一种抓棉混棉方法及抓棉机
阅读说明：本技术 一种抓棉混棉方法及抓棉机 (Cotton grabbing and mixing method and cotton grabbing machine ) 是由 倪远 于 2019-11-19 设计创作，主要内容包括：本发明一种抓棉混棉方法及抓棉机提供了一种在强制性混合环节用抓棉打手按照配棉比例实时抓取全部唛头棉包的抓棉技术方案,不但可以实现全部唛头按照配棉比例棉束级重量单元的精细混配棉,而且可以独立控制每个唛头棉包的进给速度,进行恒定密度抓取,按工艺需要自动化精确控制各个唛头的配棉比例。(The invention provides a cotton grabbing and mixing method and a cotton grabbing machine, and provides a technical scheme for grabbing all shipping mark cotton bags in real time by a cotton grabbing beater in a mandatory mixing ring according to a cotton matching proportion.)
技术领域
本发明涉及一种纺纱机械的抓棉混棉方法及抓棉装备，特别是实时全部唛头配比同时抓取的方法及其采用这种抓取方法的抓棉机。
背景技术
抓棉机是棉纺生产中第一台纤维处理机械，也是纺纱工艺中对参与配棉的所有唛头棉包进行强制性混合纤维的重要装备，而纺纱流程中后续纺纱装备对纤维的混合都是随机性混合。在纺纱生产工艺技术中，构建纱线中物理和外观的纤维均匀分布，消除或抵抗各种不均匀是纺纱生产最重要的任务之一，改善纤维分布的各种不匀，是品质管理的重中之重，而在各项不匀中，纤维混合不匀是一项关键性和根本性不匀，附图1列出了纺纱生产中五大不匀及其相互关系。
现有技术的抓棉机，自无框架往复式自动抓棉机问世以来，被广泛应用于清梳联流程中，全球各个纺机制造商生产出大同小异的抓棉机，数十年来没有大的改变。现有抓棉机除了满足开清棉流程抓棉供棉的产能需求外，几乎没有其它附加功能。
以现有往复式自动抓棉机为例，在多唛头配棉混棉的实际生产应用中，其全部唛头配比抓取的行程是一个装棉棉台长度，即使在工作效率为100%的情况下，全部唛头配比抓取的周期也需要数分钟。或者换一个角度说，抓取原料量达数十公斤才能完成全部唛头配比单元的抓取。从混配棉的角度看，这是往复式自动抓棉机的重大缺陷，这一工艺短板主要靠后续工序的随机性混合来补偿。
往复式自动抓棉机在数分钟内往复一次抓取形成的，是以数十公斤大重量为单元的全部唛头配比的棉量流，在后续流程中就必须将这样的棉量流进行充分混合，使全部唛头配比较为均匀地分布。由于这些基本相同成分构成的棉量流是连续流入后续流程的，因此现有技术的混棉工艺和混棉机械（如多仓混棉机）就是要将这些不完整配比的棉量流进行混合，利用棉流进入混棉机械的时间差、三维空间差与分隔空间差，在大储棉量混棉机械的多个分隔空间中实施混合作业。一般多仓混棉机的储棉容量为数百公斤，大约为混棉机半个小时的供棉产量，亦即储棉仓内的容量约为十个左右完整配比单元的棉量流。为了将这些不完整配比棉量流尽可能混合为任意片段都具有完整配比的棉流，出现了各种方式均匀混合的混棉机械，混棉方案包括同时输入不同时输出、分仓延迟输入阶梯输出、随机输入随机输出、随机输入不同速度（不同时）输出、横铺输入直取输出等等，混棉工艺思路各有侧重，但没有一种能显示出特别优势而取代其它混棉方案。其关键点在于随机性混合方式的混棉机械，无法实现对棉块级小重量单元全唛配比的混合，而且后续的清棉、梳棉及并条等工序也都是随机性混合方式，而不是按照全唛配比的强制性混合。
因此，现有抓棉技术在强制性混合环节，对棉块级小重量单元全唛配比及其混合的不完整性，是现有抓棉机的固有缺陷，难以由后续的随机性混合来消除，产生了对半制品和成纱品质的不利影响。
无论是早年的棉包上升平台往复式抓棉机、打手下降圆盘旋转式抓棉机，还是现代广泛应用在清梳联流程中的打手下降往复式抓棉机，都是非实时全唛抓取模式。
即使在最近的2019ITMA国际纺织机械展览会上，德国特吕茨勒公司首次推出的创新产品BO-P门架式抓棉机，在增强混棉功能方面，也只是增加了抓棉打手的幅宽、增多了1~2包横向排列的棉包，其仍然属于非实时全唛抓取模式。
除了非实时全唛抓棉混棉短板和功能单一外，现有抓棉机还具有：占地面积大且面积利用率低；抓棉塔机体积大、重量重、重心高且悬臂工作，运行稳定性差；棉流输送距离远输送功耗大；台面台底棉包密度差异大，抓取棉块重量和尺寸离散性大；没有杂质异物排除功能等不足。
由于纺纱流程第一台装备的先天不足，为满足清梳联系统开、混、清、梳等工艺需要，只能在流程中添加诸多功能单一的装备，由此导致整个开清棉系统单机设备多、工艺流程长。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种在强制性混合环节用抓棉打手按照配棉比例实时抓取全部唛头棉包的抓棉混棉技术方案，以实现全部唛头棉束级重量单元的混配棉。
本发明的实现方式为：
一种抓棉混棉方法，其特征在于参与配棉的各个唛头棉包垂直于进给方向横向排列在棉包放置输送平台上，棉包以长度方向直立放置，以高度方向平行于进给方向，棉包由棉包放置输送平台向抓棉打手方向进给输送，抓棉打手在旋转的同时随抓棉小车上下往复升降，抓棉打手实时抓取棉包放置输送平台上全部唛头棉包中的棉束，通过抓棉小车上的吸棉管道输送到后续开清棉设备，从而实现全部唛头按照配棉比例棉束级重量单元的混配棉。
一种抓棉混棉抓棉机，其特征在于包括机架、棉包放置输送平台、抓棉打手、抓棉小车和抓棉轨道，机架下部设有至少一个棉包放置输送平台，棉包放置输送平台的一端机架上设有垂直抓棉轨道，抓棉小车在抓棉轨道上，上下往复升降，抓棉小车上至少设有一个抓棉打手，抓棉小车上设有吸棉斗和吸棉管道。
所述的棉包放置输送平台为多列辊筒组成，辊筒表面设有防滑齿，辊筒由电机同步驱动。
所述的棉包放置输送平台为输送带，输送带下部设有支撑辊轴，输送带由电机驱动。
每个棉包放置输送平台放置1~5列棉包。
在抓棉小车与被抓取棉包之间设有多个垂直肋条，肋条上下端固定在机架上下部。
抓棉小车的抓棉打手下部设有尘棒结构，打手下部的排杂区具有排除杂质和异物的功能。
在抓棉机机架两端设有两个棉包放置输送平台，两个棉包放置输送平台中间的机架上设有垂直抓棉轨道，抓棉小车在抓棉轨道上，上下往复升降，抓棉小车上设有两个抓棉打手，对应抓取两个棉包放置输送平台中间端全部唛头的棉包，抓棉小车上设有吸棉管道。
随着抓棉小车的上下往复升降、两个打手的旋转和两个棉包放置输送平台的进给，两个棉包放置输送平台上参与配棉的全部唛头棉包被两个抓棉打手均匀抓取，并通过抓棉小车上的吸棉管道输送到后续开清棉设备，从而实现全部唛头按照配棉比例棉束级重量单元的混配棉。
附图说明
图1为纺纱生产中五大不匀及其相互关系示意图。
图2为本发明两个棉包放置输送平台抓棉机实施例结构立体示意图。
图3为本发明两个棉包放置输送平台抓棉机实施例工作状态示意图。
图4为本发明两个棉包放置输送平台抓棉机实施例机架中部剖视示意图。
图5为图4中C-C向视图。
具体实施方式
抓棉混棉方法，参与配棉的各个唛头棉包垂直于进给方向横向排列在棉包放置输送平台上，棉包以棉包成包时的长度方向直立放置，以棉包成包时的高度方向平行于进给方向，棉包由棉包放置输送平台向抓棉打手方向进给输送，抓棉打手在旋转的同时随抓棉小车上下往复升降，抓棉打手实时抓取棉包放置输送平台上全部唛头棉包中的棉束，通过抓棉小车上的吸棉管道输送到后续开清棉设备，从而实现全部唛头按照配棉比例棉束级重量单元的混配棉。
参照附图2~4，抓棉混棉抓棉机，设有机架4、棉包放置输送平台1、抓棉打手6、抓棉小车5和抓棉轨道，机架4下部至少设有一个棉包放置输送平台1，棉包放置输送平台1的一端机架4上设有垂直抓棉轨道，机架4上还设有垂直的升降机构，升降机构驱动抓棉小车5在抓棉轨道上，上下往复升降，抓棉小车5上至少设有一个抓棉打手6。
本发明的典型应用实施例，为在抓棉机机架4两端设有两个棉包放置输送平台1A和1B，两个棉包放置输送平台1A和1B中间的机架4上设有垂直抓棉轨道，抓棉小车5在抓棉轨道上，由升降机构驱动上下往复升降，抓棉小车5上设有两个抓棉打手6，由抓棉小车5上的打手电机驱动，抓棉打手6分别对应抓取两个棉包放置输送平台1A和1B中间端全部唛头的棉包，抓棉小车5上设有吸棉斗7和吸棉管道8，机架4上设有隔栏3。
随着抓棉小车5的上下往复升降、两个抓棉打手6的旋转和两个棉包放置输送平台1A和1B向打手方向进给，两个棉包放置输送平台1A和1B上参与配棉的全部唛头棉包被两个抓棉打手6均匀抓取，并通过抓棉小车5上的吸棉斗7和吸棉管道8输送到后续开清棉设备，从而实现全部唛头按照配棉比例棉束级重量单元的混配棉。
所述的棉包放置输送平台1A和1B为多列辊筒2组成，辊筒2表面设有防滑齿，辊筒2由电机驱动，由链轮和链条，或齿形带轮和齿形带同步传动。
所述的升降机构为垂直的4个升降丝杆9。升降机构也可以由链条链轮或齿条齿轮构成。
在抓棉机机架两端的两个棉包放置输送平台1A和1B中，至少一个棉包放置输送平台1A的多列辊筒轴2轴向以棉包宽度分割为与棉包列数相同的分段，每个分段由独立电机变频驱动，以便独立控制各个唛头棉包列的进给速度，获得工艺需要的每个唛头的配棉比例。
在对应分段两侧设有隔栏3，以分隔各列棉包11，保持每个分段间棉包11独立的进给。
参照图4图5，在抓棉小车5与被抓取棉包11之间设有多个垂直肋条12，肋条12的上下端固定在机架4上下部。肋条12压持控制棉包11的被抓取端面，确保抓棉打手6角钉的均匀抓取。在抓棉打手6上部和/或下部靠近肋条12处设有肋条引导杆13，肋条引导杆13上设有卡口26，引导肋条12卡在肋条引导杆13的卡口26内，引导肋条12工作部分保持垂直状态。
进一步，在肋条12与机架4之间，设有肋条弹簧22，机架3上设有压力传感器23，通过检测反馈系统控制该列辊筒进给速度，实现各列棉包与对应肋条之间的恒定压力进给，和打手的恒定棉量抓取，按工艺需要自动控制各列棉包的抓取量，包括补偿该列棉包与棉包接替之间低密度棉层的抓取量。同时也防止了输送进给的不足或过度。各列辊筒及棉包进给速度、抓取量独立进行检测反馈的工作模式，可以非常便利地通过控制系统设定每个唛头的配棉比例。
所述的压力传感器23可以是位移传感器或应变片传感器。
进一步，在各列棉包11的上方，设有检测棉包密度的传感器25，通过检测反馈系统控制该列辊筒进给速度，实现各列棉包恒棉量进给，和打手的恒定棉量抓取，按工艺需要自动控制各列棉包的抓取量，包括补偿该列棉包与棉包接替之间低密度棉层的抓取量。同时也防止了输送进给的不足或过度。各列辊筒及棉包进给速度、抓取量独立进行检测反馈的工作模式，可以非常便利地通过控制系统设定每个唛头的配棉比例。
所述的棉包密度传感器25包括超声波传感器或微波传感器等能感知棉包密度的传感器。
进一步，抓棉小车5的抓棉打手6下部设有尘棒15结构，抓棉打手6下部设有落重杂区14和落杂质区16，以排除异物与杂质，如金属、重杂物和棉籽杂质。能在抓棉打手6触及异物的第一时间依靠重力和打击力加速度分离异物，而异物不会被强制粉碎、也不会被强制吸入下一个流程。抓棉打手6下部的落杂质区16可以使大杂早落少碎。在两个棉包放置输送平台1A和1B之间抓棉打手6底部为排杂区24。
抓棉打手6从棉包11上抓取的棉束，随抓棉打手6经过落重杂区14和落杂质区16部分的尘棒15，按着棉流18的方向进入吸棉斗20，在两个抓棉打手6之间的三角区设有补风区19。
所述的棉包放置输送平台1的底部为输送带，输送带下部设有支撑辊轴，棉包放置在输送带上由电机驱动进给。
进一步，抓棉小车5上设有重力平衡机构平衡抓棉小车5自重，以使抓棉小车5上下运动的驱动力均衡。重力平衡机构为弹簧或重锤机构。
依据纺纱生产和工艺的需求，棉包放置输送平台的宽度设置为放置1~5列棉包，在混配棉唛头较多，或需要更多棉包混棉的情况下，可以加长打手长度，加宽抓棉机宽度，在棉包放置输送平台上增加棉包列数。也可以组合两台及以上的抓棉机成为抓棉机组，获得更精细的混合和更精确的配比。
下表为本发明抓棉机与现有往复抓棉机在13个技术经济项目方面的对比，可以很明显地看到本发明的功能特征和优势。
采用本发明实时全唛抓棉混棉方法及抓棉机，不但可以实现全部唛头按照配棉比例棉束级重量单元的精细混配棉，而且可以独立控制每个唛头棉包的进给速度，进行恒定棉量抓取，按工艺需要自动化精确控制各个唛头的配棉比例。
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