在線式測試棉花回潮率的取樣壓縮機構的製作方法

2023-05-06 21:21:01

專利名稱：在線式測試棉花回潮率的取樣壓縮機構的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種在線加工棉花時分析棉花回潮率的測試儀器，具體涉 及一種在線式測試棉花回潮率的取樣壓縮機構。
背景技術：
棉花的回潮率是棉花加工過程中影響加工質量和效率的重要因素之一。實踐
證明只有棉花回潮率控制在6.5% 8.0%時，生產設備運行最正常，纖維斷裂率 最低，產量最高，皮棉品質最好。為了使籽棉或皮棉的回潮率符合要求，棉花 加工生產線上往往配備棉花烘乾和加溼設備，同時也需要一種在線實時檢測棉 花回潮率的儀器用於指導烘乾或加溼程度，可以實現對棉花加工過程中棉花水 分的動態實時精確控制。
目前，普遍採用的棉花水分測試儀器均採用的是電測法原理，就是根據棉花 回潮率的不同會使棉花的導電性能不同，根據棉花回潮率和導電性之間的關係 間接獲得棉花的回潮率。這種測試方式不傷棉花，速度快且經濟實用。但是這 種測試方式必需要求被測棉花達到並保持足夠的密度，這就必需有一種對被測 樣品進行壓縮的機械機構，又因為這種測試是在生產線上安裝並自動運行的， 因此這種機械裝置還必需具備自動獲得和釋放被測樣品的功能，而且也必需適 應生產線多個工藝位置，特別是籽棉烘乾、加溼前後以及皮棉加溼前後工藝位 置的安裝。在國內這種安裝於生產線上的棉花水分自動測試裝置並不多，公開 的資料表明，R. K.拜勒和W. S.安東尼在中國專利ZL95194893. 8號中描述了一種 用於安裝於棉花輸送管道內的能夠圍繞一根軸進行180°旋轉的機械機構，這種 機構可以實現對輸送管道內的棉花取樣、壓縮和釋放的動作。該機構從形式上 看比較簡單，但為了保證足夠的壓力(該發明專利描述壓力範圍為1 6psi)， 這種旋轉裝置的驅動裝置必需輸出足夠的力矩，無論是採用電機、擺動氣缸還 是其它驅動形式，其結構都將比較複雜和笨重，其成本也相對較高。另外在棉 花低速流動的通道(例如儲棉箱)內，這種裝置不太實用，主要原因是棉花流動 速度變化很大，有時可能會儲滿棉花以至棉花流速變得很低，被棉花包圍的旋 轉板其轉動動作將受影響不能順利地釋放棉樣，或者旋轉板的旋轉速度與棉花 流速不能很好匹配而影響獲取棉樣效果。還有其它一些專利，如中國專利 ZL200420026642. 0號中描述了 一種棉花打包機上的水分測試裝置；專利CN92219463.7號中描述了一種棉花水分自動檢測儀，其中介紹了一種餵花輥型 電極結構的自動水分測試裝置等等。但這些專利所描述的測試裝置一般都是安 裝於特定設備上的，利用該設備本身的某種動作實現取棉、壓縮等操作。其本 身不具有完整的取棉、壓縮、釋放被測樣品的功能，局限於特定設備，不適合 生產線多點位安裝，特別是在烘乾、加溼前後工藝位置的安裝，無法指導所有 烘乾、加溼設備，實現對棉花加工過程中棉花水分的動態實時精確控制。
實用新型內容
本實用新型為了解決現有技術中的不足之處，提供了一種在線式測試棉花 回潮率的取樣壓縮機構，該壓縮機構可滿足生產線多種工藝位置的安裝要求， 能夠實現生產線上棉花的自動取樣、壓縮、測量和釋放動作，適用於輸棉管道 的高流速環境和儲棉箱等的低流速通道甚至靜態環境中對幾乎所有加工工序前 後的棉花回潮率進行測試。
為解決上述技術問題，本實用新型採用如下技術方案在線式測試棉花回 潮率的取樣壓縮機構，包括取樣壓縮板、傳動件和驅動件，取樣壓縮板與驅動 件通過傳動件傳動連接。取樣壓縮板為一矩形金屬板製成，其所用材料可為鐵
或鋁合金，但也可用其它材料，優選的方案是採用厚度5mm的冷軋鋼板。
所述取樣壓縮板一端與一傳動件前端轉動連接，另一端設有滑槽，另一個 傳動件前端與滑槽滾動配合連接，兩個傳動件的後端分別與一個驅動件傳動連接。
所述傳動件前端與取樣壓縮板中部通過扭轉彈簧轉動連接，傳動件的後端 與驅動件傳動連接。
所述傳動件為近似U形結構的杆件。傳動件是連接取樣壓縮板和驅動件的 金屬杆，其形狀類似U形，但也可以為其它形狀，關鍵是能夠帶動取樣壓縮板 運動，傳動件和取樣壓縮板之間採用可轉動或滑動的連接方式，以便使在傳動 件上下移動時帶動取樣壓縮板圍繞其連接點作一定角度的旋轉，旋轉角度在0 °到70°之間，典型值為0。到30° 。
所述驅動件為氣缸，氣缸內設有活塞杆，活塞杆與U形傳動件的後端底部 鉸接，U形傳動件的前端均相對彎折設置，彎折部分與取樣壓縮板配合連接。 驅動件是一種能提供直線往復運動的動力機構的總體，可以是電動推桿、氣缸 或其它能實現其功能的類似機械機構，優選方案是採用活塞式氣缸，在高壓氣體的作用下，活塞帶動活塞杆做直線運動，從而實現對外部機構的驅動，運動 方向可以通過電磁閥控制高壓氣體對氣缸活塞的作用方向實現。
所述傳動件和驅動件可以分別使用兩組，用於分別驅動取樣壓縮板兩端做直 線往返運動；也可以採用一組傳動件和驅動件，傳動件連接於取樣壓縮板中部， 取樣壓縮板和傳動件連接位置安裝扭轉彈簧，取樣壓縮板靠扭轉彈簧力保持一 定傾角，在壓縮受力時其傾角會發生變化。
所述傳動件安裝方式是穿過輸棉管道管壁， 一端連接取樣壓縮板，另一端連 接驅動件。在驅動件帶動傳動件的運動下，取樣壓縮板兩端可以分別做上下移 動，從而使其呈現不同夾角或位移。
在棉花輸送管道內安裝時，安裝位置處管道應為方形截面，取樣壓縮板和部 分傳動件深入管道內，傳動件穿過管壁底部，驅動件在輸棉管道外面。作為測 量用的電極板安裝於管壁底部即取樣壓縮板的下方。在控制電路的作用下，驅 動件和傳動件帶動取樣壓縮板兩端上下運動。首先最初的狀態是取樣壓縮板緊 貼於管壁底部呈水平放置，然後是取樣壓縮板迎向棉花流動方向的一端向上運 動，使取樣壓縮板與管道底部之間成一夾角空間，夾角大小在20。至70°之間， 典型的夾角是30。，流動的棉花由於取樣壓縮板的阻擋而落入該夾角內實現取 棉動作，當夾角空間擠滿棉花時取樣壓縮板抬起的一端落下使夾角空間變小， 從而實現對夾角空間內的棉花的壓縮動作，由於測量棉花導電性能的電極板位 於管道內壁底部取樣壓縮板下方，因此壓縮的棉花緊貼於測量電極板上形成一 定密度的測量面可以實現回潮率的測量，其測量電路的結構和測量方法可以使 用傳統電路和方法。在測量完畢後控制取樣壓縮板兩端均向上抬起，使取樣壓 縮板與管道底部之間形成一個兩端開放的空間，被壓縮的棉花在輸棉管道氣流 的作用下流走達到釋放棉樣的目的，最後取樣壓縮板兩端落下，完成一個測量 周期。
本實用新型提供了另外一個實例，與上述實例不同的地方是該實例採用一 組驅動件和傳動件，傳動件連接於取樣壓縮板中部，取樣壓縮板與傳動件連接 位置安裝扭轉彈簧，取樣壓縮板靠扭轉彈簧力保持一定傾角，在壓縮受力時其 傾角會發生變化。首先在初始狀態下取樣壓縮板靠扭轉彈簧的作用與管壁底部 呈一個夾角，夾角大小在20。至70°之間，典型值為30。，夾角開口迎向棉花 流動方向，以使流動的棉花受取樣壓縮板阻擋而落入夾角內，取棉取樣壓縮板與管壁底部保持一定距離，典型值5cm，因此夾角空間形似漏鬥形狀，但由於出 口較小，棉花會堵塞於夾角空間內實現獲取棉樣的操作，當夾角空間內充滿棉 花時驅動件和傳動件帶動取樣壓縮板向管壁底部運動，取樣壓縮板受被壓縮棉 花反作用力的影響克服扭轉彈簧作用力而使其與管壁底部夾角變小，空間也變 小，從而實現對棉樣的壓縮動作；壓縮動作完成後被壓縮的棉花緊貼與電極板 上可以進行回潮率的測量，最後取樣壓縮板抬起，被壓縮成薄餅狀的棉樣厚度 會小於3釐米以下，而可以從漏鬥形空間流走，從而完成釋放棉樣的動作。
採用上述結構及技術方案，本實用新型不僅可以安裝於水平管道內，也可以 安裝於垂直的管道內，管道內的棉花可以是向左、向右、向上或向下流動，不 同的只是根據棉花的流動方向而使壓縮機構的安裝方向有所不同，但工作方式 完全相同。本實用新型也可以安裝於儲棉箱內(如籽棉控制箱內的儲棉空間)， 在儲棉箱內棉花流動的特點是靠重力下落，當儲棉箱內棉花積存量大而埋沒壓 縮機構時，棉花流過該機構的速度很慢；當儲棉箱內棉花積存量小甚至不積存 棉花時流過壓縮機構的棉花呈自由落體形式。與輸棉管道不同的之處是棉花流 速慢而且不均勻，流動方向是向下的，可以把儲棉箱體看作是一種較大截面積 的管道，其工作方式與輸棉管道內完全相同。驅動件優選方案是採用氣缸，氣 缸動作速度快，而且高壓空氣壓力保持穩定時其驅動力大小穩定，根據經驗保 障取樣壓縮板對棉花的壓力在70 420g/cm2是合適的。另外使用氣缸控制的另 一原因是考慮生產線多點位安裝時，可共用一臺空氣壓縮機作為高壓工作氣體 的生成源以降低成本。本實用新型安裝結構簡單、對驅動件要求低，其實現成 本也低廉位置靈活，可以實現大容量多通道的測試，可以實現全部生產加工環 節棉花回潮率動態自動監測，可以用於指導棉花水分調節設備(烘乾機、加溼 機等)的工作。

圖1是本實用新型實施例一使用狀態結構示意圖； 圖2是圖1的A—A向剖視圖3是本實用新型實施例一獲取棉花狀態結構示意圖； 圖4是本實用新型實施例一壓縮棉花狀態結構示意圖； 圖5是本實用新型實施例一釋放棉花狀態結構示意圖； 圖6是本實用新型實施例二使用狀態結構示意圖；圖7是圖6的B—B向剖視圖8是本實用新型實施例二獲取棉花狀態結構示意圖； 圖9是本實用新型實施例二壓縮棉花狀態結構示意圖； 圖IO是本實用新型實施例二釋放棉花狀態結構示意圖。
具體實施方式

實施例一採用雙驅動件和雙傳動件的結構方式，其結構如圖1和圖2所 示(圖1和圖2是水平輸棉管道內的安裝方式，但本實施例並不局限於水平管
道內安裝，也可以安裝於垂直管道或儲棉箱體內。)，包括取樣壓縮板2、傳動件 3-A和傳動件3-B、氣缸4-A和氣缸4-B;取樣壓縮板2位於截面為矩形的輸棉 管道1內，取樣壓縮板為20cmX30cm的矩形金屬板，傳動件3-A和傳動件3-B 均穿過輸棉管道1底部，氣缸4-A和氣缸4-B在輸棉管道1外部，傳動件3-A 和傳動件3-B分別與氣缸4-A和氣缸4-B的活塞杆15-A和活塞杆15-B鉸接。 傳動件3-A和傳動件3-B形狀近似U形且上端相對彎折設置(傳動件3-A和傳 動件3-B的具體形狀並不關鍵，關鍵是能實現其所具備的功能。)，與取樣壓縮 板2的連接位置在取樣壓縮板2的兩側，傳動件3-A和傳動件3-B上端彎折部 分分別安裝有軸承7-A和軸承7-B，取樣壓縮板2可以繞連接點轉動一定角度。 在取樣壓縮板2 —端設置有滑槽6;傳動件3-A上端的軸承7-A與滑槽6滾動連 接，在氣缸4-A和氣缸4-B的相互配合作用下，傳動件3-A和傳動件3-B可以 上下直線運動，帶動取樣壓縮板兩端上下運動；用於測量用的電極板5安裝於 輸棉管道1的內壁上，在取樣壓縮板2下方位置；氣缸4-A和氣缸4-B固定支 撐在支架9上。
具體工作過程如下在初始狀態如圖1和圖2，氣缸4-A和氣缸4-B的活塞 杆15-A和活塞杆15-B處於收縮位置，取樣壓縮板2緊貼輸棉管道1的底部， 圖3是獲取棉樣狀態示意圖，在這個狀態氣缸4-A帶動傳動件3-A向上運動， 移動距離約15cm，使取樣壓縮板2面向棉花流入方向張開30。角形成一個三角 形空間(30°夾角只是個典型數值，這裡夾角大小也可以是20° 70°內的任 一數值。)，流動的棉花受取樣壓縮板2的阻擋而落入此三角形空間內。獲取棉 樣後開始對棉樣進行壓縮，圖4示意對棉樣的壓縮狀態，在此過程中，氣缸4-A 帶動傳動件3-A向下運動，使取樣壓縮板2張開角度縮小，處於三角形空間內 的棉樣受到取樣壓縮板2和輸棉管道1底部管壁的壓縮形成緻密的測量平面，並緊貼於位於輸棉管道1底部管壁上的電極板5上，此時可以實現對棉花回潮 率的測量。測量後的棉樣需要釋放，這時氣缸4-A和4-B分別作用傳動件3-A 和傳動件3-B向上運動，使取樣壓縮板2水平向上抬起，這時被壓縮的棉樣壓 力消除，在輸棉管道1內輸棉氣流的作用下被帶走，圖5是釋放棉樣的示意圖。 最後取樣壓縮板2可以恢復到圖1的狀態，從而完成一個完整的取棉、壓縮、 測量和釋放過程。
實施例二採用一個驅動件和一個傳動件的結構方式，其結構如圖6和圖7 所示(圖6和圖7表明的是垂直輸棉管道內的安裝方式，並不局限於垂直輸棉 管道內安裝，也可以安裝於水平輸棉管道或儲棉箱體內。)，包括取樣壓縮板2、 傳動件3和氣缸4;取樣壓縮板2位於截面為矩形的輸棉管道1內，其尺寸為 20cmX20cm的矩形，傳動件3穿過輸棉管道1側壁，氣缸4在輸棉管道1外部， 傳動件3與氣缸4的活塞杆15鉸接。傳動件3形狀近似U形且上端相對彎折設 置(傳動件3的具體形狀並不關鍵，關鍵是能實現其所具備的功能。)，與取樣 壓縮板2之間採用軸承7連接，取樣壓縮板2和傳動件3之間有扭轉彈簧8，取 樣壓縮板2可以繞連接點轉動一定角度，在不受力的狀態下，由於取樣壓縮板2 與傳動件3之間扭轉彈簧8的作用會使取樣壓縮板2相對輸棉管道1管壁之間 呈現一個夾角，其夾角大小範圍為20。到70°之間，典型值為30。；取樣壓縮 板2在一定的力矩下可以繞其與傳動件3之間的連接軸7旋轉至與輸棉管道1 側壁成平行狀態；在氣缸4的作用下，傳動件3可以帶動取樣壓縮板2水平移 動一定距離，距離的具體長度並不關鍵， 一般典型取值為10cm;用於測量棉花 回潮率的用的電極板5安裝於輸棉管道1的內壁上與取樣壓縮板2對應位置； 氣缸4固定支撐在支架9上。
具體工作過程如下在初始狀態如圖6和圖7，在氣缸4的作用下，傳動件 3帶動取樣壓縮板2水平伸入輸棉管道1內約10cm，取樣壓縮板2在扭轉彈簧8 的作用下形成一個傾斜面，與輸棉管道l的側壁形成一夾角空間，取樣壓縮板2 上邊沿與輸棉管道1的側壁距離為15cm，取樣壓縮板2的下邊沿與輸棉管道1 的側壁距離為5cm，從而使取樣壓縮板2於輸棉管道1側壁之間的空間呈漏鬥形 狀，漏鬥大口朝向棉花流進方向，本實施例的取棉狀態如圖8所示，由於蓬鬆 的棉花之間的粘連性使未經壓縮的棉花積聚於漏鬥形空間內而不會從漏鬥形空 間下部流走。當漏鬥形空間積聚足夠的棉花時，在氣缸4的作用下，傳動件3帶動取樣壓縮板2向輸棉管道1側壁水平運動，使漏鬥形空間變小，其中積聚 的棉花受到壓縮，這時取樣壓縮板2也因壓縮棉花的作用力克服了扭轉彈簧8 的彈力，使其與輸棉管道1管壁之間夾角減小，取樣壓縮板2與輸棉管道1之 間棉花被緊密壓縮而緊貼於測量電極板5上面形成足夠密度的測量面，可以由 測量電路測量出壓縮棉花的回潮率；圖9所示為本實施例對所取棉樣的壓縮狀 態。經過壓縮和測量後，所取棉樣應被釋放，這時在氣缸4的作用下，傳動件3 帶動取樣壓縮板2水平運動向輸棉管道1內伸入10cm，恢復到初始狀態，這時 被壓縮過的棉樣由於形似薄餅狀，厚度小於3cm，可以從漏鬥形空間下部流走， 從而完成釋放棉樣的過程，圖IO示意了本實施例對棉樣的釋放狀態。最後取樣 壓縮板2可以恢復到圖6的狀態，從而完成一個完整的取棉、壓縮、測量和釋 放過程。
權利要求1、在線式測試棉花回潮率的取樣壓縮機構，其特徵在於它包括取樣壓縮板、傳動件和驅動件，取樣壓縮板與驅動件通過傳動件傳動連接。
2、 根據權利要求l所述的在線式測試棉花回潮率的取樣壓縮機構，其特徵 在於所述取樣壓縮板一端與一傳動件前端轉動連接，另一端設有滑槽，另一 個傳動件前端與滑槽滾動配合連接，兩個傳動件的後端分別與一個驅動件傳動 連接。
3、 根據權利要求1所述的在線式測試棉花回潮率的取樣壓縮機構，其特徵 在於所述傳動件前端與取樣壓縮板中部通過扭轉彈簧轉動連接，傳動件的後 端與驅動件傳動連接。
4、 根據權利要求2或3所述的在線式測試棉花回潮率的取樣壓縮機構，其 特徵在於所述傳動件為近似U形結構的杆件。
5、 根據權利要求4所述的在線式測試棉花回潮率的取樣壓縮機構，其特徵 在於所述驅動件為氣缸，氣缸內設有活塞杆，活塞杆與U形傳動件的後端底 部鉸接，U形傳動件的前端均相對彎折設置，彎折部分與取樣壓縮板配合連接。
專利摘要本實用新型公開了一種在線式測試棉花回潮率的取樣壓縮機構，包括取樣壓縮板、傳動件和驅動件，取樣壓縮板與驅動件通過傳動件傳動連接。本實用新型安裝結構簡單、對驅動件要求低，其實現成本也低廉位置靈活，可以實現大容量多通道的測試，可以實現全部生產加工環節棉花回潮率動態自動監測，可以用於指導棉花水分調節設備(烘乾機、加溼機等)的工作，滿足生產線多種工藝位置的安裝要求，能夠實現生產線上棉花的自動取樣、壓縮、測量和釋放動作，適用於輸棉管道的高流速環境和儲棉箱等的低流速通道甚至靜態環境中對幾乎所有加工工序前後的棉花回潮率進行測試。
文檔編號G01N1/04GK201297990SQ20082014994
公開日2009年8月26日 申請日期2008年10月24日 優先權日2008年10月24日
發明者霖 張, 捷 徐, 李順利, 王利民, 胡新路, 蘇建宇 申請人:中華全國供銷合作總社鄭州棉麻工程技術設計研究所