УСТРОЙСТВО ДЛЯ УДАЛЕНИЯ КОСТРЫ ИЗ ПУЧКА ПРОМЯТЫХ СТЕБЛЕЙ ВОЛОКНИСТОГО МАТЕРИАЛА

Полезная модель относится к первичной обработке лубоволокнистого материала, преимущественно льнотресты и может быть использована для получения длинного волокна.
Известен способ получения волокна из тресты лубяных культур (Марков В.В. и др. Первичная обработка лубяных волокон. М.: Легкая промышленность, 1974, с. 201-226), включающий плющение слоя стеблей, последующее мятье рифлями мяльных вальцов, зажим одного из концов стебля и обескостривание путем скользящего изгиба.
Однако вследствие интенсивных механических воздействий, которым подвергается волокно при удалении костры, значительная часть волокон разрушается.
Известно устройство для удаления костры из промятых стеблей волокнистого материала (Лимарь В.В. Об одной возможности отделения костры от промятых стеблей волокнистого материала /Актуальные проблемы науки в технологиях текстильной и легкой промышленности (Лён - 2016): сб. трудов Междунар. науч.-техн. конф. / Костром, гос. ун-т. - Кострома: Изд-во Костром, гос. ун-та, 2016. - с. 77). Известное устройство содержит лоток, наделенный возможностью совершать вибрацию, приспособление для закрепления пучка промятых стеблей волокнистого материала относительно лотка, сыпучее вещество (плотность которого больше плотности костры), вибровозбудитель (вибровозбудители), средство удаления костры с поверхности сыпучего вещества.
Данное устройство принято за прототип, поскольку является наиболее близким к предлагаемому устройству по совокупности признаков.
Работает известное устройство следующим образом. Пучок промятых стеблей волокнистого материала помещается на лоток, закрепляется на лотке, затем засыпается сыпучим веществом (например, песком). После этого лотку с содержимым придается колебательное движение (вибрация) в направлении вдоль стеблей. Частицы сыпучего вещества благодаря вибрации легко проникают в промежутки между стеблями и смешиваются с кострой. Вследствие вибрации смеси сыпучего вещества с кострой будет происходить вибросепарация фракций смеси. (Эффект вибросепарации заключается в следующем. Если сосуду с сыпучей средой, содержащей разнородные частицы двух видов, которые имеют примерно одинаковый размер, но разную плотность, придать вибрацию в горизонтальном направлении, то при надлежащей частоте вибрации тяжелые частицы будут тонуть в сыпучей среде, а легкие всплывать. В результате фракция легких частиц окажется сверху, а тяжелых снизу.) Таким образом, частицы костры, как более легкие, будут всплывать и окажутся на поверхности сыпучего вещества. Отсюда они удалятся, например, струей воздуха, волокна извлекаются из-под сыпучего вещества, а очищенное от костры сыпучее вещество используется вновь.
Недостатком известного устройства является то, что частицы костры, всплывая, движутся в направлении поперек волокон, поэтому волокна, находясь на пути упорядоченного движения частиц костры вверх, мешают этому движению. Технической задачей предлагаемой полезной модели является придание сыпучему веществу с примесью костры, находящемуся в промежутках между стеблями, упорядоченного движения вдоль волокон. (Тогда частицы костры будут упорядоченно двигаться не поперек, а вдоль волокон.)
Указанная цель достигается тем, что в устройстве для удаления костры из промятых стеблей волокнистого материала, содержащем лоток, наделенный возможностью совершать вибрацию, приспособление для закрепления относительно лотка пучка промятых стеблей волокнистого материала, сыпучее вещество, вибровозбудитель (вибровозбудители) лотка, лоток наделен возможностью совершать такие колебания, что траектория колебаний каждой точки лотка обладает асимметрией и/или лоток наделен возможностью совершать такие колебания, что кинематический закон движения каждой точки лотка по своей траектории обладает асимметрией и/или лоток расположен наклонно по отношению к горизонту; устройство также включает питатель, средство очистки сыпучего вещества от примеси костры, средство перемещения очищенного от примеси костры сыпучего вещества в питатель.
Техническим результатом полезной модели является повышение эффективности удаления костры из пучка промятых стеблей волокнистого материала.
Заявляемая полезная модель поясняется фигурами 1-3.
Фиг. 1. Общий вид устройства с горизонтальным расположением лотка.
Фиг. 2. Общий вид устройства с наклонным расположением лотка.
Фиг. 3. Вид устройства сверху.
На фиг. 1 и 2 изображено устройство в двух вариантах: соответственно с горизонтальным и с наклонным расположением лотка; на фиг. 3 показан вид устройства сверху (одинаковый для обоих вариантов расположения лотка).
На рисунках показаны: пучок промятых стеблей 1; лоток 2, расположенный горизонтально (фиг. 1) или с наклоном (фиг. 2); приспособление 3 для закрепления пучка промятых стеблей волокнистого материала; сыпучее вещество 4 (изображено точками); питатель 5; вибровозбудитель 6; емкость 7; вибровозбудитель 8; вибрационный конвейер для подъема сыпучих грузов 9; наклонный желоб 10, частицы костры 11 (находящиеся на лотке 2, в емкости 7 и выдуваемые из емкости 7), воздуходувка 12.
Показанные на рисунках емкость 7, вибровозбудитель 8, воздуходувка 12, вибрационный конвейер для подъема сыпучих грузов 9 и наклонный желоб 10 не являются обязательными составными частями устройства. Они представлены на рисунках как возможные составные части средства очистки сыпучего вещества от примеси костры и средства перемещения очищенного от примеси костры сыпучего вещества в питатель.
Чтобы не загромождать рисунки, на них не показаны крепления, опоры элементов конструкций и т.п..
Заявляемое устройство работает следующим образом.
Пучок промятых стеблей волокнистого материала 1 помещается на лоток 2, расположенный горизонтально (фиг. 1) или наклонно (фиг. 2). С помощью приспособления 3 корни стеблей закрепляются относительно лотка. Затем пучок 1 промятых стеблей волокнистого материала со стороны корней засыпается сыпучим веществом 4 (например, песком) из питателя 5. Затем с помощью вибровозбудителя (или вибровозбудителй, если их более одного) 6 лотку 2 придается колебательное движение (вибрация). Благодаря вибрации сыпучее вещество проникнет в промежутки между стеблями и смешается с кострой.
Режим колебаний устанавливается таким, что при каждом колебании лотка сыпучее вещество проскальзывает относительно лотка (и стеблей) в сторону от комлей к вершинам и не проскальзывает в обратную сторону.
В этом случае вибрация лотка приведет к упорядоченному движению сыпучего вещества 4 вдоль стеблей в одном направлении (на фиг. 1, 2, 3 слева направо). Двигаясь упорядоченно, сыпучее вещество не только увлечет за собой частицы костры, отделившиеся от волокон во время мятья, но и сдерет еще не отделившиеся частицы и тоже увлечет их за собой. После того, как все частицы сыпучего вещества (и примеси костры) пройдут всю длину стеблей, оставшееся на лотке волокно станет обескостренным.
Эффект, заключающийся в возникновении упорядоченного движения находящегося на лотке сыпучего вещества при вибрации лотка, называемый эффектом вибрационного перемещения, описан в [1]. Согласно [1] есть несколько приемов реализации вибрационного перемещения. Наиболее подходящими приемами для рассматриваемого устройства являются следующие. Первый. Лотку придаются такие колебания, что траектории движения точек лотка обладают той или иной асимметрией. Второй. Лотку придаются такие колебания, что кинематический закон движения точек лотка по своим траекториям обладает той или иной асимметрией. (Асимметрия кинематического закона движения может состоять, например, в том, что перемещение точек лотка в одну сторону происходит быстрее, чем в обратную.) Третий. Лоток располагается наклонно по отношению к горизонту.
Разумеется, для реализации вибрационного перемещения можно применить как какой-нибудь один из этих приемов, так и всевозможные сочетания этих приемов. Если для реализации вибрационного перемещения применяется только какой-либо один прием, то в случае применения первого или второго приемов лоток располагается горизонтально. В случае применения третьего приема траектории колебательного движения точек лотка симметричны по отношению к лотку (они представляют собой отрезки прямых, либо перпендикулярных, либо параллельных плоскости лотка), при этом кинематический закон колебаний точек лотка симметричен по отношению к направлению движения этих точек (колебания могут быть, например, чисто гармоническими). Таким образом, характеристики вибрационного процесса и расположение лотка (горизонтальное или наклонное, см. соответственно фиг. 1 и 2) для рассматриваемого устройства могут быть выбраны на альтернативной основе. Все варианты альтернативы приводит к вибрационному перемещению сыпучего вещества с примесью костры, а в конечном итоге в совокупности с действиями других частей устройства к одному и тому же техническому результату.
В рассматриваемом устройстве характеристики вибрационного процесса и наклон лотка (если он есть) должны соответствовать направлению перемещения сыпучего вещества с примесью костры от комлей к вершинам.
Возможность применения вибрационного перемещения подтверждается тем, что оно используется в технике, например, в таких устройствах, как вибропитатель, вибротранспортер, вибробункер.
После того, как все поступившие из питателя на лоток частицы сыпучего вещества вместе с частицами костры покинут волокнистый материал, с помощью средства очистки сыпучего вещества от примеси костры сыпучее вещество освобождается от примеси костры и поступает в питатель 5 для использования вновь.
Чтобы очистить сыпучее вещество от примеси костры можно сперва выделить костру из смеси сыпучего вещества с кострой, а затем удалить эту костру. Выделить костру из смеси сыпучего вещества с кострой можно, в частности, с помощью уже упоминавшегося эффекта вибросепарации (сегрегации) [2], [3]. В этом случае покинувшее волокнистый материал сыпучее вещество с примесью костры ссыпается с края лотка 2 в емкость 7. (В рассматриваемом случае у лотка 2 нет боковой стенки с правой стороны.) Емкость 7 наделена возможностью совершать вибрацию в горизонтальном направлении и снабжена вибровозбудителем (вибровозбудителями) 8. Плотность сыпучего вещества в этом случае должна быть больше плотности костры. Частицы костры 11 как более легкие всплывут и окажутся на поверхности сыпучего вещества, откуда их следует удалить, например, сдуть струей воздуха, поступающего из воздуходувки 12. В качестве сыпучего вещества можно применить, в частности, песок. Таким образом, одним из возможных средств очистки сыпучего вещества от примеси костры может быть емкость 7, наделенная возможностью совершать вибрацию в горизонтальном направлении и снабженная вибровозбудителем (или вибровозбудителями) 8 и воздуходувка 12, создающая струю воздуха над емкостью.
После очистки сыпучего вещества от примеси костры сыпучее вещество необходимо переместить в питатель 5. Для этого можно использовать подъемник (в частности, вибрационный конвейер 9 для подъема сыпучих грузов) и наклонный желоб 10. В этом случае сыпучее вещество после его очистки от примеси костры необходимо подать на вход подъемника. Вопрос что применить в качестве средства такой подачи может быть легко решен при различных вариантах средств очистки сыпучего вещества от примеси костры. В частности, если средством очистки сыпучего вещества от примеси костры служат емкость 7 с вибровозбудителем 8 и воздуходувка 12, то чтобы сыпучее вещество, находящееся в емкости 7, привести в движение к подъемнику можно и здесь применить эффект вибрационного перемещения, т.е. придать емкости 7 вибрацию в надлежащем режиме. В этом случае емкость 7 должна быть снабжена соответствующим вибровозбудителем (соответствующими вибровозбудителями, на рисунках они не показаны). Также возможен вариант, когда вибровозбудитель (вибровозбудители) 8 наделен (наделены) дополнительной функцией придавать емкости 7 такую вибрацию, что происходит вибрационное перемещение сыпучего вещества. Таким образом, в качестве средства перемещения очищенного от костры сыпучего вещества в питатель 5 может быть использован подъемник (в частности, вибрационный конвейер для подъема сыпучих грузов в вертикальном направлении), наклонный желоб и средство подачи очищенного от костры сыпучего вещества на вход подъемника.
В качестве приспособления 3 для закрепления относительно лотка пучка промятых стеблей волокнистого материала, находящегося на лотке, можно использовать зажим. В этом случае корни стеблей при работе устройства должны быть зажаты зажимом, поэтому корни обескостриваться не будут. Их следует после обескостривания основной массы пучка отделить от волокон и удалить.
Зажим можно сделать подвижным относительно лотка с возможностью фиксации. Тогда, двигая зажим с зажатым в нем пучком, можно перемещать пучок стеблей для того, чтобы после мятья помещать его на лоток 2 для обескостривания, а после обескостривания удалять пучок с лотка 2.
В качестве питателя 5 можно использовать вибропитатель.
Вышеописанные процессы (засыпка пучка стеблей сыпучим веществом, вибрационное перемещение сыпучего вещества с примесью костры по лотку, очистка сыпучего вещества от примеси костры, перемещение очищенного от костры сыпучего вещества в питатель) осуществляются последовательно, т.е. в течение разных промежутков времени. На фиг. 1, 2, 3 эти процессы условно показаны сразу все.
Согласно [1] вибрационный способ транспортирования, который предлагается применять в заявляемом устройстве, обладает рядом достоинств: малый износ рабочего органа, малая энергоемкость, отсутствие трущихся и быстроизнашивающихся деталей, безопасность эксплуатации; конструкции большинства типов вибрационных машин не требуют устройства фундаментов и могут быть без особых опасений установлены на верхних этажах зданий.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. Блехман И.И. Что может вибрация?: О вибрационной механике и вибрационной технике. - М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1988. - с. 40-44.
2. Там же, с 100-106.
3. Хилькевич С.С. Физика вокруг нас. - М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1985. - С. 58-76.