DE1632245B1 - Vorrichtung zum Verteilen von zerteiltem Material wie z.B. faserigem oder zerstückeltem Tabak - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Verteilten von zerteiltem Material, wie z. B. faserigem oder zerstückeltem Tabak.

Die Bildung eines kontinuierlichen Stroms mit gleichmäßigem Durchsatz von faserigem und kompressiblem Material wirft Probleme auf, die besonders schwierig sind, wenn es sich, wie im Fall von geschnittenem Tabak, um empfindliches und ineinanderverflochtenes Material handelt. Ein solches Material besitzt nämlich die Neigung, zu zerbrechen und seinen Zusammenhalt zu verlieren, wenn man Verteiivorrichtungen vom Typ einer Kardenmaschine benützt. Ebenso hat es die Neigung, sich zusammenzuklumpen, wenn die verwendeten Maschinen eine Verdichtungswirkung besitzen.

Es ist bereits eine Vorrichtung zum Lösen zusammenhängender Tabakblätter bekannt (deutsche Patentschrift 598 293), bei der übereinanderliegende umlaufende Zellen- oder Zinkenräder vorgesehen sind, die zwei nebeneinanderliegende Reihen bilden, wobei die in nachgeordneten Gehäusen in einer Reihe liegenden Zellenräder unmittelbar untereinanderliegen und wobei der seitliche Abstand der Zellenräder beider Reihen etwa einem Durchmesser eines Zellenrades entspricht. Die Zellenräder der beiden Reihen sind in der Höhe gegeneinander versetzt angeordnet, so daß ein Zellenrad einer Reihe ein Tabakbündel gegen ein darunterliegendes Rad der anderen Reihe wirft. Alle Zellenräder rotieren mit gleicher Geschwindigkeit. Die bekannte Anordnung dient lediglich dazu, zusammenhängende Tabakblätter zu lösen. Wenn am Ausgang der Vorrichtung ein Materialstrom mit bestimmtem Querschnitt ausgeworfen werden soll, wobei dieser Querschnitt relativ klein ist, so muß das Material im unteren Bereich der Vorrichtung trichterförmig zusammenlaufen, wodurch eine Verklumpung des Materials eintritt.

Es ist ferner bekannt, zur Beschickung von Tabaktrocknern senkrecht Leitungen mit rechteckigem Querschnitt zu verwenden, bei denen zwei -sich gegenüberliegende Wände in symmetrischer Anordnung jeweils eine halbzylindrische Ausbuchtung aufweisen, die so bemessen ist, daß der Querschnitt der Leitung in einer waagerechten Ebene verdoppelt wird. Koaxial zu diesen Ausbuchtungen sind zwei mit gleicher Geschwindigkeit und in entgegengesetzter Richtung drehende Schaufelräder angeordnet. Die radialen Enden der Schaufeln streichen an der inneren Oberfläche der Ausbuchtungen vorbei, und die von den Schaufelrädern durchlaufenden Zylinder berühren sich in der Achse der Leitungskammer. Das Material, das oberhalb der Kammer aufbereitet wurde, füllt die von den Schaufeln gebildeten Becher und gelangt mit größerer Gleichmäßigkeit, als es am Eingang besaß, nach unten. Auch diese Anordnung

hat den obenerwähnten Nachteil. Sie ist nicht imstande, das Material mit vorgegebener Dichte und einem bestimmten kleinen Querschnitt am Ausgang auszuwerfen, ohne daß die Gefahr einer Verklumpung des Materials besteht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Verteilen von zerteiltem Material zu entwickeln, die einen Materialstrom von vorgegebener Dichte und vorgegebenem Querschnitt abgibt und bei dem auch dann keine Verklumpung am Ausgang eintritt, wenn der Ausgangsquerschnitt sehr klein ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird nach der Erfindung eine Vorrichtung zum Verteilen von zerteiltem Material mit mindestens zwei aufeinanderfolgenden Zonen und mit Förderrotoren zum Fördern des Materialstromes durch die Zonen vorgeschlagen, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die in Strömungsrichtung obere Zone gegenüber der unteren Zone einen größeren Durchströmungsquerschnitt aufweist, daß in beiden Zonen Förderrotoren angeordnet sind und daß die Geschwindigkeit des Förderrotors in der unteren Zone größer ist als die des Förderrotors in der oberen Zone, derart, daß das Geschwindigkeitsverhältnis der beiden Förderrotoren größer ist als das Verhältnis des Durchströmquerschnittes der oberen Zone zum Durchströmquerschnitt der unteren Zone im Bereich der von den Förderrotoren bestrichenen Zonenabschnitte.

Der allgemeine Erfindungsgedanke besteht also darin, in Zusammenhang mit einer Verringerung des Strömungsquerschnittes Mittel vorzusehen, welche den Materialstrom derart beschleunigen, daß der Durchsatz mindestens gleich bleibt.

Das Material wird regelmäßig innerhalb einer Leitung gefördert, die aus einer Folge von Abschnitten mit konstantem Querschnitt besteht. Die Abschnitte sind durch Verengungsbereiche untereinander verbunden, in welchen sich die Rotoren zur Beschleunigung des Materials befinden.

Diese Rotoren können aus Trommeln bestehen, die sich um ihre eigene Achse drehen und Wirkelemente tragen, die die Verengungsbereiche entgegen der allgemeinen Stromrichtung überstreichen, ohne dabei in den stromabwärts liegenden Abschnitt hineinzuragen, und welche das Material zum verengten Strom hinführen. Die Wirkelemente sind Zähne oder Schaufeln, entsprechend dem geförderten Material und der gewünschten sekundären Wirkung. Für ein empfindliches und in sich verflochtenes Material rind Schaufeln, die an ihren Rändern mit einem weichen und glatten Überzug, z. B. Polyamidguß, versehen sind, besonders zweckmäßig. Natürlich kann auch die ganze Schaufel derartig ausgeführt sein.

Die Achse dieser Rotoren kann senkrecht zu der allgemeinen Strömungsrichtung sein. In einem Verengungsbereich können z. B. zwei sich in entgegengesetzter Richtung drehende Rotoren vorgesehen sein, die in zwei entsprechenden Einbuchtungen angeordnet sind. Die Wirkelemente der Rotoren können im Mittelteil des Stromes ineinandergreifen, wenn sie sich mit der gleichen Winkelgeschwindigkeit drehen. Man vermindert jedoch die Gefahr, daß das Material verletzt wird, wenn man jedem Rotor einen eigenen Wirkungsbereich zuteilt, der immer aus fast dem ganzen Raum der Einbuchtung besteht. Eine Ausführung der Erfindung weist zwei identische, gleich schnell und in entgegengesetzter Richtung drehende Rotoren mit parallelen Achsen auf, deren Wirkelemente mit ihren Außenrändern bei einer Drehung zwei Rotationsflächen beschreiben, die sich berühren und der Form der Einbuchtungen angepaßt sind.

Bei einer solchen Ausführung haben die Rotoren, wie bereits angedeutet, die Neigung, den Teil des Materials, der sich zu den Einbuchtungen hinbewegt, entgegen dem Hauptstrom zurückzubewegen. Um

ίο diese Bewegungen zu ermöglichen und um auf diese Weise die Bildung von Klumpen zwischen zwei Verengungsbereichen zu vermeiden, gibt man den Beschleunigungsvorrichtungen eine Geschwindigkeit, die etwas größer ist als die auf Grund der Verengung notwendige Geschwindigkeit. Aus dem gleichen Grund ist es notwendig, die erste Verengungsstufe gleichmäßig zu beaufschlagen. Eine mit dieser Ausführungsart homogene Lösung besteht darin, daß man im Kopf der Maschine eine Beschickungskammer ähnlich der, welche oben für die Tabaktrockner beschrieben wurde, vorsieht.

Im Hinblick darauf und um zu vermeiden, daß die Rotoren die langen Materialfasern, welche von den Rotoren zweier verschiedener Stufen mitgerissen werden könnten, nicht verletzen, sind zwischen zwei Stufen Leitungsabschnitte angeordnet, deren Länge unter diesem Gesichtspunkt bemessen ist und die einen konstanten Querschnitt haben können.

In einer Maschine mit mehreren Verengungsstufen, von denen jede einen Satz von Rotoren trägt, läßt sich der Durchsatz dadurch verändern, daß man die Winkelgeschwindigkeit aller Rotoren im gleichen Verhältnis vergrößert oder verkleinert. Es ist daher zweckmäßig, sie mit einem einzigen Motor anzutreiben. Um jedoch die Geschwindigkeit der Rotoren einer Stufe in Abhängigkeit von Informationen über die Füllung von stromaufwärts oder stromabwärts liegenden Leitungsabschnitten zu verändern, sieht man für jeden Satz von Rotoren einen Antrieb vor, der von den anderen getrennt werden kann. Diese Informationen können von fotoelektrischen Empfängern oder von Mikrounterbrechern, die auf den vom Material auf einen Wandabschnitt ausgeübten Druck ansprechen, vermittelt werden.

Statt in einer geschlossenen Leitung kann der Materialstrom auch in einem an einer oder mehreren Seiten offenen Kanal erfolgen. In diesem Falle kann sich auf Grund der Seiten ein Strahl ausbilden; die Rotoren können in diesem Falle beispielsweise aus Zylindern bestehen oder aus endlosen Bändern, die an die Stelle der Rotoren treten. Die endlosen Bänder oder Zylinder arbeiten mehr oder weniger tief im Materialstrom.

Es wird nun ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, nämlich eine Vorrichtung zum Verteilen von Feinschnitt, an Hand von Zeichnungen beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 einen Querschnitt durch die Vorrichtung des Ausführungsbeispiels längs einer ersten senkrechten Symmetrieebene,

F i g. 2 einen anderen Querschnitt durch die Vorrichtung längs einer zweiten senkrechten, auf der ersten Ebene rechtwinklig stehenden Symmetrieebene. In diesen beiden Ansichten sind die Elemente, die in einer Ansicht genügend gekennzeichnet sind, in der anderen nur durch ihre Achse dargestellt.

Die Vorrichtung besteht im wesentlichen aus einem Hohlkörper 1, dessen sämtliche waagerechte

Querschnitte rechteckig sind. Der Körper 1 erscheint grundsätzlich wie ein Stapel von Kammern mit senkrechten Wänden 2, 3, 4, 5 und 6, die untereinander durch Viertelzylmderabschnitte 7, T, 8, 8', 9, 9', 10, 10' verbunden sind. Zwei von den sich gegenüberliegenden Wänden zweier benachbarter Kammern befinden sich immer in der gleichen Ebene. Aber der Querschnitt einer unteren Kammer ist nur halb so groß wie der Querschnitt der darüberliegenden Kammer. So haben etwa die Kammern2 und 3 dieselbe Tiefe quer zur Ebene der Fig. 1, jedoch die Breite von 2 ist doppelt so groß wie die von 3. Die Kammern 4 und 5 haben dieselbe Breite in dieser Figur, aber die Tiefe von 5 ist halb so groß wie die von 4.

Im oberen Abschnitt von 1 sind zwei sich gegenüberliegende, halbzylinderförmige Ausbuchtungen 11 und 11' vorgesehen, deren Achse waagerecht verläuft und deren Durchmesser so groß wie die Breite der benachbarten Wand ist. Zwei Schaufelräder 12 und zo 12' sind in diesen Ausbuchtungen gelagert; ihre Achse 13 und 13' befindet sich in der Ebene der ausgebuchteten Wände, welche die Schaufelblätter bei einer Drehung des Rades streifen.

Außerdem ist jeder Verbindungsabschnitt 7, T, 8, 8', 9, 9' 10, 10' mit einem ähnlichen Rad 14, 14', 16,16', 18,18', 20, 20' mit einer waagerechten Achse 15, 15', 17, 17', 19, 19', 21, 21' versehen. Die Achse eines Rades befindet sich in der Verlängerung einer Wand der nachfolgenden Kammer.

Die Räder 14, 14', 16, 16', 18, 18', 20, 20' sind so bemessen, daß jedes zusammengehörige Paar von Rädern den gesamten Zwischenbereich zwischen zwei Kammern überstreicht.

Zwei Räder der gleichen Kammer drehen sich mit gleicher Geschwindigkeit und in entgegengesetzter Richtung. Ihre Schaufelblätter sind gegeneinander um eine achtel Umdrehung versetzt, so daß sie nie das Material zur gleichen Zeit weitergeben und abscheren können.

Wenn die Drehzahl der Räder 12 und 12' η ist, wird die Drehzahl der Räder 14 und 14' größer als 2η gewählt, z. B. Zn. Die Drehzahl von 16 und 16' ist 9 η usw. bis zu den Rädern 20 und 20', die sich mit 81 η drehen.

Die Wirkungsweise einer solchen Vorrichtung ist leicht zu verstehen und geht ohne weiteres aus der vorstehenden Beschreibung hervor. Der Feinschnitt, der im oberen Abschnitt des Körpers 1 ziemlich gleichmäßig aufbereitet wird, wird durch die Räder 12 und 12' mit noch größerer Gleichmäßigkeit in die Kammer 2 weitergegeben. Die Räder 14 und 14' vergrößern seine Fallgeschwindigkeit derart, daß die Kammer 2 niemals verstopft wird und Schwankungen des Tabakstroms zulassen. Von da geht es immer weiter, so daß schließlich die Räder 20 und 20' einen gleichmäßigen Strom von so gut wie nicht beschädigtem Tabak des gewünschten Schnitts an den Ausgang weitergeben.

Das Ingangsetzen und Anhalten der Anlage oder eines Teils der Räder 12,14,18 und 20 kann verwirklicht werden entweder durch fotoelektrische Zellen, die auf die An- oder Abwesenheit von Material in einer der Kammern 2, 3,4, 5, 6 ansprechen, oder durch empfindliche Unterbrecher, die auf den Druck, der vom Material auf die Wände ausgeübt wird, ansprechen. Diese Unterbrecher können natürlich auch durch ganz andere Geräte, die auf die Dichte der Füllung ansprechen, ersetzt werden.

Die Vorrichtung gemäß des oben beschriebenen Ausführungsbeispiels kann z. B. bei einer bekannten Feinschnitt-Verteilungsmaschine (französische Patentschrift 1 395 611) zur Anwendung kommen. Der Gang 6 ist unten mit einer volumetrischen Dosiervorrichtung versehen, die Teilmengen von Tabak bildet. Die Regelmäßigkeit, mit der diese Teilmengen gebildet werden, hängt von der Füllung des Kanals 6 ab. Die Füllung wird durch eine Anordnung von Fotozellen angezeigt, welche eine der senkrechten Wände des Kanals anstrahlen und deren Signale von einer UND- oder ODER-Schaltung entsprechend der verwendeten Steuerung empfangen werden. Das Ausgangssignal dieser Schaltung steuert das Inbetriebsetzen aller Räder 12, 14, 16, 18 und 20 und das Anhalten des einzigen Rades 20. Das Anhalten der Räder 12, 14, 16 und 18 wird durch eine Zelle gesteuert, die die An- oder Abwesenheit von Feinschnitt im Kanal 4 anzeigt, und zwar derart, daß eine kontinuierliche Beaufschlagung des Rades 20 sichergestellt ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (14)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Verteilen von zerteiltem Material, insbesondere von Tabak in Form von S Fasern und Bröckchen, das in einem inhomogenen Materialstrom in das Einfüllende der Vorrichtung eingefüllt wird, mit mindestens zwei aufeinanderfolgenden Zonen und mit Förderrotoren zum Fördern des Materialstroms durch die Zonen, dadurchgekennzeichnet, daß die in Strömungsrichtung obere Zone gegenüber der unteren Zone einen größeren Durchströmungsquerschnitt aufweist, daß in beiden Zonen (2, 3, 4, 5) Förderrotoren (14, 14', 16, 16', 18, 18', 20, 2O0 angeordnet sind und daß die Geschwindigkeit des Förderrotors in der unteren Zone größer ist als die des Förderrotors in der oberen Zone, derart, daß das Geschwindigkeitsverhältnis der beiden Förderrotoren größer ist als das Verhältnis des Durchströmquerschnittes der oberen Zone zum Durchströmquerschnitt der unteren Zone im Bereich der von den Förderrotoren bestrichenen Zonenabschnitte.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotoren Schaufelräder sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufeln der Schaufelräder aus weichem Material bestehen.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Übergang vom Querschnitt der oberen Zone zu dem der unteren Zone in Form einer Einbuchtung (7, T, 8, 8', 9, 9', 10, 10') in der Zone erfolgt und daß der Förderrotor von der Einbuchtung teilweise umschlossen ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede Zone zwei gegenüberliegende Förderrotoren aufweist, die von einer Einbuchtung teilweise umschlossen sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Förderrotoren in einer Zone in entgegengesetzter Richtung drehen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderrotoren in einer Zone den gesamten Durchströmquerschnitt der Zone bestreichen.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zonen im wesentlichen einen rechteckigen Querschnitt aufweisen.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Querschnittsverringerung jeweils nur in der Länge oder Breite des Rechtecks erfolgt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Querschnittsverringerung die Länge bzw. Breite des Rechtecks halbiert wird.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der zwischen zwei Querschnittsverringerungen liegende Zonenabschnitt konstanten Querschnitt aufweist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung in bezug auf eine Achse symmetrisch ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit eines jeden Förderrotors unabhängig regelbar ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß Mikrounterbrecher vorgesehen sind, die auf einen von dem Materialstrom auf einen Wandabschnitt ausgeübten Druck ansprechen und die zur Geschwindigkeitsregelung der Förderrotoren dienen.