(Zusatzpatent zum Hauptpateut 525 971) Verfahren zum Erzeugen eines gleichmässigen kontinuierlichen Faserverbandes und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
Gegenstand des Hauptpatentes Nr. 525 971 ist ein Verfahren zum Erzeugen eines gleichmässigen kontinuierlichen Faserverbandes aus einem kontinuierlichen sStrom einzelner Flocken mittels eines oder mehrerer unter Überdruck stehender, an eine pneumatische Flokkentransportleitung angeschlossener Ablagerungsschachtes bzw.
Schächten zur Bildung einer Flocken säule und deren Verdichtung durch ein Druckgefälle, das dadurch gekennzeichnet ist, dass das an jeder Flockensäule wirkende Druckgefälle in Abhängigkeit einer am von einem Schacht abgelieferten Faserverband im Durchlauf gemessenen Abweichung vom Sollgewicht pro Längeneinheit dieser entgegenwirkend geändert wird.
Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens an einem bzw. einer Mehrzahl unter Überdruck stehenden, an eine Flockentransportleitung angeschlossenren Ablagerungsschacht bzw. Schächte ist dadurch gekennzeichnet, dass in der Transport-Luftzuleitung ein Mittel zur Beeinflussung des Druckes angeordnet ist, welches das Stellglied eines Regelkreises bildet, dessen Messwertgeber an einer Durchlaufstelle des vom Schacht gebildeten kontinuierlichen Faserverbandes angebracht ist.
Nach dem im Hauptpatentgesuch beschriebenen Verfahren kann auch ein Schacht in an sich bekannter Weise (vgl. Schweizer Patent Nr. 437 063) so gespiesen werden, dass keine Rückführung für Flocken erfolgt, indem der gesamte flockenbeladene Transportluftstrom durch eine perforierte Wand des Schachtes ausströmt.
Druckänderungen und somit Wattegewichtsabweichungen, die auf in einem solchen Schacht unvermeidliche Niveau schwankungen der Flockensäule zurückzuführen sind, können durch das vorgeschlagene Regelsystem in einem in vielen Fällen durchaus genügenden Grade ausreguliert werden. Den Ausreguiierungsmöglichkeiten sind jedoch durch das nicht ideale Regelverhalten Grenzen gesetzt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nun, das Regelverhalten zu verbessern, damit nicht nur Gewichtsabweichungen der Watte besser ausreguliert werden können, sondern auch ein Schwingen des Regelsystems vermieden wird. Auch sollen die Voraussetzungen für eine optimale Einstellung des Regelsystems geschaffen werden.
Der vorliegenden Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, die Niveau schwankungen der Flockensäule auszuschalten und Änderungen des Durchtrittsquerschnittes für die Transportluft in der Schachtwand zu vermeiden. Dies geschieht nach dem erfindungsgemässen Verfahren dadurch, dass der flockenbeladene Luftstrom in den Schacht geleitet und unter Konstanthaltung einer freien Luftdurchtrittszone oberhalb der gebildeten Flockensäule zum Abströmen gebracht wird.
Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens umfasst einen eine perforierte Zone für das Abströmen der Transportluft aufweisenden Schacht, der dadurch gekennzeichnet ist, dass im Bereich der perforierten Zone eine Niveauüberwachungsvorrichtung für die Flokkensäule angebaut ist, welche die anzuliefernde Flockenmenge im Sinne einer Einhaltung der Flockensäulenhöhe steuert.
Die Erfindung sei nachstehend anhand eines illustrierten Beispieles näher beschrieben. Es zeigt: Die Figur eine schematisclhe Darstellung der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Ein Flockenspeiser 1 mit einem Speiseschacht 2 erhält Fasermaterial z.B. von einer Öffnungsmaschine (nicht gezeigt) angeliefert. Eine Einzugswalze 3 führt über eine Mulde 4 einem Schläger 5 Material zu, der dieses in feingeöffnete Flocken auflöst. Über einen Saugstutzen 6 eines Materialtransportventilators 7 gelangt das Material druckseitig in einen Schacht 8. Der flockenbeladene Luftstrom fliesst durch die perforierte Wand 9 in einen Abströmkanal 10, wobei an der Innenseite der Wand 9 die vom Luftstrom durch die Kleinheit der Perforationen zurückgehaltenen Flocken sich in Form einer Flocken säule 11 ablagern.
Da im Abströmkanal ein Druck p2 herrscht, während über der Flockensäule ein Überdruck pl durch den Ventilator 7 aufrechterhalten wird, so ergibt sich das die Verdichtung der Säule hervorrufende Druckgefälle A p = pl - p2
Die so gebildete Flockensäule wird durch ein Abzugswalzenpaar 12, 13 zusätzlich komprimiert und in Form einer kompakten Watte 14 einer Watte aufnehmenden Maschine, iB. einer Karde 15, zugeführt. Die linke Walze 12 samt Lager 16 ist um einen Drehpunkt 17 schwenkbar und wird durch ein Gewicht 18 gegen die Walze 13 gedrückt. Das Lager 16 trägt einen konischen Stift 19, der in die Bohrung 20 eines luftdurchströmten Körpers 21 vorstösst. Dem Sollwert des Wattegewichtes entspricht z.B. eine Mittelstellung des Stiftes 19.
Die Teile 19, 20 und 21 bilden einen pneumatischen Messwertgeber, der auf einen Regler 22 einwirkt, dem ein Sollwertgeber 23 zugeordnet ist. Ein der Abweichung proportionales Signal gelangt in einen Verstärker 24, dessen pneumatisches Ausgangssignal direkt einen Kolben 25 verschiebt, der die Drehzahl des Ventilatormotors 26 und somit den Druck pt im Schacht 8 verändert.
Die Voraussetzung für optimales Arbeiten dieses Regelsystems ist die Ausschaltung solcher Einflüsse, die zu Regelfehlern führen können, also z.B. Verstopfungen der Perforationen durch passende Formgebung der Perforationen, z.B. durch vertikale schmale Schlitze, und/ oder die Wahl passender Materialien, die ein Anhängen von Fasern vermeiden. Ferner ist es vorteilhaft, darauf zu achten, dass der Druck p2 keinen zu grossen Schwankungen unterworfen wird.
Von besonderer Bedeutung für gutes Regelverhalten ist es Jedoch, die in der perforierten Wand 9 über der Flockensäule h befindliche Luftdurchtrittszone L, die im Prinzip eine Drosselstelle im Luftstrom darstellt, konstant zu halten. Dies wird erreicht, indem die Höhe der Flockensäule h konstant gehalten wird, was in einfacher Weise z.B. durch eine Lichtschranke 27 und ein Relais 28 geschieht, das in gewünschter Höhe h angebracht wird. Das Relais 28 schaltet die Einzugswalze 3, deren Drehzahl die Materialanlieferung bestimmt, ab im Moment, wo der Lichtstrahl der Lichtschranke 27 unterbrochen wird, und wieder ein, wenn wieder ein Photostrom zum Relais 28 fliesst.
Wenn der Schacht eine gewisse minimale Höhe aufweist, kann auch ein zeitlich verzögertes Ein- und Ausschalten angewandt werden, um die Schalthäufigkeit herabzusetzen, ohne in diesem Fall das Verhältnis Luftaustrittshöhe/Flockensäulenhöhe zu stark vom gewünschten Wert abweichen zu lassen.
Eine andere Möglichkeit besteht darin, die Drehzahl der Einzugswalze 3 so zu verlangsamen oder zu beschleunigen, dass die Flockensäule immer die vorgeschriebene Höhe h einhält.
An der Kolbenstange 29 befindet sich ein Nocken 30, der in den Endstellungen des Kolbens je einen Endschalter 31 oder 32 betätigt. Das Schliessen dieser Endschalter erfolgt, wenn der Regelbereich an seinen Grenzen angelangt ist, was z.B. bei Störungen in der Materialzufuhr oder bei Wickelbildung an den Walzen 12 und 13 der Fall sein kann. Die Überwachung durch die Endschalter kann zur Betätigung eines akustischen oder optischen Alarmsystems oder zur Abstellung des Materialtransportes vor und nach dem Schacht dienen.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung besitzt eine Reihe von Vorteilen, indem sie für eine Einzelschachtspeisung ohne Rückführung eine einfache Druckgefälleregelung gestattet. Sie besitzt den weiteren Vorteil, dass der Druckerzeuger im oberen Teil des Schachtes untergebracht und nur noch eine Saugrohrleitung zur flockenliefernden Maschine gezogen werden muss. Sie ist in der Lage, grosse Luft- und Flockenmaterialmengen zu bewältigen, wie dies zur Speisung von Superhochieistungskarden oder anderen Maschinen grosser Leistung mit Wattevorlage verlangt wird, die mehr als 50 kg/h Material verarbeiten können.