杂质自动称重装置及方法
【专利摘要】本发明公开了一种对从纤维样品中分离的杂质进行自动称重的装置。其包括：秤、位于秤上的称重盘，清洁器用于在秤没有进行称重时将清洁元件经过称重盘表面，和用于有选择地控制秤和清洁器的操作和顺序的控制器。
【专利说明】杂质自动称重装直及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及纤维质量检测领域。更具体地，本发明涉及对从纤维样品分离出的杂质进行自动称重。
【背景技术】
[0002]纤维可以按照各种不同的因素进行分级。其中有时需要被考虑的一个因素就是纤维的清洁度。例如，原棉纤维通常夹杂有一定量的非棉绒材料，在此将他们统称为杂质。通常，给定的纤维样品中，杂质含量越高，纤维样品的品级就越低。因此测量纤维样品中的杂质是一项重要任务。然而，此类测量高度倾向手工，使其成本较高，费事，导致其低精度且高度依赖操作者。
[0003]在分级应用中考虑的纤维样品可能会比较少量，因此其可能包含的杂质可能会是几克的量级。因此，用于给杂质称重的秤可能需要非常高的灵敏度，以便精确确定杂质的重量。但这样的秤容易被突然或者大大超重的物理接触损坏，即使仅仅发生在瞬间。手动加载和卸载此类秤的称重盘会大幅降低秤的使用寿命。
[0004]因此，需要一种解决，至少部分解决，上述技术问题的系统。
【发明内容】
[0005]上述和其他需要通过一种对从纤维样品中分离的杂质进行自动称重装置来解决。该装置包括:秤，位于秤上的称重盘，清洁器用于在秤没有进行称重时将清洁元件经过称重盘表面，和控制器用于有选择地控制秤和清洁装置的操作和顺序。
[0006]在根据本发明的各种实施例中，清洁元件包括以下中至少一个，刷子，来自固定风刀的气流，移动的空气喷嘴，和移动的真空嘴。在一些【具体实施方式】中，升降装置在清洁期间将称重盘从秤上托起，且在称重期间使称重盘降低到秤上。在一些实施例中，升降装置在称重期间物理上与称重盘分离。在一些实施例中，称重装置包括以下中的至少一个:旋转凸轮组和气压缸组。在一些实施例中，屏障可选地在称重期间将称重盘与气流隔开。在一些实施例中，屏障包括至少一个刚性屏障和布屏障。在一些实施例中，容器收纳清洁器从称重盘清除出的杂质。在一些实施例中，在容器上链接有真空源，将清洁器从称重盘清除出的杂质抽走。在一些实施例中，称重盘包括顶部有开口的箱子，第一端，以及相对的第二端。在一些实施例中，清洁器是风刀，且控制器可选地控制风刀产生具有第一速度的第一气流，然后具有第二速度的第二气流，其中第一速度低于第二速度。
[0007]本发明的将从纤维样品分离的杂质自动称重的方法包括:当秤上的称重盘没有杂质时，在第一个时间点从具有控制器的秤接受第一称重测量；然后将杂质收集在称重盘中，然后在当称重盘装载了杂质时，在第二个时间点从具有控制器的秤接受第二称重测量，然后使用清洁器将清洁元件经过称重盘表面，以此从称重盘大致一处所有收集的杂质。从第二称重测量中减去第一称重测量产生所收集到的材料的重量。
[0008]在根据本发明的各种实施例中，清洁原件包括至少一个刷子，来自固定风刀的气流，移动的空气喷嘴，移动的真空嘴。在一些实施例中，升降装置在清洁期间使称重盘上升离开秤，并在称重期间使称重盘下降到秤上。在一些实施例中，称重装置在称重期间物理上与称重盘分离。在一些实施例中，清洁器从称重盘移除的杂质被连接有真空源的容器吸走。在一些实施例中，连接到容器的真空源在至少一部分称重盘内产生大致湍流的气流。在一些实施例中，清洁器是风刀，控制器有选择地控制风刀产生具有第一速度的第一气流，然后具有第二速度的第二气流。在一些实施例中，清洁器是风刀，作用到风刀的气压在至少一部分称重盘内产生大致层流的气流，其大致与称重盘的底部平行和相邻。
[0009]与传统的手动杂质称重测量相比，根据本发明的自动测量具有许多优点:(1)实施测量的费用由于更少的人工介入而降低；(2)由于更高的测试速度，样品量会提高；(3)测试结果的精确度和客观度将由于更少的人工干预而提高。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细说明。为了说明细节，附图并不以比例示出，相似的附图标记表示相似的元件。
[0011]图1是本发明的一个实施例所述的称重装置的原理框图；
[0012]图2是本发明的一个实施例所述的称重盘的透视图。
【具体实施方式】
[0013]请参见附图，显示了称重装置100,包括秤102,称重盘104,清洁器103,容器108和控制器118.在一个实施例中，称重装置100用来给从包含纤维112和杂质110的纤维样品分离的杂质110称重。纤维样品中的纤维112与纤维样品中的杂质110在一个重力地位于称重盘104上面的位置分开。纤维样品中的纤维112绝大多数地沿另一路径被去除，且纤维样品中的杂质110落到称重盘104上，被称重。然而，通常纤维112与杂质110的分离是不完全的，少量纤维112可能与杂质110—起出现在称重盘104上。
[0014]在描述的实施例中，清洁器106可操作使清洁元件经过称重盘104的表面，以一种可以使纤维112和杂质110从称重盘104去除的方式。以这种方式，在天平102上的任何材料的重量(例如杂质104和纤维112)可以被测量，然后被清洁器106自动地从称重盘104去除。因此被清洁过的天平102可以在没有人工干预的情况下被量皮重且准备下一次称重周期。因此，在一些实施例中，天平102是电子秤102，其与控制器118相连，控制器118接受来自天平102的重量读数，并控制称重装置100的其他部件的协同工作，例如清洁器106和容器108.[0015]由清洁器106传递经过称重盘104的清洁元件在不同的实施例中可以是不同的。例如，在一个实施例中，清洁元件是一个刷子，且清洁器106是一根水平经过称重盘104表面的棒，当其经过称重盘104表面时将纤维112和杂质110从称重盘表面扫去，从而在不给天平102施加不适当的力的情况下清洁称重盘104.[0016]在另一个实施例中，清洁元件是一个真空嘴，且清洁器106是一个根水平经过称重盘104表面的棒，当其经过称重盘104表面时将纤维112和杂质110从称重盘表面吸走，从而在不给天平102施加不适当的力的情况下清洁称重盘104.[0017]在另一个实施例中，清洁元件是一个空气喷嘴，清洁器106是一根水平经过称重盘104表面的棒，当其经过称重盘104表面时，将纤维112和杂质110从称重盘104表面吹走，从而在不给天平102施加不适当的力的情况下清洁称重盘104.[0018]在另一个实施例中，清洁元件是气流，且清洁器106是固定的风箱，其使气流水平地经过称重盘104的表面时，将其前面的纤维112和杂质110从称重盘104的表面吹走，从而在不给天平102施加不适当的力的情况下清洁称重盘104.本实施例在此通称为风刀。
[0019]在一些实施例中，将一些或所有元件组合起来,清洁元件包括在清洁器106上整合的，例如，刷子，真空嘴，空气喷嘴，他们水平地经过称重盘104的表面，或吸，或吹，或扫，将纤维112和杂质110从称重盘104的表面清除，从而在不给天平102施加不适当的力的情况下清洁称重盘104.[0020]一些实施例包括容器108，其接收由清洁器106从称重盘104上或吹，或扫，清除的纤维112和杂质110。在一些实施例中，容器108与真空源120连接，其帮助从称重设备100去除纤维112和杂质110.[0021]在一些实施例中，称重盘104是一个盒子，具有接近清洁器106的第一端114和接近容器108的相对的第二端116.在一些实施例中，盒子具有在第一端114上的第一开口，在第二端116上的第二开口，和位于顶部用于接收纤维112和杂质110的第三开口。
[0022]在一个实施例中，在盒子104的第一端114设置风刀106，将由盒子104收集的材料吹出盒子104。容器108接受从盒子104吹出的材料。在一些实施例中，位于盒子104的第一端114的开口，其尺寸基本上与风刀106的空气出口相匹配。在一些实施例中，风刀106的空气出口基本上完全延伸通过盒子104的宽度。在一些实施例中，其宽度为大概30厘米。
[0023]在一些实施例中，位于第二端116的开口的尺寸基本上与容器108的空气入口相匹配。在一些实施例中，容器108的空气入口基本完全延伸通过盒子104的第二端116的高度。在一些实施例中，其高度大概为8厘米。在一些实施例中，容器108的空气入口基本上完全延伸通过盒子104的第二端116的宽度。在一些实施例中，该宽度约为30厘米。
[0024]现在描述一种根据本发明一个实施例的使用称重装置100的方法。控制器118接受来自天平102的读数，当时称重盘104已经被清除材料，其读数被指定为空称重盘104的皮重。空的称重盘104接受来自称重盘104上的材料，例如纤维112和杂质110.控制器118接收来自天平102的读数，该读数被指定为称重盘104和任何在其上的材料的毛重。皮重从毛重中被减去,产生放置于称重盘104上的材料的重量。
[0025]在得出材料的重量后，给容器108施加真空，给风刀106施加气压，任何在上面的材料被协作地或吹出或吸出称重盘104.停止给风刀106施加气压，也停止给容器108施加真空。这样,位于称重盘104上的任何杂质110和纤维112被自动清除，且称重设备准备重新开始下一轮，如上所述。
[0026]在一些实施例中，在给风刀106施加气压前大约两秒钟给容器108施加真空。在一些实施例中，在从容器108去除真空之前大约2秒钟从风刀106去除气压。在一些实施例中，给风刀106施加气压的时间少于约I秒钟。
[0027]在一些实施例中，给风刀106施加的气压在称重盘104的至少一段上产生基本上层流的气流。在一些实施例中，基本上层流的气流与称重盘104的底部基本平行且临近。在一些实施例中，给容器108施加的真空在称重盘104的至少一段上产生基本湍流的气流.[0028]在一些实施例中，施加到风刀106的气压是随着时间从较低的气流速度步入或发展到较高的气流速度；或随着时间从较高的气流速度步入或发展到较低的气流速度。这可以以不同的步骤、梯度或时间来完成。例如，在一个实施例中，可以以第一速度启动第一气流持续第一时间长度，其仅足以去除可能位于称重盘104上的纤维112。然后以第二速度启动第二气流持续第二时间长度，其足以去除任何其他东西，例如杂质110，其可能位于称重盘104上。这样，没有一开始就使用足以去除杂质110的一阵气流，这阵气流可能导致纤维112被吹到称重设备100或称重设备100所处系统的任何部分的内部周围。
[0029]可以清洁器106的其他实施例中，例如空气喷嘴或吸嘴，使用这样的步入或发展，其在清洁器106经过称重盘104的表面时经过称重盘104的表面。
[0030]在一些实施例中，在第一气流和第二气流之间没有来自风刀106的气流，且在第一气流和第二气流之间进行第三称重测量，控制器118接受第三称重测量。该第三称重测量也从毛重中被减去，在一些实施例中，这将使杂质重量的测量更加准确。这样的第三测量也可以被用来获得关于分离程序的效率的信息，分离程序用于从杂质110中分离纤维112.[0031]在一些实施例中，使用多于2个气流，具有不同空气速度或时间长度或流速的组合。在一些实施例中，气流是持续的，但是随着时间具有不同的一个或多个上述气流特征。
[0032]在一些实施例中，称重盘104和天平102可选择地从称重设备100所在的系统的其他部分独立出来。例如，在接受纤维112和杂质110后，可以在称重盘104的顶部上提供屏障124，使来自主系统其他部分的气流不会影响称重测量。在一些实施例中，屏障124可能在某个特定的时间长度中存在，使在称重盘104中的气流有时间在称重测量进行前减弱到一个期待的程度。在一些实施例中，使用气流传感器来决定气流是否足够平静。在不同的实施例中，屏障124是刚性材料片，例如聚甲基丙烯酸甲酯，玻璃，金属或木头，或弹性材料片，例如布或塑料。
[0033]这样，称重设备100可以被自动地使用和循环，不需要任何手动干预。这样就可以得到一些优势。首先实施重量测量的成本可以降低，因为需要的人工操作和干预更少。其次，天平102的使用寿命和准确性可以提高，因为其不会被粗鲁地使用，而是一般被人们以操纵设备的方式使用。第三，用来测试的样品的体积可以增加，因为测试速度更快了。第四、测试结果的精确度和客观性都更高了，因为更少的人力介入。所有这些可以在进行纤维样品的杂质分析时产生更准确的读数和更低的费用。
[0034]在一些实施例中，期望在清洁期间进一步地将天平102与物理振动或冲击的影响隔离，可以使用升降系统122在清洁和其他循环期间将称重盘104从天平102上托起，在循环的称重期间将称重盘104降落到天平102上.升降系统122可以是多种形式，例如凸轮组，气压缸，或其他装置，其可以按照所需将称重盘104从天平102上托起，然后降低称重盘104落到天平102上，然后继续移动脱离与称重盘104的物理接触，以便在循环的称重期间不干扰天平102.[0035]以上对于本发明的实施例是为了对本发明做出说明和描述，并不是对本发明的详尽说明或将本发明限制为所披露的精确形式。在本发明的启示下可能有显而易见的替代或变形。所选择和描述的实施例试图提供本发明原理的阐述和实际运用，从而使本领域技术人员能够将本发明应用在各种实施方式中，并根据所期望的具体用途产生各种替代方案来达到本发明的目的。所有这些替代和变形属于本发明确定保护的范围之内，其保护范围是 被公正地、依法地、合理地确定的。
【权利要求】
1.一种对从纤维样品中分离的杂质进行自动称重的称重装置，包括: 秤， 位于秤上的称重盘， 在秤没有进行称重时，将清洁元件经过称重盘表面的清洁器，和 用于有选择地控制秤和清洁器的控制器。
2.如权利要求1所述的称重装置，其中，所述清洁器包括以下中至少一个:刷子，来自固定风刀的气流，移动的空气喷嘴，和移动的真空嘴。
3.如权利要求1所述的称重装置，其中，还包括升降装置，在清洁期间将称重盘从秤上托起，且在称重期间使称重盘降低到秤上，其中所述升降装置在称重期间物理上与称重盘分离。
4.如权利要求3所述的称重装置，其中，所述升降装置包括以下中至少一个:旋转凸轮组和气压缸组。
5.如权利要求3所述的称重装置，其中，还包括屏障，用于在称重期间可选择地将称重盘与气流分离。
6.如权利要求5所述的称重装置，其中，所述屏障包括以下中的至少一个:刚性屏障和布屏障。
7.如权利要求1所述的称重装置，还包括容器，用于接收由所述清洁器从所述称重盘移除的杂质。
8.如权利要求7所述的称重装置，还包括与所述容器连接的真空源，将由清洁器从所述称重盘所移除的杂质吸走。
9.如权利要求1所述的称重装置，其中所述称重盘包括在顶部、第一端和相对的第二端具有开口的箱子。
10.如权利要求1所述的称重装置，其中所述清洁器是风刀，且所述控制器有选择地控制风刀产生具有第一速度的第一气流，然后产生具有第二速度的第二气流，所述第一速度低于所述第二速度。
11.一种对从纤维样品分离的杂质进行自动称重的方法，所述方法包括以下步骤: 当秤上的称重盘里没有杂质时，在第一时间点从具有控制器的秤接收第一称重测量； 收集称重盘上的杂质； 当秤上的称重盘已经收集好杂质时，在第二时间点从具有控制器的秤接收第二称重测量; 从所述第二称重测量中减去所述第一称重测量，得到所收集的杂质的重量，且 使用清洁器将清洁元件传送经过所述称重盘，使得所有收集到的杂质从杂质盘上被清除。
12.如权利要求11所述的方法，其中，所述清洁元件包括以下中至少一个:刷子、来自固定风刀的气流、移动的空气喷嘴和移动的真空嘴。
13.如权利要求11所述的方法，还包括使用升降装置在清洁期间将称重盘中秤上托起，且在称重期间使称重盘降低到秤上，其中所述升降装置在称重期间物理上与称重盘分离。
14.如权利要求11所述的方法，还包括使用具有与真空源连接的容器的清洁器从称重盘移除的杂质吸走。
15.如权利要求11所述的方法，其中，所述连接到容器的所述真空源在称重盘的至少一段上产生基本为湍流的气流。
16.如权利要求11所述的方法，其中所述清洁器是风刀，且控制器有选择地控制风刀产生具有第一速度的第一气流，然后产生具有第二速度的第二气流，所述第一速度低于所述第二速度。
17.如权利要求11所述的方法，其中所述清洁器是风刀，且施加到风刀的气压在称重盘的至少一段上产 生基本为层流的气流，基本上与所述称重盘平行和邻近。
【文档编号】G01G19/00GK103575613SQ201310303985
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2013年7月18日 优先权日:2012年7月19日
【发明者】刘亚洲, 乔纳森·W·克莱普斯, W·赵, 威廉·C·伊斯特迪, 佩曼·德库尔迪, 和森·M·古拉其 申请人:乌斯特技术股份公司