Устройство для компрессионной промывки шерсти лабораторной пробы
Владельцы патента RU 2322533:
Государственное научное учреждение Ставропольский научно-исследовательский институт животноводства и кормопроизводства Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ СНИИЖК Россельхозакадемии) (RU)
Устройство для компрессионной промывки шерсти лабораторной пробы содержит ванну для моющей жидкости, размещенную в ней сетчатую кассету для обрабатываемой шерсти с ложным днищем и расположенным внутри компрессионным блоком для сжатия массы шерсти, который снабжен приводом его возвратно-поступательного движения, оно снабжено перфорированным коллектором для сжатого воздуха, который смонтирован в ванне под ложным днищем кассеты, в которой обрабатываемую шерсть сжимают в моющем растворе посредством подпружиненного компрессионного блока с возможностью обеспечения давления в пределах 10÷20 кПа, при этом компрессионный блок, который выполнен в виде установленных на штоке подвижного поршня со скользящей муфтой и ее фиксатором, соединенных с возвратной пружиной и упором, кинематически связан с краном на воздухопроводе, который обеспечивает подачу сжатого воздуха в кассету только при подъеме поршня, причем отношение площади поперечного сечения ванны и сетчатой кассеты должно быть не менее 1,4, отношение высоты уровня моющей жидкости в сетчатой кассете над ложным днищем и под ним должно быть не менее 1,6, а сетчатая кассета с ложным днищем и поршень компрессионного блока выполнены из перфорированного материала с коэффициентом живого сечения не менее 0,3. Использование данного изобретения позволяет сократить время промывки шерсти, расход воды и моющих средств. 2 ил.
Изобретение относится к шерстяной промышленности, преимущественно к первичной обработке шерсти, и может быть использовано для промывки шерсти лабораторной пробы при определении выхода чистого волокна [1] в крупнотоварных шерстепроизводящих хозяйствах и посреднических организациях.
Из уровня развития техники известны моечные машины для промывки шерсти лабораторных проб, содержащие ванну с моющей жидкостью, расположенные в ней поддон с сеткой в нижней части его с целью улавливания промытого волокна при сливе отработанной жидкости и моющий механизм в виде обрезиненных отжимных валиков с выдвижными колками [2]. Несмотря на различия в конструкции, известные машины имеют одинаковый принцип действия: немытую шерсть лабораторной пробы после замочки размещают в емкости с моющей жидкостью; на шерсть оказывают механическое воздействие с целью ее интенсивного взаимодействия с моющей жидкостью, в процессе которого загрязнения из шерсти переходят в моющий раствор и оседают на дне емкости или проходят сквозь сетку поддона в ванну; через определенное время шерсть извлекают из жидкости и проводят следующий этап жидкостной обработки либо по окончании ее волокно переносят на отжим и сушку. Результат промывки шерсти (мойки и полоскания) зависит от выбора конструктивных элементов рабочих органов машины, обеспечивающих интенсивность взаимодействия шерстяного волокна и моющей жидкости. На известных машинах интенсивность взаимодействия обеспечивается многократным пропусканием шерсти в жидкости между валками и разрыхлением ее после сжатия колковыми ворошителями, при этом обмен моющей жидкости между поддоном, в котором промывается шерсть, и ванной как емкостью для моющей жидкости осуществляется только через его донную сетку. Использование известных машин требует значительного водопотребления на одну испытуемую пробу (от 19 до 50 л), соответственно, и большого расхода моющих веществ.
Известны моечные машины для шерсти лабораторных проб, отобранной из кип режущим пробоотборником [3, 4], содержащие моечную ванну с сетчатым днищем или перфорированной пластиной, прилегающей к стенкам ванны для улавливания промытого волокна при сливе отработанных растворов, и моющую мешалку или другое перемешивающее устройство. К недостаткам известных устройств, кроме вышеуказанных, относится также свойлачиваемость шерсти в процессе промывки, что влияет на качество последующих анализов.
Известно устройство для жидкостной обработки волокнистого материала [5], содержащее ванну для обрабатывающей жидкости, размещенный в ней барабан с закрепленными на его наружной поверхности посредством подпружиненных защелок перфорированными кассетами для материала, подпружиненный отжимной вал, а также встряхиватель материала в виде приводного вала с выступами на поверхности, установленного в ванне с возможностью взаимодействия с кассетами, и давильный ролик, расположенный в ванне с возможностью перемещения к поверхности барабана в его радиальном направлении. Известное устройство принято в качестве наиболее близкого технического решения к предлагаемому.
Недостатками указанного устройства являются: длительность процедуры промывки шерсти лабораторных проб; большой расход воды и моющих средств; малоэффективный отжим подпружиненным валом и давильным валиком вследствие сжатия шерсти в кассете до плотности 80-110 кг/м3, недостаточный для такого способа промывки при требуемой плотности около 200 кг/м3; подводный встряхиватель не обеспечивает разрыхления шерсти в кассете до исходной плотности 50-60 кг/м3. Кроме того, внешнее механическое воздействие на мягкую кассету с шерстью в ограниченном объеме способствует ее свойлачиванию, что приводит к снижению качества промывки [6].
Техническая задача, решаемая в заявленном изобретении, - сокращение времени промывки шерсти лабораторных проб, снижение расхода воды и моющих средств, а также повышение качества промывки за счет снижения свойлачивания шерстяного волокна.
Технический результат изобретения, заключающийся в устранении указанных недостатков, в устройстве для компрессионной промывки шерсти лабораторной пробы, содержащем ванну для моющей жидкости, размещенную в ней сетчатую кассету для обрабатываемой шерсти с ложным днищем и расположенным внутри компрессионным блоком для сжатия массы шерсти, снабженным приводом его возвратно-поступательного движения, достигается тем, что оно снабжено перфорированным коллектором для сжатого воздуха, смонтированным в ванне под ложным днищем кассеты, в которой обрабатываемую шерсть сжимают в моющем растворе посредством подпружиненного компрессионного блока с возможностью обеспечения давления в пределах 10÷20 кПа. При этом компрессионный блок, выполненный в виде установленных на штоке подвижного поршня со скользящей муфтой и ее фиксатором, соединенных с возвратной пружиной и упором, кинематически связан с краном на воздухопроводе, обеспечивающем подачу сжатого воздуха в кассету только при подъеме поршня. Кроме того, отношение площади поперечного сечения ванны и сетчатой кассеты должно быть не менее 1,4, отношение высоты уровня моющей жидкости в сетчатой кассете над ложным днищем и под ним должно быть не менее 1,6, а сетчатая кассета с ложным днищем и поршень компрессионного блока выполнены из перфорированного материала с коэффициентом живого сечения не менее 0,3.
Совокупность всех существенных признаков, определяющих состав предлагаемого устройства и являющихся неотъемлемыми составными частями его, позволяет использовать его как средство для осуществления компрессионной промывки шерсти лабораторной пробы и достичь необходимых результатов в решении технологической задачи изобретения.
На фиг.1 изображена схема устройства для компрессионной промывки шерсти лабораторной пробы; на фиг.2 - схема кинематической связи блока с воздухопроводом.
Устройство для компрессионной промывки шерсти лабораторной пробы состоит из ванны 1, на дне которой установлен сливной клапан 2 для моющей жидкости 3, с размещенной в ней сетчатой кассетой 4 с ложным днищем 5, обрабатываемой шерстью 6 и компрессионным блоком, а также смонтированным внизу под кассетой перфорированным коллектором 7 сжатого воздуха, соединенным с воздухопроводом 8. Компрессионный блок содержит шток 9, подвижной поршень 10, скользящую муфту 11 с ее фиксатором 12, возвратную пружину 13 и упор 14. Компрессионный блок снабжен приводом 15 его возвратно-поступательного движения и кинематически связан посредством траверсы 16, толкателя 17, рукоятки 18 и ролика 19 с краном 20 воздухопровода 8 сжатого воздуха. Траверса 16 выполнена в виде «ломающегося» рычага с шарниром 21 и двумя возвратными пластинчатыми пружинами 22.
Главными характеристиками в предлагаемом устройстве являются:
- размещенная в ванне сетчатая кассета с ложным днищем и шерстью, обрабатываемой в моющем растворе путем многократною сжатия под давлением посредством подпружиненного компрессионного блока, расположенного внутри кассеты, снабженного приводом его возвратно-поступательного движения и кинематически связанного с краном на воздухопроводе, обеспечивающем подачу сжатого воздуха в кассету только при подъеме поршня. В противном случае, при сжатии шерсти опускающимся поршнем эффект барботажа ее сжатым воздухом не будет достигать ожидаемого результата разрыхления шерсти и ее всплытия;
- компрессионный блок, выполненный в виде установленных на штоке подвижного поршня со скользящей муфтой и ее фиксатором, соединенных возвратной пружиной и упором. Такая конструкция блока позволяет обеспечить давление на шерсть в моющей жидкости в пределах 10÷20 кПа, необходимое и достаточное для промывки шерстяного волокна с учетом его физических свойств (различных групп тонины) и сохранения его качества;
- перфорированный коллектор для сжатого воздуха, смонтированный в ванне под ложным днищем кассеты, соединенный с воздухопроводом и предназначенный для распределения подачи сжатого воздуха под слой сжатой в жидкости массы шерсти для ее разрыхления и обеспечения быстрого всплытия по времени, соизмеримом со временем подъема поршня;
- отношение площади поперечного сечения ванны и сетчатой кассеты должно быть не менее 1,4, что позволит в процессе промывки пробы оптимально обеспечить взаимодействие шерсти с моющей жидкостью и снизить пенообразование в зазоре между кассетой и ванной;
- отношение высоты уровня моющей жидкости в сетчатой кассете над ложным днищем и под ним должно быть не менее 1,6 для исключения возврата вымытых взвешенных загрязнений обратно в массу шерсти при подаче в нее сжатого воздуха;
- сетчатая кассета с ложным днищем и поршень компрессионного блока выполнены из перфорированного материала с коэффициентом живого сечения не менее 0,3. Такое выполнение элементов из перфорированного материала обеспечивает достаточную жесткость конструкции при работе устройства с возможностью беспрепятственного прохождения моющей жидкости через перфорацию.
Устройство для компрессионной промывки шерсти лабораторной пробы работает следующим образом.
Лабораторную пробу 6 немытой шерсти массой 200 г [1] помещают в сетчатую кассету 4 с компрессионным блоком, размещенную в ванне 1 с закрытым сливным клапаном 2, в которую затем заливают до определенного уровня моющую жидкость 3. При этом поршень 10 компрессионного блока установлен в крайнее верхнее положение. Включают подачу в воздухопровод 8 сжатого воздуха и закрывают кран 20 (положение «Закрыто»), поворачивая вниз рукоятку 18. Включают привод 15 возвратно-поступательного движения компрессионного блока. При движении блока вниз поршень 10 сжимает шерсть 6 в жидкости. В процессе сжатия происходит интенсивный отрыв загрязнений от волокна пробы 6 и перевод их в моющую жидкость 3 и далее из кассеты 4 - зоны активного воздействия на шерсть - через перфорацию ложного днища 5, стенки кассеты 4 и поршня 10 загрязнения переходят в ванну 1. При этом фиксатором 12 устанавливают на блоке обеспечение давления в пределах 10÷20 кПа в зависимости от группы тонины обрабатываемой шерсти 6. В случае превышения давления более чем установленного срабатывает шариковый фиксатор 12 и расцепляет муфту 11 со штоком 9 компрессионного блока. Поршень 10 с муфтой 11 останавливаются, а шток 9 продолжает движение, сжимая через упор 14 возвратную пружину 13. При движении компрессионного блока вниз толкатель 17 траверсы 16 встречается с роликом 19 рукоятки 18 крана 20 и, так как рукоятка 18 находится в крайнем нижнем положении «Закрыто», толкатель 17 отгибается вверх, сгибая верхнюю пластинчатую пружину 22, и проходит с траверсой 16 вниз. В этот момент верхняя пластинчатая пружина 22 возвращает вниз толкатель 17 в створ с траверсой 16. При движении блока вверх пружина 13 возвращает поршень 10 с муфтой 11 в исходное положение и шариковый фиксатор 12 устанавливается в выемке штока 9 под действием пружины 13, фиксируя поршень 10. Одновременно при движении блока вверх толкатель 17, встречая ролик 19 рукоятки 18 крана 20, поворачивает рукоятку 18 в положение «Открыто» за счет того, что жесткость пружин больше сопротивления рукоятки. При этом сжатый воздух поступает через воздухопровод 8 в коллектор 7. Пузырьки воздуха интенсивно разрыхляют шерсть и обеспечивают ее быстрое всплытие, способствуя при этом дополнительному отрыву загрязнений от волокон шерсти. При дальнейшем подъеме штока 9 компрессионного блока толкатель 17 проходит ролик 19 рукоятки 18, находящейся в крайнем верхнем положении, и под действием нижней пружины 22 устанавливается в створе с траверсой 16. В следующий момент компрессионный блок приводом 15 опускается вниз, и толкатель 17, встречая ролик 19 рукоятки 18 крана 20, поворачивает рукоятку 18 в крайнее нижнее положение «Закрыто» и, продолжая движение вниз, устанавливается в створе с траверсой 16. Подача сжатого воздуха в кассету 4 прекращается, а сжатие шерсти 6 в жидкости опускающимся поршнем 10 продолжается, т.е. продолжается ее обработка. По прошествии заданного числа циклов опускания и подъема поршня 10 при промывке шерсти привод 15 выключают, открывают сливной клапан 2 ванны 1 и сливают отработанную моющую жидкость 3. Затем ванну 1 заполняют до того же уровня водой для полоскания, запускают привод 15 и повторяют цикл сжатия и барботажа шерсти. По окончании полоскания шерсти отработанную воду сливают, открывая сливной клапан 2 на дне ванны 1, а привод 15 с компрессионным блоком поднимают в положение, когда поршень 10 выводится из кассеты 4. После промывки шерсть 6 извлекают из кассеты 4, отжимают и передают на сушку в соответствии с технологией промывки проб. Сливной клапан 2 открывают и ополаскивают ванну 1 и кассету 4 для проведения промывки шерсти следующей пробы.
Экспериментальные исследования, проведенные на лабораторном образце при разработке заявляемого устройства для компрессионной промывки шерсти лабораторной пробы в сравнении с известными устройствами, показали возможность повышения производительности и эффективности промывки шерсти лабораторной пробы при снижении расхода воды, моющих средств.
Предлагаемое устройство при сохранении качества шерстяного волокна позволяет увеличить производительность промывки шерсти лабораторной пробы, отобранной разными методами, в 2-6 раз, сократить расход воды в 1,5-4,0 раза, моющих средств в 1,2-3,0 раза, исключить свалянность шерсти после промывки.
Источники информации
1. ГОСТ 30190-2000. Шерсть немытая. Методы определения выхода чистого волокна Меж-гос. стандарт. - Введ. впервые 01.09.2000. - Минск: Межгосударственный совет по стандартизации, метрологии и сертификации, 2001. - 12 с.
2. Определение качества немытой шерсти и выхода чистого волокна: Методическое руководство. - М.: В.О. «Агропромиздат», 1989. - С.17-23.
3. IWTO-19-85 (E). Determination of Wool Base and Vegetable Matter Base of Core Samples of Raw Wool (Original version).
4. Specification of Wool Testing Equipment for Establishment of Wool Testing Laboratory within the Union of Soviet Socialist Republics: Australian Wool Testing Authority (AWTA). - Australia, 1977 - p.5, Appendix 1.
5. А.с. 861409 РФ, МКИ5 D01В 3/04. - Опубл. 07.09.81, бюл. №33.
6. Лувишис, Л.А. Технический контроль в первичной обработке и прядении шерсти / Л.А.Лувишис, Е.И.Биренбаум. - М.: Легкая индустрия, 1969. - С.142.
Устройство для компрессионной промывки шерсти лабораторной пробы, содержащее ванну для моющей жидкости, размещенную в ней сетчатую кассету для обрабатываемой шерсти с ложным днищем и расположенным внутри компрессионным блоком для сжатия массы шерсти, снабженным приводом его возвратно-поступательного движения, отличающееся тем, что оно снабжено перфорированным коллектором для сжатого воздуха, смонтированным в ванне под ложным днищем кассеты, в которой обрабатываемую шерсть сжимают в моющем растворе посредством подпружиненного компрессионного блока с возможностью обеспечения давления в пределах 10÷20 кПа, при этом компрессионный блок, выполненный в виде установленных на штоке подвижного поршня со скользящей муфтой и ее фиксатором, соединенных с возвратной пружиной и упором, кинематически связан с краном на воздухопроводе, обеспечивающем подачу сжатого воздуха в кассету только при подъеме поршня, причем отношение площади поперечного сечения ванны и сетчатой кассеты должно быть не менее 1,4, отношение высоты уровня моющей жидкости в сетчатой кассете над ложным днищем и под ним должно быть не менее 1,6, а сетчатая кассета с ложным днищем и поршень компрессионного блока выполнены из перфорированного материала с коэффициентом живого сечения не менее 0,3.
