将纤维材料从多个腔室选择性地注入到单个腔室中的方法和设备与流程

本公开涉及纺织机械领域。具体地说，本公开涉及在纺纱厂的开清棉工艺(blowroom)中使用的机器。更具体地说，本公开涉及将纤维材料从多个腔室选择性地注入到单个腔室中的方法和设备。

背景技术：

背景技术描述包括对于理解本发明可能有用的信息。这并不是承认本文提供的任何信息是现有技术或与当前要求保护的发明有关或者明确或隐含地引用的任何出版物为现有技术。

在纺纱厂的开清棉工艺中使用的机器在本领域中是众所周知的。当人造或人工纤维材料的棉包(bale)到达纺纱厂时，在开清棉工艺中对这些纤维材料进行各种操作，以使这些材料适合用于纺纱。通常，在开清棉工艺中进行的操作包括：对棉包进行开松、对纤维材料进行除杂、混合或掺和不同类型或等级的材料、除尘并将材料均匀地馈送到梳棉机。

开清棉设备由一系列不同的机器组成，以执行上述操作。天然纤维或人造纤维材料被以高度压紧的形式(即棉包)接收，并且在从这些棉包取出后，纤维材料经过几个阶段，其中纤维材料逐步被开松成越来越小的团块，在此期间，异物会变得疏松并被分离。通常，这些机器由不同尺寸的刺辊(spikeroller)或各种类型的机械抓棉打手组成，这些刺辊或机械抓棉打手会导致大量优质长纤维断裂，从而导致材料质量下降。

开清棉工艺设置的另一重要目的是混合不同类型的天然纤维或人造纤维。混合具有不同特性(诸如不同的短纤维长度)的纤维能以可控的成本提供更好的纱线。此外，天然纤维和人造纤维的混合可以提供更好的物理特性，更高的强度和更长的寿命，同时又具有成本效益。需要将具有不同特性的不同类型的纤维适当混合，并用于在纱线制造中获得更好的结果。

为了混合具有不同特性的纤维，在将不同类型的纤维材料的棉包开松后，将来自不同棉包的纤维材料填充到不同的指定腔室中，并根据所需的比例以受控方式将不同的纤维材料从不同的指定腔室取出，使得不同的纤维材料按所需比例混合。通常，通过使固定在腔室底部的刺辊旋转来取出纤维材料。取出的材料会掉落到共用输送机上，该输送机将材料运送到吸料溜槽，该吸料溜槽将材料气动地运送走以进行进一步处理。

由于从不同腔室取出纤维材料的传统方法取决于刺辊，因此大量优质长纤维断裂，从而导致材料质量下降。此外，传统工艺还具有其它缺点。由于短纤维长度的减小是确定开清棉系统性能的重要参数之一，因此，用于将纤维材料从多个腔室选择性地注入到单个腔室中而不会导致纤维断裂的方法和设备将提高该开清棉系统的整体效率。

因此，需要一种用于将纤维材料从多个腔室选择性地注入到单个腔室中的改进的方法和设备，以替代使用刺辊或抓棉打手的传统方法和设备。

本文所有出版物通过引用并入，与各个单独的出版物或专利申请被明确且单独地指示以通过引用并入的情况相同。当在并入的参考文献中的术语的定义或使用与本文提供的术语的定义不一致或相反时，适用本文提供的该术语的定义，而参考文献中该术语的定义不适用。

在一些实施方式中，用于描述和要求保护本发明某些实施方式的表示成分数量、诸如浓度之类的性质、反应条件等的数字应理解为在某些情况下由术语“约”修饰。因此，在一些实施方式中，在书面描述和所附权利要求书中阐述的数字参数是近似值，其可以根据特定实施方式试图获得的期望性质而变化。在一些实施方式中，应该根据报告的有效数字的数目并通过应用普通的舍入技术来解释数字参数。尽管阐述本发明一些实施方式的广泛范围的数值范围和参数是近似值，但是在具体示例中阐述的数值被尽可能精确地报告。在本发明的一些实施方式中呈现的数值可能包含某些误差，这些误差必然是由它们各自的测试测量中发现的标准偏差导致的。

除非上下文另外明确指出，否则如本文的说明书和随后的整个权利要求书中所使用的，“一”、“一个”和“该”的含义包括复数引用。而且，除非上下文另外明确指出，否则如本文的描述中所使用的，“在...中”的含义包括“在...中”和“在...上”。

本文中数值范围的列举仅旨在用作分别指代落在该范围内的各个单独数值的简写方法。除非本文另外指出，否则各个单独数值都被并入说明书中，就好像它在本文中被单独引用一样。除非本文另外指出或与上下文明显矛盾，否则本文描述的所有方法可以以任何合适的顺序执行。相对于本文的某些实施方式提供的任何和所有示例或示例性语言(例如“诸如”)的使用仅旨在更好地例示本发明，并且不对以其它方式要求保护的本发明的范围构成限制。说明书中的任何语言都不应解释为指示对实践本发明必不可少的任何未要求保护的要素。

本文公开的本发明的替代要素或实施方式的分组不应解释为限制。各个组成员可以单独地或者以与该组的其它成员或此处找到的其它要素组合来引用和要求保护。出于方便和/或可专利性的原因，组中的一个或更多个成员可以被包括在组中或从组中删除。当发生任何这样的包括或删除时，说明书在本文中被认为包含经修改的组，从而满足所附权利要求中使用的所有马库什(markus)组的书面描述。

发明目的

本公开的总体目的是改进纺纱厂中的开清棉工艺。

本公开的目的是提供一种将纤维材料从多个腔室选择性地注入到单个腔室中的方法以及用于实现所提出的方法的设备，该方法不会引起纤维断裂。

本公开的目的是提供一种将纤维材料从多个腔室选择性地注入到单个腔室中的方法以及用于实现所提出的方法的设备，该方法不会由于纤维断裂而不利地影响纤维材料的价值。

本公开的目的是提供一种将纤维材料从多个腔室选择性地注入到单个腔室中的方法以及用于实现所提出的方法的机器，该方法不使用引起纤维的断裂的刺辊。

本公开的目的是提供一种将纤维材料从多个腔室选择性地注入到单个腔室中的方法和设备，该方法和设备还有助于对纤维材料簇进行开松，而不会不利地影响纤维材料的价值。

技术实现要素：

本公开的多个方面涉及在纺纱厂的开清棉工艺中执行的操作。具体地说，本公开涉及将纤维材料从多个腔室选择性地注入到单个腔室中，这包括受控地去除可在不同腔室中获得的具有不同特性的不同类型的天然纤维或人造纤维，并且将它们同时注入到共用腔室中以实现期望比例的不同类型的纤维。具体地说，本公开提供了一种用于将纤维材料从多个腔室选择性地注入到单个腔室中的方法和用于实现所提出的方法的设备，该设备和方法不依赖于常规方法和设备中所使用的刺辊，因此防止了导致纤维材料质量劣化的纤维破裂。

在一个方面中，所公开的用于将纤维材料从多个腔室选择性地注入到单个腔室中的方法和设备基于使用加压空气或气体或其混合物的爆发，并且加压空气或气体或其混合物的爆发也有助于对簇/团块进行开松，从而导致同时清洁和混合纤维，以便在后续阶段进行更好的处理。

在一个方面中，使用喷嘴产生加压空气或气体或其混合物的爆发，所述腔室容纳不同类型的纤维，所述喷嘴与腔室中的开口相对地位于各个腔室中。压缩空气的爆发导致材料从相应开口离开腔室。各个腔室中的各个开口通向共用腔室。因此，来自多个腔室的纤维材料被注入到单个共用腔室(称为混合腔室)中。在另一方面中，可以通过控制不同腔室中的压缩空气的爆发的持续时间和/或频率来控制从不同腔室排出的纤维材料的量。

在一个方面中，所公开的用于将纤维材料从多个腔室选择性地注入到单个腔室中的设备包括：混合腔室；多个腔室，所述多个腔室邻近混合腔室定位，各个腔室都容纳一批纤维材料；各个腔室都具有用于提取所述纤维材料的开口，其中，这些开口中的各个开口都通向所述混合腔室；以及多个喷嘴，所述多个喷嘴邻近所述开口定位。在一个方面中，所述设备还被配置成能够控制来自喷嘴的加压气态流体的受控射流，使得来自与所述多个腔室中的至少两个腔室相关联的所述喷嘴的受控射流导致从对应腔室排出所述纤维材料并且将所排出的纤维材料散布到所述混合腔室中，从而将来自容纳在所述至少两个腔室中的不同批次的所述纤维材料混合。

在一个方面中，所述加压气态流体的所述受控射流短持续时间地爆发，以能够对所述纤维材料进行开松并将经开松的纤维散布到所述混合腔室中。

在一个方面中，所述加压气态流体的所述受控射流可以具有不同的持续时间和频率，其中，来自与不同腔室相关联的不同喷嘴的射流的持续时间和/或频率可以被控制以从不同腔室排出预定量的纤维材料，从而获得不同比率的来自不同批次的纤维材料。

在一个方面中，所述混合腔室可以具有圆形和多边形中的任一者，并且所述多个腔室可以围绕所述混合腔室定位。

在一个方面中，所述设备可以包括控制装置，以便于控制来自与不同腔室相关联的不同喷嘴的加压气态流体的受控射流。

在一个方面中，加压气态流体可以是空气或者空气和气体的混合物。

本公开的一个方面涉及一种用于将纤维材料从多个腔室选择性地注入到单个腔室中的方法，所述方法包括以下步骤：(i)提供混合腔室；(ii)提供多个腔室，所述多个腔室邻近混合腔室定位，各个腔室都容纳一批纤维材料；各个腔室都具有用于提取所述纤维材料的开口，其中，这些开口中的各个开口都通向所述混合腔室；(iii)提供多个喷嘴，所述多个喷嘴邻近所述开口定位；以及(iv)从与所述多个腔室中的至少两个腔室相关联的所述喷嘴生成加压气态流体的受控射流；其中，所述加压气态流体的所述射流导致从对应腔室排出所述纤维材料并且将所排出的纤维材料散布到所述混合腔室中，从而将来自容纳在所述至少两个腔室中的不同批次的所述纤维材料混合。

在一个方面中，所提出的方法还可以包括控制加压气态流体的射流以产生短持续时间的爆发的步骤，短持续时间的爆发能够对纤维材料进行开松并且将经开松的纤维散布到混合腔室中。

在一各方面中，所提出的方法还可以包括控制加压气态流体的射流的持续时间的步骤，以从不同腔室排出预定量的纤维材料，从而获得不同比率的来自不同批次的纤维材料。

通过以下优选实施方式的详细描述以及附图，本发明主题的各种目的、特征、方面和优点将变得更加显而易见，在附图中，相同的附图标记表示相同的组件。

附图说明

包括附图是为了提供对本公开的进一步理解，并且附图被并入本说明书中并构成本说明书的一部分。附图例示了本公开的示例性实施方式，并且用于与具体实施方式用于解释本公开的原理。

图1例示了在纺纱厂的开清棉工艺中用于从多个腔室选择性地取出纤维材料的典型布置。

图2a和图2b借助于侧视图和俯视图例示了根据本公开的实施方式的用于将纤维材料从多个腔室选择性地注入到单个腔室中的所提出的设备的示例性示意图。

图3例示了根据本公开的实施方式的用于将纤维材料从多个腔室选择性地注入到单个腔室中的所提出的方法的示例性流程图。

具体实施方式

以下是在附图中描绘的本公开的实施方式的具体实施方式。实施方式的细节使得清楚地传达了本公开。然而，所提供的细节量并不旨在限制实施方式的预期变型；相反，其旨在涵盖落入由所附权利要求书限定的本公开的精神和范围内的所有修改、等同形式和另选形式。

所附权利要求中的各个权利要求限定了单独的发明，出于侵权目的，将其视为包括权利要求中指定的各种要素或限制的等同形式。取决于上下文，在某些情况下，以下对“发明”的所有引用可能仅指某些特定实施方式。在其它情况下，将认识到，对“发明”的引用将指代一个或更多个但不一定是所有权利要求中所述的主题。

本文使用了各种术语。在权利要求中使用的术语未被定义的情况下，应给予该术语在提交时相关领域的技术人员如印刷出版物和已发布的专利中所反映的那样已经给予该术语的最宽泛定义。

在此说明的实施方式涉及在纺纱厂的开清棉工艺中执行的操作。如前所述，开清棉工艺的功能之一是将具有不同特性(诸如不同的短纤维长度)的不同类型的纤维混合，或者将天然纤维和人造纤维混合来以可控的成本得到更好的纱线、更大的强度和更长的使用寿命。为了混合具有不同特性的纤维，在将不同类型的纤维材料的棉包开松后，将来自不同棉包的纤维材料填充到不同的指定腔室中，根据所需的比例以受控方式将不同的纤维材料从不同的指定腔室取出，使得不同的纤维材料按所需比例混合。

通常，通过使固定在腔室底部的刺辊旋转来取出纤维材料。对应于不同腔室的刺辊可以以不同的速度旋转以调节所取出的材料的量，以从不同腔室获得所需比例的材料。取出的材料掉入共用溜槽中，并被从溜槽气动地运送走以进行进一步处理。

图1例示了示出在纺纱厂的开清棉工艺中用于从多个腔室选择性地取出纤维材料的典型布置的示意图。如图所示，用于疏松和混合纤维材料的团块/簇的传统机器(诸如机器100)以及方法是基于从棉包开松机和抓棉打手的阶段通过导管/溜槽102气动地运送经开松的纤维材料簇并分别通过腔室104-1、104-2、104-3…等的入口开口(诸如开口106-1、106-2、106-3…等(统称为开口106))使所运送的纤维材料落入不同腔室(诸如腔室104-1、104-2、104-3…等(统称为腔室104))中，所述入口开口由阀或阀瓣控制，来自导管102的纤维材料通过阀或阀瓣同时或顺序地落入腔室中。通过使用设置在各个腔室104的底部处的开口处的刺辊(诸如刺辊108-1、108-2等(统称为刺辊108))将填充在不同腔室中的纤维材料从腔室的底部取出。刺辊108的旋转导致纤维材料被拉出并释放到输送机110上。释放的材料被在输送机110上朝着吸料溜槽112运送走，吸料溜槽112从输送机吸取纤维材料，以运送到下一阶段。

传统机器100中的辊108以均匀的速度旋转来以相同的速率从不同腔室104中拉出材料。因此，为了获得不同比率，可以用相同类型/等级的材料填充多个腔室。例如，如果要将两种类型/等级的纤维材料(即材料a和材料b)以1：3的比率混合，则材料a可以填充在一个腔室104中，而材料b可以填充在三个腔室104中。此外，由于输送机110是涵盖所有腔室104的单个移动输送机，因此当输送机110经过不同腔室104下方时，从不同腔室104中提取的纤维材料一个接一个地顺序落下，从而形成不同类型/等级的材料的层。因此，当从腔室104中提出材料时，不会发生纤维材料的混合，纤维材料仍采取簇/团块的形式，因而必须作为随后的步骤/操作来进行混合。

当刺辊108从腔室104中拉出纤维材料时，尖刺也对纤维的团块进行开松。然而，尖刺导致纤维断裂，这不利地影响了纤维材料的价值。

本公开的实施方式提供了一种用于将纤维材料从多个腔室选择性地注入到单个腔室中的设备和方法，该设备和方法不依赖于传统方法和设备中所使用的刺辊，因此防止了导致纤维材料质量劣化的纤维破裂。

在一个方面中，所公开的方法和设备基于使用加压空气或气体或其混合物的爆发(burst)，并且加压空气或气体或其混合物的爆发还有助于对簇/团块进行开松，从而导致同时清洁和混合纤维，以便在后续阶段进行更好的处理。

参照图2a和图2b，图2a和图2b例示了所提出的设备的示例性侧视图和俯视图，设备200可以包括混合腔室(诸如混合腔室204)以及邻近混合腔室204定位的多个腔室(诸如腔室202-1、202-2、202-3…202-5(统称为腔室202))。腔室202中的各个腔室可以被指定成容纳不同的纤维材料，不同的纤维材料可以包括天然纤维和人造纤维中的一种或更多种纤维。多个腔室202中的各个腔室可以包括位于各个腔室202中的开口，诸如开口206-1、206-2、206-3…等(统称为开口206)。开口206可以朝向腔室104的下侧定位，如图2a所示。

在一个方面中，多个腔室202和混合腔室204可被配置成使得每个开口206都通向混合腔室204。应当理解的是，尽管图2a和图2b的示例性例示示出了混合腔室204为圆形，并且多个室202围绕混合腔室204定位，但是混合腔室204也可以是任何其它形状，诸如多边形，其中，多个腔室202可以如同圆形腔室的情况一样围绕混合腔室204定位。或者，混合腔室也可以是矩形的，并且多个腔室202可以沿着矩形混合腔室204的一侧或沿着多于一侧线性地定位。所有这些配置都是可能的，没有任何限制。

该设备还可以包括邻近开口206定位的多个喷嘴，诸如喷嘴208-1、208-2、208-3…208-5(统称为喷嘴208)。例如，喷嘴208-1邻近腔室202-1的开口206-1定位。

在一个方面中，设备200还可以被配置成能够控制来自喷嘴208的加压气态流体的射流，使得与腔室202中的至少两个腔室(该腔室202中的纤维材料需要被混合)相关联的喷嘴208在设备运行时提供受控射流。在实践中，在给定时间工作时，可能存在对应于多于两个腔室202(来自该多于两个腔室202的纤维材料必须被混合)的多于两个喷嘴208。来自喷嘴208的压缩气态流体的受控射流导致从对应腔室202排出纤维材料，并且将所排出的纤维材料被散布到混合腔室204中，从而导致来自容纳在喷嘴提供气态流体的射流的腔室202中的不同批次的纤维材料混合。

在一个方面中，来自喷嘴208的加压气态流体的受控射流可以短持续时间地爆发，并且它们的持续时间和/或频率可以被改变以实现从对应腔室202排出纤维材料的期望速率。因此，可以在一时间段内从不同腔室202中排出预定量的纤维材料，以获得所需比率的来自存储在不同腔室202中的不同批次的不同类型的纤维材料。可以理解，也可以将一种类型的纤维材料存储在多于一个的腔室202中，并且从这些腔室中排出的材料的总和可以确定该材料在最终混合物中的比率。

在一个方面中，该设备可以包括控制装置，以便于控制来自与不同腔室202相关联的不同喷嘴208的加压气态流体的受控射流。这包括控制爆发的持续时间和频率，以实现从对应腔室202排出所需量的纤维材料。

如对本领域技术人员显而易见的，填充在不同腔室202中的纤维材料可能包括许多未开松的纤维团块/簇，需要对这些未开松的纤维团块/簇进行开松以确保清洁和适当混合不同材料的纤维。空气射流可通过直接撞击并穿透这些纤维团块而与纤维材料的簇/团块相互作用，从而将纤维材料散布到更大的空间以对团块进行开松，或者可以通过由于流过纤维团块的压缩空气的牵引作用而从团块中拉出纤维来相互作用。在任一情况下，空气射流的爆发的作用同时导致在从腔室202排出材料同时使纤维材料开松并散布纤维材料。因此，所提出的用于利用纤维材料对腔室进行受控和定向填充的方法还提供了纤维材料的分离，从而导致了由纤维捕获的任何异物都被疏松掉，从而导致纤维材料的清洁。

在一个方面中，加压气态流体可以是空气或者空气和气体的混合物。在一个实施方式中，所使用的气态流体可以是空气，其容易获得并且压缩便宜。特别地，用于压缩空气的装备是容易获得的，并且通常是诸如用于棉包开松机器之类的开清棉设施的一部分。因此，加压气态流体的源可以是外部源，诸如开清棉设施的压缩空气源，或者可以内置在设备200中。在另选实施方式中，加压气态流体的源可以是外部源和内置源的组合。

本公开的一个方面涉及一种用于将纤维材料从多个腔室选择性地注入到单个腔室中以混合不同批次/类型的纤维材料的方法。如图3所示，用于将纤维材料从多个腔室选择性地注入到单个腔室中的方法300的步骤302可以是提供混合腔室，诸如图2a和图2b所示的混合腔室204，在混合腔室中，混合不同批次/类型的纤维材料。方法300的步骤304可以是提供多个腔室(诸如图2a和图2b中所示的腔室202)，使得这些腔室202邻近混合腔室204定位，在这些腔室中，容纳不同类型/批次的纤维材料。另外，各个腔室202设置有位于各个腔室202中的开口，诸如图2a和图2b中所示的开口206，这些开口通向混合腔室204。

在一个方面中，方法300在步骤306可以包括提供多个喷嘴，诸如图2a和图2b中所示的喷嘴208，这些喷嘴邻近开口206定位；并且步骤308可以包括从与多个腔室202中的至少两个腔室相关联的喷嘴208生成加压气态流体的受控射流。在一个方面中，加压气态流体的射流导致从对应腔室202中排出纤维材料并且将所排出的纤维材料散布到混合腔室204中，从而将来自容纳在至少两个腔室中的不同批次的纤维材料混合。

在一个方面中，所提出的方法300还可以包括控制加压气态流体的射流以产生短持续时间的爆发的步骤，短持续时间的爆发使得能够对纤维材料进行开松并且将经开松的纤维散布到混合腔室204中。

在一个方面中，所提出的方法还可以包括控制加压气态流体的射流的持续时间和频率的步骤，以从不同腔室202中排出预定量的纤维材料，从而获得不同比率的来自不同批次的纤维材料。

因此，所提出的用于将纤维材料从多个腔室选择性地注入到单个腔室中以混合不同批次/类型的纤维材料的方法300和设备200通过用受控的压缩空气爆发代替刺辊克服了传统方法和机器的缺点。受控的压缩空气的爆发能够排出预定量的不同类型/批次的材料，以提供所需比例的混合物，并且还可以分离纤维材料，从而导致由纤维捕获的任何异物都被疏松掉，从而可以清洁纤维材料并且更好地混合分离的纤维。

尽管前述内容描述了本发明的各种实施方式，但是在不脱离本发明的基本范围的情况下，可以设计本发明的其它和进一步的实施方式。本发明的范围由所附权利要求书确定。本发明不限于所描述的实施方式、版本或示例，包括所描述的实施方式、版本或示例是为了使本领域普通技术人员能够在与本领域普通技术人员可获得的信息和知识相结合时制造和使用本发明。

发明优点

本公开改进了纺纱厂中的开清棉工艺。

本公开提供了一种将纤维材料从多个腔室选择性地注入到单个腔室中的方法以及用于实现所提出的方法的设备，该方法不会引起纤维的断裂。

本公开提供了一种将纤维材料从多个腔室选择性地注入到单个腔室中的方法以及用于实现所提出的方法的设备，该方法不会由于纤维的断裂而不利地影响纤维材料的价值。

本公开提供了一种将纤维材料从多个腔室选择性地注入到单个腔室中的方法，以及用于实现所提出的方法的机器，该方法不使用引起纤维断裂的刺辊。

本公开提供了一种将纤维材料从多个腔室选择性地注入到单个腔室中的方法和设备，该方法和设备另外有助于对纤维材料簇进行开松，而不会不利地影响纤维材料的价值。