-
Verfahren und Vorrichtung zum Sichten gemischter Stoffe Die Erfindung
bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Sichten in einer Mischung
vereinigter Stoffe und im besonderen auf die Reinigung von Faser-Stoffen, beispielsweise
auf die Entfernung des aus Teilchen von Blättern, Stengeln, Samen o. dgl. bestehenden
Abfalls der Baumwolle; jedoch kann die Erfindung auch für andere Anwendungszwecke
verwendet werden.
-
Es ist beispielsweise bekannt, die Abfallstoffe vom Weizen zu trennen,
indem man das Rohgut durch einen Luftgegenstrom hindurchfallen läßt, dessen Stärke
so eingeregelt ist, daß er die leichten Unreinlichkeiten fortbläßt, aber die schwereren
Bestandteile hindurchfallen läßt.
-
Das Bestreben eines jeden Teilchens, in irgendeinem Strom schwimmend
zu bleiben (das im folgenden als die Schwimmkraft des Teilchens bezeichnet werden
soll), ändert sich entsprechend dem spezifischen -Gewicht des Teilchens, seiner
Größe, Form, Oberfläche und Gc\v iclitsvcrteilung. Das bekannte Verfahren ist dem
zu beschreibenden neuen wesentlich unterlegen, im besonderen für die Trennung von
Teilchen, deren Schwimmkraft sich nicht sehr voneinander unterscheidet. l3;@i dem
bekannten Verfahren haben die Teilchen von etwas geringerer Schwimmkraft das Bestreben,
ganz langsam 'in bezug auf die Teilchen von etwas größerer Schwimmkraft herabzusinken;
es ist daher im allgemeinen unmöglich, den Luftstrom mit genügender Feinheit einzuregeln,
um ihre Trennung herbeizuführen.
-
Ferner wird.bei den in Gebrauch befindlichen Maschinen zum Reinigen
von Faserstoffen keine wirksame Anwendung der Verschiedenheit der Schwimmkraft der
zu trennenden Stoffe gemacht, da wegen der in solchen Maschinen entstehenden Wirbel
und Strudel die Geschwindigkeit und Richtung der Luftbewegung an den Stellen, wo
eine Trennung erfolgen soll, sehr unregelmäßigen Schwankungen unterworfen sind;
selbst wenn dann durchschnittlich über einen Zeitraum die Bewegung die richtigen
Charakteristiken besitzt, bestehen doch so starke Schwankungen dieses Durchschnittswerites;@daß
eine richtige Trennung der Teilclie4" nicht erreicht wird. Es ist daher in
solchen Fällen ganz zwecklos, zu versuchen, die Wirkung des Gebläses der Maschinen
auf irgendeinen angenommenen kritischen Wert einzustellen, da eine solche
Feinheit
der Einstellung in den örtlichen Charakteristiken des Luftstromes nicht -z-um Ausdruck
kommt und ein Teilchen von geringerer Schwimmkraft durch eine größere pneumatische
Kraft beeinflußt und zu einer Stelle hingeblasen werden kann, wo es nicht erwünscht
ist, während ein Teilchen von größerer Schwimmkraft vielleicht von einer schwächeren
Kraft erfaßt wird und dort bleibt, wo es ebenfalls nicht gewünscht wird.
-
Es ist ferner bekannt, Rohbaumwolle im offenen Zustand über oder gegen
Siebe oder Roste zu blasen in der Annahme, daß die Baumwollfaser nicht hindurchtritt,
sondern davon festgehalten wird, und daß der Abfall hindurchtritt und auf diese
Weise getrennt wird. Wenn aber die Öffnungen der Siebe oder Roste eng genug sind,
so daß praktisch das gesamte Fasermaterial zurückgehalten wird, so wird auch ein
großer Teil des Abfalls oder Schmutzes zurückgehalten werden; wenn umgekehrt die
Öffnungen weit genug sind, um einen großen Teil des Abfalls hindurchtreten zu lassen,
so werden sie auch einen erheblichen Teil der Fasern hindurchtreten lassen. Ferner
verstärken die Siebe oder Roste die Störungen und Wirbelbildungen des Luftstromes,
und selbst wenn der Abfall hindurchtritt, wird er häufig zurückgeblasen oder zurückgesaugt,
und die Fasern werden häufig durch das Sieb oder den Rost hindurchgeblasen und gellen
in Verlust.
-
Aus den obigen Überlegungen ergibt sich klar, daß die Wirbel infolge
ihres unsicher-z:i und schwankenden Charakters schädlich wirken. Wenn ein Strom
durch eine -Sichtkammer hindurchtritt, kann es daher eintreten, daß in einem Augenblick
ein Teilchen in einem Wirbel abwärts getragen wird und bei einer Änderung der natürlichen
Beschaffenheit der Bewegung an einer Stelle geringerer Geschwindigkeit zurückgelassen
wird und so in dem Raum niedersinkt, trotzdem es seiner Schwimmkraft nach bei einem
gleichförmigen Strom weiter mitgetragen würde.
-
E s wurde nun gefunden, daß, wenn die voneinander zu trennenden Stoffe
über eine geeignete Strecke von einem Strom, im allgemeinen von einem Luftstrom
solchen Charakters fortgetragen werden, daß keine oder höchstens ganz geringe Wirbelbildungen
entstehen, die nur geringe Verschiedenheit in ihrer Schwimmkraft besitzenden Stoffe
leicht voneinander getrennt werden können, vorausgesetzt, daß ein solcher Strom
eine genügend hohe Geschwindigkeit und eine geringe Scliiclithöhe. besitzt.
-
Eine solche Strömung soll als Stromlinienst rom bezeichnet werden,
unabhängig davon, ob kleine Wirbel etwa vorhanden sind oder
| nicht. Mit anderen Worten: (ler :1"@@I, @@, 1, |
| Stromlinienstrom bezeichnet eine |
| in der etwa vorhandene Wirl)c#1 r.t, lineareGrößenverhältnissebesitze",
"", i,g(-"d |
| eine nennbare Verlagerung der @rl,@@el@@",I@" |
| Teilchen zu bewirken. Die |
| eines solchen Stromes sind in hole", 11;,I@v |
| bestimmt und geeignet, durch Einstellu",g du, |
| die Luft zuführenden Mittel (nämlich (I", c1, |
| die Einstellung der Geschwindigkeit |
| Gebläses oder öffnung eines Ventils) gcrci@r@l@ |
| zu werden. |
Es ist in der Hydro- und Aerodyna,nik bekannt, daß man einen Stromlinienstroin durch
ein Rohr, eine Kammer oder einen anderen Behälter hindurch erhalten kann, wenn die
.&eschwiiidigkeit des Stromes ge-_nügend klein ist. Die Grenzgeschwindigkeit
hängt von der Viskosität der Flüssigkeit oder des Gases und von der Form des Behälters
ab. Diese Grenzgeschwindigkeit ist jedoch viel zu gering, um sie beim Sichten der
Mehrzahl von in der Praxis vorkommenden Gemischen verwenden zu können. Ein Stromlinienstrom
geringer Geschwindigkeit nähert sich sehr dicht der berechenbaren Potentialströmung;
er füllt den ganzen Behälter, durch den er hindurchfließt, aus, und die Stromlinien
sind bezüglich Länge und Krümmung sehr voneinander verschieden. Nach der Erfindung
wird ein Stromlinienstrom hofier Geschwindigkeit und geringer Schichthöhe erzeugt.
Seine Tiefe unterhalb der oberen Grenzwandung der Sichtkammer ist also gering, so
daß ein toter Raum zwischen dem Strom und dem Kammerboden verbleibt. Die verschiedenen
Stromlinien besitzen ferner angenähert dieselbe Länge und Krümmung, wobei diese
durch die Gestalt der oberen Grenzwandung der Kammer geregelt werden können. Diese
Charakteristiken sind für ein wirksames Sichten der Teilchen sehr günstig.
-
Gemäß der Erfindung werden die gemischten Stoffe voneinander getrennt,
indem man das Gemisch zunächst fein unterteilt, indem man ferner einen Stromlinienstrom
erzeugt, ,in den das Gemisch derart hineingeleitet wird, daß sein Stromliniencharakter
dadurch nicht gestört wird, und indem dann das Gemisch in diesem fein unterteilten
Zustand von dem Stromlinienstrom fortgeführt wird, wobei es in an sich bekannter
Weise sonst nicht getragen wird; hierbei wird die Strömung so geregelt, daß Bestandteile
mit größerer Schwimmkraft zu einer Stelle hinbefördert werden, während Bestandteile
mit geringerer Schwimmkraft herausfallen oder herausgeschleudert werden, bevor sie
diese Stelle erreichen, wobei der Stromliniencharaktc#r über die ganze Bahn, auf
der die Trennuni; stattfindet, aufrechterhalten wird.
Wo nach einer
sehr zweckmäßigen Ausführungsform ein umlaufender Schläger Anwendung findet, ist
dafür zu sorgen, daß die Gebläsewirkung des Schlägers, die den Stromliniencharakter
der Hauptluftströmung zerstören will, verhindert wird. Die folgenden Mittel wurden
als ausreichend befunden: Vorzugsweise wird ein Schläger gewählt, dessen Gebläsewirkung
möglichst klein ist, der also etwa _Zähne auf einer Trommel gegenüber einer anderen
mit breiten Schlagleisten oder mit offenem Mittelteil besitzt. Für den Hauptluftstrom'
ist ein hindernisfreier einleitender Weg vorgesehen, der frei von Störungen ist,
wie in die Bahn hineinreichenden wirksamen Teilen oder Vorsprüngen beliebiger Art,
und von genügender Länge vor dem Einlaß in die Stelle, an der die Trennungbeginnen
soll, um sicherzustellen, daß der Luftstrom in einen solchen von Stromliniencharakter
übergeht. Der Einlaß selbst ist glatt und liegt nahe der Stelle, an der das Sichtgut
von dem Schläger bearbeitet wird, und ist so gerichtet, daß die Richtung des Flusses
des Hauptluftstromes, der von da ausgeht, möglichst mit der Richtung übereinstimmt,
in der der Schläger das Sichtgut und von ihm aufgerührte Luft forttreibt. Dies kann
erreicht werden, indem man den Schläger an dem einen Ende einer Platte anordnet,
deren obere Fläche eine Bahn für die Zuführung des zu trennenden Gutes zu dem Schläger
bildet und deren untere Fläche die obere Grenze der Bahn des Hauptstromes bildet.
Die untere Fläche der Platte ist am Einlaß sanft gekrümmt, so daß sie dem Hauptluftstrom
die gewünschte Strömungsrichtung gibt.
-
In der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel der Erfindung angenommen,
daß Baumwolle gesichtet werden soll.
-
Fig. r ist eine Sichtvorrichtung gemäß der I?rfindung im Aufriß und
Fig.2 ein Ausführungsbeispiel für die Anbringung und Kittstellung eines Führungskörpers
für den Luftstrom.
| 1)ic l#'iirderplatte a besitzt ein aufwärts |
| gebogenes I?ncle a1, das mit einer Förder- |
| wttlrc b zusammenarbeitet, die auf derWelle b4 |
| ritzt. Ne F<irclcrwalze b ist mit Hebeln b1 |
| ht#Iititlrl, die bei bl drehbar sind und von |
| hrclrrtt hw hrrmitergezogen werden. Auf einer |
| Wrllr 14 ixt eilte Offntingstrommel c angeord- |
| tirt, dir eim, hrlirhige Ausführungsform be- |
| sitzen kann; I@rixlticl@@@c@isc besitzt sie einen |
| r1tir;tligrii Sehlitz stuf ihrem Umfang, der |
| eiern @trrctuxral;rn<Irn, wit, riit(- Säge gezahn- |
| teit Draht halt. I)ite etwa-; abgebogene linde a2 |
| clrr clrn Sirhtxtroni an der I:infiilirtingsstelle |
| nach oben hegrritr,rticlrnFiirclerhlattca schließt |
| sich in) strtigeit f11>crl,@ant,@ alt clic ()lirrl:iclic |
der Trommel c an. Ein Luftstrom l @@ 1t'(1 durch Gebläse oder Luftschrauben, die
noch beschrieben werden, angesaugt und fließt, nachdem er durch einen hindernisfreien
Einführungsweg genügender Länge hindurchgeflossen ist, um den Charakter des Stromes
mit Sicherheit zu einem Stromlinienstrom zu machen, durch das obere Ende einer Sichtkammer
h. Diese besitzt eine Vorderwand
f,
deren oberer, den Einlaß auf der
Unterseite begrenzender Rand gegenüber der innerhalb der Sichtkammer mündenden Sichtgutaufgabe
zur Vermeidung von Wirbelbildungen zurückversetzt ist, mit einer bei f2 drehbaren
Tür
f l,
eine Rückwand g und Seitenwände. Auf dem Boden dieser Kammer
ist irgendein Behälter i vorgtßehen, der durch die Tür f1 herausgezogen werden kann.
-
In diese Sichtkammer h kann die Luft nur durch die Öffnung l eintreten,
sie fließt durch den oberen Teil der Kammer h und entweicht durch die Öffnung e.
Ein Deckel cl auf der Öffnungstrommel c bildet das obere Ende der Kammer.
-
In der Bahn des Luftstromes kann ein Führungskörper d in Form eines
Flugzeugtragflügels vorgesehen sein, dessen Fläche dl entsprechend gekrümmt ist,
so daß er dem abgelenkten Luftstrom eine mehr gekrümmte, und zwar eine nach unten
konvex gebogene Bahn gibt. Der Führungskörper ist so nahe wie möglich an der Öffnungstrommel
c angeordnet, so daß er sich im stetigen Übergang an diese anschmiegt und zweckmäßig
sowohl in seiner Winkelstellung zu und in seinem Abstande von der Trommel einstellbar
ist. Dies kann beispielsweise mittels Bolzen durch die Tragvorrichtungen nach Fig.
2 geschehen, die an jedem Ende des Führungskörpers d angeordnet sind.
-
Die Bewegung der Öffnungstrommel an ihrer Berührungsstelle mit dein
Luftstrom hat die Wirkung den Stromliniencharakter der Strömung zu erhalten, da
hier nicht eine bremsende Wirkung eintritt, wie sie von der Oberfläche eines feststehenden
Körpers ausgeübt würde. Die vom Führungskörper d hervorgerufene Ablenkung des Stromes
hat also das Bestreben, den Stromliniencharakter aufrechtzuerhalten, da sie eine
Konvergenz der Strömung hervorruft.
-
Die durch den Führungskörper veranlaßte stärkere Krümmung der Bahn
hat zur Folge, daß sie dadurch länger wird und so mehr Gelegenheit gibt, die schwereren
Teilchen ausfallen zu lassen, und daß ferner eine Ausschleuderwirkung auf alle Teilchen
ausgeübt wird, die von dem Luftstrom mitgenommen werden. Die Teilchen geringer Schwimmkraft
erhalten eine Verstärkung ihres Bestrebens, herauszufliegen. Die Ablenkung der
Strömung
unterstützt also die Aufrechterhaltung ihres Stromliniencharakters, aber die Größe
der dadurch erzeugten Krümmung ist begrenzt, weil eine zu starke Krümmung den Stromliniencharakter
zerstört und, falls dies eintritt, eine wirksame Trennung der Teile nicht weiter
erreicht wird. Es ist nicht zweckmäßig, unter solchen Arbeitsbedingungen zu arbeiten,
daß der Luftstrom gerade im Begriff ist, seinen Stromliniencharakter zu verlieren,
weil die Ladung des Luftstromes mit ihrem Rohgut und die Entfernung des Abfalles
aus demselben den Stromliniencharakter der Strömung zu zerstören sucht. Es ist daher
nötig, die Krümmung der Bahn des Luftstromes so zu begrenzen, daß die Arbeitsverhältnisse
beständig sind und der Stromliniencharakter der Strömung unter allen Arbeitsbedingungen
aufrechterhalten bleibt.
-
Bei der Arbeit der Maschine wird Rohbaumwolle mit einer geregelten
Geschwindigkeit durch die Förderwalze b zu der schnell umlaufenden Öffnungstrommel
c zugeführt, die die Rohbaumwolle öffnet, also in einen fein verteilten Zustand
bringt und sie in den Luftstrom schleudert, der durch die Öffnung l eintritt. Es
wurde festgestellt, daß goo Umdrehungen in der Minute für eine Öffnungstrommel von
23 cm Durchmesser gute Ergebnisse zeigt. Die Form der Öffnung 1, der Unterseite
d2 der Förderplatte und des Absonderungsraumes ist derartig, daß der Luftstrom seinen
Stromliniencharakter behält, den er bereits durch Durchfließen eines genügend langen
Einleitungsweges gewonnen hat. - Es ist auch dafür gesorgt, dä.ß irgendwelche Teile,
die Hindernisse für einen derartigen Strom bilden und Wirbelbildungen veranlassen
würden, nicht vorhanden sind. Die fein verteilte Rohbaumwolle, die aus Teilchen
von entkörnter Baumwolle, Abfall, Staub und Schmutz besteht, wird von dem Luftstrom
über den oberen Teil der Absonderungskämmer mitgenommen. Die Teilchen von geringerer
Schwimmkraft, also der schwerere Staub und die Abfälle, haben die Neigung, unter
Einwirkung ihrer Schwere sich abzusondern.
-
Die Geschwindigkeit des austretenden Luftstromes wird so eingestellt,
daß das Sichtgut, also die entkörnte Baumwolle, durch die Austrittsöffnung e ohne
Verlust getragen wird, während Teilchen von geringerer Schwimmkraft aus dem Luftstrom
herausgefallen oder herausgeschleudert sind und in den Behälter i am Boden der Kammer
fallen. .
-
Da nur die schwersten Teilchen das Bestreben haben, sofort auszufallen,
und die Teilchen größerer Schwimmkraft weiter zu der Rückwand g der Kammer mitgenommen
werden, wie in Fig. t mit strichpunktierten Linien dargestellt, werden die "Teilchen,
die nur eine wenig geringere Scliwintmkr;ift als die Baumwollfasern besitzen, erst
kurz vorher ausfallen, bevor der Luftstrom den sich verengenden Kanal erreicht,
der zu der ()1fnung e führt. Die Vorrichtung hat also das Bestreben, die abgesonderten
Teile, ztt sortieren. Die Sammlung dieser verschiedenen Abfallgruppen kann daher
erleichtert werden, indem man in an sich bekannter Weise Trennungswände in denSammelbehälteri
vorsieht. An der Stelle, wo der Luftstrom sich abwärts zu bewegen beginnt, besteht
eine verst:irkte Neigung zu Störungen des Stromlinienstromes. Um die Stabilität
der Strömung zu vergrößern, ist hier die Bahn verengt, so daß die St-rcffnlinien
konvergieren und die Geschwindigkeit anwächst. Auch kann man durch die Öffnungen
2 einen geregelten zusätzlichen Luftstrom einführen, der sich mit dem Hauptstrom
sanft vereinigt und ein Auflösen des laminaren Stromes in Wirbel in der Nähe der
Grenzwand verhindert.
-
Bisweilen kann die Schwimmkraft eines Teiles des Abfallgutes der des
Fasergutes gar zu nahe liegen. In einem solchen Fall kann die weitere Trennung durch
eine zweite Behandlung erreicht werden, und zwar entweder mit demselben oder einem
anderen Sichter, bei dem die Geschwindigkeit und die Krümmung der Bahn näher an
den kritischen Punkten liegen. Dies ist möglich durch die Tatsache, daß die Teilchen
von geringerer Schwimmkraft bereits entfernt sind, und da diese den größeren Teil
des Abfalls bilden, wird bei der zweiten Behandlung verhältnismäßig wenig Abfall
aus dem Luftstrom herausfallen oder herausgeschleudert werden und daher auch weniger
Neigung dafür bestehen, daß der Stromliniencharakter gestört wird.
-
Sollten sich etwa hinter der Führungsfläche dl Wirbel unzulässiger
Stärke bilden, so könnte man dahinter einen oder mehrere weitere Führungskörper
dx von tragflächenartiger oder tropfenförmiger Gestalt anordnen.
-
Nachdem die Trennung der Bestandteile in der Sichtkammer erfolgt ist,
verläßt der die entkörnte Baumwolle mit sich führende Luftstrom die Kammer bei e
und kann noch durch einen Luftstrom 3 beeinflüßt werden, der aus dem Raum j kommt.
Hierdurch werden Wirbel erzeugt, die dazu beitragen, die Zähne der für die praktische
Ausführung der Erfindung sehr zweckmäßigen Öffnungstrommel c von irgendwelchen Teilchen
zu reinigen, die dort hängengeblieben sind, so daß eine Verstopfung der Trommel
verhindert wird.
-
Man kann an dieser Stelle eine Siebtrommel m anordnen, die auf der
Welle mg sitzt. Diese Trommel kann die übliche Ausführttng
besitzen,
läuft aber schneller als gewöhnlich. Zweckmäßig verwendet man eine Ausführung, die
etwa 8o Umdrehungen- in der Minute macht. Die Luft wird aus dem Innern der Siebtrommel
durch ein Gebläse oder eine Luftschraube n, die auf der Wellen' sitzt, durch die
seitlichen Kanälen' oder in sonst bekannter Weise abgesaugt. Das Gebläse oder die
Luftschraube dienen dazu, durch die Sichtkammer hindurch den Hauptluftstrom anzusaugen,
der dann durch die Öffnungen im Umfang der Siebtrommel hindurchtritt und hierbei
den größten Teil des etwa noch darin verbliebenen Staubes oder Schmutzes verliert.
Eine einstellbare Abdeckplattem' begrenzt die Saugfläche der Siebtrommel m auf einen
Teil ihres Umfanges, der nahe vom Austrittspunkt des Luftstromes aus der Sichtkammer
bis einem kurzen Abstande von den an sich bekannten Abhebevorrichtungen reicht.
-
Eine Abstreifvorrichtung o mit einem Abstreifrande o1 liegt nahe diesem
Austrittspunkt ganz dicht an der Öffnungstrommel c, so daß hierdurch der Strom gegen
die Siebtrommel gelenkt wird. Oberhalb derselben ist ein Deckel m2 vorgesehen. Von
der Siebtrommel fällt die Baumwolle in den Behälter s mit der Tür s2.
-
Die Ausblaseleitung p, die von dem Gebläse oder der Luftschraube n
herkommt, ist zweckmäßig mit einem einstellbaren Ventil q zur Regelung des Luftstromes
ausgerüstet.
-
Es sei hervorgehoben, daß der Luftstrom, nachdem er aus der Sichtkammer
herausgetreten ist, nicht länger einen Stromliniencharakter zu besitzen braucht
und auch im allgemeinen nicht besitzt.
-
Die Baumwolle ist nach einem Durchgang durch diese \'orriclltttng
reiner, als wenn sie durch einett vollen Satz von Öffnungs- und Reinigungsinasehiiten
eines üblichen Putzraumes hindurchgegangen wäre. Nach zwei Dttrchg:iirgen <ktrch
die neue Vorrichtung, auch wenn es heidemal dieselbe ist mit den gleichen Arllcitslmclitlgttngen,
ist die Menge des noch verl>leil>enclen Abfalles für fast all.-ZW(Ickt. vollkommen
unerheblich. Durch geeignete 1#.instellungen der Geschwindigkeit und der I<riitllmtttlg
der Stromlinienbahn bei den aufeinanderfolgenden Bearbeitungen kann praktisch jeder
beliebige Grad von Reinheit erreicht werden.