一种测试梳棉机主梳区内气流参数的装置及其测试方法
【专利摘要】本发明涉及一种测试梳棉机主梳区内气流参数的装置，包括传输主管道和探针，其中传输主管道为L形，传输主管道一端为主管道出口、另一端上设有若干个竖直排列的探针，探针针头处设有静压取压孔和全压取压孔，静压取压孔设置在全压取压口的背面，探针内设有静压支管和动压支管，静压取压孔和全压取压孔分别与探针内的静压支管和动压支管连接，静压支管和动压支管末端通过主管道出口与微压传感器连接，靠近传输主管道弯折部分的两个探针上分别设有钢套，且两个钢套通过钢段连接，钢段上端设有电阻丝，两个钢套中的一个钢套与导电棒连接，导电棒另一端安装在钢段上端。本发明通过电流转化得到探针深度的位置参数，使得实验测量准确、快捷。
【专利说明】
一种测试梳棉机主梳区内气流参数的装置及其测试方法
技术领域
[0001]本发明属纺织技术领域，特别是涉及一种测试梳棉机主梳区内气流参数的装置及其测试方法。
【背景技术】
[0002]梳棉机用于加工棉纤维和化学纤维，属于纺织机械。按照纺纱工艺流程，梳棉是一道重要的工序。梳棉机的前道工序是开清棉联合机，后道工序是并条机(普梳工艺流程)或条卷机(精梳工艺流程)。
[0003]梳棉机的工作原理是将前道工序送来的棉(纤维)卷或由棉箱供给的油棉(化纤)层进行开松分梳和除杂，是所有呈卷曲块状的棉圈成为基本伸直的单纤维状能，并在此过程中，除掉清花工序遗留下来的破籽、杂质和短绒，然后集成一定规格棉条、储存于棉筒内，供并条工序使用。
[0004]梳棉机通过回转件的高速回转，实现梳理件表面包覆的针布对纤维的高效梳理。梳棉机内的回转件尺寸较大，而回转件表面的罩壳以及回转件间的隔距相对回转件的尺寸而言非常小，数量级最高相差8倍，因此梳棉机中存在的流体域厚度非常薄；随着生产中对梳棉机高产高速的要求，回转件的角速度越来越快，因此由于回转对气流带来的影响更为显著。与此同时，在梳理件间的纤维的尺寸非常小，可以看作是流体中的悬浮微粒。因此，气流的作用力虽然不及梳理力对纤维作用的强度大，但是仍不容忽视。
[0005]在由锡林与盖板组成的主梳区附近，由于存在隔距、流体域空间形态的变化，因此，气流在该区域及附近流动时会随着位置产生复杂的变化，从而影响到纤维的转移、梳理及飞花的形成等。锡林表面以高速回转，当其表面所带动的气流在经过后罩板时，形成较高的气压，对从而对主梳区内的气流产生影响。因此，有必要对梳棉机上主梳区的气流进行定量的研究与控制，实现纤维运动的有效控制，保证梳理的高效进行并降低飞花的生成。
[0006]而在理论或实验研究中，锡林-盖板区域的回转体表面覆盖有数量庞大的针齿，形态参数丰富，且由于两者间隔距微小，因此造成流体变化的复杂性。此外，锡林-盖板区域的梳理面积大，因此，如果能通过一套系统的实验测量确定梳理区域中气流状态的规律性，则可选择其中流体运动典型的区域进行简化及分析。
[0007]在传统的测量过程中，通过将单根毕托管探入主梳区流场，对流场各点的气压及流速进行单独测量，因此在各点的数据收集过程中，较容易产生混淆，且增加了工作量；当改变毕托管探入深度时，需要停机后，对各根毕托管进行高度上的重新调节，使得测量效率降低，且由于各根毕托管深度的单独控制，探入的深度可能存在较大误差且工作量繁复。
【发明内容】
[0008]本发明所要解决的技术问题是提供一种测试梳棉机主梳区内气流参数的装置及其测试方法，解决传统测量在各点的数据收集过程中，较容易产生混淆，且测量效率低，工作量繁复及可能存在较大误差的问题。
[0009]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:提供一种测试梳棉机主梳区内气流参数的装置，包括传输主管道和探针，其中所述传输主管道为L形，所述传输主管道一端为主管道出口、另一端上设有若干个竖直排列的探针，所述探针针头处设有静压取压孔和全压取压孔，所述静压取压孔设置在全压取压口的背面，所述全压取压孔用于正对气流流向，所述探针内设有静压支管和动压支管，所述静压取压孔和全压取压孔分别与探针内的静压支管和动压支管连接，所述静压支管和动压支管末端通过主管道出口与微压传感器连接，靠近传输主管道弯折部分的两个探针上分别设有钢套，且两个钢套通过钢段连接，所述钢套与钢段接触面间可相互滑移，所述钢段用于控制探针探伸入流场区域的深度，所述钢段上端设有电阻丝，所述两个钢套中的一个钢套与导电棒连接，所述导电棒另一端安装在钢段上端，所述导电棒的棒端包括电材料和摩擦系数较大的粗糙表面，所述导电棒棒端的导电材料与钢段上的电阻丝接触，所述导电材料通过导线与电流测试装置的一端连接，所述电阻丝一端与电流测试装置的另一端连接。
[0010]本发明的进一步技术方案是，所述传输主管道直径为30mm，且设有探针部分管道长度为900mm。
[0011]本发明的又进一步技术方案是，所述探针数量为6个。
[0012]本发明的再进一步技术方案是，所述电流测试装置通过测量电流量计算得出探针伸入的长度。
[0013]本发明的更进一步技术方案是，所述导电棒的棒端粗糙表面为排列整齐的排列方向一致的凸起三角颗粒。
[0014]—种使用所述的一种测试梳棉机主梳区内气流参数的装置的测试方法，其中包括以下步骤:
[0015](a)在梳棉机的锡林和盖板区域的侧面均匀取若干个特征点，其中包括该区域的气流进口、出口两点；
[0016](b)由于在主梳区的形态沿机前机后方向轴线对称，因此，选择对称轴线的一侧的区域进行测试，在区域中，以步骤(a)中若干个特征点所在的平行于回转轴轴线的各直线为基准，选取若干等分点作为同系列测试点，在盖板上打孔，得到以步骤(a)中若干个特征点为基准的若干组系列点；
[0017](c)将探针穿过盖板的钢板与基布、伸入上述盖板的对应标号的孔洞中，对相应位置的流场区域进行气流参数的测量；
[0018](d)由探针针头处的静压取压孔和全压取压孔进入的气流，通过传输主管道中静压支管和动压支管传输至主管道出口处时，与外部传感器连接，从而得到探针针头所在位置的静压和动压值，以及通过毕托管的原理得到该点流速。
[0019]本发明的进一步技术方案是，所述步骤(a)中，所述特征点数量为7个。
[0020]本发明的又进一步技术方案是，所述步骤(b)中，打孔的孔径大小与探针直径相对应。
[0021 ]本发明的再进一步技术方案是，所述步骤(c)中，钢段固定在盖板上表面，作为基准平面，控制探针伸入流场区域的深度。
[0022]本发明的更进一步技术方案是，所述步骤(C)中，通过钢套与导电棒间夹角α的变化，测量通过电流测试装置的电流，可以得出探针的针头伸入盖板位置深度。
[0023]此装置可适用于梳棉机中其他回转件表面的流体域参数测量，如在刺辊罩壳、道夫罩壳上进行安装，测试刺辊-刺辊罩壳、道夫-道夫罩壳间的流体运动情况。
[0024]本装置考虑梳棉机中气流通道的变化对流体的影响，对梳棉机主梳区附近区域的气流变化进行测量，利用毕托管原理设计及微型动压传感器设计测速计，在测量流速的同时测量气压强度，从而实现高效简洁的测量;结合梳棉机的结构特点，本发明装置使用多组毕托管结构结合进行统一测量，能有效控制测量点的位置，测量装置所占空间更小，且可同时测量多个测量点，同时对测量位置的调节可实现连续的精确调节而无需停机操作，因此对流场干扰小，排除了由于测量时间的差异所导致的对测量准确度的影响，测试操作更为简易。
[0025]有益效果
[0026]由于采用了上述的测试装置及方案，本发明与现有测量技术相比，具有以下的优点和积极效果:
[0027]本发明通过在将多个探针装置组合，实现同时测量多组特征点数据的效果，因此，本发明能够与保证同系列的测试点之间，空间位置、测量时间的一致性与准确性，避免了传统的测量中，各点采用传统的毕托管单独进行测量时，由于各自控制系统的独立性及探入深度的调节而导致的费时费地；由于采用导电棒的滑动，使探针可以在伸入不同长度时连续对流体进行测量，并同时通过电流转化得到探针深度的位置参数，使得实验测量准确、快捷。
【附图说明】
[0028]图1为本发明装置结构示意图。
[0029]图2为本发明探针放大结构示意图。
[0030]图3为图2剖视图。
[0031]图4为图3局部放大示意图。
[0032 ]图5为本发明流场测试特征点示意图。
[0033]图6为本发明中盖板测量系列点的打孔示意图。
[0034]图7为本发明探针与盖板骨的结合方式示意图。
【具体实施方式】
[0035]下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
[0036]如图1?4所示一种测试梳棉机主梳区内气流参数的装置，包括传输主管道I和探针2，其中所述传输主管道I为L形，所述传输主管道I一端为主管道出口 3、另一端上设有若干个竖直排列的探针2，所述探针2针头处设有静压取压孔4和全压取压孔5，所述静压取压孔4设置在全压取压口的背面，所述全压取压孔5用于正对气流流向，所述探针2内设有静压支管7和动压支管6，所述静压取压孔4和全压取压孔5分别与探针2内的静压支管7和动压支管6连接，所述静压支管7和动压支管6末端通过主管道出口 3与微压传感器连接，靠近传输主管道I弯折部分的两个探针上分别设有钢套8，且两个钢套8通过钢段9连接，所述钢套8与钢段9接触面间可相互滑移，所述钢段9用于控制探针2探伸入流场区域的深度，所述钢段9上端设有电阻丝13，所述两个钢套8中的一个钢套8与导电棒10连接，所述导电棒10另一端安装在钢段9上端，所述导电棒10的棒端包括电材料11和摩擦系数较大的粗糙表面12，所述导电棒10棒端的导电材料11与钢段9上的电阻丝13接触，所述导电材料11通过导线20与电流测试装置的一端连接，所述电阻丝13—端与电流测试装置的另一端连接。
[0037]所述传输主管道I直径为30mm，且设有探针部分管道长度为900mm。
[0038]所述探针2数量为6个，探针2直径为3mm，若干探针2互相间隔为普通盖板条长度的十分之一，隔距设置为100?150_;探针针头到钢套下边缘的长度L为13-14.5_，由于盖板钢板与基布的厚度之和为8.5-9.7_，因此，探针可伸入盖板下的距离为3.3-5_。
[0039]所述电流测试装置通过测量电流量计算得出探针2伸入的长度，如图3和图4所示，导电棒1通过棒端的导电材料11与下方电阻丝13的接触点为P，导电材料11通过导线20与电流测试装置的一端连接，电阻丝13—端的Q点与电流测试装置的另一端相连，当探针2整体上移的时候，导电棒1与电阻丝13的接触点P向左移动，使得钢套9与导电棒10间夹角α减小，因此PQ之间的距离增大，PQ区间电阻增大，所以，通过对流经该电路的电流的测量，则可得到电流值—电阻丝的电阻值—有效电阻长度，进行程序计算后，进而可以精确得出探针伸入的长度，并反映在传输主管道后连接的显示屏上。
[0040]所述导电棒10的棒端粗糙表面12为排列整齐的排列方向一致的凸起三角颗粒，使得导电棒向左移动时受到的摩擦力要远小于向右移动，如图3所示。
[0041]—种使用所述的一种测试梳棉机主梳区内气流参数的装置的测试方法，其中包括以下步骤:
[0042](a)在梳棉机的锡林16和盖板17区域的侧面均匀取若干个特征点18，其中包括该区域的气流进口A、出口G两点，如图5所示；
[0043](b)由于在主梳区的形态沿机前机后方向轴线对称，因此，选择对称轴线的一侧的区域19进行测试，在区域19中，以步骤(a)中若干个特征点所在的平行于回转轴轴线的各直线为基准，选取若干等分点作为同系列测试点，在盖板上打孔，得到以步骤(a)中若干个特征点为基准的若干组系列点，如图6所示；
[0044](c)将探针2穿过盖板的钢板14与基布15、伸入上述盖板的对应标号的孔洞中，对相应位置的流场区域进行气流参数的测量，如图7所示；
[0045](d)由探针2针头处的静压取压孔4和全压取压孔5进入的气流，通过传输主管道I中静压支管7和动压支管6传输至主管道出口 3处时，与外部传感器连接，从而得到探针针头所在位置的静压和动压值，以及通过毕托管的原理得到该点流速。
[0046]所述步骤(a)中，所述特征点18数量为7个。
[0047]所述步骤(b)中，打孔的孔径大小与探针2直径相对应。
[0048]所述步骤(c)中，钢段9固定在盖板上表面，作为基准平面，控制探针2伸入流场区域的深度。
[0049]所述步骤(c)中，通过钢套9与导电棒10间夹角α的变化，测量通过电流测试装置的电流，可以得出探针2的针头伸入盖板位置深度。
[0050]所述探针直径为3mm;针间隔距为普通盖板条长度的十分之一，隔距设置为100?150mm;探针针头到钢套下边缘的长度L为13-14.5mm，由于盖板钢板与基布的厚度之和为8.5-9.7mm，因此，探针可伸入盖板下的距离为3.3_5mm。
[0051 ] 实施例1
[0052]对普通直径的梳棉机进行测量，以FA231为例。此时，梳棉机锡林的直径为1288mm左右，宽度约为100mm ；盖板钢板厚度为5.5mm，基布厚度为3.5mm，盖板针为8mm。
[0053]测试装置的传输主管道直径为30mm，其中，附有探针部分的长度为900mm。
[0054]探针直径为3mm;针间隔距为普通盖板条长度的十分之一，隔距设置为100mm;探针针头到钢套下边缘的长度L为13.5_。测量过程中，在A、B、C、D、E、F、G七个特征点均固定有本发明测量装置，根据探针伸入盖板的深度不同，进行三个深度的测量，包括探针针头处于盖板针的针尖、除基布厚度外盖板针长度的二分之一处以及盖板针靠近基布的位置，此时，L的长度分别为13.5mm，ll.25mm以及9mm。
[0055]实施例2
[0056]对普通直径的梳棉机进行测量，以FA231为例。此时，梳棉机锡林的直径为1288mm左右，宽度约为100mm ；盖板钢板厚度为5.5mm，基布厚度为3mm，盖板针为8mm。
[0057]测试装置的传输主管道直径为30mm，其中，附有探针部分的长度为900mm。
[0058]探针直径为3mm;针间隔距为普通盖板条长度的十分之一，隔距设置为100mm;探针针头到钢套下边缘的长度L为13.5_。测量过程中，在A、B、C、D、E、F、G七个特征点均固定有本发明测量装置，根据探针伸入盖板的深度不同，进行五个深度的测量，包括探针针头处于盖板针的针尖、除基布厚度外盖板针长度的四分之一处以及盖板针靠近基布的位置，此时，L 的长度分别为13.5mm，12.25mm，llmm，9.75mm 以及8.5mm。
[0059]实施例3
[0060]对小直径的梳棉机进行测量，以立达C70梳棉机为例。此时，梳棉机锡林的直径为814mm左右，宽度约为1500_ ；盖板钢板厚度为5.5mm，基布厚度为3_，盖板针为8_。
[0061 ]测试装置的传输主管道直径为30mm，其中，附有探针部分的长度为900mm。
[0062] 探针直径为3mm;针间隔距为普通盖板条长度的十分之一，隔距设置为150mm;探针针头到钢套下边缘的长度L为13.5_。测量过程中，在A、B、C、D、E、F、G七个特征点均固定有本发明测量装置，根据探针伸入盖板的深度不同，进行五个深度的测量，包括探针针头处于盖板针的针尖、除基布厚度外盖板针长度的二分之一处以及盖板针靠近基布的位置，此时，L的长度分别为13.5mm，I Imm及8.5mm。
【主权项】
1.一种测试梳棉机主梳区内气流参数的装置，包括传输主管道(I)和探针(2)，其特征在于:所述传输主管道(I)为L形，所述传输主管道(I)一端为主管道出口(3)、另一端上设有若干个竖直排列的探针(2)，所述探针(2)针头处设有静压取压孔(4)和全压取压孔(5)，所述静压取压孔(4)设置在全压取压口的背面，所述全压取压孔(5)用于正对气流流向，所述探针(2)内设有静压支管(7)和动压支管(6)，所述静压取压孔(4)和全压取压孔(5)分别与探针(2)内的静压支管(7)和动压支管(6)连接，所述静压支管(7)和动压支管(6)末端通过主管道出口(3)与微压传感器连接，靠近传输主管道(I)弯折部分的两个探针上分别设有钢套(8)，且两个钢套(8)通过钢段(9)连接，所述钢套(8)与钢段(9)接触面间可相互滑移，所述钢段(9)用于控制探针(2)探伸入流场区域的深度，所述钢段(9)上端设有电阻丝(13)，所述两个钢套(8)中的一个钢套(8)与导电棒(10)连接，所述导电棒(10)另一端安装在钢段(9)上端，所述导电棒(10)的棒端包括电材料(11)和摩擦系数较大的粗糙表面(12)，所述导电棒(10)棒端的导电材料(11)与钢段(9)上的电阻丝(13)接触，所述导电材料(11)通过导线(20)与电流测试装置的一端连接，所述电阻丝(13) —端与电流测试装置的另一端连接。2.根据权利要求1所述的一种测试梳棉机主梳区内气流参数的装置，其特征在于:所述传输主管道(I)直径为30mm，且设有探针部分管道长度为900mm。3.根据权利要求1所述的一种测试梳棉机主梳区内气流参数的装置，其特征在于:所述探针(2)数量为6个。4.根据权利要求1所述的一种测试梳棉机主梳区内气流参数的装置，其特征在于:所述电流测试装置通过测量电流量计算得出探针(2)伸入的长度。5.根据权利要求1所述的一种测试梳棉机主梳区内气流参数的装置，其特征在于:所述导电棒(1)的棒端粗糙表面(12)为排列整齐的排列方向一致的凸起三角颗粒。6.—种使用如权利要求1所述的一种测试梳棉机主梳区内气流参数的装置的测试方法，其特征在于:包括以下步骤: (a)在梳棉机的锡林(16)和盖板(17)区域的侧面均匀取若干个特征点(I8)，其中包括该区域的气流进口(A)、出口(G)两点； (b)由于在主梳区的形态沿机前机后方向轴线对称，因此，选择对称轴线的一侧的区域(19)进行测试，在区域(19)中，以步骤(a)中若干个特征点所在的平行于回转轴轴线的各直线为基准，选取若干等分点作为同系列测试点，在盖板上打孔，得到以步骤(a)中若干个特征点为基准的若干组系列点； (c)将探针(2)穿过盖板的钢板(14)与基布(15)、伸入上述盖板的对应标号的孔洞中，对相应位置的流场区域进行气流参数的测量； (d)由探针(2)针头处的静压取压孔(4)和全压取压孔(5)进入的气流，通过传输主管道(I)中静压支管(7)和动压支管(6)传输至主管道出口(3)处时，与外部传感器连接，从而得到探针针头所在位置的静压和动压值，以及通过毕托管的原理得到该点流速。7.根据权利要求6所述的一种使用如权利要求1所述的一种测试梳棉机主梳区内气流参数的装置的测试方法，其特征在于:所述步骤(a)中，所述特征点(18)数量为7个。8.根据权利要求6所述的一种使用如权利要求1所述的一种测试梳棉机主梳区内气流参数的装置的测试方法，其特征在于:所述步骤(b)中，打孔的孔径大小与探针(2)直径相对应。9.根据权利要求6所述的一种使用如权利要求1所述的一种测试梳棉机主梳区内气流参数的装置的测试方法，其特征在于:所述步骤(c)中，钢段(9)固定在盖板上表面，作为基准平面，控制探针(2)伸入流场区域的深度。10.根据权利要求6所述的一种使用如权利要求1所述的一种测试梳棉机主梳区内气流参数的装置的测试方法，其特征在于:所述步骤(C)中，通过钢套(9)与导电棒(10)间夹角α的变化，测量通过电流测试装置的电流，可以得出探针(2)的针头伸入盖板位置深度。
【文档编号】D01G15/14GK105908288SQ201610283451
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年4月29日
【发明人】和杉杉, 薛文良, 程隆棣, 刘蕴莹
【申请人】东华大学