Колосниковая решетка очистителя волокнистого материала
FIBROUS MATERIAL CLEANING GRATE SCREEN

Изобретение относится к текстильной промышленности и может быть использовано в очистителях волокнистого материала, преимущественно хлопка-сырца.
Известна конструкция колосниковой решетки, в которой колосники установлены в дугообразных боковинах посредством упругих резиновых втулок (UZ FAP № 00344, 29.02.2008)
Недостатком данной конструкции является незначительный эффект очистки волокнистого материала из-за одинаковых колебаний колосников. В начальной зоне очистки хлопок-сырец будет менее разрыхленным, а в конце зоны очистки хлопок достаточно разрыхленным. Поэтому одинаковые колебания колосников не обеспечивают необходимый эффект очистки.
Известна колосниковая решетка очистителя волокнистого материала хлопка-сырца от мелкого сора (SU № 560930, кл. D 01 G9/14, 1975), содержащая колосники круглого сечения. Колосники размещены в дугообразных боковинах, при этом каждый второй по ходу движения материала колосник установлен со смещением, а также с возможностью колебательных движений в радиальном направлении.
Данная колосниковая решетка является малоэффективной при очистке хлопка-сырца от крупного и мелкого сора.
Также известна конструкция колосниковой решетки (UZ FAP № 00338, кл. D01G9/00, 2007), содержащей многогранные колосники с плоской рабочей гранью. Количество граней колосников по ходу протаскивания волокнистого материала изменяется по синусоидальному закону распределения, в частности по треугольному.
Недостатком этой конструкции является низкий эффект очистки хлопка из-за недостаточного эффекта от встряхивания хлопка при взаимодействии с колосниками. В данной конструкции также в начальной зоне очистки хлопок менее разрыхленный, а в конце зоны очистки хлопок разрыхлен в большей степени. Указанная конструкция не обеспечивает полный эффект очистки волокнистого материала по всей зоне протаскивания хлопка-сырца, что влияет на качество хлопкового волокна.
Прототипом изобретения является конструкция колосниковой решетки очистителя волокнистого материала (UZ FAP № 00428, кл. D01G9/00, 2007), содержащий смонтированные в дугообразных боковинах колосники в виде стержней круглого сечения, установленных с постоянными зазорами между собой. Колосники выполнены с переменным диаметром, при этом они установлены в синусоидальной последовательности изменения размеров диаметров. Зазоры между колосниками и пильным цилиндром выполнены одинаковыми с возможностью изменения шага между колосниками и радиусом установки колосников относительно оси вращения цилиндра.
Недостатком известной конструкции является его неэффективность при очистке из-за возникновения разницы плотностей обрабатываемого материала в начале и на выходе очистителя.
Проблемой изобретения является разработка конструкции устройства колосниковой решетки, обеспечивающей высококачественную очистку хлопка-сырца от крупных и мелких сорных примесей за счет оптимального расположения колосников под пильным цилиндром.
Техническим результатом изобретения является повышение эффективности очистки волокнистого материала.
Поставленная проблема и указанный технический результат достигаются тем, что колосниковая решетка очистителя волокнистого материала содержит колосники круглого сечения, установленные под пильным цилиндром в дугообразных боковинах с постоянными шагом между соседними колосниками в синусоидальной последовательности. Согласно изобретению центры круглых сечений колосников с входной стороны очистителя расположены относительно центра пильного цилиндра со смещением, уменьшающимся в сторону движения волокнистого материала на выходе из очистителя до нуля, при этом максимальное смещение
max
1
ц
1
k
∆ = R– R - δ - r,
1
где: R– расстояние от центра пильного цилиндра до центра первого, по  ходу перемещения волокнистого материала, колосника;
ц
R– радиус пильного цилиндра;
1
δ– зазор между пильным цилиндром и колосником;
к
r–радиус колосника,
а каждое последующее смещение после первого колосника
n
n
ц
n
к
∆= R- R– δ – r,
n
где:  R– расстояние от центра пильного цилиндра до центра n-го колосника  по ходу перемещения волокнистого материала.
Круговой шаг между центрами колосников с входной стороны очистителя выполнен увеличивающимся по ходу перемещения волокнистого материала по следующей зависимости:
n-1
где:  t– круговой шаг между соседними колосниками;
n – порядковый номер колосника по ходу движения волокнистого  материала;
t – постоянный шаг между соседними колосниками;
n-1
∆ – смещение между колосниками.
max
Максимальное смещение центров колосников от центра пильного цилиндра ∆выполнено от 3,5 до 5,0 мм.
Постоянный шаг между соседними колосникамиравен расстоянию между центрами смежных колосников.
max
Расположение колосников с входной стороны очистителя так, чтобы их центры круглых сечений были расположены относительно центра пильного цилиндра со смещением, уменьшающимся в сторону движения волокнистого материала на выходе из очистителя до нуля, обеспечивает плавное и бережное воздействие на волокнистый материал, без рывков, сохраняя волокна для дальнейшей бережной переработки. В конечном итоге это повлияет на повышение качества текстильных материалов. Максимальное смещение колосников ∆выполнено от 3,5 до 5,0 мм, что обусловлено размером минимальному размеру семени летучки хлопка, обеспечивая лучшее его удаление из волокна. Учитывая, что в начальной зоне очистителя хлопок-сырец будет менее разрыхленным, поэтому именно на данном участке очистителя хлопок-сырец будет подвергаться наибольшим ударным воздействиям, как по вертикальному направлению, так и по ходу протаскивания хлопка-сырца. Такое расположение колосников с максимальным смещением приводит к дополнительному разрыхлению хлопка-сырца, что в конечном итоге приведет интенсивному встряхиванию и удалению сора из него.
max
Максимальное смещение ∆ подобрано опытным путем, при этом при уменьшении максимального смещения со стороны первого колосника повлечет за собой повреждение семян, а превышение максимального смещения не обеспечит извлечения семян из волокна.
Выполнение кругового шага между центрами колосников с входной стороны очистителя возрастающим, по ходу перемещения волокнистого материала, позволяет процесс очистки волокна выполнять в мягком режиме. Кроме того возрастающий круговой шаг колосников из более разрыхленного хлопка выделяет больше сора. Если круговой шаг будет постоянным, то придется увеличить количество колосников, что в свою очередь повлечет за собой увеличенное механическое воздействие на хлопок – сырец и приведет к дополнительным повреждениям волокон и семян.
Совершенствование конструкции колосниковой решетки посредством установки колосников с изменением зазоров между концами зубьев пильного цилиндра и колосниками обеспечивает решение поставленной проблемы, а именно, эффективность очистки хлопка – сырца повысится на 15-20%.
Конструкция колосниковой решетки поясняется чертежом, на котором представлена общая схема колосниковой решетки.
Колосниковая решетка очистителя волокнистого материала содержит колосники 1, выполненные круглого сечения, которые установлены под пильным цилиндром 2 в дугообразных боковинах (на фиг. не показано) с постоянными шагом tмежду соседними колосниками 1 в синусоидальной последовательности. Центры круглых сечений колосников 1 с входной стороны очистителя расположены относительно центра пильного цилиндра 2 со смещением, уменьшающимся в сторону движения волокнистого материала. На выходе из очистителя смещение будет равно нулю. Максимальное смещение между первым колосником 1 и вторым колосником 1 будет равно
max
1
ц
1
к
∆= R– R - δ– r,
где:
1
R– расстояние от центра пильного цилиндра 2 до центра первого, по ходу перемещения волокнистого материала, колосника 1;
ц
R– радиус пильного цилиндра 2;
1
δ– зазор между пильным цилиндром 2 и вторым колосником 1;
к
r– радиус колосника 1.
Каждый последующий колосник 1 установлен со смещением
n
n
ц
n
к
∆= R- R– δ- r,
n
где:  R– расстояние от центра пильного цилиндра 2 до центра n-го  колосника 1 по ходу перемещения волокнистого материала.
1,
2
3
Круговые шаги tt, tи т.д. между центрами колосников со стороны  входа волокнистого материала выполнены возрастающими по ходу перемещения волокнистого материала по следующей зависимости до тех пор, пока круговой шаг будет равен t–const, расстоянию между двумя параллельными прямыми, проведенными из центров смежных колосников 1.
Круговой шаг колосников 1 рассчитывают по формуле:
n-1
где:  t– круговой шаг между соседними колосниками;
n – порядковый номер колосника по ходу движения волокнистого материала;
t – постоянный шаг между соседними колосниками;
n-1
∆ – смещение между колосниками.
Во входной в зону очистки волокнистого материала смещение между пильным цилиндром 2 и первым колосником 1 имеет максимальное значение , а смещение между пильным цилиндром 2 и вторым колосником 1 имеет минимальное значение . При этом разница  мм (равным минимальному размеру семени летучки хлопка). Далее, последующие колосники 1 с чередованием имеют зазоры между пильным цилиндром 2 изменяющимся, при которых разница  между смещением соседних колосников 1 уменьшаются и в конце зоны очистки хлопка разница смещений между пильным цилиндром 2 и последними колосниками 1 будут одинаковыми .
Конструкция колосниковой решетки очистителя волокнистого материала работает следующим образом. Хлопок-сырец (волокнистый материал) поступает к пильному цилиндру 2, зубья которого захватывают хлопок, и протаскивают его по колосникам 1. Волокна при этом ударяются о колосники 1. При взаимодействии с первым и вторым колосниками 1 сила соударения будет резко изменятся за счет максимальной разницы смещения = от 3,5 до 5 мм. Происходит своеобразное разрыхление волокнистого материала. Хлопок-сырец совершает не только поступательное движение по колосникам 1, но и движения по вертикали за счет синусоидальной установки колосников 1 и по горизонтали за счет смещения центров смежных колосников 1. Это приводит к значительному увеличению выделения сорных примесей. При дальнейшем протаскивании хлопка по колосникам 1 (третий, четвертый и т.д.) за счет разницы  смещения между колосниками 1 и пильным цилиндром 2 происходит дополнительно вертикальные колебания хлопка (встряхивание), что приводит к выделению из него глубоко находящихся в волокне сора.
Расстояние между центрами колосников 1 остается постоянным (шаг t–const). Круговой зазор (то есть проекция зазора по окружности) вначале будет меньше, а в дальнейшем увеличивается (так как, круговой шаг увеличивается). Поэтому в начальной зоне движения взаимодействие с колосниками 1 и хлопком будет сложное – скачкообразное (по вертикали и по горизонтали по ходу протаскивания). При этом хлопок дополнительно разрыхляется, это приводит к увеличению выделения сора из него. За счет этого повышается эффективность очистки.
В настоящее время колосниковая решетка очистителя волокнистого материала изготовлена в виде опытного образца. Проведены опытные испытания в условиях хлопкозавода «Карасув» Ташкентской области Республики Узбекистан. Опытные испытания подтвердили что эффект очистки волокнистого материала увеличивается более чем на 20 %.