ES2249437T3 - Operacion de trabajo modificada en la cardadura textil. - Google Patents
Operacion de trabajo modificada en la cardadura textil.Info
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Abstract
Un segmento de máquina textil que incluye un rodillo primero o principal (12) destinado a sustentar y transportar una masa laminar de fibras, asociado a un segundo (14) y a un tercer (16) rodillos que tienen respectivas zonas enfrentadas de trabajo (25, 24) uno con otro y con el primer rodillo cuando los tres rodillos giran y medios de propulsión (100) para hacer girar los rodillos, dispuestos para hacer girar el segundo rodillo (14) en un sentido de giro que es el mismo que el del primer rodillo (12) y opuesto al del tercer rodillo (16), caracterizado porque el segundo rodillo (14) se halla más abajo que el tercer rodillo (16) y puede cooperar con el primer rodillo (12) para abrir y separar una masa de fibras (22) y llevar esta masa (22) a la zona enfrentada de trabajo con el tercer rodillo (16),siendo allí transferida la masa de fibras al tercer rodillo y transportada por ese tercer rodillo a la zona de trabajo enfrentada con el primer rodillo (12) donde es transferida de nuevo al primerrodillo (12), y porque la relación entre los diámetros del segundo (14) y el tercer rodillos es inferior a 1,5.
Description
Operación de trabajo modificada en la cardadura
textil.
Esta invención se refiere de manera general a la
interacción entre los rodillos y los cilindros de las máquinas de
cardar textiles. La invención es aplicable a los puntos de trabajo
en toda una carda textil, incluyendo, pero no limitándose al
lubricador automático, el cilindro delantero o la devanadera.
Uno de los principales medios para la cardadura
de las fibras textiles es la cardadura con rodillos. Los rodillos
están normalmente envueltos con un hilo de carda para proporcionar
una superficie finalmente con múltiples puntas que se emplea para
reducir las acumulaciones de fibras a fibras individuales y después
reunirlas en una tela o tejido. En el diseño convencional, los
rodillos presentan una relación específica uno con otro en términos
de diámetro y sentido de giro. El rodillo que individualiza las
fibras se llama separador y gira en sentido contrario al del
cilindro mayor que lleva la fibra avanzando a través de la máquina.
El diámetro del rodillo separador es normalmente de 250 mm,
incluyendo el hilo, y el del cilindro sobre el que está situado
depende de la parte de la carda que se considere, por ejemplo, el
cilindro delantero puede tener un diámetro de unos 1000 mm y el
cilindro principal un diámetro de hasta unos 1500 mm.
Trabajando en cooperación con el separador hay un
cilindro desmontador. Los desmontadores son normalmente de 150 mm de
diámetro y giran en el mismo sentido que el separador y en sentido
opuesto al del cilindro, generalmente a velocidades superficiales
mucho mayores que la del separador, pero inferiores a la del
cilindro. La finalidad de un desmontador es extraer la fibra del
separador y devolverla al cilindro para un nuevo tratamiento por
parte de los separadores. El importante papel del desmontador es
mantener las puntas del separador libres de fibras, de modo que éste
continuar abriendo las aglomeraciones de fibras que se presentan por
parte del cilindro. El desmontaje del desmontador por el cilindro se
facilita con la más elevada velocidad superficial del cilindro y la
orientación avanzada de ambos grupos de puntas.
Esta manera de abrir las acumulaciones de fibras
necesita contrastarse con la de los planos, que es la tecnología
tradicional de la industria de la fibra corta. Una exigencia física
principal para la apertura eficaz de las fibras cortas es el gran
número de puntas de la superficie de trabajo a causa de la finura de
las fibras. En la práctica, esto significa que se han usado barras,
más bien que rodillos, para sustentar las puntas, debido a las
cantidades mayores que pueden de éstas que pueden disponerse. Los
planos pueden ser fijos o móviles, pero si están fijos la
acumulación de fibras en las puntas es un problema grave que conduce
a una reducción del rendimiento. La ventaja de los planos móviles es
que la fibra retenida en las puntas puede eliminarse posteriormente,
mejorándole la eficacia de la apertura mientras de proporciona la
capacidad de eliminar los desperdicios. El inconveniente de extraer
la fibra de las puntas y no devolverla al equipo es la mayor pérdida
de fibras.
Los separadores proporcionan cierto número de
ventajas en la cardadura respecto a los planos. En primer lugar, los
separadores funcionan siempre al máximo rendimiento de la apertura a
causa de que las puntas nunca están cargadas de fibras. En segundo
lugar, no existe pérdida de fibras del sistema debido a que toda la
fibra que se "separa" se devuelve al cilindro. En tercer lugar,
los separadores-desmontadores proporcionan una buena
mezcla y uniformidad de realimentación de la fibra abierta a la
alimentación de entrada. En cuarto lugar, debido a que cada unidad
separadora-desmontadora es independiente, se pueden
realizar ajustes individuales, emplear velocidades y densidad de
puntas para optimizar el rendimiento.
Sin embargo, existen inconvenientes bien
reconocidos de la disposición tradicional de
separador-desmontador, a saber, la baja densidad de
asociación de las unidades debido a los grandes diámetros y la
necesidad de dejar una amplia separación entre un separador y el
consiguiente desmontador para eliminar interferencias, esto es,
transferencia indeseada de fibras. Más exactamente, en la cardadura
de estambre, los diámetros del separador son normalmente de unos 250
mm y la separación hasta el siguiente desmontador es usualmente de
unos 180 mm. Cuando se combina con un desmontador de 150 mm de
diámetro, el arco total del cilindro requerido por su funcionamiento
propiamente dicho es de unos 580 mm, lo cual es una gran proporción
del arco total. Otro inconveniente es que no existe la posibilidad
de eliminar contaminantes como materiales vegetales en la lana, o
desechos en el algodón, siendo ello un inconveniente que restringe
la aplicación de rodillos a la cardadura de fibras cortas.
Finalmente, resulta difícil incluir los separadores a causa de que
las puntas dirigidas hacia atrás no pueden impedir el resbalamiento
de las fibras en el caso de contactos con la envolvente o con
cualquier otra superficie.
Las deficiencias del sistema por el sistema
tradicional de separador-desmontador son
importantes para la cardadura de materiales textiles siempre que la
calidad de la tela sea directamente importante para la calidad del
producto final, tal como en la cardadura de no tejidos y géneros de
lana. Estos usos finales se beneficiarían de la apertura mayor
proporcionada por más unidades. Para la cardadura de estambre, donde
el producto es un tejido que se someterá a un nuevo tratamiento, el
inconveniente es que las máquinas actuales son muy grandes y su
coste sería considerablemente inferior si se redujera el tamaño. En
el caso de cardadura de fibras cortas, los impedimentos para usar
separadores-desmontadores son la falta de
dispositivos para la eliminación de residuos, la baja densidad de
las unidades y la dificultad de encerrar por completo los rodillos.
El encierro completo de las cardas de algodón es una condición
esencial debido a las preocupaciones por la salud y la
seguridad.
La patente US 709.980 describe una máquina para
cardar en la que el material a cardar es portado por rodillos
alimentadores a la circunferencia del cilindro de carda y después es
objeto del proceso de cardadura. El material se extrae en parte
mediante un primer cilindro separador, que gira en sentido contrario
al del cilindro de cardas, y a su vez es cogido del primer rodillo
de trabajo por el rodillo desmontador, que gira en el mismo sentido
que el cilindro de cardadura, pero es de una velocidad periférica
superior a la del cilindro separador. Las velocidades periféricas
del cilindro separador y del cilindro de cardadura son iguales. Al
girar más aprisa que el rodillo separador, el rodillo desmontador
tomará el material del rodillo de trabajo y lo depositará de nuevo
sobre la superficie de cilindro de cardadura.
Es por lo tanto un objeto de la presente
invención el enfocar por lo menos en parte uno o más de los
problemas antedichos que surgen de la aplicación de los rodillos a
la cardadura de materiales textiles, a la vez que preferentemente se
mantienen las ventajas de los sistemas existentes.
En esencia, la invención implica una inversión de
la dirección de giro existente desde hace mucho tiempo del rodillo
que convencionalmente se denomina un separador. Con esta
modificación, que aporta cierto número de ventajas, es beneficiosa
también después de las relaciones de tamaños convencionales entre
los cilindros o rodillos de las máquinas textiles. Invirtiendo el
sentido de giro del separador es posible reducir sensiblemente la
distancia entre un separador y el consiguiente desmontador sobre el
cilindro, y esa distancia puede hacerse aún menor disminuyendo el
tamaño relativo del rodillo separador.
En la cardadura con rodillos convencional, como
ya se ha dicho, el rodillo primero o primario es un cilindro o
devanadora, el segundo rodillo se denomina normalmente un separador
y el tercer rodillo se llama un desmontador. Convencionalmente, los
separadores recogen la fibra del cilindro y la depositan con la
misma orientación, esto es, la superficie superior de un mechón de
fibras permanece en la parte superior después de su
re-deposición sobre el cilindro. En la presente
solicitud, debido a los sentidos de giro relativos la disposición de
aquellos mechones de fibras se invierte durante su
re-deposición, esto es, la superficie superior de un
mechón se halla en la parte inferior tras la
re-deposición. Por esta razón, derivada de la
práctica preferida de la invención, el segundo rodillo puede
convenientemente denominarse inversor para distinguir su
funcionamiento del de un separador. Los inversores, por
consiguiente, proporcionan un grado adicional de mezclado de las
fibras respecto a los separadores convencionales.
En un primer aspecto, la invención proporciona un
segmento de máquinas textiles que comprende un rodillo primero o
principal destinado a sustentar y transportar una tela de fibras
móvil, asociado a un segundo y un tercer pares de rodillos, que
giran uno con otro y con el primer rodillo cuando giran los tres
rodillos, y medios de propulsión para hacer girar los rodillos, en
que los medios de propulsión están dispuestos para hacer girar el
segundo rodillo en una dirección de giro que sea el mismo que el del
primer rodillo y opuesto al del tercer rodillo, caracterizado porque
el segundo rodillo está más abajo del tercer rodillo y puede
cooperar con el primer rodillo para abrir y separar una masa de
fibras y llevarla hasta el par con el tercer rodillo, siendo allí
transferida la masa de fibras al tercer rodillo y llevada por este
último al par del primer rodillo, donde es transferida de nuevo al
primer rodillo, y porque la relación del diámetro del segundo al
tercer rodillos es inferior a 1,5.
La invención proporciona, en un segundo aspecto,
un procedimiento para tratar una masa laminar móvil de fibras, que
comprende sustentar y transportar la masa sobre un primer rodillo
giratorio y accionar pares respectivos de segundo y tercer rodillos
cooperables uno con otro y en respectivo par con el primer rodillo
con el fin de abrir la masa de fibras y desgajar una masa laminar de
mechones de fibras en el par entre el primer y el segundo rodillos y
devolver los mechones al primer rodillo en el par entre el primer y
el tercer rodillos, en que el funcionamiento de los respectivos
pares de segundo y tercer rodillos se efectúa haciendo girar el
segundo rodillo en un sentido de giro que sea el mismo que el del
primer rodillo y opuesto al del tercer rodillo. El segundo rodillo
se halla más abajo del tercer rodillo, y la relación de diámetros
del segundo al tercer rodillos es inferior a 1,5.
El segundo y el tercer rodillos pueden de aquí en
adelante denominarse inversor y desmontador, respectivamente.
Los rodillos tienen preferentemente un
revestimiento de hilos en torno de sus superficies cilíndricas, el
cual comprende una multiplicidad de puntas salientes o dientes
inclinados a menos de 90º con relación a la respectiva superficie.
Preferentemente, los respectivos rodillos tienen cada uno una
dirección prácticamente uniforme de esa inclinación. Ventajosamente,
en la zona de transferencia de las fibras desde el rodillo segundo o
inversor al rodillo tercero o desmontador, las puntas de los
respectivos rodillos están inclinadas en la misma dirección.
Preferentemente, la dirección de la inclinación se halla en la
dirección de giro de los respectivos rodillos.
La relación de diámetros de los rodillos inversor
y desmontador es inferior a 1,5, y preferentemente es de 1,0 o
menor. En una gama de realizaciones, la relación puede variar entre
0,3 y 0,8, por ejemplo, de 0,5 a 0,6.
En términos de valores de diámetros reales, el
rodillo inversor es preferentemente de un diámetro comprendido en el
intervalo de 50 a 150 mm, más preferentemente de 75 a 100 mm, por
ejemplo, de 80 a 90 mm. El rodillo desmontador es preferentemente de
un diámetro que va de 100 a 200 mm, más preferentemente de 110 a 150
mm, por ejemplo, de 110 a 130 mm.
En una realización determinada, el segmento de
máquina textil se destina a tratar masas de fibras de lana, y la
separación del arco alrededor del primer rodillo entre el par del
rodillo inversor de un par y el desmontador del siguiente par no es
superior a 150 mm, más preferentemente menos de 130 mm, por ejemplo,
de 90 a 120 mm. El arco es preferentemente superior a la longitud
media de las fibras de la masa laminar de fibras de lana.
La inversión de la dirección de giro del segundo
rodillo y la reducción del tamaño de este segundo rodillo o inversor
respecto al rodillo desmontador permite una reducción de la
separación de los puntos de trabajo donde se hallan dispuestos
múltiples pares de inversor y desmontador sobre un único cilindro
principal. En el caso de la devanadera de una carda de alta
velocidad con doble acción, la necesidad de los pares convencionales
separador-desmontador de aumentar el diámetro de la
devanadora puede superarse con ello parcial o totalmente.
Alternativamente, para un diámetro dado del cilindro principal, el
número de puntos de trabajo puede aumentarse y esta ventaja puede
conseguirse en cualquiera de los cilindros cardadores de una
carda.
El segmento de máquina textil puede ser uno de un
número de segmentos de carda similar en una máquina cardadora de
tejidos, por ejemplo, una máquina cardadora o carda de estambre. La
invención puede aplicarse a cada punto de trabajo sobre cada uno de
los cilindros de cardadura, incluyendo, por ejemplo, el lubricador,
el cilindro delantero y la devanadora o cilindro principal.
Otros cambios se derivan de la dirección alterada
de giro del inversor (el segundo rodillo) comparados con un
separador convencional. Primeramente, la fibra retenida por las
puntas del inversor es retirada ahora a través del par del rodillo
primero o primario, conduciendo a una curvatura más marcada de las
colas de los mechones. Para los separadores convencionales en
comparación, la fibra es elevada fuera del cilindro o rodillo
primario tan pronto como es cogida, limitando su interacción con las
puntas del cilindro. En segundo lugar, para los inversores, las
puntas preferentemente se orientan en la dirección de giro, lo cual
mejora el control de las fibras porque la fibra puede sólo extraerse
por parte de puntas dirigidas hacia delante de una superficie que
vaya a mayor velocidad, a saber, un desmontador. Otra ventaja de
este modo de funcionamiento es que la fibra, una vez enganchada, no
puede resbalar, lo cual es un problema en el funcionamiento de los
separadores. En tercer lugar, la transferencia de fibras desde el
inversor al desmontador es más suave en el caso preferido en que las
puntas de ambos rodillos se hallan orientadas en la misma dirección
(hacia delante), lo cual también ayuda a retener la alineación de
las fibras. Otra consecuencia de una más suave transferencia de las
fibras es la mejora de la función del desmontador, porque las puntas
de éste no están ya cargadas, esto es, la fibra no es empujada hacia
debajo de la parte inferior de las puntas, de donde es difícil de
extraer. Los altos estiramientos utilizados convencionalmente en el
funcionamiento del par separador-desmontador, por
comparación, conducen a la carga de las puntas del desmontador y a
pérdidas de la alineación de la fibra debido a las puntas opuestas.
En cuarto lugar, en marcado contraste con los separadores, la
superficie exterior (de retorno) de un inversos se halla libre de
fibras, lo cual reduce las pérdidas de fibras en vuelo y permite que
otros elementos de tratamiento se coloquen relativamente próximos
sin el riesgo de interferencias. Finalmente, la independencia
espacial de los pares inversor-desmontador
proporciona la oportunidad de fijar los diámetros absoluto o
relativo de los rodillos según otros criterios más generales en el
diseño de las máquinas.
El segmento de máquina textil arriba descrito
puede ser uno de un cierto número de segmentos similares de una
máquina de cardadura, por ejemplo, una máquina cardadora o carda de
estambre. La invención puede aplicarse a casa punto de trabajo sobre
cualquier cilindro o rodillo de cardadura como rodillo primario,
incluyendo, por ejemplo, el lubricador, el cilindro delantero y la
devanadora o cilindro principal.
A continuación se describirá la invención
únicamente a título de ejemplo, con referencia a los dibujos que se
acompañan, en los cuales:
La figura 1 es una representación esquemática de
un segmento inversor-desmontador de una máquina
textil de cardadura, mostrando el principio de funcionamiento,
incluyendo la inversión de mechones.
Las figuras 2 a 4 representan esquemáticamente
cómo el uso de inversores ahorra espacio alrededor de los cilindros
de cardadura.
La figura 2 muestra la situación cuando los
diámetros de los rodillos son los mismos que para los pares de
separadores-desmontadores convencionales. La figura
3 muestra el ahorro adicional de espacio que se hace posible
reduciendo los diámetros de los rodillos, y la figura 4 muestra que
los pares inversor-desmontador pueden disponerse de
modo que estén casi tocándose si la longitud de la fibra es
suficientemente reducida.
La figura 5 es una representación diagramática de
una realización aplicable a la cardadura de fibras cortas.
La figura 6 representa el detalle del sistema de
recogida de desechos de la figura 5.
Las figuras 7 y 8 representan el uso de
inversores en combinación con planos móviles para la cardadura de
fibras cortas. La figura 7 es una vista general, mientras que la
figura 8 es una ampliación local.
Las figuras 9 y 10 son respectivamente una vista
isométrica y una vista lateral en alzado de una aplicación de
inversores a la alimentación con lubricación de una carda de fibras
cortas, en un caso en que la longitud total de la sección de
lubricación no está afectada por la adición de los inversores.
La figura 11 muestra un soporte doble de montaje
que sustenta un desmontador y un inversor, para su uso en la
realización de las figuras 9 y 10.
Las figuras 12 y 13 son vistas similares a las de
las figuras 9 y 10 para el caso de que se permita aumentar la
longitud de la lubricación.
Las figuras 14 y 15 muestran respectivamente
soportes de montaje para los inversores y los desmontadores,
adecuados para la realización de las figuras 12 y 13.
Las figuras 16 y 17 muestran una aplicación de la
invención a la cardadura de géneros no tejidos, representándose la
carda con las dimensiones existentes en la figura 16 y en su forma
modificada de la figura 17, y
las figuras 18 y 19 muestran esquemáticamente la
reducción en el tamaño de una moderna carda para estambre que
resulta posible con el empleo de inversores, representándose la
carda en sus dimensiones existentes en la figura 18 y en su forma
modificada en la figura 19.
La figura 1 muestra un par de segmentos 10, 10'
de inversor y desmontador de una máquina de cardadura textil. Cada
segmento 10, 10' comprende un rodillo 14, 14' segundo o inversor y
un rodillo tercero o desmontador 16, 16', siendo cada uno un
cilindro de un diámetro de rodillo normal para la cardadura de
fibras largas, operando sobre un rodillo o cilindro primario 12 de
mayor diámetro. Dentro del amplio concepto de la invención es
posible el uso de rodillos primarios de un menor diámetro. Las
respectivas flechas del diagrama indican los sentidos de giro de los
cilindros o rodillos 12, 14, 16. Cada uno de los rodillos está
revestido de una malla de alambre finamente dentado según la
práctica convencional y comprende puntas o dientes 13 inclinados
hacia las respectivas superficies cilíndricas, formando un ángulo
agudo en la dirección de giro, como se representa.
Los rodillos 12, 14 y 16 son impulsados por un
mecanismo convencional indicado diagramáticamente con el número 100
y que comprende los usuales motores y sistemas de transmisión (no
detallados). Una masa laminar de fibras móvil es sustentada y
transportada por el cilindro 12 a través de sucesivos pares de
cilindros 24, 25 de rodillos 16, 14, respectivamente. La velocidad
superficial del cilindro 12 es mayor que la del desmontador 16, que
a su vez es superior a la del inversor 14, relativamente lento en su
movimiento. En el par de inversor-cilindro 25, el
inversor de movimiento lento abre la masa de fibras y separa una
pequeña parte de éstas en forma de masa 22 de mechones sobre la
superficie del inversor 14. La masa es llevada entre el inversor y
el desmontador, y en la zona 23 de su aproximación más cercana, la
masa de fibras es transferida a sobre el desmontador 16, que
devuelve los mechones a la masa laminar principal en el par 24 de
desmontador-cilindro 24.
La dirección invertida de giro del inversor 14,
comparada con un separador convencional, altera fundamentalmente la
operación de cardadura y especialmente la manera en que los rodillos
pueden integrarse alrededor del cilindro. En el caso del separador
giratorio convencional, las puntas del par de rodillos se mueven en
la misma dirección que el cilindro o la devanadera, lo cual
significa que una vez que la fibra es cogida, es elevada
inmediatamente fuera de la superficie del cilindro, deteniendo con
ello cualquier nueva manipulación de la fibra. Para el inversor 14,
no obstante, debido a que gira en la dirección contraria, las colas
de las fibras cogidas en las puntas del inversor pueden, según sean
las condiciones del par como son la clase de puntas, el ajuste y la
densidad de las fibras, continuar siendo peinadas por las puntas del
cilindro 12 durante un periodo más largo hasta que el inversor ha
girado suficientemente para retirarlas. Esto mejora
considerablemente la eficacia de la acción de trabajo. La medida en
que se produce el peinado adicional puede controlarse seleccionando
las adecuadas condiciones de trabajo y de actuación de las puntas de
la carda.
En la figura 1 se indica esquemáticamente la
inversión de los mechones, señalando que la parte superior de un
mechón inmediatamente después de su captura, indicada con el signo
"+", está en la parte inferior tras su deposición sobre el
cilindro, esto es, el mechón se invierte.
Otra importante diferencia entre inversores y
separadores es que se elimina la tendencia de las fibras a deslizar
por las puntas de un separador durante las fases iniciales de su
movimiento fuera del par de rodillos. En contrate con ello, cuando
gira un inversor aumenta la sujeción de las fibras debido a que la
tendencia es ahora de que las fibras deslicen hacia la base de las
puntas, lo cual aumenta la retención de las puntas del inversor, con
el resultado de realizar un mayor control sobre la función de
apertura del rodillo.
En la zona 23 de transferencia de la fibra desde
el inversor al desmontador, las puntas de los rodillos 14 y 16 se
dirigen en la misma dirección en vez de direcciones opuestas, como
es el caso de los separadores y desmontadores convencionales. Si el
estirado entre los rodillos es adecuado, esto proporciona una
transferencia más suave de la fibra desde el inversor al
desmontador, eliminando, o por lo menos disminuyendo, la posibilidad
de rotura de las fibras o de formación de acumulaciones. Otra opción
es disminuir el estirado entre desmontador e inversor, permitiendo
que algunas fibras recirculen alrededor del inversor. La ventaja de
este modo de funcionamiento es el aumento de la capacidad de mezcla
del equipo, lo cual puede ser beneficioso para determinadas fibras o
configuraciones de máquinas, tales como fibras cortas y diámetros
del inversor muy pequeños.
Un parámetro de interés práctico en la cardadura
es el estirado entre el cilindro y el inversor, esto es, la relación
entre sus velocidades superficiales, y es una preocupación potencial
que la inversión de la dirección del giro pueda comprometer la
práctica común. Puede demostrarse con facilidad, sin embargo, que,
respecto al efecto del estirado, el funcionamiento del inversor es
sensiblemente idéntico al funcionamiento del separador convencional,
excepto con estirados, lo cual es poco corriente. En la mayoría de
las operaciones de cardadura, la velocidad del cilindro normalmente
es 40 o más veces mayor que la de un separador. Si la velocidad del
inversores la misma que la de un separador, los cálculos demuestran
que, en contra de lo esperado, la diferencia en el estirado es de
sólo 2 unidades, tal como 39 para un separador y 41 para el
inversor. Vistos los grandes estirados normalmente en uso, las
diferencias de esta magnitud no son preocupantes. Este sorprendente
y útil resultado significa que la velocidad superficial del inversor
puede fijarse simplemente por le necesidad de asegurar que las
puntas del mismo estén libres de fibras y por lo tanto que pueda
trabajar eficazmente.
La experiencia con el funcionamiento de los
inversores muestra que la acción de las puntas del cilindro sobre
las colas de las fibras retenidas por las puntas del inversor libera
contaminantes mezclados con las fibras en el espacio por encima del
cilindro. Ese material contaminante liberado se representa
esquemáticamente con el número 31 en la figura 1. Colocar una
bandeja 30 junto al inversor 14 para recoger ese material 31
proporciona un medio de eliminar los contaminantes. También se ha
observado que el desmontador 16 desprende determinado material 32,
proceso que resulta más eficaz cuanto mayor sea el diámetro. La
bandeja 30 puede destinarse a recoger ambos desprendimientos de
materiales, como enseña la figura 1.
Los tres diagramas de las figuras 2 a 4 indican
la medida en que los pares inversor-desmontador
pueden colocarse mucho más próximos uno de otro que en los pares
equivalentes de separador-desmontador. El arco 34
(figuras 2 y 3) señala la envolvente de las puntas de las fibras que
se proyectaría desde el inversor 14 si éste estuviera funcionando
como un separador. El siguiente desmontador 16' debe situarse más
lejos de esa envolvente, pues de otra manera recogerá las fibras
prematuramente del separador precedente. Como se indica en la figura
2, la situación para el funcionamiento del inversor es completamente
diferente. La posición más próxima del siguiente desmontador 16' se
establece tanto por la superficie del inversor 14 como por la medida
de los extremos de las fibras más largas procedentes del par 25 del
inversor 14 y el cilindro 12.
La ventaja importante del formato del inversor es
que cuando se emplean múltiples unidades sobre un cilindro, la
separación entre un inversor 14 y el consiguiente desmontador 16'
puede disminuirse sensiblemente por debajo de los 180 mm dispuestos
entre los separadores y el consiguiente desmontador para la
cardadura de fibras largas. La experimentación sugiere que la
separación puede reducirse hasta tan poco como 5 mm en el supuesto
de que la distancia entre el paso del inversor 14 y el del
consiguiente desmontador 16' sea mayor que la mitad de la longitud
de la fibra más larga, la cual es de unos 100 mm para la lana, pero
sólo unos 20 mm para fibras cortas como el algodón. Esta situación
tan próxima de los rodillos alrededor del cilindro sólo es posible
gracias al sentido inverso de giro del inversor.
Puede conseguirse una mayor compactación del
equipo reduciendo los diámetros de los rodillos. Una posible
configuración se muestra en la figura 3, en que los diámetros de los
inversores 14, 14' y de los desmontadores 16, 16' se han
representado menores, pero iguales. En la práctica, el diámetro del
inversor 14 puede hacerse razonablemente pequeño mientras haya
suficiente resistencia en la sección para soportar las cargas
generadas por la fibra. Es el diámetro del desmontador 16, sin
embargo, el que debe mantenerse lo bastante grande para permitir un
eficaz desmontaje por el cilindro 12. En la práctica, una norma
razonable es que la circunferencia mínima del desmontador se fije en
aproximadamente la misma longitud que la de la fibra más larga, por
ejemplo, de unos 200 mm para la lana, lo cual significa que el
diámetro del desmontador puede ser tan pequeño como de unos 70 mm.
Esta no es una exigencia absoluta y valores inferiores son
coherentes con el alcance de la invención.
Para la cardadura de fibras sintéticas cortas, en
que la contaminación por desechos no es un problema, no existe la
necesidad de la presencia de bandejas, lo cual significa que el
inversos puede situarse junto más cerca. En esta aplicación, el
límite de cuan próximas pueden disponerse juntas las unidades se
establece bien por la necesidad de evitar el contacto entre un
inversor y el consiguiente desmontador, o por los respectivos pares
de rodillos entre el cilindro principal y el inversor y el
consiguiente desmontador para ser colocado a una distancia de una
mitad aproximadamente de la longitud de la fibra más larga,
cualquiera que sea el caso. Un ejemplo de esa geometría se muestra
en la figura 4, en la que la separación mínima se fija por la
distancia entre un inversor 14, 14' y un consiguiente desmontador
16', 16''.
Aunque la reducción del diámetro del inversor
disminuye la proporción de puntas disponible para coger y abrir los
grupos de fibras, los experimentos demuestran que, contrariamente a
lo esperado, no se produce un efecto sobre las propiedades del
producto final. Por ejemplo, para la cardadura del estambre, los
inversores de unos 80 mm de diámetro producen la misma calidad y
eficacia de peinado que los separadores de 240 mm de diámetro. La
razón de ese resultado es que sólo se necesita un pequeño número de
puntas del rodillo de trabajo para el funcionamiento efectivo, en el
supuesto de que no estén cargadas de fibras y trabajen con el máximo
rendimiento. Para el funcionamiento del inversor, reducir el
diámetro proporciona una ventaja porque significa que la fibra
cogida por las puntas del inversor se hace pasar rápidamente a sobre
el desmontador, asegurando que las puntas están libres y son capaces
de recoger eficazmente las fibras del cilindro.
Los ahorros en el cilindro son posibles por el
uso de los inversores, por consiguiente, pueden usarse de dos
maneras, a saber:
- -
- para reducir sensiblemente el tamaño de la carda sin ninguna pérdida de calidad (esto es, sin disminución del número de rodillos abridores), o
- -
- para mantener los tamaños de los cilindros, pero emplear más pares inversor-desmontador.
La invención se describirá a continuación en
términos de su aplicación a los procesos de cardadura extensamente
utilizados en la industria textil, a saber, cardadura de fibras
cortas, cardadura de productos no tejidos y cardadura de
estambre.
Para las cardas de fibras cortas, la longitud
máxima de las fibras es normalmente inferior a 40 mm, lo que permite
que se reduzca el diámetro de los rodillos, aumentando con ello
considerablemente el número de pares que pueden instalarse. Por
consiguiente, se supera el anterior inconveniente del sistema de
rodillos. En la figura 5 se indica una posible aplicación de los
inversores a la cardadura del algodón.
En este caso, los diámetros del inversor y del
desmontador se fijan para ambos en unos 31 mm y el cilindro en 1200
mm, aproximadamente. La figura 5 indica: 15 pares
inversor-desmontador
(separador-desmontador) colocados en torno al mismo
arco que corrientemente se emplea con los planos móviles. La figura
6 muestra el detalle de las bandejas 60 colectoras de los
desperdicios y la envolvente 62 de los pares
inversor-desmontador. Ahora es posible encerrar los
inversores y los desmontadores con unas cubiertas 64 muy ajustadas
debido al modo de funcionamiento. Anteriormente, la fibra estaba
sólo retenida flojamente por el separador gracias a las puntas
orientadas hacia delante. En la práctica esto significaba que
existía un riesgo importante de que una bandeja situada muy próxima
extraería fibra de las puntas, impidiendo la transferencia de fibra.
Por consiguiente, los inversores ofrecen un triple beneficio para la
cardadura de fibras cortas: primero, un importante aumento del
número de rodillos que pueden usarse; segundo, cada rodillo trabaja
a su máximo rendimiento asegurando una superior eficacia de la
apertura; y tercero, escasa pérdida de fibra en la cardadura de
fibras cortas cuando la contaminación no es un problema.
Los conductos a los que se llevan los
desperdicios desde las bandejas 60 se diseñan para impedir el
retorno de los desperdicios de la bandeja al cilindro y pueden
dotarse de tapas superiores separables que proporcionen un fácil
acceso para la limpieza. El borde delantero 61 de la bandeja 60
adyacente al cilindro es el habitual sistema de cuchillo de motas
para las cardas de algodón y se representa en detalle en el círculo
A de la figura 6.
Es coherente con la invención usar pares
inversor-desmontador en combinación con los sistemas
existentes de planos, tanto móviles como fijos. Las figuras 7 y 8
muestran inversores utilizados en combinación con un sistema
completo de planos móviles 150, con tres pares
inversor-desmontador 152, usándose ambos antes y
después de los planos móviles. Los inversores 114 y los
desmontadores 116 están retenidos en respectivos dispositivos de
montaje 157, 158. Claramente es posible usar más inversores y menos
planos móviles, siendo factibles muchas otras combinaciones. El uso
de inversores de esta manera mejoraría la flexibilidad de las cardas
de fibras cortas para manejar una gama de fibras difíciles como las
microfibras, algodón almidonado o lana para su uso con el equipo de
fibras cortas. Los inversores 114 pueden utilizarse con o sin
bandejas o conductos 155 para recoger los desperdicios. Si no se
necesita la recogida de desperdicios los inversores colocarse mucho
más próximos entre
ellos, aumentando los números que pueden instalarse.
ellos, aumentando los números que pueden instalarse.
Algunas cardas para fibras cortas emplean un
sistema más elaborado de tres lubricadores, un ejemplo del cual se
indica en la figura 5. Es posible aplicar inversores 214 a este
lubricador, como se indica en las figuras 9 y 10, con el fin de
proporcionar una mayor apertura de la fibra y eliminación de
desperdicios. Las figuras 9 y 10 muestran tres pares de inversores
252 colocados sobre un rodillo medio 212 de mayor diámetro junto con
cuatro conductos 255 para eliminar los desperdicios si es necesario.
Se pueden colocar dos conductos adicionales adyacentes al cilindro y
justo después de los dos primeros inversores 214 para una mejor
limpieza. El diámetro del rodillo intermedio 212 se ha fijado de
modo que la longitud global de la sección lubricadora permanezca sin
modificar, pero claramente existen muchas otras opciones empleando
rodillos de diversos diámetros que permiten diferentes combinaciones
de los inversores 214 y de los conductos limpiadores 255.
Ampliando los criterios de diseño para permitir
cambios en la longitud total de la sección lubricadora, es posible
aumentar el diámetro del rodillo intermedio y así disponer de más
espacio para colocar pares inversor-desmontador para
una apertura aún mayor. Las figuras 12 y 13 muestran una tal
disposición en la cual el diámetro del rodillo intermedio 512 se ha
aumentado de modo que puedan montarse cuatro inversores
desmontadores 352.
Cuando se aplican inversores a rodillos de menor
diámetro es preciso montar los inversores 214 y los desmontadores
216 como un par 252 en un único montaje 253 (figura 11), como se ve
en la figura 10. Si se emplean rodillos de mayor diámetro es posible
montar cada rodillo 314, 316 del par separadamente en respectivos
dispositivos de montaje 357, 358 (figuras 14, 15), como se ve en las
figuras 12 y 13, cuya ventaja es que la posición de cada rodillo
puede ajustarse independientemente. Los detalles de la disposición
de montaje para ambos procedimientos se representan en las figuras
11 y 14/15, respectivamente.
El diseño de los soportes de los rodillos se ha
modificado en respuesta a los menores diámetros de los rodillos
inversor-desmontador y, en algunos casos, el menor
diámetro del cilindro. En el caso de que los rodillos estén montados
como un par, figuras 9 a 11, el soporte doble 252 de los rodillos
desliza sobre una guía 256 remachada sobre una placa lateral. Una
tuerca ajustable sobre una rosca permite entonces ajustar finamente
la altura del par, proporcionando un control práctico del
posicionado. Regulando la separación entre el rodillo se realiza
entonces por una ranura en el soporte para el desmontador que
permite el ajuste fino de suposición. Otra característica del
soporte es el uso de un resorte para mantener el rodillo en posición
más bien que basarse en la fuerza de la gravedad, como ocurre en los
diseños convencionales. Una ventaja de usar un resorte es que todos
los soportes son de la misma forma, lo cual contrasta con la
situación normal en que cada soporte ha de ser de una forma
diferente según sea su posición alrededor del cilindro. Otra ventaja
es que la fuerza recuperadora sobre el rodillo es siempre normal al
cilindro, mientras que con la fuerza de la gravedad éste es sólo el
caso de los rodillos en el centro superior muerto de la carda.
En el caso de los soportes para los cilindros
grandes, y ciertamente para el cilindro principal, un aspecto
preferido del diseño es la situación del punto de articulación en la
extremidad inferior del soporte para reducir tanto como sea posible
la tendencia a que el posicionado cambie con el ajuste de la
posición angular del rodillo.
El formato compacto descrito para su empleo en la
cardadura de fibras cortas puede utilizarse también con ventaja para
la cardadura de géneros no tejidos o incluso en la cardadura de la
lana, cuando la calidad del tejido de salida incide directamente en
la calidad final del proceso. Los inversores ofrecen la posibilidad
de usar muchas más unidades de lo que es posible actualmente con los
separadores y desmontadores, así como el control mejorado de los
flujos de aire.
La figura 16 representa un formato convencional
de carda para género no tejido. La figura 17 muestra la aplicación
de inversores en la que los separadores 14a de mayor diámetro están
substituidos por inversores 14 que son del mismo diámetro que los
desmontadores convencionales 16. Una ventaja importante del formato
inversor-desmontador es que, como se ha dicho, el
consiguiente desmontador puede colocarse muy próximo, permitiendo la
compactación de las unidades. Dados los grandes diámetros de los
rodillos, el parámetro determinante de la posición del desmontador
adyacente es en este caso asegurar alguna separación entre las
puntas de un inversor y el consiguiente desmontador en su
aproximación máxima. La distancia entre los cilindros inversor y el
consiguiente desmontador es de 150 mm o más, mucho mayor que la
exigida para evitar interferencias. La otra ventaja de la
disposición compacta de los pares
inversor-desmontador es el control mejorado de los
flujos de aire alrededor de la periferia del cilindro 12, reduciendo
con ello la pérdida de fibras y la generación de borra. Esto es
particularmente importante con las muy altas velocidades de los
cilindros actualmente en uso, por ejemplo, de hasta 2000 m/min en
algunas máquinas.
La transferencia de fibras desde el inversor al
desmontador es más suave que desde un separador a un desmontador, lo
cual reduce el enganche de las fibras y aumenta la alineación de las
mismas en la masa laminar de ellas. Como resultado de ello, las
masas laminares de fibras producidas por los inversores tienden a
ser más uniformes que las producidas por los separadores
convencionales.
Los inversores pueden aplicarse asimismo a la
cardadura de la lana para aumentar el número de puntos de trabajo
alrededor de los cilindros.
La salida de una carda de estambre es un material
que normalmente se somete a tres fases de limpieza de preparación,
peinado y dos fases de limpieza de acabado para obtener el producto
final (superior). Para este tipo de cardadura, la calidad que se
obtiene del número de separadores normalmente utilizados es
suficiente dado el extenso tratamiento
post-cardadura que se implica, esto es, en otras
palabras, existe un menor incentivo en aumentar el número de
rodillos de trabajo. Aunque el aumentar el número de los rodillos de
trabajo sigue siendo una opción, la invención ofrece la alternativa
de reducir considerablemente los tamaños actuales a la vez que
mantener el presente número de rodillos abridores. Las ventajas
estarían en un menor coste de capital de la máquina gracias a
menores tiempos de producción, y una mayor flexibilidad en las
plantas de gran producción gracias a las reducidas superficies en
planta de trabajo y a las alturas de techos exigidas.
Aceptando la práctica habitual de que lo óptimo
para la cardadura del estambre es el empleo de 5 pares
separador-desmontador en el cilindro principal
(devanadora), en las figuras 18 y 19 se representa una posible
disposición para usar pares inversor-desmontador más
pequeños para una máquina de 2500 mm de anchura. La figura 18 es la
disposición en planta de una máquina existente de cardadura a gran
velocidad, la CA7 fabricada por Thibeau, y la figura 19 ilustra, a
la misma escala que la figura 18, una disposición en planta que
incorpora una realización de la presente invención. Esta carda
emplea un cilindro, designado como "pre devanador" entre los
rodillos.
Los cálculos sugieren que para el devanador de
una carda actual de alta velocidad con un diámetro de devanador de
1500 mm, el número máximo de pares
inversor-desmontador que pueden emplearse es de 8,
en comparación con 5 de la actualidad.
El diagrama de la figura 19 indica
esquemáticamente la muy importante reducción en el tamaño de la
carda que es posible conseguir con el uso de inversores 14 de menor
diámetro de acuerdo con la presente invención. La longitud de la
carda convencional CA7 de alta velocidad (figura18) se estima que es
de unos 8250 mm y la altura de unos 2450 mm, sin ninguna tolerancia
en la longitud para una tolva o cambio en el conjunto en la altura
para abrir las cubiertas por encima de la devanadera. Reduciendo el
diámetro del inversor 14 a 85 mm y manteniendo el desmontador 16 en
150 mm, incluyendo el revestimiento de hilo, reduce la longitud y la
altura de la carda a unos 4650 mm y 1340 mm, respectivamente (figura
19).
Más concretamente, el espacio real necesario para
5 pares 52 de inversor-desmontador (figura 19) se
reduce de unos 2800 mm de los pares 52a de
separador-desmontador convencionales (figura 18) a
sólo 1600 mm con los inversores de 120 mm de diámetro. En la CA7,
los diámetros de los eliminadores 80, 81 son de unos 900 mm y550 mm,
lo cual significa que la circunferencia total de la devanadora 82
que debe disponerse es de unos 4100 mm. La circunferencia total
estimada es de unos 4700 mm. Para los inversores, en comparación, la
circunferencia total requerida se estima que es de unos 2400 mm, lo
cual significa que el diámetro podría reducirse a unos 800 mm, en el
supuesto de que el diámetro del eliminador superior 81' pudiera
reducirse a unos 300 mm.
En vez de usar inversores para reducir el tamaño
de la máquina, se halla dentro del marco de la invención agregar
rodillos adicionales para aumentar el grado de la apertura. Existe
también la posibilidad de colocar planos adicionales en la carda
para aumentar el tratamiento de la fibra, si se desea. En estos
casos, el diámetro de la devanadora permanecería siendo
aproximadamente el mismo de antes y las reducciones potenciales
serían inferiores, pero la capacidad de apertura se vería
considerablemente aumentada.
En cuanto a la aplicación de inversores a la
cardadura del algodón mencionada más arriba, otra oportunidad es
colocar bandejas alrededor de la devanadora a fin de recoger la
materia vegetal que se libera por parte de los desmontadores y la
acción de los dientes de la devanadora sobre la barba de la fibra
retenida por el inversor. También pueden disponerse ranuras de
aspiración, que serían esenciales para recoger el material desde la
parte inclinada hacia arriba del cilindro.
Claims (14)
1. Un segmento de máquina textil que incluye un
rodillo primero o principal (12) destinado a sustentar y
transportar una masa laminar de fibras, asociado a un segundo (14) y
a un tercer (16) rodillos que tienen respectivas zonas enfrentadas
de trabajo (25, 24) uno con otro y con el primer rodillo cuando los
tres rodillos giran y medios de propulsión (100) para hacer girar
los rodillos, dispuestos para hacer girar el segundo rodillo (14) en
un sentido de giro que es el mismo que el del primer rodillo (12) y
opuesto al del tercer rodillo (16), caracterizado porque el
segundo rodillo (14) se halla más abajo que el tercer rodillo (16) y
puede cooperar con el primer rodillo (12) para abrir y separar una
masa de fibras (22) y llevar esta masa (22) a la zona enfrentada de
trabajo con el tercer rodillo (16),siendo allí transferida la masa
de fibras al tercer rodillo y transportada por ese tercer rodillo a
la zona de trabajo enfrentada con el primer rodillo (12) donde es
transferida de nuevo al primer rodillo (12), y porque la relación
entre los diámetros del segundo (14) y el tercer rodillos es
inferior a
1,5.
1,5.
2. Un segmento de máquina textil, según la
reivindicación 1, caracterizado además porque los rodillos
tienen un recubrimiento de hilo alrededor de sus superficies
cilíndricas, recubrimiento que comprende una multiplicidad de puntas
o dientes salientes todos ellos inclinados en el sentido de
giro.
3. Un segmento de máquina textil, según la
reivindicación 2, caracterizado además porque en la zona de
transferencia de las fibras del segundo rodillo (14) al tercer
rodillo (16) las puntas o dientes de los respectivos rodillos están
inclinados en la misma dirección.
4. Un segmento de máquina textil, según una de
las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque
la relación entre los diámetros del tercer rodillo (14) y el segundo
rodillo (16) es prácticamente de 1,0 o inferior.
5. Un segmento de máquina textil, según una de
las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque
el segundo rodillo (14) es de un diámetro comprendido entre 50 y 150
mm.
6. Un segmento de máquina textil, según la
reivindicación 5, caracterizado además porque el segundo
rodillo (14) es de un diámetro comprendido entre 75 y 100 mm.
7. Un segmento de máquina textil, según una de
las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque
el tercer rodillo (16) es de un diámetro comprendido entre 100 y 200
mm.
8. Un segmento de máquina textil, según la
reivindicación 7, caracterizado además porque el tercer
rodillo (16) es de un diámetro comprendido entre 110 y 150 mm.
9. Un segmento de máquina textil, según una de
las reivindicaciones precedentes, destinado al tratamiento de una
masa laminar de fibras de lana, caracterizado además porque
la separación en arco en torno al primer rodillo (12) entre la zona
de trabajo del tercer rodillo (16) de un par de rodillos segundo
(14) y tercero (16) y el segundo rodillo (14) del siguiente par no
es mayor que 150 mm.
10. Un segmento de máquina textil, según una de
las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque
comprende medios (30) de bandejas o conductos para recoger los
desperdicios y/o el material contaminante separado de la masa
laminar de fibras durante el funcionamiento de los rodillos.
11. Un segmento de máquina textil, según una de
las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque
forma parte de una máquina de cardadura textil.
12. Un segmento de máquina textil, según una de
las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque
la velocidad del segundo rodillo (14) es baja comparada con la
velocidad del primer rodillo (12).
13. Un segmento de máquina textil, según una de
las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque
la velocidad del tercer rodillo (16) es mayor que la velocidad del
segundo rodillo (14), pero es inferior s la velocidad del primer
rodillo (12).
14. Un procedimiento para tratar una masa laminar
de fibras móvil, que comprende sustentar y transportar la masa de
fibras sobre un primer rodillo giratorio (12) y hacer trabajar
respectivos pares de un segundo rodillo (14) y un tercer rodillo
(16) cooperantes uno con otro y en respectivas zonas de trabajo con
el primer rodillo para abrir la masa de fibras y separar una masa
laminar de fibras en la zona de trabajo entre el primer y el segundo
rodillos, transportar la masa de fibras al tercer rodillo y devolver
la masa de fibras al primer rodillo en la zona de trabajo
comprendida entre los rodillos primero y tercero,
caracterizado además porque el funcionamiento de los
respectivos pares de rodillos segundo y tercero se efectúa haciendo
girar el segundo rodillo (14) en un sentido de giro que es el mismo
que el del primer rodillo (12) y es opuesto al del tercer rodillo
(16), caracterizado porque el segundo rodillo (14) se halla
más abajo que el tercer rodillo (18) y la relación entre los
diámetros de los rodillos segundo y tercero es inferior a 1,5.
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