用于在梳理机上监测落棉百分率装置

摘要

用于在梳理机上监测落棉百分率的装置，其具有用于供应和梳理待梳理的纤维材料的装置，和用于形成至少一个梳条的装置，其中设置了至少一个用于当梳理机在运转时连续自动地产生表示落棉百分率的信号的配置，该配置包含至少一个用于纤维材料供应量的测量装置，和至少一个用于梳理过的纤维材料量的测量装置，以及用于确定落棉百分率的计算装置。为了甚至是在不同的操作条件下自动监测梳理装置，能够以简单的方式测定和优化落棉百分率，用于测量纤维片层供应量的装置包含用于测定纤维卷重量减少量的称重装置，或是非接触式传感器，以及，用于测量梳理过的纤维材料量的装置包含用于精梳条的具有探触元件或非接触式传感器的测量装置。

说明书

技术领域

本发明涉及用于在梳理机上监测落棉百分率的装置，其具有用于供应和梳理待梳理的纤维材料的装置，和用于形成至少一个梳条的装置，其中至少设置了一个用于在梳理机运转过程中连续自动地产生表示落棉百分率的信号的装置，该装置包含至少一个用于纤维材料供应量的测量装置，和至少一个用于梳理过的纤维材料量的测量装置，以及用于确定落棉百分率的计算装置。

背景技术

在已知的装置(WO2005/001176A1)中，落棉百分率被间接地确定，即通过测量输入和输出梳理装置的纤维量来确定。为此目的，梳理装置(梳理头)装备有用于在运转过程中确定落棉量的装置，该装置包含以下元件：为了连续确定输入的纤维量(克/米)，厚度测量装置和纤维条长度测量装置分别与输入罗拉和输出罗拉相连接。厚度测量装置是位移传感器，它测量罗拉对的一个罗拉的偏移量并将该偏移量转换为电信号。对纤维量(克/米)与偏移量的相关性进行标定。纤维条长度测量装置获取罗拉的旋转量并同样地产生电信号。在该装置中，输入和输出的纤维网的厚度用探触罗拉进行检测。该装置的缺点是测量的准确性不能令人满意，因为它仅检测了纤维网的厚度而不是实际的纤维量。纤维网中的局部厚块会使检测结果失真。此外，纤维网的宽度并非恒定不变，而这是精确测量的先决条件。对例如八个梳理装置(梳理头)中每一个的落棉百分率的计算都以表格的形式输出。该落棉百分率(％)也可以用一段时间周期内(例如12小时)的图表来表现。分别在相对长的时间周期内实现对单个梳理头的落棉百分率的显示。只能间歇地并只有打印输出或读出检测结果之后，才可能基于该测量结果对单个梳理头进行修正，这会重现相对长的已被评测过的梳理生产周期。没有用于短期精细调节的设施。实践中，评测和调节(如果适用的话)是由操作人员规则地执行的。这也不能从读出装置中识别出不希望有的变化的原因。

发明内容

因此，本发明针对的问题是提供一种在本文开头部分描述过的装置，它避免了提到过的缺点，并特别地以如下方式自动检测梳理装置，即甚至可以在不同的工作条件下确定并优化落棉百分率。

该问题通过权利要求1或2所述的特征得以解决。

按照本发明的第一个方面，纤维卷被喂入平梳机的多个梳理头。梳条由梳理头送出，并被合并形成精梳条离开梳理机。按照本发明，通过称重机称量输入的纤维片层的量，这样直接确定实际的输入纤维量。为了测量输出纤维条量，使用了具有探触元件的测量装置，例如带有负荷探触探头的纤维网喇叭口。该测量装置结构简单；活动部件的数量被缩减到最小，对于驱动机构仅需要很少的成本。此外，探触探头的低质量惯性意味着它能够探测到纤维条量的短暂波动。供入的纤维片层量和/或送出的纤维条量可以进一步有益地通过带有非接触式传感器例如微波传感器的测量装置确定。非接触式传感器的优点在于其不会在测量过程中对纤维量施加影响。同样，纤维材料也不会对传感器产生影响。此外，不会产生与机械活动部件相关的振动问题。非接触式的传感器较少发生纺织纤维条涌条的问题。因为没有摩擦，能量效率得以提高。此外，因为没有活动部件，简化了维护工作。最后，它测量的是密度而非体积。原理上，还可以用微波传感器来测量材料的含水率。

按照本发明的第二个方面，纤维条从例如条筒或非条筒式存储器中被喂给平梳机的多个梳理头。梳条由每个梳理头送出，并被合并形成精梳条。按照本发明，对输入纤维条和输出纤维条的测量都通过具有探触元件的测量装置或非接触式传感器来进行。两种测量系统都可以选择地用于在输入侧和输出侧。该具有探触元件或非接触式传感器的测量装置的优点与上文中就发明的第一个方面已经解释过的相同。

在按照本发明的装置的特别优选的结构中，用于产生表示落棉百分率的信号的配置与控制管理装置相连接，其包括用于与预定值做比较的装置，并且在发生变化时，可以发送电信号到致动和/或显示装置。以此方式，可以成功地在线测定当前的落棉百分率，且在控制单元(可以是例如相关的电子机械控制)中，作为例如数据设置点、比较值和运转情形的函数来执行关于落棉百分率是否在已知和预定的限度内变化的检测。在发生相应变化的情况下，发送控制信号到梳理装置以进行修正。一种特别地优势在于对梳理装置的监控是自动进行的。这种监控是通过软件来实施的而可在设备控制装置(SPC-存储程序控制装置)中来执行。特别地，不同的工作状态、特定的操作情形及类似情况，还有缺陷、错误设定和类似情况可以得到解释。使用按照本发明的配置，可以探测例如过载、滞缓及类似情况，并做上特殊标记或在更严重的损害发生之前提出报告。

权利要求3-35包含了本发明的有益进展。

附图说明

下面将参考如图所示的具体实施例更详细地描述本发明。

图1是平梳机的梳理头的侧视简图，其纤维卷罗拉上带有用于确定纤维卷重量减少量的称重装置，

图2纤维卷罗拉的透视图，其具有带有用于测量输入量的测量元件的称重装置，

图3是平梳机的平面简图，其带有八个用于处理喂入纤维卷的梳理头和用于设备输出量的测量站，每个梳理头带有用于测量输入量和输出量的测量位，

图4是纤维条喇叭口的侧视图，带有弹簧加载的测量探头和感应式位移传感器，

图5是有纤维条输入的平梳机的平面图，

图6是微波测量装置的横截面图，该装置用于测量纤维材料的输入量和/或输出量，

图7是转筒梳理机的侧视简图，其具有两个罗拉，并具有分别用于测量输入量和输出量的微波测量装置，以及

图8是线路框图，显示了电子控制管理装置，该装置连接有分别用于测量八个梳理头的输入量和输出量的测量元件、用于测量设备输出量的测量元件、致动器和显示装置。

具体实施方式

图1显示了梳理头K，一台梳理机上安装有八个梳理头。为了清楚起见，该具体实施例仅就一个梳理头进行图示和描述，除了公用的驱动单元和纤维条铺放系统外，每个梳理头都具有图示的特征。梳理头K包含两个纤维卷罗拉2、3，前纤维卷罗拉2与由电机5驱动的传动机构4相连接。纤维卷W倚靠在纤维卷罗拉2、3上，纤维片层6通过旋转运动从纤维卷上退绕。纤维片层6在罗拉7处变向并被传送给夹钳组件9的喂入滚筒8。被安装为在弹簧11的偏压下绕杆10枢转的压辊12被布置在罗拉7上，此处该罗拉同样通过传动机构4驱动。夹钳9被布置为由与驱动机构4相连接的轴15带动而往复摆动的杆13、14驱动。按照图示的实施例，夹钳被定位在前方的位置并将梳理过的纤维簇传送给下游的一对分离滚筒16。圆梳17被可旋转地安装在夹钳9下方，它利用其梳理段18梳理由闭合的夹钳送出的纤维簇。圆梳17同样由传动机构4连接驱动。纤维片层6被卷绕在筒管19上。图中未示出的棘轮被固定在喂入滚筒8上，并由同样未在图中示出的棘爪通过夹钳9的往复摆动步进地转动该棘轮，这样将纤维片层6喂给夹钳9的钳口以进行梳理。在操作中，纤维片层6通过纤维卷W的转动连续地退绕越过纤维卷罗拉2，并经过罗拉7和压辊12的钳口进入该钳口与喂入滚筒8之间的区域20。随后该纤维片层经过喂入滚筒8被引导到夹钳9的钳口以进行梳理，然后被传送给分离滚筒16。得到的纤维絮片经由传送罗拉对20，21，22和传送台23被合并成纤维条，并与同样成形于其它梳理头的纤维条一起被喂入牵伸系统34(参见图3)。从牵伸系统输出的纤维网被集合成纤维条，它被称为精梳条，并被传送给纤维条铺放装置以置入条筒。在梳理过程中，重量为x的纤维卷W减少为由虚线标示的重量为y纤维卷W^I。该重量减少对强度动态变化的影响可能仅远至夹持点，这也特别地对纤维卷抵抗退绕的保持力有影响。在纤维卷罗拉2、3区域的动态变化，与喂入滚筒8对纤维卷的牵拉动作配合，不会具有不利的影响。相反，在区域20纤维片层的张力是恒定的，并确保了纤维量恒定的纤维片层被喂给夹钳组件9。压辊12在罗拉7上的夹持力如此之大，以至于纤维卷罗拉2、3区域的动态差异不会影响到区域20。单个梳理头梳理过的纤维条行进穿过传送罗拉对21、22，并被它们以纤维条或纤维网的形式在传送台23上进行传送，该传送台与梳理机的所有梳理头共同相关联。被圆梳17和顶梳33从纤维材料中除去的短纤维、纤维结和杂质作为所谓的落棉通过引导滑槽25被吸入抽吸通道26，该通道与梳理机的所有梳理头共同相关联。来自梳理机的不同梳理头的单个梳理头纤维条总体上并排地在传送台23上行进到公用的牵伸系统34中。纤维条喇叭口27使纤维网成形为精梳条，随后精梳条被铺放入被布置在牵伸系统的输出端的条筒35中。

用于产生表示落棉百分率信号的装置包含用于测量单位时间内供给梳理机的梳理头9的纤维片层量的装置。该用于测量单位时间内纤维片层供应量的装置直接地测量单位时间内纤维片层量。在梳理头中支撑纤维卷的纤维卷罗拉2和3的轴承由重量称28支撑，它每单位时间发出表示纤维卷重量减少的信号。用于产生表示落棉百分率的信号的装置进一步包含计算机(见图8)。它根据以下变量计算落棉百分率A：W＝单位时间内的纤维片层供应量，Z＝单位时间内形成的梳理过的纤维材料量。计算机可以根据称28和纤维卷W的供应速度来计算单位时间内的纤维片层供应量W。计算机可以根据通过纤维条喇叭口27测量出的单个梳理头纤维条的厚度和纤维条的传送速度来计算单位时间内形成的梳理过的纤维材料量Z。

对于具有如图2所示的重量称28的称重系统，两个彼此平行布置的纤维卷罗拉2、3被布置在可枢转地安装在一侧的框架元件29中，框架元件29包含两个平行的侧面部件29a、29b，它们的一个端部区域通过横档29c彼此固定连接，侧面部件29a、29b的另一个端部区域被安装在位置固定的枢转轴承30a、30b上(图中仅示出了30a)，这样能够按箭头A和B的方向转动。纤维卷罗拉2的轴2a通过其两个端部安装在侧面部件29a和29b上，纤维卷罗拉3的轴3a经过侧面部件29a和29b被安装在枢转轴承30a、30b上。横档29c位于负载单元31的上侧，该单元31将探测到的纤维卷W的重量转换为电子脉冲并通过电缆32将其供给计算机93(参见图8)。

按照图3所示的平梳机带有八个梳理头K₁-K₈，它们按照例如图1所示的形式构建。梳理头K₁-K₈分别由纤维卷W₁-W₈供应，每个纤维卷都连接有称28₁-28₈以测定输入量。经过梳理的纤维材料离开各个梳理头K₁-K₈并通过纤维条喇叭口27₁-27₈集合以形成梳条F₁-F₈。纤维条喇叭口27₁-27₈的形式为测量喇叭口(参见图4)，通过它们可以测定每个梳理头K₁-K₈的纤维条输出量。纤维条F₁-F₈在传送台23上经过牵伸系统34到达纤维条喇叭口27，它将所有纤维条F₁-F₈合并为一个纤维条F。纤维条喇叭口27的形式为测量喇叭口(参见图4)，通过该纤维条喇叭口可以测定梳理机的纤维条输出量。纤维条喇叭口27₁-27₈和27的电子信号经由电缆被供应给计算机93(参见图8)。数字标记35指示圈条器头而数字标记36指示条筒。

按照图4，通过枢转轴承41安装的探触探头40由弹簧42加载，并可按箭头C和D的方向运动，该探头接合穿过纤维网喇叭口27的壁27b上的开口27a。与该探触探头40相关联的是感应式接近触发器(感应式位移传感器)，它将纤维条F的厚度变化转换为电信号，并通过电缆44供给计算机93(参见图8)。数字标记45和46指示两个协同工作的传送罗拉。传送罗拉45被安装为在弹簧39的负载下可以移动。传送罗拉45的偏移可以被感应式位移传感器(图中未示出)探测到。

按照图5所示的平梳机带有6个并排布置的梳理头K₁-K₆，每个梳理头K₁-K₆由两个实质上矩形横截面的且并排布置在行列50中的供应条筒51₁-51₁₂进行供应，其中纤维条52₁-52₁₂成圈条铺放(在一个条筒中示出)。为此目的，带有引导罗拉54₁-54₁₂的条筒框架53在供应条筒51₁-51₁₂上方延伸；所有的传送罗拉都没有被示出。

纤维条52₁-52₁₂在梳理头K₁-K₆中进行梳理并在纤维条传送台23上被引导到牵伸系统34，纤维条F₁-F₆在牵伸系统34中被牵伸并随后被纤维条喇叭口27集合而产生单根纤维条。在后续的纤维条铺放装置55中，生产出的纤维条57通过转盘56成圈条铺放入圈条筒58中，在铺条过程中，矩形形式的条筒按箭头E和F的方向横动。圈条筒58从供应条筒一侧输送到填充位置，并在填满后移送给其它设备。在供应条筒51₁-51₁₂的行列50后面有一排数量相同的储备条筒60₁-60₁₂的行列59。

每个梳理头K₁-K₆有两个纤维条52₁-52₁₂供入，每个纤维条52₁-52₁₂与各自的纤维条喇叭口27a-27m相关联以确定输入量。离开每个梳理头K₁-K₆的梳理过的纤维材料由各自的纤维条喇叭口27₁-27₆集合以形成梳条F₁-F₆。纤维条喇叭口27a-27m和27₁-27₆的形式为测量喇叭口(参见图4)，通过它们可以确定每个梳理头K₁-K₆各自的纤维条输入和输出量。纤维条F₁-F₆经过传送台23并穿过牵伸系统34到达纤维条喇叭口27，该纤维条喇叭口27将所有的纤维条F₁-F₆集合成一个纤维条F。该纤维条喇叭口27的形式是测量喇叭口(参见图4)，通过它可以确定梳理机的纤维条输出量。所有纤维条喇叭口27a-27m、27₁-27₆和27的电信号都通过电缆供给计算机93(参见图8)。

图6示出了用于测定输入和/或输出纤维量的微波测量装置61，其在整体结构的测量装置中具有测量共振器61a和参考共振器61b。纤维条F被引导穿过两个开口并穿过测量共振器61a的共振腔62a。微波由适合的装置63(微波发生器)产生并经由连接件64a供入共振器61a。在共振器61a中以特定的频率激发出标准波。微波进入玻璃管65a内部并与位于该处的纤维条F发生相互作用。微波经由连接件64b导出并被传递到下游的评测装置67。参考共振器61b被布置为紧邻测量共振器61a，经由连接件66a、66b分岔离开供应装置63的微波优选通过开关68被注入参考共振器61b中并从其中导出。微波经由开关69被导入评价装置67。从输出信号中测定出共振频率和半值宽度，从中可以通过计算机93(参见图8)确定出纤维条的量。

图7示出了转筒梳理机70，其具有包含喂入罗拉72和喂入板73的供应装置71，该转筒梳理机70具有第一罗拉74(换向转筒)、第二罗拉75(梳理转筒)、包含剥棉罗拉77的剥棉装置76和回转板式梳理组件78。罗拉72、74、75和77的旋转方向由曲线箭头示出。喂入的纤维片层由数字标记79标示，送出的纤维网由数字标记80标示，而送出的精梳条由数字标记98标示。罗拉72、74、75和77被布置为彼此前后布置。箭头A指示操作方向。第一罗拉74在其外围区域设置有多个第一夹持装置81，该第一夹持装置81在罗拉74的宽度上横向延伸，并且每一个夹持装置都包含有上夹钳82(抓取元件)和下夹钳83(应对元件)。第二罗拉75在其外围区域设置有多个两部式夹持装置84，所述两部式夹持装置在罗拉75的宽度上横向延伸，并且每一个两部式夹持装置都包含有上夹钳85(抓取元件)和下夹钳86(应对元件)。对于罗拉75，在该罗拉外围—从旋转方向75a的视角看—在第一罗拉74和道夫77之间的夹持装置84是闭合的；它们在其一端处夹持纤维束(未示出)而纤维束未被夹持的区域则由循环转动的板式梳理组件78的梳理元件78a进行梳理。且清洁罗拉87与梳理元件78a配合工作，它从梳理元件78a上移除梳理出来的落棉；这些落棉随后由抽吸装置88移除。数字标记89指示牵伸系统，例如自调匀整牵伸系统。该牵伸系统89有益地布置在圈条器头(未示出)的上方。数字标记90指示上升驱动输送装置，例如输送带。也可以使用向上倾斜的金属片或类似装置来输送。罗拉74和75是无间断快速旋转的罗拉。用于测量输入量的测量元件91与喂入的纤维片层79相关联，而用于测量输出量的测量元件92则与送出的梳理过的纤维条98相关联，两个元件都与计算机93相连接(参见图8)，依据喂入纤维材料和送出的梳理过的纤维材料的类型(对应各自纤维片层的纤维条)，测量元件91和92被构建为如图2、4或6所示的样子。

按照图8，设置有电子控制管理装置93，例如带有微处理器的微型计算机，在图示的示例中，它连接有：4个用于测量4个梳理头K₁-K₄的输入量的测量喇叭口27a-27d；4个用于测量4个梳理头K₁-K₄的输出量的测量喇叭口27₁-27₄；用于测量梳理机的输出量的测量喇叭口27；用于在梳理头K₁-K₄处调节或修正设备元件的致动装置94；显示装置95，例如监视器或类似物；用于测量纤维卷传送罗拉3的旋转速度的测量元件96和用于测量梳理过的纤维条的速度(发送速度)的测量元件97。每个梳理头可以设有用于测量纤维条速度(未示出)的测量元件，即不仅在每个梳理头的输入和/或输出处，还在梳理机的输出处设置测量元件，且可以与计算机93相连接。

梳理机上特别影响落棉百分率的设置是分离距离和喂入量以及喂入点。喂入量是间歇旋转的喂入滚筒8在夹钳9每次摆动的过程中驱使纤维片层向前的区段。喂入点是夹钳9每次摆动的过程中该驱使向前的动作发生的时间点。分离距离是夹钳9的下钳板在其前推端部位置距邻接的分离罗拉对16的夹持线的距离。对落棉的抓取可以连续地或周期性地直接在梳理机的单个梳理头上实现。以此方式，获得了与单个梳理头的功能相关的信号，且因而可以通过比较在附近的梳理头上测得的落棉百分率来实现对梳理头的监控。梳理机的梳理头的这些单独的信号加起来产生了可接着用于从整体上控制工艺的整体信号。

按照本发明确定的是实际的输入量。这是通过在两个连续的时间点上测量纤维卷量而实现的。通过随后形成的差值，得知喂入梳理点的流量(克/分)。利用已知的纤维卷传送罗拉2、3的直径及其转速，还可用克/米即千特来表示测量值。同样可以测定在梳理机输出端的送出梳条的流量。为此目的可以使用带有探触探头40(参见图4)的测量喇叭口27。测量喇叭口27可以通过人工测定每米重量(梳理机上应用的标准刻度)针对所处理的材料进行单次标定。利用已知的发送速度可将每米重量转换为流量(克/分)。然后用计算机(参见计算示例)确定落棉百分率。通过紧接在梳理头后面的附加测量喇叭口27，该法则也可用于分析单个梳理头。

计算示例：

每个梳理头的输入流量：150克/分

8个梳理头的输入流量：8×150克/分＝1200克/分

发送流量：定量为5千特，速度200米/分，因此流量为1000克/分

落棉百分率：(1-1000/1200)×100％＝16.7％

通过本发明可获得以下益处：

可在线检测落棉百分率p(％)，以及监测与梳理机整体和单个梳理头相关的输入重量和梳条重量。允许进行过程控制并能使弱点暴露出来，例如可以识别错误的设置和有故障的设备部件，例如圆梳针布。

落棉百分率可以根据材料进行调节，在供应发生波动时可以通过改变适当的设备参数而维持在恒定的水平上。以此方式，通过将废纤维量设定在最优化的水平，可以获得节约原材料的结果。可以在相对较长的测试周期内分析梳理过程，以及可以测定单个梳理头之间的一致性。可以对数据进行统计分析。此外，通过分析实验数据，可以获得输入数据、梳条数据和落棉数据以及例如在线记录的落棉百分率之间的相关修整。

·落棉百分率p(％)可以通过单位时间内的重量差值(输入量对输出量)而算出。这既可是针对整个设备的，也可是针对单个梳理头的。

·单位时间可以依据需要而定，可以在不同的时间间隔中测定测量值。

·可以探测到梳理头之间的差异。

·可以手动地或通过控制管理程序改变梳理头之间的差异。

·针对单个驱动器有许多单独的设置。

·可以识别并修正错误的设置。

·可以通过落棉百分率p(％)的变化识别有故障的部件，例如圆梳针布。

·可以根据材料设定落棉百分率，并且在供应发生波动时可以通过改变适当的设备参数而维持为恒定的水平上。以此方式，通过将废纤维量设定在最优化的水平，可以获得节约原材料并改进质量的结果。

·可以在质量系统内获取数据并进行统计分析。

·此外，通过分析实验数据，可以获得输入数据、梳条数据和落棉数据以及例如在线记录的落棉百分率之间的相关系数。

·用于测定输出量的测量系统可以与CV值的测定并行，或为了测定输出量可以用现有的系统测定CV值。

·在设备整体或单个梳理头输出端的纤维量的测定可以监测断条或断网。因此可以省略在纤维网传送台处的监测。

·基于纤维卷重量和卷轴重量的差值，可以预测纤维卷放空的确切时间。不再需要目前使用的系统，例如偏振光反射。

·由于卷绕筒管上不同的残余重量和梳理头的单独驱动，可以通过例如采用不同的生产速度来确保纤维卷同时放空，并因此实行纤维片层自动转变的批量变更。

·可以基于特定单位时间内进入的纤维片层量来测定纤维卷重量。为此，要利用例如纤维卷传送罗拉的直径和旋转速度来测定退绕长度。因而可以就纤维卷的重量对条卷机进行质量控制。