DE69912110T2

DE69912110T2 - Sortiermaschine für Fasermaterialien wie Baumwolle mit einer Vorrichtung zum Erkennen von Fremdstoffen

Info

Publication number: DE69912110T2
Application number: DE69912110T
Authority: DE
Inventors: Kurt Aeppli
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-07-16
Filing date: 1999-07-16
Publication date: 2004-07-08
Anticipated expiration: 2019-07-17
Also published as: DE69912110D1; EP1069217A1; EP1069217B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft den Bereich der Textilindustrie, insbesondere die Behandlung von Rohstoff nach Bearbeitung und insbesondere das Sortieren und Eliminieren von Fremdstoffen in Fasermaterial, wie zum Beispiel Baumwolle oder anderen, und hat eine Vorrichtung zum Erkennen von Fremdstoffen zum Gegenstand.
Derzeit werden Fremdstoffe, die in den Rohtextilfasern und insbesondere in der Baumwolle oder in anderen Faserstoffen enthalten sind, nämlich tierischer, pflanzlicher oder anderer Abfall, die eventuell zum Herstellen der Ballen des Rohstoffs gedient haben, im Allgemeinen nach der Bearbeitung mittels einer Sortiermaschine erkannt, in der der Stoff in einem Luftstrom unter Bilden eines Luft-Faser-Gemischs oder einer Schicht mit relativer geringer Stärke angetrieben wird. Bei einer solchen Maschine werden die Fremdstoffe mittels optischer elektromagnetischer oder elektronenstrahlender Vorrichtungen (siehe zum Beispiel DE29719245U) erkannt.
Es gibt auch mechanische Transportvorrichtungen für eine Stoffschicht, bei welchen der Stoff in Schicht auf mechanischen Mitteln transportiert wird, wie zum Beispiel Trommeln oder Transportbänder, und wobei Mittel zum Erkennen quer zum Stoffstrom angeordnet sind und einen Befehl zum Eliminieren der Verunreinigungen an Druckluftmittel in Form von Düsen liefern, die unter dem Band oder in der Trommel angeordnet sind. Dazu sind die Trommel und das Band vorteilhafterweise perforiert und erlauben die Passage der Antriebsluft der Fremdstoffe zu einer entsprechenden Empfangsvorrichtung.
Außerdem ist auch die Durchführung einer Oberflächenprüfung von Faserstoffen in Ballen vor ihrer Bearbeitung mittels Oberflächendetektoren bekannt.
Diese bekannten Erkennungsmittel sind jedoch nur an eine ganz spezifische Erkennungsmethode angepasst und erlauben nicht das Eliminieren aller Fremdstoffe. Bei Baumwolle ist es insbesondere erforderlich, sowohl bereits verschlissene Baumwollteile, wie zum Beispiel farbige Lappenpartikel, als auch andere Fremdkörper zu eliminieren, insbesondere Kunststoffe oder Metallstoffe.
Nun gibt es bisher keine Vorrichtung, die es erlaubt, gleichzeitig die Eliminierung der Fremdstoffe bestehend aus dem gleichen Rohstoff wie das zu reinigende Produkt und der Fremdstoffe aus einem anderen Material zu gewährleisten.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, diesen Nachteilen durch Vorschlagen einer Erkennungsvorrichtung von Fremdstoffen in Fasermaterialien wie zum Beispiel Baumwolle oder anderen zu begegnen, die gleichzeitig die Prüfung der Existenz und das Eliminieren in einem pneumatisch bewegten Materialfluss aller Fremdstoffe, die in dem Material enthalten sind, mechanisch oder durch Schwerkraft erlaubt.
Dazu hat die Erfindung eine Vorrichtung zum Gegenstand, dadurch gekennzeichnet, dass sie im Wesentlichen aus der Kombination von optischen Erkennungsmitteln und Mitteln zum Erkennen durch Ultraschall besteht, die quer zu einem Materialstrom angeordnet sind, der von einer Bearbeitungsmaschine stromaufwärts von einem Mittel zur Extraktion der Fremdstoffe zu den Behandlungsmaschinen stromabwärts transportiert wird.
Die Erfindung wird besser dank der folgenden Beschreibung verstanden, die sich auf eine bevorzugte Ausführungsform bezieht, die als nicht einschränkendes Beispiel angegeben und unter Bezugnahme auf die alleinige Figur der anliegenden schematischen Zeichnung erklärt wird, die eine Teil- und eine Schnittansicht der Vorrichtung zum Erkennen von Fremdstoffen darstellt.
Die alleinige Figur der anliegenden Zeichnung stellt teilweise eine Sortiermaschine dar, die zwischengeschaltet ist zwischen eine Bearbeitungsmaschine und Behandlungsmaschinen stromabwärts, in der das zu sortierende Material vor einer Vorrichtung 2 zum Erkennen von Fremdstoffen vorbeigefahren wird, die über eine Öffnung 3 der Maschine ausgeworfen werden.
Erfindungsgemäß besteht die Vorrichtung 2 zum Erkennen von Fremdstoffen im Wesentlichen aus der Kombination von Mitteln 4 zum optischen Erkennen und Mitteln 5 zum Erkennen mit Ultraschall, die quer zu einem Materialstrom angeordnet sind, der von einer Bearbeitungsmaschine stromaufwärts von einem Mittel 6 zur Extraktion der Fremdstoffe zu den Behandlungsmaschinen stromabwärts transportiert wird.
Bei der in der anliegenden Zeichnung dargestellten Ausführungsform ist die Maschine pneumatisch und umfasst einen pneumatischen Transportkanal 1, in dem das zu sortierende Material über einen Luftstrom unter Druck unter Bilden eines Luft-Faser-Gemischs oder einer Schicht angetrieben wird und vor der Vorrichtung 2 zum Erkennen der Fremdstoffe, die über eine Öffnung 3 des Kanals 1 ausgeworfen werden, vorbeiläuft.
Die Erfindung kann jedoch auch auf hier nicht dargestellte Sortiermaschinen, angewandt werden, bei welchen die Passage von Material durch Anwenden einer mechanischen Transportvorrichtung auf eine Materialschicht erfolgt, in der das Material als Schicht auf einem mechanischen Mittel transportiert wird, wie zum Beispiel einer Ausbreittrommel oder einem Förderband, oder bei welchen das Luft-Faser-Gemisch oder die Schicht durch Schwerkraft zum Ausgang eines Fasersammelmittels, wie zum Beispiel eines Bunker oder ähnlichem transportiert wird.
Bei der Verwendung einer mechanischen Transportvorrichtung sind die Mittel zum Erkennen, die aus einer Kombination von Mitteln zum optischen Erkennen und Mitteln zum Erkennen mit Ultraschall bestehen, quer zum Materialstrom angeordnet, arbeiten mit der Ausbreittrommel oder dem Förderband zusammen, die vorzugsweise aus einem Werkstoff bestehen, der Ultraschall absorbiert, und liefern über Mittel einen Befehl zum Eliminieren der Fremdstoffe an pneumatische Mittel in Form von Düsen, die unter dem Band oder in der Trommel angeordnet und vorteilhafterweise perforiert sind sowie die Passage der Antriebsluft der Fremdstoffe zu einer entsprechenden Empfangsvorrichtung erlauben, die sich gegenüber diesen Düsen befindet.
Im Fall der Anwendung einer Vorrichtung, bei der ein Transport durch Schwerkraft des Luft-Faser-Gemischs oder der Schicht am Ausgang eines Fasersammelmittels, wie zum Beispiel eines Bunkers oder ähnlichem, stattfindet, erfolgt der Transport durch einen senkrechten Transportkanal, in den das zu sortierende Material durch sein Eigengewicht fällt und ein Luft-Faser-Gemisch oder eine Schicht bildet und vor der Vorrichtung 2 zum Erkennen der Fremdstoffe, die über eine Öffnung 3 des Kanals ausgeworfen werden, vorbeifährt.
Die Mittel 4 zum optischen Erkennen bestehen vorteilhafterweise aus Lichtrampen, die einen Lichtstrahl in Richtung des Materialstroms, der den Kanal 1 durchquert, oder der mechanisch oder durch Schwerkraft in einem senkrechten Kanal transportiert wird, aus senden und die mit Empfangszellen zusammenwirken, die Kontraste analysieren, die im Laufe der Passage der Lichtstrahlen, welche das transportierte Material durchqueren oder von den Fremdstoffen reflektiert werden, auftreten. Jedes Auftreten eines starken Kontrasts bedeutet die Existenz eines Produkts oder eines Stoffs mit einer anderen Herkunft oder Zusammensetzung oder anderen Farben im Materialstrom, das anhand des Extraktionsmittels 6 durch die Öffnung 3 des Kanals 1 eliminiert werden muss.
Die Mittel 5 zum Erkennen mit Ultraschall bestehen aus mindestens einer Einheit Sender 5' – Absorbierer 5'' und Empfänger 5''' von Ultraschallwellen, die zu beiden Seiten des pneumatischen Transportkanals 1, des senkrechten Schwerkrafttransportkanals oder parallel zur mechanischen Transportvorrichtung der Materialschicht quer zum Strom letzterer und dieser Transportvorrichtung gegenüber in Bezug auf den Materialstrom angeordnet sind.
Der Sender 5' sendet daher kontinuierlich Ultraschall in Richtung des Absorbierers 5'' und der Empfänger 5''' empfängt Ultraschall, der eventuell von Fremdstoffen reflektiert wird, die den vom Sender 5' gesendeten Strahl durchqueren. Vorzugsweise sendet der Sender 5' Wellen mit einer Länge von weniger als 1 cm und arbeitet bei Frequenzen, die zwischen 50 kHz und 200 kHz liegen.
Da Baumwolle eine praktisch verschwindende Reflexionscharakteristik aufweist, anders gesagt den ausgesandten Ultraschall also absorbiert, weisen alle Fremdstoffe, die im transportierten Strom enthalten sind, wie zum Beispiel Stücke synthetischen Materials oder andere, auch wenn sie klein sind, eine starke Reflexion auf und bewirken das Senden eines entsprechenden Steuersignals des Extraktionsmittels 6 durch den Empfänger 5'''.
Gemäß einem Merkmal der Erfindung besteht das Mittel 5 zum Erkennen mit Ultraschall vorteilhafterweise aus einem länglichen Element mit geringer Stärke, und der Empfänger 5''' besteht aus einer großen Anzahl einzelner Zellen mit kleinen Maßen, und seine Gesamtbreite entspricht in etwa der des länglichen Elements, das den Sender 5' bildet. Vorzugsweise beträgt die Bandbreite in jeder einzelnen Zelle, die den Empfänger 5''' bildet, mindestens 4 kHz.
Der Sender 5' weist vorteilhafterweise eine Breite auf, die der des pneumatischen Transportkanals 1 oder der der mechanischen Transportvorrichtung oder der Tiefe des senkrechten Schwerkrafttransportkanals entspricht, während die einzelnen Zellen, die den Empfänger 5''' bilden, eine Empfangsoberfläche in der Größenordnung von maximal 1 cm² aufweisen und nebeneinander ohne Abstand ebenfalls über die ganze Breite des pneumatischen Transportkanals 1, des senkrechten Schwerkraft transportkanals oder der mechanischen Transportvorrichtung angeordnet sind. Die Tiefe des senkrechten Schwerkrafttransportkanals entspricht faktisch dem Maß des Kanals senkrecht zur Materialströmungsrichtung, also der Breite des pneumatischen Transportkanals 1. Zum Beispiel kann die Höhe des pneumatischen Transportkanals 1 oder der mechanisch transportierten Schicht oder die Breite des senkrechten Schwerkrafttransportkanals vorteilhafterweise 80 mm betragen. Daraus ergibt sich, dass der Empfänger 5''' in der Lage ist, einen Fremdkörper innerhalb von etwa 0,5 ms zu erkennen.
Die Leuchtrampen beleuchten das pneumatisch angetriebene oder durch Schwerkraft fließende oder auf der Ausbreittrommel oder im Förderband im Materialstrom passierende Material, und gleichzeitig sendet der Ultraschallsender Wellen in Richtung des Stroms durch den pneumatischen Transportkanal 1 oder den Schwerkrafttransportkanal der Ausbreittrommel oder des Förderbands, sodass alle Fremdstoffe, die die Licht- und Wellenfelder durchqueren, entsprechende Reflexionen in Richtung der optischen und Ultraschallempfänger 5''' verursachen und daher das Abgeben von Extraktionssignalen durch das dem Mittel 6 entsprechende EDV-Steuermittel erlauben.
Diese Extraktion wird über ein EDV-Steuermittel, das nicht dargestellt und nicht detailliert beschrieben ist, gesteuert, das einerseits die Merkmale des zu behandelnden Produkts, nämlich zum Beispiel der Baumwolle, und andererseits die Ablaufgeschwindigkeit des Luft-Faser-Gemischs oder des Schichtprodukts im pneumatischen Druckluftkanal 1 oder im senkrechten Schwerkrafttransportkanal oder auf der mechanischen Transportvorrichtung der Materialschicht berücksichtigt, um rechtzeitig das Mittel 6 auszulösen, das heißt in einem Zeitabstand nach dem Erkennen, der der Verschiebung entspricht, die der erkannte Fremdstoff durchgeführt hat, um sich dann in der Wirkungszone des Extraktionsmittels 6 zu befinden.
Das Extraktionsmittel 6 besteht aus einer Rampe von Düsen, die sich über die ganze Breite des pneumatischen Transportkanals 1, des senkrechten Schwerkrafttransportkanals oder der mechanischen Transportvorrichtung gegenüber der Öffnung 3 zum Eliminieren der Fremdkörper erstreckt, wobei diese Düsen einzeln durch das EDV-Steuermittel in Abhängigkeit von den Signalen betätigt werden können, die von den optischen Detektoren der Mittel 4 oder von den einzelnen Zellen der Ultraschallempfänger 5''' gesendet werden. Daraus ergibt sich, dass ein Querstrahl Druckluft genau an der Stelle des transportierten Materialstroms ausgelöst werden kann, die der Position des zuvor von einem der oben genannten Detektoren erkannten Fremdkörpers entspricht.
Dank der Erfindung ist es möglich, die eventuelle Existenz aller Arten von Fremdkörpern in Fasermaterial, das in einer Sortiermaschine läuft, zu prüfen und die Eliminierung auszuführen.
In der Tat erlaubt die Erfindung einerseits das Ausführen eines Sortierens durch Berücksichtigung existierender Kontraste aufgrund der Existenz verschiedener Materialien sowohl durch die Farben als auch durch ihre eigenen Reflexionsmerkmale und, andererseits, die Berücksichtigung von Materialien, die bei einer optischen Sortierung transparent sind, also solcher, die durch Anwenden optischer Mittel nicht erkannt werden können. In diesem letzteren Fall konnten Fremdstoffe, die im vorbeilaufenden Materialstrom präsent waren, zum Beispiel Baumwolle, bisher nicht eliminiert werden.
Die Kombination der Erkennungsmittel, die durch die vorliegende Erfindung angewandt werden, erlaubt es, in einem Materialstrom Materialien zu erkennen, die bisher für die bekannten Erkennungsmittel durchsichtig waren und die daher nicht eliminiert werden konnten.
Daraus ergibt sich, dass die Erfindung das Erzielen eines perfekt von allen Fremdkörpern befreiten Rohstoffes erlaubt. Durch die Verwendung einzelner Zellen mit sehr kleinen Maßen für den Ultraschallempfänger 5''', erlaubt es die Erfindung in der Tat, Fremdstoffe sehr kleiner Größen zu erkennen und auch diese zu eliminieren.
Natürlich beschränkt sich die Erfindung nicht auf die beschriebene und in der anliegenden Zeichnung dargestellte Ausführungsform. Änderungen bleiben möglich, insbesondere hinsichtlich der Bildung der verschiedenen Elemente oder durch Ersetzen technischer Äquivalente, ohne den Schutzbereich der Erfindung zu verlassen.

Claims

Sortiermaschine zwischengeschaltet zwischen eine Bearbeitungsmaschine und Behandlungsmaschinen stromabwärts, ausgestattet mit einer Vorrichtung zum Erkennen von Fremdstoffen in den Fasermaterialien, wie zum Beispiel Baumwolle und anderen, und in der das zu sortierende Material vor der Vorrichtung (2) zum Erkennen von Fremdstoffen, die über eine Öffnung (3) der Maschine ausgeworfen werden, vorbeigefahren wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zum Erkennen (2) im Wesentlichen aus der Kombination von Mitteln (4) zum optischen Erkennen und Mitteln (5) zum Erkennen mit Ultraschall besteht, die quer zu einem Materialstrom angeordnet sind, der von einer Bearbeitungsmaschine stromaufwärts von einem Mittel (6) zur Extraktion der Fremdstoffe zu den Behandlungsmaschinen stromabwärts transportiert wird, wobei die Mittel (4) zum optischen Erkennen Empfangszellen umfassen, die Kontraste analysieren, die im Laufe der Passage der Lichtstrahlen auftreten, die das transportierte Material durchqueren, oder von den Fremdstoffen reflektiert werden, und die Mittel (5) zum Ultraschallerkennen einen Empfänger (5''') umfassen, der die eventuell von den Fremdstoffen reflektierten Ultraschallwellen auffängt.
Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sortiermaschine pneumatisch ist und einen pneumatischen Transportkanal (1) umfasst, in dem das zu sortierende Material über einen Luftstrom unter Druck angetrieben wird, indem ein Luft-Faser-Gemisch oder eine Schicht gebildet wird und vor der Vorrichtung (2) zum Erkennen der Fremdstoffe, die über eine Öffnung (3) des Kanals (1) ausgeworfen werden, vorbeiläuft.
Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sortiermaschine von dem Typ ist, bei der das Ablaufen des Materials durch Anwenden einer mechanischen Transportvorrichtung der Materialschicht erfolgt, in der das Material als Schicht auf einem mechanischen Mittel, wie zum Beispiel einer Ausbreittrommel oder auf einem Förderband transportiert wird.
Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sortiermaschine von dem Typ ist, bei dem das Ablaufen des Materials in Form eines Luft-Faser-Gemisches oder einer Schicht durch Schwerkraft in einem senkrechten Transportkanal, am Ausgang eines Sammelmittels der Fasern, wie zum Beispiel einem Bunker oder dergleichen, erfolgt.
Maschine nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Erkennen, bestehend aus der Kombination von Mitteln (4) zum optischen Erkennen und Mitteln (5) zum Erkennen mit Ultraschall quer zum Materialstrom angeordnet sind, mit der Ausbreittrommel oder dem Förderband zusammenarbeiten, die aus einem Werkstoff bestehen, der Ultraschall absorbiert, und einen Befehl zum Eliminieren der Fremdstoffe an pneumatische Mittel übermitteln, die Düsenform haben, die unter dem Band oder in der Trommel angeordnet sind, welche perforiert sind und die Passage der Antriebsluft der Fremdstoffe zu einer entsprechenden Empfangsvorrichtung erlauben, die sich gegenüber diesen Düsen befindet.
Maschine nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwerkrafttransport des Luft-Faser-Gemisches oder der Schicht am Ausgang eines Sammelmittels von Fasern, wie zum Beispiel einem Bunker oder ähnlichem, über einen senkrechten Transportkanal erfolgt, in den das zu sortierende Material durch sein eigenes Gewicht fällt und ein Luft-Faser-Gemisch oder eine Schicht bildet und vor einer Vorrichtung (2) zum Erkennen der Fremdstoffe, die über eine Öffnung (3) des Kanals ausgeworfen werden, vorbeifährt.
Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (4) zum optischen Erkennen aus Lichtrampen bestehen, die einen Lichtstrahl in Richtung des Materialstroms, der den Kanal (1) durchquert, oder der mechanisch oder durch Schwerkraft in einem senkrechten Kanal transportiert wird, senden und die mit Empfangszellen zusammenwirken, die Kontraste analysieren, die im Laufe der Passage der Lichtstrahlen erscheinen, welche das transportierte Material durchqueren oder von den Fremdstoffen reflektiert werden.
Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (5) zum Erkennen mit Ultraschall aus mindestens einer Einheit Sender (5') – Absorbierer (5'') – Empfänger (5''') von Ultraschallwellen bestehen, die zu beiden Seiten des pneumatischen Transportkanals (1), des senkrechten Schwerkrafttransportkanals oder parallel zur mechanischen Transportvorrichtung der Materialschicht quer zum Strom letzterer und gegenüber dieser Transportvorrichtung in Bezug auf den Materialstrom angeordnet sind.
Maschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Sender (5') Wellen mit einer Länge von weniger als 1 cm sendet und mit Frequenzen arbeitet, die zwischen 50 kHz und 200 kHz liegen.
Maschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Sender (5') des Mittels (5) zum Erkennen mit Ultraschall die Form eines länglichen Elements mit geringer Stärke hat und der Empfänger (5''') aus einer großen Anzahl einzelner Zellen mit kleinen Maßen besteht und seine Gesamtbreite in etwa der des länglichen Elements, das den Sender (5') bildet, entspricht.
Maschine nach Anspruch 8 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Bandbreite in jeder einzelnen Zelle, die den Empfänger (5''') bildet, mindestens 4 kHz beträgt.
Maschine nach Anspruch 8 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Sender (5') eine Breite aufweist, die der des pneumatischen Transportkanals (1) entspricht oder der der mechanischen Transportvorrichtung oder der Tiefe des senkrechten Schwerkrafttransportkanals, während die einzelnen Zellen, die den Empfänger (5''') bilden, eine Empfangsoberfläche in der Größenordnung von maximal 1 cm² aufweisen und neben einander ohne Abstand ebenfalls über die ganze Breite des pneumatischen Transportkanals (1), des senkrechten Schwerkrafttransportkanals oder der mechanischen Transportvorrichtung angeordnet sind.
Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Extraktionsmittel (6) die Form einer Düsenrampe hat, die sich über die ganze Breite des pneumatischen Transportkanals (1), des senkrechten Schwerkrafttransportkanals oder der mechanischen Transportvorrichtung gegenüber der Öffnung (3) zum Eliminieren der Fremdstoffe erstreckt, wobei diese Düsen einzeln durch das EDV-Steuermittel in Abhängigkeit von den Signalen betätigt werden können, die von den optischen Detektoren der Mittel (4) oder von den einzelnen Zellen der Ultraschallempfänger (5''') gesendet werden.