ES2212456T3 - Dispositivo para abrir y retirar las impurezas,, para maquinas destinadas a abrir o cardar material textil floculado. - Google Patents

Abstract

UNIDAD PARA LA APERTURA Y SEPARACION DE IMPUREZAS, PARA MAQUINAS DE APERTURA O CARDADO DE MATERIALES TEXTILES ATERCIOPELADOS, QUE COMPRENDE UNAS CUCHILLAS SEPARADORAS PARA LA ELIMINACION DE LAS IMPUREZAS QUE CONSISTEN EN UNA CUCHILLA DE CORTE TRIANGULAR MONTADA SOBRE EL SOPORTE CON SU SUPERFICIE INTERIOR DISPUESTA FORMADO UN PEQUEÑO ANGULO RESPECTO A LA TANGENTE A LA SUPERFICIE DE LA GUARNICION, Y CON EL VERTICE DISPUESTO EN LA PARTE DE ABAJO DESDE LA DIRECCION DE MOVIMIENTO DEL CILINDRO.

Description

Dispositivo para abrir y retirar las impurezas, para máquinas destinadas a abrir o cardar material textil floculado.

La presente invención se refiere a la apertura y carda de material fibroso floculado, por ejemplo algodón u otras fibras textiles, en el que el material se procesa sobre la superficie de una serie de cilindros recubiertos, que están provistos de una multitud de púas, o agujas o dientes de sierra, con varias formas y dimensiones, cuchillas y elementos cardadores fijos, que se impulsan por un movimiento relativo entre sí, en el que el material fibroso floculado se abre en la forma de flóculos más finos y limpios, con eliminación de una parte importante de las impurezas contenidas en las fibras, cuyo flóculo ha de enviarse a las etapas de procesamiento sucesivas, hasta que la cinta de fibras se envíe para que se obtenga su hilado.

Para hacer evidentes las características y ventajas de la presente invención, la misma se describe a modo de ilustración no limitativa, con referencia a su aplicación a un abridor horizontal. De hecho, la presente invención puede aplicarse también a diferentes máquinas para preparación de las fibras para hilado, en las que se requieren elementos para retirar las impurezas de las fibras que se soportan o los recubrimientos en movimiento, por medio de cuchillas fijas, tales como los cilindros abridores o batidores de máquinas para cardar planas.

En una descripción muy general, la operación para la apertura del flóculo en un abridor horizontal tiene lugar en las principales etapas siguientes, ilustradas con referencia a la figura 1, también con referencia a la técnica conocida. Los abridores horizontales para fibras floculadas se describen en las patentes US nº 5.146.652, nº 5.255.415, nº 5.313.688 y nº 5.333.358.

El documento GB 2200147 describe un conjunto de cuchillas separadoras ajustables con un borde de corte triangular que corresponde a las características previstas en el preámbulo de la reivindicación 1.

El material no tratado, que consiste en fibras floculadas sueltas, se distribuye por un silo de alimentación 1 y, por medio de un par de cilindros transportadores lobulados 2 y un par de cilindros de arrastre 3, que están conectados a un conducto 4, se envía a una serie de cilindros de apertura de eje horizontal 5, 25, 45 que están en rotación inversa entre sí. Estos cilindros de apertura suelen tener diámetros que son prácticamente los mismos. La figura 1 ilustra, a modo de ejemplo, tres cilindros en serie, pero puede preverse un número mayor de cilindros.

El primer cilindro de apertura 5 gira en sentido anti-horario. Este cilindro está provisto de un recubrimiento, que consiste, por ejemplo, en agujas o dientes de sierra, que recibe las fibras, todavía en forma floculada, dispuestas sobre la superficie recubierta y encuentran una serie de elementos de procesamiento. Estos elementos consisten, respectivamente, en dispositivos de apertura y retirada, que comprenden:

- cuchillas separadoras 6, 7, que están dispuestas en un espacio libre de la superficie cilíndrica que rodea al cilindro 5 para poder liberar las impurezas del material fibroso, como se ilustra en el detalle ampliado en la figura 1A;

- bocas de aspiración 8, 9 que recogen el material desprendido por las cuchillas 6, 7, respectivamente, que está constituido por las impurezas que se liberan del material fibroso;

- uno o una pluralidad de elementos cardadores fijos 10, que consisten en placas provistas de púas, según se ilustra en los detalles ampliados de las figuras 2 y 3, que ejercen una acción de estirado y apertura de los enmarañamientos de fibras y

- uno o una pluralidad de deflectores móviles 11 para modificar la apertura del espacio libre para retirada de la suciedad a eliminar por las cuchillas.

Estos elementos están montados sobre soportes de barras 12, 13 que se extienden en una dirección axial relativa al cilindro 5. Dicho cilindro está rodeado también por placas de contenedores 14, 15 y por cuñas de conexión 16, 17, que delimitan la sección de paso del material fibroso, que se soporta por la superficie recubierta del cilindro 5. Estos elementos que rodean a los cilindros de apertura presentan también aberturas en sus extremos para liberación de las corrientes de aire que se generan por el efecto de ventilación, por la rotación de los cilindros y para posicionamiento de los dispositivos de apertura y retirada anteriormente descritos, es decir, cuchillas, bocas para aspiración de los residuos y suciedad retirados, placas cardadoras fijas y deflectores.

Los dos cilindros de apertura sucesivos 25, 45 están provistos de elementos similares para el procesamiento del material, es decir, respectivamente:

- cuchillas separadoras 26, 46;

- bocas de aspiración 27, 47;

- segmentos cardadores fijos 28, 48;

- deflectores móviles 29, 49;

- soportes de barras 30, 50;

- placas de contenedores 31, 32, 51 y

- cuñas de conexión 33, 34, 52 que actúan también como soporte para elementos de los dispositivos de apertura y retirada, que realizan las mismas funciones que los elementos similares descritos para el primer cilindro 5.

Al final del recorrido en el tercer cilindro de apertura 45, el material fibroso floculado se desprende por una cuchilla peinadora adicional 53, asistida por una fuerte corriente de aire de transporte, que se obtiene desde el conducto 54, que se extiende hacia arriba con el conducto 55, en el cual se transporta el más pequeño material fibroso floculado, que está abierto y prácticamente libre de la mayor parte de las impurezas.

El procedimiento para procesar el material fibroso en el abridor tiene lugar a lo largo de la superficie de los cilindros abridores 5, 25, 45 que están dispuestos en serie y están provistos de varias púas, agujas o dientes de sierra, que son progresivamente más densos para poder realizar un estirado progresivo y limpieza de los enmarañamientos de fibras, obteniendo así fibras floculadas más limpias, eliminando trozos de madera, semillas, conchas, terrones y polvo con grados variables de fineza así como las fibras cortas. El material se hace pasar desde un cilindro al siguiente por la diferente y mayor velocidad a la que se accionan los cilindros: en general, las velocidades periféricas de los cilindros están dentro de las gamas de 10-25 m/seg. para el primer cilindro, 20-35 m/seg. para el segundo cilindro y 30-50 m/seg. para el tercer cilindro. Estas velocidades crecientes de los cilindros, en asociación con las superficies del contenedor que están cada vez más próximas a los recubrimientos giratorios, generan una acción ventiladora energética sobre la capa de fibras soportada sobre los recubrimientos así como un fuerte efecto centrífugo sobre el material, que es todo el material más grande, más denso y menos filiforme, debido a su menor adhesión al recubrimiento: las impurezas se proyectan, de manera selectiva, hacia el exterior, puesto que son más pesadas y más gruesas que las fibras. Al ir desde el primer cilindro al último, la acción centrífuga y ventiladora se incrementa en gran medida y las fibras son progresivamente más libres y en flóculos más pequeños, pero son retenidas progresivamente y de forma más densa por los recubrimientos.

En resumen, la acción de los cilindros 5, 25, 45 con recubrimientos metálicos que son cada vez más densos y que giran en sentido inverso a velocidades periféricas cada vez mayores, presta asistencia en igualar la densidad de la masa fibrosa, puesto que la transferencia del flóculo desde una superficie operativa a la siguiente da lugar a una intensidad de apertura y limpieza del flóculo, que es la misma para el volumen completo de fibras suministradas y se incrementa de manera progresiva a lo largo del recorrido entre los cilindros. Los dispositivos de apertura y retirada dan lugar a la retirada de las impurezas que, cuando se desprenden desde la superficie de la capa de flóculo anteriormente abierta por efecto centrífugo, son evacuadas por los elementos mecánicos anteriormente mencionados, según sus ajustes recíprocos de distancia y ángulos. Cada boca de aspiración, que está asociada con las cuchillas, se conecta a un sistema de aspiración centralizado, que las mantiene constantemente libres y operativas.

El efecto requerido de las cuchillas separadoras (6, 7 del primer cilindro y 26, 46 de los demás cilindros) es, de hecho, interceptar el material que se libera notablemente por la fuerza centrífuga desde la capa de fibras sobre el recubrimiento y para desviarlo hacia las bocas de aspiración. Esta acción por las cuchillas merece una descripción con más profundidad, haciendo referencia al detalle ampliado de la figura 1A, que ilustra, a modo de ejemplo, la primera cuchilla 6 aplicada al primer cilindro 5, de nuevo con referencia a la técnica ya conocida.

La superficie del cilindro 5 está provista de un recubrimiento constituido por agujas 18, cuyas puntas se mueven a lo largo de la superficie 19 indicada con una línea de punto y guión. El cilindro 5 gira en sentido contrario a las agujas de un reloj, según se indica por la flecha, y genera una acción ventilante significativa en la misma dirección. La cuchilla 6 se presenta al material fibroso que está retenido por las agujas 18. La cuchilla comprende una superficie peinadora exterior 60, que recibe el flujo de aire y material que se escapa desde el recubrimiento de agujas 18. Una arista viva 61 y una superficie interior oblicua 62, que está conectada por medio de bordes obtusos 63 a la superficie interior 64, que es paralela a la superficie 60. La cuchilla separadora 6 está montada sobre su soporte 12 en relación con el cilindro 5, con su borde agudo 61 a la distancia mínima de la superficie 19 que se desplaza por las puntas del revestimiento 18 y que, en general, es aproximadamente 1 mm y con su superficie oblicua 62 dispuesta formando un ángulo \alpha relativo a la tangente a la superficie 19, con el vértice dispuesto hacia arriba desde el movimiento del cilindro. La superficie interior oblicua 62 queda así retirada de la superficie 19, en la dirección del movimiento anti-horario del cilindro 5 y no realiza ninguna contribución importante al procesamiento.

Esta forma y disposición de la cuchilla separadora es efectiva al retirar y capturar la suciedad procedente del flóculo de las fibras, pero tiene el inconveniente de que también captura y retira una cantidad importante de fibras que son aptas para el hilado. Una cantidad significativa de estas fibras que son aptas para el hilado se acoplan en un extremo por los recubrimientos, haciendo caso omiso de que estos últimos consistan en agujas, púas o dientes de sierra, pero, en el otro extremo pueden sobresalir con una sección libre hacia el exterior, por medio del efecto de la fuerza centrífuga y el efecto de ventilación. De esta forma, puede entrar en contacto con la arista viva 61 de la cuchilla. Para algunas de las fibras, prevalece la acción de acoplamiento por el recubrimiento, es decir, las fibras se pliegan y siguen en la rotación anti-horaria. Para la parte restante de las fibras, prevalece la acción de la cuchilla 6, es decir, la fibra se eleva a la superficie peinadora 60 y se retira del recubrimiento del cilindro 5. En general, el material residual consiste en suciedad, fibras cortas y fibras que son aptas para el hilado, con un contenido indeseable de fibras que son largas y adecuadas para el hilado, que puede exceder incluso el 50% del total.

Esta parte constituye una pérdida de procesamiento que debe restringirse lo más posible, mientras que se libera el contenido de suciedad y fibras cortas desde las fibras.

La presente invención se refiere, más concretamente, a una forma y disposición recientemente diseñada de la cuchilla separadora, para poder obtener un trabajo de alta calidad y eficiente de apertura y limpieza del material fibroso floculado, al mismo tiempo que restringe las pérdidas de fibras largas.

La cuchilla separadora, según la presente invención, está definida, en su significado más amplio, en la primera reivindicación, mientras que las reivindicaciones subordinadas definen sus realizaciones preferidas.

Para poder ilustrar más claramente las características y ventajas de la presente invención se describe, a modo de ejemplo no limitador, con referencia a una realización típica contenida en las figuras 2, 2A y 3, del primer soporte fijo, designado con la referencia 12 en la figura 1, que soporta la cuchilla separadora según la presente invención en su forma y disposición características. También puede aplicarse y relacionarse con los restantes dispositivos separadores que están dispuestos a lo largo del recorrido de las fibras floculadas, sobre la superficie de los cilindros 25 y 45.

Según la realización ilustrada en la figura 2, el soporte 70, que corresponde al soporte 12 de la figura 1, consiste en una estructura fija en la forma de una barra con una sección transversal trapezoidal, que se extiende en dirección axial a lo largo de la generatriz del cilindro 5. En su superficie izquierda, de una manera conocida, no estando ilustrados los medios para su fijación y ajuste en la figura, la estructura 70 soporta la cuchilla 71 según la presente invención, que también se ilustra en el detalle ampliado de la figura 2A.

La cuchilla 71 tiene un borde de corte triangular, es decir, consiste en una cuchilla con dos superficies paralelas 72, 73 que están conectadas por un borde de corte que comprende, en orden, una superficie peinadora exterior 74, que recibe el flujo de aire y material que se escapa desde el recubrimiento de agujas 18, un borde agudo 75 y una superficie guía interior 76, que está conectada por medio del borde obtuso 77 a la superficie interior 73, que es paralela a la superficie 72. La cuchilla separadora 71 funciona con las dos superficies 74, 76 y está montada sobre su soporte 70, en relación con el cilindro 5, con su borde obtuso 77 a la distancia mínima desde la superficie 19, que se desplaza por las púas del recubrimiento 18 de una manera similar a la de la arista viva 61 en la figura 1A y en general, es aproximadamente 1 mm, mientras que su borde agudo 75 está más distante. Su superficie interior 76 está dispuesta así de acuerdo con un pequeño ángulo \alpha' relativo a la tangente a la superficie 19 y con el vértice dispuesto corriente abajo del movimiento del cilindro. El valor de este ángulo \alpha' está entre 1º y 25º y en una realización preferible, entre 3º y 10º. La superficie interior 76 se aproxima así a la superficie 19 en la dirección de movimiento anti-horario del cilindro 5 y es de utilidad en el procesamiento según se describe a continuación.

Esta cuchilla, y la disposición de la cuchilla separadora 71 según la presente invención, es efectiva para retirar y capturar la suciedad procedente del flóculo de la fibra, puesto que su superficie peinadora exterior 74 desvía eficientemente el material proyectado desde la capa de fibra que se retiene en el recubrimiento de agujas 18, pero, en relación con las fibras que pueden sobresalir hacia el exterior por medio del efecto de la fuerza centrífuga y el efecto de ventilación, su superficie interior 76 se comporta de manera diferente de la que tiene la cuchilla en la figura 1A. Las fibras que entran en contacto con la arista viva 75 de la cuchilla son, de hecho, guiadas por su superficie interior 76, siendo plegadas y devueltas a su acoplamiento con el recubrimiento de agujas 18.

En comparación con la configuración ilustrada en la figura 1A, en el caso de la mayor parte de las fibras, prevalece la acción de arrastre por el recubrimiento, mientras que existe una parte residual de fibras adecuada para el hilado, en donde prevalece la acción de separación de la cuchilla 71.

Las cuchillas separadoras, según la presente invención, están montadas sobre su soporte y la distancia relativa a la superficie de trabajo 19 del recubrimiento se ajusta según los requisitos del proceso de cardar.

Una realización preferida de la invención se ilustra con referencia a las figuras 2 y 3. Después de haberse puesto en contacto con la cuchilla separadora 71, las fibras se transportan por el recubrimiento de agujas 18, por medio de una rotación anti-horaria, a la placa cardadora 10, donde son desenmarañadas, estiradas e igualadas en flóculos más pequeños y regulares, no obstante dando lugar al fenómeno anteriormente descrito, es decir, que algunas de las fibras, cuyos extremos sobresalen más allá del recubrimiento, pueden capturarse por las cuchillas separadoras, junto con el residuo, con la suciedad y las fibras cortas. Para esta finalidad, según una realización preferida de la presente invención, de la cual se ilustra un ejemplo en el detalle ampliado de la figura 3, el deflector móvil 80, que está dispuesto en el extremo del elemento de apertura y retirada, que está apoyado por el soporte 70 y corriente abajo del elemento cardador fijo 10, se obtiene según una disposición y forma específicas.

En la técnica conocida, este deflector móvil desempeña la función de modular el tamaño de la abertura angular disponible para el efecto centrífugo sobre el residuo al retirarse en la cuchilla que sigue y la función de modular la distancia radial, para poder crear así un área de vena más o menos contraída, para el flujo de aire creado por rotación del cilindro cubierto 5, por efecto de ventilación. Según la realización ilustrada en la figura 3, el deflector móvil 80 tiene una forma conificada, con su superficie interior, que se presenta a la superficie 19 de las puntas de agujas o del revestimiento 18, que consiste en dos superficies prácticamente planas, es decir, una superficie más corta 81 y una superficie más larga 82, que está conectada por medio de un borde obtuso 83.

El deflector 80 es angularmente ajustable, de una manera conocida, entre una posición A de máxima aproximación a la superficie 19 que se ilustra por una línea continua y una posición B de desplazamiento máximo desde la superficie 19, que se ilustra por una línea de puntos. En la posición A de aproximación máxima, el extremo libre de las fibras, que está soportado por el recubrimiento 18, encuentra en primer lugar la superficie 31, que le empuja radialmente hacia el interior, a continuación la superficie 82, que le acompaña para la sección más larga para poder hacerle volver al recubrimiento. Cuando las fibras así desviadas al interior encuentran la siguiente cuchilla 7, que se ilustra con la misma forma y disposición que en la cuchilla de la figura 2A, el efecto de retirada por la cuchilla sobre las fibras aptas para el hilado se reduce a un mínimo, es decir, en la posición A, hay una continuación máxima de la reducción de la cantidad y longitud de las fibras, que sobresalen desde el recubrimiento de agujas 18 y de la pérdida de estas fibras como residuo. Una aportación a este efecto se realiza también por la vena contraída para el aire de ventilación, en la posición en la que el borde extremo 84 está lo más próximo posible al recubrimiento, es decir, la mayor velocidad del aire empuja los extremos de las fibras hacia el interior del recubrimiento.

Las distancias y las regulaciones de esta posición son similares a las ilustradas para la superficie 76 de la cuchilla 71 en la figura 2A. En la posición A, el deflector 80 se lleva con su borde extremo 84 a la distancia mínima desde la superficie 19, que se desplaza por las puntas del revestimiento 18, que es de una magnitud similar a la de la arista viva 61 en la figura 1A y en general, es aproximadamente 1 mm, mientras que su arista viva 83 está más distante. Su superficie interior plana 82 se dispone así según un pequeño ángulo \beta en relación con la tangente a la superficie 19, cuyo ángulo tiene un valor similar al ángulo \alpha' de la figura 2A y con el vértice dispuesto corriente abajo desde el movimiento del cilindro 5. De una manera similar, en la posición de máxima aproximación, este ángulo \beta está entre 1º y 25º y preferentemente entre 3º y 10º.

Por otra parte, en la posición B de desplazamiento máximo el efecto máximo de rechazo del residuo se continúa. En la posición B, el deflector 80 se lleva con su borde extremo 84 a la distancia máxima desde la superficie 19 desplazándose por las puntas del revestimiento 18, según un valor comprendido entre 15 y 25 mm. Su superficie interior plana 82 está dispuesta así relativa a la tangente a la superficie 19, según un ángulo, cuyo vértice puede estar dispuesto, por otro lado, hacia arriba desde el elemento de cilindro 5. Según esta configuración, existe continuación del efecto centrífugo máximo, la contracción mínima de la vena para el flujo del aire de ventilación y la liberación máxima de residuo, con la cuchilla 7 del dispositivo separador que sigue recibiendo las fibras tratadas por el elemento cardador fijo precedente 10. Las posiciones intermedias entre A y B representan soluciones de compromiso entre los dos requerimientos.

Puede observarse que el dispositivo para cardar, según la invención, ilustrado en la realización de las figuras 2 y 3, tiene características funcionales que son muy ventajosas y proporcionan importantes beneficios. Tiene la característica de que se puede adaptar a la variación de calidad de las fibras procesadas, a los requisitos de eficiencia de eliminación de la suciedad de fibras cortas y a la necesidad de restringir las pérdidas de material de fibra larga que es apto para el hilado.

El rendimiento de el dispositivo separador, según la invención, se ha probado de forma experimental, utilizando, en un lote único de algodón, las configuraciones de la cuchilla 6 ilustrada en la figura 1A y de la cuchilla 71 en la figura 2A, con las mismas regulaciones de la distancia y de los demás parámetros, en el primer elemento de procesamiento del cilindro 5.

Utilizando algodón ruso de 28 mm, 4,9 de índice de finura Micronaire, con un contenido de suciedad y polvo variable entre 1,17 y 1,38% en peso y fibras cortas de entre 9,8 y 14,4% en peso y para el mismo rendimiento porcentual de eliminación de la suciedad y polvo en la primera boca 8, el contenido de fibras largas altas para hilado en el material recogido en dicha boca, en el caso de la solución técnica según se ilustra en la figura 2A, era notablemente menor que la solución en la figura 1A, con valores que variaban entre 16 y 22% menos. El material recogido por la primera boca 8, por medio del primer dispositivo separador con la cuchilla según se ilustra en la figura 1A, tenía un contenido medio de fibras aptas para el hilado de aproximadamente 50%, mientras que, cuando se utilizaba el dispositivo separador según la representación de la figura 2A, este contenido medio era de aproximadamente un 40%.

Claims (6)

1. Dispositivo para abrir y retirar las impurezas, para máquinas destinadas a abrir o cardar material textil floculado, que comprende un elemento de soporte fijo (12, 13, 30, 50) que soporta cuchillas separadoras (6, 7, 26, 46), que están asociadas con elementos cardadores fijos (10, 28, 48), para igualación del flóculo y retirada de las impurezas, de modo que las cuchillas separadoras (71) comprenden, en orden, una superficie peinadora exterior (74), un borde agudo (75) y una superficie guía interior (76), que está conectada por medio del borde obtuso (77) a la superficie interior (73) y que está montada sobre su soporte (70) con su superficie guía interior (76) dispuesta según un pequeño ángulo (\alpha') relativo a la tangente a la superficie (19) del cilindro de apertura (5), caracterizado porque el vértice de dicho ángulo (\alpha') está dispuesto corriente abajo desde el movimiento del cilindro.

2. Dispositivo para abrir y retirar las impurezas, para máquinas destinadas a abrir o cardar material textil floculado, según la reivindicación 1, caracterizado porque el ángulo (\alpha') está comprendido entre 1º y 25º, y preferentemente entre 3º y 10º.

3. Dispositivo para abrir y retirar las impurezas, para máquinas destinadas a abrir o cardar material textil floculado, según la reivindicación 1, caracterizado porque la cuchilla (71) está montada sobre su soporte (70) con su borde obtuso (77) a la distancia mínima desde la superficie (19) recorrida por las púas del recubrimiento (18).

4. Dispositivo para abrir y retirar las impurezas, para máquinas destinadas a abrir o cardar material textil floculado, según la reivindicación 1, que comprende un deflector móvil, que está situado sobre el soporte de conexión o cuña (12, 16, 34) hacia arriba, que precede a la cuchilla separadora (71), caracterizado porque este deflector (80) que tiene una forma conificada y cuya superficie interior se presenta a la superficie (19) de las púas de recubrimiento, que consiste en dos superficies prácticamente planas (81, 82) que están conectadas por medio de un borde obtuso (83).

5. Dispositivo para abrir y retirar las impurezas, para máquinas destinadas a abrir o cardar material textil floculado, según la reivindicación 4, caracterizado porque el deflector (80) es angularmente ajustable entre una posición (A) de aproximación máxima a la superficie (19) y una posición (B) de desplazamiento máximo de la superficie (19) y en la posición (A) de aproximación máxima, su superficie interior plana (82) está dispuesta según un pequeño ángulo (\beta) en relación con la tangente a la superficie (19) con el vértice de dicho ángulo (\beta), dispuesto corriente abajo desde el movimiento del cilindro (5).

6. Dispositivo para abrir y retirar las impurezas, para máquinas destinadas a abrir o cardar material textil floculado, según la reivindicación 5, caracterizado porque en la posición de aproximación máxima, el ángulo (\beta) está comprendido entre 1º y 25º y preferentemente entre 3º y 10º.