专利名称：用于测试目的的分离单纤维和其它纺织实体的针梳设备的制作方法
技术领域：
本发明总的涉及纤维试样的测试，尤其涉及用于测试目的的分离单纤维和其它纺织实体的针梳设备，这样测试，使纤维的损伤，如断裂最少。
纤维试样的测试是非常重要的，例如对棉花的测试，当然并不限于棉花。它决定一批原料的市场价格，以及它的合适用途和在轧棉厂或纺纱厂中所需的加工工序。目前，几乎100%美国种植的棉花使用试验仪器分级，试验包括确定纤维特性，如纤维长度以及纺织不需要的实体如棉结和杂质等。
相对早期的实例，在Hertel的美国专利2，404，708(公布于1946年)中叙述的梳针装置，是用于测试皮棉试样的长度。后来，同一位发明者发明了现在的Hertel梳针试样机，并在Hertel的美国专利3，057，019中叙述。Hertel梳针试样机是一个梳针装置，这个装置通过多孔板，该多孔板向纺织原料的相反方向推去，使一部分纤维由孔中伸出，而被喂入到梳针上。一个螺纹握持装置使纤维保留在梳针上，这样，由于纤维长度的差异，从而形成锥形的棉束。通过梳棉和刷棉对该锥形棉束作前处理使纤维平行。在Hertel梳针试样机中包括一个自动化装置，它是纤维测试装置中的主体部分，被称之为900A型高容量仪(HVI)。这个装置已由Spinlab，Inc.生产，目前由zellweger Uster，Inc.在Knoxville，Tennessee制造。
然后对锥形棉束进行分析。例如，使用过去由spinlab，Inc.生产，而现在由zellweger Uster，Inc.在knoxville，Tennessee生产的仪器纤维长度照像机，利用光学确定锥形棉束的各种特性，包括沿其长度排列的轮廓。另外，可以单独进行测试锥形棉束的强度。
在其它方面，由Hertel试样机提供的试样，测量其长度和强度有世界通用的标准。
所描述的这些方法均为集中测试，即在同一时间，一个试样的所有纤维假定为一个代表试样。一种替代的方法是，分离和测试单纤维和其它纺织实体。例如，棉结和杂质。测试单纤维实体能提供更好的分析。在高速度下，直接测试纺织试样单体的物理特性，可提供大量的和好的基本信息，这些信息是现代纺织工厂所必需的。由于是直接测试试样单体(单纤维，单个棉结、单粒杂质、单粒微尘等)，而不是间接地测试散纤维或束纤维的特性，因此，测试结果是基本的、最原始的信息。同样重要的是，利用现代电子技术，容易完成对测试结果的数理统计分布，使其更为基本。
然而，此方法要求分离出单一的实体，同时喂入，进行适当的分析测量。完成这样的分离装置被定义为“纤维分离器”，本文通常也这样称呼，虽然，更精确地定义为“实体分离器”。为达到测试的目，精确地确定试样中棉结和杂质的含量，以及纤维本身的特性是非常必要的。
这种单一实体测试装置的样机在Shofner的美国专利为4，512，060中有描述，在其获得的专利中被定义为微尘及杂质机(MTM)，并被认为是先进的纤维信息系统(AFIS)。目前由zellweger Uster，Inc.在knoxville，Tennessee制备。
AFIS的一种形式是使分离的纤维和棉结进入一个气流中，而杂质进入另一个气流中。然后，光学传感器测量单一实体，并在速度高达1000个/秒下，对单一实体进行分析。一个AFIS包括一台气机分离器或纤维分离器，以及一个高速单个实体传感器和一台高性能计算机以收集和分析数据。
1990年3月14日在Shofner等人申请的美国专利号为07/493，961中发表的，题目为“用于对纤维及其它试样的单个实体进行高速、多功能测试的光学方法和设备”以及在1991年9月19日于shofner等人申请的美国专利号07/762，905上发表，题目为“检测纤维试样杂质设备”和于1992年19月16日在美国专利号07/962，899上发表的，题目为“自动喂给下测试单个纺织试样多种特性的设备和方法”等文章中均叙述了对AFIS进行改进，尤其是对传感器进行改进，采用单传感器对一个空气流中所有的棉结杂质和分离纤维进行分析。
然而采用一些其它的方法也可以测试单纤维，而且目前发明的纤维分离器并不局限于任何特殊的测试技术。例如单纤维可以简单地铺开在水平的表面上，这个水平表面包括一个对照背景和光学成象。
正如在美国专利4，512，060中所述，一个AFIS的纤维分离器部分包括一个凸出部分的圆筒转动打手轮，使得纺织原料的纤维喂入到打手轮上进行试验。打手轮的转速为7，500rpm，其线速度为5，000FPM，类似于传统梳棉机的刺辊或气流纺纱头的打手，除此之外，AFIS打手轮上的孔允许气流径向流进。
在美国专利4，512，060中所描述的纤维分离器的一个缺点是，纤维团喂入纤维及转动打手轮的梳针突然对纤维原料进行梳理时，喂入的纤维容易断裂。尤其是受到握持纤维的喂入板或喂入罗拉与高速带针转动锡林之间的相互作用，使纤维损坏。结果是由纤维原料中分离出单根纤维，随之也产生纤维的断裂和一些其它杂质(如棉杂)。抑制一部分纤维而加速另一部分纤维的作用在工厂生产中(一般是指开棉、清棉、梳棉工序)表现出，这导致相同的问题。当相对随机排列的纤维带入梳棉机盖板时导致进一步的损坏。
总的来讲，纤维损坏程度取决于试样的取向度。随机排列的、高纠缠的纤维(成包原料或梳棉团)的损坏程度高于缠绕少、平行取向度高的纤维试样(棉条)。这表明，当平行纤维，例如经梳理的棉条，喂入到AFIS的转动打手轮中，很少产生纤维断裂。然而，用于试验的棉包纤维，一般不适用于这种平行纤维喂入的形式。
AFIS纤维分离器的另一个缺点是，它要求拉长的棉条试样。对有随机取向度的纤维团进行测试，要拉长的试样制作必然是人工制作。为了收集代表试样并喂入到AFIS中，需要一种替代方法。而且随着自动化要求的提高，对这种需要越来越迫切。
在已知的使纤维平行的几个工序中，其中重要工序称为牵伸工序，这尤其用在生产中，而不用于试验和具有随机取向度的纤维原料。
已知其它几种牵伸型式，如皮圈牵伸或卡氏牵伸，已拉直和部分牵伸的纤维网在一对带型运动皮圈之间转移，然后通过一对高速转动的罗拉。在某些情况下，正如在英国专利号1，242，171中所述，纤维不时地从一对罗拉释放到气流中。
因此，本发明的一个目的在于提供用于测试目的，如从纤维原料中分离单纤维和其它实体，如杂质、棉结的改进的方法。
本发明的另一个目的是提供一个使平行纤维喂入到现有的AFIS机中进行分离时，使纤维断裂最小的方法。
本发明还有一个目的是提供一个改进的方法和装置。即无论喂入纠缠的纤维团，杂乱的纤维，经处理后，输出的是一束不纠缠、平行的和不损伤的纤维，进入到AFIS机中。
非常简洁，本发明提供了大量各种用途的梳针和梳针装置，以达到分离单纤维和其它实体用于试验目的。
更为特别之处，根据本发明的一个实施例，用于分离单纤维的梳针装置包括一个带有输入和输出端的针梳牵伸机和大量的梳针元件，这些梳针元件刺入输入端的纤维原料，随着相邻梳针元件之间的距离的增加，沿着由输入端到输出端的方向运动，而达到对纤维原料的转移和牵伸目的。针梳牵伸机也可称为加速针梳牵伸机(APD)，因为，梳针元件在连续运行的针梳牵伸机的牵伸区内加速运动。
另外，该装置包括一台纤维分离器，用于从梳针牵伸机接收纤维原料并分离纤维。
纤维分离器包括一个进一步的牵伸装置，就象一个喂给装置，使纤维喂入，随后使基本上分离的纤维喂入到气流中，与一对罗拉一样。可选择的是，纤维分离器可包括一个AFIS机的锡林转动打手，这在上文已经叙述。
根据发明的第二个实施例，用于从纤维原料中分离纤维和其它实体的梳针装置是在上文所述的Hertel梳针试样机的基础上制造的，但它包括一种方法，即由梳针试样上喂入纤维和其它实体进行单独分析，以分析锥形棉束形成对照。
这种装置尤其包括一个带有多孔板的试样握持器，松散的纺织原料试样的一侧受压，这样部分纤维原料由孔中伸出;以及一台带有成行排列的平行梳针元件的梳针试样机，梳针元件相对多孔板的另一侧平行运动，这样就使伸出孔外的部分纤维喂入到梳针试样机上。另外，此装置还包括一个元件，用于有选择地使梳针元件至少沿其部分长度方向，在梳针试样机上握持喂入的纤维，然后逐渐从梳针试样机上释放纤维。一种形式是，这个元件采用橡胶握持罗拉，朝着梳针元件运动握持喂入的纤维，然后转动，从梳针元件上逐渐喂入纤维。可选择的另一种形式是，采用一个握持块，握持块朝着梳针方向运动，压着梳针元件，以握持喂入的纤维，然后，握持板退回，逐渐释放纤维。
在一个建立于Hertel梳针试样机的基础上的实施例中，该装置包括一个锡林转动打手轮，与AFIS的输入端一样，带有凸出部分，当纤维由梳针试样机上释放时该凸出部分握持纤维。
在本发明第二实施例的变化中，这个装置包括一个至少是部分中空的滚筒，滚筒沿其轴转动。滚筒包括一个有弧形锡林墙板的握持部分，锡林墙有孔，在其内侧压向松散的纺织原料，这样，部分纤维通过孔径向伸出;以及一个滚筒梳理道夫金属针部分，滚筒表面有弧形墙板，道夫金属针沿径向伸出滚筒表面。另外，此装置包括一个装有大量梳针元件的梳针试样机，梳针试样机安装在相邻的滚筒上，这样，当试样握持器的弧形墙板沿着一个方向转动并经过梳针试样机时，伸出部分的纤维就被喂入到梳针试样机上。此装置也有一个元件，用于有选择地使梳针元件至少沿其部分长度方向，在梳针试样机上握持喂入的纤维，然后，当梳理道夫金属针的弧形墙板段在第一次经过梳针试样机时，梳针试样机然后释放纤维，并转移到梳理道夫金属针上。
可提供从梳理道夫金属针上转移纤维的方法，比如，圆筒滚动打手轮，可做为AFIS的输入端或一个刷子，被安装在相邻的滚筒上并且有凸出部分，当梳理道夫金属针部分沿第二方向转动而经过圆筒转动打手轮时，该凸出部分握持纤维并使纤维从道夫金属针上转移。
根据本发明的第三个实施例，用于从松散纤维原料中分离单纤维的梳针设备包括一个试样握持器，该试样握持器有一块多孔板，沿试样一侧压向松散纤维原料，这样部分纤维从孔中伸出;以及一台单梳针试样机。该单梳针试样机有一个针，相对多孔板做平行运动，使纤维从凸出部分喂入到针上;一个导向元件以控制纤维的收集量;和一个可相对针在抓取位置和制样位置之间移动的纤维板，纤维板带有导向边，其形状可与针接合，从而在纤维板处于抓取位置时，能抓取在针和纤维板导向边之间的纤维。导向边与处在纤维板制样位置的针隔开，以提取纤维到针上。最好导向边与处于纤维板制样位置的针之间的间隔要足够靠近，以便缩小喂入到针上的纤维束。
另外，该单梳针试样机包括一个可后退的纤维板罩，它可以在后退位置和制样位置之间移动，在后退位置，露出纤维板的工作部分;在制样位置，可完全罩住纤维板，除了立即与导向边相邻的凸出部分;纤维板罩在其制样位置决定着纤维板两侧的气流通道，因此，被针抓取的纤维两端，通常沿着纤维板两侧，随着纤维板导向边握持各个纤维的中部，被拉入到气流通道。
另外，该单梳针试样机包括一个锥形棉束准备站，当纤维板在其抓取位置和纤维板罩在其后退位置时，锥形棉来准备站至少有一个梳针元件在纤维板的工作部分，梳出纤维。
最后，有一个纤维喂给器。该纤维喂给器从纤维板的工作区完全单根地喂入纤维，进入到气流中。该纤维喂给器可以是一个皮圈或者是一个罗拉。
在权利要求书详细提出了本发明新的特征，沿着本发明的目的和特征，结合附图从下面的描述中可更好理解本发明的实质内容。其中，
图1总体描绘应用加速针梳牵伸装置的本发明第一实施例的纤维分离器;
图2是图1装置中喂入纤维进入加速梳针牵伸装置部分的放大图;
图3是图1装置的部分放大图，描绘了纤维剥离和超大牵伸部分;
图4是单梳针元件的透视图;
图5是图4梳针元件的侧视放大图;
图6形象地描述了单个梳针元件的运动;
图7描述了已分离的纤维实体进入传感器;
图8描述的是，使用图1装置作为AFIS机的预处理机;
图9描述的是，本旭有第二实施例的梳针试样机的喂入部分;
图10是图9的梳针试样机的正视图;
图11A是梳针握持器的放大正视图;
图11B是梳针握持器扩大侧视图;
图12是图9橡胶握持喂入罗拉的放大图;
图13描述的是以退针形式替代图3的橡胶握持喂入罗拉的装置;
图14描述的是图9梳针试样机喂入纤维进入AFIS机中;
图15是使纤维喂入到AFIS机中的放大示意图;
图16和图17是梳针试样机的替代装置，此装置在滚筒试样机的基础上进行了改进;
图18描述的是，根据本发明第三实施例的单梳针试样机的加载过程;
图19是图17单梳针试样机的正视图;
图20A，20B和20C分别是图18的单梳针试样机的放大顶视图、端视图和侧视图;
图21描述的是，大量的单纤维试样被握持在梳针和纤维板之间，并被牵伸进入到纤维板罩内;
图22描述的是，纤维板罩从纤维板上退回，呈现出纤维以便制备;
图23A和23B描述的是梳理和刷毛工序。
图24描述的是，一个罗拉喂给器从纤维板上喂入单纤维到气流中。
图25相似描述了一个皮圈喂入器从纤维板上喂入单纤维到气流中。
现在参考附图，图1-8描述的是根据发明用于分离单纤维和其它纺织实体的梳针设备。图1是梳针设备的一种总体图，而图2和图3是图1装置的喂入和剥离部分的放大图。
装置30包括一个喂入部分32，此处的纤维原料是在上固定喂入板36和由一对罗拉40、42传动的下输送带38之间输入，喂入部分32也采用Test Zone Environmental Control(TZEC)，于 年 月 日在美国专利申请号 ，题目为“应用控制的空调气流直接控制纤维测试和加工性能参数”[Attorney Docket48028.00]中已叙述。此处所示的内容全部出自有关的文献。按照TZEL，试样在测试前或测试中根据气流条件预调整。纤维原料34被输送到针梳牵伸机内，在总的指示部分44中，包括一个喂入部分46，一个牵伸区48和一个剥离区50。
梳针牵伸机44的中间部分是由大量的梳针元件52组成。当输入端的纤维原料34，如图6所示，随着相邻梳针元件之间的距离增大，由输入端向输出端(从左到右图1-3)转移时，梳针元件刺入纤维原料34中。图4所示的是一个单梳针元件52的透视图，它包括大量的安装在梳针床56上梳针54，而图5是梳针床56和一个梳针的放大端视图。梳针床56宽为1-4英寸，梳针54的直径大约为
英寸，从梳针床56的底部58到梳针54的针尖60处的长度大约是0.50英寸，梳针54之间的间距是相同的，其密度为每英寸62根。
图1概括地说明了单梳针元件52的运动，它类似一个传统的针板床组，但相邻的梳针元件52之间的间距是变化的。例如，梳针元件52沿反时针方向做椭圆运动，在图1中，底排通常相应于梳针元件52梳理纤维，然后返回到上排梳针66的开始位置，此时，纤维处理完成。
图1中，当梳针元件52通过图1中的牵伸区48时，梳针元件之间的间距变化在图6中进行了形象而数据化的描述。在图6中的分离梳针元件设定为0到18。在每个梳针元件52下的第一个数据(8)是给定的距离，以英寸为单位，梳针元件0作为参考点。在此之下的数据(t)表示时间，以秒为单位，此时间是指梳针元件到达指定位置所需的时间。更可取的是，整个过程是连续的，梳针元件52从左向右运动时，被连接加速。图6中的梳针元件下面的第三排数据(V)是指每个梳针元件在其指定位置时的瞬时速度。此例中加速度恒定为0.0495英寸/秒2。
在图1-3中，特别是图6描述的特殊的梳针元件运动可采用许多已知的机械装置来产生。这种机械一般是用于生产双轴向拉伸塑料膜。一台这样的机器，包括多个与罗拉相连的链节，其在限制可变的空间轨迹之间运动，在Sakakibare等人的美国专利3，153，812中对此进行了叙述。另一种形式，是采用了带有螺纹的驱动螺杆，螺纹的螺距沿驱动螺杆的长度方向增加，在Kanfe等人的美国专利4，200，963中对此进行叙述。其它例子分别在Nagae等人的美国专利3，276，071、Tsien的美国专利3，427，684、Kampf的美国专利3，916，491和Allen的美国专利4，384，392中进行了叙述。
对图1-3再一次进行更详细地叙述。特别是图2，描述的是喂入部分46，它包括一个带有凸出物72的圆筒形转动轮70，当纤维原料34由导向板36和输送带38输出时，转动轮70上的凸出物将纤维推向梳针元件52的梳针54上。在喂入区46内，为避免与轮动轮70上凸出物72纠缠或干扰，梳针元件52以固定速度运动，相互间保持固定的距离。凸出物72可以是一个薄板或一根棒。
纤维原料随后进入牵伸区48，如图1所示。牵伸区48底部装有固体底板74或带孔的输送带80，这样所有与纤维团相连的纺织纤维实体，如纤维、棉结和杂质等和试样一起保留下来以便随后检测。尽管，图1中底板74和运动方向是水平的，但是，这仅仅是为了便于图示。在实际机器中，此装置及其底板74均是倾斜的，这样，在重力75的作用下，其从左向右，沿图1所示方向运动，底板74不收集原料。底板74同样阻挡气流通过。
在操作中，每一个梳针元件52相对前边的梳针元件(右面)起着抑制纤维的作用，同时相对后面的梳针52(片面)起着梳理和牵伸纤维的作用。假设一个例子，在牵伸区48的开始处，相邻梳针元件52之间的间距是0.1英寸，而在牵伸区48的结束处，相邻梳针元件52之间的间距是1.0英寸，则牵伸比是10∶1。纤维的牵伸和拉直是柔和的，使纤维断裂最小。
如图1和图3所示，当纤维原料离开牵伸区48，进入剥离区50时，梳针元件52之间的距离再次相同，具有一致的速度。在剥离区50内，剥离棒76沿分离梳针54侧面向下运动，这样，就从梳针元件52的梳针54上剥落纤维和其它实体。带孔的输送带80由罗拉82和剥离区50下面的导棒84带动。为了有助于剥离纤维，安装一个集合管86，通过输送带80上的孔，抽吸空气。输送带80上的孔很小，直径为50μm。这样，纤维、杂质和棉结一般不从孔中吸出(根据shofner的美国专利4，512，060，在此处，也可以测量通过集合管86的空气中的微尘量)。
在输出区90内，为了和缓地抑制和输送在皮圈输送带92和输送管80之间的纤维，在带孔输送带80上安置了上皮圈输送带92。上皮圈输送带由所示的驱动罗拉94驱动。
为了进一步清洁梳针元件52，如所示的52a，当梳针元件返回时(如图1所示，开始其返回的路程)，它们朝驱动罗拉94运动，并与其相邻，进行清洁。
最后，皮圈92和输送带80在96处输出纤维，并转移到一对喂入罗拉98上，进行超大牵伸。喂入罗拉98从皮圈上拉纤维和其它实体，并大致是一次一个地释放它们进入空气流100中。在这一点处，纤维和其它实体基本被分离，并可引入适当的传感器，如这已发表在同上文1992年10月16日在shofner等人申请的美国专利07/962，898及所示的图7中。
虽然采用几组皮圈和罗拉系列，但皮圈90和握持罗拉98构成所谓的超大牵伸系统其牵伸率可能为300。随着真空抽气部分用于握持罗拉的输出端，在喂入处34开始输入纠缠纤维团，结果释放出单纤维、单棉结或杂质，并输给适当的传感器99。
图3所示的是一个清洁站，用于清洁从输送带80上保留的任何纤维。这个清洁站安装在下面的返程路径上，由一个旋转毛刷102及一个集合器104组成，用于通过输送带80的孔吹气。
图8描述的是用作AFIS纤维分离装置的预处理装置的图1中的加速梳针牵伸装置。总的用110表示。可以理解，图8中的AFIS装置110是已知的，它与上文的shofner美国专利中发表的装置相等。非常简洁地，输入的纤维经沿顺时针方向转动的转速大约是7500rpm有孔锡林12的梳理，然后由梳理盖板114和116梳理，输入到实心圆筒118。各种实体通过气流及机械作用被释放、分离，这样分离出的杂质通过逆流通道120和122被排出，所有这些在美国专利4，512，060中均有叙述。采用加速梳针牵伸装置30使纤维喂入到AFIS纤维分离机的优点是减少纤维的断裂。
现在参考图9-17，表示的是根据本发明的另一种梳针装置。图9-17的装置是建立于Hertel梳针试样机的基础上，如发表在上文的美国专利3，057，019中。
Hertel试样机的一个重要部分是，纤维原料经过梳针试样机时，被压向带孔的金属板上，这样各种长度的纤维被喂入到梳针上，并相应地被握持。Hertel试样机的传统用途就是梳理和测试锥形纤维束，所有这些在上文已叙述。按照本发明，按相同的方法对纤维原料进行制样，这表明，这个特殊的制样技术所生产的试样具有代表性。本发明不同于传统的Hertel试样机之处在于纤维由试样机单独喂入，并随后分析。
图9所示的是一个试样握持器150。握持器有一个带孔154的板152和一个采样侧壁152，推板160朝松散的纤维原料158朝采样侧壁156的方向推压。试样158的一部分162伸出孔154外，孔154的直径为0.63英寸，间距0.88英寸。如图9所示，孔154的边缘是圆而平滑的，这样当纤维由孔中伸出时，切断和断裂最小。
另外，此装置还包括一台梳针试样机164，如图10的正视图所示。梳针试样机164装有大量的单根梳针164。传统上，针距是 1/13 英寸，针165的直径为0.02英寸。它们在底板以上的刺入长度大约为0.2英寸。沿图10的方向看，试样机的总宽度为3英寸。图11A和图11B是梳针试样机164的梳针握持部分的放大图。
梳针试样机164相对板152进行平行运动，这样从凸出部分162提取纤维喂入到单梳针165上，如图10所示。然而，伸出的纤维最先经过导向板157，导向板非常容易控制试样的聚集量。图10详细表示了什么是锥形棉束166。以下叙述的是梳理和刷理部分。大量不同长度的纤维沿其长度方向的不同点处被喂入到梳针165上，在图21和图22的实施例中描述得更加清楚。
在传统的Hertel试样机中，锥形棉束166在其握持位置留有残余物。
本发明采用了一元件用于替代Hertel试样机中的握持和释放纤维的装置，如图9所示的，被称之为橡胶握持喂入罗拉170。握持喂入罗拉向梳针元件运动或靠近，以此有选择地使梳针元件沿其至少部分长度方向握持喂入的纤维送到梳针试样机164上。图9所见的喂入罗拉是处于开放或制样位置，图12是处于靠近的位置。导向板157能与喂入罗拉一起运动，但这并不重要。
图12是橡胶握持喂入罗拉的放大图，当处于相近的位置时，梳针154握持纤维166。如图中172处所示。橡胶握持喂入罗拉170在握持纤维时，沿部分梳针长度方向压向梳针，产生变形，而不是在一个点上。
如箭头174和176所示，橡胶握持喂入罗拉170不仅输送运动(按箭头174的方向)，以便握持纤维，而且能转动(沿箭头176的方向)以便随后从梳针试样机上柔和地剥离纤维。提供一个合适的支撑和驱动装置(图中未显示)，就能完成这两个运动。
作为替代带有橡胶喂入罗位170的排式梳针试样机164，是一个可以伸缩的梳针装置171，如图13所示。在图13中，安排有一排梳针180，类似于梳针试样机164(图10)，例如梳针由不锈钢制造。当喂入纤维以后，梳针元件180在固定板182中向下运动，进入下一个喂入加工阶段。向下(或向上)运动由驱动装置186驱动。在喂入纤维后，但在进入下道工序之前，纤维166被内部的橡胶棒187沿梳针方向握持，握持棒187安装在机器导轨191内，并由驱动装置189驱动。
随后，为了从梳针180上慢慢地一次一根地喂入单纤维，在喂入和握持纤维以后，梳针180由梳针握持器186带动向下运动，如图13所示的方向，在这里，纤维被单根地释放。
图13的装置，提供了两种不同类型的运动。一种是握持，另一种是喂入。
图14和图15表示了图9-12的梳针试样机，包括橡胶握持喂入罗拉170，用于把纤维喂入到AFIS中，这与图8的AFIS110完全一致，以进行进一步的分离和试验。
图15可以被认为是另一种形式的AFIS纤维分离机。在这种情况下，分离的粗杂质195和细杂质196与分离的纤维、棉结等一起被重新组合，具有梳针试样机164或171的喂入AFIS纤维分离机110和111的目的就是为了减小纤维的损伤以及提高自动化程度。能达到上述目的的方法和装置已披露在题目为“加工中的纺织材料薄网的采集，测量和控制”中。
图16描述的是一占改进的Hertel梳针试样机，如由zellweger uster，Inc.knoxville，Tennessee生产的Model 900A可容量测试机(HIV)，尤其是，根据本发明，为实现纤维分离以及提高自动化程度，对制样滚筒200和操作步骤进行了改进。
图16的装置包括一已知的装置200，其一般形式为可绕其轴旋转的圆柱形滚筒，滚筒至少部分是空心的，用于收集纤维。滚筒直径大约为12英寸，宽为5.5英寸，在机壳213内转动。滚筒200包括一个试样握持部分202，试样握持器202有一个带孔206的弧形锡林墙板204，用于制样的松散的纺织原料208推向其内侧，这样，纺织原料208的一部分由孔206中伸出。一块枢轴地安装在212处的板210压向试样208。
另外，滚筒200包括一个梳理道夫金属针部分215，215又包括一个带金属针216的弧形板，金属针216径向伸出。
同样，也有一台梳针试样机200，与图9梳针试样机164基本相似，并与滚筒200相邻安装，这样，当试样握持器的锡林墙板第一次沿顺时针方向转动，并经过梳针试样机时，从孔206中伸出的纤维被喂入到梳针试样机220上。
在现在为止所描述的滚筒200的操作中，滚筒最初的转动由相邻的参照标230A的试样开口231确定。也就是说，点230A和230B是并列的。外壳233挂于237处，可以按箭头235的方向打开，试样208被放置在试样握持器内。随后，关上机壳233，滚筒200以顺时针方向转动，当孔206转过梳针试样机时，使纤维喂入到梳针上，这与上面图9中所述相同。在喂入之后，橡胶握持喂入罗拉270向梳针运动，在图中所示的位置抓取试样。在这个过程中，在滚筒200上的点232被设置在梳针试样机220或参照标号230附近。
剩余的工作与传统的Hertel试样机有根本的不同，例如，在900A型滚筒中。尤其是使用传统的900A型滚筒，当滚筒继续转动时，梳理道夫金属针216梳理由梳针试样机握持的锥形棉束。这个梳理动作有效地转移了锥形棉束中的松散的纤维和杂质。这样，锥形棉束例如是由最初的0.5克减少到大约0.1克至0.2克。在传统的装置中，锥形棉束然后被转移以便进行进一步的Fibrograph试验，这在上文“发明背景”段落中已有叙述。
按照本发明，并非对握持锥形棉束进行梳理，而是，当滚筒200继续顺时针转动时，带动道夫金属针通过梳针试样机，橡胶握持喂入罗拉270按图示的顺时针方向转动，使所有纤维从梳针试样机上缓慢地喂入到道夫金属针上。理想的结果是100%收集的纤维试样均匀转移到道夫金属针216上，而且，最好这是一个较重的试样，例如1.0克重。
在此刻，试样机220退回，滚筒202沿逆时针方向转动，道夫金属针上的纤维被喂入到AFIS机240的锡林转动打手轮上，进行上文所述的分离和测试。
这样，梳针试样机164和171能有效地将纺织原料试样喂入到图14或图15中的AFIS系统，或者喂入到图16中的HVI900A滚筒中，由HVI900A再喂入到AFIS系统。可以理解，梳针试样机200配合由道夫金属针216进行的均匀喂入、梳理和分离的动作，可以直接喂入到一个AFIS传感器99中(图7)，如图17所示。在图17中，一个旋转的刷子250从道夫金属针216上单个地转移纤维实体，实体经气流100聚集，与图1类似，然后转移到AFIS传感器99上，进行测量，与图7相似。毛刷250上装有向后倾斜的梳毛252，毛长大约为0.75英寸，最好由尼龙制造。刷子直径大约为6英寸，转动速度大约为3000rpm，毛刷251在机壳254内运动。
除了在260处，900A滚筒200和毛刷250是密封的。在260处，气流262进入，与AFIS传感器的气流100相对应。
图18-25描述的是发明的第三个实施例，包括一台单梳针试样机。应当指出，虽然可以同时应用多个单针试样机，而不象上文所叙的具有Hertel梳针试样机的梳针结构，梳针之间的距离足够大，以使各梳针之间不相互干涉，因而使纤维之间的纠缠减少。
详细叙述图18。如同图以上的实施例，有一台试样握持器300，它包括一个带孔304的板302和一个试样侧壁306，压板310朝着试样侧壁推压松散的纺织原料308，这样纺织原料308的一部分312从孔304中伸出。
一台单梳针试样机，一般用316表示，它包括一个相对于板302一般作平行运动的梳针318，这样，从凸出部分312喂入纤维到梳针318上，如图18所示。
此外，单梳针试样机316还包括一个纤维板320，纤维板320在握持位置(图21和图22)和取样位置(图18)之间可相对针运动。纤维板320有一个导向边322，其形状设计成可与梳针318接合。这样，当纤维板处于抓取位置时，就可抓取梳针318和导向边322之间的纤维，在制样位置可提取纤维到梳针上。导向边322可以由橡胶材料制造。在图18描述的制样位置中，在导向边322和梳针318之间有一个间隔324，以便缩小喂入到梳针318上的纤维束。
此外，梳针试样机包括一个可后退的纤维板罩326，板罩是空心的，可以在退出位置(图22)和制样位置(图12和20C)之间移动。在退出位置，暴露出纤维板320的工作部分328;在制样位置图18和图20C，则完全罩住纤维板320，除非引导部分325就在导向边322的上方并与其相邻。
在纤维板罩326的取样位置，纤维板320两侧设有气流通道332(图20B)，这样，喂入到梳针318上的纤维两端沿纤维板320两侧被吸入到气流通道中，与图18对纤维329的描述相同，每个纤维的中部为纤维板的导向边322握持。“Splitter”气流333通过传动棒337内的管335，从梳针试样机前方流出。从孔339输出的气流。使纤维两端分开而使纤维进入到合适的气流通道332中。
这样，在喂入过程中，如图18所示，纤维被喂入到梳针318上时，多少有一些纠缠，如图19所示。当每一根单纤维由孔304中之一被完全抽出时，其尾端沿纤维板侧被吹到气流通道中。虽然纤维329不是完全不纠缠，但，在这一点，它们是相对伸直的。
图23A和图23B描述的是锥形棉束准备站，它包括一个梳针元件336(图23A)和一个毛刷338(图23B)。在梳理和清理过程中，纤维板罩在其后退位置，露出纤维板工作部分。
描述的梳理和刷毛工序与传统的做法非常相似，传统的做法是采用Hertel梳针试样机进行纤维长度照影试验。其目的就是从纤维中除去棉杂和移去卷曲。图23A和图23B清楚地说明，在纤维准备过程中，梳针318朝纤维板320方向被握持。
图24描述了一个罗拉喂给器，使用一个罗拉350喂入纤维382，并每次一个大量地从纤维板上剥离纤维进入气流300中。梳针318是不被握持的。
除了采用一个皮圈喂给器外，图25与图24是非常相似的。纤维板罩326可以后退，梳针318不被握持。图24和图25均描述了分离的纤维由气流100输出到AFIS传感器99，如图7所示。
本篇叙述并描绘了本发明特定的实施例，显然，对于精通本技术者可以实现许多改进和变化，因此，权利要求试图覆盖所有这些改进和变化，这些改进和变化都应被理解为本发明的实质精神和范畴。
权利要求
1.用于分离单个纤维及其它纺织试样实体的梳针设备，包括一台带有输入和输出端的梳针牵伸机，装有大量的梳理元件用于刺入输入的纤维团中，并随着相邻梳理元件之间的距离的增加沿一个方向从输入端朝输出端转移，从而转移、分解、牵伸纤维团；一个实体分离器，以便从所述的针梳牵伸机上接收纤维团，并分离纤维及其它纺织实体，用于测试。
2.根据权利要求1的设备，其特征在于，所述的实体分离器包括一个喂给器，用于处理纤维团，和基本上单个地释放纤维到气流中。
3.根据权利要求1的设备，其特征在于，所述的实体分离器包括一对罗拉，用于处理纤维团，和基本上单个地释放纤维到气流中。
4.根据权利要求1的设备，其特征在于，所述的实体分离器包括一个带有凸出物的圆筒转动打手轮，用于从纤维团上处理并释放纤维。
5.根据权利要求1的设备，其特征在于，所述的梳理元件连续运动，在所述针梳牵伸机的牵伸区内加速运动。
6.根据权利要求4的设备，其特征在于，所述的圆筒转动打手轮包括一个仪器的输入件，用于测试纤维特性。
7.用于从松散纤维原料中分离单个纤维和其它实体的梳针设备，包括一个试样握持器，它包括一个带孔的板及一个取样侧壁，松散纤维团被压向该取样侧壁，这样，部分纤维从所述的孔中伸出，一个梳针试样机，它有许多梳理元件，被安置成在板的另一边可相对于所述的板通常作平行运动，以便使伸出孔中的纤维转移到梳针试样机上，安置一个元件用来有选择地至少沿其部分长度接合梳理元件以便握持喂入的纤维，转移到梳针试样机上，并随后从梳针试样机上逐渐释放纤维。
8.根据权利要求7的设备，其特征在于，所述的元件可有选择地至少沿其部分长度接合梳理元件以便握持喂入的纤维，转移到梳针试样机上，并随后从所述的梳针试样机上逐渐释放纤维，所述的元件包括一个橡胶握持喂入罗位，它朝所述的梳理元件方向运动，随后转动，逐渐从梳理元件上喂入纤维。
9.根据权利要求7的设备，其特征在于，所述的元件可有选择地至少沿其部分长度接合所述的梳理元件用于握持喂入的纤维，转移到梳针试样机，并随后从梳针试样机上逐渐释放纤维，所述的元件包括一个抓取块，它相对于所述的梳理元件运动来抓取喂入的纤维，而所述的梳理元件随后后退逐渐释放纤维。
10.根据权利要求9的设备，其特征在于，所述的梳理元件是柔软的。
11.根据权利要求7的设备，其特征在于，该设备还包括一个带有凸出物的圆筒形转动打手轮，用于纤维从所述的梳针试样机上释放时接合纤维。
12.根据权利要求11的设备，其特征在于，所述的元件可有选择地接合上述的梳理元件以便握持喂入的纤维，转移到所述的梳针试样机上，和随后从所述的梳针试样机上逐渐释放纤维，所述的元件包括一个橡胶握持喂入罗拉，它朝着梳理元件运动以抓取喂入的纤维，随后转动，从所述的梳理元件上把纤维喂给转动打手轮。
13.根据权利要求11的设备，其特征在于，所述的圆筒转动打手轮包括一个仪器的输入件，用于测试实体特性。
14.用于在纺织试样上，从松散纤维中分离单根纤维及其它实体的梳针设备，包括一个可沿其轴转动的、至少部分空心的圆筒形滚筒，而滚筒包括一个试样握持器部分，它包括一个带孔的弧形墙板段和一个内侧，松散纤维团被压向该内侧，这样，部分纤维由孔中径向向外伸出，一个梳理部分，由包括一个弧形墙板段，其表面有梳理道夫金属针沿径向向外伸出，一个带有许多梳理元件的梳针试样机与所述的滚筒相邻，当所述的试样握持器部分的所述弧形墙板段沿第一方向转动经过梳针试样机时，使纤维从凸出部分喂入到所述的梳针试样机上，一个元件可有选择地至少沿其部分长度接合梳理元件以便握取喂入的纤维，转移到梳针试样机上，并随后从梳针试样机上逐渐释放纤维到梳理道夫金属针上，当所述的梳理道夫金属针部分的圆弧段沿第一方向旋转经过所述的梳针试样机时。
15.根据权利要求14的设备，其特征在于，所述的元件可有选择地至少沿着其部分长度接合梳理元件，以便握持喂入的纤维，转移到梳针试样机上，并随后从梳针试样机上逐渐释放所述的实体，所述的元件包括一个橡胶握持喂入罗拉，它朝着梳理元件运动，并随后转动以便从梳针元件上喂入纤维。
16.根据权利要求14的设备，其特征在于，该设备还包含从梳理道夫金属针上移取纤维的装置。
17.根据权利要求14的设备，其特征在于，该设备还包括一个圆筒形转动打手轮它与带有凸出物的筒相邻，当梳理道夫金属针沿第二方向旋转经过圆筒形转动打手轮时，用于接合和从梳理道夫金属针上移取纤维。
18.根据权利要求17的设备，其特征为所述的元件可有选择地至少沿其部分长度接合梳理元件以便握持纤维，转移到梳针试样机上，并随后从梳针试样机上逐渐释放纤维，所述的元件包括一个橡胶握持喂入罗拉，它朝梳理元件运动用来抓取喂入的纤维，随后旋转以便从梳理元件上喂入纤维。
19.根据权利要求17的设备，其特征在于，所述的圆筒形转动打手轮包括一个仪器的输入件，用于测试纤维试样中的纤维的特性。
20.用于从松散的纺织原料中分离单纤维的梳针设备，包括一个试样握持器，它包括一个带孔的板和一个试样侧壁，松散纤维原料被压向该试样侧壁，这样，部分纤维从孔中伸出，和一个单梳针试样机组，包括一个针，以便在所述板的另一边相对于板作通常的平行运动，从而从伸出部分把纤维喂到针上，一个纤维板，可相对于针在抓取位置和制样位置之间移动;纤维板带有导向边，其形状可与针接合，从而当纤维板处于抓取位置时，抓取在针与纤维板导向边之间的纤维，导向边与处在纤维板制样位置的针间隔开，以使维持喂入到针上，一个可后退的纤维板罩可以在后退位置和制样位置之间移动，在后退位置露出纤维板的工作部分;在制样位置，可完全罩住纤维板，除非凸出部分立即与导向边相邻，纤维板罩在其制样位置，决定着纤维板两侧的气流通道，因此，随着纤维板导向边握持纤维的中部，在梳针上的纤维两端通常沿着纤维板两侧被拉入到气流通道中。
21.根据权利要求15的设备，其特征在于，导向边与处于纤维板制样位置的针之间的间隔要足够靠近，以便于减小抓取到针上的纤维束。
22.根据权利要求20的设备，其特征在于，该设备包括一个锥形束准备站，该准备站包括至少一个元件用来梳理在纤维板工作部分上的纤维，当纤维板在取样位置及纤维板罩在后退位置时。
23.根据权利要求20的设备，其特征在于，该设备包括一个喂给器，用于把纤维从纤维板工作位置基本上单根地喂入气流中。
24.根据权利要求23的设备，其特征在于，所述的喂给器包括一个罗拉。
25.根据权利要求23的设备，其特征在于，所述的喂给器包括一个皮圈。
26.根据权利要求22的设备，其特征为，该设备还包括一个喂给器，用于把纤维从纤维板工作位置基本上单个地喂入气流中。
27.根据权利要求26的设备，其特征为，所述的喂给器包括一个罗拉。
28.根据权利要求26的设备，其特征在于，所述的喂给器包括一个皮圈。
29.一个单梳针试样机组，包括一根针，通常相对于一个带孔的试样握持板平行运动，部分松散的纤维从孔中伸出，这样，就使伸出的纤维和其它实体从凸出部分喂入到梳针上;一个纤维板，可相对于针在抓取位置和制样位置之间移动，纤维板带有导向边，其形状可与针接合，从而在纤维板处于抓取位置时，抓取在针和纤维板导向边之间的纤维，导向边与处在纤维板制样位置的针的间隔允许提以纤维到针上;和一个可后退的纤维板罩可以在后退位置和制样位置之间移动，在退出位置，暴露出纤维板的工作区;在制样位置，则可以完全罩住纤维板，除非凸出部分立即与导向边接邻;纤维板罩在其制样位置决定着在纤维板两侧的气流通道，因此，随着纤维板导向边握持纤维中部，在针上的纤维两端通常沿着纤维板旁被拉入到气流通道中。
30.根据权利要求29的一个单梳试样机组，其特征在于，所述导向边与处于纤维板制样位置的所述针之间的间隔要足够靠近，以便缩小抓取到所述针上的纤维束。
全文摘要
本发明公开了用于测试目的的分离单纤维和其它纺织实体的针梳设备。该设备包括一台带有输入和输出端的梳针牵伸机，它装有大量的梳理元件用于刺入输入的纤维团中，并随着相邻梳理元件之间的距离的增加沿一个方向从输入端朝输出端转移，从而转移，分解，牵伸纤维团；该设备还包括一个实体分离器，以便从针梳牵伸机上接收纤维团，并分离纤维及其它纺织实体，用于测试。
文档编号G01N1/28GK1093420SQ9312147
公开日1994年10月12日 申请日期1993年12月31日 优先权日1992年12月31日
发明者F·M·索夫纳, M·G·汤恩斯, G·F·威廉斯 申请人:泽韦格·乌斯特(美国)有限公司