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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Trennen von Tabak von
Gegenständen, wie Zigarettenfiltern, Zigaretten-Hüllpapieren u. dgl., bestehend
aus einem lotrecht angeordneten Behälter, durch welchen die Gegenstände unter Schwerkraftwirkung
gefördert werden, mehreren Sätzen von im Behälter ortsfest montierten Schaufeln
und mehreren Sätzen von gegenüber dem Behälter drehbaren Schaufeln, wobei in lotrechten
Abständen voneinander abwechselnd jeweils ein Satz ortsfester und ein Satz drehbarer
Schaufeln angeordnet sind, und einer Antriebseinrichtung, zum In-Drehung-Versetzen
der drehbaren Schaufeln. Die Erfindung findet besondere Anwendung bei der Trennung
und Wiedergewinnung von Tabak und Filtern aus Filterzigaretten sowie bei der Trennung
und Wiedergewinnung des Tabaks von dem diesen umhüllenden Zigarettenpapier bei Zigaretten,
die bei der Prüfung ausgesondert worden sind.
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Bei bekannten Vorrichtungen ähnlicher Art (USA.-Patentschrift 2
818 985) drehen sich die Schaufeln nicht um eine sich vom Einlaß zum Auslaß
des Behälters durch diesen hindurch erstreckende Achse und ermöglichen lediglich
eine Wiedergewinnung des Inhalts von gefüllten Packungen. Diese Vorrichtungen lassen
auf Grund ihrer speziellen Schaufelanordnung kein Aufbrechen des ausgesonderten
Materials zu.
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Beim Herstell#ii und Verpacken von Filterzigaretten ist es wünschenswert,
den Tabak und die Filter von Zigaretten wiederzugewinnen, die bei einem Prüfvorgang
ausgesondert worden sind. Unverschmutzter Tabak kann für die Zigarettenherstellung
wiederverwendet werden, so daß es von Vorteil ist, den Tabak vom umhüllenden Zigarettenpapier
von Zigaretten zu trennen, die während der Prüfung ausgesondert worden sind, um
den Tabak zurückzugewinnen. Andererseits können unverschmutzte Filter auf verschiedene
Weise, beispielsweise zum Ausstopfen von Puppen oder Matratzen, verwendet werden.
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Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Vorrichtung zum Trennen
von Tabak von Gegenständen, mit der eine optimale Rückgewinnung des Tabaks bzw.
der Filter von in der Prüfung ausgeschiedenen Zigaretten durch sorgfältige, schnelle
und vor allem mit differenzierter Zerkleinerung erfolgender Trennung zwischen Tabak,
Zigarettenpapier und Filter erzielt werden kann.
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Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs definierten
Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Schaufelsätze mit solchem Abstand voneinander
angeordnet sind, daß ein Erfassen der Gegenstände mit einer Scherenwirkung verhindert
wird, daß die Schaufeln eine solche Form bzw. Gestalt besitzen, daß ein Aufbrechen
eines Zigarettenfilters oder ein Zerreißen eines Zigarettenpapiers od. dgl. verhindert
wird, und daß die Antriebseinrichtung die drehbaren Schaufeln mit einer Drehzahl
von etwa 500 bis 860 U/min in Drehung versetzt, wodurch ein Zerreißen
eines Zigarettenpapiers od. dgl. bzw. ein Aufbrechen eines Filters vermieden wird.
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Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird das ausgesonderte Material
einerseits zwar in seine Einzelteile aufgebrochen, jedoch mit derartig großem Abstand
der feststehenden von den drehbaren Schaufeln voneinander, und kombiniert mit einer
speziellen Drehzahl, daß die kompakten Einzelteile, wie insbesondere die Zigarettenfilter
und auch das Zigarettenpapier, nicht durch Zerscheren -zerstört werden, während
andererseits loser zusammenhängende Teile, wie z. B. Tabakklumpen, für eine
bestimmungsgemäße Wiederverwendung weiter zerkleinert # werden.
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Die Erfindung ist im folgenden in Verbindung mit bevorzugten Ausführungsbeispielen
an Hand der Zeichnunaen näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 eine perspektivische
Ansicht einer Prallvorrichtung mit den Merkmalen der Erfindung, F i g. 2
einen Längsschnitt durch die Prallvorrichtung gemäß F i g. 1 in vergrößertem
Maßstab, F i g. 3 und 4 Schnittansichten längs der Linie 3-3
bzw. 4-4
in F i g. 2, F i g. 5 einen Längsschnitt durch eine andere Ausführungsform
einer Prallvorrichtung mit den Merkmalen der Erfindung, F i g. 6 eine perspektivische
Ansicht einer feststehenden Schaufelanordnung zur Verwendung bei der Prallvorrichtung
gemäß F i g. 5, in vergrößertem Maßstab, F i g. 7, 8, 9 und
10 Schnittansichten längs der Linien 7-7. 8-8, 9-9 und 10-10
in F i g. 5,
F ig. 11 einen Längsschnitt durch eine weiter abgewandelte
Ausführungsform, F i g. 12 und 13 Schnittansichten verschiedener umlaufender
Schaufeln, in vergrößertem Maßstab, F i g. 14, 15, 16, 17 und
18 Längsschnitte durch weiter 'abgewandelte Ausführungsformen, Fig.
19 eine teilweise im Schnitt dargestellte Seitenansicht einer Vorrichtung
zum Aufbrechen von Material und zum Sortieren desselben in Abhängigkeit von der
Teilchengröße, F i g. 20 eine Aufsicht auf die Vorrichtung gemäß F i
g. 19 von oben in Richtung der Pfeile 20-20 in F i g. 19 gesehen,
F i g. 21 eine Seitenansicht einer anderen, der Vorrichtung gemäß F i
g. 19 ähnelnden Vorrichtung, F i g. 22 eine teilweise im Schnitt dargestellte
Seitenansicht einer weiter abgewandelten, der Vorrichtung gemäß F i g. 21
ähnelnden Ausführung und F i g. 23 einen Schnitt durch einen Teil der Vorrichtung
gemäß F i g. 22, längs der Linie 23-23 in F i g. 22 und in
vergrößertem Maßstab.
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In F i g. 1 ist eine Prallvorrichtung mit den Merkmalen der
Erfindung dargestellt, die beispielhaft in Verbindung mit der Trennung von Zigarettenfiltern
und des daran anhaftenden Tabaks erläutert wird. Die Zigarettenfilter
10, an deren Enden noch Tabak anhaftet, werden über eine Rutsche 12 einem
Behälter 14 zugeführt und können von einer Vorrichtung stammen, welche das Filterstück
vom Tabakteil einer Zigarette trennt oder das Filterstück vom Tabakteil einer Doppelzigarette
entfernt. Die Trennung erfolgt typischerweise im Tabakteil bzw. in den Tabakteilen,
um zu verhindern, daß Filtermaterial in die abgetrennten Tabakteile hineingelangt.
Die abgetrennten Filterstücke weisen daher normalerweise noch an einem oder an beiden
Enden anhaftenden Tabak auf.
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Der Behälter 14 ist vorzugsweise als Zylinder mit offenen Enden 14
a und 14 b ausgebildet. Im Inneren des Behälters ist eine Welle
16 drehbar gelagert, deren Achse mit derjenigen des Behälters 14 zusammenfällt
und die durch einen Motor 18 angetrieben werden kann, welcher mittels eines
Riemenantriebs 20 mit der Welle verbunden ist.
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Längs des Behälters 14 sind in dessen Innerem mehrere feststehende
Schaufelanordnungen22 geh
altert, die, wie auch aus den F i
g. 2 und 3 ersichtlich ist, jeweils durch eine Gruppe von von einem
an der Innenwand 14 c des Behälters angebrachten Ring 22b radial einwärts
in Richtung auf die drehbare Welle 16 innerhalb des Behälters abstehenden
Schaufeln 22a gebildet werden. Wenn die Schaufeln, der Ring und der Behälter aus
Stahl bestehen, können die Schaufeln 22 a am Ring 22 b und dieser wiederum
an der Innenwand 14 c des Behälters beispielsweise angeschweißt sein. Die
Schaufeln22a jeder Anordnung sind somit umfangsgemäß um den Zylinder 14 herum angeordnet
und erstrecken sich zur Welle 16. Gemäß F i g. 2 sind vier derartige
feststehende Schaufelanordnungen 22 vorgesehen, doch ist ihre genaue Anzahl wahlfrei.
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Zwischen den feststehenden Schaufelanordnungen 22 sind umlaufende
Schaufelanordnungen 24 angeordnet, von denen jede gemäß den F i g. 2 und
4 durch eine Gruppe von Schaufeln 24a gebildet wird, die umfangsmäßig um die Welle
16 herum angeordnet sind und radial auswärts auf die Innenwand 14
c
des Behälters zu abstehen- Die Schaufeln können an einem Ring 24
b befestigt sein, welcher die Welle 16
umschließt und an dieser befestigt
ist. Gemäß F i g. 2 sind drei derartige umlaufende Schaufelanordnungen vorgesehen,
doch ist ihre genaue Anzahl wahlfrei. Die feststehenden und umlaufenden Schaufelanordnungen
sind normalerweise einander abwechselnd längs des Zylinders angeordnet.
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Durch Drehen der Welle 16 werden die Schaufelanordnungen 24
in Drehung versetzt. Während die Filter unter Schwerkrafteinfluß durch den Behälter
14 hindurchfallen, fallen sie zunächst durch die oberste feststehende Schaufelanordnung
22 hindurch and treffen dann auf die oberste umlaufende Schaufelanordnung24 auf.
Die einzelnen Schaufeln24a dieser Anordnung treffen auf die Filter auf und schleudern
sie gegen die Innenwand:14c des Behälters sowie gegen die feststehenden Schaufeln
22 a der nächstfolgenden Schaufelanordnung, so daß der Tabak von den Filtern losgerättelt
wird. Die oberste feststehende Schaufelanordnung 22 gewährleistet, daß die Filter
durch die umlaufenden Schaufeln 24 nicht hoch- und aus dem Behälter 14 herausgeschleudert
werden. Die Filter fallen abwärts durch die Reihe der feststehenden und umlaufenden
Schaufelanordnungen hindurch. Obgleich jede feststehende Schaufelanorclnung 22 Flächen
bietet, gegen welche die Filter prallen können, gewährleistet sie, daß sich die
Filter einwandfrei abwärts bewegen, während jegliche durch die umlaufenden Schaufeln
eingeleitete Seitwärtsbewegung der Filter berichtigt wird. Wenn die Filter das untere
offene Ende 14 b des Behälters erreichen, ist der ganze Tabak aus
den Filtern herausgeschlagen worden, so daß die Filter und der von diesen getrennte
Tabak zusammen aus dem offenen Ende 14 b
des Behälters austreten. Die
unterste feststehende Schaufelanordnung gewährleistet, daß sich die Filter abwärts
bewegen, nachdem sie der letzteren Prallwirkung durch die unterste umlaufende Schaufelanordnung
24 ausgesetzt worden sind. Im Gegensatz zu den umlaufenden Schaufeln können die
feststehenden Schaufelanordnungen gemäß F i g. 2 auch an der Ober- und Unterseite
des Behälters neben dessen Einlaß bzw. Auslaß angeordnet sein, um die lotrecht abwärts
gerichtete Fallbahn der Filter sicherzustellen. Unterhalb des unteren offenen Endes
14 b des Behälters kann eine beliebige Siebanordnung, beispielsweise
eine derjenigen gemäß den F i g. 19 bis 22, angeordnet sein, um den Tabak
und die Filter voneinander zu trennen.
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Es hat sich gezeigt, daß der Behälter 14 für die Trennung von Tabak
von herkömmlichen Filterstücken etwa 90 cm lang sein und einen Innendurchmesser
von etwa 25 bis 30 cm besitzen kann. Vier Anordnungen feststehender
Schaufeln und drei Anordnungen umlaufender Schaufeln haben sich als wünschenswert
erwiesen, wobei der lotrechte Ab-
stand der Anordnungen etwa 50 bis
76 mm und die Drehzahl der umlaufenden Schaufeln etwa 500 bis
700 U/min beträgt.
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Wie erwähnt, ist die Ausführungsform, der Erfindung gemäß den F i
g. 1 bis 4 in Verbindung mit der Trennung von Zigarettenfiltern von dem daran
anhaftenden Tabak erläutert.
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In den F i g. 5 bis 10 ist eine andere Prallvorrichtun-
veranschaulicht, die sich speziell für das Treuneu von Tabak von dem umhüllenden
Zigarettenpapier eignet, um den Tabak von schadhaften Zigaretten zurückzugewinnen.
Gemäß F i g. 5 weist diese Vorrichtung einen zylindrischen Behälter
30
mit einem an seinem oberen Ende angebrachten Zufuhrschacht 32 od.
dgl. auf, über welchen das aufzubrechende Material eingeführt wird. Im Behälter
ist eine Wellenanordnung 34 vorgesehen, die beim dargestellten Ausführungsbeispiel
hohl ist und einen oberen zylindrischen Teil 34a, einen kegelstumpfförmigen MitteIteil
34b und einen zylindrischen Unterteil 34 c aufweist. Die Welle besitzt somit kreisförmigen
Querschnitt, wobei sich der Durchmesser vom einen Wellenende zum anderen ändert,
d.h. sich vom oberen zum unteren Wellenende vergrößert.
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Die Welle 34 ist mit Hilfe von Armsternen 38 mit einer Antriebswelle
36 verbunden, die wiederum am unteren Ende mittels eines Lagers 40 und eines
Armsterns 42, welcher das Lager 40 im zylindrischen Behälter 30 haltert,
drehbar gelagert ist. Oberhalb der die Oberseite des zylindrischen Behälters
30 verschließenden oberen Platte 46 ist ein Kragen 44 an der Antriebswelle
36 angebracht, welcher letztere in ihrer Lage hält. Die Antriebswelle
36 wird durch einen Riemenantrieb 48 getrieben. Um die Hohlwelle 34 herum
sind Zapfen 50 angebracht, welche die im zylindrischen Behälter
30
umlaufenden Schaufeln bilden. Die Schaufeln 50 sind stangenförmig,
um scharfe Kanten in der Prallvorrichtung auszuschließen und ein Zerschneiden des
zu behandelnden Materials zu verhindern. Gegenüber dem Behälter 30 feststehende
Schaufeln 52 erstrecken sich auf die Welle 34 zu und sind vorzugsweise gemäß
F i g. 6 an einer Leiste 54 befestigt, beispielsweise angeschweißt. Gemäß
den F i g. 8, 9 und 10
sind mehrere derartige Leisten um die Außenseite
des Behälters herum angeordnet, die sich jeweils lotrecht längs des B
- ehälters erstrecken. Der Behälter ist mit Bohrungen od. dgl. Öffnungen
versehen, durch welche die feststehenden Schaufeln 52 in den Behälter eingesetzt
werden können. Gemäß F i g. 6 besitzen die Schaufeln 52 entsprechend
dem sich ändernden Durchmesser der Hohlwelle 34 unterschiedliche Länge. In eingebautem
Zustand sind die Enden der festen Schaufeln 52 sämtlich praktisch gleich
weit von der Hohlwelle 34 entfernt. Gleichermaßen besitzen die umlaufenden Schaufeln
50 unterschiedliehe
Längen, so daß sie ebenfalls jeweils
praktisch gleich weit von der Innenfläche des zylindrischen Behälters
30 entfernt sind.
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Die Durchmesseränderung der Hohlwelle 34 gewährleistet einen sich
ändernden Durchgangsquerschnitt für das Aufbrechen des Materials, während es in
Abwärtsrichtung durch die Prallvorrichtung hindurchgelangt. Am oberen bzw. Einlaßende
der Vorrichtung ist der für die Prallwirkung zur Verfügung stehende Querschnitt
wesentlich größer als der verringerte Querschnitt am unteren bzw. Auslaßende der
Vorrichtung. Aus den Schnittansichten gemäß den F i g. 8, 9 und
10 ist außerdem ersichtlich, daß sich die Anzahl sowohl der umlaufenden als
auch der feststehenden Schaufeln in Abwärtsrichtung der Prallvorrichtung fortlaufend
ändert. Die Schnittansieht von Fig. 8 zeigt beispielsweise, daß neben dem
Einlaßbereich der Vorrichtung im obersten Niveau drei umlaufende Schaufeln
50 und im nächstfolgenden Niveau drei feststehende Schaufeln 52 vorhanden
sind. Gemäß F i g. 9, deren Schnitt unterhalb desienigen von F i
g. 8 geführt ist, sind bereits sechs umfangsmäßig um die Hohlwelle
34 herum verteilte umlaufende Schaufehl 50 und im nächstfolgenden Niveau
dieselbe Anzahl von umfangsmäßig um den Zylinder 30 herum auf Abstände verteilten
feststehenden Schaufeln 52 vorhanden. Der unterhalb des Schnitts gemäß F
i g. 9 geführte Schnitt gemäß F i g. 10 zeigt, daß in jedem Niveau
der umlaufenden und feststehenden Schaufeln jeweils zwölf umfangsmäßig um die Hohlwelle
34 herum verteilte umlaufende Schaufeln 50 bzw. feststehende Schaufeln
52
vorhanden sind. Die tatsächlich dargestellte Anzahl von Schaufeln ist beispielhaft.
Durch die sich ändernde Anzahl von Schaufeln in unterschiedlichen Niveaus der Prallvorrichtung
sowie durch den sich ändernden Prallquerschnitt wird ein gleichmäßiger Abwärtsstrom
des Materials durch die Vorrichtung hindurch gewährleistet. Genauer gesagt, kann
sich das Material infolge der geringeren Schaufelzahl in einem weiteren Prallquerschnitt
nahe des Einlaßbereichs anfänglich praktisch ungehindert durch die Vorrichtung hindurch
abwärts bewegen, während durch die größere Anzahl von Schaufeln in einem kleineren
Prallquerschnitt das Material einer zunehmend größeren Prallwirkung ausgesetzt wird,
nachdem es eine beträchtliche Abwärts-Bewegungskomponente angenommen hat.
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Durch Verkleinerung des Prallquerschnitts und Erhöhung der Anzahl
der umlaufenden Schaufeln in fortlaufend tieferen Niveaus der Prallvorrichtung kann
die Prallwirkung für bestimmte Stoffe verbessert werden. Falls beispielsweise größeres
Klumpenmaterial durch die Prallvorrichtung in kleinere Teilchen aufgebrochen werden
soll, ist es zweckmäßig, mit abnehmender Teilchengröße während der Materialbewegung
durch die Vorrichtung eine sich fortlaufend erhöhende Prallwirkung pro Volumeneinheit
des Behälters zur Verfügung zu stellen, um ein zufriedenstellendes Aufbrechen des
Materials zu ge-
währleisten.
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Die Verwendung von stangenförmigen Schaufeln. ist für die Behandlung
gewisser Stoffe vorteilhaft, bei. welchen das Material ohne Zerschneiden aufgebrochen
werden soll. Schaufeln mit flachen, ebenen Flächen, wie die Schaufeln 22 und 24
gemäß F i g. 2, neigen zu einem Zerschneiden des Materials. Die stangenförmigen
Schaufeln gemäß F i g. 6 sind besonders vorteilhaft für das Aufbrechen von
fertigen Zigaretten zwecks Wiedergewinnung des darin enthaltenen Tabaks.
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Aus F i g. 5 ist ersichtlich, daß das untere Ende der die Schaufeln
tragenden Hohlwelle 34 etwas oberhalb des unteren bzw. Auslaßendes des Behälters
30 angeordnet ist. Infolge dieser Anordnung kann die Hohlwelle für das Absaugen
von Staub aus dem Behälter benutzt werden. Wie auch aus F i g. 7 hervorgeht,
trägt die Antriebswelle 36 mittels einer mit ihr verstifteten Hülse
59 eine Anzahl von Gebläseflügeln 60, die oberhalb des oberen offenen
Endes der die Schaufeln tragenden Hohlwelle 34 an der Antriebswelle angebracht sind.
Bei umlaufender Antriebswelle 36 drehen sich die Flügel 60 in die
durch den Pfeil 62 in F i g. 7 angedeutete Richtung und erzeugen eine
Aufwärtsbewegung der Luft durch die Hohlwelle 34 hindurch, wodurch Staub und andere
Feinteilchen von Abfallmaterial durch die Hohlwelle hindurch nach oben getragen
werden. Der Oberteil des Behälters 30 kommuniziert neben den Flügeln
60 mit einer in F i g. 7 dargestellten Auslaßöffnung, über welche
die Feinteilchen des Staubs u. dgl. Abfallmaterials aus der Vorrichtung ausgetragen
werden. Die Saugwirkung ist so abgestimmt, daß nur Abfallteilchen entfernt werden
und kein anderes Material aufwärts durch den Auslaßbereich der Vorrichtung hindurchgesaugt
wird. Typischerweise tritt das gesamte wiederzugewinnende Material in Abwärtsrichtung
aus dem Behälter 30 aus. Ersichtlicherweise kann jedoch auch ein Teil des
wiederzugewinnenden Materials speziell dadurch ausgetragen werden, daß es durch
die Hohlwelle 34 hindurch nach oben gesaugt wird, falls dies gewünscht wird. Ersichtlicherweise
kann durch Änderung der Anzahl der Gebläseflügel 60 und ihrer Winkelstellung
gegenüber der Behälterachse ein unterschiedlicher Luftstrom hervorgerufen werden,
um Staub oder anderes Material aus der Prallvorrichtung abzusaugen. Darüber hinaus
kann auch ein nicht dargestelltes Ab-
sperrventil im Auslaß 64 zur Einstellung
des Luftstroms dienen.
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Bei einer beispielhaften Prallvorrichtung, die für die Trennung des
Tabaks aus fertigen Zigaretten gebaut worden ist, wurde ein Zylinder von etwa
3 80 mm Durchmesser und etwa 112 cm Länge als Behälter 30 verwendet.
Die die Schaufeln tragende Welle 34 besaß ungefähr 150 rnm Durchmesser und
etwa 610 mm Länge im zylindrischen Abschnitt 34 a, wobei sich
der Durchmesser in dem etwa 178 nun langen kegelstumpfförmigen Abschniitt
34b auf maximal etwa 254 mm erhöhte und diesen Wert über die Gesamtlänge des etwa
200 Tnrn langen zylindrischen Abschnitts 34c hinweg beibehielt. Die Anzahl der bei
dieser Vorrichtung verwendeten Schaufeln entsprach der vorstehend in Verbindung
mit den F i g. 8 bis 10
beschriebenen Anzahl, wobei die Schaufelsätze
etwa 38 mrn voneinander entfernt angeordnet waren. Der Einlaßschacht
32 erstreckt sich über etwa 901 um den Behälter 30 herum. Insgesamt
sechs, jeweils 601
voneinander entfernte Gebläseflügel 60 wurden angewandt,
wobei die Antriebswelle mit etwa 727 U/min angetrieben wurde. Stangenförmige
Schaufeln der in F i g. 6 dargestellten Art von etwa 16 nun Durchmesser
dienten zum Aufbrechen der in die Prallvorrichtung eingebrachten Zigaretten. Zwischen
den Enden der umfaufenden Schaufeln 50 und dem Behälter 30 sowie zwischen
den Enden der feststehenden
Schaufeln 52 und der Hohlwelle
34 wurde jeweils ein Abstand von etwa 9,5 mm eingehalten.
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Die Vorrichtung behandelte die Zigaretten mit deutlicher Schlag- bzw.
Prallwirkung und ohne ,Wesentliches Zerschneiden. Es wurde beobachtet, daß eine
große Anzahl leerer Papierhüllen, die keinen Tabak mehr enthielten, aus der Unterseite
des Behälters ausgetragen wurden, ohne daß ein Zerreißen des Papiers festgestellt
werden konnte. Es wird daher angenommen, daß die Schaufeln pneumatisch auf die Zigaretten
einwirkten. Genauer gesagt, besteht die Tabakfüllung einer Zigarette zu rund 20
"Jo aus Feststoffen, d. h. Tabakfäden, und 80 % Luft und ist somit
weich und nachgiebig. Wenn die Zigarette von einer der umlaufenden Schaufeln getroffen
wird, reicht dieser Schlag aus, um die Zigarette flachzudrücken bzw. ihre Maße am
Auftreffpunkt zu verkleinern. Auf diese Weise wird ein Luftpumpeneffekt erzeugt,
wobei die in der Papierhülle hervorgerufene Luftbewegung die Tabakfäden praktisch
aus dem oder den offenen Enden der Hülle herausbläst. Bei Verwendung der runden,
stangenförmigen Schaufeln wird das Papier nicht nennenswert zerschnitten, während
der Abstand zwischen den feststehenden und den umlaufenden Schaufeln ausreicht,
um jeg-
liche Scherenwirkung auszuschalten. Es wird angenommen, daß bei einer
Vorrichtung der vorstehend angegebenen Abmessungen die optimale Umfangsgeschwindigkeit
an den Spitzen der Schaufeln 50 zum Trennen des Filtermaterials vom Tabak
zwischen etwa 660 m/min und 960 m/min liegt, was vom Feuchtigkeitsgehalt
des behandelten Materials abhängt. Wie erwähnt, besitzt der Zylinder 30 etwa
380 mm Durchmesser, wobei die Schaufeln 50 einen Abstand von etwa
9,5 mm von den Behälterwänden besitzen. Die Schaufellänge von Ende zu Ende
beträgt mithin etwa 361 mm. Bei Umrechnung einer Umfangsgeschwindigkeit
von 660 bis 960 m/min an den Schaufelenden in Umdrehungen pro Minute
ergibt sich ein Drehzahlbereich von etwa 590 bis 860 U/min, mit welchem
die Schaufeln in Drehung versetzt werden können. Zu niedrige Geschwindigkeiten machen
diese vollständige Trennung unmöglich, während bei zu hohen Geschwindigkeiten einige
Filter aufplatzen und den Tabak verunreinigen können.
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In den F ig. 11 bis 13 ist eine weitere abgewandelte
Ausführungsform der Prallvorrichtung mit einer besonderen Schaufelanordnung dargestellt,
die einen Abwärts-Luftstrom durch die Vorrichtung erzeugt, wodurch die Bewegung
des Materials durch die Vorrichtung unterstützt wird. Diese Prallvorrichtung weist
einen Behälter 70, feststehende Schaufeln 72
und eine durch einen Riemenantrieb
76 angetriebene umlaufende Welle 74 auf. An der Welle 74 sind Schaufeln
78 angebracht, welche das Material beaufschlagen, das über einen am oberen
Behälterende angeordneten Füllschacht bzw. Rutsche 80 in die Vorrichtung
eingegeben wird. Die Schaufeln 78 können die Form gemäß F ig. 12 besitzen
und weisen einen stangenartigen Abschnitt 78 a auf, an dessen durch den die
Bewegung der Schaufel angebenden Pfeil 82
angedeuteter Hinterkante ein Flügelglied
78 b befestigt ist, welches die Abwärtsbewegung der Luft durch die Vorrichtung
erzeugt, wenn die Schaufel umläuft. Diese Luftbewegung unterstützt die Gewährleistung
einer Abwärtsbewegung des Materials durch die Vorrichtung und erhöht deren Durchsatzmenge.
F i g. 13 zeigt eine andere Schaufelform, bei welcher die Schaufel
78' als Ganzes im wesentlichen flügelförmig ist. Die Schaufel 78'
besitzt keine scharfen Kanten, so daß ein Zerreißen des von der Schaufel getroffenen
Materials verhindert und gleichzeiitg eine aerodynamisch gute Form der Schaufel
gewährleistet wird.
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Eine andere Ausführungsform der Prallvorrichtung ist in F i
g. 14 dargestellt, bei welcher der Behälter 84 kegelstumpfförnüge Gestalt
besitzt. Mit anderen Worten besitzt der Behälter kreisförmigen Querschnitt, dessen
Durchmesser sich in Abwärtsrichtung fortlaufend vergrößert. Wie bei den vorher beschriebenen
Prallvorrichtungen sind feststehende Schaufeln 86 und umlaufende Schaufeln
88 vorgesehen. Das aufzubrechende Material wird am oberen Ende 84a in die
Vorrichtung eingebracht. Die Vorrichtung gemäß F i g. 14 eignet sich für
das Aufbrechen von Material von »fülliger« Konsistenz, d. h. von Stoffen,
deren Volumen nach dem Aufbrechen zunimmt. Wenn beispielsweise hochverdichtetes
Material aufgebrochen wird, das sich nach dem Aufbrechen ausdehnt, ist der sich
vergrößernde Durchmesser des Behälters von Vorteil, da er die Volumenvergrößerung
des sich fortschreitend durch die feststehenden und umlaufenden Schaufelanordnungen
abwärts bewegenden Materials zuläßt.
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F i g. 15 zeigt eine Prallvorrichtung, welche der Vorrichtung
gemäß F i g. 14 mit dem Unterschied ähnelt, daß der kegelstumpfförmige Behälter
84' nicht wie im Fall von F i g. 14 am Boden, sondern an der Oberseite den
größten Durchmesser besitzt. Der Behälter besitzt somit kreisförmigen Querschnitt,
dessen Durchmesser sich in Abwärtsrichtung fortlaufend verkleinert. Die Vorrichtung
gemäß F i g. 15
eignet sich beispielsweise für den Fall, daß das behandelte
Material nach dem Aufbrechen durch die umlaufenden Schaufeln 88' körnig wird.
Da sich während der Abwärtsbewegung des Materials durch den Behälter dessen Volumen
an jedem Querschnitt ständig verkleinert, wird im Unterteil des Behälters eine größere
Prallwirkung pro Volumeneinheit ausgeübt.
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In F i g. 16 ist noch eine andere Prallvorrichtung veranschaulicht,
bei welcher ein zylindrischer Behälter 90 und eine Kegelstumpfform besitzende,
die Schaufeln tragende Welle 92 vorgesehen sind. Mit anderen Worten besitzt
die die Schaufeln 94 tragende Welle 92 kreisförmigen Querschnitt, dessen
Durchmesser von der Oberseite des Behälters 90 zu dessen Boden ständig zunimmt.
Wie bei den vorher beschriebenen Prallvorrichtungen wird das zu behandelnde Material
an der Oberseite des Behälters eingebracht. Ersichtlicherweise nimmt das für das
Aufbrechen des Materials verfügbare Behältervolumen jedes lotrechten Querschnitts
in Abwärtsrichtung ständig ab; in dieser Hinsicht ähnelt die Vorrichtung gemäß F
i g. 16 derjenigen gemäß F ig. 15. Außerdem ändern sich die Längen
der feststehenden Schaufeln 95 und der umlaufenden Schaufeln 94, so daß die
Enden aller feststehenden Schaufeln praktisch gleich weit von der Fläche der Welle
92 und die Enden der umlaufenden Schaufeln 94 sämtlich praktisch gleich weit
von der Innenfläche des Behälters 90 entfernt sind.
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F i g. 17 zeigt noch eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Prallvorrichtung, bei welcher in einen Behälter 100 feststehende Schaufeln
102 eingebaut sind. Die umlaufenden Schaufeln 104 sitzen
auf einer
Welle 106, die durch einen Riemenantrieb 108 angetrieben wird. Wie
dargestellt, erstrecken sich die Enden 104a der umlaufenden Schaufeln praktisch
parallel zur Welle 106, während die feststehenden Schaufeln 102 Abschnitte
102a aufweisen, die sich parallel zu den Enden104a der umlaufenden Schaufeln erstrecken.
Diese KonfigarationderSchaufeln vermindert ein Scheuern des Materials an der Innenfläche
des Behälters100, da die Enden der Schaufeln104 ein beträchtliches Stück von dieser
Behälterfläche entfernt sind.
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Fig. 18 veranschaulicht eine abgewandelte Ausführungsform eines
zur Verwendung bei jeder der vorher beschriebenen Prallvorrichtungen geeigneten
Behälters109, der typischerweise zylindrische Form besitzt und an seiner Innenfläche
mit einem schraubenförmigen Steg109a versehen ist, welcher die Abwärtsbewegung des
Materials durch den Behälter unterstützt. Wenn das Material durch die umlaufenden
Schaufelanordnungen der Prallvorrichtung getroffen wird, wird es ersichtlicherweise
auswärts gegen die Innenfläche des Behälters verlagert. Wenn das Material nach außen
geschleudert wird, trachtet es danach, in ringförmigen Anhäufungen oberhalb jeder
Gruppe von umlaufenden Schaufeln hängenzubleiben. Der schraubenförmige Steg
109 a leitet das Material abwärts und unterstützt somit die
Bewegung des Materials durch die Vorrichtung. Es hat sich gezeigt daß ein solcher
schraubenförmiger Steg das Behandlungsvermögen der Prallvorrichtung verbessert,
da er die Materialbewegung durch die Vorrichtung beschleunigt.
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Diese Stege sind insbesondere dann von Nutzen, wenn sie mit Profil
der umlaufenden Schaufeln gemäß den F i g. 12 und 13 kombiniert werden,
durch welche die Luft abwärts durch den Behälter hindurchgedrückt wird. Durch beide
Maßnahmen wird die Materialbewegung durch den Behälter verbessert.
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Die Fig. 19 und 20 zeigen eine Anordnung, die sich für das
Aufbrechen von Material und die anschließende Klassierung des MaterialsnachTeilchengröße
eignet. Das aufzubrechende Material wird über einen Füllschacht bzw. Rutsche
110 einer Prallanordnung 112 zugeführt, die gemäß F i g. 20 aus einer
Reihe von drei getrennten Prallvorrichtungen 112 a,
112b und 112c besteht,
die sämtlich das aufzu-'brechende Material aufzunehmen vermögen. Jede dieser drei
Prallvorrichtungen kann die Form einer der vorstehend beschriebenen Vorrichtungen
besitzen, wobei jedoch nur ein einziger Behälter bzw. Gehäuse 114 vorgesehen ist,
so daß eine Verbindung zwischen den verschiedenen Prallvorrichtungen besteht. Die
umlaufenden Schaufelanordnungen können sich in die durch die Pfeile angedeuteten
Richtungen drehen, d. h. sie können sämtlich im Uhrzeigersinn umlaufen. Ein
in F i g. 19 dargestellter Riemenantrieb 116 kann zum Drehen aller
umlaufender Schaufelanordnungen 117 dienen. Es kann. jede beliebige Anzahl
von Prallvorrichtungen angewandt werden, die sich in jeder beliebigen Richtung drehen
können. Gewünschtenfalls können die umlaufenden Schaufelanordnungen sich jeweils
von einer zur nächsten ändernde Drehrichtung besitzen. Obgleich die Prallvorrichtungen
infolge des einzigen Behälters bzw. Gehäuses 114 untereinander in Verbindung stehen,
ermöglicht diese Verbindung keine Wesentliche Verlagerung des Materials von der
einen Prallvorrichtung zur anderen, obgleich eine solche Verlagerung, falls sie
stattfindet, nicht notwendigerweise unerwünscht zu sein braucht.
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Obgleich im vorliegenden Fall ein einziger Behälter bzw. Gehäuse 114
für die verschiedenen Prallvorrichtungen dargestellt ist, können auch mehrere Prallvorrichtungen
vorgesehen werden, die jeweils in ihrem eigenen Behälter angeordnet sind und nicht
untereinander in Verbindung stehen. Mit der Anordnung gemäß F i g. 20 soff
nur erreicht werden, daß sich eine Praftvorrichtungsanordnung quer über einen ganzen,
beispielsweise durch die Rutsche 110 gemäß F i g. 19 gebildeten Einlaßbereich
erstreckt, ohne daß eine einzige, sehr große Prallvorrichtung vorgesehen zu werden
braucht, wenn es sich um einen verhältnismäßig großen Einlaßbereich handelt.
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Bei einem einzigen Behälter, wie dem Behälter 114 gemäß F i
g. 20, müssen die, umlaufenden Schaufeln 117 benachbarter Vorrichtungen
längs der zugeordneten Wellen 117a in verschiedenen lotrechten Lagen angeordnet
sein, um in den Verbindungsbereichen 114a zwischen den benachbarten Prallvorrichtungen
ungehindert aneinander vorbeigelangen zu können. Der Höhenunterschied zwischen den
benachbarten Höhenlagen der Schaufeln benachbarter Vorrichtungen sollte so groß
sein, daß eine Scherenwirkung vermieden wird. Der Abstand zwischen den Enden der
umlaufenden Schaufeln 117 der einen Vorrichtung und der Welle 117
a der nächsten Vorrichtung sollte ungefähr demAbstand zwischen den Schaufelenden
und dem Behälter 114 entsprechen.
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Das durch die Prallvorrichtungenhindurchgeleitete Material bewegt
sich nach dem Aufbrechen abwärts zu einer in F i g. 19 dargestellten Rüttelsieb-
bzw. Rüttelsichteranordnung 118, die durch einen herkömmlichen Vibrator 120
in Schwingung versetzt wird. Die Siebanordnung 118 besitzt solche Maschenweite,
daß bestimmte Teilchen des Materials durch das Sieb hindurch auf einen Austragförderer
122 herabzufallen vermögen, während Teilchen mit die Maschenweite übersteigender
Teilchengröße auf dem Sieb zurückgehalten und über eine Auslaßkammer 124 von diesem
entfernt werden. An die Auslaßkammer 124 kann über eine Leitung 126 ein Unterdruck
angelegt werden, um die auf der Siebanordnung 118 liegenden Materialteilchen
in die Kammer 124 hinein- und durch die Leitung 126 hindurch abzusaugen.
Bei der Behandlung von in Zigarettenpapier eingehülltem Tabak können die Prallvorrichtungen
112 beispielsweise den Tabak vom Papier trennen. Die Maschenweite der Siebanordnung118
kann in diesem Fall so gewählt sein, daß der Tabak durch das Sieb hindurch auf den
Förderer 112 herabfällt, während das Papier auf der Sieb-Oberseite zurückgehalten
wird, um in die Kammer 124 eingesaugt und über die Leitung 126 abgeführt
zu werden.
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F i g. 21 veranschaulicht eine der Vorrichtung gemäß F i
g. 19 ähnelnde Anordnung zum Aufbrechen des Materials und zum anschließenden
Sieben desselben zwecks Klassierung nach Teilchengröße, wobei eine oder mehrere
Prallvorrichtungen 130 der vorher beschriebenen Art so angeordnet sind, daß
sie das aufzubrechende Material von einem Füllschacht bzw. Rutsche 132 abnehmen.
Eine Antriebseinrichtung 134 dient zum Antreiben der nicht dargestellten, in der
Prallanordnung 130 vorgesehenen umlaufenden Schaufelanordnungen. Das in der
Prallanordnung aufgebrochene Material bewegt sich abwärts durch einen Auslaßschacht
136 in eine Drehsiebanordnung
138, die bei der dargestellten
Ausführungsform aus einer äußeren Zylindertrommel 138a und inneren zylindrischen
Sieben138b und 138c besteht. Die Siebe138b und 138c sowie die Zylindertrommel 138a
sind sämtlich mittels einer nicht dargestellten Halterungsanordnung konzentrisch
zueinander montiert und werden sämtlich durch einen Antrieb 140 in Drehung versetzt,
welcher an der Trommel angreifende Rollen 140 a antreibt. Am Auslaßende
136 a
des Auslaßschachts 136 wird das von der Prallanordnung
130 kommende Material in das innerste Sieb 138 c hinein ausgetragen.
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Zur beispielhaften Erläuterung sei angenommen, daß ausgesonderte Filterzigaretten
durch die Prallanordnung 130 behandelt werden sollen. In diesem Fall wird
die Maschenweite der Siebe 138 b und 138 c so gewählt, daß
das Sieb 138 c die Zigarettenpapier- und Filterstücke zurückhält, die, wie
durch den Pfeil 140 angedeutet, an seinem unteren Ende ausgetragen werden sollen.
Der Tabak fällt durch das Sieb 138 c hindurch, wird jedoch auf dem Sieb
138b zurückgehalten und wird, wie durch den Pfeil 142 angedeutet, am unteren
Ende dieses Siebs ausgetragen. Feine Abfall- und Staubteilchen fallen durch das
Sieb 138 b hindurch und werden von der Trommel 138a zurückgehalten, aus welcher
sie an der durch den Pfeil 144 angedeuteten Stelle ausgetragen werden.
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Die Anordnung gemäß F i g. 21 verwendet einen Zyklonenabscheider
146, der über eine Leitung 148 mit dem oberen Ende der Prallanordnung
130 verbunden ist. Die Leitung 148 entspricht der Auslaßöffnung 64 gemäß
F i g. 7 und dient zum Absaugen von feinem Staub und von Luft aus dem unteren
Ende der Prallanordnung130, wie dies vorher in Verbindung mit der Prallvorrichtung
gemäß F i g. 5
erläutert worden ist. Feine Materialteilchen werden
über eine Leitung150 zu dem von der Prallanordnung abgehenden Auslaßschacht136 zurückgeführt,
um der Siebanordnung 138 zugeführt zu werden. Der Auslaß 152 des Zyklonenabscheiders
ist ein herkömmlicher Reinluft-Auslaß.
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F i g. 22 zeigt eine der Anordnung gemäß F i g. 21 ähnelnde
Prallanordnung, bei welcher eine andere Siebanordnung vorgesehen ist. Eine oder
mehrere Prallvorrichtungen 153 der vorher beschriebenen Art führen das Material
abwärts in eine Siebanordnung 154 hinein, die einen oberseitig offenen Behälter
156 aufweist, welcher durch eine Bodenplatte 156 a
verschlossen
ist und zwei übereinanderliegende Siebe 158 und 160 enthält. Das Sieb
158 entspricht dem Sieb 138 c gemäß F i g. 21, während das
Sieb 160 dem Sieb 138 b gemäß F i g. 21 entspricht. Ein Auslaß
162 dient zum Austragen des Materials von der Oberseite des Siebs
158, während das Material über einen Auslaß 164 von der Oberseite des Siebs
160 und über einen Auslaß 166 von der Oberseite der Bodenplatte
156 a ausgetragen wird. Die gesamte Siebanordnung 154 ist mittels
Feder 168 auf eine Basis 170 aufgesetzt. Gemäß den F i g. 22
und 23
weist die Bodenplatte 156a außerdem ein abwärts abstehendes zylindrisches
Gehäuse 172 auf, in das ein Motor 174 eingebaut ist, dessen Welle Exzentergewichte
176a und 176b trägt, welche bei eingeschaltetem Motor in Drehung versetzt
werden. Der Winkelabstand der Exzentergewichte auf der Motorwelle kann auf herhömmliche
Weise zwecks Einstellung des gewünschten Exzentrizitätsausmaßes geändert werden,
um beim Drehen der Gewichte auf bekannte Weise Schwingungen zu erzeugen. Auf diese
Weise wird die Siebanordnung 154 gemäß F i g. 22 während der Materialzufuhr
von der Prallanordnung 153 ständig in Schwingungs- bzw. Rüttelbewegungen
versetzt. Die groben Materialteilchen werden auf der Oberseite des Siebs
158 zurückgehalten und über den Auslaß 162 ausgetragen, während die
feineren Teilchen durch das Sieb 158 hindurchfallen. Ein Teil dieser feineren
Teilchen wird auf der Oberseite des Siebs 150 zurückgehalten und tritt über
den Auslaß 164 aus. Staub und sehr feine Teilchen treten schließlich durch das Sieb
160 hindurch und bleiben auf der Oberseite der Bodenplatte 156a liegen, um
von hier über den Auslaß 166 aus der Siebanordnung ausgetragen zu werden.