EP1233086A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Erkennen und Ausscheiden von Fremdstoffen in Fasermaterial, insbesondere in Rohbaumwolle - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Erkennen und Ausscheiden von Fremdstoffen in Fasermaterial, insbesondere in Rohbaumwolle Download PDF

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EP1233086A1
EP1233086A1 EP01810153A EP01810153A EP1233086A1 EP 1233086 A1 EP1233086 A1 EP 1233086A1 EP 01810153 A EP01810153 A EP 01810153A EP 01810153 A EP01810153 A EP 01810153A EP 1233086 A1 EP1233086 A1 EP 1233086A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
fiber material
fiber
separation
sensor
foreign substances
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP01810153A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Andreas Meyenhofer
Walter Kiechl
Jürg Faas
Götz Theodor Dr. Gresser
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Maschinenfabrik Rieter AG
Jossi Holding AG
Original Assignee
Maschinenfabrik Rieter AG
Jossi Holding AG
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Publication date
Application filed by Maschinenfabrik Rieter AG, Jossi Holding AG filed Critical Maschinenfabrik Rieter AG
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Priority to EP02722061A priority patent/EP1360352A1/de
Priority to PCT/EP2002/001395 priority patent/WO2002066718A1/de
Priority to DE50213163T priority patent/DE50213163D1/de
Priority to EP08154583A priority patent/EP1959039A3/de
Priority to EP02711730.8A priority patent/EP1360351B2/de
Priority to PCT/CH2002/000095 priority patent/WO2002066717A1/de
Priority to CNB028083164A priority patent/CN100507103C/zh
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Withdrawn legal-status Critical Current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
    • 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 and an apparatus for Detection and removal of foreign substances in fiber material, in particular in raw cotton, according to the preamble of the claims 1 and 11.
  • the term "foreign substances” in particular Fabrics, cords, foils and fibers that are not in the yarn specified fiber material (e.g. polypropylene fibers understood in the material for the production of cotton fibers).
  • such substances are also to be understood as which is ordinary in connection with vegetable fibers belong to the plant, but which in the subsequent processing the fibers are undesirable, e.g. Trash parts, nits, Seeds etc.
  • WO 96/35831 a comparable type is used Device proposed several sensor arrangements in succession use that react to different parameters, in addition to the line scan camera, for example a sensor that works in the near infrared range. In order to should be achieved that on the subsequent separation device substances can also be excreted which are due to their nature or due to their location in the fiber stream a detection signal only for one of the two detection parameters trigger.
  • DE-A 195 16 569 is also a genre comparable Device has become known in which not only two sensor arrangements reacting to different detection parameters are provided, but also two different separation devices. This is followed by a detector plate for detection of metal parts an optical sensor system for the detection of Foreign fibers, plastic parts etc. While the detector plate a downstream flap is activated Foreign substances that are recognized by the optical sensor system blown out of the transport channel by a pressure pulse.
  • the known methods and devices have the disadvantage that that they are not yet optimal on the entire processing process are coordinated and that the different processing stages for example in the blow room of a spinning mill only insufficiently considered.
  • the material at this point the treatment line due to the low degree of dissolution not be presented to a sensor arrangement in such a way that also fine foreign substances can be excreted in a targeted manner.
  • the elimination process takes place however, too late, are also initially compact Foreign matter is further dissolved or frayed, which is what follows Detection and elimination difficult.
  • the method according to the invention and the associated device are particularly suitable for the treatment of raw cotton in a spinning mill, especially in the blow room and Card room.
  • the related work processes and work machines are described, for example, in W. Klein, "Die Kurzstapelspinnerei” Volume 2, editor: The Textile Institute. Of course, use in connection with the processing of other vegetable, synthetic or animal fibers easily conceivable.
  • the degree of opening of the fiber material between the at least two sensor fields by at least one opening element for the fiber material is increased.
  • the successive sensor arrangements can differ, for example, on foreign substances Size, shape or consistency react. With an even smaller one
  • the degree of opening thus becomes very large, for example Foreign substances excreted, which are generated less frequently as a percentage. Subsequently, with increasing degree of opening, fine foreign substances become eliminated, the improved presentation on the sensor field also a more targeted elimination and thus a reduction the fibers ejected together with the foreign material allows.
  • the successive sensor arrangements can easily different recognition parameters for the same genus react from foreign substances. For example, it would be conceivable Plastic material with different optical sensors in different Detect wavelength ranges.
  • the detection and elimination before or after at least one treatment machine for the fiber material can be a coarse cleaner, for example Trade fine cleaners or a fiber mixer.
  • the Treatment machine is itself with one or more Opening organs provide or act as an opening organ itself. It is also conceivable, at least a first elimination and at least a second excretion directly on the same treatment machine to perform for the fiber material. In order to a multifunctional and compact treatment machine is provided, which reduces the overall machine effort can be.
  • Elimination at the at least two different elimination devices can by means of a pressure pulse or by suction respectively.
  • a deflection by deflection flaps is also conceivable or a combination of different excretions.
  • a particularly advantageous use of multi-stage detection is also possible if the treatment machine is a fine cleaner with at least one cleaning roller and if one first separation device in front of the cleaning roller and one second separation device arranged after the cleaning roller is.
  • each and a separating device form a separating module and that in a fiber treatment line at least two separation modules are arranged at different process stages.
  • Such modules could of course also become one compact detection and separation battery coupled together become.
  • FIG. 1 shows a treatment line 8 in a cleaning row / carding machine.
  • metal separator 11 metal parts are first recognized and excreted before the fiber material a coarse cleaner 12 is fed.
  • This can be, for example, a mono-roller cleaner act as he follows with reference to Figures 5 and 6 is described in more detail.
  • the line is divided into two or more parallel lines each similar treatment machines divided.
  • the fiber material first passes a first spark eliminator 13a, which detects embers caused by sparking and is eliminated.
  • the fiber material is one Mixer 14 supplied in a manner known per se Fiber material from different batches can be mixed can. Fine cleaning takes place in another treatment zone on a fine cleaner 15 before the material a second Spark separator 13b happens. Only now the fiber material arrives in the card 16, also here in front of the card, in the Card or after the card a detection of foreign material is conceivable.
  • Figure 3 shows schematically how fiber material 1 over a certain Conveyor line 2 is transported and how doing so three different stages 6, 6 ', 6' 'by means of a sensor arrangement 4, 4 'and 4 "or by means of a separating device 5, 5 ', 5 "foreign material 7, 7', 7" is excreted.
  • the conveyor section 2 can be practically the whole Cleaning line according to Figure 1 or just over a whole extend certain section of it. Depending on the Degree of opening in the sense of Figure 2 in the first stage in the ratio differ greatly from the last stage. at corresponding programming of the sensor arrangements 4, 4 ', 4 " can also target foreign substances of different sizes are eliminated, z. B. the foreign matter 7 on the first Level are much larger than the foreign matter 7 " the last stage.
  • the sensors and separation devices of the individual stages are via a central control unit 17 or via a corresponding Controlled computer.
  • a central control unit 17 On an input console 32 different parameters could be programmed and it it would also be conceivable to switch off individual treatment stages.
  • the Control unit 17 is connected to the sensor arrangements via control lines 31 or connected to the separation devices. Conceivable would of course also be a remote control, for example via a radio remote control.
  • Figure 4 shows, for example, the use of a multi-stage elimination using the example of a fine cleaner 15.
  • the fiber material first reaches a dissolving unit via the fiber transport line 28 18, if necessary with a buffer shaft connected upstream.
  • the dissolved fiber flakes are then one Feeding shaft 20 fed and in a first sensor field 3 presents the mutually arranged sensor arrangements 4.
  • Detected foreign substances are detected on the first separation device 5 with the help of a pressure surge into the foreign matter container 26 blown out.
  • the fiber material passes between a screen roll 21 and a blind roll 22, being over the screen roll 21 Dust-laden conveying air through the exhaust air line 19 is dissipated.
  • the fiber material is fed over the feed rollers 23 fed to the cleaning roller 24 without pressure. This is with nasal discs or provided with a saw tooth set and tears it Fiber material over a grate 25 arranged on the peripheral region. Fine dirt particles such as e.g. B. sand or also parts of plants, seeds and the like are excreted.
  • a feed line 27 then becomes tangential again Conveying air is fed to the fiber material again in a fiber transport line 28 feed.
  • the coarse cleaner or mono-roller cleaner shown in Figures 5 and 6 12 has a cleaning roller with pins 29, which with a adjustable grate 30 interacts.
  • the fiber material passes through this roller with the help of an axial flow of conveying air on a helical conveyor line, with corresponding Baffles on the housing surrounding the cleaning roller support this course of funding.
  • the fiber material is brushed past the grate 30 thrown up and swirled a lot.
  • sensor arrangements 4 to 4n for example a total of 10 sensor arrangements provided that with appropriate separation devices 5 to 5n cooperate.
  • These separation devices can be tangential be arranged to the cleaning roller, for example briefly before the fiber material is drawn over the grate 30 again. This is also a blowout via a pressure surge possible in a foreign matter container 26.
  • the individual sensors 4 to 4n also by a single sensor 4x, e.g. through a line scan camera are replaced, the signals of which, however, can be precisely identified in terms of position are so that the corresponding separation device can be controlled is.
  • FIG. 7 shows a further embodiment with a stepwise Material excretion, with a separate and an in a treatment machine integrated sensor and excretion module is used.
  • a mixer 14 for example of the Rieter "Unimix” type is a separate separation module 33, for example of the Jossi type "The Vision Shield”.
  • the fiber material then goes into a fine cleaner 15, which can be constructed the same or similar to that in the exemplary embodiment according to FIG. 4.
  • the sensor arrangement 4 ' and the separating device 5 ' are here directly in the Integrated cleaner.
  • the mixer 14 is known per se Provided with vertical filling shafts 34.
  • a conveyor belt 35 on the bottom of the mixer transports the various Batches of fibers from the filling shafts to form a needle slat 36, which continuously strips off fibers and conveys them to the mixing chamber 37.
  • Scraper rollers 38 ensure that only one metered Fiber amount of the cleaning unit 39 is supplied. This works similar to the previously described fine cleaner 15. Also here theoretically a foreign substance detection and Elimination takes place and directly integrated into the Mixer.
  • the excretion module 33 could be programmed in this way, for example be that only relatively large-sized foreign substances are excreted here become. The fine foreign substances are eliminated then with a further increased degree of opening of the Flakes on the fine cleaner 15.

Landscapes

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

Abstract

Das Erkennen und Ausscheiden von Fremdstoffen aus Fasermaterial erfolgt in mehreren Stufen, wobei die Sensoranordnungen auf Fremdstoffe gleicher Gattung reagieren. Über eine Förderstrecke (2) verteilt, können auf diese Weise verschiedene Sensoranordnungen (4, 4', 4'') mit den zugehörigen Ausscheidevorrichtungen (5, 5', 5'') Fremdmaterial (7, 7', 7'') ausscheiden, das gegebenenfalls unterschiedliche Teilgrössen aufweist. Die einzelnen Ausscheidestufen sind vorteilhaft derart an der Förderstrecke platziert, dass der zunehmende Auflösegrad des Fasermaterials und die einhergehende Zerkleinerung der Faserstoffe dabei optimal berücksichtigt wird. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erkennen und Ausscheiden von Fremdstoffen in Fasermaterial, insbesondere in Rohbaumwolle, gemäss dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und 11. Insbesondere in der Textilindustrie ist es vor der Verspinnung der Fasern zu Garn unerlässlich, dass Fremdstoffe entfernt werden, um eine Störung des Verarbeitungsprozesses zu vermeiden. Unter dem Ausdruck "Fremdstoffe" werden insbesondere Gewebe, Schnüre, Folien und Fasern, welche nicht dem im Garn spezifizierten Fasermaterial angehören (z.B. Polyproylenfasern im Material für die Produktion von Baumwollfasern) verstanden. Desweiteren sind jedoch auch solche Stoffe darunter zu verstehen, welche im Zusammenhang mit pflanzlichen Fasern zwar ordinär der Pflanze zugehören, welche aber bei der nachfolgenden Verarbeitung der Fasern unerwünscht sind, also z.B. Trash-Teile, Nissen, Samen usw.
Es sind bereits zahlreiche gattungsmässig vergleichbare Verfahren bzw. Vorrichtungen für die Behandlung von Baumwollfasern in Spinnereibetrieben bekanntgeworden, wo die Ausscheidung der Fremdstoffe in einen kontinuierlichen Arbeitsprozess zwischen der Öffnung der Baumwollballen bis zum Strecken des Kardenbandes eingebunden werden muss. Je nach den auszuscheidenden Fremdstoffen handelt es sich bei den Sensoranordnungen um Metalldetektoren, Zeilenkameras, Infrarotsensoren usw. Die Ausscheidung kann entweder durch Umlenken der verunreinigten Teilmenge mittels einer Umlenkklappe oder mittels eines Druckstosses erfolgen.
Gemäss der WO 96/35831 wird an einer gattungsmässig vergleichbaren Vorrichtung vorgeschlagen, mehrere Sensoranordnungen nacheinander einzusetzen, die auf unterschiedliche Parameter reagieren, also beispielsweise zusätzlich zur Zeilenkamera wenigstens einen Sensor, der im Bereich des nahen Infrarot arbeitet. Damit soll erreicht werden, dass an der nachfolgenden Ausscheidevorrichtung auch Stoffe ausgeschieden werden können, welche aufgrund ihrer Beschaffenheit oder aufgrund ihrer Lage im Faserstrom nur auf einen der beiden Erkennungsparameter ein Erkennungssignal auslösen.
Durch die DE-A 195 16 569 ist ebenfalls eine gattungsmässig vergleichbare Vorrichtung bekanntgeworden, bei der nicht nur zwei auf verschiedene Erkennungsparameter reagierende Sensoranordnungen vorgesehen sind, sondern auch zwei verschiedene Ausscheidevorrichtungen. Dabei folgt auf eine Detektorplatte zum Erkennen von Metallteilen ein optisches Sensorsystem zum Erkennen von Fremdfasern, Kunststoffteilen usw. Während die Detektorplatte eine stromabwärts angeordnete Umlenkklappe aktiviert, werden Fremdstoffe, welche durch das optische Sensorsystem erkannt werden, durch einen Druckimpuls aus dem Transportkanal ausgeblasen.
Die bekannten Verfahren und Vorrichtungen haben den Nachteil, dass sie noch nicht optimal auf den gesamten Verarbeitungsprozess abgestimmt sind und dass die verschiedenen Bearbeitungsstufen beispielsweise in der Putzerei eines Spinnereibetriebes nur ungenügend berücksichtigt werden. Einerseits ist es zwar wünschenswert, Fremdmaterial zu einem möglichst frühen Zeitpunkt, unmittelbar nach der Ballenöffnung so vollständig wie möglich auszuscheiden. Andererseits kann das Material an dieser Stelle der Behandlungslinie aufgrund des geringen Auflösegrades noch nicht derart einer Sensoranordnung präsentiert werden, dass auch feine Fremdstoffe gezielt ausscheidbar sind. Erfolgt der Ausscheidevorgang jedoch zu spät, werden auch ursprünglich kompakte Fremdstoffe immer weiter aufgelöst bzw. zerfasert, was die nachfolgende Erkennung und Ausscheidung erschwert.
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren der Eingangs genannten Art zu schaffen, das eine Optimierung der Fremdstoffausscheidung unter Berücksichtigung der zwingend erforderlichen Behandlungsstufen für das Fasermaterial ermöglicht. Mit dem Verfahren soll insbesondere auch eine Reduktion des maschinellen Aufwandes angestrebt werden. Diese Aufgabe wird in verfahrensmässiger Hinsicht mit einem Verfahren mit den Merkmalen im Anspruch 1 und in vorrichtungsmässiger Hinsicht mit einer Vorrichtung mit den Merkmalen im Anspruch 11 gelöst.
Es hat sich dabei überraschend gezeigt, dass ein mehrstufiger Ansatz bei der Ausscheidung, d.h. ein mehrfaches Detektieren von Fremdstoffen gleicher Gattung und ein jeweils nachfolgendes mehrfaches Ausscheiden erhebliche Verbesserungen des Wirkungsgrades herbeiführt. Insbesondere lässt sich dabei der sich stets erhöhende Auflösegrad des Fasermaterials optimal ausnützen, indem die Wahrscheinlichkeit mit zunehmendem Auflösegrad signifikant ansteigt, dass ein Fremdmaterial an wenigstens einer Detektionsstufe erkannt und ausgeschieden wird.
Das erfindungsgemässe Verfahren und die dazugehörige Vorrichtung sind besonders geeignet für die Behandlung von Rohbaumwolle in einem Spinnereibetrieb, insbesondere in der Putzerei und der Karderie. Die diesbezüglichen Arbeitsprozesse und Arbeitsmaschinen sind beispielsweise beschrieben in W. Klein, "Die Kurzstapelspinnerei" Band 2, Herausgeber: The Textile Institute. Selbstverständlich ist aber auch ein Einsatz im Zusammenhang mit der Verarbeitung von anderen pflanzlichen, synthetischen oder tierischen Fasern ohne weiteres denkbar.
Zur Ausnützung des unterschiedlichen Öffnungsgrades bei der Fremdstofferkennung ist es besonders zweckmässig, wenn der Öffnungsgrad des Fasermaterials zwischen den wenigstens zwei Sensorfeldern durch wenigstens ein Öffnungsorgan für das Fasermaterial erhöht wird. Die aufeinanderfolgenden Sensoranordnungen können dabei beispielsweise auf Fremdstoffe unterschiedlicher Grösse, Form oder Konsistenz reagieren. Bei einem noch geringeren Öffnungsgrad werden somit beispielsweise nur sehr grosse Fremdstoffe ausgeschieden, die prozentual weniger häufig anfallen. Mit steigendem Öffnungsgrad werden danach feinere Fremdstoffe ausgeschieden, wobei die verbesserte Präsentation am Sensorfeld auch eine gezieltere Ausscheidung und damit eine Reduktion der zusammen mit dem Fremdmaterial ausgestossenen Fasern ermöglicht.
Die aufeinanderfolgenden Sensoranordnungen können ohne weiteres auf unterschiedliche Erkennungsparameter für die gleiche Gattung von Fremdstoffen reagieren. So wäre es beispielsweise denkbar, Kunststoffmaterial mit verschiedenen optischen Sensoren in verschiedenen Wellenlängenbereichen zu detektieren.
Besonders optimal ist die Erkennung und Ausscheidung vor bzw. nach wenigstens einer Behandlungsmaschine für das Fasermaterial. Dabei kann es sich beispielsweise um einen Grobreiniger, um einen Feinreiniger oder auch um einen Fasermischer handeln. Die Behandlungsmaschine ist dabei selber mit einem oder mit mehreren Öffnungsorganen versehen bzw. wirkt selber als Öffnungsorgan. Es ist aber auch denkbar, wenigstens eine erste Ausscheidung und wenigstens eine zweite Ausscheidung direkt an der gleichen Behandlungsmaschine für das Fasermaterial durchzuführen. Damit wird eine multifunktionale und kompakte Behandlungsmaschine bereitgestellt, womit der maschinelle Aufwand insgesamt reduziert werden kann.
Wenn die Förderung des Fasermaterials mit pneumatischen Fördermitteln in einer Fasertransportleitung erfolgt, kann es sich auch vorteilhaft auswirken, wenn wenigstens eine erste Ausscheidung und wenigstens eine zweite Ausscheidung direkt an der Fasertransportleitung erfolgt. Auf diese Weise ist keine Trennung des Fasermaterials von der Förderluft erforderlich um die beiden Detektions- bzw. Ausscheidevorgänge durchzuführen. Aufgrund des unterschiedlichen Präsentationsverhaltens im Sensorfeld kann es aber auch sehr vorteilhaft sein, wenn die Förderung des Fasermaterials wechselweise mit pneumatischen Fördermitteln in einer Fasertransportleitung und drucklos mit mechanischen Fördermitteln und/oder unter Schwerkrafteinwirkung erfolgt und wenn wenigstens eine erste Ausscheidung direkt an der Fasertransportleitung und wenigstens eine zweite Ausscheidung am drucklosen Abschnitt oder umgekehrt erfolgt. So könnte es beispielsweise zweckmässig sein, relativ grosse Fremdstoffe direkt an einer Fasertransportleitung auszuscheiden, während sich beispielsweise kleinere Verunreinigungen an einem drucklos geförderten Faservlies besser erkennen und gezielter ausscheiden lassen.
Die Ausscheidung an den wenigstens zwei verschiedenen Ausscheidevorrichtungen kann mittels eines Druckimpulses oder durch Absaugung erfolgen. Denkbar ist aber auch ein Umlenken durch Umlenkklappen oder eine Kombination unterschiedlicher Ausscheidemittel.
Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn das Fasermaterial entlang einer schraubenlinienförmigen Förderstrecke geführt wird und wenn die mehrfache Erkennung und Ausscheidung des Fremdmaterials an verschiedenen Stellen, am Umfangsbereich der Schraubenlinie erfolgt. Das Fasermaterial legt in diesem Bereich auf kleinstem Volumen eine relativ lange Strecke zurück und wird, bedingt durch die erzwungene Schraubenlinie, intensiv durchwirbelt. Dabei steigt auch die Wahrscheinlichkeit, dass ein Fremdstoff in einen peripheren Bereich des Materialstroms gelangt und dabei von einer der Sensoranordnungen erkannt werden kann.
Bei einem an sich bekannten Grobreiniger oder Monowalzenreiniger wird bereits ein schraubenlinienförmiger Faserdurchsatz um eine Reinigungswalze erzielt, wobei an einem Ausscheiderost mechanisch und sensorlos Fremdstoffe wie Sand, Schalenteile und dergleichen ausgeschieden werden. Eine derartige Behandlungsmaschine kann daher besonders optimiert werden, wenn an vorzugsweise mehr als zwei Sensorfeldern an unterschiedlichen Stellen der Schraubenlinie Fremdmaterial erkannt und nachfolgend an mehreren Ausscheidevorrichtungen ausgeschieden wird.
Ein besonders vorteilhafter Einsatz der mehrstufigen Detektion ist aber auch möglich, wenn die Behandlungsmaschine ein Feinreiniger mit wenigstens einer Reinigungswalze ist und wenn eine erste Ausscheidevorrichtung vor der Reinigungswalze und eine zweite Ausscheidevorrichtung nach der Reinigungswalze angeordnet ist.
Es ist schliesslich auch denkbar, dass je eine Sensoranordnung und eine Ausscheidevorrichtung ein Ausscheidemodul bilden und dass in einer Faserbehandlungslinie wenigstens zwei Ausscheidemodule an unterschiedlichen Prozessstufen angeordnet sind. Mehrere derartige Module könnten selbstverständlich auch zu einer kompakten Erkennungs- und Ausscheidebatterie zusammengekoppelt werden.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend genauer beschrieben und sind in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigen:
Figur 1
die schematische Darstellung einer Putzereilinie mit Karderie,
Figur 2
ein Diagramm mit dem Auflöseverhalten des Fasermaterials an der Linie gemäss Figur 1,
Figur 3
eine schematische Darstellung des mehrstufigen Ausscheideprinzips mit drei Einheiten,
Figur 4
eine schematische Darstellung eines Feinreinigers mit zwei Ausscheidestufen,
Figur 5
eine schematische Seitenansicht eines Monowalzenreinigers oder Grobreinigers,
Figur 6
eine perspektivische Darstellung des Reinigers gemäss Figur 5, und
Figur 7
ein alternatives Ausführungsbeispiel mit je einem separaten und einem integrierten Ausscheidemodul.
Figur 1 zeigt eine Behandlungslinie 8 in einer Putzrei/Karderie. Dabei werden an einer Ballenvorlage 9 mit gepressten Baumwollballen mittels einer Ballenfräse 10 Baumwollfasern abgefräst und in eine pneumatische Fasertransportleitung 28 eingespeist. An einem Metallausscheider 11 werden zuerst Metallteile erkannt und ausgeschieden, bevor das Fasermaterial einem Grobreiniger 12 zugeführt wird. Dabei kann es sich beispielsweise um einen Monowalzenreiniger handeln, wie er anhand der Figuren 5 und 6 nachstehend noch genauer beschrieben wird. Nach der Grobreinigung wird die Linie in zwei oder mehr parallele Linien mit jeweils gleichartigen Behandlungsmaschinen aufgeteilt. Im vorliegenden Fall passiert das Fasermaterial zunächst einen ersten Funkenausscheider 13a, der durch Funkenschlag entstehende Glutherde erkennt und ausscheidet. Anschliessend wird das Fasermaterial einem Mischer 14 zugeführt, in dem auf an sich bekannte Weise Fasermaterial aus unterschiedlichen Chargen gemischt werden kann. In einer weiteren Behandlungszone erfolgt die Feinreinigung an einem Feinreiniger 15, bevor das Material einen zweiten Funkenausscheider 13b passiert. Erst jetzt gelangt das Fasermaterial in die Karde 16, wobei auch hier vor der Karde, in der Karde oder nach der Karde noch eine Detektion von Fremdmaterial denkbar ist.
Im Diagramm gemäss Figur 2 ist die Öffnung des Fasermaterials nach den verschiedenen Putzereimaschinenstufen bis zur Karde im Kubikzentimeter pro Gramm dargestellt. Dabei handelt es sich selbstverständlich nur um ein Beispiel, wobei der Verlauf der Kurve je nach Anwendungsfall unterschiedlich ausfallen kann. Der Öffnungsgrad steigt jedoch an der Ballenfräse und auf der Stufe Grobreinigung relativ stark an, wobei die Kurve gegen die Karde hin abflacht und somit keine wesentliche Verbesserung des Öffnungsgrades mehr erreicht werden kann.
Figur 3 zeigt schematisch, wie Fasermaterial 1 über eine bestimmte Förderstrecke 2 transportiert wird und wie dabei auf drei verschiedenen Stufen 6, 6', 6'' mittels je einer Sensoranordnung 4, 4' und 4" bzw. mittels je einer Ausscheidevorrichtung 5, 5', 5" Fremdmaterial 7, 7', 7" ausgeschieden wird.
Die Förderstrecke 2 kann sich dabei praktisch über die ganze Putzereilinie gemäss Figur 1 oder aber auch nur über einen ganz bestimmten Ausschnitt davon erstrecken. Je nachdem wird auch der Öffnungsgrad im Sinne von Figur 2 bei der ersten Stufe im Verhältnis zur letzten Stufe stark unterschiedlich ausfallen. Bei entsprechender Programmierung der Sensoranordnungen 4, 4', 4" können dabei auch gezielt Fremdstoffe unterschiedlicher Grösse ausgeschieden werden, wobei z. B. die Fremdstoffe 7 an der ersten Stufe wesentlich grösser sind als die Fremdstoffe 7" an der letzten Stufe.
Die Sensoren und Ausscheidevorrichtungen der einzelnen Stufen werden über eine zentrale Steuereinheit 17 bzw. über einen entsprechenden Rechner angesteuert. An einer Eingabekonsole 32 könnten dabei verschiedene Parameter programmiert werden und es wäre auch denkbar, einzelne Behandlungsstufen auszuschalten. Die Steuereinheit 17 ist über Steuerleitungen 31 mit den Sensoranordnungen bzw. mit den Ausscheidevorrichtungen verbunden. Denkbar wäre aber selbstverständlich auch eine Fernsteuerung beispielsweise über eine Funkfernsteuerung.
Figur 4 zeigt beispielsweise den Einsatz einer mehrstufigen Ausscheidung am Beispiel eines Feinreinigers 15. Das Fasermaterial gelangt über die Fasertransportleitung 28 zunächst zu einer Auflöseeinheit 18, gegebenenfalls unter Vorschaltung eines Pufferschachtes. Die aufgelösten Faserflocken werden danach einem Speiseschacht 20 zugeführt und dabei in einem ersten Sensorfeld 3 den wechselseitig angeordneten Sensoranordnungen 4 präsentiert. Erkannte Fremdstoffe werden an der ersten Ausscheidevorrichtung 5 mit Hilfe eines Druckstosses in den Fremdstoffbehälter 26 ausgeblasen.
Am Ende des Speiseschachts 20 gelangt das Fasermaterial zwischen eine Siebwalze 21 und eine Blindwalze 22, wobei über die Siebwalze 21 Staub beladene Förderluft durch die Abluftleitung 19 abgeführt wird. Das Fasermaterial wird über die Speisewalzen 23 drucklos der Reinigungswalze 24 zugeführt. Diese ist mit Nasenscheiben oder mit einer Sägezahngarnitur versehen und reisst das Fasermaterial über einen am Umfangsbereich angeordneten Rost 25. Hier werden primär feine Schmutzpartikel wie z. B. Sand oder auch Pflanzenteile, Samenkörner und dergleichen ausgeschieden. Über eine Zufuhrleitung 27 wird anschliessend wieder tangential Förderluft zugeführt, um das Fasermaterial wieder in eine Fasertransportleitung 28 einzuspeisen.
Unmittelbar nach dem Verlassen der Reinigungswalze 24 passiert das Fasermaterial ein zweites Sensorfeld 3' mit den beiden wechselseitig angeordneten Sensoranordnungen 4'. Die am Sensorfeld 3' erkannten Fremdstoffe werden in der zweiten Ausscheidevorrichtung 5' ausgeschieden und wiederum mit einem Druckstoss in den Fremdstoffbehälter 26' ausgeschieden. Ersichtlicherweise ist der Auflösungsgrad des Fasermaterials nach dem Passieren der Reinigungswalze 24 grösser als vorher. Die Sensoranordnungen und die Ausscheidevorrichtungen werden wiederum über eine zentrale Steuereinheit 17 angesteuert.
Der in den Figuren 5 und 6 dargestellte Grobreiniger oder Monowalzenreiniger 12 verfügt über eine mit Stiften versehene Reinigungswalze 29, die über einen bestimmten Umfangsbereich mit einem verstellbaren Rost 30 zusammenwirkt. Das Fasermaterial durchläuft diese Walze mit Hilfe eines axialen Förderluftstroms auf einer schraubenlinienförmigen Förderstrecke, wobei entsprechende Leitbleche an dem die Reinigungswalze umgebenden Gehäuse diesen Förderverlauf unterstützen.
Das Fasermaterial wird jeweils nach dem Vorbeistreichen am Rost 30 hochgeschleudert und dabei stark verwirbelt. Entlang der Schraubenlinienförmigen Förderstrecke sind mehrere Sensoranordnungen 4 bis 4n, beispielsweise insgesamt 10 Sensoranordnungen vorgesehen, die mit entsprechenden Ausscheidevorrichtungen 5 bis 5n zusammenwirken. Diese Ausscheidevorrichtungen können tangential zur Reinigungswalze angeordnet sein, beispielsweise kurz bevor das Fasermaterial wieder über den Rost 30 gezogen wird. Auf diese Weise ist ebenfalls ein Ausblasen über einen Druckstoss in einen Fremdstoffbehälter 26 möglich.
Wie in Figur 6 angedeutet, könnten die Einzelsensoren 4 bis 4n auch durch einen Einzelsensor 4x, z.B. durch eine Zeilenkamera ersetzt werden, dessen Signale jedoch lagemässig exakt identifizierbar sind, damit die entsprechende Ausscheidevorrichtung ansteuerbar ist.
Selbstverständlich könnte nach dem gleichen Grundprinzip eine mehrstufige Detektion und Ausscheidung von Fremdstoff auch an einer anderen Reinigungsmaschine, beispielsweise an einem Stufenreiniger oder an einem Walzenreiniger erfolgen.
Figur 7 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel mit einer stufenweisen Materialausscheidung, wobei je ein separates und ein in eine Behandlungsmaschine integriertes Sensor- und Ausscheidemodul zur Anwendung kommt. Nach einem Mischer 14, beispielsweise vom Typ Rieter "Unimix" ist ein separates Ausscheidemodul 33, beispielsweise vom Typ Jossi "The Vision Shield" angeordnet. Anschliessend gelangt das Fasermaterial in einen Feinreiniger 15, der gleich oder ähnlich aufgebaut sein kann, wie derjenige im Ausführungsbeispiel gemäss Figur 4. Die Sensoranordnung 4' und die Ausscheidevorrichtung 5' sind hier aber direkt in den Reiniger integriert. Der Mischer 14 ist auf an sich bekannte Weise mit vertikalen Füllschächten 34 versehen. Ein Transportband 35 am Boden des Mischers transportiert die verschiedenen Faserchargen aus den Füllschächten zu einem Nadellattentuch 36, das fortlaufend Fasern abstreift und zur Mischkammer 37 befördert. Abstreifwalzen 38 sorgen dafür, dass nur eine dosierte Fasermenge der Reinigungseinheit 39 zugeführt wird. Diese arbeitet ähnlich wie der bereits beschriebene Feinreiniger 15. Auch hier könnte theoretisch bereits eine Fremdstofferkennung und Ausscheidung erfolgen und zwar unmittelbar integriert in den Mischer.
Das Ausscheidemodul 33 könnte beispielsweise derart programmiert sein, dass hier nur relativ grossformatige Fremdstoffe ausgeschieden werden. Die Ausscheidung der feineren Fremdstoffe erfolgt anschliessend bei einem weiter erhöhten Öffnungsgrad der Flocken am Feinreiniger 15.

Claims (23)

  1. Verfahren zum Erkennen und Ausscheiden von Fremdstoffen in Fasermaterial, insbesondere in Rohbaumwolle, bei dem das Fasermaterial (1) entlang einer Förderstrecke (2) nacheinander an wenigstens zwei Sensorfeldern (3, 3') vorbeigeführt wird und dabei an jedem Sensorfeld von je wenigstens einer auf Fremdstoffe reagierenden Sensoranordnung (4, 4') überwacht wird, wobei beim Erkennen eines Fremdstoffes die verunreinigte Teilmenge des Fasermaterials bezogen auf die Förderrichtung stromabwärts ausgeschieden wird, die Ausscheidung an wenigstens zwei verschiedenen Ausscheidevorrichtungen (5, 5') an der Förderstrecke erfolgt und jede Ausscheidevorrichtung durch wenigstens eine ihr vorgelagerte Sensoranordnung angesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoranordnungen (4, 4') auf Fremdstoffe gleicher Gattung reagieren.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Öffnungsgrad des Fasermaterials zwischen den wenigstens zwei Sensorfeldern (3, 3') durch wenigstens ein Öffnungsorgan für das Fasermaterial vergrössert wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die aufeinanderfolgenden Sensoranordnungen auf Fremdstoffe unterschiedlicher Grösse reagieren.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die aufeinanderfolgenden Sensoranordnungen auf unterschiedliche Erkennungsparameter reagieren.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine erste Ausscheidung und wenigstens eine zweite Ausscheidung vor bzw. nach wenigster einer Behandlungsmaschine (12, 15) für das Fasermaterial erfolgt.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine erste Ausscheidung und wenigstens eine zweite Ausscheidung an der gleichen Behandlungsmaschine (12, 15) für das Fasermaterial erfolgt.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderung des Fasermaterials mit pneumatischen Fördermitteln in einer Fasertransportleitung erfolgt und dass wenigstens eine erste Ausscheidung und wenigstens eine zweite Ausscheidung direkt an der Fasertransportleitung erfolgt.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderung des Fasermaterials wechselweise mit pneumatischen Fördermitteln in einer Fasertransportleitung und drucklos mit mechanischen Fördermitteln und/oder unter Schwerkrafteinwirkung erfolgt und dass wenigstens eine erste Ausscheidung direkt an der Fasertransportleitung und wenigstens eine zweite Ausscheidung am drucklosen Abschnitt oder umgekehrt erfolgt.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass an den wenigstens zwei verschiedenen Ausscheidevorrichtungen die Ausscheidung mittels eines Druckimpulses oder durch Absaugung erfolgt.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Fasermaterial entlang einer schraubenlinienförmigen Förderstrecke geführt wird und dass die mehrfache Erkennung und Ausscheidung des Fremdmaterials am Umfangsbereich der Schraubenlinie erfolgt.
  11. Vorrichtung zum Erkennen und Ausscheiden von Fremdstoffen in Fasermaterial, insbesondere in Rohbaumwolle, mit einem Fördermittel zum Vorbeiführen des Fasermaterials (1) entlang einer Förderstrecke (2) an wenigstens zwei Sensorfeldern (3, 3'), an denen das Fasermaterial mit wenigstens je einer auf Fremdstoffe reagierenden Sensoranordnung (4, 4') beaufschlagbar ist, sowie mit wenigstens zwei bezogen auf die Förderrichtung stromabwärts angeordneten Ausscheidevorrichtungen (5, 5') an der Förderstrecke, von denen jede durch wenigstens eine ihr vorgelagerte Sensoranordnung ansteuerbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass mit den wenigstens zwei Sensoranordnungen (4, 4') Fremdstoffe gleicher Gattung erkennbar sind.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den wenigstens zwei Sensorfeldern (3, 3') wenigstens ein Öffnungsorgan angeordnet ist, bzw. sich über die beiden Sensorfelder erstreckt, welches den Öffnungsgrad des Fasermaterials vergrössert.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die aufeinanderfolgenden Sensoranordnungen (4, 4') auf Fremdstoffe unterschiedlicher Grösse eingestellt sind.
  14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die aufeinanderfolgenden Sensoranordnungen auf unterschiedliche Erkennungsparameter eingestellt sind.
  15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine erste Ausscheidevorrichtung und wenigstens eine zweite Ausscheidevorrichtung vor bzw. nach einer Behandlungsmaschine (12, 15) für das Fasermaterial angeordnet ist.
  16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine erste Ausscheidevorrichtung und wenigstens eine zweite Ausscheidevorrichtung an der gleichen Behandlungsmaschine (12, 15) für das Fasermaterial angeordnet ist.
  17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Fördermittel ein pneumatisches Fördermittel mit einer Fasertransportleitung (28) ist und das beide Ausscheidevorrichtungen direkt der Fasertransportleitung zugeordnet sind.
  18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Fördermittel sowohl ein pneumatisches Fördermittel mit einer Fasertransportleitung und ein drucklos arbeitendes mechanisches Fördermittel ist und dass wenigstens eine erste Ausscheidevorrichtung direkt der Fasertransportleitung und wenigstens eine zweite Ausscheidevorrichtung dem drucklosen Abschnitt oder umgekehrt zugeordnet ist.
  19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei verschiedenen Ausscheidevorrichtungen mit einem Druckimpuls oder mittels Unterdruck aktivierbar sind.
  20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderstrecke schraubenlinienförmig verläuft und dass die Sensoranordnungen und die Ausscheidevorrichtungen am Umfangsbereich der Schraubenlinie angeordnet sind.
  21. Vorrichtung nach Anspruch 16 und 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Behandlungsmaschine ein Grobreiniger (12) ist, wobei die Förderstrecke um eine Reinigungswalze verläuft, an der über einen Ausscheiderost mechanisch und sensorlos Fremdstoffe anderer Gattung ausscheidbar sind.
  22. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Behandlungsmaschine ein Feinreiniger (15) mit wenigstens einer Reinigungswalze ist und dass eine erste Ausscheidevorrichtung vor der Reinigungswalze und eine zweite Ausscheidevorrichtung nach der Reinigungswalze angeordnet ist.
  23. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass je eine Sensoranordnung und eine Ausscheidevorrichtung ein Ausscheidemodul bilden und dass in einer Faserbehandlungslinie wenigstens zwei Ausscheidemodule an unterschiedlichen Prozessstufen angeordnet sind.
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