用于測量棉纖維的細(xì)度和成熟度的測量裝置的制作方法

本發(fā)明涉及一種用于測量棉纖維的細(xì)度和成熟度的測量裝置。

背景技術(shù)：

在確定棉纖維質(zhì)量和由此根據(jù)國家或國際組織認(rèn)可標(biāo)準(zhǔn)對它們的分級中涉及多個參數(shù)，這些參數(shù)確定例如它們的商業(yè)價值、加工性能或產(chǎn)量。

一般而言，棉纖維的質(zhì)量由顏色、瑕疵數(shù)量例如纖維結(jié)節(jié)或棉結(jié)的數(shù)量、以及雜質(zhì)數(shù)量例如昆蟲或植物殘留(種子碎片)的數(shù)量、由“棉花粘性”、由纖維細(xì)度/成熟度、由濕度、由長度和由測力特征(在拉力下斷裂之前的拉伸或延伸率和抗拉強(qiáng)度，即，在拉力下斷裂之前可施加的最大載荷)確定。

具體參照棉纖維的細(xì)度和成熟度的測量，應(yīng)該記住，如已知的，成熟的棉纖維具有中空截面并且為壓平的絲棉形式，其內(nèi)部包括實(shí)體部分(細(xì)胞壁)的纖維素，實(shí)體部分(細(xì)胞壁)的纖維素限定中空部分(腔)。一般而言，通過在該領(lǐng)域中已知的所謂結(jié)合細(xì)度和成熟度指數(shù)作為馬克隆值來實(shí)現(xiàn)使用氣流方法獲得的棉纖維的細(xì)度/成熟度的測量。

用于測量棉纖維細(xì)度和成熟度的裝置為已知的，其使用氣流方法操作，其中，將已知數(shù)量的纖維包圍在已知尺寸的測量腔室內(nèi)并由氣流穿過，由于纖維對穿過測量腔室自身的氣流施加阻力，根據(jù)測量腔室端部處的壓力損失可間接確定纖維的細(xì)度和成熟度。在這些已知裝置中，經(jīng)供應(yīng)管道供應(yīng)氣流進(jìn)入測量腔室，沿該供應(yīng)管道設(shè)置有流量調(diào)節(jié)器。由于對經(jīng)過流量調(diào)節(jié)器的空氣的阻力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于由插入測量腔室的纖維樣品提供的阻力，一般而言，推測該裝置在恒定流量狀況下操作。然而，不能保證這種恒定流量狀況，在檢測樣品時，氣流會在檢測過程中發(fā)生變化或者空氣供應(yīng)狀況會變化。因此，這不可避免地會反映在檢測的細(xì)度和成熟度測量中。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是避免現(xiàn)有技術(shù)的缺陷。

根據(jù)該一般目的，本發(fā)明的一個具體建議是提供一種用于測量棉纖維的細(xì)度和成熟度的測量裝置，其允許在現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)提供的條件下獲得精確的細(xì)度和成熟度值。

本發(fā)明的另一目的是提供一種用于測量棉纖維的細(xì)度和成熟度的測量裝置，其具有多種用途，并且其能夠作為單獨(dú)的設(shè)備使用或作為模塊結(jié)合在模塊化設(shè)備中使用，該模塊化設(shè)備用于測量棉纖維的多種特征。

如獨(dú)立權(quán)利要求1中所述，本發(fā)明的目的是一種用于測量棉纖維的細(xì)度和成熟度的測量裝置。

其他特征限定在從屬權(quán)利要求中。

附圖說明

參照下述附圖，根據(jù)作為實(shí)例給出并且不用于限制目的的下述說明，根據(jù)本發(fā)明的用于測量棉纖維的細(xì)度和成熟度的測量裝置的特征和優(yōu)點(diǎn)將變得更清楚明了，其中：

圖1和圖2是用于測量棉纖維特征的模塊化設(shè)備的軸測圖，其中，測量模塊之一包括根據(jù)本發(fā)明的測量裝置；

圖3a至圖3c示出根據(jù)本發(fā)明的用于測量細(xì)度和成熟度的測量裝置在連續(xù)的操作位置的軸測圖；

圖4是用于測量棉纖維的細(xì)度和成熟度的測量裝置的控制系統(tǒng)的示意圖。

具體實(shí)施方式

參照附圖，用于測量棉纖維的多種特征的模塊化設(shè)備整體由附圖標(biāo)記100表示。

設(shè)備100包括支撐多個模塊的支撐結(jié)構(gòu)101，多個模塊中的每一個包括用于測量棉纖維的至少一個特征的至少一種測量裝置和用于控制和操作這些模塊的中央電子處理和控制單元，由于中央電子處理和控制單元是該領(lǐng)域技術(shù)人員已知的類型，未在此示出。明確指出，構(gòu)成設(shè)備100的各模塊可配備有自帶的本地電子處理和控制單元，其進(jìn)而連接至中央電子處理和控制單元。

在附圖示出的實(shí)施方式中，設(shè)備100包括：

-第一模塊，包括測量裝置200，用于測量棉花粘性和瑕疵和/或雜質(zhì)，瑕疵為棉結(jié)型，雜質(zhì)為種子碎片型、昆蟲或人造纖維殘留，并且具體為聚合物或棉纖維中存在的其他雜質(zhì)，

-第二模塊，包括測量裝置300，用于測量顏色和檢測棉纖維中的雜質(zhì)，

-第三模塊，包括測量裝置400，用于測量濕度、長度和選自包括下述的組中的至少一個測力特征：在拉力下的延伸率(即，在拉力下斷裂之前由纖維經(jīng)歷的延伸率)和強(qiáng)度(即，在斷裂前施加至纖維的最大應(yīng)力)，

-第四模塊，包括根據(jù)本發(fā)明用于測量棉纖維細(xì)度和成熟度的測量裝置600。

裝置100設(shè)置有兩個入口裝置，用于引入各待檢測纖維樣品：

-第一入口裝置102，其為傳送帶類型，用于引入第一樣品，并且其喂入用于測量粘度和瑕疵和/或雜質(zhì)的測量裝置200，以及

-第二入口裝置103，其為可移動的抽屜型，用于引入第二樣品，并且其依次喂入用于測量顏色和用于檢測雜質(zhì)的測量裝置300以及用于檢測纖維的濕度、長度和/或測力特征的測量裝置400。

由氣動系統(tǒng)喂入用于測量纖維的細(xì)度和成熟度的測量裝置600，氣動系統(tǒng)拾取從用于測量粘度、瑕疵和/或雜質(zhì)的測量裝置200離開的纖維，并將它們傳送進(jìn)入測量裝置600。

參照圖3a至圖3c和圖4，現(xiàn)在描述用于測量棉纖維細(xì)度和成熟度的測量裝置600，其根據(jù)已知的氣流方法進(jìn)行操作。

如已知的，成熟的棉纖維具有中空截面，并且為壓平的絲棉形式，其內(nèi)部包括實(shí)體部分(細(xì)胞壁)的纖維素，實(shí)體部分(細(xì)胞壁)的纖維素限定中空部分(腔)。一般而言，通過在該領(lǐng)域中已知是所謂結(jié)合細(xì)度和成熟度指數(shù)作為馬克隆值來實(shí)現(xiàn)使用氣流方法獲得的棉纖維的細(xì)度/成熟度的測量。

如上所述，測量裝置600使用氣流方法操作，其中，將已知數(shù)量的纖維包圍在已知尺寸的測量腔室內(nèi)并由氣流穿過，由于纖維對穿過測量腔室自身的氣流施加阻力，根據(jù)測量腔室端部處的壓力損失可間接確定纖維的細(xì)度和成熟度。該測量裝置600能夠以恒壓或恒流進(jìn)行操作。

測量裝置600包括安裝有測量腔室cm的支撐框架601，所述腔室由中空圓筒602形成，中空圓筒602的軸向相對端為打開的。中空圓筒602以在插入站s1、測量站s2、和抽取站s3之間可移動方式安裝在框架601上，在插入站s1處，將已知的纖維樣品插入測量腔室cm，在測量站s2處，對插入測量腔室cm內(nèi)的樣品執(zhí)行測量，在抽取站s3處，在測量結(jié)束時，從測量腔室cm抽取纖維樣品。在附圖表示的實(shí)施方式中，中空圓筒602安裝在繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的傳送轉(zhuǎn)盤603上，插入站s1、測量站s2、和抽取站s3沿中空圓筒602行進(jìn)的環(huán)形路徑限定。傳送轉(zhuǎn)盤603安裝在一對板630a和630b之間，該對板630a和630b彼此面對且平行并由多個開口穿過，多個開口適于布置為與中空圓筒602的開口端連通，并且三個操作站s1、s2和s3限定在中空圓筒602的開口端處。

插入站s1包括供應(yīng)管道604，用于喂入進(jìn)入中空圓筒602的棉纖維，這些棉纖維從用于測量粘度的測量裝置200的出口處被抽吸，并且能夠提前稱重。插入站s1還包括一對第一柱塞，其彼此對齊并相對，并且能插入中空圓筒602的相對端。在延伸進(jìn)入中空圓筒602以壓實(shí)插入其中的纖維樣品的位置和中空圓筒602外側(cè)的抽取位置之間，這些第一柱塞由相應(yīng)的第一線性驅(qū)動器605a、605b驅(qū)動。

供應(yīng)管道604和兩個第一柱塞之一通過固定至框架601的配件607與中空圓筒602的同一開口端連通。

測量站s2包括一對第二柱塞，其彼此對齊并相對，并且能插入中空圓筒602的相對端，以各自形成第一基部和第二基部。這些第二柱塞和由它們形成的第一基部和第二基部為透氣型，例如，它們可以是使用標(biāo)準(zhǔn)孔打孔的形式。第二柱塞由對應(yīng)的第二線性驅(qū)動器608a和608b在延伸進(jìn)入中空圓筒602的至少一個位置和中空圓筒602外側(cè)的抽取位置之間驅(qū)動。供應(yīng)管道609(僅在圖11中圖示)通過第二柱塞將氣流喂入中空圓筒602，第二柱塞限定第一基部。喂入中空圓筒602的氣流經(jīng)過其第二基部從中空圓筒602出來，第二基部以大氣壓力與外部環(huán)境連通。

供應(yīng)管道609具有與氣流源(未示出)相關(guān)聯(lián)的入口端和與嘴部610相關(guān)聯(lián)的出口端，限定中空圓筒602的第一基部的第二柱塞與嘴部610相關(guān)聯(lián)。

沿著供應(yīng)管道609設(shè)置流量調(diào)節(jié)器611，流量調(diào)節(jié)器611介于供應(yīng)管道609自身的入口端和出口端之間。流量調(diào)節(jié)器611例如由已知類型的節(jié)流閥形成。

沿著供應(yīng)管道609還設(shè)置兩個壓力傳感器：第一壓力傳感器612，用于檢測氣壓，其布置在流量調(diào)節(jié)器611上游；以及第二壓力傳感器613，用于檢測氣壓，其布置在流量調(diào)節(jié)器611下游和測量腔室cm的第一基部的上游。

此外，有利地，沿供應(yīng)管道609在第一壓力傳感器612的上游布置電子比例壓力調(diào)節(jié)器614，用于調(diào)節(jié)供應(yīng)管道609內(nèi)的氣壓。

第一壓力傳感器612、第二壓力傳感器613和電子比例壓力調(diào)節(jié)器614連接至電子處理和控制單元615，其可根據(jù)第一壓力傳感器612和第二壓力傳感器613或者可選地第二壓力傳感器613的檢測編程以控制電子比例壓力調(diào)節(jié)器614，并且分別保持流量調(diào)節(jié)器611上游和下游的氣壓差或保持進(jìn)入測量腔室cm的氣壓大致恒定并等于預(yù)定值。因此，如用于執(zhí)行細(xì)度和成熟度測量的astmd1448-11標(biāo)準(zhǔn)所需，在測量腔室cm的端部處能夠在大致恒流或恒壓的條件下操作，然后從astmd1448-11標(biāo)準(zhǔn)獲得馬克隆值。

換句話說，電子比例壓力調(diào)節(jié)器614可選地且可代替地由單元615控制，以保持流量調(diào)節(jié)器611的上游和下游的壓力差大致恒定并等于預(yù)定值，從而以大致恒流操作。

此外，電子比例壓力調(diào)節(jié)器614可選地且可代替地由單元615控制，以保持測量腔室cm端部處的壓力，并且因此進(jìn)入測量腔室cm的壓力大致恒定并等于預(yù)定值。

因此，能夠在測量腔室cm端部具有恒定氣流或恒定壓力并且等于預(yù)定值的實(shí)際狀況下進(jìn)行操作。

實(shí)際上，明確指出，在測量站s2處，中空圓筒602的第二基部與外部環(huán)境連通，使第二壓力傳感器613的檢測與大氣壓力相關(guān)并提供測量腔室cm端部處的壓力檢測。

抽取站s3包括第三柱塞，其可插入中空圓筒602的兩個相對端之一中。第三柱塞由對應(yīng)的第三線性驅(qū)動器616驅(qū)動，第三線性驅(qū)動器616可在中空圓筒602外部的抽取位置與延伸進(jìn)入中空圓筒602內(nèi)以推動其中包含的纖維從其相對開口端離開的位置之間移動。這使得從測量腔室cm抽取纖維尤為簡單。

從中空圓筒602排出的纖維落在檢測其重量的稱重裝置617上。

根據(jù)上述描述和附圖，該領(lǐng)域普通技術(shù)人員易于理解測量裝置600的操作。

簡而言之，傳送轉(zhuǎn)盤603在插入站s1處攜載中空圓筒602，在插入站s1處，中空圓筒602由已知數(shù)量的纖維填充，該纖維由第一柱塞壓實(shí)。

傳送轉(zhuǎn)盤603在測量站s2處攜載被填充的中空圓筒602，在測量站s2處，根據(jù)已知協(xié)議，執(zhí)行由氣流通過的測量腔室cm的端部處的壓力降的測量。在不同壓實(shí)狀況下對同一樣品可重復(fù)這些測量，能夠在大致恒流或大致恒壓的條件下執(zhí)行這些測量。

然后，傳送轉(zhuǎn)盤603在抽取站s3處攜載中空圓筒602，在抽取站s3處，由第三活塞施加至樣品的推動動作將樣品推出中空圓筒602。樣品落在稱重裝置617的板上并進(jìn)行稱重。

然后，通過用于確定細(xì)度、成熟度和由此獲得的馬克隆值的已知算法對所執(zhí)行的測量進(jìn)行處理。

由于構(gòu)成設(shè)備100的其余裝置不是本發(fā)明的一部分，不對它們進(jìn)行詳細(xì)描述，并且這些裝置中的一些是同一申請人的同時專利申請目標(biāo)。

這樣構(gòu)思的用于測量棉纖維的細(xì)度和成熟度的測量裝置可經(jīng)歷多種變化和變形，所有變化和變形由本發(fā)明所覆蓋，此外，所有細(xì)節(jié)可以由技術(shù)上等效的部件代替。在實(shí)際中，根據(jù)技術(shù)需要，所用材料和尺寸可以任意。