用于测量棉纤维的细度和成熟度的测量装置

摘要

本发明涉及用于测量棉纤维的细度和成熟度的测量装置，包括：测量腔室，棉纤维样品能够插入测量腔室，测量腔室包括第一基部和第二基部；供应管道，具有入口端和出口端；流量调节器，布置在其入口端和出口端之间；检测气压的第一压力传感器，布置在流量调节器的上游；检测气压的第二压力传感器，布置在流量调节器的下游和测量腔室的第一基部的上游；电子比例压力调节器，布置在第一压力传感器的上游，以调节供应管道内的气压；以及电子处理和控制单元，其可根据第一传感器和第二传感器或可选地第二传感器的检测编程，以控制电子比例压力调节器，并分别保持流量调节器上游与下游之间的气压差或进入测量腔室的气压为大致恒定并且等于预定值。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于测量棉纤维的细度和成熟度的测量装置。

背景技术

在确定棉纤维质量和由此根据国家或国际组织认可标准对它们的分级中涉及多个参数，这些参数确定例如它们的商业价值、加工性能或产量。

一般而言，棉纤维的质量由颜色、瑕疵数量例如纤维结节或棉结的数量、以及杂质数量例如昆虫或植物残留(种子碎片)的数量、由“棉花粘性”、由纤维细度/成熟度、由湿度、由长度和由测力特征(在拉力下断裂之前的拉伸或延伸率和抗拉强度，即，在拉力下断裂之前可施加的最大载荷)确定。

具体参照棉纤维的细度和成熟度的测量，应该记住，如已知的，成熟的棉纤维具有中空截面并且为压平的丝棉形式，其内部包括实体部分(细胞壁)的纤维素，实体部分(细胞壁)的纤维素限定中空部分(腔)。一般而言，通过在该领域中已知的所谓结合细度和成熟度指数作为马克隆值来实现使用气流方法获得的棉纤维的细度/成熟度的测量。

用于测量棉纤维细度和成熟度的装置为已知的，其使用气流方法操作，其中，将已知数量的纤维包围在已知尺寸的测量腔室内并由气流穿过，由于纤维对穿过测量腔室自身的气流施加阻力，根据测量腔室端部处的压力损失可间接确定纤维的细度和成熟度。在这些已知装置中，经供应管道供应气流进入测量腔室，沿该供应管道设置有流量调节器。由于对经过流量调节器的空气的阻力远远大于由插入测量腔室的纤维样品提供的阻力，一般而言，推测该装置在恒定流量状况下操作。然而，不能保证这种恒定流量状况，在检测样品时，气流会在检测过程中发生变化或者空气供应状况会变化。因此，这不可避免地会反映在检测的细度和成熟度测量中。

发明内容

本发明的目的是避免现有技术的缺陷。

根据该一般目的，本发明的一个具体建议是提供一种用于测量棉纤维的细度和成熟度的测量装置，其允许在现行标准提供的条件下获得精确的细度和成熟度值。

本发明的另一目的是提供一种用于测量棉纤维的细度和成熟度的测量装置，其具有多种用途，并且其能够作为单独的设备使用或作为模块结合在模块化设备中使用，该模块化设备用于测量棉纤维的多种特征。

如独立权利要求1中所述，本发明的目的是一种用于测量棉纤维的细度和成熟度的测量装置。

其他特征限定在从属权利要求中。

附图说明

参照下述附图，根据作为实例给出并且不用于限制目的的下述说明，根据本发明的用于测量棉纤维的细度和成熟度的测量装置的特征和优点将变得更清楚明了，其中：

图1和图2是用于测量棉纤维特征的模块化设备的轴测图，其中，测量模块之一包括根据本发明的测量装置；

图3A至图3C示出根据本发明的用于测量细度和成熟度的测量装置在连续的操作位置的轴测图；

图4是用于测量棉纤维的细度和成熟度的测量装置的控制系统的示意图。

具体实施方式

参照附图，用于测量棉纤维的多种特征的模块化设备整体由附图标记100表示。

设备100包括支撑多个模块的支撑结构101，多个模块中的每一个包括用于测量棉纤维的至少一个特征的至少一种测量装置和用于控制和操作这些模块的中央电子处理和控制单元，由于中央电子处理和控制单元是该领域技术人员已知的类型，未在此示出。明确指出，构成设备100的各模块可配备有自带的本地电子处理和控制单元，其进而连接至中央电子处理和控制单元。

在附图示出的实施方式中，设备100包括：

-第一模块，包括测量装置200，用于测量棉花粘性和瑕疵和/或杂质，瑕疵为棉结型，杂质为种子碎片型、昆虫或人造纤维残留，并且具体为聚合物或棉纤维中存在的其他杂质，

-第二模块，包括测量装置300，用于测量颜色和检测棉纤维中的杂质，

-第三模块，包括测量装置400，用于测量湿度、长度和选自包括下述的组中的至少一个测力特征：在拉力下的延伸率(即，在拉力下断裂之前由纤维经历的延伸率)和强度(即，在断裂前施加至纤维的最大应力)，

-第四模块，包括根据本发明用于测量棉纤维细度和成熟度的测量装置600。

装置100设置有两个入口装置，用于引入各待检测纤维样品：

-第一入口装置102，其为传送带类型，用于引入第一样品，并且其喂入用于测量粘度和瑕疵和/或杂质的测量装置200，以及

-第二入口装置103，其为可移动的抽屉型，用于引入第二样品，并且其依次喂入用于测量颜色和用于检测杂质的测量装置300以及用于检测纤维的湿度、长度和/或测力特征的测量装置400。

由气动系统喂入用于测量纤维的细度和成熟度的测量装置600，气动系统拾取从用于测量粘度、瑕疵和/或杂质的测量装置200离开的纤维，并将它们传送进入测量装置600。

参照图3A至图3C和图4，现在描述用于测量棉纤维细度和成熟度的测量装置600，其根据已知的气流方法进行操作。

如已知的，成熟的棉纤维具有中空截面，并且为压平的丝棉形式，其内部包括实体部分(细胞壁)的纤维素，实体部分(细胞壁)的纤维素限定中空部分(腔)。一般而言，通过在该领域中已知是所谓结合细度和成熟度指数作为马克隆值来实现使用气流方法获得的棉纤维的细度/成熟度的测量。

如上所述，测量装置600使用气流方法操作，其中，将已知数量的纤维包围在已知尺寸的测量腔室内并由气流穿过，由于纤维对穿过测量腔室自身的气流施加阻力，根据测量腔室端部处的压力损失可间接确定纤维的细度和成熟度。该测量装置600能够以恒压或恒流进行操作。

测量装置600包括安装有测量腔室CM的支撑框架601，所述腔室由中空圆筒602形成，中空圆筒602的轴向相对端为打开的。中空圆筒602以在插入站S1、测量站S2、和抽取站S3之间可移动方式安装在框架601上，在插入站S1处，将已知的纤维样品插入测量腔室CM，在测量站S2处，对插入测量腔室CM内的样品执行测量，在抽取站S3处，在测量结束时，从测量腔室CM抽取纤维样品。在附图表示的实施方式中，中空圆筒602安装在绕旋转轴旋转的传送转盘603上，插入站S1、测量站S2、和抽取站S3沿中空圆筒602行进的环形路径限定。传送转盘603安装在一对板630a和630b之间，该对板630a和630b彼此面对且平行并由多个开口穿过，多个开口适于布置为与中空圆筒602的开口端连通，并且三个操作站S1、S2和S3限定在中空圆筒602的开口端处。

插入站S1包括供应管道604，用于喂入进入中空圆筒602的棉纤维，这些棉纤维从用于测量粘度的测量装置200的出口处被抽吸，并且能够提前称重。插入站S1还包括一对第一柱塞，其彼此对齐并相对，并且能插入中空圆筒602的相对端。在延伸进入中空圆筒602以压实插入其中的纤维样品的位置和中空圆筒602外侧的抽取位置之间，这些第一柱塞由相应的第一线性驱动器605a、605b驱动。

供应管道604和两个第一柱塞之一通过固定至框架601的配件607与中空圆筒602的同一开口端连通。

测量站S2包括一对第二柱塞，其彼此对齐并相对，并且能插入中空圆筒602的相对端，以各自形成第一基部和第二基部。这些第二柱塞和由它们形成的第一基部和第二基部为透气型，例如，它们可以是使用标准孔打孔的形式。第二柱塞由对应的第二线性驱动器608A和608B在延伸进入中空圆筒602的至少一个位置和中空圆筒602外侧的抽取位置之间驱动。供应管道609(仅在图11中图示)通过第二柱塞将气流喂入中空圆筒602，第二柱塞限定第一基部。喂入中空圆筒602的气流经过其第二基部从中空圆筒602出来，第二基部以大气压力与外部环境连通。

供应管道609具有与气流源(未示出)相关联的入口端和与嘴部610相关联的出口端，限定中空圆筒602的第一基部的第二柱塞与嘴部610相关联。

沿着供应管道609设置流量调节器611，流量调节器611介于供应管道609自身的入口端和出口端之间。流量调节器611例如由已知类型的节流阀形成。

沿着供应管道609还设置两个压力传感器：第一压力传感器612，用于检测气压，其布置在流量调节器611上游；以及第二压力传感器613，用于检测气压，其布置在流量调节器611下游和测量腔室CM的第一基部的上游。

此外，有利地，沿供应管道609在第一压力传感器612的上游布置电子比例压力调节器614，用于调节供应管道609内的气压。

第一压力传感器612、第二压力传感器613和电子比例压力调节器614连接至电子处理和控制单元615，其可根据第一压力传感器612和第二压力传感器613或者可选地第二压力传感器613的检测编程以控制电子比例压力调节器614，并且分别保持流量调节器611上游和下游的气压差或保持进入测量腔室CM的气压大致恒定并等于预定值。因此，如用于执行细度和成熟度测量的ASTM D1448-11标准所需，在测量腔室CM的端部处能够在大致恒流或恒压的条件下操作，然后从ASTM D1448-11标准获得马克隆值。

换句话说，电子比例压力调节器614可选地且可代替地由单元615控制，以保持流量调节器611的上游和下游的压力差大致恒定并等于预定值，从而以大致恒流操作。

此外，电子比例压力调节器614可选地且可代替地由单元615控制，以保持测量腔室CM端部处的压力，并且因此进入测量腔室CM的压力大致恒定并等于预定值。

因此，能够在测量腔室CM端部具有恒定气流或恒定压力并且等于预定值的实际状况下进行操作。

实际上，明确指出，在测量站S2处，中空圆筒602的第二基部与外部环境连通，使第二压力传感器613的检测与大气压力相关并提供测量腔室CM端部处的压力检测。

抽取站S3包括第三柱塞，其可插入中空圆筒602的两个相对端之一中。第三柱塞由对应的第三线性驱动器616驱动，第三线性驱动器616可在中空圆筒602外部的抽取位置与延伸进入中空圆筒602内以推动其中包含的纤维从其相对开口端离开的位置之间移动。这使得从测量腔室CM抽取纤维尤为简单。

从中空圆筒602排出的纤维落在检测其重量的称重装置617上。

根据上述描述和附图，该领域普通技术人员易于理解测量装置600的操作。

简而言之，传送转盘603在插入站S1处携载中空圆筒602，在插入站S1处，中空圆筒602由已知数量的纤维填充，该纤维由第一柱塞压实。

传送转盘603在测量站S2处携载被填充的中空圆筒602，在测量站S2处，根据已知协议，执行由气流通过的测量腔室CM的端部处的压力降的测量。在不同压实状况下对同一样品可重复这些测量，能够在大致恒流或大致恒压的条件下执行这些测量。

然后，传送转盘603在抽取站S3处携载中空圆筒602，在抽取站S3处，由第三活塞施加至样品的推动动作将样品推出中空圆筒602。样品落在称重装置617的板上并进行称重。

然后，通过用于确定细度、成熟度和由此获得的马克隆值的已知算法对所执行的测量进行处理。

由于构成设备100的其余装置不是本发明的一部分，不对它们进行详细描述，并且这些装置中的一些是同一申请人的同时专利申请目标。

这样构思的用于测量棉纤维的细度和成熟度的测量装置可经历多种变化和变形，所有变化和变形由本发明所覆盖，此外，所有细节可以由技术上等效的部件代替。在实际中，根据技术需要，所用材料和尺寸可以任意。