EP0285602B1 - Verfahren und Vorrichtung zum Erkennen und Entfernen von Fremdstoffen aus Rohbaumwolle - Google Patents

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EP0285602B1
EP0285602B1 EP19880890070 EP88890070A EP0285602B1 EP 0285602 B1 EP0285602 B1 EP 0285602B1 EP 19880890070 EP19880890070 EP 19880890070 EP 88890070 A EP88890070 A EP 88890070A EP 0285602 B1 EP0285602 B1 EP 0285602B1
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EP
European Patent Office
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foreign
fibrous material
density
breaking
raw cotton
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP19880890070
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English (en)
French (fr)
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EP0285602A1 (de
Inventor
Georg Dipl.-Ing. Rieger
Leo Dipl.-Ing. Riedlmayer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Oesterreichisches Forschungszentrum Seibersdorf GmbH
Original Assignee
Oesterreichisches Forschungszentrum Seibersdorf GmbH
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Publication date
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01G—PRELIMINARY TREATMENT OF FIBRES, e.g. FOR SPINNING
    • D01G23/00—Feeding fibres to machines; Conveying fibres between machines
    • D01G23/02—Hoppers; Delivery shoots
    • D01G23/04—Hoppers; Delivery shoots with means for controlling the feed
    • D01G23/045—Hoppers; Delivery shoots with means for controlling the feed by successive weighing; Weighing hoppers
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01B—MECHANICAL TREATMENT OF NATURAL FIBROUS OR FILAMENTARY MATERIAL TO OBTAIN FIBRES OF FILAMENTS, e.g. FOR SPINNING
    • D01B3/00—Mechanical removal of impurities from animal fibres
    • D01B3/02—De-burring machines or apparatus
    • D01B3/025—Removing pieces of metal
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01G—PRELIMINARY TREATMENT OF FIBRES, e.g. FOR SPINNING
    • D01G31/00—Warning or safety devices, e.g. automatic fault detectors, stop motions
    • D01G31/003—Detection and removal of impurities

Definitions

  • the invention relates to a method according to the preamble of claim 1 and a device according to the preamble of claim 9.
  • the aim of the invention is to remove foreign fibers from the raw cotton.
  • Foreign fibers can get into the raw cotton through improper removal of the packaging or when picking and collecting the cotton as well as when emptying the bags in the collection point or ginning plant, e.g. the cords with which the sack was tied were cut open, fell onto the floor and with the spilled cotton into the ginn.
  • a method of the kind referred to is characterized in that which is to foreign substances to be examined fiber material before irradiation to a flock weight of 10- 1 to 10- 3 g / flake, preferably g to about 2x1 0- 2 / flake, fanned and that X-rays with an acceleration voltage of 5-30 kV, preferably 8-20 kV, in particular 10 kV, are used for radiation.
  • An inventive device of the type mentioned is characterized in that the X-ray system at a location in Aufscht manungsprozeß is preferably in a calming section, installed at the Aufschmonyungsgrad the flakes a flock weight of 10- 1 to 1 0-3g, preferably 2x10 2 g, shows that the X-ray system can be operated with an acceleration voltage of 5-30 kV, preferably 8-20 kV, in particular 10 kV, and that from the foreign body detector, a foreign body detector that removes the foreign matter from the fiber material, preferably at the end of the calming section arranged removal device is controlled.
  • the X-ray device and the associated image recognition device are arranged in order after the processing device for fibers, in particular raw cotton, for example in the course of a cleaner, at a point at which the preferably continuously moved, partially disintegrated fiber, in particular raw cotton, starting from an initial flake weight in one Standard bale is loosened to the flake weight given above
  • the removal device for the foreign fibers can be controlled by the image recognition device.
  • Standard X-ray fluoroscopy devices with high acceleration voltages cannot be used because, as has been established, the foreign fibers to be removed can only be used when a signal is used X-ray tube with an acceleration voltage of approx. 10 kV. An X-ray tube was therefore used, which works with acceleration voltages of 8 - 12 kV.
  • the image of the foreign fibers in the cotton produced in this way provided sufficient contrast to generate a signal with conventionally available image conversion or image scanning systems, which can trigger an elimination mechanism if a certain size of an imaged foreign substance is exceeded.
  • This signal obtained in this way is used (with a time delay and synchronously with the feed speed of the raw cotton) to remove that part of the raw cotton in which the foreign fiber is located, e.g.
  • the disintegration or cleaning process of raw cotton is shown purely schematically in a partial section of a total digestion section.
  • the raw cotton of delivered bales is processed or removed and loosened in the course of the removal.
  • the usual bales of raw cotton have a weight of about 480 pounds and a volume of a little less than 1 m 3 .
  • This partially loosened cotton may already have preferably 2x10 2 g / flake a flock weight of about 10- 1 to 10- 3 g / flake.
  • the raw cotton is fed via a roller 24 and a fan roller 4, in which further loosening or disintegration takes place, to a calming section 18, in which, for example, seeds, stones or the like. Impurities are excreted.
  • 7 schematically denotes a cleaning device in the calming section 18.
  • the loosened cotton fed to this calming section 18 via a loading shaft 5 and a light barrier 6 is fed at the end of the section via a feed table 8, pressure rollers 9 and feed rollers 10 to a sawtooth roller 11 or separating knives 12 or carding segments 13 which further clean and break up the cotton .
  • the cotton is discharged via the shaft 25, while contaminants are discharged via the shaft 26.
  • a density measuring device which is advantageously an X-ray tube fed by a voltage source 21 or an X-ray transmission device, the optionally fanned beams of which are from a sensor system or an image recording device 14, e.g. Semiconductor image recorders are supplied, which is assigned a processor system or an image evaluation device which, depending on a specific predetermined resolution, emits a trigger signal if the measured density values allow conclusions to be drawn about foreign fibers that exceed a specific dimension.
  • a trigger signal is sent via a line 23 to a distance device 17, e.g. a compressed air nozzle, which is thus controlled by the image recording device 14.
  • the removal device 17 is actuated synchronously as a function of time, taking into account the flow velocity of the cotton. If it is a compressed air nozzle, the cotton and the foreign fibers are blown out through a flap 22 into a collecting container 16. From the collection container 16, the raw cotton and the foreign fibers that have been separated out can be further sorted. Instead of a compressed air nozzle for separating contaminated cotton components, an automatically controlled gripper could also be provided.
  • the detection device according to the invention must be arranged in a region of the raw cotton being conveyed, in which the cotton has been loosened to a theoretical flake weight of 10- 1 to 10- 3 g / flake, preferably 2x1 0- 2 g / flake. It should be noted that the finally loosened, cleaned and digested cotton has a theoretical flake weight, which carries about 5x1 0-7 g / flake.
  • the device according to the invention could, for example, already be arranged immediately after the bale cutter, since such devices can already flocculate the cotton in such a way that that this flake weight range specified according to the invention is reached. If, for example, instead of a bale cutter 19, another raw cotton feed device is provided in order to feed the raw cotton to the cleaning train, the device according to the invention is arranged at a different location at which the desired flake weight reduction is present, for example only after one or more cleaning stages.
  • the selection of the voltage of the X-ray tube was also important, since a voltage that is too low or too high does not result in a usable signal and only through the mutual coordination of the X-ray voltage and the degree of volume flocculation can be obtained recognizable and evaluable evaluation signals indicating foreign fibers.
  • Plastic fibers and plastic cords can be optimally separated with the device according to the invention or with the method according to the invention. It is essential for the method that the path irradiated by the X-ray beam, i.e. the space through which the cotton flakes flow has a dimension (a) which is approximately 3-15 cm in size, preferably approximately 9 cm. Rectangular channels or round channels with the above dimensions could be used as the radiation depth or radiation diameter. It is important that the loosened fiber flakes are tight at the measuring location or without gaps in order to ensure an essentially constant output level for the density measurement. With the flake weight provided according to the invention, this is achieved with the specified dimensions of the measuring path depth.
  • theoretical calculations for the optimal layer thickness of the material to be irradiated resulted in a layer thickness or penetration depth of approx. 10 cm.
  • the signal-to-noise ratio should be as high as possible (approx. 2: 1). It follows from this that the layer to be penetrated by the rays may not contain more mass of raw fiber material than the mass of the foreign body to be searched for. This means that the smaller the dimension of the foreign fiber to be determined, the thinner the layer of the loosened material must be.
  • the layer thickness may be approximately 8 cm under the mentioned boundary conditions of the signal strength.
  • the width of a search device should not exceed a value of approx. 1 m, e.g. conventional cleaner trains that have this width can be used for installation.
  • sensor elements are used in a one-line or multi-line arrangement, the preferably square or circular dimension of which is in the order of the minimum dimension of the weakest foreign fiber to be detected, the signals corresponding to the density fluctuations being fed to an electronic evaluation system.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Preliminary Treatment Of Fibers (AREA)

Description

  • Die Erfindung berifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 9.
  • Ziel der Erfindung ist es, Fremdfasern aus der Rohbaumwolle zu entfernen. Fremdfasern können in die Rohbaumwolle gelangen durch unsachgemäße Entfernung der Emballagen bzw. beim Pflücken und Sammeln der Baumwolle sowie beim Entleeren der Säcke in der Sammelstelle oder Ginnerei, wo z.B. die Schnüre, mit denen der Sack zugebunden war, aufgeschnitten wurden, auf den Boden und mit der ausgeschütteten Baumwolle in die Ginn fallen. Wesentlich für die nachfolgenden Betrachtungen ist die Tatsache, daß in den modernen Baumwollspinnereien in der Mischung mit automatischer Abtragung oder Abfräsung ohne Aufsichtspersonal vollautomatisch gearbeitet wird. Deshalb ist es auch illusorisch darüber nachzudenken, ob man sichtbar werdende Fremdkörper manuell entfernen könnte. Im weiteren Verarbeitungsprozeß verursachen derartige Fremdfasern jedoch essentielle Schäden im Fertiggewerbe. Ebenso steigt die Fadenbruchhäufigkeit in der Spinnerei durch derartige Fremdfaseranteile. Spinntechnisch existieren keine Möglichkeiten einer sicheren Ausscheidung, dadurch wirken sich diese Verunreinigungen besonders negativ auf den Rotorspinnprozeß und die Garnqualität aus. Ihr Anteil an den Gesamtfadenbrüchen kann durchaus 80% erreichen. Die großen Probleme verursachen immer wieder die Fremdfaserverunreinigungen der Baumwolle in den reinen Baumwoll-und Baumwollmischgarnsortimenten. Da es kein geeignetes Prüfgerät gibt, mit dem permanente Produktions- überprüfungen im Vorwerk hinsichtlich des Erfassens von Fremdfasern möglich sind, entstehen durch diese Verunreinigungen beträchtliche Schäden.
  • Die bisherige Methode der Rohstoffüberprüfung beschränkte sich auf eine Überprüfung der Beschädigung der Emballage bzw. auf Emballageverunreinigungen sowie auf Fremdstoffe bzw. -teile innerhalb der Ballen. Da die meisten Emballagen beschädigt und zum Teil Reste in die Ballen eingedrückt sind, wurde eine bessere Entfernung der erkennbaren, äußerlichen Ballenverunreinigungen erforderlich. Derartige Einrichtung zum Erkennen von Fremdstoffen in Ballen sind z.B. aus der FR-A2,571.502 bekannt. Abgesehen, daß dabei ein händisch vorzunehmender Reinigungsaufwand von zusätzlich 5 bis 10 Minuten pro Ballen erforderlich wird, können mit derartigen Fremdstoffenerkennungssystemen nur große Gegenstände erkannt werden bzw. ausgeschieden werden; kleinere Verunreinigungen, die jedoch in wesentlich größerer Anzahl vorliegen, können nicht erkannt werden und stören den Betrieb der Anlage. Aus oben angeführten Gründen geht hervor, wie wichtig automatisierte Fremdfasererkennungssysteme und Entfernungssystem für die Baumwollspinnereien sind.
  • Im Rahmen des Aufschließungsprozesses der Rohbaumwolle sollte für Messungen jener Ort gewählt werden, an dem zwar die Baumwolle schon relativ gut aufgeschlossen ist, jedoch die Fremdfaser noch nicht in ihre Einzelfaser zerlegt ist. Direkt nach dem Ballenöffnen finden sich noch große Anteile anorganischer Fehlsubstanzen sowie Schalen, Gräser, Baumwohllsamen etc. in der Rohbaumwolle. Diese Fremdteilchen können jedoch mit konventionellen Reinigerzügen problemlos eliminiert werden. Je später daher ein Erkennungssystem eingesetzt wird, desto weniger Fehlauslösungen erfolgen aufgrund der genannten leicht entfernbaren Fremdstoffe. Diese Forderung widerspricht jedoch der ersten Forderung nach einem möglichst geringen Aufschließungsgrad, um die Fremdfasern unzerlegt vorliegen zu haben.
  • Erfindungsgemäß ist ein Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gekennzeichnet, daß das auf Fremdstoffe zu untersuchende Fasermaterial vor der Durchstrahlung auf ein Flockengewicht von 10-1 bis 10-3g/Flocke, vorzugsweise auf ca. 2x1 0-2g/Flocke, aufgelockert wird und daß Röntgenstrahlung mit einer Beschleunigungsspannung von 5-30kV, vorzugsweise 8-20 kV, insbesondere 10 kV, zur Durchstrahlung eingesetzt wird.
  • Eine erfindungsgemäße Vorrichtung der eingangs genannten Art ist dadurch gekennzeichnet, daß die Röntgenanlage an einer Stelle im Aufschtießungsprozeß, vorzugsweise in einer Beruhigungsstrecke, installiert ist, an der der Aufschließungsgrad der Flocken ein Flockengewicht von 10-1 bis 1 0-3g, vorzugsweise 2x10-2g, ergibt, daß die Röntgenanlage mit einer Beschleunigungsspannung von 5-30 kV, vorzugsweise 8-20 kV, insbesondere 10 kV, betreibbar ist, und daß von dem Fremdkörpersuchgerät eine die Fremdkörper dem Fasermaterial entnehmende, dem Fremdkörpersuchgerät nachgeordnete, vorzugsweise am Ende der Beruhigungsstrecke angeordnete Entfernungseinrichtung gesteuert ist. Dabei sind die Röntgeneinrichtung und die ihrzugeordnete Bilderkennungseinrichtung in order nach der Aufbereitungseinrichtung für Fasern, insbesondere Rohbaumwolle, z.B. im Verlauf eines Reinigers, an einer Stelle angeordnet, an der die vorzugsweise kontinuierlich weiterbewegte, teilweise aufgeschlossene Faser, insbesondere Rohbaumwolle, ausgehend von einem Anfangsflockengewicht in einem Normballen auf das oben angegebene Flockengewicht aufgelockert ist. Die Entfernungseinrichtung für die Fremdfasern ist von der Bilderkennungseinrichtung steuerbar.
  • Serienmäßige Röntgendurchleuchtungsgeräte mit hohen Beschleunigungsspannungen sind nicht einsetzbar, da wie festgestellt wurde, die zu entfernenden Fremdfasern ein verwertbares Signal nur bei Einsatz einer Röntgenröhre mit einer Beschleunigungsspannung von ca. 10 kV ergeben. Es wurde daher auf eine Röntgenröhre zurückgegriffen, die mit Beschleunigungsspannungen von 8 - 12 kV arbeitet. Das derart erzeugte Bild der Fremdfasern in der Baumwolle ergab genügend Kontrast, um mit konventionell erhältlichen Bildwandlungs- bzw. Bildabtastsystemen ein Signal zu generieren, das bei Überschreitung einer bestimmten Größe eines abgebildeten Fremdstoffes einen Ausscheidungsmechanismus auslössen kann. Dieses so gewonnenene Signal wird (zeitverzögert synchron laufend mit der Vorschubgeschwindigkeit der Rohbaumwolle) dazu verwendet, um jenen Teil der Rohbaumwolle, in dem sich die Fremdfaser befindet, zu entfernen, z.B. mit einem Preßluftstrom,der quer zur Fortbewegungsrichtung der Rohbaumwolle über ein Preßluftventil aktiviert wird, und in einen bereitstehenden Sammelbehälter "herauszuschießen". Um nicht allzuviele Verluste an Baumwolle in Kauf nehmen zu müssen bzw. bei eventuellen Fehlauslösungen aufgrund von Steinchen oder organischen Materialien wird der Inhalt jenes Behälters z.B. händisch nachsortiert. Auf diese Art konnten Fremdfasern hinab bis in eine Größenordnung von 18 mg entfernt werden. Dies enspricht z.B. einer PVC-Schnur mit einer Länge von ca. 3 cm und einem Durchmesser von ca. 2,5 mm, die aus Einzelfäden aufgebaut ist.
  • Bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den Unteransprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung näher verdeutlicht.
  • Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.
  • In der Zeichnung wird der Aufschließungs- bzw. Reinigungsprozeß von Rohbaumwolle rein schematisch in einer Teilstrecke einer Gesamtaufschliessungsstrecke dargestellt. Von einem schematisch angedeuteten Ballenfräser 19 oder einer ähnlichen Einrichtung wird die Rohbaumwolle von angelieferten Preßballen abgearbeitet bzw. diesen entnommen und im Zuge der Abnahme aufgelockert. Die üblichen Ballen von Rohbaumwolle besitzen ein Gewicht von etwa 480 Pfund und ein Volumen von etwas weniger als 1 m3. Diese teilweise aufgelockerte Baumwolle kann bereits ein Flockengewicht von etwa 10-1 bis 10-3 g/Flocke, vorzugsweise 2x10-2 g/Flocke besitzen. Mit einem von einem Ventilator 2 erzeugten Luftförderstrom wird die Rohbaumwolle über eine Walze 24 und eine Fächerwalze 4, in welcher allenfalls eine weitere Auflockerung bzw. Aufschließung erfolgt, einer Beruhigungsstrecke 18 zugeführt, in der z.B. Samenkörner, Steinchen od.dgl. Verunreinigungen ausgeschieden werden. Mit 7 ist schematisch eine Reinigungsvorrichtung in der Beruhigungsstrecke 18 bezeichnet. Die dieser Beruhigungsstrecke 18 über einen Beschickungsschacht 5 und eine Lichtschranke 6 zugeführte aufgelockerte Baumwolle wird am Ende der Strecke über einen Zufuhrtisch 8, Druckwalzen 9 und Zufuhrwalzen 10 einer Sägezahnwalze 11 bzw. Ausscheidemessern 12 bzw. Kardiersegmenten 13 zugeführt, welche die Baumwolle weiter reinigen und aufschließen. Über den Schacht 25 wird die Baumwolle abgeführt, während Verunreinigungen über den Schacht 26 ausgetragen werden.
  • Mit 15 ist eine Dichtemeßeinrichtung bezeichnet, die vorteilhafterweise eine von einer Spannungsquelle 21 gespeiste Röntgenröhre bzw. ein Röntgendurchstrahlgerät ist, dessen gegebenenfalls gefächerte Strahlen einer Sensorik bzw. einer Bildaufnahmeeinrichtung 14, z.B. Halbleiterbildaufnehmer, zugeführt sind, der ein Prozessorsystem bzw. eine Bildauswerteeinrichtung zugeordnet ist, das bzw. die in Abhängigkeit von einer bestimmten vorgegebenen Auflösung ein Auslösesignal abgibt, wenn die gemessenen Dichtewerte Rückschlüsse auf Fremdfasern zulassen, die eine bestimmte Dimension überschreiten. Ein derartiges Auslösesignal wird über eine Leitung 23 einer der Röntgeneinrichtung 15 im wesentlichen in geringem Abstand nachgeordneten Entfernungseinrichtung 17, z.B. einer Preßluftdüse, zugeführt, die somit von der Bildaufnahmeeinrichtung 14 gesteuert wird. Stellt die Bildaufnahmeeinrichtung 14 Fremdfasern fest, so wird zeitabhängig synchron unter Berücksichtigung der Durchströmgeschwindigkeit der Baumwolle die Entfernungseinrichtung 17 betätigt. Wenn es sich um eine Preßluftdüse handelt, werden die Baumwolle und die Fremdfasern durch eine Klappe 22 in einen Sammelbehälter 16 ausgeblasen. Aus dem Sammelbehälter 16 können die ausgeschiedene Rohbaumwolle und die Fremdfasern noch einer Nachsortierung zugeführt werden. Anstelle einer Preßluftdüse zur Ausscheidung von verunreinigten Baumwollanteilen könnte auch ein automatisch gesteuerter Greifer vorgesehen sein.
  • Zu bemerken ist, daß aufgrund der eingangs genannten einander entgegenstehenden Verfahrenskriterien, nämlich daß einerseits zur Ausscheidung von Fremdstoffen die Baumwolle weitgehend aufgeschlossen sein soll, aber anderseits ein weitgehender Aufschluß eine Erkennung und Entfernung von Fremdfasern, die bei weiterem Aufschluß immer mehr zerfasert werden, verschlechtert, ein Kompromiß zu treffen war. Demzufolge muß die erfindungsgemäße Erkennungsvorrichtung in einem Bereich der geförderten Rohbaumwolle angeordnet werdem, in welchem die Baumwolle auf ein theoretisches Flockengewicht von 10-1 bis 10-3 g/Flocke, vorzugsweise 2x1 0-2 g/Flocke augelockert worden ist. Zu bemerken ist, daß die endgültig aufgelockerte, gereinigte und aufgeschlossene Baumwolle ein theoretisches Flokkengewicht aufweist, das etwa 5x1 0-7 g/Flocke trägt.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung könnte, wenn diese Bedingung erfüllt ist, z.B. bereits unmittelbar nach dem Ballenfräser angeordnet werden, da derartige Geräte die Baumwolle bereits derart aufflocken können, daß dieser erfindungsgemäß angegebene Flockengewichtsbereich erreicht wird. Wenn z.B. anstelle eines Ballenfräsers 19 eine andere Rohbaumwollzuführeinrichtung vorgesehen wird, um die Rohbaumwolle dem Reinigungszuge zuzuführen, so wird die erfindungsgemäße Einrichtung an einer anderen Stelle angeordnet, an der die gewünschte Flockengewichtsverringerung vorliegt, z.B. erst nach einer oder mehreren Reinigungsstufen. Wesentlich warauch die Auswahl der Spannung der Röntgenröhre, da eine zu tiefe oder zu hohe Spannung kein verwertbares Signal ergibt und nur durch die gegenseitige Abstimmung der Röntgenspannung und dem Grad der Volumsaufflockung erkennbare und auswertbare fremdfaseranzeigende Auswertsignale erhalten werden können.
  • Mit der erfindungsgemäßen Einrichtung bzw. mit dem erfindungsgemässen Verfahren sind Kunststoffasern und Kunststoffschnüre optimal abzuscheiden. Für das Verfahren ist es wesentlich, daß die mit dem Röntgenstrahl durchstrahlte Strecke, d.h. der von den Baumwollflocken durchströmte Raum, eine Abmessung (a) besitzt, die in der Größe von ca. 3-15 cm, vorzugsweise bei etwa 9 cm liegt. Es könnten rechteckige Kanäle bzw. runde Kanäle mit den obigen Abmessungen als Durchstrahlungstiefe bzw. Durchstrahlungsdurchmesser eingesetzt werden. Wichtig ist, daß die aufgelockerten Faserflocken am Meßort dicht bzw. ohne Zwischenräume vorliegen, um für die Dichtemessung einen im wesentlichen konstanten Ausgangspegel zu gewährleisten. Bei dem erfindungsgemäß vorgesehen Flokkengewicht wird dies bei den angegebenen Abmessungen der Meßstreckentiefe erreicht.
  • Theoretische Berechnungen für die optimale Schichtdicke des zu durchstrahlenden Materials ergaben eine Schichtdicke bzw. Durchstrahltiefe von ca. 10 cm. Um eine durch preisgünstige Bildverarbeitungssysteme erfaßbare Dichteschwankung zu erhalten, sollte das Signal-Rauschverhältnis möglichst hoch liegen (ca. 2:1). Daraus ergibt sich, daß die von den Strahlen zu durchdringende Schichte nicht mehr Masse aufgeschlossenes Rohfasermaterial enthalten darf, als die Masse des zu suchenden Fremdkörpers beträgt. Daraus ergibt sich, je kleiner eine Abmessung der festzustellenden Fremdfaser ist, desto dünner muß auch die Schicht des aufgelockerten Materials sein.
  • Aus Erfahrung, durch bisheriges händisches Aussortieren in Textilbetrieben ist bekannt, daß ca. 80 % der zu entfernenden Framdfasern einen Durchmesser von ca. 2,5 mm haben. Bei einer Fremdfaser aus Kunststoff ließ sich daher errechnen, daß die Schichtdicke unter den genannten Randbedingungen der Signalstärke von ca. 8 cm sein darf.
  • Je dünner die Fasern am Durchstrahlungsmeßgerät vorbeigeführt worden sind bzw. je geringer die Durchstrahlungstiefe ist, desto dünner können auch die Fremdfasern sein, die noch erkannt werden. Dies bedeutet jedoch, bei gleichbleibendem Durchsatz von Rohfasermaterial, durch einen Reinigerzug, eine Verbreiterung des notwendigen Kanals bzw. eine Zunahme der Geschwindigkeit mit der das Bilderkennungssystem arbeiten muß.
  • Aus konstruktiven Gründen sollte die Breite eines Suchgerätes einen Wert von ca. 1 m nicht überschreiten, um z.B. herkömmliche Reinigerzüge, die diese Breite haben, für den Einbau verwenden zu können.
  • Aus obigem geht hervor, daß zwar theoretisch auch dünnste Fremdfasern entdeckt werden könnten, z.B. durch Reduktion des Mengendurchsatzes durch eine Reinigungseinheit, wirtschaftlich jedoch ein Optimum einer Kanal breite von 5-10 cm gewählt werden sollte.
  • Vorteilhaft ist es, wenn zur Feststellung lokal abgrenzbarer Dichteerhöhung infolge Fremdfasern, z.B. Kunststoffschnüren, Sensorelemente in einzeiliger bzw. mehrzeiliger Anordnung verwendet werden, deren vorzugsweise quadratische oder kreisrunde Abmessung in der Größenordnung der minimalen Abmessung der schwächsten zu erkennenden Fremdfaser liegt, wobei die den Dichtschwankungen entsprechenden Signale einem elektronischen Auswertesystem zugeführt werden.

Claims (14)

1. Verfahren zum Erkennen und Entfernen von Fremdstoffen aus Fasermaterial, insbesondere aus Rohbaumwolle, bei dem das Fasermaterial vorteilhafterweise kontinuierlich einer Elektronenstrahl- oder Röntgendurchstrahldichtemeßanlage zugeführt und kontinuierlich auf Dichteschwankungen untersucht wird und gegenüber Umgebungsdichte festgestellte und deutlich lokal abgegrenzte Dichteerhöhungen als, z.B. Kunststoffschnüre enthaltende, Fremdfaserbereiche definiert und daß derartige Bereiche aus dem Fasermaterial entfernt werden, dadurch gekennzeichnet, daß das auf Fremdstoffe zu untersuchende Fasermaterial vor der Durchstrahlung auf ein Flockengewicht von 10-1 bis 10-3g/Flocke, vorzugsweise auf ca. 2x10-2g/Flocke, aufgelockert wird und daß Röntgenstrahlung mit einer Beschleunigungsspannung von 5-30kV, vorzugsweise 8-20 kV, insbesondere 10 kV, zur Durchstrahlung eingesetzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflockerung des Fasermaterials auf ein Flockengewicht von 10-1 bis 10-3g, vorzugsweise 2x10-Zg, im Zuge und durch entsprechende Regelung des Abtragungsvorganges für das Fasermaterial von einem Rohfaserballen, z.B. mittels einer Ballenfräse, erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die den Dichteschwankungen entsprechenden Signale einem elektronischen Auswertesystem zugeführt werden und daß, gesteuert durch das Auswertesystem, die vom Auswertesystem definierten Fremdfaserbereiche, vorzugsweise zeitverzögert und synchron mit der Vorschubbewegung, aus dem teilweise aufgeschlossenen bzw. aufgelockerten Rohfasermaterial, insbesondere der Rohbaumwolle, z.B. durch Herausschießen mit einem Preßluftstrom, Greiferentnahme od.dgl., entfernt werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtemessung an einer Transportstrecke, z.B. einer Luftförderstrecke oder einem Förderband, an jener Stelle vorgenommen wird, an der die einzelnen, gegebenenfalls diskontinuierlich anfallenden Flocken derart aufgestaut bzw. geführt werden, daß dazwischenliegende Hohlräume eliminiert werden und ein weitgehend kontinuierlicher Materialfluß mit homogener Flächendichte entsteht.
5. Vorrichtung zum Aufschließen von Fasermaterial sowie zum Erkennen und Entfernen von Fremdstoffen aus Fasermaterial, insbesondere Rohbaumwolle, mit einer Aufschließungseinrichtung, der das von Emballagen befreite Fasermaterial zugeführt ist, mit einem berührungslos arbeitenden, den Förderweg des Fasermaterials während der Aufschließung überwachenden Fremdkörpersuchgerät (14,15) insbesondere zum Aufsuchen von Fremdfasern, wobei das Fremdkörpersuchgerät (15,14) als Durchstrahlungs-Dichtemeßgerät mit einer Elektronenstrahl- oder Röntgenanlage ausgebildet ist, zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Röntgenanlage an einer Stelle im Aufschließungsprozeß, vorzugsweise in einer Beruhigungsstrecke (18), installiert ist, an der der Aufschließungsgrad der Flokken ein Flockengewicht von 10-lbis 10-3g, vorzugsweise 2x10-2g, ergibt, daß die Röntgenanlage mit einer Beschleunigungsspannung von 5-30 kV, vorzugsweise 8-20 kV, insbesondere 10 kV, betreibbar ist, und daß von dem Fremdkörpersuchgerät (14,15) eine die Fremdkörper dem Fasermaterial entnehmende, dem Fremdkörpersuchgerät (14,15) nachgeordnete, vorzugsweise am Ende der Beruhigungsstrecke (18) angeordnete Entfernungseinrichtung (17) gesteuert ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchstrahlungs-Dichtemeßvorrichtung ein oder mehrere röntgen- bzw. elektronenstrahlungsempfindliche(s) Sensorelement(e), gegebenenfalls in ein- oder mehrzeiliger Anordnung, vorteilhafterweise senkrecht zur Transportrichtung angeordnet, enthält, deren Auflösungsvermögen der minimalen Abmessung des schwächsten zu erkennen gewünschten Fremdkörpers entspricht.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren zur Eliminierung der Kontrastverschlechterung durch Streueffekte hinter einer Blende, vorteilhafterweise in der Gehäuseabschirmung zurückgezogen, angebracht sind.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß den Sensorelementen ein elektronisches Auswertesystem (14), vorteilhafterweise ein Bildauswertesystem, nachgeschaltet ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Auswertesystem (14) mit der Entfernungsvorrichtung (17,22) gekoppelt ist und die Entfernungsvorrichtung (17,22) vom Auswertesystem (14) gesteuert ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Entfernungsvorrichtung (17,22) aus einem Preßluftsystem oder einem Greifer besteht.
11. Vorrichtung nach einem derAnsprüche 4 bis 10, dadurch gegekennzeichnet, daß das Auswertesystem eine Schwellwerteinheit mit gegebenenfalls einstellbaren Schwellen für die von den Sensoren einlangenden, durch Fremdkörper erzeugte Dichtemeßsignale umfaßt, die gegebenenfalls anzeigbar sind.
12. Vorrichtung nach einem derAnsprüche4 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß für die Bestimmung der jeweiligen Dichteänderung des sich an an der Durchstrahlungseinrichtung vorbeibewegenden Fasermaterials eine Rechenschaltung an die Durchstrahlungseinrichtung angeschlossen ist und daß die Rechenschaltung zur Betätigung der Entfernungseinrichtung mit dieser verbunden ist.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtemeßanlage an einer Beruhigungsstrecke zwischen einer Ballenabtrageeinrichtung für die Rohbaumwolle, z.B. einem Ballenfräser, und der nächstfolgenden Aufschlußeinrichtung, z.B. einer Kardier- und Ausscheidemessereinrichtung, angeordnet ist.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Entfernungseinrichtung ein Sammelbehälter für ausgeschiedene Fremdfasern und Rohbaumwolle zugeordnet ist, der Teil einer Nachsortierung ist.
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