DE2703556A1

DE2703556A1 - Vorrichtung zur herstellung von zigarettenfiltern

Info

Publication number: DE2703556A1
Application number: DE19772703556
Authority: DE
Inventors: Walter A Nichols
Original assignee: Philip Morris USA Inc
Current assignee: Philip Morris Products Inc
Priority date: 1976-01-29
Filing date: 1977-01-28
Publication date: 1977-08-04
Also published as: FR2339348B1; FR2339348A1; CH613611A5; AU505482B2; DE2703556B2; GB1522123A; AU2142377A; US4015514A; JPS5295484A; DE2703556C3; NL7700855A

Description

PaientarswLlUe

Dr. Dieter F. Morf Dipl.-r;,ys. M. Grüschneder München 8b, Pienzenauerstr. 28

28. Januar 1977 582-832

PHILIP MORRIS INCORPORATED 100 Park Avenue, New York, N.Y., V.St.A.

Vorrichtung zur Herstellung von Zigarettenfiltern.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für die Zufuhr von teilchenförmigen Material in Räume zwischen Filterpfropfen, die an einer kontinuierlichen Filterhülle angebracht sind, um Pfropf-Füllstoff-Pfropf-Filter für Zigaretten zu bilden.

Die US-Patentschrift 3 762 281 beschreibt eine Vorrichtung für die Zufuhr von teilchenförmigen! Material, beispielsweise granulierte Aktivkohle, aus einem Trichter, um Pfropf-Füllstoff-Pfropf-Zigarettenfilter zu bilden. Bei der Vorrichtung nach der genannten Patent-

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schrift wird ein Eintrittskanal von im wesentlichen kreisförmigem Querschnitt durch einen Oberteil und einen Unterteil, die ineinandergesteckt sind, begrenzt derart, daß eine Filterhülle in eine teilweise umgebende Anordnung zu den Filterpfropfen geformt werden kann, die in Längsabständen an der Hülle befestigt sind, während der restliche Umfang der Pfropfen und der Zwischenräume zwischen diesen von der oberen Wand des Eintrittskanals eingeschlossen sind. Diese obere Eintrittskanalwand, die durch den erwähnten Oberteil gebildet wird, v/eist öffnungen und sich von diesen erstreckende Leitungen auf, so daß eine Saugwirkung innerhalb des Eintrittskanals erhalten wird, um die Zufuhr von Material in die Raune zwischen den Pfropfen aussenseitig zum Eintrittskanal, d.h. in einer Zuführungsstation angeordnet, zu erleichtern.

In der Zuführungsstation der Vorrichtung begrenzt der Oberteil einen Schlitz für einen erweiterten Längshub, durch den eine Folge von Pfropfen und Zwischenräumen zum Austragauslaß eines Trichters freigelegt wird, der sich oberhalb des erwähnten Oberteils befindet, so daß der Trichterinhalt generell den Pfropfen und Zwischenräumen zugeführt wird, um die letzteren zu füllen. In die Zuführungsstation werden Schwingungen eingeleitet, um den Zuführungsvorgang noch weiter zu erleichtern.

Aussenseitig zur Zuführungsstation endet der Schlitz des Oberteils und die obere Kanalwand wird durch den Oberteil gebildet, um einen Austrittskanal zu erhalten, der die Pfropfen und die nun gefüllten Zwischenräume umschließt. In diesem Austrittskanal begrenzt der erwähnte Oberteil Quernuten, welche die Aufgabe haben, überschüssiges Material abzutrennen, das sich an der Oberseite der Filterpfropfen und der Zwischenräume befindet. Obwohl dieser Vorgang durch die Anwendung einer Saugöffnung innerhalb

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des Austrittskanals unterstützt werden kann, endet der Austrittskanal trotzdem mit der Hülle, die aus dem Oberteil in offener Lage zu den Pfropfen und den gefüllten Räumen austritt, und es ist dann eine weitere Station ausserhalb des Oberteils vorgesehen, an welcher Station eine gesonderte Saugvorrichtung das Material entfernt, das aussenseitig zu den Zwischenräumen oder irgendwie innerhalb der Hülle geblieben ist. Weitere bauliche Merkmale dieser Art von Vorrichtung sind in den US-Patentschriften 3 772 967 und 3 812 768 beschrieben.

Obwohl die vorangehend beschriebene Vorrichtung zur Verwendung für die Zuführung freifliessenden teilchenförmigen Materials geeignet ist, kann es nicht als wirksam für die Zufuhr von noch feiner verteilten Feststoffen, insbesondere aus Materialien von geringer Dichte, wie mikroporöses Polyäthylen betrachtet werden. Bei den letztgenannten Materialien besteht die Neigung zu Lückenbildung, d.h. zum Zusammenbacken, sogar in Hohlräumen, öffnungen und Kanälen von relativ großen Abmessungen. Daher werden bei den Vorrichtungen nach den vorgenannten Patentschriften die erwähnten Quernuten leicht durch ein solches Material von geringer Dichte verstopft, so daß sie zum weiteren Abtrennen überschüssigen Materials unwirksam gemacht werden. Ausserdem kann die Übertragung von Schwingungen zu dem unerwünschten Ergebnis führen, daß die Brücken verdichtet werden, wodurch sie in unerwünschter Weise verstärkt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu entwickeln, durch welche wirksam feinverteilte Feststoffe bei der Herstellung von Pfropf-Füllstoff-Pfropf -Zigarettenfiltern zugeführt werden kann.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung unterscheidet sich da-

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durch, daß im Trichter enthaltenes Material fluidisiert wird, bevor es durch Saugwirkung in einen Kanal in der Vorrichtung für den Filterhüllentransport durch diesen eingesaugt wird. Der Kanal ist im allgemeinen kontinuierlich zwischen seiner Eintritts- und seiner Austrittsöffnung. Seine umgebende Wand wird zum Teil durch ein einteiliges Gehäuse mit einem länglichen Ansatz gebildet, von dem eine konkave Fläche öffnungen an einer ersten, einer zweiten und einer dritten Stelle aufweist, die in der Längsrichtung aufeinanderfolgen, um den Kanal in der Nähe der ersten und der dritten Stelle unter Unterdruck zu setzen und um den Eintritt von Material in den Kanal an der zweiten Stelle zu ermöglichen. Vorzugsweise ist die konkave Fläche über die volle Längserstreckung im wesentlichen glatt und ihre öffnung an der zweiten Stelle ist von einer Längserstreckung, die annähernd gleich einem Abstand zwischen aufeinanderfolgenden Pfropfen ist.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung, wie sie nachfolgend näher beschrieben wird, ist für das Zuführen fein verteilter Feststoffe, wie mikroporöses Polyäthylen, geeignet, bei welchen Schwingungen nicht angewendet werden können, wobei keine Einrichtung ausserhalb des erwähnten Kanals zum Entfernen überschüssigen Materials notwendig ist.

Dia vorstehenden und weitere Ziele und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden näheren Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen, in welchen gleiche Bezugsziffern gleiche Teile bezeichnen und zwar zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Materialzuführungsvorrichtung, bei v/elcher die Halterung weggeschnitten ist, um Einzelheiten

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zu zeigen;

Fig. 2 eine Seitenansicht der Vorrichtung nach der Ebene 2-2 in Fig. 3;

Fig. 3 eine Schnittansicht nach der Ebene 3-3 in Fig. 2;

Fig. 4 eine Ansicht im Schnitt nach der Ebene 4-4 in Fig. 2.

Die in Fig. 1 dargestellte Materialzuführungsvorrichtung besitzt ein Zuführungsrohr, das mit einem geeigneten Drosselventil (nicht gezeigt) versehen ist, das betätigt werden kann, um einen Materialfluß in den Materialvorratstrichter 10 zu erhalten. Wie in Fig. 2 gezeigt, ist der Trichter 10 zur Kammer 12 offen, welche entgegengesetzte gekrümmte Seitenwände 14 und 16 (Fig. 3) aufweist, die sich von einer Platte 18 zu dem Oberteil 20 einer Materialzuführ-Regeleinrichtung 22 erstreckt. Die Kammer 12 ist an ihren entgegengesetzten Enden durch Endwände 24 und 26 (Fig. 2) abgeschlossen, welche das Fluidisierungsrohr 28 lagern. Das Rohr 28 erstreckt sich abdichtbar nach aussen durch eine Mittelöffnung in der Endwand 24 und trägt ausserhalb dieser einen Handgriff 30. Durch ein Rohr 32 wird es mit einem unter Druck stehenden Gas· beliefert.

Mit dem Rohr 28 ist eine Verschlußplatte 34 (Fig. 2 und 3) durch Arme 36 und 38 verbunden, welche Verschlußplatte in einem solchen Abstand von dem Rohr 28 gehalten wird, daß sie der Innenseite der Wände der Kammer 12 benachbart ist. Die Platte 34 kann innerhalb der Kammer 12 durch Drehen des Rohres 28 mittels des

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Handgriffes 30 eingestellt werden.

Die Zufuhrregeleinrichtung 22 weist einen langen durchgehenden Kanal 40 (Fig. 2) auf, der durch eine im wesentlichen halbkreisförmige Fläche 42 (Fig. 3) des Oberteils 20 und die gegenüberliegende im wesentlichen halbkreisförmige Fläche 44 des Unterteils 46 der Einrichtung 22 begrenzt wird. Die Einrichtung 22 ist ferner mit Rohren 48 und 50 (Fig. 2) versehen, welche mit Unterdruckquellen (nicht gezeigt) für den nachfolgend näher beschriebenen Zweck verbunden sind. Die am linken und am rechten Ende befindlichen Teile der Materialzufuhrregeleinrichtung dienen zur geeigneten Halterung eines Belagbandes 52 und einer durch dieses gelagerte Filterhülle 54 von im wesentlichen U-förmigeir. Querschnitt, d.h. die Filterhülle umgibt die Filterpfropfen 56 nur offen, die an der Filterhülle mit einem Längsabstand befestigt sind.

Wie sich aus Fig. 2 ergibt, verläuft das Rohr 28 in der Längsrichtung und ist in Abständen in seiner Längsrichtung mit öffnungen 58 versehen, welche mit dem hohlen Inneren des Rohres in Verbindung stehen. Das linke Ende des Rohres 28 ist offen und mit einem Rohr 32 verbunden, während das rechte Ende des Rohres 28 abgeschlossen ist. Die Endwände 24 und 26 lagern das Rohr 28 zur Drehung um seine Längsachse.

Der Oberteil 20 (Fig. 3) der Zufuhrregeleinrichtung 22 weist einen Boden für die Kammer 12 auf und ist mit einer ersten und einer zweiten öffnung 60 bzw. 62 versehen. Die öffnung 60 befindet sich in der Längsrichtung rechts, während sich die öffnung 62 in der Längsrichtung links der Kammerendwand 26 befindet. Bei dieser Anordnung der

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ijn öffnungen dient die öffnung 62 aus Auslaß für Λ in Kanuner 12, während das Rohr 50 in Uberdeckung mit Λγ»_γ öffnung 60 der Kammer 12 nach aussen gebracht werdon kann. Der Teil 20 besitzt einen Hauptkörper 64 und tUncn nach unten gerichteten Ansatz 66, welch letzterer ni_ne konkave Aussenflache aufweist, die vorangehend als Fläche 42 bezeichnet wurde und sich in der Längsrichtung des Kanals 40 erstreckt und einen Teil der umschi!.essenden Wand desselben bildet.

Die ri.'iche 42, die zwar im wesentlichen glatt ist, ist in ihrer Längsrichtung mit ersten, zweiten und dritten öffnungen 68, 70 und 7 2a-d an in der Längsrichtung in Abst.iiuJon aufeinanderfolgenden Stellen versehen. Der Läng:;.nbstand zwischen den öffnungen 68 und 70 ist zumindiVit gleich oder vorzugsweise annähernd gleich der Länco L des Abstandes zwischen aufeinanderfolgenden 56.

Die orοto und die zweite Leitung 74 bzw. 76 (Fig. 2 und 4) eratrecken sich von der öffnung 60 bzw. 62 durch den Vorsprung 66 und den Hauptkörper 64 in der gleichen Richtung: und bilden eine Verbindung zum Kanal 40. Weitere Leitungen 78a-d erstrecken sich von öffnungen 72a-d durch den Λη.-iatz 66 und in den Kauptkörper 64 und in die Leitung :)o tn diesem, welche ihrerseits mit dem Rohr 48 in Verbindung steht.

Im Bc»t;rieb der vorangehend beschriebenen Vorrichtung, wobei d.ts Belagband 52, die Hülle 54 und die Filterpfropfen 56 i:\ dor in Fig. 3 gezeigten Weise angeordnet sind, wird das !ioiir 32 mit einer überdruckquelle mit einem überdruck von 0,28 bis 0,35 kp/cm² (4bis-5 psi) über die öffr.mvjon 58 verbunden, wodurch das Material in der Kamr*H· \2 fluidisiert wird. Wenn das Rohr 50 mit einer

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Unterdruckquelle von beispielsweise 63,5 cm Quecksilbersäule verbunden wird, wird eine Saugwirkung durch den zwischen den öffnungen 68 und 70 im Kanal 40 angeordneten Pfropf ausgeübt, wodurch fluidisiertes Material in den Kanal 40 links von dem Pfropf und damit in den Raum unmittelbar links von diesem Pfropf gesaugt wird. Wie erwähnt, befindet sich immer ein Pfropf oder ein Teil desselben zwischen bzw. an den öffnungen 68 und 70, da sie in der Längsrichtung mindestens um den Abstand zwischen aufeinanderfolgenden Pfropfen getrennt sind. Eine direkte widerstandsfreie Verbindung zwischen den öffnungen 68 und 70 ist daher nicht möglich.

Wenn die Längserstreckung der öffnung 7O im wesentlichen gleich dem Längsabstand L zwischen aufeinanderfolgenden Pfropfen ist, wie bevorzugt, ist das Ansammeln von Zufuhrmaterial oberhalb der Pfropfen auf ein Mindestmaß herabgesetzt.

Die gefüllten Zwischenräume und die Pfropfen, die sich links der öffnung 70 vorbewegen, sind in einem ersten Umfangsteil durch eine teilweise umgebende Hülle 54 eingeschlossen und am restlichen Umfang durch die eng passende Fläche 42. Schließlich gelangen die gefüllten Zwischenräume und Pfropfen unter die öffnungen 72a-d, deren Breite geringer als diejenige der Pfropfen ist. Wenn das Rohr 48 mit einer Unterdruckquelle von beispielsweise 7,62 mm bis 15,24 mm (0,3 bis 0,6 ") Quecksilbersäule verbunden wird, so daß die Leitungen 78a-d mit Bezug auf das Rohr 28 Unterdruck haben, jedoch mit Bezug auf die öffnung 68 überdruck, tritt eine leichte Saugwirkung in der Nähe der öffnungen 72a-d auf, um Material zu entfernen, das sich auf den Pfropfen 56 angeordnet haben kann, ohne daß wesentliches Material aus den gefüllten Zwischenräumen entnommen wird.

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Bevorzugte Durchmesser für die öffnungen 58 liegen zwischcm l_r778 mm und 2,286 im (0,070 bis 0,090"), obwohl ein Durchmesserbereich von 1,27 mm bis 3,18 mm (von O,050 bis o,125 ") geeignet ist. Die öffnungen können Abstände län.jn des Rohres 28 von 6,35 mm (0,250 ") haben, wobei dio Zahl der öffnungen etwa 25 bei einem Rohr von etwa 2O,i _cm (etwa 8 ") Länge zwischen den Endwänden 36 und 38 botrügt, wobei Endstücke des Rohres frei von Öffnungen sind, wie in Flg. 2 gezeigt.

Beim Heraustreten der Filterhülle aus dem Kanal 4O wird sio gefaltet, versiegelt und in an sich bekannter Weise geschnitten.

Wenn dor Handgriff 30, gesehen in Fig. 2 um eine Vierteldrehung nach innen gedreht wird, kann die VerschluBplatte 34 no angeordnet werden, daß die öffnung 62 verschlossen ist, wodurch die Kammer 12 vom Kanal 40 während der Perioden isoliert ist, während welchen sich die Vorrichtung i_m Ruhezustand befindet.

in Fig. 4 gezeigt, kann als Träger für die Platte una den Teil 46 eine Halterung 82 vorgesehen werden, woW»i der Teil 46 einen Teil 46a aufweist, der an der Halterung 82 befestigt ist, und einen Teil 46b, der auf dom Teil 46a angeordnet ist.

Innorh.tlb.des Rahmens der Erfindung können verschiedene Abänderungen vorgesehen werden.

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Claims

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Patentansprüche

Vorrichtung für die Zufuhr von teilchenförmigen! Material zu den Zwischenräumen zwischen Filterpfropfen, die an einer kontinuierlichen Filterhülle befestigt sind, gekennzeichnet durch

(a) einen Trichter zur Aufnahme des Materials, der einen Auslaß für den Austritt von Material aufweist;

(b) eine Fluidisiereinrichtung (28, 32), die mit einem Teil ihrer Erstreckung durch den Trichter in Anlage an dem Material gelagert ist und dazu dient, Uberdruckluft durch das Material austreten zu lassen, während sich das Letztere im Trichter befindet, und

(c) eine Materialzufuhrregeleinrichtung (22) mit einem langen durchgehenden Kanal (40) zur Förderung der Filterhülle (54) durch diesen, die Filterpfropfen (56) und die Zwischenräume teilweise umgebend, welche Materialzufuhr-Regeleinrichtung einen einteiligen Gehäuseteil (20) mit einer ersten, einer zweiten und einer dritten Leitung (74, 76, 78a-d) aufweist, welche Leitungen mit dem Kanal (40) an einer ersten, einer zweiten und an einer dritten Stelle in Verbindung stehen, welche Stellen aufeinanderfolgend in der Längsrichtung zu dem Kanal (40) angeordnet sind, wobei sich die erste Stelle in einem Längsabstand von

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der zweiten Stelle um einen Betrag befindet, der nicht geringer als der Längsabstand (L) zwischen aufeinanderfolgenden Filterpfropfen (56) ist, welche erste Leitung mit Bezug auf den Trichter (10) unter einem Unterdruck steht, die dritte Leitung (78a-d) mit Bezug auf die erste Leitung überdruck hat und mit Bezug auf den Trichter Unterdruck, welche zweite Leitung ferner mit dem Trichterauslaß in Verbindung steht.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fluidisiereinrichtung ein langgestrecktes hohles Rohr (28) aufweist, das mittig im Trichter (10) angeordnet ist und in seiner Längsrichtung voneinander in Abstand befindliche öffnungen (58) aufweist, um unter Druck stehende Luft in den Trichter austreten zu lassen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der einteilige Gehäuseteil (20) einen länglichen Vorsprung (S6) mit einer konkaven Aussenfläche (42) aufweist, die einen Teil der umgebenden V7and des Kanals (40) bildet, wobei die erwähnte erste, zweite und dritte Stelle an dieser konkaven Fläche vorgesehen sind. ..
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die konkave Fläche (42) öffnungen (68, 70, 72a-d) an der erwähnten ersten, zweiten und dritten Stelle aufweist.

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5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Längserstreckung der öffnung (62) an der Stelle der zweiten konkaven Fläche im wesentlichen gleich der Längserstreckung des Abstandes zwischen aufeinanderfolgenden Filterpfropfen (56) ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die erste, die zweite und die dritte Leitung sich von den erwähnten öffnungen zur ersten, zweiten und dritten Stelle mit konkaver Fläche durch den Vorsprung (66) des einteiligen Gehäuseteils erstrecken, wobei an der ersten und an der zweiten Stelle eine einzige öffnung vorgesehen ist und an der dritten Stelle mehrere öffnungen.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der einteilige Gehäuseteil (20) ferner einen Hauptkörperteil (64) anschliessend an den Vorsprung (66) desselben aufweist, wobei die erste und die zweite Leitung (74, 76) je durch eine einzelne Leitung gebildet wird, die sich in gleicher Richtung durch den Hauptkörper (64) und den Vorsprung (66) erstrecken, während die dritte Leitung durch mehrere Leitungen (78a-d) gebildet wird, die sich gesondert von den erwähnten mehreren öffnungen an der erwähnten dritten Stelle durch den Vorsprung (66) erstrecken und mit einer weiteren gemeinsamen Leitung in Verbindung stehen, die im Hauptkörper vorgesehen ist.

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8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die erwähnte gemeinsame Leitung sich durch den Hauptkörper (64) in einer Richtung quer zu der Richtung erstreckt, in welcher sich die erste und die zweite Leitung erstrecken.
9. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erwähnte konkave Fläche (42) eine glatte Fläche über ihre volle Erstreckung mit Ausnahme der Öffnungen (68, 70 und 72a-d) an der erwähnten ersten, zweiten und dritten Stelle ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die LängserStreckung der erwähnten Öffnung (7O) an der Stelle der zweiten konkaven Fläche im wesentlichen gleich der Längserstreckung des Abstandes zwischen aufeinanderfolgenden Filterpfropfen (56) ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die erste, die zweite und die dritte Leitung sich von den erwähnten Öffnungen an der Stelle der ersten, der zweiten und der dritten konkaven Fläche durch den Vorsprung (66) des einteiligen Gehäuseteils erstrecken, welche Öffnungen an der ersten und an der zweiten Stelle einzeln sind, während mehrere an der dritten Stelle vorgesehen sind.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,

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daß der einteilige Gehäuseteil (20) ferner einen Hauptkörper (64) anschliessend an den erwähnten Vorsprung (66) desselben aufweist, wobei die erste und die zweite Leitung (68, 70) je durch eine Einzelleitung gebildet wird, die sich in der gleichen Richtung durch den Hauptkörper (64) und den Vorsprung (66) erstrecken, während die dritte Leitung durch mehrere Leitungen (78a-d) gebildet wird, die sich gesondert von den erwähnten mehreren öffnungen an der dritten Stelle durch den Vorsprung erstrecken und mit einer weiteren gemeinsamen Leitung (40) im Hauptkörper in Verbindung stehen.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die erwähnte gemeinsame Leitung (40) sich durch den Hauptkörper (64) in einer Richtung quer zu der Richtung erstreckt, in welcher sich die erste und die zweite Leitung erstrecken.
14. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Verschluß (34) zum Verschließen des Trichterauslasses.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Fluidisiereinrichtung ein langgestrecktes hohles Rohr (28) aufweist, das mittig im Trichter zur Drehung in diesem gelagert ist, welches Rohr in der Längsrichtung voneinander in Abstand befindliche öffnungen (58) für den Austritt von unter über-

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druck stehender Luft in den Trichter aufweist, wobei der erwähnte Verschluß (34) an dem Rohr zur Drehung reit diesem befestigt ist.

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