專利名稱：纖維單體分離機的制作方法
技術領域：
本發明總體上涉及纖維的加工。尤其是本發明涉及對羊毛纖維進行單體分離而不會使纖維斷裂的裝置。
背景技術：
近來，纖維工業通常是以大宗的形式測量羊毛纖維的物理特性。所謂“大宗形式”，指的是許多羊毛纖維，如在趾條中，同時進行測量，并把趾條的各項特性作為單根纖維的特性，而不是作為大宗的測量值。但是，要把羊毛纖維分離成單根是非常困難的。其中一個原因是羊毛纖維比許多其他纖維相對要長。所以羊毛纖維很難處理，在進行單體分離時很容易斷。這些以及其他的困難，至今使羊毛工業主要采用大宗的測量值，而不是單根的測量值。
因此希望能有設備對羊毛進料流中包含的長纖維進行單體分離，并在單體分離過程中不會使羊毛纖維斷裂。
發明概要對進料流中的纖維進行單體分離并不會使纖維斷裂的一種設備滿足了上述和其他的要求。有第一對夾送輥的第一工作臺，接納進料流并把它送到第二工作臺。第二工作臺從第一工作臺接受進料流，并把變薄的物流送到第三工作臺。第二工作臺輸送帶在張力下將進料流從第一工作臺牽引到第二工作臺中。第二夾送輥在張力下將進料流從第二工作臺輸送帶拉引出來，并把變薄的物流送到第三工作臺。第三工作臺從第二工作臺接受變薄的物流并提供單體分離的纖維。第三工作臺輸送帶在張力下將變薄的物流從第二工作臺牽引到第三工作臺中。第三夾送輥在張力下將變薄的物流從第三工作臺輸送帶拉引出來，并提供單體分離的纖維。
第一、第二和第三夾送輥的作用為速度恒定的工作臺，其中纖維在被這些夾送輥夾住的整個時間段內保持恒定的速度。第二和第三工作臺輸送帶的作用是作為變速的工作臺，它傳送每根纖維并施加加速力，從而當纖維的尾端剛剛通過前面的夾送輥時對纖維單個加速，當纖維的前端進入下一個夾送輥時使纖維進一步加速。這樣，在輸送帶之間的纖維可以運動在三個不同速度中的任何一個。由于通過三個工作臺的每一個之后進料物流連續變薄，進料流從纖維趾條減薄為單體分離的纖維。單體分離的纖維在某個時刻內可以被拉到分析器，在那里測量它們的物理特征，如長度、顏色或強度。這樣，本發明就能進行對纖維單根的測量，從而減小不精確性，在趾條上以大宗形式進行的測量其不精確性可能是固有的。
在優選的實施方案中，分別在第二工作臺輸送帶和第三工作臺輸送帶附近設置第二壓板和第三壓板。壓板對進料流和變薄的物流提供壓力，并允許纖維以可控的程度滑動。更優選的是，每個第二壓板和第三壓板中至少有一個是加壓板，用于調節在第二工作臺輸送帶之間進料流上的壓力，和在第三工作臺輸送帶之間變薄物流上的壓力。
步進電機驅動第一、第二和第三夾送輥和第二以及第三工作臺輸送帶的每一個，而速度控制器分別控制每一個的轉速。第一夾送輥的轉速約為5rpm(每分鐘轉數)，第二工作臺輸送帶轉速約為15rpm，第二夾送輥轉速約為30rpm，第三工作臺輸送帶轉速約為60rpm，第三夾送輥轉速在約300rpm到400rpm之間。
在第三工作臺附近設置真空噴嘴，用于應用無擾動空氣流牽引從第三工作臺來的單體分離的纖維。分析器接納從真空噴嘴來的單體纖維，檢測單體分離的各個纖維的物理特性，如長度。
第一、第二和第三工作臺和真空噴嘴是可調節地安裝在軌道上，用于增加或減小在第一、第二和第三工作臺及真空噴嘴之間的間距。在第一和第二工作臺之間的第一間距約為0.5英寸到4.5英寸之間，在第二工作臺和第三工作臺之間的第二間距約為0.5英寸到6.5英寸之間，在第三工作臺和真空噴嘴之間的第三間距約為零英寸到0.25英寸之間。
第一可調壓力裝置調節第一夾送輥之間的壓力，防止進料流中的纖維在第一夾送輥之間的滑動。相似地，第二可調壓力裝置調節第二夾送輥之間的壓力，防止變薄物流中的纖維在第二夾送輥之間的滑動。同樣，第三可調壓力裝置調節第三夾送輥之間的壓力，并防止各個纖維在第三夾送輥之間的滑動。
第二空氣刀設置在第二夾送輥附近，第三空氣刀設置在第三工作臺輸送帶附近，分別從第二夾送輥和第三工作臺輸送帶移去纖維。最好纖維是羊毛，而進料流是趾條。
在一種進料流中將纖維單體分離，并不使纖維斷裂的方法中，是將進料流送到以給定速度轉動的第一夾送輥。增加第一夾送輥之間的壓力，直到進料流的纖維不會在它們之間滑動。在張力下將纖維從第一夾送輥牽引到第二上輸送帶和第二下輸送帶之間，輸送帶轉動的速度大于第一夾送輥的速度。調節在第二工作臺輸送帶之間的纖維上的壓力，以便允許纖維之間可控程度的滑動。在張力下將纖維從第二工作臺輸送帶牽引到第二夾送輥，該輥轉動的速度大于第二工作臺輸送帶的速度。增加第二夾送輥之間的壓力，直到在第二夾送輥之間的纖維不能滑動。
同前面一樣，在張力下將纖維從第二夾送輥牽引到第三上和下輸送帶之間，其轉速大于第二夾送輥的速度。調節在第三工作臺輸送帶之間的纖維上的壓力，以便允許纖維之間可控程度的滑動。以上述相同的方式，在張力下將纖維從第三工作臺輸送帶牽引到第三夾送輥，該輥的轉速大于第三工作臺輸送帶的速度。增加第三夾送輥之間的壓力，直到纖維不會在第三夾送輥之間滑動。從第三夾送輥送出的纖維作為單體分離的纖維。
所描述的方法通過牽引纖維到每個接續的工作臺中不斷增加轉速，使纖維單體分離。當纖維通過另一組夾送輥和輸送帶的時候，在進料流中稍微在另外一些纖維之前的那些纖維，或者換句話說，在進料流中比其他纖維早一些進入到每組輥或輸送帶的那些纖維，被牽引到在它后面纖維的前面。以這種方式，進料流很快被拉伸變薄到產生單體分離的纖維的程度。
附圖的簡要描述通過參考與附圖一起的下面的詳細描述，本發明的其他目的、特點和各種優點將會變得很清楚，附圖不是成比例的，其中相同的參考標記在各個圖中指的是相同的部件，附圖中
圖1是本發明設備的功能圖；和圖2是本發明設備的部分透視圖。
優選各實施方案的描述圖1表示的是將包含在進料流9中的纖維進行單體分離并不會使纖維斷裂的單體分離機50。最好，進料流9是羊毛的趾條，但是也可以是棉條或其他纖維材料。進料流9的纖維在進料流9內大體上是平行的，但在進料流9中它們開始的地方與結束的地方并不是對齊的。換句話說，在進料流9內纖維沿著它們的長度是互相重疊的，從而使進料流9是一根非織造纖維的長線。還有，進料流9的纖維基本上沒有加捻在一起，不象繩中的纖維那樣。這主要是進料流9中各個纖維之間的摩擦將進料流9保持在一起成為長線。
第一工作臺10接受進入單體分離機50的進料流9。在優選的實施方案中，第一工作臺10有固定的位置。但是，在另一個實施方案中第一工作臺10是可調地安裝在軌道52上(如圖2中說明的那樣)，因此第一工作臺10可以移動，并可拆卸地沿著軌道52的長度固定。這可用任何一個或幾個不同的方式達到這個目的。
例如，軌道52可以包括一個或幾個直桿，橫截面是方形或圓形，第一工作臺10有設計成用于圍繞直桿裝配的夾子。將夾子松開，第一工作臺10可以滑動，沿著桿的長度調節位置，然后夾緊夾子把第一工作臺10固定在所需的位置上。另一種是，軌道52可以是一個或幾個導螺桿，該導螺桿的承載部分連接到第一工作臺10。然后轉動軌道的導螺桿，以便沿著軌道52向前或向后移動第一工作臺10，接著當導螺桿不再轉動時用導螺桿的螺紋把第一工作臺10保持在其位置上，從而把第一工作臺10固定在位置上。還有，軌道52可以是一個或幾個帶齒的軌道，該軌道與同第一工作臺10連接的齒輪嚙合。齒輪可以由馬達驅動以使第一工作臺10沿著軌道52的長度向前和向后前進。馬達的內阻可將第一工作臺10保持在所需的位置中。當然，也可以使用這些方法的任何組合將第一工作臺10固定在軌道52上，也可采用許多其他的方法和裝置，這些都在本公開文件的范疇之內。
第一工作臺10包括第一夾送輥16a和16b，用于將進料流9牽引到第一工作臺10之中。如這里所使用的表示，如“第一”，“第二”或“第三”并不一定指出到底多少元件可能存在于某實施方案中，而是傾向于指出元件放置的工作臺。最好第一夾送輥16a和16b中的一個是橡膠的，而另一個是不銹鋼的。但是在另一個實施方案中，第一夾送輥16a和16b兩者或者是橡膠或某些其他彈性材料，或者是不銹鋼或某些其他硬材料。第一夾送輥16a和16b可以沿著它們的長度裝設肋，以便提供增加的表面和邊緣，使第一夾送輥16a和16b與通過它們之間的進料流9的纖維之間增加摩擦。
應用第一可調壓力裝置56a(描述在圖2中)調節第一夾送輥16a和16b之間的壓力。使用一個或幾個分離的不同機構可以裝設第一可調壓力裝置56a。例如，第一夾送輥16a和16b的各端每個可以安裝螺桿，使第一夾送輥上輥16a的一端在螺桿的一端，而第一夾送輥下輥16b的相應端在螺桿的另一端，在第一夾送輥16a和16b的另一端使用相同的結構。以這種方式，當螺桿在一個方向轉動時，第一夾送輥16a和16b互相拉近，當螺桿以另一個方向轉動時將第一夾送輥16a和16b互相推開。
作為另一個例子，可以將第一夾送輥16a和16b中的一個放置在固定位置，而第一夾送輥16a和16b的另一個可以調節朝向或離開固定輥移動。這可將第一夾送輥16a和16b中的一個安裝到翼形螺釘上來達到這個目的，可以調節該螺釘使第一夾送輥16a或16b向前和向后移動。還有，加壓的氣缸，或者是液壓或者是氣壓的，可以連接到可動的第一夾送輥16a或16b，以便在第一夾送輥16a和16b之間提供壓力。當然，也可以應用幾個其他的裝置為第一夾送輥16a和16b之間提供壓力，本發明打算應用的這些其他裝置也包括在這本公開文件的范疇之內。
選擇制造第一夾送輥16a和16b的材料，部分是根據它們能否牢牢抓住和對進料流9的纖維提供摩擦的能力。也提供在第一夾送輥16a和16b之間可調的壓力，部分是為了提高第一夾送輥16a和16b對進料流9的纖維提供摩擦的能力。以這種方式，進料流9的纖維優選的是不會在第一夾送輥16a和16b之間產生滑動。所以這意味著，進料流9的纖維在它們在第一夾送輥16a和16b之間接合的整個時間內，沿著進料流9的長度，優選的是保持它們互相之間的位置。保持在第一夾送輥16a和16b之間的進料流9的纖維，使它們不能互相滑動的重要性下面將要詳細描述。
第一夾送輥16a和16b以相同的速度和以相反的方向轉動，從而使放在它們之間的進料流9，被拉過第一夾送輥16a和16b之間，并以第一夾送輥16a和16b之間的另一側噴出。步進馬達54(描述在圖2中)使第一夾送輥16a和16b轉動，而速度控制器42(描述在圖2中)與步進馬達54連接，控制第一夾送輥16a和16b的轉速。第一夾送輥16a和16b以第一給定速度轉動，在優選的實施方案中，這個速度約每分鐘5轉(rpm)。這個速度的意義將在下面詳細描述。
第二工作臺12設置在第一工作臺10附近，以上述對第一工作臺10詳細描述的相似方式安裝在軌道52上(描述在圖2中)。第二工作臺12從第一工作臺10接受進料流9，并提供變薄的物流13。第二工作臺輸送帶18a和18b接納進料流9，在張力下將進料流9牽引到第二工作臺輸送帶18a和18b之間。第二工作臺輸送帶18a和18b最好是彈性材料，如橡膠，從而在進料流9的纖維和第二工作臺輸送帶18a和18b之間提供相對較大的摩擦。
第二工作臺輸送帶18a和18b最好是張緊地固定在兩個或多個輥組20a和20b上。以這種方式，當輥20a和20b的任何一個轉動時，使第二工作臺輸送帶18a和18b也轉動。由步進馬達54(說明在圖2中)給第二工作臺輸送帶18a和18b提供轉動的動力。驅動第二工作臺輸送帶18a和18b在相反的轉動方向，從而使接納在它們之間的進料流9被拉過它們之間，從它們之間的另一側噴出。
選擇轉動的方向使其與第一夾送輥16a和16b的轉動方向一致。換句話說，第二上輸送帶20a和第一上夾送輥16a在第一方向轉動，而第二下輸送帶20b和第一下夾送輥16b在第二方向轉動。這種結構的結果是，進入到第一夾送輥16a和16b之間的進料流9被迫使沿著在第一夾送輥16a和16b和第二工作臺輸送帶18a和18b之間的路徑朝一個方向前進。
由速度控制器42(描述在圖2中)控制第二工作臺輸送帶18a和18b轉動的速度，它是依照所需的拉伸比獨立可變的。第二工作臺輸送帶18a和18b轉動的速度大于第一夾送輥16a和16b轉動的速度，這種關系的意義在下面將要詳細描述。在優選的實施方案中，第二工作臺輸送帶18a和18b的轉速約為15rpm(轉/每分鐘)。
第二壓板22a和22b相鄰設置，并處在第二工作臺輸送帶18a和18b的相對兩側。因為第二工作臺輸送帶18a和18b最好是由彈性材料構造，第二壓板22a和22b時第二工作臺輸送帶18a和18b沿著輥20a和20b之間的距離提供某些剛性和阻力，第二工作臺輸送帶18a和18b是安裝在輥20a和20b之間。這種剛性和阻力有助于提高在第二工作臺輸送帶18a和18b與拉過它們中間的進料流9之間的摩擦。壓板22a和22b最好由金屬制成，但也可由塑料、玻璃，或某些其他平滑而有彈性的材料制成，這些材料有低的摩擦系數，以致不會引起輸送帶額外的磨損。
通過把壓力模塊24a放置在第二壓板22a和22b中一個或兩者附近，可以進一步提高第二工作臺輸送帶18a和18b與進料流9的纖維之間的壓力。在圖1中，描述的壓力模塊24a在第一上壓板22a的附近，使第二上壓板22a成為加壓板。壓力模塊24a可以是如上所述的機械的、液壓的或氣動的裝置，裝設的模塊用于進一步提高和精密地控制由第二工作臺輸送帶18a和18b作用在進料流9的纖維上的壓力。
不象第一夾送輥16a和16b，它們的設計是不允許在進料流9的纖維之間有滑動，而上述第二工作臺12的部分的各組件，如第二工作臺輸送帶18a和18b、輥20a和20b、壓板22a和22b和壓力模塊24a，它們的設計允許在進料流9的纖維之間有可控程度的滑動。這樣，當纖維在第二工作臺輸送帶18a和18b之間時，它趨向于某些纖維通過第二工作臺輸送帶18a和18b以比進料流9的其他纖維更快的速率走在前面。當纖維從第二工作臺輸送帶18a和18b之間出來時其速度要比它們進入到帶之間時要快，這部分是由于第二工作臺輸送帶18a和18b的轉動比第一夾送輥16a和16b要快，進料流9當其在第二工作臺輸送帶18a和18b之間運動時變薄。換句話說，當進料流9移動通過第二工作臺時，進料流9中的纖維部分但不是全部被單體分離。這點下面將要詳細解釋。
在第二工作臺輸送帶18a和18b的出口，第二夾送輥16c和16d接納進料流9的纖維。最好第二夾送輥16c和16d的結構非常相似于第一夾送輥16a和16b。換句話說，第二夾送輥16c和16d的一個最好是橡膠的，而另一個最好是不銹鋼的。在另一個實施方案中，第二夾送輥16c和16d兩者或者是橡膠或某些其他彈性材料，或者是不銹鋼或某些其他硬材料。第二夾送輥16c和16d可以沿著它們的長度裝設肋，以便增加的表面和邊緣，使第二夾送輥16c和16d與通過它們之間的進料流9的纖維之間增加的摩擦。
應用第二可調壓力裝置56b(描述在圖2中)調節第二夾送輥16c和16d之間的壓力。使用如上述的一個或幾個分離的不同機構可以裝設第二可調壓力裝置56b。與上述的第一夾送輥16a和16b相同，選擇制造第二夾送輥16c和16d的材料，部分是根據它們能否牢牢抓住和對進料流9的纖維提供摩擦的能力。也提供在第二夾送輥16c和16d之間可調的壓力，部分是為了提高第二夾送輥16c和16d對進料流9的纖維提供摩擦的能力。以這種方式，進料流9的纖維優選的是不會在第二夾送輥16c和16d之間產生滑動。
與前面描述的相同，第二夾送輥16c和16d以相同的速度沿相反的方向轉動，所以設在它們之間的進料流9被拉過第二夾送輥16c和16d之間，從第二夾送輥16c和16d之間的另一側噴出。步進馬達54(說明在圖2中)為第二夾送輥16c和16d之間的轉動提供動力，和速度控制器42(描述在圖2中)與步進馬達54連接在一起，獨立控制第二夾送輥16c和16d的轉速。最好，第二夾送輥16c和16d的轉速大于第二工作臺輸送帶18a和18b的轉速。在優選的實施方案中，第二夾送輥的轉速約為30rpm。
這樣，當進料流9的纖維運動通過第一夾送輥16a和16b、第二工作臺輸送帶18a和18b和第二夾送輥16c和16d時該纖維被加速。如上面簡要描述那樣，這種加速傾向于使進料流9變薄，為了繼續解釋怎樣做到這一點，當進料流9的纖維通過第一夾送輥16a和16b時，每根纖維的尾端夾持在第一夾送輥16a和16b之間。但是，各纖維的前端被張緊地在第二工作臺輸送帶18a和18b之間拉伸。
因為第一夾送輥16a和16b對纖維施加足夠的壓力沒有松開它們，所以此第一夾送輥防止纖維以較第二工作臺輸送帶18a和18b轉動的更快的速度被拉過第二工作臺12。這樣第二工作臺輸送帶18a和18b拉過纖維以比第一夾送輥16a和16b允許它們運行的速度更快地運動。在第一夾送輥16a和16b之間的壓力足夠保持進料流9的纖維，這一點是很重要的，從而使纖維沒有被拉過第一夾送輥16a和16b之間，而是直到纖維的端部從第一夾送輥16a和16b之間被松開。
當各個纖維的末端從第一夾送輥16a和16b之間被松開之時，由第二工作臺輸送帶18a和18b施加在纖維上的壓力使纖維加速到第二工作臺輸送帶18a和18b的速度。這樣，松開的纖維被加速通過，從仍然被保持在第一夾送輥16a和16b之間的進料流9的其他纖維中拉出。這個作用傾向于使進料流9變薄和拉長，這是朝向使纖維單體分離的目標前進了一步。換句話說，在極限的情況下，當進料流9變長和變薄時，它們最終會達到這樣的狀態，即沿著它橫截面上任意一點進料流9僅含有一根纖維。
如上所述，在第二工作臺輸送帶18a和18b之間的壓力提供在進料流9的纖維之間可控程度的滑動。如果在第二工作臺輸送帶18a和18b之間的壓力太大，這傾向于拉斷還沒有從第一夾送輥16a和16b之間松開的纖維。如果在第二工作臺輸送帶18a和18b之間的壓力不是足夠大，那么它就不能克服纖維本身之間的摩擦，使已經從第一夾送輥16a和16b之間松開的纖維加速通過還沒有從第一夾送輥16a和16b之間被松開的進料流9的其他纖維。相似地，如果在第一夾送輥16a和16b之間的壓力不是足以大到可防止進料流9的纖維從它們之間滑出，那么纖維可能被第二工作臺輸送帶18a和18b之間所施加的壓力拉出，從而使纖維不能以均勻的方式變薄。
從第一工作臺到第二工作臺的第一間距40在約0.5英寸到約4.5英寸之間部分是根據通過單體分離機50處理的進料流9中的纖維長度來選擇第一間距40的寬度。最好給定的第一間距40是這樣，使第一夾送輥16a和16b與第二夾送輥16c和16d之間的距離至少剛好大于進料流9中的最長纖維的長度。其理由是，第一夾送輥16a和16b和第二夾送輥16c和16d兩者都對纖維施加足夠的壓力，從而使纖維被第一夾送輥16a和16b和第二夾送輥16c和16d兩者保持。
這樣，如果第一夾送輥16a和16b和第二夾送輥16c和16d互相靠得足夠近，從而使纖維被第一夾送輥16a和16b和第二夾送輥16c和16d兩者保持，纖維將被拉斷或被單體分離機50拉伸。這是因為第二夾送輥16c和16d轉動的速度比第一夾送輥的轉速要快得多。這樣，第二夾送輥16c和16d試圖拉著纖維走，其速度快于第一夾送輥16a和16b可以松開它的速度。因為在第一夾送輥16a和16b之間和第二夾送輥16c和16d之間的摩擦足夠大，從而使纖維不能在它們之間滑動，結果纖維將被拉斷。這會使后面從單體分離纖維上取的任何讀數，如長度測量值都失去意義。
當纖維從第一夾送輥16a和16b出來并進入到第二工作臺輸送帶18a和18b時，前面的纖維被拉出到后面纖維之前，以與其相同的方式，當纖維進入到第二夾送輥16c和16d時前面的纖維被拉出到后面纖維之前。因為第二夾送輥16c和16d轉動的速度快于第二工作臺輸送帶18a和18b的轉速，第二夾送輥16c和16d使得被拉入到它們之中的纖維滑動通過其他纖維的速度大于第二工作臺輸送帶18a和18b的速度和第一夾送輥16a和16b的速度。
這樣，在第二工作臺輸送帶18a和18b之間的區域內進料流9中的纖維是以三種不同的速度運動。運動最慢的纖維是那些仍然夾在第一夾送輥16a和16b之間的纖維，它們與第一夾送輥16a和16b同速運動。加速通過最慢纖維的是那些已經從第一夾送輥16a和16b松開的纖維，它們以第二工作臺輸送帶18a和18b的速度運動。加速通過這兩個組較慢纖維的是已經被第二夾送輥16c和16d拉住的纖維，它們以第二夾送輥16c和16d的速度運動。這樣纖維以這三種速度運動傾向于拉伸進料流9，使它變薄拉長，在第二工作臺12的出口提供變薄物流13。
第二夾送輥16c和16d的轉速大到足夠可能使纖維纏繞在第二夾送輥16c和16d上，而不是繼續與其他纖維一起運動和進一步被處理。為了減小纖維以這種方式纏繞在第二夾送輥16c和16d上的情況發生，裝設裝置迫使變薄物流13的纖維沿著適當的路徑前進。可以采用幾種不同的方法來達到這個目的。
例如，可以將刀片沿著第二夾送輥16c和16d放在剛好轉過變薄物流13的纖維從第二夾送輥16c和16d釋放的那點之后的位置上。以這種方式，有跟隨轉動的方向纏繞在第二夾送輥16c和16d傾向的纖維遇到刀片，從而被重新定向在適當的路徑上。
最好使用空氣刀32a和32b將纖維保持在變薄物流13之內。空氣刀32a和32b是一系列空氣噴氣流，它們沿著第二夾送輥16c和16d的長度放置，并指向第二夾送輥16c和16d的出口側。從空氣刀32a和32b來的空氣噴氣流基本上以切向指向第二夾送輥16c和16d。空氣噴氣流傾向于把變薄物流13的纖維吹離第二夾送輥16c和16d的邊緣，進入到適當的路徑以便進一步處理。
當變薄物流13的纖維從第二夾送輥16c和16d出來時，它們被拉入到第三工作臺輸送帶18c和18d之間。使變薄物流13變薄和拉長的過程，與上述對進料流9非常相似的方式重復，進料流9在第一工作臺10和第二工作臺13中和它們之間變薄拉長。第三工作臺輸送帶18c和18d最好是彈性材料，如橡膠，它們在變薄物流13的纖維和第三工作臺輸送帶18c和18d之間提供相對較大的摩擦。
第三工作臺輸送帶18c和18d最好張緊地圍繞兩個或多個輥組20c和20d固定。以這種方式當輥20c和20d中任何一個轉動時，第三工作臺輸送帶18c和18d也轉動。由步進電機54(描述在圖2中)向第三工作臺輸送帶18c和18d提供轉動功率。驅動第三工作臺輸送帶18c和18d以相反的方向轉動，從而使接納在它們之間的變薄物流13被拉入到它們之間并從它們之間的另一側噴出。
選擇轉動的方向與上述其他輥和輸送帶的轉動方向一致，使纖維沿著同一方向拉過整個單體分離機50。第三工作臺輸送帶18c和18d的轉速是由速度控制器42(說明在圖2中)單獨控制。第三工作臺輸送帶18c和18d的轉速大于第二夾送輥16c和16d的轉速，其意義已經在上面詳細解釋過，下面再簡單描述一下。在優選的實施方案中，第三工作臺輸送帶18c和18d的轉速約為60rpm。
第三壓板22c和22d設置在第三工作臺輸送帶18c和18d附近及相對的兩側上。因為第三工作臺輸送帶18c和18d最好是由彈性材料制成，第三壓板22c和22d沿著第三工作臺輸送帶18c和18d安裝在其上的輥20c和20d之間的距離，向第三工作臺輸送帶18c和18d提供一定的剛性和阻力。這種剛性和阻力有助于提高在第三工作臺輸送帶18c和18d與拉過它們之間的變薄物流13之間的摩擦。
通過把壓力模塊24c和24d放置在每個第三壓板22c和22d附近，進一步提高在第三工作臺輸送帶18c和18d與變薄物流13的纖維之間的壓力。在圖1中，說明加壓模塊24c在第三上壓板22c附近，它使第三上壓板22c成為加壓板，和說明加壓模塊24d在第三下壓板22d附近，它使第三下壓板22d成為加壓板。如前所述，最好只有一塊第三壓板22c和22d是加壓板，可以選擇無論是上或下壓板22c和22d，把它改造成加壓板。
如上所述，設計加壓板22c和22d以便允許在變薄物流13的纖維之間可控程度的滑動。這樣，當纖維在第三工作臺輸送帶18c和18d之間時，使某些纖維有比變薄物流13中的其他纖維更快的速率通過第三工作臺輸送帶18c和18d走在前面的傾向。因為纖維從第三工作臺輸送帶18c和18d之間出來的速度大于它們進入的速度，變薄物流13當它運動通過第三工作臺輸送帶18c和18d之間后進一步變薄。換句話說，在變薄物流13內的纖維當它們運動通過第三工作臺14時，以上面詳細描述的方式被單體分離。
在第三工作臺輸送帶18c和18d的出口，第三夾送輥16e和16f接納變薄物流13的纖維。第三夾送輥16e和16f接納變薄物流13的纖維。第三夾送輥16e和16f最好以與第一和第二夾送輥16a、16b、16c和16d非常相似的方式構造。換句話說，第三夾送輥16e和16f中的一個最好是橡膠的，而另一個最好是不銹鋼的。在另一個實施方案中，構造的第三夾送輥16e和16f如上述的另一個方案。
應用第三壓力可調裝置56c(說明在圖2中)來調節第三夾送輥16e和16f之間的壓力。如上述那樣用一個或幾個分離的不同機構可以裝設第三壓力可調裝置56c。如上面對第二夾送輥16c和16d所述那樣，選擇制造第三夾送輥16e和16f的材料，部分是根據它們牢牢抓住和對變薄物流13的纖維提供摩擦的能力。在第三夾送輥16e和16f之間也提供可調壓力，部分是想提高第三夾送輥16e和16f對變薄物流13的纖維提供摩擦的能力。以這種方式，變薄物流13的纖維不會在第三夾送輥16e和16f之間滑動。
與前述的情況類似，第三夾送輥16e和16f以相同的速度在相反的方向轉動，從而使放置在它們之間的變薄物流13被拉過第三夾送輥16e和16f之間，并從第三夾送輥16e和16f之間的另一側噴出。步進電機54(描述在圖2中)在第三夾送輥16e和16f之間提供轉動，速度控制器42(說明在圖2中)與步進馬達54連接在一起獨立地控制第三夾送輥16e和16f的轉速。最好第三夾送輥16e和16f的轉速大于第三工作臺輸送帶18c和18d的轉速。在優先的實施方案中，第三夾送輥16e和16f的轉速在約300rpm到約400rpm之間。
這樣，變薄物流13的纖維當它們運動通過第三夾送輥16e和16f時被加速。如上所述，這種加速傾向于使變薄物流13進一步變薄。為了復述這是怎樣完成的解釋，當變薄物流13的纖維通過第二夾送輥16c和16d時，每根纖維的尾端還保持在第二夾送輥16c和16d之間。但是纖維的前端已被張緊地拉在第三工作臺輸送帶18c和18d之間。
由于第二夾送輥16c和16d在沒有松開纖維時對纖維施加有足夠的壓力，防止纖維以第三工作臺輸送帶18c和18d轉動的較快速度被拉過第三工作臺。這樣第三工作臺輸送帶18c和18d牽引纖維的速度要比第二夾送輥16c和16d允許纖維運動的速度快。
當各個纖維的尾端從第二夾送輥16c和16d之間松開時，由第三工作臺輸送帶18c和18d施加在纖維上的壓力使纖維加速到第三工作臺輸送帶18c和第18d的速度。這樣，一旦松開的纖維被加速通過，從變薄物流13仍被夾在第二夾送輥16c和16d之間的其他纖維之中拉出。這種作用使變薄物流13變薄和拉長，達到將纖維單體分離的目的。
如上所述，在第三工作臺輸送帶18c和18d之間的壓力提供在變薄物流13的纖維之間可控程度的滑動。如果在第三工作臺輸送帶18c和18d之間的壓力太大，它傾向于拉斷還沒有從第二夾送輥16c和16d之間松開的纖維。如果在第三工作臺輸送帶18c和18d之間的壓力不是足夠大，那么它就不夠使已經從第二夾送輥16c和16d之間松開的纖維加速通過變薄物流13中還沒有從第二夾送輥16c和16d之間松開的其他纖維。相似地，如果第二夾送輥16c和16d之間的壓力不是足夠大，不能防止變薄物流13的纖維從它們之間滑出，那么纖維就可能被第三工作臺輸送帶18c和18d之間所施加的壓力拉出，纖維將不會以均勻的方式單體分離。
在第二工作臺12和第三工作臺14之間的第二間距38在約0.5英寸到約6.5英寸之間。部分根據變薄物流13中的纖維的長度選擇這個間距38的寬度，變薄物流13通過單體分離機50處理。最好給定的第二間距38是這樣，使第二夾送輥16c和16d與第三夾送輥16e和16f之間的距離至少剛好大于變薄物流13中的最長纖維的長度。如上所述，其理由是第二夾送輥16c和16d和第三夾送輥16e和16f兩者對它們夾持的纖維都施加上足夠的壓力，如果纖維同時夾持在每個夾送輥之間，那么將被拉斷。
當纖維從第二夾送輥16c和16d出來并進入到第三工作臺輸送帶18c和18d時前面的纖維被拉出到后面的纖維之前，以與其相同的方式，當纖維進入到第三夾送輥16e和16f時前面的纖維也被拉出到后面的纖維之前。因為第三夾送輥16e和16f轉動的速度大于第三工作臺輸送帶18c和18d的速度，第三夾送輥16e和16f使被拉入到它們之間的纖維，以此第三工作臺輸送帶18c和18d的速度和第二夾送輥16c和16f的速度更快的速率滑動通過其他的纖維。
這樣，在第三工作臺輸送帶18c和18d之間區域內變薄物流13中的纖維以三種不同的速度運動。仍然保持在第二夾送輥16c和16d之間的纖維運動最慢，它們以第二夾送輥16c和16d的速度運動。已經從第二夾送輥16c和16d之間松開的纖維加速通過最慢的纖維，其運動速度為第三工作臺輸送帶18c和18d的速度。加速通過這兩組較慢纖維的是已被拉入到第三夾送輥16e和16f之間的纖維，它們以第三夾送輥16e和16f的速度運動。這樣，纖維以這三種速度運動傾向于進一步拉伸變薄的物流13，在第二工作臺12的出口產生單體分離的纖維15。
第二工作臺輸送帶18c和18d的轉速足夠大到使纖維可能傾向于纏繞到第二工作臺輸送帶18c和18d上，而不是繼續與其他纖維一起移動和被進一步處理。為了減小發生以這種方式纖維纏繞到第二工作臺輸送帶18c和18d上，裝設裝置以便迫使變薄物流13的纖維沿著合適的路徑。如上所述，最好應用空氣刀32c和32d將纖維保持在變薄物流13內。
從第三夾送輥16e和16f每次松開一根單體分離的纖維15，沿著在真空噴嘴26的入口形成的空氣流前進。盡管第三夾送輥16e和16f轉動的速度也足夠大，可能會使纖維15傾向于纏繞它們。但是最好由真空噴嘴26形成的拉力足夠大，將纖維15拉入到真空噴嘴26內，和不會纏繞到第三夾送輥16e和16f。這樣在優選的實施方案中，在第三夾送輥16e和16f的出口處不需要空氣刀。但是，可以在第三夾送輥16e和16f的出口放置空氣刀，也可以在上述的其他任何一個輥和輸送帶的出口處放置空氣刀。
在第三工作臺和真空噴嘴26之間的第三間距36約在零英寸到0.25英寸之間。最好一旦為設備的最佳操作性能給定這個間距，然后就不需進一步調整。最好真空噴嘴26的長度足夠長，使得纖維15在被第三夾送輥16e和16f松開之前不會伸展到真空噴嘴26的最遠處。以這種方式，在任何給定的時刻可能在真空噴嘴26內的幾個單體分離的纖維15不會傾向于在松開之前纏結在一起。為了進一步防止單體分離纖維15的纏結，吹入到真空噴嘴26內的空氣流最好是無擾動的。這樣空氣以層流的方式流入到真空噴嘴之中，單體分離的纖維15不會被空氣流的漩渦互相纏結在一起。部分是根據無擾動空氣流的要求來選擇真空噴嘴26的形狀和空氣流入噴嘴的速度。空氣流的速度最好大于第三夾送輥16e和16f的圓周的線速度。在真空噴嘴26內的無擾動空氣流可以看作是牽引工作臺，這是由于空氣通過噴嘴時的非線性速度和真空噴嘴26的設計。
噴嘴26通過管線28從真空源34獲得真空。真空源34牽引單體分離的纖維15通過分析器30。分析器30最好包括傳感器、存儲器、信息總線、軟件、操作系統和其他需要用來檢測和分析單體分離纖維15的各種物理性能的硬件，從第三工作臺14接受這些纖維。例如，分析器13可以確定單體分離纖維15的顏色、水分含量、長度或應力強度。
已經詳細描述了本發明，對相關技術很熟悉的人們很清楚可以對本發明進行各種修改而不會背離本發明的宗旨。可以對本發明進行各種形式、設計或布置的修改和變化而不會背離本發明的宗旨和范疇。因此，應該認為上面的描述是示例性的，而不是限制性的。本發明實際的范圍如下面權利要求書所定義的那樣。
權利要求
1．一種用來將進料流中的纖維單體化分離，而不會斷裂纖維的設備，其包括第一工作臺，其有第一夾送輥，用來接納進料流并把它送到第二工作臺；第二工作臺，用于接納從第一工作臺來的進料流，并把變薄的物流送到第三工作臺，且具有第二工作臺輸送帶，用于將進料流在張力下從第一工作臺牽引到第二工作臺之中；和第二夾送輥，用于從第二工作臺輸送帶在張力下牽引進料流，并把變薄物流送至第三工作臺；和第三工作臺，用于接納從第二工作臺來的變薄物流，并提供單體分離的纖維，且它有第三工作臺輸送帶，用于將變薄的物流在張力下從第二工作臺牽引到第三工作臺中；和第三夾送輥，用于從第三工作臺輸送帶在張力下牽引變薄的物流，并提供單體分離的纖維。
2．如權利要求1所述的設備，其還包括設置在第二工作臺輸送帶附近的第二壓板，用于對進料流提供壓力并允許在進料流中的纖維可控程度的滑動。
3．如權利要求2所述的設備，其中，至少一個第二壓板是加壓板，用于調節在第二工作臺輸送帶之間的進料流上的壓力。
4．如權利要求1所述的設備，其還包括設置在第三工作臺輸送帶附近的第三壓板，用于對變薄物流提供壓力并允許在變薄物流中的纖維可控程度的滑動。
5．如權利要求4所述的設備，其中，至少一個第三壓板是加壓板，用于調節在第三工作臺輸送帶之間的變薄物流上的壓力。
6．如權利要求1所述的設備，其還包括驅動第一、第二、和第三夾送輥和第二、第三工作臺輸送帶的每一個的步進電機。
7．如權利要求1所述的設備，其還包括速度控制器，用來分別控制第一、第二和第三夾送輥和第二、第三工作臺輸送帶的每一個的轉速。
8．如權利要求1所述的設備，其還包括軌道，第一、第二和第三工作臺中至少一個可調地安裝在該軌道，用于增加和減少在第一、第二和第三工作臺之間的間距。
9．如權利要求8所述的設備，其還包括在第一和第二工作臺之間的第一間距約為0.5英寸到4.5英寸之間。
10．如權利要求8所述的設備，其還包括在第二和第三工作臺之間的第二間距約為0.5英寸到6.5英寸之間。
11．如權利要求1所述的設備，其還包括第一夾送輥轉速約為5rpm(轉/每分鐘)；第二工作臺輸送帶轉速約為15rpm；第二夾送輥轉速約為30rpm；第三工作臺輸送帶轉速約為60rpm；和第三夾送輥轉速在約300到400rpm之間。
12．如權利要求1所述的設備，其還包括設置在第三工作臺附近的真空噴嘴，用于從第三工作臺牽引單體分離的纖維。
13．如權利要求12所述的設備，其還包括在第三工作臺和真空噴嘴之間的第三間距約為零英寸到0.25英寸之間。
14．如權利要求12所述的設備，其中，真空噴嘴用無擾動空氣流從第三工作臺牽引單體分離的纖維。
15．如權利要求12所述的設備，其還包括分析器，用來接納從真空噴嘴來的單體分離的纖維和檢測每根單體分離的纖維的物理特性。
16．如權利要求15所述的設備，其中，物理特性還包括單體分離纖維的長度。
17．如權利要求1所述的設備，其還包括第一可調壓力裝置，用于調節第一夾送輥之間的壓力并防止進料流中的纖維在第一夾送輥之間滑動；第二可調壓力裝置，用于調節第二夾送輥之間的壓力并防止變薄物流中的纖維在第二夾送輥之間滑動；和第三可調壓力裝置，用于調節第三夾送輥之間的壓力并防止單體分離的纖維在第三夾送輥之間滑動。
18．如權利要求1所述的設備，其還包括設置在第二夾送輥附近的第二空氣刀，用于從第二夾送輥上移去纖維。
19．如權利要求1所述的設備，其還包括設置在第三工作臺輸送帶附近的第三空氣刀，用于從第三工作臺輸送帶處移去纖維。
20．如權利要求1所述的設備，其中，纖維還包括羊毛，而進料流還包括趾條。
21．一種用來將趾條中的羊毛纖維單體分離，而不會斷裂纖維的設備，其包括軌道；第一工作臺，用于接受趾條和把趾條送至第二工作臺，它有第一夾送輥，其以約5rpm的速度轉動，用于把趾條牽引到第一工作臺中；和第一可調壓力裝置，用于調節第一夾送輥之間的壓力并防止趾條中的羊毛纖維在第一夾送輥之間滑動；在第一和第二工作臺之間的第一可調間距約在0.5英寸到4.5英寸之間；第二工作臺，其可調地安裝在軌道上，用于接納從第一工作臺來的趾條并把變薄的趾條送到第三工作臺；和它有第二工作臺輸送帶，其以約15rpm的速度轉動，用于在張力下從第一工作臺牽引趾條到第二工作臺中；第二壓板，其設置在第二工作臺輸送帶附近，至少一個第二壓板是加壓板，用于調節在第二工作臺輸送帶之間的趾條上的壓力并允許趾條中的羊毛纖維可控程度的滑動；第二夾送輥，其以約30rpm的速度轉動，用于在張力下從第二工作臺輸送帶牽引趾條并提供變薄的趾條；第二可調壓力裝置，用于調節第二夾送輥之間的壓力并防止趾條中的羊毛纖維在第二夾送輥之間滑動；和第二空氣刀設置在第二達輥附近，用于從第二夾送輥移去羊毛纖維，在第二和第三工作臺之間的第二可調間距，約在0.5英寸到6.5英寸之間，第三工作臺，其可調地安裝在軌道上，用于接納變薄的趾條和把單體分離的羊毛纖維送到真空噴嘴；和它有第三工作臺輸送帶，其以約60rpm的速度轉動，用于在張力下從第二工作臺牽引變薄的趾條到第三工作臺中；第三壓板，其設置在第三工作臺輸送帶附近，至少一個第三壓板是加壓板，用于調節在第三工作臺輸送帶之間的變薄趾條上的壓力，并允許在變薄趾條中的羊毛纖維可控程度的滑動；第三夾送輥，其以約300rpm到400rpm之間的速度轉動，用于在張力下從第三工作臺輸送帶牽引變薄的趾條，并提供單體分離的羊毛纖維；第三可調壓力裝置，用于調節第三夾送輥之間的壓力，并防止在變薄趾條中的羊毛纖維在第三夾送輥之間的滑動；和第三空氣刀，其設置在第三工作臺輸送帶附近，用于從第三工作臺輸送帶移去羊毛纖維；真空噴嘴，用無擾動空氣流從第三工作臺牽引單體分離的羊毛纖維，并把該單體分離的羊毛纖維提供給分析器；分析器，用于從真空噴嘴接納單體分離的羊毛纖維并檢測單體分離的纖維的物理特性；步進馬達，用來驅動第一、第二和第三夾送輥和第二和第三工作臺輸送帶的每一個；和速度控制器，用于分別控制第一、第二和第三夾送輥和第二和第三工作臺輸送帶的每一個的轉速。
22．一種單體分離進料流中的纖維并不會斷裂纖維的方法，其包括給第一夾送輥提供進料流，并使第一夾送輥以某個速度轉動；增加第一夾送輥之間的壓力，直到進料流的纖維不會在第一夾送輥之間滑動；在張力下從第一夾送輥牽引纖維到第二工作臺輸送帶之間，第二工作臺輸送帶以大于第一夾送輥的速度轉動；調節到第二工作臺輸送帶之間的纖維上的壓力，以便允許在纖維之間可控程度的滑動；在張力下從第二工作臺輸送帶牽引纖維到第二夾送輥，第二夾送輥以大于第二工作臺輸送帶的速度轉動；增加第二夾送輥之間的壓力直到纖維不會在第二夾送輥之間滑動；在張力下從第二夾送輥牽引纖維到第三工作臺輸送帶之間，第三工作臺輸送帶以大于第二夾送輥的速度轉動；調節在第三工作臺輸送帶之間的纖維上的壓力，以便允許纖維之間可控程度的滑動；在張力下從第三工作臺輸送帶牽引纖維到第三夾送輥，第三夾送輥以大于第三工作臺輸送帶的速度轉動；增加在第三夾送輥之間的壓力直到纖維不會在第三夾送輥之間滑動；和從第三夾送輥作為單體分離的纖維松開各根纖維。
23．如權利要求22所述的方法，其還包括從第三夾送輥在非擾動空氣流中通過真空噴嘴接納單體分離的纖維的步驟。
24．如權利要求23所述的方法，其還包括如下各步驟在無擾動空氣流中從真空噴嘴牽引單體分離的纖維通過分析器；和用分析器測量單體分離的纖維的各項物理特性。
25．如權利要求23所述的方法，其還包括用第三間距將第三夾送輥與真空噴嘴分離的步驟，第三間距約為零英寸到0.25英寸之間。
26．如權利要求22所述的方法，其還包括用第一間距將第一夾送輥和第二工作臺輸送帶分離的步驟，第一間距約為0.5英寸到4.5英寸之間。
27．如權利要求22所述的方法，其還包括用第二間距將第二夾送輥和第三工作臺輸送帶分離的步驟，第二間距約為0.5英寸到6.5英寸之間。
28．如權利要求22所述的方法，其中，第一夾送輥、第二工作臺輸送帶、第二夾送輥、第三工作臺輸送帶和第三夾送輥的速度分別還包括約5rpm、約15rpm、約30rpm、約60rpm和在約300rpm到約400rpm之間。
29．如權利要求22所述的方法，其還包括如下各步驟用空氣刀從第二夾送輥移去纖維；和用空氣刀從第三工作臺輸送帶移去纖維。
30．如權利要求22所述的方法，其中，纖維還包括羊毛，如進料流還包括趾條。
31．一種從纖維進料流將纖維單體分離的設備，每根纖維有前端、尾端和長度，其中沒有纖維終端是橫向地在進料流中鄰近，該設備包括恒定溫度工作臺，用于以某一速度傳送纖維的進料流，其傳送方向基本上平行于纖維的長度，并在第一位置與進料流接合，以便保持所有纖維的速度，從而使在第一位置的所有纖維有相同的速度，和用于當每根纖維的尾端通過第一位置時松開纖維一次一根；和變速工作臺，用于在張力下接納纖維流中的纖維的前端和傳送纖維的進料流，用于當纖維傳送在單體分離工作臺時對每根纖維施加加速力，用于當纖維尾端通過第一位置和纖維被松開時分別加速每根纖維，從而當恒定速度工作臺松開各根纖維時，單根纖維被單獨傳送出變速工作臺。
全文摘要
一種設備(50)將進料流(9)中纖維單體分離,而不會使纖維斷裂。第一工作臺,有第一夾送輥,接受進料流并把它送到第二工作臺(10)。第二工作臺接納從第一工作臺來的進料流,并把變薄的物流送到第三工作臺。第二工作臺輸送帶(18A、18B)在張力下從第一工作臺牽引進料流到第二工作臺中。第二夾送輥(16C,16D)在張力下從第二工作臺輸送帶牽引進料流,并把變薄物流送到第三工作臺。第三工作臺從第二工作臺接受變薄物流,并提供單體分離的纖維。第三工作臺輸送帶(18C,18D)在張力下從第二工作臺牽引變薄物流到第三工作臺中。第三夾送輥(16E,16F)在張力下從第三工作臺輸送帶牽引變薄物流,并提供單體分離的纖維。
文檔編號G01N33/36GK1283239SQ98812607
公開日2001年2月7日 申請日期1998年12月11日 優先權日1997年12月23日
發明者H·M·戈拉施, J·H·曼斯菲爾德, L·程 申請人:澤韋格路瓦有限公司