CZ2002824A3 - Způsob zpracování rostlinného materiálu s obsahem vláken na bázi celulózy a zařízení pro úpravu stonkového materiálu - Google Patents

Description

Způsob a zařízení-pro zpracováni rostlinného materiálu s obsahem vláken na bázi celulózy

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu a zařízení pro zpracování rostlinného materiálu s obsahem vláken na bázi celulózy, jako je len, konopí, ramie a na zpracování produktů z těchto rostlin.

Současny stav techniky

Je známá úprava těchto rostlinných materiálů, která se provádí několikanásobným lámáním pomocí dvojic ozubených válců mezi kterými vláknitý materiál prochází. Cílem této přípravy je co nejvíce narušit dřevité části stonku, pro jejich snazší odstranění.

Francouzský patent č. 1066095 popisuje zařízení pro narušení dřevité části stonku vláknitého materiálu. Toto uspořádání není možno použít pro zpracování neorientovaných stonků rostlin a v zařízení může docházet k poškozování vláken. Anglický patent č. 666965 popisuje zařízení, kde k drcení dochází po celé délce rovnoběžně uspořádaných stonků. Určitou nevýhodou je, že nedochází k následnému lámáni pazdeří. Německá zveřejněná přihláška č. 3923498 popisuje zařízení k odstraňováni pazdeří ze stonků Inu. Toto zařízení není určeno ke zpracování surových stonků lnu. Slouží k čištění poloproduktů, tzv. pramenů lněných vláken. Anglické patentová přihláška 2205865 popisuje zařízení k odstraňování pazdeří ze stonků Inu. U tohoto řešení dochází k poškozování struktury vláken a tím k nižší výdajnosti. Americký patentový spis č. 2738552 popisuje zařízení, které složí k oddřeování stonků, to je k odstraňování pazdeří. Vyžaduje uspořádání stonků v podélném směru, to je ve směru jejich pohybu. Pokud jsou stonky ve stavu neorientovaném, zařízení deklarovanou činnost nesplňuje. ČS. AO 159105 slouží k odstraňování pazdeří ze stonků Inu. Umožňuje zpracovávat pouze stonky v orientovaném stavu. Pokud jsou stonky neorientované, je lámání nedokonalé. Zařízeni je jen těžko využitelné na dlouhá vlákna. Patent CZ 280819 popisuje zařízení, ve kterém se stonky působí po celé jejich délce současně a dvojicí sil. Tím se stonky v orientovaném stavu zploští, částečně se otevřou, ale nelámou se. CZ AO 167732 o názvu Zařízení k zpracování vláken, zejména lýkových před předením, popisuje a chrání pohyblivě uspořádaný nosný rám, ve kterém jsou horní válce. Rám je opatřen zvedacím ústrojím. Zvednutý rám umožňuje lepší přistup k pracovním válcům při odstraňováni námotků a čištěni pracovních válců. Toto uspořádání neřeší přípravu materiálu před dalším zpracováním. Společnou nevýhodou uvedených řešení, s výjimkou UK patentu č. 666965 je, že nejsou použitelná pro zpracování stonků rostlin v neorientovaném stavu. U mnoha řešení též dochází k poškozování vláken. Intenzita lámání závisí na tvaru ozubení válců a na počtu těchto válců. Při průchodu stonku v lámacích válcích, které jsou rýhované se pazdeří především nalomí a uvolňuje se při dalším zpracování v potěrací turbíně, kde se požaduje zejména uvolnění dlouhého vlákna. Podstatně lepši je příprava popsaná v čs. pat. č. 280798, kde se na stonky působí po celé jejich délce jednak tlakem a jednak dvojicí sil, čímž se narušuje obal stonku a jeho dřevité části. Zařízení je vytvořeno z hladkých válců, do nichž se stonky přivádějí tak, že jejich osa je rovnoběžná nebo v podstatě rovnoběžná s osou válců. Tento způsob je výhodný při navolňování dlouhých vláken ze stonků, kdy se pazdeří uvolňuje potěráním. Při zpracování stonkového Inu, který není rosený, například v krajích kde málo prší a při zpracování Inu na jednotné vlákno, zejména při zpracování neroseného Inu, kdy se pazdeří odstraňuje vytřásáním, není ani tento způsob, ani zařízeni kjeho provádění nejvhodnější.

Podstata vynálezu

Tyto nedostatky do značné míry odstraňuje způsob zpracování rostlinného materiálu s obsahem vláken na bázi celulózy úpravou stonků vláknitého materiálu před dalším zpracováním na potěracích turbinách a pro zpracování Inu a ostatních stonků lýkových vláken systémem jednotného vlákna pouze na vlákno v neorientovaném stavu. Na stonky se nejprve působí po celé jejich délce současně tlakem a dvojicí sil. Tím se stonek zploští a částečně otevře. Podstata vynálezu spočívá v tom, že se stonek současně po celé délce nebo převážně současně po celé délce naláme, čímž se zkrátí dřevitá část již narušeného stonku. Ta se zvětší části uvolní od vlákna. Zařízení pro úpravu stonkového materiálu pro další zpracování, zejména neroseného Inu při zpracování na jednotné vlákno, je vytvořeno lichého počtu nejméně sedmi válců. Jejich rovnoběžné osy leží ve dvou vodorovných rovinách. Svislé roviny procházející osami válců ležících v horní vodorovné rovině leží ve středu svislých rovin procházejících osami válců ve spodní vodorovné rovině. Podstata vynálezu spočívá v tom, že zařízení obsahuje kombinaci alespoň prvních tři hladkých válců a ostatních válců, ve kterých jsou vytvořeny radiální drážky a radiální výstupky. Radiální výstupky každého válce jsou v radiálních drážkách s ním spolupracujícího válce. Šířka drážky v každém válci odpovídá přibližně dvojnásobku šířky výstupku v každém válci. Délka drážky v každém válci odpovídá přibližně polovině šířky výstupku v každém válci. Šířka drážky odpovídá asi desetinásobku průměru zpracovávaného rostlinného materiálu. Hloubka drážky je dvojnásobkem až trojnásobkem průměru zpracovávaného materiálu. Profil výstupků i drážek je pravoúhlý.

Výhodou uspořádání podle vynálezu je, že využívá známého způsobu zplošťování stonku vláknitého materiálu současně či převážně současně po celé jeho délce, čímž se stonek otevře. Tento známý způsob doplňuje současné lámání stonku po celé jeho délce. Toto lámání je šetrné. Výsledkem je zvýšená výdajnost vlákna ze stonku. Protože na dvě pracovní místa, v nichž se stonek láme postačují tři válce, je délka celého zařízení k provádění tohoto způsobu podstatně kratší ve srovnání se současnými lámacími stroji, kde se stejný účel dosahuje čtyřmi válci. Oprava jednotlivých opotřebovaných částí zařízení, zejména válců je celkem jednoduchá a snadná. To umožňuje snížit počet náhradních válců.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude blíže objasněn pomoci výkresu na kterém znázorňuje obr. 1 stonek narušený a částečně otevřený působením tlaku a dvojicí sil po celé jeho délce v příčném řezu, obr. 2 částečně otevřený stonek při kráceni jeho dřevité části současně po celé jeho délce v nárysném pohledu, obr 3 dva spolupracující válce s pravoúhlými drážkami a pravoúhlými výstupky v nárysném řezu a obr. 4 schéma zařízení pro zpracování stonku se čtyřmi hladkými válci a třemi válci s pravoúhlými výstupky a drážkami v příčném řezu.

Příklady provedení vynálezu

Stonek zpracovávaného rostlinného materiálu, před zpracováním má v podstatě kruhový průřez. Pod vnějším obalem je vrstva vláken, která má mezikruhový průřez. Vlákna procházejí rovnoběžně s osou stonku. Pod vrstvou vláken je křehká mezikruhová vrstva dřevoviny, od které se má vrstva vláken v průběhu procesu navolnit. Ve středu stonku je duté jádro. Popis způsobu navolňování vláken vychází ze zjednodušeného předpokladu, že se na jeden stonek působí po celé jeho délce, a současně na obou jeho protilehlých stranách tlakem T. Tlak je vyvozen například působením hladkých válců, mezi které stonek přichází v poloze, ve které je jeho osa rovnoběžná s osami těchto válců, nebo je od rovnoběžné polohy jen málo odlišná. Současně působí na obvod stonku dvojice sil P1 a P2. Tato dvojice sil P1, P2 vzniká například v důsledku skluzu obvodových rychlosti válců. Síly P1 a P2 leží v rovinách kolmých na rovinu působení tlaku T. Vlivem působení tlaku T se původně kruhový průřez stonku deformuje do tvaru plochého oválu (obr. 1). Křehká dřevovina stonku se deformací drtí a dochází k narušení N, které se postupně rozšiřuje po celé jeho délce. Narušení N obvykle vzniká na obvodu stonku v místech působení tlaku Tav místech, kde je deformace stonku největší. To je v rovině, která je na působení tlaku T kolmá. Pokud je osa stonku rovnoběžná s osou válců, probíhá působení tlaku T na stonek po celé délce současně. Pokud je osa stonku od rovnoběžné polohy s osami válců málo odlišná, probíhá působení tlaku T po celé délce stonku postupně. Současně s působením tlaku T působí na stonek dvojice sil P1 a P2, která napomáhá k rozšiřovat narušení N. Tím se přispívá k oddělování rozdrcené dřevoviny i obalu od vrstvy vláken. Tento proces probíhá několikrát po sobě s větší či menší intenzitou u všech stonků zpracovávaných tímto známým způsobem. Se zvětšující se deformací stonku se rozšiřují i narušení N. Narušení N stonku probíhají rovnoběžně, nebo převážně rovnoběžně s vlákny, takže se současným působením tlaku T a dvojice sil P1 , P2 narušuje pouze obal a dřevovina. K narušení vláken nedochází. Takto narušený stonek se potom po celé délce naláme (obr. 2) působením pravoúhlých výstupků V, které vtlačují stonek do pravoúhlých drážek D. Šířka drážky D v každém válci 5 až 7 odpovídá asi desetinásobku průměru zpracovávaného rostlinného materiálu a současně odpovídá přibližně dvojnásobku šířky výstupku V v každém válci. Šířka každého výstupku V je tedy vždy menší, než je šířka protilehlé drážky D. Hloubka každé drážky D je dvojnásobkem až trojnásobkem průměru zpracovávaného materiálu.Výška výstupku V odpovídá hloubce drážky D. Vzdálenost mezi vnějším válcovým povrchem výstupku V na jednom válci a vnějším válcovým povrchem na druhém válci se mění podle tloušťky zpracovávané vrstvy. S ohledem na to, že do válců přichází vrstva stonků, nezasahují výstupky V až do protilehlých drážek D a jsou nad nimi. Tím šetrně vtlačují část stonků do protilehlých drážek D (obr. 2). V místě kde je rovná část výstupku V a rovná část protilehlé drážky D zůstává část stonku rovnoběžná s vnějším povrchem výstupku V a vnitřním povrchem drážky D. V místech, kde jsou části výstupku V a části drážky D kolmé na osu stonku, se stonek při vtlačování do drážky D nejprve ohýbá a posléze s láme, když ohyb dosahuje cca 45°. K celkem šetrnému lomu dochází jednak v místě, kde jsou hrany výstupku V a jednak v místě, kde jsou hrany drážky D. Zařízení pro provádění tohoto způsobu (obr. 3) je vytvořeno ze sedmi válců 1 až 7. Tyto válce vytvářejí dvě řady. Osy všech válců jsou rovnoběžné a leží ve dvou vodorovných rovinách. V horní řadě je druhý válec 2 , čtvrtý válec 4 a šestý válec 6. Ve spodní řadě je první válec 1, třetí válec 3 pátý válec 5 a sedmý válec 7. Svislé roviny procházející osami válců ležících v horní vodorovné rovině leží ve středu svislých rovin procházejících osami válců ve spodní vodorovné rovině. V alternativním provedení může být počet válců i vyšší například devět, jedenáct i více. Toto uspořádání není na výkresech znázorněno. V zařízení jsou nejméně první tři válce hladké, ale může být hladkých válců i více. V příkladu konkrétného provedení (obr. 4) jsou hladké první čtyři válce 1_ až 4. Další tři válce 5 až 7 jsou na svém povrchu opatřeny pravoúhlými výstupky V a drážkami D, které se pravidelně střídají. Naproti pravoúhlým výstupkům V pátého válce 5 jsou pravoúhlé drážky D šestého válce 6. Výstupky

V šestého válce 6 jsou naproti pravoúhlým drážkám pátého válce 5. Podobně je tomu u dalších spolupracujících válců to je u šestého válce 6 a u sedmého válce 7. Každý válec horní řady má nastavitelný přítlak a je odpružen. Toto uspořádání není na výkresech znázorněno.

Zařízení pracuje takto. V kobercovité vrstvě stonků vláknitého materiálu, u něhož mají být narušeny dřevité části a obaly, jsou stonky orientovány ve směru rovnoběžném, nebo převážně rovnoběžném s osami válců 1 až 7. Vrstva stonků přichází nejprve mezi první válec 1 a druhý válec 2, které jsou hladké. Mezi těmito válci 1, 2 působí na stonky jednak tlak, který mění jejich původně kruhový průřez na plochý ovál a jednak dvojice sil, která pomáhá narušování dřevitých částí po celé délce, případně převážně po celé jeho délce a stonek otevírá. Tato činnost pokračuje a zintenzivňuje jednak působením dalších hladkých válců a jednak působením jednotlivých stonků ve vrstvě na sebe navzájem. To je při průchodu vrstvy stonků mezi druhým válcem 2 a třetím válcem 3 a při průchodu vrstvy stonků mezi třetím válcem 3 a čtvrtým válcem 4. Vrstva stonků pokračuje déle a přichází do dalších tří válců 5 až 7, které jsou opatřeny pravoúhlými výstupky V a pravoúhlými drážkami D. Ve vrstvě stonků vtlačovaných výstupky

V do drážek D dochází k lámáni dřevitých částí stonků. Dřevité části a pazdeří se krátí a postupně se uvolňují od vláken, aniž by docházelo k jejich porušení. Když se dostává vrstva stonků mezi šestý válec 6 a sedmý válec 7, dochází k dalšímu lámání stonků na jiných místech s ohledem na to, že vrstva stonků při průchodu válci svoji polohu částečně mění. Tím se velmi dobře naruší a zkrátí dřevité části stonků a usnadní se jejich pozdější oddělování od vláken na vytřásacích zařízeních, při zvýšené výtěžnosti vláken.

Průmyslové využití

Vynálezu se využije při přípravě rostlinného materiálu s obsahem vláken na bázi celulózy, jako je len, konopí a ramie, pro další zpracování na potěracích turbinách a linkách na jednotné neorientované vlákno, pro všechny druhy rostlin a to od nerosených až po přerosené.

Claims (6)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Způsob zpracování rostlinného materiálu s obsahem vláken na bázi celulózy úpravou stonků vláknitého materiálu před dalším zpracováním na potěracích turbínách a pro zpracování Inu a ostatních stonků lýkových vláken systémem jednotného vlákna pouze na vlákno v neorientovaném stavu, při kterém se na stonky nejprve působí po celé jejich délce současně tlakem a dvojicí sil, čímž se stonek zploští a částečně otevře vyznačující se tím, že se stonek současně po celé délce nebo převážně současně po celé délce naláme, čímž se zkrátí dřevitá část již narušeného stonku, která se tak z větší části uvolní od vlákna.
2. 2. Zařízení pro úpravu stonkového materiálu pro další zpracováni zejména neroseného Inu při zpracování na jednotné vlákno, které je vytvořeno/lichého počtu nejméně sedmi válců (1 až 7), jejichž rovnoběžné osy leží ve dvou vodorovných rovinách, přičemž svislé roviny procházející osami válců (2, 4. 6) ležících v horní vodorovné rovině leží ve středu svislých rovin procházejících osami válců (1, 3, 5, 7) ve spodní vodorovné rovině, vyznačující se tím, že obsahuje kombinaci alespoň tří prvních hladkých válců (1,2,3) a ostatních válců (4, 5, 6, 7), ve kterých jsou vytvořeny radiální drážky (D) a radiální výstupky (V), přičemž radiální výstupky (V) každého válce jsou v radiálních drážkách (D) s ním spolupracujícího válce.
3. 3. Zařízení podle nároku 2a 3. vyznačující se tím, že šířka drážky (D) v každém válci odpovídá pftbíižně dvojnásobku šířky výstupku (V) v každém válci a délka drážky (D) v každém válci odpovídá -přibUzně polovině šířky výstupku (V) v každém válci.
4. 4. Zařízení podle nároku 2 až 4, vyznačující se tím, že šířka drážky (D) odpovídá-asi desetinásobku průměru zpracovávaného rostlinného materiálu.
5. 5. Zařízení podle nároku 2až5vyznačující se tím, že hloubka drážky (D) je dvojnásobkem až trojnásobkem průměru zpracovávaného materiálu.
6. 6. Zařízení podle nároků 2až6vyznačující se tím, že profil výstupků (V) i drážek (D) je pravoúhlý.