабатывающего устройства 10.

В подтормаживающей зоне 28 имеются пассивно действующая бесконечная лента 91 и верхняя наклонная пластина 92, которая расположена таким образом, чтобы сходиться с этой лентой в общем направлении движения для данной технологической линии к выходному раструбу 28а. По мере того, как полотно 11' рулонного материала с усилием продвигается через обрабатывающее устройство 10 под воздействием лент 71-74, лента 91 приводится в движение самим этим полотном, и при этом полученное полотно выталкивается через раструб 28а. Выходной раструб настраивается по своей высоте, и подтормаживающий механизм 28Ь приводится в действие по такому рабочему циклу и с такой частотой, чтобы в системе было обеспечено наличие установившегося противодавления, необходимого для получения хороших показателей работы обрабатывающего устройства. Рабочий цикл и/или частота подтормаживающего механизма могут затем регулироваться, чтобы поддерживать такую величину противодавления, при которой обеспечивается соответствующее уплотнение полотна материала, получаемого на выходе из сдвиговой зоны 24, которое необходимо для идеальной работы системы, независимо от вида хлопка и длины волокна, а также от засоренности и уровня его влагосодержания. В качестве только лишь примера, можно указать на то, что при пятидесятипроцентном рабочем цикле подтормаживание, осуществляемое с частотой в диапазоне от 0,5 до 3 Гц, обеспечивает получение желаемых эксплутационных показателей.

Хотя применение лент с обычными для них приводами и представляет собой простой и прямой подход к проектированию уплотнительной и сдвиговой зон 22 и 24 для непрерывного осуществления технологического процесса, тем не менее для того, чтобы обеспечить уплотнение и сдвиг материала 11, могут быть применены не только ленты, но также и вальцы, или вращающиеся элементы, совершающие возвратно-поступательное движение. Установлено, что система ленточного типа является сравнительно простой, и она менее сложна в осуществлении, чем большинство систем других типов. Кроме того, установлено также, что уплотнение материала с последующим его сдвигом, осуществляемым, по существу, линейно, обеспечивает получение отличных результатов. Если хлопок сначала подвергается сжатию приблизительно на половину и до двух третей первоначальной своей высоты в свободном состоянии (в зоне 22), а затем дифференцированно перемещается (в зоне 24) с разными скоростями по толщине полученного из него сжатого полотнища, то тогда достигаются оптимальные результаты.

Показатели работы тюковальной машины по траекториям движения наглядно представлены в виде номограмм, приведенных на фиг. 3А3Ό и 4. На фиг. 3Α-3Ό показаны различные траектории движения, которые характерны для перемещения сжимающего элемента, или качающейся пластины, при различных последовательностях занимаемых при этом положений (см. позиции 101-105), причем последовательность, представленная на фиг. 3А, отражает ортогональную последовательность, приближающуюся к той, которая может быть получена при применении обрабатывающего устройства 10, показанного на фиг. 1 и в соответствии с которой за вертикальным прямолинейным сжатием (101-103) следует горизонтальное поступательное перемещение или сдвиг (103-105). Траектории движения, представленные на фиг. 3Β-3Ό, отражают переход от ортогонального движения к диагональному, при совершении которого сжатие и поступательное перемещение происходят одновременно. На фиг. 4 показана номограмма общей мощности потока массы для последовательностей, отраженных на фиг. 3Α-3Ό, из которой следует, что производительность обрабатывающего устройства в значительной степени падает в результате перехода на диагональное движение, совершаемое в соответствии с номограммой, приведенной на фиг. 3Ό.

Завершая описание предпочтительного варианта осуществления настоящего изобретения, следует указать на очевидность того, что допускаются различные изменения и дополнения, которые не выходят за пределы объема данного изобретения, определенного в прилагаемой формуле изобретения.

Claims (11)

1. Хлопкотюковальная машина, предназначенная для уплотнения массы хлопка, убираемого хлопкоуборочной машиной и имеюще го предварительно выбираемую плотность, причем этот хлопок содержит соответствующие хлопковые волокна, при этом указанная тюковальная машина содержит

- сжимающую конструкцию, обеспечивающую сжатие массы, убираемого хлопка с получением при этом сжатой массы, плотность которой существенно выше, чем предварительно выбираемая плотность;

- сдвиговую конструкцию, расположенную далее по ходу технологического процесса относительно сжимающей конструкции и перемещающую отдельные части сжатой массы с разными скоростями друг относительно друга с тем, чтобы протянуть хлопковые волокна поперечно друг относительно друга, благодаря чему волокна взаимно закрепляются, предотвращая обратное расширение сжатой массы, стремящейся восстановить свою предварительно выбираемую первоначальную плотность.

2. Хлопкотюковальная машина по п.1, отличающаяся тем, что указанная сдвиговая конструкция содержит первую и вторую ленты, приводимые в движение с разными скоростями и находящиеся в контакте с отдельными частями сжатого слоя.

3. Хлопкотюковальная машина по п.1, отличающаяся тем, что сжимающая конструкция содержит вращающийся элемент, находящийся в контакте с массой убираемого хлопка, и противолежащую поверхность, расположенную под углом относительно вращающегося элемента, которые ограничивают собой сходящуюся хлопкоприемную зону, причем вращающийся элемент перемещает массу убираемого хлопка в направлении схождения этой зоны, обеспечивая при этом сжатие хлопка.

4. Хлопкотюковальная машина по п.1, отличающаяся тем, что сжимающая конструкция включает в себя противолежащие элементы, обеспечивающие сжатие указанной массы без возникновения при этом значительных усилий сдвига, воздействующих на эту массу.

5. Хлопкотюковальная машина по п.1, отличающаяся тем, что сдвиговая конструкция содержит пару лент, выходящих из сжимающей конструкции, причем указанная пара лент приводится в движение с разными скоростями и находится в контакте с отдельными частями сжатого слоя, обеспечивая при этом возникновение усилий сдвига, воздействующих на сжатый слой.

6. Хлопкотюковальная машина по п.1, отличающаяся тем, что содержит приемную конструкцию, предназначенную для приема сжатого слоя и послойной укладки там сжатой массы в виде уплотненного модуля.

7. Хлопкотюковальная машина по п.1, отличающаяся тем, что сдвиговая конструкция содержит средства для передвижения смещаемых частей слоя с разными скоростями, причем эти средства включают в себя приводимую в движение ленту, находящуюся в контакте с одной частью слоя, и противолежащую поверхность, находящуюся в контакте с другой частью этого слоя.

8. Хлопкотюковальная машина по п.1, отличающаяся тем, что дополнительно содержит тюкоформирующее устройство, подсоединенное к хлопкоуборочной машине и принимающее сжатый слой.

9. Хлопкотюковальная машина по п.1, отличающаяся тем, что конструкция выполнена таким образом, чтобы обеспечивать сжатие убираемого хлопка с получением при этом сжатого слоя.

10. Хлопкотюковальная машина по п.9, отличающаяся тем, что сжимающая конструкция включает в свой состав подвижной элемент, обеспечивающий, по существу, непрерывное движение слоя.

11. Хлопкотюковальная машина по п. 1, отличающаяся тем, что содержит воздушную систему, обеспечивающую транспортировку хлопка от хлопкоуборочной машины к сжимающей конструкции, и в которой сжимающая конструкция открыта со стороны подвода к ней указанной воздушной системы и дополнительно имеет накопительную зону, расположенную далее по ходу технологического процесса относительно воздушной системы, благодаря чему хлопкоуборочная машина может работать в течение коротких интервалов времени, когда включается в работу выгружающая конструкция.