使用加压气态流体对纤维材料簇进行开松的设备及其方法
阅读说明：本技术 使用加压气态流体对纤维材料簇进行开松的设备及其方法 (Device for opening fibre material flocks using pressurized gaseous fluid and method thereof ) 是由 T·J·苏塔利亚 于 2019-03-15 设计创作，主要内容包括：公开了一种用于在纺纱厂的开清棉工艺中对纤维材料的团块和簇进行开松的设备和方法。所公开的方法和设备使用加压气态流体的爆发,该加压气态流体的爆发导致纤维团块更好地开松并且减少了纤维的损坏或断裂。气态流体可以是空气或者气体或者空气和气体的混合物。被布置成一排或更多排的一个或更多个喷嘴(206)用于将加压气态流体的一个或更多个受控射流引导向通过至少一个腔室(202)的开口(204)进入的纤维材料的簇/团块(210),这导致将簇开松成更小且更多经开松的纤维簇并且将捕获在团块中的异物分离。加压气态流体(诸如空气)的受控射流可以短持续时间地爆发。(An apparatus and a method for opening lumps and clusters of fibre material in an opening picking process in a spinning mill are disclosed. The disclosed method and apparatus uses bursts of pressurized gaseous fluid that result in better opening of the fiber mass and reduced fiber damage or breakage. The gaseous fluid may be air or a gas or a mixture of air and gas. One or more nozzles (206) arranged in one or more rows are used to direct one or more controlled jets of pressurized gaseous fluid towards a tuft/mass (210) of fibrous material entering through the opening (204) of the at least one chamber (202), which results in opening the tuft into smaller and more opened fiber tufts and separating foreign matter captured in the mass. A controlled jet of pressurized gaseous fluid, such as air, can be exploded in a short duration.)
技术领域
本公开涉及纺织机械领域。具体地说，本公开涉及在纺纱厂的开清棉工艺(blowroom)中使用的纤维材料开松设备及其方法。
背景技术
背景技术描述包括对于理解本发明可能有用的信息。这并不是承认本文提供的任何信息是现有技术或与当前要求保护的发明有关或者明确或隐含地引用的任何出版物为现有技术。
在纺纱厂的开清棉工艺中使用的机器在本领域中是众所周知的。当人造或人工纤维材料的棉包到达纺纱厂时，在开清棉工艺中对这些纤维材料进行各种操作，以使这些材料适合用于纺纱。通常，在开清棉工艺中进行的操作包括：通过提取密集包装纤维的块来对棉包进行开松、将纤维材料的团块进一步开松成更小的簇或束(tuft)、混合或掺和不同类型或等级的材料、对纤维材料进行除杂、除尘并将材料均匀地馈送到梳棉机。
开清棉设备由一系列不同的机器组成，以执行上述操作。通常，各个机器包括不同大小的刺辊或各种类型的机械抓棉打手。以高度压紧的形式(即棉包)接收的天然纤维或人造纤维材料经过几个阶段逐步被开松成越来越小的团块。在此过程期间，从材料上疏松下来的异物被与纤维分离。由于团块/簇的尺寸在各个后续阶段变得越来越小，因此所需的处理强度需要针对不同阶段采取不同机器配置。
然而，如在传统机器中那样，利用诸如刺辊或抓棉打手之类的机械部件处理纤维材料会导致大量优质长纤维断裂，从而导致材料质量发生损失。此外，传统工艺还具有其它缺点。例如，大量的未开松或部分开松的团块与经开松的材料一起通过，因此在最终产品中残留大量异物。由于无法消除隐藏在纤维束内部的异物，因此需要将这些异物作为废物与纤维束一起去除，从而导致损失优质长度的纤维。如果要使用更多数量的拍打点来对所有纤维束进行开松，则增加的处理会导致纤维断裂和浪费增加。因此，通常将三到四个拍打点视为最典型设置的边界。
因此，需要一种用于在开清棉工艺中对纤维材料进行开松的改进的方法和设备，以替代使用刺辊或抓棉打手的传统方法和设备。
本文所有出版物通过引用并入，与各个单独的出版物或专利申请被明确且单独地指示以通过引用并入的情况相同。当在并入的参考文献中的术语的定义或使用与本文提供的术语的定义不一致或相反时，适用本文提供的该术语的定义，而参考文献中该术语的定义不适用。
在一些实施方案中，用于描述和要求保护本发明某些实施方式的表示成分数量、诸如浓度之类的性质、反应条件等的数字应理解为在某些情况下由术语“约”修饰。因此，在一些实施方式中，在书面描述和所附权利要求书中阐述的数字参数是近似值，其可以根据特定实施方式试图获得的期望性质而变化。在一些实施方式中，应该根据报告的有效数字的数目并通过应用普通的舍入技术来解释数字参数。尽管阐述本发明一些实施方式的广泛范围的数值范围和参数是近似值，但是在具体示例中阐述的数值被尽可能精确地报告。在本发明的一些实施方式中呈现的数值可能包含某些误差，这些误差必然是由它们各自的测试测量中发现的标准偏差导致的。
除非上下文另外明确指出，否则如本文的说明书和随后的整个权利要求书中所使用的，“一”、“一个”和“该”的含义包括复数引用。而且，除非上下文另外明确指出，否则如本文的描述中所使用的，“在...中”的含义包括“在...中”和“在...上”。
本文中数值范围的列举仅旨在用作分别指代落在该范围内的各个单独数值的简写方法。除非本文另外指出，否则各个单独数值都被并入说明书中，就好像它在本文中被单独引用一样。除非本文另外指出或与上下文明显矛盾，否则本文描述的所有方法可以以任何合适的顺序执行。相对于本文的某些实施方式提供的任何和所有示例或示例性语言(例如“诸如”)的使用仅旨在更好地例示本发明，并且不对以其它方式要求保护的本发明的范围构成限制。说明书中的任何语言都不应解释为指示对实践本发明必不可少的任何未要求保护的要素。
本文公开的本发明的替代要素或实施方式的分组不应解释为限制。各个组成员可以单独地或者以与该组的其它成员或此处找到的其它要素组合来引用和要求保护。出于方便和/或可专利性的原因，组中的一个或更多个成员可以被包括在组中或从组中删除。当发生任何这样的包括或删除时，说明书在本文中被认为包含经修改的组，从而满足所附权利要求中使用的所有马库什(Markus)组的书面描述。
发明目的
本公开的总体目的是改进在纺纱厂的开清棉工艺中对纤维材料进行开松的过程。
本公开的目的是提供一种用于对纤维材料进行开松的方法以及用于实现所提出的方法的设备，该方法不会不利地影响纤维材料的价值。
本公开的目的是提供一种用于对纤维材料进行开松的方法以及用于实现所提出的方法的设备，该方法减少了纤维的损坏或断裂。
本公开的目的是提供一种用于对纤维材料进行开松的方法以及用于实现所提出的方法的设备，该方法不依赖于纤维材料的机械拍打。
本公开的目的是提供一种用于对纤维材料进行开松的方法以及用于实现所提出的方法的设备，该方法减少了未开松或部分开松的团块的数量。
本公开的目的是提供一种用于对纤维材料进行开松的方法以及用于实现所提出的方法的设备，该方法能够在对纤维损伤最小的情况下从纤维或簇中去除大量异物。
本公开的目的是提供一种用于对纤维材料进行开松的方法以及用于实现所提出的方法的设备，该方法减少了优质纤维的浪费。
发明内容
本公开的多个方面涉及在纺纱厂的开清棉工艺中对纤维材料的簇或团块进行开松。尤其是，本公开提供了用于对纤维材料进行开松的设备和方法，该设备和方法克服了使用刺辊和/或机械抓棉打手的传统方法的缺点。具体地说，所提出的方法和实现所提出的方法的设备减少了优质纤维的浪费、防止了纤维断裂并且能够更有效地去除异物。
在一个方面中，所公开的方法和设备代替刺辊和/或机械抓棉打手而使用加压气态流体的爆发，这使纤维损坏或断裂减少。气态流体可以是空气或者气体或者空气和气体的混合物。
在一个方面中，被布置成一排或更多排的一个或更多个喷嘴可以用于将加压气态流体的一个或更多个受控射流引导向从棉包开松机接收的纤维材料的团块上，以将团块开松成更小且更多经开松的纤维簇。被疏松的簇可以通过抽吸装置或任何其它装置被运送到下一站。
在一个方面中，用于对从棉包开松机接收的纤维材料的团块和簇进行开松的设备(在下文中也被称为机器并且两个术语可互换使用)包括：至少一个腔室，该至少一个腔室具有用于馈送纤维材料的开口；以及至少一个喷嘴，该至少一个喷嘴邻近开口定位，从而将来自至少一个喷嘴的加压气态流体的受控射流引导向纤维材料的团块。在一个方面中，加压气态流体的受控射流导致更小且更多经开松的纤维簇。
在一个方面中，被疏松的簇可以通过抽吸装置或任何其它装置被运送到下一站。
在一个方面中，加压气态流体的受控射流可以短持续时间地爆发。
在一个方面中，至少一个喷嘴可以包括被布置成一排或更多排喷嘴的多个喷嘴，并且可以被配置成同时地或以顺序的方式将多于一个的射流从单个或多个方向引导向纤维的团块/簇。
在一个方面中，该设备的特征在于没有机械拍打纤维材料的团块来对该团块进行开松。
在一个方面中，至少一个腔室可以被成形为允许将经开松的纤维材料散布到更大的容积。
在一个方面中，加压气态流体的源可以被内置于设备中，或者可以是外部源，或者是外部源与内置源的组合。
在一个方面中，加压气态流体可以是空气或者空气和气体的混合物。
在一个方面中，纤维材料可以是天然纤维和人造纤维中的任一种纤维或它们的组合。
本公开的一个方面涉及一种用于对从棉包开松机接收的纤维材料的团块和簇进行开松的方法，所提出的方法包括以下步骤：(i)通过开口馈送纤维材料；以及(ii)将加压气态流体的受控射流从至少一个喷嘴引导向通过所述开口馈送的纤维材料的团块。在一个方面中，加压气态流体的受控射流与团块相互作用以使该团块开松。
在一个方面种，所提出的方法还包括控制加压气态流体的射流以产生短持续时间的爆发的步骤。
在一个方面中，所提出的方法特征在于没有机械拍打纤维材料的团块来对该团块进行开松。
在一个方面中，该方法还包括以下步骤：同时地或以顺序的方式从单个或多个方向以短持续时间的爆发将气态流体的多个射流引导向纤维的团块。
通过以下优选实施方式的详细描述以及附图，本发明主题的各种目的、特征、方面和优点将变得更加显而易见，在附图中，相同的附图标记表示相同的组件。
附图说明
包括附图是为了提供对本公开的进一步理解，并且附图被并入本说明书中并构成本说明书的一部分。附图例示了本公开的示例性实施方式，并且用于与
具体实施方式
一起解释本公开的原理。
图1例示了在将纤维材料馈送到纺纱机之前对材料的团块和簇进行开松的典型布置。
图2A和图2B借助于侧视图和俯视图例示了根据本公开的实施方式的用于对纤维材料的团块和簇进行开松的所提出的设备的示例性示意图。
图3例示了根据本公开的实施方式的用于对纤维材料的团块和簇进行开松的所提出的方法的示例性流程图。
具体实施方式
以下是在附图中描绘的本公开的实施方式的具体实施方式。实施方式的细节使得清楚地传达了本公开。然而，所提供的细节量并不旨在限制实施方式的预期变型；相反，其旨在涵盖落入由所附权利要求书限定的本公开的精神和范围内的所有修改、等同形式和另选形式。
所附权利要求中的各个权利要求限定了单独的发明，出于侵权目的，将其视为包括权利要求中指定的各种要素或限制的等同形式。取决于上下文，在某些情况下，以下对“发明”的所有引用可能仅指某些特定实施方式。在其它情况下，将认识到，对“发明”的引用将指代一个或更多个但不一定是所有权利要求中所述的主题。
本文使用了各种术语。在权利要求中使用的术语未被定义的情况下，应给予该术语在提交时相关领域的技术人员如印刷出版物和已发布的专利中所反映的那样已经给予该术语的最宽泛定义。
本文所说明的实施方式涉及在纺纱厂的开清棉工艺中对纤维材料(诸如棉或其它人造纤维材料)的簇或团块进行开松。在纺纱厂中，纤维材料被以高度压缩的状态以棉包(bale)的形式接收。当诸如通过使用棉包开松机从棉包中取出材料时，材料会以团块和簇的形式出现，因而不适合用于纺纱操作。此外，该材料还可能包含异物，诸如种子、树叶、灰尘等，在将纤维材料馈送到纺纱机之前需要将这些异物分离。
因此，对材料的团块/簇进行一系列操作以疏松团块/簇，以使得异物被分离，从而使纤维材料准备好进行纺丝。
图1例示了示出用于疏松纤维材料的团块/簇并从中分离异物的典型布置的示意图。如图所示，用于疏松纤维材料的团块/簇的传统机器和方法是基于刺辊，诸如辊102，该辊通过拉/拍打被馈送到辊102的尖刺的簇104来疏松纤维材料。如图所示，随着簇104变疏松，异物106被分离并掉落。通过使用压缩空气110进行抽吸而将疏松的纤维材料108运送走。
诸如图1所示的传统机器和方法会导致大量优质长纤维断裂，从而导致材料质量发生损失。此外，大量的未开松或部分开松的团块与经开松的材料一起通过，因此在最终产品中残留大量异物。由于无法消除隐藏在纤维束内部的异物，因此需要将这些未开松的块/簇作为废物去除，从而导致损失优质长度纤维。
本公开的实施方式提供了用于对纤维材料进行开松的设备和方法，该设备和方法克服了使用刺辊和/或机械抓棉打手的传统方法的缺点。一方面，所公开的方法和实现所提出的方法的设备代替刺辊和/或机械抓棉打手而使用加压气态流体的爆发，这导致纤维损坏或断裂减少，减少优质纤维的浪费并更有效地去除异物。
参照图2A和图2B，图2A和图2B分别借助于侧视图和俯视图例示了所提出的用于对纤维材料的团块和簇进行开松的设备的示例性示意图，所公开的设备200包括：至少一个腔室202，该至少一个腔室202具有用于馈送纤维材料的开口204；以及至少一个喷嘴206，该至少一个喷嘴206邻近开口204定位，使得来自至少一个喷嘴206的加压气态流体的受控射流被引导向纤维材料的团块210。撞击团块210的加压气态流体的受控射流使团块210开松，从而产生更小且更多经开松的纤维簇。
在一个方面中，疏松的簇可以通过抽吸装置或任何其它装置被运送到下一个阶段。
(此处未示出)
在一个实施方式中，所使用的气态流体可以是空气，空气容易获得并且压缩便宜。特别地，用于压缩空气的装备是容易获得的，并且通常是诸如用于棉包开松机器之类的开清棉设施的一部分。因此，加压气态流体的源可以是外部源，诸如开清棉设施的压缩空气源，或者可以内置在设备200中。在另选实施方式中，加压气态流体的源可以是外部源和内置源的组合。
在一个实施方式中，加压气态流体可以是空气和气体的混合物。
在一个方面中，由所提出的设备200开松的纤维材料可以是天然纤维和人造纤维中的任何一种纤维或组合。
在一个方面中，加压气态流体的受控射流可以短持续时间地爆发，并且短持续时间的爆发可以通过设置在用于气态流体的通道中的控制机构208来获得，如图所示。
在一个方面中，至少一个喷嘴可以包括被布置成一排或更多排喷嘴的多个喷嘴206，并且可以被配置成同时地或以顺序的方式将多于一个的射流从单个或多个方向引导向纤维的团块/簇210。
在一个实施方式中，喷嘴206可以被固定或移动以在水平平面或者竖直平面或者水平平面和竖直平面两者中引导空气射流，以同时地或以顺序的方式在单个或多个方向上引导射流。
在一个方面中，空气射流可通过直接撞击并穿透纤维材料的团块而与纤维材料的簇/团块相互作用，从而将纤维材料散布到更大的空间以对团块进行开松，或者可以通过由于流过团块的压缩空气的牵引作用而从团块拉出纤维来相互作用。无论哪种情况，空气射流的爆发作用都会在减少纤维的损坏或断裂的情况下导致纤维材料更好地开松并散布。在另一方面中，纤维材料的分离导致被纤维捕获的任何异物都被疏松掉，从而导致清洁纤维材料。
如可以看出的，所提出的设备的特征在于没有机械拍打纤维材料的团块以对团块进行开松，因此使纤维的断裂最小化。
在一个方面中，至少一个腔室202可以被成形为允许将经开松的纤维材料散布到更大的容积。如图2B所示，腔室202可以具有发散的形状，以为疏松的纤维材料提供更多的空间。
本公开的一个方面涉及一种用于对从棉包开松机接收的纤维材料的团块和簇进行开松的方法。如图3所示，在步骤302，所提出的方法300涉及通过诸如开口204(如图2A所示)之类的开口馈送诸如图2A和图2B所示的纤维材料210的团块之类的纤维材料的团块。方法300的步骤304可以将来自诸如图2A和图2B中所示的喷嘴206之类的至少一个喷嘴的加压气态流体的受控射流引导向通过开口204馈送的纤维材料210的团块。在一个方面中，在撞击团块210时加压气态流体的受控射流会使团块210开松。
在一个方面中，所提出的方法还包括控制加压气态流体的射流以产生短持续时间的爆发的步骤306。短持续时间的爆发可以通过诸如图1A和图1B所示的控制机构208之类的控制机构来生成，如图所示，该控制机构被设置在气态流体的通道中。
在一个实施方式中，可以存在被布置成一排或更多排喷嘴的多个喷嘴206，并且可以被配置成同时地或以顺序的方式将多于一个的射流从单个或多个方向引导向纤维的团块/簇210。
在一个实施方式中，该方法可以包括以下步骤：移动喷嘴206以在水平平面或者竖直平面或者水平平面和竖直平面两者中引导加压气态流体的射流，以同时地或以顺序的方式在单个或多个方向上引导射流。
因此，本公开提供了一种用于使用压缩的气态流体来对纤维材料的簇/团块进行开松的设备和方法，以消除刺辊和/或机械抓棉打手，从而克服了传统方法和机器的缺点。所提出的方法和实现所提出的方法的设备减少了优质纤维的浪费、防止了纤维的断裂并且更有效地去除了异物。
尽管前述内容描述了本发明的各种实施方式，但是在不脱离本发明的基本范围的情况下，可以设计本发明的其它和进一步的实施方式。本发明的范围由所附权利要求书确定。本发明不限于所描述的实施方式、版本或示例，包括所描述的实施方式、版本或示例是为了使本领域普通技术人员能够在与本领域普通技术人员可获得的信息和知识相结合时制造和使用本发明。
发明优点
本公开改进了在纺纱厂的开清棉工艺中对纤维材料进行开松的过程。
本公开提供了一种用于对纤维材料进行开松的方法以及用于实现所提出的方法的设备，该方法不会不利地影响纤维材料的价值。
本公开提供了一种用于对纤维材料进行开松的方法以及用于实现所提出的方法的设备，该方法减少了纤维的损坏和断裂。
本公开提供了一种用于对纤维材料进行开松的方法以及用于实现所提出的方法的设备，该方法不依赖于纤维材料的机械拍打。
本公开提供了一种用于对纤维材料进行开松的方法以及用于实现所提出的方法的设备，该方法减少了未开松或部分开松的团块的数量。
本公开提供了一种用于对纤维材料进行开松的方法以及用于实现所提出的方法的设备，该方法在对纤维损伤最小的情况下从纤维或簇中疏松掉或去除大量异物。
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