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Flug förderung von Faserflocke und geeignete Aufgabevor-
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richtung dazu.
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Die Erfindung betrifft die pneumatische Förderung von Faserflocke,
die bei diesem Verfahren nur geringfügig geöffnet wird sowie eine geeignete Aufgabevorrichtung
zur.
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Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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Die pneumatische Förderung von Faserflocke ist seit langer Zeit bekannt
und wird sowohl in der Faserindustrie als auch in der faserverarbeitenden Textilindustrie
als bevorzugtes Transportmittel eingesetzt. Dieses Transportverfahren zeichnet sich
durch Schnelligkeit, geringen Platzbedarf, Variabilität, Sauberkeit und leichte
Reinigungsmöglichkeit aus. Darüberhinaus ist bekannt, daß jede pneumatische Förderung
von Faserflocke zu einer Erhöhung des Öffnungsgrades der Faserflocke beiträgt.
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Bei der Herstellung von Stapelfasern aus synthetischen oder halbsynthetischen
Materialien fallen üblicherweise zunächst endlose Spinnkabel an, die aus einer Vielzahl
von Einzelfäden bestehen und die z.B. nach einer gemeinsamen Kräuselung er Fäden
in Strangform mit Hilfe von Kabelschneidvorrichtungen kontinuierlich zu Stapelfasern
geschnitten werden.
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Die erhaltenen Stapelfasern fallen üblicherweise in Form von kleinen
Schnittfaserbündeln an, wobei jedes Bündel aus einer Vielzahl - beispielsweise einigen
Hundertausend -parallel liegenden Einzelfasern besteht, Je nach Art der eingesetzten
Schneidvorrrichtung, des fadenbildenden Polymers, der benutzten Präparation und
der Art der angewandten Kräuselung bleiben die Einzelfasern eines Bündels mehr oder
minder parallelisiert nebeneinander liegen oder aber es kommt auch zu einer Öffnung
der Bündel und Vereinzelung der Stapelfasern.
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Zur Herstellung eines Stapelfasergarns ist es erforderlich, die Parallellage
der Einzelfasern in den Bündeln und ihre Kräuselung in Phase nebeneinander aufzuheben
und zu einer möglichst vollständigen Vereinzelung der Einzelfasern zu kommen. Diese
Vereinzelung der Stapelfasern wird als öffnung des Materials bezeichnet.
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Bisher wurde es als wünschenswert angesehen, eine möglichst weitgehende
Öffnung des Fasermaterials möglichst frühzeitig im Herstellungsprozeß zu erreichen,
um in jedem Fall bei der späteren Verarbeitung von einer idealen Einzellage der
Stapelfasern bei der Garnherstellung ausgehen zu können.
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Überraschend hat sich nun gezeigt, daß es bei einer Vielzahl von modernen
Stapelfasern gar nicht erforderlich ist, bereits bei den ersten Arbeitsoperationen
auf eine möglichst weitgehende Öffnung des Fasermaterials zu drängen, sondern daß
es im Gegenteil ünschenswert sein kann, ein wenig geöffnetes aber natürlich gut
gekräuseltes Material anzubieten und zu verkaufen. Es hat sich beispielsweise gezeigt,
daß eine zu große Öffnung des Materials eine gleichmäßige Beschickung der Füllschächte
verschieden weit entfernter Karden mit Hilfe von Flugfördervorrichtungen unmöglich
macht. Darüberhinaus ist beispielsweise bekannt, daß für das Pressen and Verpacken
in Vll«nform von stark geöffneter Faserflocke auf ein bestimmtes Volumen h5here
FXråfte notwendig sind als bei weniger geöfto:L-em Material.
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Wie bereits oben ausgeführt, wurde jedoch in der Fachwelt die Flugförderung
von Faserflocke als ein gutes Mittel zur Verstärkung des Öffnungsgrades der transportierten
Flocke angesehen. Es bestand daher immer noch die Aufgabe, ein Verfahren zur Flugförderung
zu finden, bei dem die Öffnung des Materials während des pneumatischen Transportes
möglichst gering ist.
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in derartiges Ver£aiu-en wurde in einer satzweisen Förderung gefunden.
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EiLer;ti wird die zu transporeierende Flocke zwchst in einem Sammelraum
angehäuft, die erhaltene Faseranhäufung durch Öffnen einer Verschlußvorrichtung
am Boden des Sammelraums in ein darunterliegenden Schleusenraum überführt und anschließend
die Verschlußvorrichtung wieder geschlossen.
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Die jetzt im Schleusenraum befindliche Faseranhäufung wird durch Öffnen
einer zweiten Verschlußvorrichtung aus dem Schleusenraum herausge£r-L und als zusamäänhängende
Masse oder Pfropfen in ein bekanntes Flugfördersystem, das für den Transport von
Faserflocke geeignet ist, eingespeist.
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Während dieser Zeit sammelt sich im Sammelraum bereits weitere Flocke
zu einer weiteren Faseranhäufung an, die dann durch den Schleusenraum hindurch als
nächster Pfropfen oder Anhäufung durch die Rohrleitungen des Flugfördersystems transportiert
wird.
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Eine besonders geringe Öffnung wird erzielt, wenn bereits bei dem
Abtransport der Schnittfaserbündel aus den Kabelschneidvorrichtungen dafür gesorgt
wird, daß die einzelnen Schnittfaserbündel oder -flocken keinen plötzlichen Geschwindigkeitsänderungen
bzw. Scherkräften ausgesetzt werden. In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung ist die erfindungsgemäße Aufgabevorrichtung mit der Schneidvorrichtung
unmittelbar verbunden bzw.
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der Sammelraum gleichzeitig ein Teil des Schnittfaserbündelsammelraums
der benutzten 'Schneidvorrichtung, Hier ist darauf zu achten, daß möglichst der
Transport der einzelnen Schnittfaserbündel von der Schneidvorrichtung in den Sammelraum
nur durch Schwerkraft erfolgt, um ein öffnen der Schnittfaserbündel nach Möglichkeit
in Grenzen zu halten.
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Diese Lehre steht im Gegensatz. zu den Ansichten des Standes der Technik,
wonach es bisher wünschenswert war, die an der Schneidvorrichtung anfallenden Schnittfaserbündel
z.B. durch Einsatz von Preßluft oder starkem Saugzug sofort wegzutransportieren
und so die Ausbildung von Zöpfen oder seilartigen Gebilden
zu vermeiden.
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Beispielsweise sei an dieser Stelle die deutsche Auslegeschrift Nr.
25 02 593 genannt, der zu entnehmen ist, daß es von Vorteil ist, ein Radialgebläse
möglichst dicht an den rotierenden Messerring heranzubringen um eine Klumpenbildung
zu vermeiden. Bei dem Betrieb einer derartigen Vorrichtung tritt im allgemeinen
eine starke Vereinzelung der Stapelfasern bereits beim Verlassen der rotierenden
Messerhaspel auf.
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Der Einsatz von Preßluft bei derartigen Kabelschneidvorrichtungen
mit rotierender Messerhaspel wird beispielsweise in der deutschen Offenlegungsschrift
24 08 258 sowie der US Patentschrift 4 120 222 beschrieben. Auch bei dem Betrieb
derartiger Vorrichtungen tritt eine starke Öffnung des Materials bereits beim Verlassen
der Schnittfaserbündel aus dem Messerrad auf.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
wird stattdessen ohne Einsatz von Sau.gluft oder Preßluft an der Schneidvorrichtung
gearbeitet, die erzeugten Schnittfaserbündel fallen vielmehr durch die Schwerkraft
direkt in den Sammelraum der erfindungsgemäßen Aufgabevorrichtung und nach Öffnen
der ersten Verschlußvorrichtung weiter in den Schleusenraum.
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Wie bereits oben ausgeführt, eignet sich das erfindungsgemäße Verfahren
zum pneumatischen Transport von Stapelfasern aus synthetischen oder halbsynthetischen
Polymeren.
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Besonders gut geeignet ist das Verfahren zum Transport von Stapelfaserflocke
aus Polyester, da bei Fasern aus diesem Rohmaterial üblicherweise eine sehr leichte
Öffnung der Schnittfaserbündel auch noch zu einem späteren Zeitpunkt bei der Herstellung
von Stapelfasergarnen möglich ist.
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Die zu transportierenden Schnittfaserbündel oder Flocke, die üblicherweise
kontinuierlich anfällt, wird im Sammelraum der Aufgabevorrichtung angesammelt und
wird dann durch die Schleusenkammer in eine pneumatische Fördervorrichtung als zusammenhängende
Masse oder Pfropf gegeben.
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In der pneumatischen Förderleitung findet man also im stationären
Betrieb nicht mehr einzelne mehr oder minder stark vereinzelte Schnittfaserbündel
sondern stattdessen von Zeit zu Zeit eine zusammenhängende Fasermasse, die auch
als eine Art bauschiger Pfropfen bezeichnet werden kann.
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Für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es wichtig,
daß in der Förderleitung derartige Pfropfen oder Faseransammlungen transportiert
werden. Unter diesen Umständen wird nämlich eine geringere Öffnung des zu transportierenden
Fasermaterials beobachtet. Es ist dabei aus Gründen der Betriebssicherheit wünschenswert,
daß auch bei längeren Rohrleitungen des Flugförderers nur wenige -vorzugsweise sogar
nur eine - Faseranhäufung oder -Pfropfen gleichzeitig transportiert werden. Ein
derartiger Transport ist nicht vergleichbar beispielsweise mit der Takt-Schub-Förderung
oder Pfropfenströmungen in pneumatischen Förderanlagen mit By-Pass-Leitung. Derartige
Fördersysteme sine nur geeignet für den Transport von Schüttgütern, die mit Hilfe
eines Luftstromes in einen mehr oder minder fließfähigen Zustand versetzt werden
können.
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Im Gegensatz dazu handelt es sich bei Stapelfaserbündeln oder Faserflocke
um ein sehr duktiles, leicht verfilzendes Material, das auch in Verbindung mit einem
Luftstrom keine Fließeigenschaften zeigt. Bei der Pfropfen- oder Ballenströmung
feinkörniger Güter wird nach Flatt und Allenspach, 'hemie-Ing.-Techn. (1969) 21
, Seite 1173ff gefordert, daß das zu fördernde Gut in beliebige Pfropfen aufgeteilt
bzw.
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umgewandelt werden kann. Im Gegensatz dazu ist bei dem erfindungsgemäßen
Verfahren eine solche Umwandlung oder Fließfähigkeit des zu transportierenden Materials
nicht
gegeben. Gerade die fehlende Fließfähigkeit des Materials
bzw. die Behinderung der Einzelfasern oder Schnittfaserbündel innerhalb des zu transportierenden
Pfropfens wird als die Ursache angesehen, die zu einer geringeren Öffnung gegenüber
der reinen Flugförderung des Fasermaterials führt.
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Die erfindungsgemäß erforderliche Vorrichtung zur Aufgabe der Schnittfaserbündel
bzw. der Faserflocke in ein pneumatisches Flugfördersystem besteht wenigstens aus
Einem Sammelraum zur Aufnahme der zu transportierenden Flocke. Dieser Sammelraum
soll an seiner Unterseite eine Verschlußvorrichtung aufweisen, die im geöffneten
Zustand möglichst die gesamt Bodenfläche des Sammelraumes freigibt.
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Einem Schleusenraum, der sich unter dem Sammelraum befindet und über
die erste Verschlußvorrichtung mit dem Sammelraum verbunden ist, wobei der Schleusenraum
etwa das Volumen des Sammelraumes aufweisen sollte.
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Dieser Schleusenraum ist mit einer zweiten Verschlußvorrichtung versehen,
die den Austritt einer im Schleusenraum befindlichen Faseranhäufung in ein Rohr
einer Flugfördervorrichtung gestattet.
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Luftöffnungen in den oberen Wandflächen des Schleusenraumes, die
ein "Atmen des Schleusenraumes bei Befüllung und Entleerung gestatten, d.h. also
einen Austritt bei der Befüllung des Schleusenraumes und einen Eintritt von Tuft
bei der Entleerung des Schleusenraumes. Darüberhinaus muß die Vorrichtung übliche
Bewegungs-Meß- und Regelvorrichungen aufweisen, die die Betätigung der Verschlußvorrichtungen
in Abhängigkeit vorgegebener Sollwerte in bestimmter Reihenfolge ermöglichen.
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In bevorzugten Ausführungsformen steht der Sammelraum der erfindungsgemäßen
Aufgabevorrichtung in direkter Verbindung
mit dem Faserbündel-Ausstoßraum
einer Kabelschneidvorrichtung. Dies kann beispielsweise so geschehen, daß der Sammelraum
der Aufgabevorrichtung Teil des Schnittfaserbündel-Ausstoßraumes einer Kabelschneidvorrichtung
ist und sich direkt unter diesem Ausstoßraum befindet.
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In einer besonderen Ausführungsform sind die Luftöffnungen über Rohrleitungen
oder dergleichen mit der Blasluftleitung einer Flugfördervorrichtung verbunden.
In einem solchen Fall würde wenigstens ein Teil der Blasluft über die Luftöffnungen
in den Schleusenraum eingeblasen werden und so den Transport der Faseranhäufung
starten.
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Zur weiteren Erläuterung der Erfindung und insbesondere der erfindungsgemäßen
Vorrichtung soll die Figur dienen, bei der ein entsprechendes Aufgabegerät in Verbindung
mit einer Kabelschneidvorrichtung und dem Saugstutzen einer Kabelfördereinrichtung
teilweise im Längsschnitt gezeigt werden.
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Die Faserflocke (1) wird in einem zylindrischen Sammelraum (2) angesammelt.
Der Boden dieses Sammelraumes ist durch eine Schieberplatte (10)der ersten Verschlußvorrichtung
(3) verschlossen. Unter dem Sammelraum (2) befindet sich ein Schleusenraum (4),
dessen Boden wiederum durch eine Schieberplatte (12) der zweiten Verschlußvorrichtung
(5) gegeben ist.
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In der beigefügten Figur ist die erste Verschlußvorrichtung geschlossen
, die zweite Verschlunvorrichtung geöffnet gezeichnet. Im Anschluß an den Schleusenraum
(4) befindet sich ein Austrittsrohr (6) für das in dem Schleusenraum (4) angesammelte
Fasergut. In dem Ausführungsbeispiel gemäß der Figur endet das Austrittsrohr (6)
nach einer kurzen Strecke in einem Ringspalttrichter (8), der in das Ansaugrohr
(7) der Saugfördervor- -
richtung übergeht.
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In der Figur ist auch noch ein Schnittfaserbündel-Ausstoßraum (14)
einer Kabelschneidvorrichtung (15) wiedergegeben, um die bevorzugte Kombination
einer üblichen Kabel schneidvorrichtung mit Messerhaspel und der erfindungsgemäßen
Aufgabevorrichtung zu zeigen.
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Die Funktionsweise dieser Vorrichtung ist die folgende: Schnittfaserbündel,
die mit Hilfe der Kabelschneidvorrichtung (15) erzeugt worden sind, fallen durch
den Ausstoßraum (14) in den Sammelraum (2). Der kontinuierliche Fluß von Faserbündeln
wird hierbei durch den verschlossenen Schieber (10) der ersten Verschlußvorrichtung
(3) unterbrochen. Sobald genügend Faserflocke bzw. Schnittfaserbündel angefallen
sind, daß der Sammelraum (2) im wesentlichen mit diesen Bündeln bzw. der Flocke
gefüllt ist, wird der Schieber (10) der Verschlußvorrichtung (3) durch Betätigen
der Bewegungsvorrichtung (11) kurzzeitig geöffnet, wobei das in dem Sammelraum (2)
angehäufte Gut allein durch die Schwerkraft in den Schleusenraum (4) fällt, dessen
zweite Verschlußvorrichtung (5) geschlossen ist.
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Durch die herabfallende Flocke (1) verdrängte Luft kann aus den Belüftungsöffnungen
(9) der Schleusenkammer (4) austreten. Nach Schließen der Schieberplatte (10) wird
die Schieberplatte (12) der zweiten Verschlußvorrichtung (5) durch.Betätigen der
Bewegungsvorrichtung (13) geöffnet, das angehäufte Fasermaterial fällt weiter durch
das Austrittsrohr (6) in die Saugrohrleitung der Faserfördervcrrichtung. Diese Saugfördervorrichtung
ist ununterbrochen an einen Saugventilator angeschlossen, d.h. durch den Ringspalt
(8) strömt ständig Luft in die Saugleitung (7). i geöffnetem Schieber (12) entsteht
ein geringer Unterdruck in dem Schleusenraum(4), das Fasermaterial (1) wird atltt£-sogen,
wobei Luft durch die öffnungen (9) nit 1()flIL
Natürlich ist es
möglich, diese Aufgabevorrichtung auch mit einer Uberdruckfördereinrichtung zu verbinden.
In diesem Falle würde zweckmäßigerweise das Austrittsrohr (6) direkt mit der Blasleitung
(7) verbunden sein, während die Luftöffnungen (9) dann wenigstens mit dem Teilstroin
eines Fördergebläses verbunden werden können. Dieser Blasstrom würde dann benötigt,
um das in der Schleusenkmmer (4) angesaiTRielte Gut nach öffnen der zweiten Verschlußvorrichtung
(5) aus dem Schleusenraum (4) zu entfernen. Es ist dann darauf zu achten, daß beim
Füllen der Shleusenammer (4) dieser Teilluftstrom unterbrochen ist.
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Der Einsatz von Schiebern als Verschlußvorrichtungen ist ohne weiteres
möglich, sofern die Schieberplatten (10 bzw. 12) und das Schiebergehäute keine Unebenheiten
aufweisen, an denen Fasermaterial hängen bleiben kann. Eine andere Möglichkeit der
Realisierung der erfindungsgemäßen Aufgabevorrichtung ist beispielsweise der Einsa-L-z
von Quetschventilen anstelle der gezeigten bchleber gegeben, bei denen dann die
Betätigung beispielsweise wieder pne: atisch erfolgen könnte.
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Die Vorteile, die bei Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
zu erzielen sind, seien an einem Beispiel verdeutlicht.
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Eine Kabelschneidvorrichtung mit einer Leistung von bis zu 60 Tagestonnen
Stapelfaser wurde mit einer erfindungsgemäßen Aufgabevorrichtung gemäß der beigefügten
Figur verbunden.
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Die Kammern und auch die Förderleitung hatten einen Durchmesser von
450 mm, die Saugleistung des Ventilators der 3 Fördereinrichtung betrug 100 m /min.
Unter diesen Bedingungen trat etwa alle 7 Sekunden eine Faseranhäufung in die Saugleitung
(7) der Faserfördervorrichtung über.
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Geeignete MeB- und Steuervorrichtungen wie z.B. Lichtschranken oder
dergleichen gestatteten die Einstellung einer optimalen Schleusenzeit.
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Wird zum Vergleich die Anlage außer Betrieb gesetzt,d.h. die beidenVerschlußvorrichtungen
(3 und 5) geöffnet, so wird
in bekannter Art und Weise das bei
der Schneidvorrichtung anfallende Fasermaterial abgesaugt und sofort in die Saugleitung
(7) übernommen. Unter diesen Bedingungen wurde das Fasermaterial zu einer zweistufig
arbeitenden Ballenpresse gefördert und dort unter optimaler Ausnutzung der Leistungsfähigkeit
der Ballenpresse zu Ballen verpackt. Solange die Verschlußvorrichtungen (3 und 5)
geöffnet sind, wird ein sehr gut geöffnetes Material in der Ballenpresse verpackt.
Der Öffnungsgrad geht mit Inbetriebnahme der erfindungsgemäßen Vorrichtung zurück
Bei unveränderter Arbeitsweise der Ballenpresse (gleicher Kraftaufwand) können jetzt
jedoch 10 und mehr Gzzichtsprozent an Flocke pro Ballen verpackt werden. Aufgrund
der geringeren Öffnung des Materials liegen noch mehr Einzelfasern in Phase nebeneinander
und haben einen geringeren Raumbedarf als bei völliger Wirrlage aller Fasern. Der
geringere Öffnungsgrad führt zu einem höheren Ballengewicht und damit aber auch
zu einem entsprechend reduzierten Aufwand bei der Ballenverpackung.
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Wird von der optimalen Fahrweise abgewichen, beispielsweise dadurch,
daß die Leistung der Schneidmaschine auf 30 % herabgesetzt wird, die Verschlußvorrichtungen
jedoch mit unveränderter Häufigkeit geschlossen und geöffnet werden, ist eine Abnahaie
der Eallengewichte zu beobachten, die nur durch den höheren Raumbedarf der jetzt
stärker geöffneten Faserflocke bzw. Schnittfaserbündel erklärt wArden kann.
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Das erfindungsgemäße Verfahren und die dafür benötigte Vorrichtung
können besonders vorteilhaft für den Transport von Faserflocke aus vollsynthetischen
Fasern - vorzugsweise Polyesterfasern - eingesetzt werden. Sie sind aber natürlich
auch für den Transport von Faserflocke aus Naturfasern oder halbsynthetischen Fasern
geeignet oder von Mischungen aus diesen verschiedenen Fasertypen.
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