TWI828657B - 開包機的取出臂及開包方法 - Google Patents

Abstract

本發明涉及一種用於開包機（1）的取出臂（6）、一種開包機以及一種用於從纖維包（2）中取出纖維絮（10）的方法。取出臂（6）具有殼體（15）、至少一個具有軸向長度（16）的取出單元（7）和按壓元件（17）。按壓元件（17）經由負載感測器（21）連接到殼體（15）。

Description

開包機的取出臂及開包方法

本發明涉及一種用於從纖維包中取出纖維絮的用於開包機(bale openers)的取出臂，該取出臂具有殼體、分離輥和按壓元件，並且涉及一種開包機以及一種用於使用開包機從纖維包中取出纖維絮的方法。

包取出機(Bale take-off machines)或開包機用於從壓制纖維包中提取纖維或纖維絮。為此，將取出單元移動穿過纖維包。取出單元緊固到取出臂，取出臂的高度根據存在的纖維包設定。取出臂又安裝在取出塔上。取出塔允許取出單元移動穿過待剝離纖維包的表面。為此，取出塔位於底盤或旋轉框架上。通常在軌道上引導的底盤可用於移動穿過一排包。如果纖維包圍繞取出塔佈置成圓形，則將取出塔安裝在旋轉框架上。當纖維或纖維絮在一個方向上從第一排纖維包中提取並且在相反方向上從第二排纖維包中提取時，存在底盤和旋轉框架的組合。

開包機位於紡紗準備(清花車間)中用於加工纖維材料，例如棉花或合成纖維或其混合物的加工線的開始處，並且對紡紗準備內的序列的連續性具有決定性影響。在開包機中，成包輸送的纖維材料通過取出纖維絮從包中提取，並被轉移到氣動運輸系統。氣動運輸系統將纖維絮通過管道運載到下游清洗機。

在現今常見的開包機中，取出臂安裝在取出塔上，以便可垂直調節。垂直調節通過鏈傳動裝置、皮帶傳動裝置或主軸驅動裝置進行，在這些傳 動裝置處提升或降低取出臂。設置各種感測器以用於確定取出臂相對于纖維包的表面的位置。包含在取出臂中的取出單元的取出性能由取出臂相對于纖維包的表面的位置引起。

從現有技術中已知用於取出臂、並因此用於取出性能的控制器的各種設計。例如，EP 2 322 701 A1公開一種開包機，該開包機以優選恒定的取出力控制取出過程。調節取出單元的驅動馬達的扭矩和取出臂的高度調節的扭矩。此外，還應考慮校正因素，諸如纖維包的高度和組成。該方法的缺點在於，由於各種部件的調整值，在實際不知道取出力的情況下得出關於取出力的結論。由於隨著時間的推移改變操作條件或者提供新的纖維包，在沒有校正係數的調整的情況下，系統為不可靠的。

EP 3 009 539 A1公開一種開包機，其中使用負載感測器測量取出臂的重量。當取出臂停留在纖維包上時，其重量減輕，或者甚至取出臂被提升。取出臂包含取出單元，通常為一個或多個分離輥以及相關的驅動單元，致使取出臂的總重量大於500kg，即使對於相當小的系統也是如此。這種重量減輕等於纖維包上的取出臂的支承力。這種設計的缺點在於，取出臂的提升運動的操作條件在延長的操作時期內改變。例如，由於負載感測器集成到取出臂的提升機構中，並且因此也連接到取出塔，所以由於取出臂的引導件的磨損或在取出塔的底盤中發生振動而引起測量誤差。

本發明的目的為提供一種具有取出臂的開包機，該取出臂允許取出臂的可靠、直接可控制的垂直調節和定位，而不受取出臂設計的影響。本發明的另一個目的為提供一種用於使用開包機從纖維包中可靠地控制纖維絮的取出量的方法。

該目的通過獨立權利要求的特性部分中的特徵來實現。

為了實現該目的，提出一種用於從纖維包中取出纖維絮的用於開包機的取出臂的依賴於力的垂直調節。取出臂具有殼體、至少一個具有軸向長度的分離輥和按壓元件。按壓元件經由負載感測器連接到殼體。僅經由負載感測器確保將按壓元件緊固到殼體並且因此緊固到取出臂。按壓元件安裝在取出臂上，使得當取出臂降低到纖維包上時，按壓元件接觸纖維包。在按壓元件與纖維包的表面初始接觸之後進一步降低取出臂時，通過取出臂的固有重量將按壓元件壓到纖維包上。由於按壓元件經由負載感測器連接到取出塔的殼體，由於纖維包的支撐而致使的取出臂的固有重量的減小經由負載感測器記錄。可通過負載感測器適當地測量取出臂作用在纖維包上的接觸力。已經示出，使用四個負載感測器以補償傾斜位置為有利的。由於纖維包的表面不形成相對於按壓元件的均勻或平行的平面，因此由按壓元件施加在纖維包上的實際支承力在按壓元件上的所有位置處不相等。然而，當使用多個負載感測器時，這種情況由評估單元補償，並且可確定接觸力，該接觸力獨立於取出臂或按壓元件的位置。另外，通過直接測量按壓元件上的接觸力來排除對提升機構或取出臂的引導件的影響。

所謂的力換能器的各種設計可用在負載感測器中。例如，已知力換能器的使用，其中力作用在彈性彈簧體上並使其變形。使用電阻隨應變而變化的應變計將彈簧體的變形轉換為電壓的變化。經由測量放大器記錄電壓，並且因此記錄應變的變化。基於彈簧體的彈性屬性，該值可轉換為測量的力值。彎曲梁、環形扭轉彈簧或其他設計用作彈簧體。在另一種負載感測器設計中，使用壓電陶瓷元件。由於壓電材料的定向變形，微觀偶極子在壓電晶體的晶胞內形成。對晶體的所有晶胞中的相關電場求和得到宏觀可測量的電壓，該電壓可被轉換為測量的力值。負載感測器為現有技術中已知的，並且目前廣泛用於力和重量測量。

按壓元件有利地設計為具有壓緊板的格柵，並且取出單元設計為具有取出齒的分離輥。格柵位於分離輥下方，並且分離輥通過格柵與取出齒接 合。安裝在分離輥下方的格柵代表與纖維包的表面的實際接觸點。在取出塔的行進方向上安裝在格柵上的壓緊板用於在取出塔的行進運動期間，並因此在取出臂的行進運動期間，將豎立在纖維包的表面上的纖維絮引導在格柵下方。為此目的，壓緊板被斜向上引導遠離柵格。對於可在兩側上使用的分離輥，相應的壓緊板安裝在格柵的兩側上。壓緊板與格柵一起形成按壓元件。分離輥的取出齒通過格柵接合，並且由於分離輥的旋轉運動而從纖維包的表面提取纖維絮。由於分離輥的旋轉運動，取出齒通過纖維包移動，並且因此不協助將取出臂支撐在纖維包上。

格柵有利地具有至少對應於分離輥的軸向長度的長度，分離輥在該軸向長度上設置有取出齒。因此，柵格還具有防止取出齒從纖維包中撕裂過大的纖維絮的功能。格柵的長度以及因此壓緊板的長度確保由格柵和壓緊板形成的按壓元件在分離輥的整個軸向長度上停留在纖維包上。結果為纖維包的表面上的均勻取出。

在一個替代實施例中，按壓元件設計為引導板。在具有不停留在纖維包的表面上的柵格的取出單元的一種設計中，引導板代表取出臂和纖維包之間的接觸，並且經由負載感測器適當地連接到取出臂以用於測量接觸力。在這種情況下，格柵僅用於防止取出齒從纖維包中撕裂過大的纖維絮。

在另一替代實施例中，按壓元件被設計為多個導軌，所述多個導軌位於柵格下方並且在纖維包上滑動。格柵本身不會停留在纖維包上。導軌又經由負載感測器安裝在取出臂上。可將必要的壓緊板緊固到導軌，以避免由於纖維絮在纖維包的表面上的分離輥的區域中行進進入而引起接觸力的不正確測量。導軌也可設計為覆蓋分離輥的軸向長度的一部分的格柵。在這種情況下，僅在沒有定位部分柵格形式的導軌的位置處，柵格設置在導軌和分離輥之間。

在另一替代實施例中，按壓元件被設計為至少一個具有軸承護罩的按壓輥，並且負載感測器位於按壓輥的軸承護罩上。代替引導板，使用按壓 輥來確保纖維包的表面在取出單元下方的行進進入。當取出臂移動穿過纖維包時，在取出單元與表面接合之前，通過按壓輥使纖維包的表面均勻。

用於從纖維包中分離金屬雜質的磁體有利地安裝在按壓元件上。磁體將沿著取出單元的整個軸向長度設置在壓緊板上。磁體可安裝為多個單獨的磁體或者安裝為在整個長度上延伸的條形磁體。在現有技術中經常使用箔形式的條形磁體。由於磁體，即使在從纖維包中提取纖維絮之前，也可以保留可能在取出單元上或在後續加工階段中造成損壞的金屬雜質。例如，可在一排纖維包的末端提供磁體的清潔。可通過手或通過自動清潔裝置進行清潔。當使用條形磁體時，也可以很容易地用新的清潔條替換使用過的條。作為磁條的替代，可使用磁滾筒。磁滾筒可安裝在按壓元件的兩側上，或者也可安裝在取出臂上。磁滾筒可具有自清潔系統；例如，在取出臂旋轉期間，當方向改變時，磁體在遠離纖維包的位置被去啟動，並且以這種方式清潔滾筒。

還提出一種具有根據以上描述的取出臂的開包機。

為了實現進一步的目的，提出一種用於使用開包機從纖維包中取出纖維絮的方法，該開包機具有帶有殼體、至少一個分離輥和按壓元件的取出臂。通過對位於按壓元件和殼體之間的負載感測器的評估，連續地測量在纖維包上的取出臂的接觸力。

通過使用負載感測器，可以使取出塔在特定壓力下移動穿過纖維包的表面。經由負載感測器可確定取出臂在纖維包上的接觸力。將取出臂與緊固到其的按壓元件一起降低到纖維包的表面上，直到經由負載感測器確定一定的負載。負載對應于接觸力，利用該接觸力，位於取出臂上的按壓元件被壓到纖維包的表面上。將按壓元件壓到纖維包上的壓力、取出單元的狀態和工作速度以及取出臂被引導穿過纖維包的取出塔的行進速度基本上確定取出量。現在，開包機的取出量可直接受到接觸力的直接測量和取出臂的提升機構的相關控制的影響。由於纖維包不能通過取出操作均勻地剝離的事實，因此在各個纖 維包之間或還在纖維包內產生高度差。如果纖維包表面的水準現在增加，則接觸力也增加。這由負載感測器記錄，並且控制可通過適當地提升取出臂來回應。

通過校準，有利地通過測量由於按壓元件的固有重量而作用在負載感測器上的力來確定接觸力的零值。在遠離纖維包的表面的取出臂的位置中，通過將按壓元件緊固到取出臂的殼體，通過按壓元件的固有重量將負載感測器置於負載下。如果現在將取出臂降低到纖維包上，則負載感測器最初通過按壓元件的固有重量的大小來減輕負載。然而，負載的減輕產生纖維包的表面上的壓力，這在確定軸承壓力時必須考慮。

1:開包機

2:纖維包

3:取出塔

4:底盤

5:軌道

6:取出臂

7:取出單元

8:輸送通道

9:通道蓋

10:纖維絮

11:旋轉運動

12:行進運動

13:移動

14:纖維絮運輸系統

15:殼體

16:軸向長度

17:按壓元件

18:安裝件

19:壓緊板

20:格柵

21:負載感測器

22:分離輥

23:取出齒

24:按壓輥

25:軸承護罩

26:磁體

F:接觸力

下面基於示例性實施例並參考附圖更詳細地解釋本發明，附圖示出以下：〔圖1〕以正視圖示出開包機的示意圖；〔圖2〕以俯視圖示出開包機的示意圖；〔圖3〕以局部視圖示出根據本發明的取出臂的第一實施例的示意圖；〔圖4〕示出根據圖3的位置X-X處的示意性剖視圖；〔圖5〕以局部視圖示出根據本發明的取出臂的第二實施例的示意圖，以及〔圖6〕示出根據圖5的位置Y-Y處的示意性剖視圖。

圖1和圖2示出根據現有技術的用於從纖維包2中取出纖維絮10的開包機1的示意圖。圖1以正視圖示出開包機1，並且圖2以俯視圖示出開包機1。開包機1基本上由取出塔3和取出臂6組成。取出臂6緊固到取出塔3的一側，並穿過纖維包2自由伸出。取出塔3配備有底盤4。取出塔3借助於底盤4在軌道5上沿 著纖維包2移動。由於該行進運動12，安裝在取出塔3上的取出臂6被引導穿過纖維包2的表面。取出單元7位於取出臂6中。取出單元7從纖維包2中去除纖維絮10。纖維絮10通過取出臂6和取出塔3被帶到輸送通道8。輸送通道8以及由此從取出單元7到輸送通道8的輸送路徑處於某一負壓下，該負壓用於將纖維絮10從取出單元7通過輸送通道氣動輸送到氣動纖維絮運輸系統14中。輸送通道8通過通道蓋9在取出塔3和纖維絮運輸系統14之間關閉。在取出塔3的行進運動12期間，通道蓋9滾動打開和關閉，使得由於取出塔3的行進運動12而連續變化的輸送通道8以其有效長度由通道蓋9關閉。

將取出臂6緊固到取出塔3具有高度可調節的設計，使得可連續地剝離纖維包2。取出臂3的移動13用於確保纖維絮10從纖維包2的表面均勻地取出。當具有其行進運動12的取出塔3已經行進穿過所有纖維包2時，可顛倒取出塔3的行進運動12的方向。當在輸送通道8的兩側上設置纖維包2用於取出時，由於旋轉運動11，取出塔可將取出臂6旋轉到輸送通道9的另一側。

圖3以局部視圖示出根據本發明的取出臂6的第一實施例的示意圖，並且圖4示出根據圖3的位置X-X處的示意性剖視圖。取出臂6具有殼體15和位於殼體15內的取出單元7。取出單元7被設計為具有軸向長度16的分離輥22，並且其中取出齒23位於其軸向長度16上的表面上。取出齒23可設計為單獨的齒，或者設計為齒盤的形式。由安裝件18、壓緊板19和格柵20構成的按壓元件17位於殼體15的下方。按壓元件17的長度超過分離輥22的軸向長度16，以便用於纖維包2在其整個範圍內適當地行進穿過。基於圖1和圖2中的開包機1的圖示設計，在每種情況下示出壓緊板19，其對應於格柵20兩側上的可能的行進運動12。壓緊板19連接到柵格20，並且與柵格20一起安裝在安裝件18上。安裝件18又緊固到負載感測器21，負載感測器21固定到取出臂6的殼體15。因此，按壓元件17僅經由負載感測器21聯接到取出臂6的殼體15，而無需進一步連接。圖4還示出待剝離的纖維包2，取出臂6經由按壓元件17向纖維包2施加接觸力F。由於纖維包2的不規則高度，接觸力F不必均勻地分佈在按壓元件17的整個表面區域 上。然而，通過四個負載感測器21的佈置來補償接觸力F的不均勻分佈。接觸力F越大，待剝離的纖維包2的上部被壓縮得越強，並且通過分離輥22的取出齒23與纖維包2的接合實現更高的取出性能。取出齒23進入纖維包2中的實際穿透深度由停留在纖維包的表面上的格柵20確定。需要調節格柵20和分離輥22之間的距離，以便調節取出齒23進入纖維包2中的接合深度。

圖4還示出壓緊板19上用於分離金屬顆粒的磁體26。位於纖維包2的表面上的金屬顆粒由磁體保持，並且因此不會進入取出齒23的區域。

圖5以局部視圖示出根據本發明的取出臂的第二實施例的示意圖，並且圖6示出根據圖5的位置Y-Y處的示意性剖視圖。該取出臂6具有殼體15和位於殼體15內的取出單元7。取出單元7被[設計]為具有軸向長度16的分離輥22，並且其中取出齒23位於其表面上。取出齒23可設計為單獨的齒，或者設計為齒盤的形式。由安裝在軸承護罩25中的按壓輥24和格柵20構成的按壓元件17位於殼體15下方。按壓元件17的長度超過分離輥22的軸向長度16，以便用於纖維包2在其整個範圍內適當地行進穿過。基於圖1和圖2中的開包機1的圖示設計，在每種情況下示出加壓輥24，其對應於格柵20兩側上的可能的行進運動12。格柵20同樣安裝在軸承護罩25上。軸承護罩25又緊固到負載感測器21，負載感測器21固定到取出臂6的殼體15。因此，按壓元件17僅經由負載感測器21聯接到取出臂6的殼體15，而無需進一步連接。圖6還示出待剝離的纖維包2，取出臂6經由按壓元件17和按壓輥24向纖維包2施加接觸力F。由於纖維包2的不規則高度，接觸力F不必均勻地分佈在兩個按壓輥10或其軸向長度上。然而，通過四個負載感測器21的佈置來補償接觸力F的不均勻分佈。接觸力F越大，待剝離的纖維包2的上部被按壓輥24壓縮得越強，並且通過分離輥22的取出齒23與纖維包2 的接合實現更高的取出性能。取出齒23進入纖維包2中的實際穿透深度由停留在纖維包2的表面上的格柵20確定。需要調節格柵20和分離輥22之間的距離，以便調節取出齒23進入纖維包2中的接合深度。

1‧‧‧開包機

2‧‧‧纖維包

3‧‧‧取出塔

4‧‧‧底盤

5‧‧‧軌道

6‧‧‧取出臂

7‧‧‧取出單元

8‧‧‧輸送通道

9‧‧‧通道蓋

10‧‧‧纖維絮

12‧‧‧取出塔的行進運動

13‧‧‧取出臂的移動

14‧‧‧纖維絮運輸系統

Claims (9)

1. 一種開包機的取出臂，用於從纖維包(2)中取出纖維絮(10)，所述取出臂(6)其具有殼體(15)、至少一個具有軸向長度(16)的取出單元(7)和按壓元件(17)，其中所述取出單元(7)設計為具有取出齒(23)的分離輥(22)，其中所述按壓元件(17)係設置在該取出臂(6)，使得該按壓元件(17)在該取出臂(6)低於所述纖維包(2)時得以和該纖維包(2)接觸，其特徵在於該按壓元件(17)係設計成具有壓緊板(19)的格柵(20)或引導板或至少一按壓輥(24)，且該按壓元件(17)經由負載感測器(21)連接到所述殼體(15)。
2. 依據申請專利範圍第1項所述之開包機的取出臂，其中，所述按壓元件(17)設計為具有所述壓緊板(19)的所述格柵(20)，並且所述格柵(20)位於所述分離輥(22)下方，並且所述分離輥(22)通過所述格柵(20)與所述取出齒(23)接合。
3. 依據申請專利範圍第1項所述之開包機的取出臂，其中，所述格柵(20)的長度至少對應於所述分離輥(22)的所述軸向長度(16)，在所述軸向長度上所述分離輥(22)設置有所述取出齒(23)。
4. 依據申請專利範圍第3項所述之開包機的取出臂，其中，所述壓緊板(19)在所述格柵(20)的所述整個長度上設置在所述格柵(20)的兩側上。
5. 依據申請專利範圍第2項所述之開包機的取出臂，其中，所述按壓元件(17)設計為具有軸承護罩(25)的所述至少一按壓輥(24)，並且所述負載感測器(21)位於所述至少一按壓輥(24)的所述軸承護罩(25)上。
6. 依據前述申請專利範圍第1項至第5項任一項所述之開包機的取出臂，其中，用於從所述纖維包(2)中分離金屬雜質的磁體(26)安裝在所述按壓元件(17)上。
7. 一種具有依據前述申請專利範圍第1項至第5項任一項所述的取出臂(6)的開包機(1)。
8. 一種開包機的開包方法，係使用開包機(1)從纖維包(2)中取出纖維絮(10)的方法，其中所述開包機(1)具有依據前述申請專利範圍1-6任一項的取出臂(6)，其特徵在於，所述按壓元件(17)在所述纖維包(2)上的接觸力(F)係由將按壓元件(17)連接到所述殼體(15)的負載感測器(21)作連續測量。
9. 依據申請專利範圍第8項所述之開包機的開包方法，其中，通過校準，通過測量由於所述按壓元件(17)的所述固有重量而作用在所述負載感測器(21)上的力來確定用於所述接觸力(F)的零值。