专利名称：一种用于处理棉花的设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种轧棉肋条，一种用于轧棉肋条的插入物、一种用于处理棉纤维的带锯齿轧棉机机座、以及一种轧棉纤维的方法。
背景技术：
本发明可适用于现代锯齿轧棉机，这种锯齿轧棉机是合并了包括从籽棉中去除纤维的许多处理阶段的高度自动化的生产系统。例如，现代锯齿轧棉机的典型操作包括利用一组开棉机打松重10-20公吨的籽棉块；然后利用空气将所述籽棉传送通过将籽棉干燥至一定湿度的干燥塔以确保有效地去除废物。在进入轧棉机机座之前，可以预清所述洗籽棉以去除枝条、石头、和未开口的圆荚。在轧棉机机座中，使皮棉与籽分离，并利用空气将皮棉传送到一个或两个清棉机以进一步清洗。在清洗皮棉之后，将皮棉传送到集棉机和打包机，以将皮棉压缩成包。轧棉机机座的轧辊箱是实际进行轧棉过程、即分离棉纤维(皮棉)与籽的地方。由设置于在轧棉肋条之间旋转的轴上的多个圆形锯齿引起轧棉动作，这些轧棉肋条距离锯齿约1mm。锯齿的齿部耙有(rake)去籽辊(seed-roll)，该去籽辊形成在积累进入的籽棉的轧辊箱中。锯齿的齿部拾取并保留籽棉上的纤维，然后传递该纤维在轧棉肋条之间非常接近锯齿齿部的轧棉点或工作区。轧棉点是限定在锯齿齿部的前缘与轧棉肋条之间的区域。 在该点处，锯齿齿部从籽中拉出皮棉，由于籽过大而不能通过轧棉肋条与锯齿之间的间隙， 由此从籽中分离棉纤维。所述轧棉肋条，特别是轧棉肋条在轧棉点或工作区处的基本上是平的外表面经受严重的磨损。为了最小化需更换轧棉肋条的频率，可在轧棉区对轧棉肋条添设保护插入物或耐磨护板。与传统的一件轧棉肋条类似，插入物也具有平的外表面。
发明内容
由于裸籽或毛籽在轧棉肋条与旋转锯齿之间变成楔形，防止了其他籽棉进入轧棉点或轧棉区，从而轧棉机的生产率受到限制，因此提出本发明。这种楔形作用还导致籽和纤维的损坏，这造成所生产的纤维的质量的全面降低。本发明的目的是提供一种改进的轧棉肋条、一种用于轧棉肋条的插入物、一种改进的轧棉机机座、以及一种能够减少这些问题的轧棉纤维的方法。本发明还涉及一种插入物，具有在轧棉肋条的高磨损工作区中可以固定地或可移动地安装到该轧棉肋条上的主体，该插入物或该插入物的主体包括i)侧缘，沿着该主体的长度的至少一部分延伸；以及ii)外表面，具有在该外表面的上方或下方延伸的一个或多个导引表面，所述导引表面设置成在该工作区的侧缘的向内方向上延伸，从而在使用时，可朝向外表面的中心轴引导诸如毛籽或碎屑的颗粒离开该插入物的侧缘。在实施例中，当所述插入物安装到轧棉肋条上且轧棉肋条本身可操作地安装到轧棉设备上时，所述插入物的外表面具有相对于轧棉设备的锯齿的旋转方向的前部和尾部， 并且插入物的外表面具有设置在所述前部与尾部之间的壁部分，使得在从前部朝向尾部方向移动的颗粒能够接触该壁部分并被引导离开所述侧缘。将理解，在说明书通篇中的“工作区”一词包括轧棉肋条的区域或轧棉肋条的插入物的区域，该区域经受高磨损，并接近或邻近旋转锯齿的齿部或与齿部重叠。换句话说，工作区包括轧棉肋条与旋转锯齿之间限定的轧棉点或轧棉区或与轧棉点或轧棉区重叠。在说明书通篇中的“籽棉”一词用于表示还带有皮棉的籽以及将要进行轧棉处理， 即基本上所有皮棉存在的那些籽的意思。“棉籽”或“毛籽”一词包括已经经过轧棉处理的籽，其中一部分、相当一部分或几乎全部皮棉已被去除。本发明涉及一种轧棉肋条，使用在具有旋转锯齿的轧棉机机座中，在轧棉区上方或者在轧棉肋条与锯齿之间限定的轧棉点，从籽棉中分离皮棉，所述轧棉肋条包括i)细长体，能够在所述轧棉机机座的相邻旋转锯齿之间可操作地安装到该轧棉机机座上；以及ii)工作区，具有外表面、侧缘、和在该外表面上方或下方延伸的一个或多个导引表面，该导引表面设置成在该工作区的侧缘的向内方向上延伸，并在轧棉肋条使用时，所述导引表面能够在朝向轧棉肋条的中央区域或轴的方向上引导诸如籽棉或毛籽的颗粒离开所述侧缘。在实施例中，当所述轧棉肋条使用时，该轧棉肋条的工作区具有相对于旋转锯齿的方向的前部和尾部，并且所述导引表面设置在所述前部与尾部之间，且具有的水平高度与前部的水平高度不同，使得从前部朝向尾部移动的颗粒能够接触该导引表面并被引导离开该工作区的侧缘。本发明还涉及一种轧棉肋条，使用在具有旋转锯齿的轧棉机机座中，所述轧棉肋条包括i)细长体，能够在所述轧棉机机座的相邻可旋转锯齿之间可操作地安装到该轧棉机机座上；以及ii)工作区，在该细长体上的该轧棉肋条的高磨损区，该工作区具有外表面和侧缘，当该细长体被紧固在轧棉机机座的操作位置上时，该工作区具有相对于锯齿的旋转方向的前部和尾部，并且其中该工作区的外表面具有在该外表面上方或下方延伸的一个或多个导引表面，该导引表面设置成在该工作区的侧缘的向内方向上延伸或从侧缘向内延伸， 从而由所述导引表面能够朝向所述工作区的中心轴或中央区域引导在从前部朝向尾部方向移动的诸如毛籽或碎屑的颗粒离开所述侧缘。 所述工作区可由与所述细长体相同或不同的材料制成。本发明还涉及一种插入物，具有在轧棉肋条的高磨损工作区中可以固定地或可移动地安装到该轧棉肋条上的主体，该插入物包括i)侧缘，沿着该主体的长度的至少一部分延伸；以及ii)外表面，插入物紧固到该轧棉肋条上时，从锯齿的旋转方向上来看，该外表面具有前部和尾部，并且该外表面还具有设置在前部与尾部之间的一个或多个导引表面，该导引表面在该外表面上方或下方延伸，并设置成在该工作区的侧缘的向内方向上延伸或从侧缘向内延伸，从而由所述导引表面能够朝向所述中央区域或中心轴引导在从前部朝向尾部方向移动的诸如毛籽或碎屑的颗粒离开所述侧缘。在实施例中，所述导引表面包括在所述外表面上方突出和/或外表面下方凹进的壁部分。适当地，所述壁部分限定一个凹槽或多个凹槽形式的凹口，或者限定凸起的一个脊状物或多个脊状物。在替换实施例中，所述导引表面可以是与侧缘隔开的凹陷的形式。该凹陷可以关于中心轴对称或不对称，但是无论如何，必须相对于侧缘凹进。在实施例中，还可以是，插入物可由与轧棉肋条的主体不同的材料制成，但仍与该
主体一体连接。在替换实施例中，所述插入物可以可移动地连接到该轧棉肋条，由此能够根据需要用新的插入物更换该插入物。适当地，该插入物包括与插入物相关联的一个或多个连接元件或构造，用于将插入物紧固到轧棉肋条上。该可移动的插入物可以由包括金属、塑料、 陶瓷的任何材料制成，该材料与轧棉肋条的材料不同或者相同。在所述工作区与轧棉肋条一体成型的情况下，最外面的平表面与轧棉肋条临近工作区的区域是连续的。在工作区由可更换的插入物形成的另一情况下，当安装到轧棉肋条上时，所述插入物的前部和/或尾部可以与轧棉肋条的相邻部分是连续的。或者，前部和尾部两者中的任一个可以与轧棉肋条的相邻部分是不连续的。在实施例中，所述壁部分相对于工作区的外表面突出一变化高度或凹进一变化高度。在实施例中，所述导引构造、壁部分或凹槽可以具有变化或不一致的宽度。例如， 该宽度可以具有等于或小于IOmm的最大宽度。在实施例中，所述导引表面的壁部分是V形的形式，其中该V形的顶点指向所述尾部。适当地，该V形的分叉腿部延伸到所述侧缘。在实施例中，所述导引表面的壁部分具有的水平高度与所述前部的水平高度不同。在实施例中，所述壁部分在所述前部和/或尾部的表面上方延伸。在实施例中，所述壁部分在所述前部和/或尾部的表面下方延伸。在实施例中，所述壁部分与外表面的剩余部分之间的水平高度差减小，使得该壁部分与外表面基本上在同一平面上。例如，在壁部分具有V形的情况下，壁部分的深度可以在顶点有效地减小。在实施例中，所述壁部分由在前部下方延伸的凹槽或沟槽形成。所述凹槽或沟槽可以具有基本恒定的深度或一致的深度。或者，所述凹槽或沟槽可以具有变化的或不一致的深度。例如，所述凹槽或沟槽的深度可以在朝向工作区的中央区域或中心轴的方向上减在另一实例中，所述凹槽或沟槽的深度从侧缘到中央区域或中心轴减小。在实施例中，所述凹槽或沟槽具有等于或小于IOmm的深度，适当地，小于5mm。在实施例中，所述凹槽或沟槽具有由两个壁交汇所限定的平底壁、弯曲底壁或尖底部的至少一个。 在实施例中，所述前部是基本上平的表面。
在实施例中，所述尾部也是基本上平的。
在实施例中，所述前部和尾部可以是基本上共平面的。在替换实施例中，所述前部和尾部可以是基本上非平面的。在本发明的范围内，所述壁部分可以包括一个或多个在前部或尾部上方或下方突出的凹槽、沟槽或壁部分。所述导引表面可以包括用于引导颗粒的任何装置，例如，包括下轮廓倒钩或齿部的摩擦装置，所述下轮廓倒钩或齿部抵抗颗粒朝向侧缘移动，但是允许颗粒朝向轧棉区的中央离开所述侧缘移动。本发明还涉及一种轧棉机机座，包括i)框架件；ii)多个锯齿，绕公共轴可旋转地安装到该框架件上，并且相邻的所述锯齿彼此间隔；以及iii)多个轧棉肋条，所述多个轧棉肋条中的至少一个，适当地，所述多个轧棉肋条中的每一个包括具有上述工作区的任一特征或组合特征的工作区。本发明还涉及一种轧棉机机座，包括i)框架件；ii)多个锯齿，绕公共轴可旋转地安装到该框架件上，并且相邻的所述锯齿彼此间隔；以及iii)多个轧棉肋条，所述多个轧棉肋条中的至少一个，适当地，所述多个轧棉肋条中的每一个包括具有上述插入物的任一特征或组合特征的插入物。本发明还涉及一种在轧棉设备中轧籽棉的方法，该轧棉设备包括框架件、多个锯齿以及多个轧棉肋条，所述多个锯齿绕公共轴可旋转地安装到该框架件上并且相邻的锯齿彼此间隔，所述多个轧棉肋条中的一个轧棉肋条位于一些或所有锯齿之间，并且所述轧棉肋条在其高磨损区中具有工作区，该工作区具有外表面和侧缘，该工作区的外表面具有在外表面上方或下方延伸的一个或多个导引表面，该引导表面设置成在所述侧缘的向内方向上延伸或从侧缘向内延伸，并且其中所述方法包括a)将籽棉输送到轧棉机的锯齿上；b)旋转所述锯齿，使得所述籽棉的皮棉被锯齿捕获，并且所述籽棉被拉向所述轧棉肋条，用以从籽棉中去除皮棉；c)允许所述籽棉接触轧棉肋条的导引表面，所述导引表面促使籽棉离开轧棉肋条的侧缘；以及d)收集被分离的皮棉。在实施例中，在所述锯齿旋转过程皮棉从籽棉中去除时，所述籽棉接触所述导引表面，并且在远离工作区的侧缘方向上移动。在实施例中，所述工作区具有相对于锯齿的旋转方向的前部和尾部，并且籽棉在从前部向尾部的方向上移动时，在远离工作区的侧缘方向上移动。在实施例中，所述工作区可以是与所述肋条一体成型的区，或者，所述工作区可以形成可移动插入物的一部分。本发明的方法可以适用于任何棉纤维类型，包括长的和短的陆地(陆地棉)棉，这种棉约占全球生长的所有棉的90%。当籽棉是陆地籽棉时，本发明的方法实施例包括从籽棉中去除更多的皮棉，使得通过所述轧棉设备的一次处理后较少的剩余皮棉留在毛籽上。 典型地，我们发现，相比使用标准轧棉肋条或肋条插入物的传统方法，本发明的方法能够多去除0.5% (重量计)的皮棉。这里所使用的“剩余皮棉”一词是脱棉后的籽棉(毛籽)上剩余的皮棉与脱棉后的籽棉的总重的质量比(通常作为百分比)。我们发现，与使用传统轧棉肋条或插入物(即，不设有导引构造)的剩余皮棉百分比相比，使用本发明在毛籽上的剩余皮棉百分比减小至少0.5% (重量计)，并且适当地，减小至少1.0至1.5% (重量计)。在优选实施例中，与使用传统轧棉肋条或插入物相比，剩余皮棉百分比降低了 0.5%至1.5%、或0.5%至2.0%。在实施例中，小于10. 9wt%、更适当地小于10. 7wt%、而更适当地约10.
剩余皮棉留在毛籽上。在优选实施例中，剩余皮棉百分比在10. 5%至10. 9%的范围内。我们发现，本发明从籽棉中去除的纤维的平均长纤维长度比使用传统轧棉肋条或插入物(即，不设有导引构造)的纤维的平均长纤维长度通常增长0.02英寸(0.51mm)。在优选实施例中，与使用传统轧棉肋条或插入物相比，平均长纤维长度增长0. 01英寸至0. 04 英寸。将理解的是，纤维的“平均长纤维长度”一词是指样本中纤维的上半部或最长的一半的平均纤维长度。我们发现，本发明的平均长纤维长度比使用传统轧棉肋条或插入物所得到的平均长纤维长度增长至少0. 5%，并且适当地，增长至少1. 0到2. 0%。在优选实施例中，平均长纤维长度比使用传统轧棉肋条或插入物增长0. 5%至1. 5%、或0. 5%至2. 0%。在实施例中，平均长纤维长度可以大于1. 07英寸(2. 718cm)。更适当地，平均纤维长度大于1.075英寸(2.731cm)。在优选实施例中，平均纤维长度是1. 07英寸至1. 10英寸。我们发现，与使用传统轧棉肋条或插入物(即，不设有导引构造)得到的平均纤维长度相比，从籽棉中去除的纤维的长度具有减小的平均短纤维指数。应理解术语纤维的“短纤维指数”是指样本中具有纤维长度小于1/2英寸(12.7mm)的纤维的平均重量百分比。我们发现，本发明的平均短纤维指数比使用传统轧棉肋条或插入物得到的平均短纤维指数小至少0.5% (重量计)，适当地，小至少1.5至2.0% (重量计)。在优选实施例中的平均短纤维指数比使用传统轧棉肋条或插入物减小0. 5%至2. 0%。在测试插入物之前，这些变化中的每一个是预想不到的并且不能被预测到。这些变化的每一个在经济方面具有重大的意义，这是由于对于棉花业每0. 的变化意味着每年数百万元。这里所述的每个进步应理解是相对于轧同种类棉花、在相同的条件下轧棉、但是使用传统的轧棉肋条或插入物。本发明还涉及一种在轧棉设备中轧籽棉的方法，该轧棉设备包括框架件、多个锯齿以及多个轧棉肋条，所述多个锯齿绕公共轴可旋转地安装到该框架件上并且相邻的锯齿彼此间隔，所述多个轧棉肋条中的一个轧棉肋条位于一些或所有锯齿之间，并且所述轧棉肋条在其高磨损区中具有工作区，该工作区具有外表面和侧缘，所述方法包括a)在所述工作区的外表面设置至少一个导引表面，该导引表面在外表面上方或下方延伸，并设置成在所述侧缘的向内方向上延伸或从侧缘向内延伸；b)将籽棉输送到轧棉机的锯齿上；c)旋转所述锯齿，使得所述籽棉的皮棉被锯齿捕获，并且所述籽棉被拉向所述轧棉肋条，用以从籽棉中去除皮棉；以及d)允许所述籽棉接触轧棉肋条的导引表面，所述导引表面促使籽棉离开轧棉肋条的侧缘。在本发明的范围内，锯齿与轧棉肋条之间的间隙可以是任何尺寸。例如，该间隙可达2或3mm，或小至0. 15mm,并且适当地，在0. 25至2. 25mm的范围内。本发明还涉及由这里所述的方法生产的皮棉。
现在将参照
本发明，其中图1是传统现有技术轧棉机机座的示意图；图2是包括多个锯齿和轧棉肋条的部分组装后的锯齿-轧棉机轧辊箱的立体图；图3是示出单个轧棉锯齿和与该锯齿相关联的轧棉肋条的侧视图的示意图；图4是示出根据本发明优选实施例的用于轧棉肋条的插入物的立体图的照片；图5是在图4中示出的插入物的照片，其中该插入物已安装到轧棉肋条上并示出与锯齿轧棉机轧辊箱的锯齿和位于插入物上的毛籽之间的关系；图6和图7是示出测试图4和图5中所示的优选实施例的肋条插入物(即，方向肋条插入物DRI)和不具有外轮廓的传统肋条插入物(即，对照)的试验结果的图表，该图表示出在籽上剩余的皮棉的量；图8是示出优选实施例和对照进行相同试验的结果的图表，该图表示出在2个生产率下的纤维长度；图9是示出优选实施例和对照进行相同试验的结果的图表，该试验关于在2个生产率下的短纤维指数；图10是示出根据本发明实施例用于轧籽棉的方法步骤的框图；图11和图12是示出根据替换实施例用于轧棉肋条的两个插入物的上表面的立体图的照片；图13和图15是根据又一替换实施例的用于轧棉肋条的两个插入物的上表面的示意图；图14和图16分别是沿着图13和图15中所示轴线46的插入物的截面图；以及图17和图18是根据替换实施例的具有导引构造的轧棉肋条的工作区的示意图。
具体实施例方式图1是轧棉机机座10的侧视图，该轧棉机机座10包括旋转锯辊11，具有绕公共轴13被可旋转地驱动的一系列均等间隔的锯齿12 ；—组轧棉肋条14，在一个连接点16固定到轧棉机机座10的框架件15上；以及从锯齿11中去除皮棉的脱棉辊17。轧棉肋条14 从锯齿11上方的连接点16延伸，并在锯齿刀片12之间向下弯曲。在图1所示的实施例情况下，轧棉肋条14的下端不固定在第二连接点上。图2示出轧棉机机座的轧辊箱19的立体图，其中轧棉肋条14分别在上连接点16 和下连接点18以及锯齿刀片12的旋转方向上固定到框架件15。图2清楚地示出一组轧棉肋条14是如何排列在一系列锯齿刀片12之间的。在操作中，皮棉与籽棉的分离发生在轧棉机机座10的轧辊箱19中。籽棉上的棉纤维被锯齿12的齿部捕获，并被拉向轧棉肋条 14。在轧棉肋条14的上端，锯齿12的齿部通过相邻轧棉肋条14之间的任一面。轧棉肋条 14和锯齿12隔开一定间隙，并且棉纤维被锯齿的齿部从籽棉中拉出。在该区域中，轧棉肋条14与锯齿12间的间隙或者轧棉肋条中设置的插入物的侧边与锯齿12间的间隙是公知的轧棉点或轧棉区。无籽的皮棉通过轧棉点或轧棉区，并且利用脱棉辊17从锯齿齿部中移走。无皮棉的籽(毛籽)或者基本无皮棉的籽可以在轧棉肋条14与锯齿12之间下落，并最终落在传送带或下室20(如图1中所示)，然后从轧棉机机座10中去除。无皮棉的籽(毛籽)还被推进去籽辊的中心，并且经由籽管道或螺旋钻从去籽辊中排出。部分脱皮棉的籽或者其上具有长纤维的籽通常沿着轧棉肋条14被上推以再次接受轧棉处理。轧棉肋条和锯齿之间的间隙可以是任何适当的间隙，例如但不限于，可以采用 0. 25mm到2. 5mm范围内的间隙。图3是锯齿12和轧棉肋条14的侧视图的示意图。附图标记30所指示的箭头示出具有皮棉的籽棉的一般运动。箭头31标明轧棉点或轧棉区，在该点或该区，籽棉中多缕纤维被从籽中去除。我们发现，轧棉机机座的生产能力受到在轧棉区轧棉肋条与锯齿之间变成楔形的毛籽的限制。楔形作用防止其他籽棉进入轧棉区。此外，阻止籽棉进入还会导致籽的损坏， 这造成碎裂的籽在锯齿之间移动，并且进入轧棉机机座10的皮棉清洗阶段下游。为了减小轧棉区堵塞的发生率，进而减小毛籽损坏以及棉花破损的发生率，我们设计一种改进的轧棉肋条或用于轧棉肋条的插入物。该改进包括轧棉肋条或用于轧棉肋条的具有轮廓化(contoured)外表面的插入物。图4示出具有主体40和连接构造的插入物的实例，所述连接构造是在主体40之间延伸的紧固柄或凸块41的形式。紧固柄的顶面看上去与插入物的外表面齐平。在使用时，紧固柄通过开口收纳在轧棉肋条中，并且调整紧固柄的方向使得插入物的外表面的方向与锯齿的旋转轴的径线不垂直，参见图3。插入物相对于锯齿的旋转方向的定向限定了包括前缘的前部42和包括尾缘的尾部43，它们被导引构造44隔开。在图4所示的优选实施例中，前部42和尾部43分别具有基本上共平面的平坦的平表面。但是，这不是必须的情况。例如，前部42可以在低于尾部43表面的高度凹进。当插入物位于轧棉肋条的使用位置或操作位置上时，前部42的表面与轧棉肋条14的外表面基本上连续。在图4中所示的导引构造44呈具有顶点45的V形，顶点45终止在插入物的顶端， 并且通常与插入物的中央纵轴46成直线。此外，该V形可以如上所述位于前部42与尾部 43中间或之间。V形是凹槽或沟槽形式，所述凹槽或沟槽由在相对的侧缘47间的基本上平坦的外表面碾出。该V形可以具有沿着V形部分长度或整个长度延伸的扁平的、圆的、尖的底线。 在图4所示实施例的情况下，底部由两个交汇壁部分48a和48b限定。此外，V形的深度从插入物的侧缘47到插入物顶端的顶点45减小或逐渐减小。另外，V形的深度在顶点45减小到零或忽略不计。壁部分48a、48b还限定了 V形凹槽的宽度。该宽度也从插入物的侧缘47处的最宽点到在顶点45或接近顶点45处凹槽的最窄点减小或逐渐减小。
V形可以关于顶点45对称或非对称。类似地，交汇形成凹槽的基部或底线的壁部分48a，48b也可以关于底线对称或非对称。在图4所示实施例的情况下，壁部分48a，48b 是对称的，但是，仅由于壁部分48b比壁部分48a延伸的更长，所以可以出现接近前部42的壁部分48a以具有比相对的壁部分48b更小的坡度。图5的照片示出图4的插入物安装到轧棉肋条14上并与轧棉肋条14 一起定位在与一个锯齿12相应的位置上。可见，插入物的尾部43与轧棉肋条14是基本上共平面的或者与轧棉肋条14是连续的。前部42也与轧棉肋条14共平面。可见，V形构造适于收纳毛籽50。特别地，在使用时，从插入物的前部42朝向尾部 43移动的毛籽50可被V形构造收纳，以移动毛籽50离开插入物的侧缘47，进而离开轧棉肋条14和锯齿12之间的轧棉点或区。换句话说，当毛籽50位于轧棉区时，V形构造朝向插入物的中央区域或中心轴46引导毛籽50，。我们发现，以这种方式构造插入物减小了在轧棉区中轧棉肋条14与锯齿12之间毛籽变成楔形或堵塞的发生率。换句话说，在轧棉区中沿着轧棉肋条14移动的物质被引导离开轧棉肋条14的侧缘47。此作用有很多益处。例如，本发明能够i)开放轧棉区，改进纤维传输并减小锯齿将毛籽向下拉进轧棉区的自然趋势，这种趋势会在锯齿与轧棉点之间的空间中“楔入”毛籽; )减小损坏棉花的发生率；iii)减小毛籽碎裂的发生率，毛籽的碎裂会导致碎裂的毛籽在轧棉肋条与锯齿之间移动，并进入与籽分离的皮棉中；iv)由于较少的毛籽在轧棉肋条与锯齿之间变成楔形，由此使得更多的籽棉进入轧棉区。图11至图16示出根据替换实施例的插入物的实例。所述插入物具有主体40和用于诸如紧固柄或凸块41的连接构造的开口(在图11和图12中未示出)。与图4和图5 中所示的实施例类似，图11至图16的插入物具有在轧棉锯齿的旋转方向上限定的前部42 和尾部43。替换实施例的前部42和尾部43是基本上平面的。但是，这不是必须的情况。例如，前部42可以在低于尾部43表面的高度凹进。尽管未示出，当插入物位于轧棉肋条的使用位置或操作位置上时，前部42的表面与轧棉肋条14的外表面基本上是连续的。在图11所示实施例的情况下，插入物具有V形凹槽或沟槽形式的导引构造44。凹槽包括实质上向下垂直于后部43和前部42延伸的壁部分48a和48c，并且包括限定基本扁平底部的底壁部分48b。凹槽的深度基本一致，并且从插入物的相对侧缘延伸到插入物尾部的尾缘。可见，凹槽在插入物的尾缘中形成切口，该切口位于纵轴46上。在图12所示实施例的情况下，插入物具有V形凹槽或沟槽形式的导引构造44。凹槽包括交汇在凹槽底部的一点的壁部分48a和48c。凹槽的深度基本一致，并且从插入物的相对侧缘延伸到插入物尾部的尾缘。可见，凹槽延伸入插入物的尾缘，以在纵轴46上形成切口。在图13和图14所示实施例的情况下，导引构造44是与侧缘47隔开并且与插入物的尾缘和前缘隔开的凹陷形式。该凹陷绕纵轴46中心设置，并且位于具有基本相等尺寸的后部43和前部42之间。图15和图16示出又一替换插入物，其中导引构造44是在前部42和后部43上方突出脊状物的形式。该脊状物具有V形，并且包括向插入物的表面上方延伸的壁部分48a 和48b。壁部分48a和48b通过壁部分48b互连，该壁部分48b限定了脊状物上的扁平外表面。如图15中所示可见，该脊状物的宽度在插入物的侧缘47处最大，并且在轴46处高度减小到最小或可以忽略不计。此外，如图16中所示可见，脊状物的高度从侧缘47向轴46 减小。图17和图18示出根据实施例的轧棉肋条14的工作区部分。轧棉肋条14在工作区具有带侧缘47的细长体。工作区限定了在使用时用于引导籽棉离开侧缘47的导引构造 44。在图17所示实施例的情况下，导引构造是从侧缘47朝向纵轴46向内延伸的V形凹槽的形式。凹槽由交汇壁部分48a和48b限定，所述交汇壁部分48a和48b在凹槽的底部连接。V形凹槽的深度是不一致的，具体地，深度从侧缘47朝向轴46减小。在轧棉肋条14使用中，锯齿(未示出)的旋转方向可以在V形凹槽的任意侧限定前部42和尾部43。在图18所示实施例的情况下，导引构造44是从侧缘47朝向纵轴46向内延伸的V 形脊状物的形式。脊状物由从前部42和尾部43的表面突出的壁部分48a和48c限定。外表面48b是连接壁部分48a和48c的扁平外表面。可见，脊状物的宽度从侧缘47处的最大值向纵轴46减小。类似地，脊状物的高度也从侧缘47处的最大值开始减小，直到在轴处高度可以忽略不计。导引构造可以是脊状物、峰状物或肋条的形式，这些均在本发明的范围内。例如， 脊状物或峰状物可以在前部和/或尾部上方突出。在另一实施例中，导引构造还可以是三角形或菱形构造的形式，这种构造具有减小深度并朝向插入物的顶端设置的顶点。在又一实施例中，导引构造可以是凹陷或凹口的形式，例如向内取代插入物侧缘的细长凹陷。如插入物磨损或故障，上述实施例的可移动插入物可以被新的插入物替换。但是， 应理解，在本发明的范围内，诸如V形构造的任何用于引导籽棉或毛籽离开轧棉肋条侧缘的导引构造可以与轧棉肋条一体成型。在此情况下，导引构造以及轧棉肋条的前部和尾部可以与轧棉肋条的剩余部分由相同的材料制成，或者，导引构造以及轧棉肋条的前部和尾部由具有比轧棉肋条的剩余部分更高的耐磨性的材料制成。可移动插入物可反转并且在所述插入物的两对面上均具有导引表面，这也在本发明的范围内。方法根据本发明实施例的方法包括使用肋条插入物或轧棉肋条促使籽棉离开轧棉点。 参照图10，该方法包括将籽棉输送到轧棉机机座的一系列旋转锯齿上。锯齿彼此间隔并被轧棉肋条隔开，该轧棉肋条可以包括具有导引构造的插入物，例如，参见图4、图5和图11至图16中所示的插入物。或者，轧棉肋条可以在工作区具有一体成型的导引构造，例如，参见图16和17中的轧棉肋条。籽棉的皮棉被旋转锯齿的齿部捕获，该旋转锯齿朝向轧棉肋条拉拽籽棉，并将籽棉拉到轧棉肋条上。当籽棉在锯齿的影响下移动时，轧棉肋条的导引构造或安装到肋条上的插入物接触籽棉。具体地，籽棉脱皮棉的工作区包括由锯齿的旋转方向限定的前部。当籽棉在工作区上方从前部朝向尾部移动时，导引表面促使籽棉离开轧棉肋条与锯齿之间的间隙。例如，导引构造可以朝向轧棉肋条的中央区域引导籽棉。然后，从籽棉分离的皮棉可被脱棉辊或其他合适的设备收集。最后，该方法可以包括在肋条插入物上的导引构造磨损时更换肋条插入物，或者在导引构造与轧棉肋条一体成型的情况下，可以更换整个轧棉肋条。试验
对如图4和图5中所示的具有导引构造的肋插入物和不具有引导构造的传统插入物进行测试和评估。该测试包括形成一半包括具有带导引构造的插入物的轧棉肋条而另一半包括传统插入物的轧棉辊。将陆地籽棉输送到轧棉辊上，该轧棉辊以两个单独的生产率工作，理论上是图8和图9中的生产率IOOkw和90kw。从轧棉辊的相对端收集从籽棉分离的皮棉的样本。从轧棉辊具有带导引构造(如图4和图5中所示)的肋条插入物的一半分离和收集的皮棉的性质由图6至图9中的字母DRI (方向肋条插入物)表示，并且从轧棉辊具有传统肋条的一半分离和收集的皮棉的性质由图6至图9中的“对照”表示。毛籽，即处理后的籽的样本也从轧棉机机座的相对端收集。图6和图7为表示与使用传统轧棉机相比，导引构造增加了皮棉的分离程度并因此增加了产量的图表。具体地，在图6的情况下，毛籽上的剩余皮棉从对照的约11. 减小到使用DRI插入物的约10. 5%。在图7的情况下，剩余皮棉从对照的约8. 减小到使用 DRI插入物的约6.6%，即减小了约1.5%。对种植者和轧棉者的最大回报是能够促进从籽上去除更多的皮棉。如试验所示， 毛籽上的剩余皮棉可以减小约1%。在过去，增加的轧棉效率仅能通过缩小轧辊箱的尺寸来实现，例如，减小籽指状物(seed finger)与轧棉肋条之间的间隙距离。但是，以这种方式减小尺寸会具有造成更多纤维损坏的负面效应，进而减小所分离的纤维的长度。所进行的试验显示在使用导引构造时没有该负面效应。此外，图8示出对于两个生产率，纤维样本的长纤维长度实际增加到约1. 078英寸和1. 075英寸水平，而对于相同的生产率以及轧棉肋条与锯齿之间具有相同的间隔，对照(即，传统轧棉肋条)所生产的纤维长度分别是约1.062英寸和1.068英寸。类似地，图9示出以相同的生产率以及肋条与插入物之间具有相同的间隔情况下，短纤维指数减小到低于10. 9和10. 7的水平，而对于传统轧棉肋条，即对照，短纤维指数约11.04和10.7。本发明技术领域的技术人员将理解，在不脱离本发明的精神和范围内可以对优选实施例进行许多变化和修改。
权利要求
1.一种插入物，具有在轧棉肋条的高磨损工作区中固定地或可移动地安装到该轧棉肋条上的主体，该插入物的主体包括i)侧缘，沿着该主体的长度的至少一部分延伸；以及 )外表面，具有在该外表面上方或下方延伸的至少一个导引表面，该导引表面设置成在该工作区的侧缘的向内方向上延伸，从而在使用时，由所述导引表面朝向外表面的中心轴引导诸如毛籽或碎屑的颗粒离开该插入物的侧缘。
2.根据权利要求1所述的插入物，其中所述导引表面包括在所述外表面上方突出和/ 或外表面下方凹进的壁部分。
3.根据权利要求2所述的插入物，其中所述壁部分相对于工作区的外表面突出一变化高度或凹进一变化高度。
4.根据权利要求1至3中任一所述的插入物，其中当所述插入物安装到轧棉肋条上且轧棉肋条本身可操作地安装到轧棉设备上时，所述插入物的外表面具有相对于轧棉设备的锯齿的旋转方向的前部和尾部，并且插入物的导引表面具有设置在前部与尾部之间的壁部分，从而在从前部朝向尾部方向移动的颗粒能够接触该壁部分并被引导离开所述侧缘。
5.根据权利要求4所述的插入物，其中所述壁部分具有的水平高度与所述前部的水平高度不同。
6.根据权利要求4所述的插入物，其中所述壁部分由在所述前部和/或尾部下方延伸的凹槽形成。
7.根据权利要求6所述的插入物，其中所述凹槽具有相对于任一侧缘和/或前部变化或不一致的深度。
8.根据权利要求6或7所述的插入物，其中所述凹槽具有变化或不一致的宽度。
9.根据权利要求6至8任一所述的插入物，其中所述凹槽是V形的形式，其中该V形的顶点指向所述尾部，或在尾部终止。
10.根据权利要求9所述的插入物，其中所述V形的分叉腿部延伸到所述插入物的相对侧的侧缘。
11.根据权利要求6至10任一所述的插入物，其中所述凹槽具有等于或小于5mm的深度。
12.根据权利要求6至11任一所述的插入物，其中所述凹槽具有等于或小于IOmm的宽度。
13.根据权利要求6至12任一所述的插入物，其中所述凹槽的宽度在从所述侧缘朝向中心轴的方向上减小。
14.根据权利要求6至13任一所述的插入物，其中所述凹槽的深度在从所述侧缘朝向中心轴的方向上减小。
15.根据权利要求6至14任一所述的插入物，其中所述凹槽具有由两个壁交汇所限定的平底壁、弯曲底壁或尖底部的至少一个。
16.根据权利要求1至15任一所述的插入物，其中所述插入物包括一个或多个连接元件，用于将所述插入物可移动地紧固在轧棉肋条上。
17.根据权利要求16所述的插入物，其中所述连接元件是凸块的形式，该凸块从插入物的底表面延伸并在安装到轧棉肋条上时被轧棉肋条的开口接收。
18.根据权利要求4至17任一所述的插入物，其中在安装到所述轧棉肋条上时，所述插入物的前部和/或尾部的至少一个与轧棉肋条的相邻部分是连续的。
19.根据权利要求1所述的插入物，其中所述导引表面在所述外表面中限定与侧缘隔开的凹陷。
20.一种轧棉肋条，使用在具有旋转锯齿的轧棉机机座中，在轧棉区上方或者在所述轧棉肋条与所述锯齿之间限定的轧棉点，从籽棉中分离皮棉，所述轧棉肋条包括i)细长体，能够在所述轧棉机机座的相邻旋转锯齿之间可操作地安装到该轧棉机机座上；以及 )工作区，形成所述细长体的一部分，该工作区具有外表面、侧缘、和在该外表面上方或下方延伸的至少一个导引表面，该导引表面设置成在该工作区的侧缘的向内方向上延伸，并在轧棉肋条使用时，所述导引表面能够在从侧缘朝向轧棉肋条的中央区域或轴的方向上引导诸如籽棉或毛籽的颗粒。
21.根据权利要求20所述的轧棉肋条，其中所述导引表面包括在所述工作区的外表面上方突出和/或外表面下方凹进的壁部分。
22.根据权利要求20所述的轧棉肋条，其中所述壁部分与所述外表面的剩余部分之间的水平高度差减小。
23.根据权利要求20至22任一所述的轧棉肋条，其中所述壁部分相对于工作区的外表面突出一变化高度或凹进一变化高度。
24.根据权利要求20所述的轧棉肋条，其中当所述轧棉肋条使用时，该轧棉肋条的工作区具有相对于旋转锯齿的方向的前部和尾部，并且所述导引表面具有设置在前部与尾部之间的壁部分，且该壁部分具有的水平高度与前部的水平高度不同，从而从前部朝向尾部移动的颗粒能够接触该壁部分并被引导离开该工作区的侧缘。
25.根据权利要求M所述的轧棉肋条，其中所述壁部分由在所述前部下方延伸的凹槽形成。
26.根据权利要求25所述的轧棉肋条，其中所述凹槽具有相对于任一侧缘和/或前部变化或不一致的深度。
27.根据权利要求25或沈所述的轧棉肋条，其中所述凹槽具有变化或不一致的宽度。
28.根据权利要求25至27任一所述的轧棉肋条，其中所述凹槽是V形的形式，其中该 V形的顶点指向所述尾部，或在尾部终止。
29.根据权利要求观所述的轧棉肋条，其中所述V形的分叉腿部延伸到所述侧缘。
30.根据权利要求25至四任一所述的轧棉肋条，其中所述凹槽的深度在朝向轧棉肋条的中心轴方向上相对于前部或侧缘减小。
31.根据权利要求25至30任一所述的轧棉肋条，其中所述凹槽具有等于或小于5mm的深度。
32.根据权利要求25至31任一所述的轧棉肋条，其中所述凹槽具有等于或小于IOmm 的宽度。
33.根据权利要求25至32任一所述的轧棉肋条，其中所述凹槽的宽度在远离所述侧缘方向上减小。
34.根据权利要求25至33任一所述的轧棉肋条，其中所述凹槽具有由两个壁交汇所限定的平底壁、弯曲底壁或尖底部的至少一个。
35.根据权利要求25所述的轧棉肋条，其中所述工作区与所述轧棉肋条的主体一体成型，并且具有下列至少一个特征i)所述工作区的侧缘与临近工作区的轧棉肋条的侧缘共平面；ii)所述工作区的前部与所述轧棉肋条的相邻部分是连续的；以及iii)所述工作区的尾部与所述轧棉肋条的相邻部分是连续的。
36.根据权利要求20所述的轧棉肋条，其中所述导引表面在所述外表面中限定与侧缘隔开的凹陷。
37.一种在轧棉设备中轧籽棉的方法，该轧棉设备包括框架件、多个锯齿以及多个轧棉肋条，所述多个锯齿绕公共轴可旋转地安装到该框架件上并且相邻的锯齿彼此间隔，所述多个轧棉肋条中的一个轧棉肋条位于一些或所有锯齿之间，并且所述轧棉肋条在其高磨损区中具有工作区，该工作区具有外表面和侧缘，该工作区的外表面具有在外表面上方或下方延伸的一个或多个导引表面，该引导表面设置成在所述侧缘的向内方向上延伸或从侧缘向内延伸，所述方法包括a)将籽棉输送到轧棉机的锯齿上；b)旋转所述锯齿，使得所述籽棉的皮棉被锯齿捕获，并且所述籽棉被拉向所述轧棉肋条，用以从籽棉中去除皮棉；c)允许所述籽棉接触所述轧棉肋条的导引表面，所述导引表面促使籽棉离开轧棉肋条的侧缘；以及d)收集被分离的皮棉。
38.根据权利要求37所述的方法，其中在所述锯齿旋转过程皮棉从籽棉中去除时，所述籽棉接触所述导引表面，并且在远离工作区的侧缘方向上移动。
39.根据权利要求37或38所述的方法，其中所述工作区具有相对于锯齿的旋转方向的前部和尾部，并且籽棉在从前部向尾部的方向上移动时，在远离工作区的侧缘方向上移动。
40.根据权利要求37至39任一所述的方法，其中所述方法包括从籽棉中去除皮棉，使得通过该轧棉设备的一次处理后小于11. 的剩余皮棉留在毛籽上。
41.根据权利要求37至39任一所述的方法，其中所述方法包括籽棉中去除皮棉，使得通过该轧棉设备的一次处理后小于10. 5wt%的剩余皮棉留在毛籽上。
42.根据权利要求37至41任一所述的方法，其中从所述籽棉中去除的纤维的长度具有大于1. 07英寸(2. 718cm)的平均长纤维长度。
43.根据权利要求37至42任一所述的方法，其中从所述籽棉中去除的纤维的长度具有小于10. 9英寸的短纤维指数。
44.一种在轧棉设备中轧籽棉的方法，该轧棉设备包括框架件、多个锯齿以及多个轧棉肋条，所述多个锯齿绕公共轴可旋转地安装到该框架件上并且相邻的锯齿彼此间隔，所述多个轧棉肋条中的一个轧棉肋条位于一些或所有锯齿之间，并且所述轧棉肋条在其高磨损区中具有工作区，该工作区具有外表面和侧缘，所述方法包括a)在所述工作区的外表面设置至少一个导引表面，该导引表面在外表面上方或下方延伸，并设置成在所述侧缘的向内方向上延伸或从侧缘向内延伸；b)将籽棉输送到轧棉机的锯齿上；c)旋转所述锯齿，使得所述籽棉的皮棉被锯齿捕获，并且所述籽棉被拉向所述轧棉肋条，用以从籽棉中去除皮棉；以及d)允许所述籽棉接触轧棉肋条的导引表面，所述导引表面促使籽棉离开轧棉肋条的侧缘。
45.由根据权利要求37至44任一所述的方法生产的皮棉。
全文摘要
本发明涉及一种肋条插入物、一种轧棉肋条以及用于轧籽棉的方法。所述插入物和轧棉肋条具有外轮廓，以促使与此接触的籽棉离开轧棉肋条与锯齿间形成的轧棉区。相比传统轧棉技术本发明的优势包括增加轧棉过程皮棉的去除率并且增加长纤维长度。
文档编号D01B1/08GK102449209SQ201080023418
公开日2012年5月9日 申请日期2010年3月26日 优先权日2009年3月26日
发明者凯文·巴格肖, 斯图尔特·杰弗里·戈登 申请人:联邦科学和工业研究组织