ITUB20154753A1 - Dispositivo di misurazione per la misurazione della finezza e della maturita? di fibre di cotone. - Google Patents

Dispositivo di misurazione per la misurazione della finezza e della maturita? di fibre di cotone. Download PDF

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Description

DISPOSITIVO DI MISURAZIONE PER LA MISURAZIONE DELLA FINEZZA E DELLA MATURITÀ' DI FIBRE DI COTONE.
La presente invenzione si riferisce a un dispositivo di misurazione per la misurazione della finezza e della maturità di fibre di cotone.
Numerosi parametri intervengono nella determinazione della qualità delle fibre di cotone e, quindi, nella loro classificazione secondo classificazioni che sono riconosciute da enti nazionali o internazionali e che ne determinano per esempio il valore commerciale, la lavorabilità o la resa.
In generale, la qualità delle fibre di cotone è determinata dal colore, dal contenuto di imperfezioni, come per esempio nodi o grovigli di fibre ("neps"), e di impurità, come per esempio residui di insetti o vegetali (frammenti di semi), dal grado di "appiccicosità" ("cotton stickiness"), dalla finezza/maturità delle fibre, dal contenuto di umidità ("moisture"), dalla lunghezza e dalle caratteristiche dinamometriche (l'allungamento o elongazione a trazione prima della rottura e la resistenza a trazione, i.e. il carico massimo applicabile a trazione prima di giungere a rottura).
Con particolare riferimento alla misurazione della finezza e della maturità delle fibre di cotone, si ricorda che, come noto, le fibre di cotone mature hanno sezione trasversale cava e si presentano come una bavella appiattita il cui interno è costituito da una parte solida (parete cellulare) di cellulosa che delimita una pare cava (lumen). Generalmente, la misura della finezza/maturità delle fibre di cotone ottenuta con metodi flussometrici è accompagnata dal cosiddetto indice combinato di finezza e di maturità noto nel settore come Micronaire.
Sono noti dispositivi di misurazione della finezza e maturità delle fibre di cotone che operano con metodi flussometrici, in cui una nota quantità di fibre è racchiusa entro una camera di misurazione di dimensioni note e attraversata da un flusso di aria, la finezza e la maturità delle fibre è determinata indirettamente dalle perdite di carico ai capi della camera di misurazione dovute alla resistenza che le fibre oppongono al flusso di aria che attraversa la camera di misurazione stessa. In questi dispositivi noti il flusso di aria è alimentato in ingresso alla camera di misurazione attraverso un condotto di alimentazione lungo il quale è posto un regolatore di flusso. Poiché la resistenza al passaggio dell'aria del regolatore di flusso è molto più alta di quella offerta dal campione di fibre inserito nella camera di misurazione, si presuppone in generale che il dispositivo operi in condizioni di flusso costante. Tuttavia, questa condizione di flusso costante non è garantita, il flusso di aria potendo variare nel corso delle prove al variare dei campioni testati o delle condizioni di alimentazione dell'aria. Ciò, quindi, si riflette inevitabilmente sulle misure di finezza e di maturità rilevate.
Scopo della presente invenzione è quello di ovviare agli inconvenienti della tecnica nota.
Nell'ambito di questo scopo generale, uno scopo particolare della presente invenzione è quello di fornire un dispositivo di misurazione per la misurazione della finezza e della maturità delle fibre di cotone che permetta di ottenere valori della finezza e della maturità precisi alle condizioni previste dalle norme vigenti.
Un altro scopo della presente invenzione è quello di fornire un dispositivo di misurazione per la misurazione della finezza e della maturità delle fibre di cotone, funzionale e che possa essere utilizzato come apparecchiatura a sé stante o integrato come modulo in una apparecchiatura modulare per la misurazione di una pluralità di caratteristiche di fibre tessili.
Oggetto della presente invenzione è un dispositivo di misurazione per la misurazione della finezza e della maturità delle fibre di cotone, come esposto nella rivendicazione indipendente n. 1.
Ulteriori caratteristiche sono specificate nelle rivendicazioni dipendenti.
Le caratteristiche e i vantaggi di un dispositivo di misurazione per la misurazione della finezza e della maturità delle fibre di cotone, secondo la presente invenzione risulteranno maggiormente evidenti dalla descrizione seguente, esemplificativa e non limitativa, riferita ai disegni schematici allegati nei quali;
le figure 1 e 2 sono viste in assonometria di una apparecchiatura modulare per la misurazione di caratteristiche di fibre di cotone, in cui uno dei moduli di misurazione è costituito dal dispositivo di misurazione secondo la presente invenzione;
le figure da 3A a 3C mostrano in assonometria un dispositivo di misurazione per la misurazione della finezza e della maturità secondo la presente invenzione in successive posizioni operative,*
la figura 4 è uno schema del sistema di controllo del dispositivo di misurazione per la misurazione della finezza e della maturità delle fibre di cotone.
Con riferimento alle figure, si è complessivamente indicato con 100 un'apparecchiatura modulare per la misurazione di una pluralità di caratteristiche delle fibre di cotone.
L'apparecchiatura 100 comprende una struttura di supporto 101 che supporta una pluralità di moduli ciascuno comprendente almeno un dispositivo di misurazione per la misurazione di almeno una caratteristica delle fibre di cotone e un'unità elettronica centrale di elaborazione e controllo per il controllo e il comando di tali moduli e che non è mostrata essendo di tipo noto al tecnico del ramo. Si precisa che ciascun modulo componente l'apparecchiatura 100 può essere dotato di una propria unità elettronica locale di elaborazione e controllo a sua volta collegata alla unità elettronica centrale di elaborazione e controllo.
Nella forma di realizzazione rappresentata nelle allegate figure, l'apparecchiatura 100 comprende:
un primo modulo comprendente un dispositivo di misurazione 200 per la misurazione dell'appiccicosità {"cotton stickiness") e delle imperfezioni, del tipo di nodi {"neps"), e/o di impurità, del tipo di frammenti di semi, residui di insetti o di fibre artificiali e in particolari polimeriche o altro, presenti nelle fibre di cotone,
- un secondo modulo comprendente un dispositivo di misurazione 300 per la misurazione del colore e il rilevamento di impurità delle fibre di cotone,
un terzo modulo comprendente un dispositivo di misurazione 400 per la misurazione del contenuto di umidità, della lunghezza e/o di almeno una caratteristica dinamometrica scelta dal gruppo comprendente l'allungamento (i.e. l'elongazione subita dalle fibre prima della rottura a trazione) e la resistenza {i.e, il carico massimo applicato alle fibre prima della loro rottura) a trazione,
un quarto modulo comprendente un dispositivo di misurazione 600 della finezza e della maturità delle fibre di cotone secondo la presente invenzione.
L'apparecchiatura 100 è provvista di due dispositivi di ingresso di un rispettivo campione di fibre da testare:
- un primo dispositivo di ingresso 102, del tipo a nastro trasportatore, di un primo campione e che alimenta il dispositivo di misurazione 200 per la misurazione dell'appiccicosità e delle imperfezioni e/o impurità, e
- un secondo dispositivo di ingresso 103, del tipo a cassetto mobile, di un secondo campione e che alimenta in successione il dispositivo di misurazione 300 per la misurazione del colore e il rilevamento di impurità e il dispositivo di misurazione 400 di misurazione del contenuto di umidità, della lunghezza e/o delle caratteristiche dinamometriche delle fibre.
Il dispositivo di misurazione 600 per la misurazione della finezza e maturità delle fibre è alimentato da un sistema pneumatico che preleva le fibre in uscita dal dispositivo di misurazione 200 per la misurazione dell'appicicosità, delle imperfezioni e/o delle impurità e le convoglia in ingresso al dispositivo di misurazione 600.
Con riferimento alle figure 3A-3C e 4 è ora descritto il dispositivo di misurazione 600 per la misurazione della finezza e della maturità delle fibre di cotone il quale opera secondo noti metodi flussometrici .
Come noto, le fibre di cotone mature hanno sezione trasversale cava e si presentano come una bavella appiattita il cui interno è costituito da una parte solida (parete cellulare) di cellulosa che delimita una pare cava (lumen). Generalmente, la misura della finezza/maturità delle fibre di cotone ottenuta con metodi flussometrici è accompagnata dal cosiddetto indice combinato di finezza e di maturità noto nel settore come Micronaire.
Come sopra detto, il dispositivo di misurazione 600 opera con metodo flussometrico, in cui una nota quantità di fibre è racchiusa entro una camera di misurazione di dimensioni note e attraversata da un flusso di aria, la finezza e la maturità delle fibre è determinata indirettamente dalle perdite di carico ai capi della camera di misurazione dovute alla resistenza che le fibre oppongono al flusso di aria che attraversa la camera di misurazione stessa. Tale dispositivo di misurazione 600 può operare a pressione costante o a flusso costante.
Il dispositivo di misurazione 600 comprende una intelaiatura 601 di supporto sulla quale è montata una camera di misurazione CM formata da un cilindro cavo 602 le cui estremità assialmente opposte sono aperte. Il cilindro cavo 602 è montato sull'intelaiatura 601 in modo mobile fra una stazione di inserimento SI in corrispondenza della quale un campione di fibre noto è inserito nella camera di misurazione CM, una stazione di misurazione S2 in corrispondenza della quale vengono eseguite le misurazioni sul campione inserito nella camera di misurazione CM e una stazione di estrazione S3 in corrispondenza della quale al termine delle misurazioni il campione di fibre è estratto dalla camera di misurazione CM. Nella forma di realizzazione rappresentata nelle allegate figure, il cilindro cavo 602 è montato su una giostra 603 girevole attorno a un asse di rotazione, la stazione di inserimento SI, la stazione di misurazione S2 e la stazione di estrazione S3 essendo definite lungo il percorso circolare compiuto dal cilindro cavo 602. La giostra 603 è montata fra una coppia di piastre 630a e 630b fra loro affrontate e parallele e che sono attraversate da una pluralità di aperture atte a essere poste in comunicazione con le estremità aperte del cilindro cavo 602 e in corrispondenza delle quali sono definite le tre stazioni operative SI, S2 e S3.
La stazione di inserimento SI comprende un condotto di alimentazione 604 per alimentare le fibre di cotone in ingresso al cilindro cavo 602, queste fibre di cotone sono aspirate dall'uscita del dispositivo di misurazione 200 per la misurazione dell'appiccicosità e possono essere preventivamente pesate. La stazione di inserimento SI comprende poi una coppia di primi pistoni che sono fra loro allineati e contrapposti e sono inseribili nelle estremità opposte del cilindro cavo 602, Questi primi pistoni sono azionati da un rispettivo primo attuatore lineare 605a, 605b fra una posizione protratta nel cilindro cavo 602 per compattare il campione di fibre in esso inserito e una posizione ritratta all'esterno del cilindro cavo 602.
Il condotto di alimentazione 604 e uno dei due primi pistoni comunicano con una stessa estremità aperta del cilindro cavo 602 per il tramite di un raccordo 607 fissato alla intelaiatura 601.
La stazione di misurazione S2 comprende una coppia di secondi pistoni fra loro allineati e contrapposti e inseribili nelle estremità opposte del cilindro cavo 602 per formare rispettivamente una prima base e una seconda base. Questi secondi pistoni e, conseguentemente la prima base e la seconda base da essi formate, sono di tipo permeabile all'aria; essi, per esempio, possono essere di tipo forato con fori calibrati. I secondi pistoni sono azionati da un rispettivo secondo attuatore lineare 508A e 608B fra almeno una posizione protratta nel cilindro cavo 602 e una posizione ritratta all'esterno del cilindro cavo 602. Un condotto di alimentazione 609 (solo schematizzato in figura 11) alimenta un flusso di aria in ingresso al cilindro cavo 602 per il tramite del secondo pistone che definisce la prima base. Il flusso di aria alimentato in ingresso al cilindro cavo 602 fuoriesce da esso attraverso la sua seconda base che comunica con l'ambiente esterno a pressione ambiente.
Il condotto di alimentazione 609 ha un'estremità di ingresso associabile a una sorgente di un flusso di aria (non raffigurata) e un'estremità di uscita associata a una bocchetta 610 alla quale è associato il secondo pistone che definisce la prima base del cilindro cavo 602.
Lungo il condotto di alimentazione 609 è disposto un regolatore di flusso 611 interposto fra l'estremità di ingresso e l'estremità di uscita del condotto di alimentazione 609 stesso. Il regolatore di flusso 611 è per esempio formato da una valvola strozzatrice di tipo noto.
Lungo il condotto di alimentazione 609 sono poi collocati due sensori di pressione: un primo sensore di pressione 612 per rilevare la pressione dell'aria che è disposto a monte del regolatore di flusso 611 e un secondo sensore di pressione 613 per rilevare la pressione dell'aria che è disposto a valle del regolatore di flusso 611 e a monte della prima base della camera di misurazione CM,
Vantaggiosamente, inoltre, un regolatore elettronico proporzionale di pressione 614 è disposto lungo il condotto di alimentazione 609 a monte del primo sensore di pressione 612 per regolare la pressione dell'aria nel condotto di alimentazione 609.
Il primo sensore di pressione 612, il secondo sensore di pressione 613 e il regolatore elettronico proporzionale di pressione 614 sono collegati a un'unità elettronica di elaborazione e controllo 615 che è programmata per controllare il regolatore elettronico proporzionale di pressione 614 in funzione delle rilevazioni del primo sensore di pressione 612 e del secondo sensore di pressione 613 o del secondo sensore di pressione 613 alternativamente e rispettivamente per mantenere sostanzialmente costante e pari a un valore prefissabile la differenza fra la pressione dell'aria a monte e a valle del regolatore di flusso 611 o la pressione dell'aria in ingresso alla camera di misurazione CM, E' così possibile operare in condizione di flusso sostanzialmente costante o di pressione sostanzialmente costante ai capi della camera di misurazione CM come richiesto dalle norme ASTM D1448-11 per l'esecuzione di misurazioni della finezza e della maturità e da esse dell'indice Micronaire.
Il regolatore elettronico proporzionale di pressione 614 è cioè selettivamente e alternativamente controllato dall'unità 615 per mantenere sostanzialmente costante e pari a un valore prefissato la differenza di pressione a monte e a valle del regolatore di flusso 611, così da operare in regime di flusso sostanzialmente costante.
Oppure il regolatore elettronico proporzionale di pressione 614 è selettivamente e alternativamente controllato dall'unità 615 per mantenere sostanzialmente costante e pari a un valore prefissato la pressione ai capi della camera di misurazione CM e, quindi, la pressione in ingresso a essa.
E' così possibile operare in condizioni effettive di flusso di aria costante o di pressione ai capi della camera di misurazione CM costante e pari a un valore prefissato.
Si precisa, infatti, che in corrispondenza della stazione di misurazione S2, la seconda base del cilindro cavo 602 comunica con l'ambiente esterno, sicché le rilevazioni del secondo sensore di pressione 613 sono relative alla pressione atmosferica e forniscono una misura della pressione ai capi della camera di misurazione CM.
La stazione di estrazione S3 comprende un terzo pistone inseribile in una delle due estremità opposte del cilindro cavo 602. Il terzo pistone è azionato da un rispettivo terzo attuatore lineare 616 che è mobile fra una posizione ritratta all'esterno del cilindro cavo 602 e una posizione protratta all'interno del cilindro cavo 602 per spingere le fibre in esso contenute in uscita dall'opposta estremità aperta di esso. Ciò rende particolarmente semplice l'estrazione delle fibre dalla camera di misurazione CM.
Le fibre espulse dal cilindro cavo 602 cadono su una bilancia 617 che ne rileva il peso.
Il funzionamento del dispositivo di misurazione 600 è immediatamente comprensibile per il tecnico del ramo dalla descrizione sopra fatta e dalle allegate figure.
In breve, la giostra 603 porta il cilindro cavo 602 in corrispondenza della stazione di inserimento SI ove viene riempito con una nota quantità di fibre le quali sono compattate per il tramite dei primi pistoni.
La giostra 603 porta il cilindro cavo 602 così riempito in corrispondenza della stazione di misurazione S2 in corrispondenza della quale vengono eseguite secondo protocolli noti le misurazioni della caduta di pressione ai capi della camera di misurazione CM attraversata da un flusso di aria. Queste misurazioni, che possono essere ripetute sullo stesso campione in diverse condizioni di compattazione, possono essere eseguite in condizioni di flusso sostanzialmente costante o di pressione sostanzialmente costante.
La giostra 603 porta poi il cilindro cavo 602 in corrispondenza della stazione di estrazione S3 in corrispondenza della quale il campione è spinto fuori dal cilindro cavo 602 per il tramite dell'azione di spinta su esso esercitata dal terzo pistone. Il campione cade sul piatto della bilancia 617 ed è pesato.
Le misurazioni eseguite sono poi elaborate con algoritmi noti per la determinazione della finezza, della maturità e da esse dell'indice Micronaire.
I restanti dispositivi che compongono l'apparecchiatura 100 non sono descritti nel dettaglio non facendo parte della presente invenzione, alcuni di tali dispositivi sono oggetto di contestuali domande di brevetto a nome dello stesso titolare.
II dispositivo di misurazione per la misurazione della finezza e della maturità delle fibre di cotone, così concepito è suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nell'invenzione; inoltre tutti i dettagli sono sostituibili da elementi tecnicamente equivalenti. In pratica i materiali utilizzati, nonché le dimensioni, potranno essere qualsiasi a seconda delle esigenze tecniche.

Claims (4)

  1. RIVENDICAZIONI 1) Dispositivo di misurazione (600) per la misurazione della finezza e della maturità di fibre di cotone comprendente: una camera di misurazione (CM) nella quale è inseribile un campione di fibre di cotone, detta camera di misurazione (CM) comprende una prima base e una seconda base che sono fra loro contrapposte e che sono attraversabili da un flusso di aria entrante in detta camera di misurazione (CM) attraverso detta prima base e uscente da detta camera di misurazione (CM) attraverso detta seconda base, un condotto di alimentazione (619) che ha un'estremità di ingresso associabile a una sorgente di un flusso di aria e un'estremità di uscita associata a detta prima base, - un regolatore di flusso (611) disposto lungo detto condotto di alimentazione (609) fra dette sue estremità di ingresso e di uscita, - un primo sensore di pressione (612) per rilevare la pressione dell'aria che è disposto lungo detto condotto di alimentazione (609) a monte di detto regolatore di flusso (611), - un secondo sensore di pressione (613) per rilevare la pressione dell'aria che è disposto lungo detto condotto di alimentazione (609) a valle di detto regolatore di flusso (611) e a monte di detta prima base di detta camera di misurazione (CM), - un regolatore elettronico proporzionale di pressione (614) disposto lungo detto condotto di alimentazione a monte di detto primo sensore di pressione (612) per regolare la pressione dell'aria in detto condotto di alimentazione (609), - una unità elettronica di elaborazione e controllo (615) associata a detto primo sensore (612), a detto secondo sensore (613) e a detto regolatore elettronico proporzionale di pressione (614) e che è programmata per controllare detto regolatore elettronico proporzionale di pressione (614) in funzione delle rilevazioni di detto primo sensore (612) e di detto secondo sensore (613) o di detto secondo sensore (613) alternativamente e rispettivamente per mantenere sostanzialmente costante e pari a un valore prefissabile la differenza fra la pressione dell'aria a monte e a valle di detto regolatore di flusso (611) o la pressione dell'aria in ingresso a detta camera di misurazione (CM).
  2. 2) Dispositivo di misurazione (600) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta camera di misurazione (CM) è definita dal volume interno di un cilindro cavo (602) le cui estremità assialmente opposte sono aperte e dal fatto di comprendere una coppia di pistoni permeabili all'aria, inseribili in una corrispondente estremità assialmente opposta di detto cilindro cavo (602) e mobili fra almeno una posizione protratta all'interno di detto cilindro cavo (602) e una posizione estratta all'esterno di detto cilindro cavo (602), detti pistoni definendo detta prima base e detta seconda base.
  3. 3) Dispositivo di misurazione (600) secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detto cilindro cavo (602) è associato a una intelaiatura di supporto in modo mobile almeno fra una stazione di misurazione (S2) e una stazione di estrazione (33) del campione di fibre in esso presente, in cui detta stazione di estrazione {S3) comprende un pistone inseribile in detto cilindro cavo (602) attraverso una delle sue due estremità assialmente opposte e che è azionato da rispettivi mezzi attuatori in modo mobile fra una posizione estratta all'esterno di detto cilindro cavo (602) e una posizione protratta in detto cilindro cavo (602) per spingere il campione di fibre in esso presente in uscita dall'altra di dette sue estremità assialmente opposte.
  4. 4) Apparecchiatura (100) modulare per la misurazione di una pluralità di caratteristiche di fibre tessili, in particolare fibre di cotone, detta apparecchiatura comprendendo una pluralità di moduli ciascuno comprendente almeno un dispositivo di misurazione per la misurazione di almeno una caratteristica di dette fibre tessili e un'unità centrale di elaborazione e controllo per il controllo di detti moduli, caratterizzata dal fatto che uno di detti moduli comprende un dispositivo di misurazione (600) secondo le rivendicazioni da 1 a 3.
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