EP4314809A1 - Verfahren und vorrichtung zur analyse von komponenten einer fasermasse - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur analyse von komponenten einer fasermasse

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Publication number
EP4314809A1
EP4314809A1 EP22709401.8A EP22709401A EP4314809A1 EP 4314809 A1 EP4314809 A1 EP 4314809A1 EP 22709401 A EP22709401 A EP 22709401A EP 4314809 A1 EP4314809 A1 EP 4314809A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
components
opening
fiber
fibers
fiber mass
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP22709401.8A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Petr Cevona
Radek Zarecky
Tobias WOLFER
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.)
RIETER AG
Original Assignee
Maschinenfabrik Rieter AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Maschinenfabrik Rieter AG filed Critical Maschinenfabrik Rieter AG
Publication of EP4314809A1 publication Critical patent/EP4314809A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/36—Textiles
    • G01N33/362—Material before processing, e.g. bulk cotton or wool
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/89—Investigating the presence of flaws or contamination in moving material, e.g. running paper or textiles
    • G01N21/8914—Investigating the presence of flaws or contamination in moving material, e.g. running paper or textiles characterised by the material examined
    • 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
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01H—SPINNING OR TWISTING
    • D01H13/00—Other common constructional features, details or accessories
    • D01H13/32—Counting, measuring, recording or registering devices

Definitions

  • the present invention relates to a method for analyzing components of a fiber mass, the components of the fiber mass comprising fibers, parts of fibers, trash, dust, plant residues and other dirt, and the components of the fiber mass being fed to an opening roller integrated in a housing by means of a feed device and are separated and at least some of the components leave the housing through an outlet opening, enter a feed channel and leave the feed channel again at an opening and the components leaving the feed channel are then fed to a collecting surface and deposited there individually, as well as a device for the analysis of Components of a fiber mass, with an opening roller integrated in a housing, the housing having a feed opening which is associated with a feed device for feeding the fiber mass into the opening roller, the housing also having an outlet opening t, through which at least some of the components of a fiber mass leave the housing, and with a feed channel arranged at the outlet opening, into which at least some of the components enter, and with a mouth of the feed channel, through which these components leave the feed channel again, as well as with a
  • Natural fibers such as cotton can be contaminated with non-primary fiber material, which is often commonly referred to as waste.
  • Such impurities can e.g. B. shells, seeds, twigs, bark, leaves, dirt or stones.
  • the measurement of the non-fiber portion of a fiber sample is carried out in the prior art by separating the fibers in a fiber sample or fiber mass from as large a part of the non-fiber portion in the fiber sample and by weighing or otherwise quantifying the fibers and the waste, separated from the original fiber sample. With the separators used, more or less amounts of fibers remain mixed with the separated waste, making it difficult to determine the total percentage of waste in the original fiber sample.
  • a separating device is known from US Pat. No.
  • the fiber sample is applied to a surface of a separating cylinder, the separating cylinder rotating in one direction and having a cylindrical surface with pins. Fibers of the fiber sample are engaged with the separation cylinder and retained on the surface of the separation cylinder. Debris not retained by the pins is removed from the fiber sample in a generally downward direction. The dirt that has fallen down from the separating cylinder is collected on a collecting surface. The weight of the waste and the fibers still mixed with the waste collected on the collection surface can be measured with a scale. In one embodiment, the fibers on the collection surface are visually detected with a correction module and an estimated weight of the fibers is subtracted from the weight of the waste and fiber mixture.
  • the disadvantage here is that only an estimated quantitative analysis of the proportion of waste present in the presented fiber mass is obtained. A more precise quantitative analysis or even a qualitative analysis of the components contained in the fiber mass is not possible.
  • the object of the present invention is to eliminate the disadvantages known from the prior art and in particular to be able to carry out a quantitative, but above all a qualitative analysis of the components of the fiber mass presented.
  • a method for analyzing components of a fiber mass is proposed, the components of the fiber mass comprising fibers, parts of fibers, trash, dust, plant residues and other contaminants.
  • the components of the fiber mass are fed and separated by means of a feeding device to an opening roller integrated in a housing.
  • the feeding device has a Feed trough, which pushes the fiber mass against a feed roller.
  • a rotation of the feed roller moves the fiber mass in the direction of the opening roller, where it is gripped by teeth or needles of the rotating opening roller and broken up into individual fibers and the other components of the fiber mass.
  • At least some of the components leave the housing through an outlet opening, enter a feed channel which is arranged at the outlet opening and then leave the feed channel again at an opening of the feed channel.
  • the components leaving the feed channel are then fed to a collection area and deposited there individually.
  • the components are now spread out on the quilt. At least some of the components deposited in this way on the collecting surface are recorded optically and analyzed with regard to their type and condition. Due to the individual, spread out deposit of the components on the collecting surface, the components can be visually recognized individually. For example, it can be determined whether, which and how many components are on the quilt or in a specific section of the quilt.
  • the components are preferably located at a distance from one another or with only a small overlap on the screen surface.
  • Each individual optically recognized component can thus be examined and evaluated.
  • the signals of the optical detection device such as a camera or a scanner, an electronic data processing system, z. B. a computer supplied.
  • the components are recognized, counted or measured, for example. In this way, information about the composition of the fiber mass examined can also be obtained.
  • the individual components are identified, for example, by comparing the components detected by the optical detection device with typical components of a fiber mass stored in a database. This makes it possible to determine whether the component is, for example, a whole fiber or only part of a fiber, dust or plant residues such as parts of stems, leaves or shells.
  • the components of the presented fiber mass can be determined very precisely by the isolated, preferably spaced-apart depositing of the components on the collecting surface and the optical recognition of these individual components.
  • the further processing of the raw material from which the presented fiber mass was taken is possible in a targeted and high-quality manner.
  • technology information can be obtained in real time, which improves an adjustment of the machine settings on the following machine, for example a card or combing machine.
  • Information relating to the yarn to be produced can be obtained at a very early stage. Information on probable quality problems in further processing is already provided at the beginning of the process.
  • the type and nature of the fibers and partial fibers are analyzed with regard to material, fiber length, neps, fiber crimping, fiber fineness and/or a mixing ratio of different fibers in the fiber mass.
  • the components of the examined fiber mass can thus be determined very precisely. It can be determined which material, particularly in the case of synthetic fibers, is contained in the fiber mass or what the condition of the material contained is. This gives indications of an optimal further treatment of the fibers in further processing. For example, better sorting or mixing of different batches can take place. It may also turn out that the presented fiber mass is, for example, better suited for spinning on a rotor spinning machine or a ring spinning machine or that the raw material of the examined fiber mass should be subjected to additional cleaning steps.
  • the fiber mass is removed, in particular automatically, as fiber tufts, for example from a bale or as a sliver, for example from a sliver can, preferably sucked and at least partially fed to the opening roller.
  • part of the sliver deposited in the sliver can is removed from the sliver can and fed to the feed device and the opening roller.
  • the fiber sliver can, for example, be a fiber sliver produced on a card.
  • fiber tufts are sucked off a bale, for example at a bale opener, and fed to the feeding device and the opening roller.
  • the removal takes place in particular with a suction device which sucks in the fiber mass based on the Coanda effect. This ensures that the fibers are not damaged and that fiber material that exactly corresponds to the raw material can be presented to the analysis device. Furthermore, it is advantageous if no negative pressure is applied to the mouth of the feed channel and the components are thereby detached from the opening roller without negative pressure. Suction from outside the feed channel does not therefore have such an effect on the feed channel that it makes a significant contribution to the detachment of the fibers and other components from the opening roller. As a result, the components are detached from the opening roller without vacuum and then enter the feed channel. As a result, the components of the fiber mass can then be deposited on the collecting surface without having previously been exposed to forces which would have changed the fibers or the dirt, for example due to mechanical influences on the edges or surfaces of the housing or the feed channel.
  • the collection surface is moved and the components placed on it are transported in the direction of a removal point and disposed of there.
  • This allows a continuous analysis of the components of the fiber mass.
  • the components are placed on the moving collection area and at the same time moved away from the place where they are placed. This creates space for the arrival of the next components of the fiber mass on the collection surface.
  • the deposited components of the fiber mass are removed from the collection surface. This can be done, for example, by using a wiper or by eliminating the need to vacuum the collecting surface and thus detaching the components from the collecting surface.
  • a device according to the invention for analyzing components of a fiber mass has a rotatable opening roller integrated in a housing.
  • the housing includes a feed opening, which is assigned a feed device for feeding the fiber mass into the opening roller.
  • the housing further comprises an exit opening through which at least some of the components of a fiber mass leave the housing.
  • a feed channel is arranged at the outlet opening, into which at least some of the components enter and leave it again at a mouth of the feed channel.
  • a collecting surface is arranged following the mouth of the feed channel, on which the components leaving the feed channel are deposited individually.
  • an optical analysis device is assigned to the collecting surface. With the optical analysis device, at least some of the components placed on the collection surface are optically recorded and analyzed with regard to their type and nature.
  • the optical analysis device is not only able to identify individual fibers or dirt particles, but also to evaluate their quality. This creates a device that can replace costly laboratory tests, since the analysis can be carried out directly at the point where the raw material, which is intended for further processing, is located. In addition, it is thus possible not only to determine quantitative proportions in the fiber mass presented, but also to make statements about how the fibers or the dirt particles, in particular trash, dust, plant residues and other dirt, look and so that significantly more far-reaching consequences can be taken in the further processing of the raw material than before.
  • a dirt-separating opening is arranged in the housing of the opening roller between the feed opening and the outlet opening. This achieves a cleaning of the supplied fiber mass from, for example, husk particles and other dirt particles. Analysis of the actual fibers as well as the analysis of the other components such as trash, dust, plant residues and other dirt can be carried out separately from each other.
  • This further optical analysis device can analyze the components separated there.
  • the optical analysis device includes a camera and an evaluation device.
  • the camera creates an image of the components placed on the quilt.
  • These image signals are transferred to the evaluation device, for example a computer, in which the image signals are evaluated. They are compared, for example, with images stored there, thus enabling the stored components to be recognized.
  • the deposited components can thus be counted and classified, from which it can be determined what the quality of the submitted fiber mass and thus the raw material from which the submitted fiber mass was taken is.
  • the feeding device is assigned a suction device in order to remove the fiber mass, in particular automatically, as fiber tufts, for example from a fiber bale, or as a sliver, for example from a sliver can, and at least partially remove it from the opening roller to be able to deliver.
  • the suction device can work with the Coanda effect, for example. As a result, the fiber mass is removed very gently from the sliver can without changing the composition of the fiber mass. In particular, it is avoided that existing fibers are comminuted and thus incorrect information about the composition of the fiber parts in the fiber mass would be obtained.
  • the suction device works automatically, it is able to get close to the fiber mass to be analyzed or its fiber bale or sliver can and remove the fiber mass from there independently, for example guided on a spinning machine or equipped with its own driving device. It is also advantageous if the collection surface has a drive.
  • the collecting surface is preferably a sieve apron or sieve roller which has a perforation. A collection surface of almost any length can be created by means of a sieve apron or a sieve roller. The components thus have sufficient opportunity to lie motionless. The components are held on the collecting surface by the suction force, which acts through the perforated collecting surface. In contrast, the sieve roller has the advantage that it takes up less installation space.
  • the drive operates the collection surface continuously so that a very large number of components can be examined in a short time.
  • a fixed sieve can also be used, onto which the components for the analysis are fed. After the examination, the sieve is cleaned and is available for further examination.
  • the collecting surface is assigned a suction device with a suction channel with at least one suction opening.
  • the collection surface is located between the suction port and the deposited components of the pulp. In the area of the suction opening, a negative pressure is created on the collection surface. The suction force acts through the collection surface and thereby holds the components on the collection surface.
  • a removal device is assigned to the collection area at a removal point in order to remove the components from the collection area.
  • the removal device can be a wiper, for example, which wipes the components off the collection surface.
  • it can also be formed by the end of the suction opening, since in the area in which the suction force no longer acts on the collecting surface, there is also no longer any holding force acting on the components.
  • the components will fall off the collecting surface and, for example, be guided into a container that is available in the area of the collecting surface.
  • the method according to the invention and the corresponding device allow the analyzes to be carried out more quickly, at lower cost and with a much larger quantity of sample, which reduces the confidence interval.
  • a rapid qualitative analysis of the components contained in the fiber mass can be carried out.
  • FIG. 1 shows a side view of a device according to the invention
  • FIG. 2 shows a side view of a further device according to the invention
  • Figure 3 is a plan view of the device according to Figure 2 and
  • FIG. 4 shows a top view of part of a spinning plant with several devices according to the invention.
  • FIG. 1 shows a side view of a device 1 according to the invention for analyzing components of a fiber mass 2.
  • Components of the fiber mass 2 include fibers 3, parts of fibers and impurities 7 such as trash, dust, plant residues and other impurities.
  • the fibers 3 of the fiber mass 2 for example a so-called draw frame sliver or card sliver or parts thereof, are separated by means of a rotating feed roller 4 of a faster rotating opening roller 5 fed.
  • the opening roller 5 is arranged in an opening roller housing 6 .
  • the feed roller 4 is located at a feed opening 9 of the opening roller housing 6.
  • the fiber mass 2 is introduced into the area of the opening roller 5 and the fibers 3 of the fiber mass 2 are separated by teeth or needles, which are arranged on the periphery of the opening roller 5, isolated. Impurities 7, which are in the fiber mass 2, are separated at a dirt separation opening 8. The fibers 2 themselves stick to the circumference of the rotating opening roller 5 and are accelerated.
  • the fibers 3 After the fibers 3 have reached a certain speed, they become detached from the rotating opening roller 5 in the area of an outlet opening 10 of the opening roller housing 6 due to the acting centrifugal force.
  • the fibers 3 enter a feed channel 11 and emerge from the feed channel 11 in a mouth 12 of the feed channel 11 .
  • the fibers 3 then meet a collecting surface 23 of a screen roller 13 .
  • This vacuumed area is the collection surface 23, to which the fibers 3 adhere to the surface of the vacuumed screen roller 13 by means of the suction force of the suction channel 21.
  • the mouth 12 is designed in such a way that it is not suctioned.
  • the mouth 12 is therefore not in the immediate vicinity and effect of the suction through the suction channel 21.
  • the fibers 3 located in the feed channel 11 are thus detached from the opening roller 5 without the effect of negative pressure.
  • the orifice 12 is so large and so positioned that no negative pressure which is present on the collecting surface 23 can have an effect as far as into the feed channel 11 . This ensures that the fibers 3 can be detached from the opening roller 5 largely individually and reach the collecting surface 23 .
  • the suction channel 21 is arranged inside the screen roller 13, ie on the opposite side of the surface on which rest the fibers 3.
  • the suction channel 21 is connected to a suction source, not shown.
  • the perforation makes the screen roller 13 air-permeable so that the suction channel 21 generates a vacuum on the surface of the screen roller 13 according to the indicated arrows and the fibers 3 thus adhere to the surface of the screen roller 13 .
  • the fibers 3 are separated, i. H. deposited on the screen roller 13 in the area of the suction channel 21 with the greatest possible distance from one another and with as few overlaps as possible.
  • the fibers 2 leave the collection surface 23 on the screen roller 13 at a removal point 22.
  • the fibers 3 detach there if transported together with the rotating screen roller 13 to the end of the suction channel 21, fall off the screen roller 13 due to the lack of suction force of the suction channel 21 and fall into a container 16.
  • the impurities 7 separated at the dirt separation opening 8 of the opening roller housing 6 fall onto a collecting surface 23' of a belt 31.
  • the collecting surface 23* is not vacuumed in the present exemplary embodiment.
  • a suction device could also be arranged, which sucks the belt 31 from below if it is perforated and thus keeps the impurities 7 on the belt 31 in the region of the suction device.
  • the impurities 7 remain on the collecting surface 23* and can be analyzed there.
  • the collecting surface 23' is driven and transports the impurities 7 in the direction of one of two deflection rollers 15. At the end of the transport, the impurities 7 fall into a container 16'.
  • the fiber mass 2 is fed into the feed roller 4 with a suction device 18 .
  • the fiber mass 2 is guided through a suction pipe 19 and brought into the area of the feed roller 4 .
  • a suction flow in the suction pipe 19 is generated in the present embodiment by a Coanda nozzle 20 by air blown into the Coanda nozzle 20 and thus the suction flow in the suction pipe 19 is generated.
  • the suction flow pulls the fiber mass 2 out of the sliver can 17 and conveys it to the feed roller 4. After enough fiber mass 2 has been removed, the fiber mass 2 is separated and the suction device 18 can be used for further suction.
  • the suction device 18 can either be arranged in a stationary manner on the device 1 and the fiber mass 2 is brought into the area of the suction device 18 , for example by placing the sliver can 17 under the suction device 18 .
  • it can also be mobile, which means that the suction device 18 is brought close to the fiber mass 2 on a machine of a spinning plant as required and carries out an analysis of the fiber mass 2 there together with the device 1 .
  • the analysis of the components of the fiber mass 2 is carried out with an optical analysis device 14.
  • the optical analysis device 14 comprises two cameras 28 and an electronic data processing system, for example a computer 29 in the exemplary embodiment in FIG are supplied by the cameras 28 are evaluated. For example, images taken by the cameras 28 are compared with images in a database. From this it can be determined what type the fibers 3 or the impurities 7 are.
  • the length of the fibers 3 lying on the collecting surface 23 or 23' can be determined in order to be able to determine whether the fibers 3 are complete or only parts of fibers 3 are involved.
  • the number of fibers 3 and impurities 7 found can also be determined, since the fibers 3 and the impurities 7 are isolated on the collection surface 23 or 23*.
  • FIG. 2 shows a side view of a further device 1 according to the invention.
  • a perforated and air-permeable screen belt 13' with deflection rollers 15 is provided here.
  • the suction channel 21 is arranged between the deflection rollers 15 and sucks the perforated sieve apron 13 ′ from below the collecting surface 23 .
  • the opening roller housing 6 does not have a dirt separation opening 8 so that both the fibers 3 and the impurities 7 are deposited on the collecting surface 23 .
  • the screen apron 13 ′ is transported by the drive of the deflection rollers 15 from the mouth 12 of the feed channel 11 in the direction of a removal point 22 . The transport can take place continuously.
  • the sieve apron 13 ′ it is also possible for the sieve apron 13 ′ to be stopped in order to be able to carry out the analysis and the collection of the fibers 3 and impurities 7 on a standing collection surface 23 . During further transport, the fibers 3 and the impurities 7 fall into the container 16 at the removal point 22 and can be disposed of there.
  • a single camera 28 of the optical analysis device 14 is sufficient to be able to record all components of the fiber mass 2 and the corresponding data for an evaluation to the computer 29 to be able to send.
  • the fibers 3 and the impurities 7 lie as isolated as possible on the collection surface 23. Overlays should be avoided as far as possible.
  • FIG. 3 shows a plan view of the device according to FIG. 2.
  • the opening roller 5 is arranged in the opening roller housing 6 shown in section.
  • the opening roller 5 has a sawtooth wire 25 running spirally on the circumference of the opening roller 5 .
  • the sawtooth wire 25 ensures that the fibers 3 are caught and accelerated in the area of the feed opening 9 (FIGS. 1 and 2).
  • the fibers 3 reach the feed channel 11. From there they are fed to the moving screen belt 13' and deposited.
  • the perforation 24 of the sieve strap 13' is only indicated for reasons of better clarity.
  • the suction channel 21 which has a suction opening 33 , is arranged below the collection surface 23 of the sieve apron 13 ′.
  • the fibers 3 and impurities 7 lying on the sieve apron 13' are held pneumatically by the negative pressure present in the suction channel 21, which acts through the perforation 24 of the sieve apron 13'.
  • the fibers 3 and impurities 7 are detached in the transport direction of the sieve apron 13'. They are finally ejected into the container 16.
  • the camera 28 of the optical analysis device 14 is aimed at the upper side of the collection surface 23 and can optically record the fibers 3 and the dirt 4 there.
  • the corresponding signals or images are sent to the computer 29 where they are evaluated in order to be able to analyze the components contained in the presented fiber mass 2 .
  • FIG. 4 shows a plan view of a part of a spinning plant with several devices 1 according to the invention.
  • a bale opener 26 which removes fiber tufts containing fibers 3 from the bales provided and feeds them to a downstream precleaner 27 .
  • the fiber tufts are then fed into a mixer 30, in which they are evened out in terms of their composition.
  • a card 32 in which the fibers 3 are parallelized.
  • the analysis device 1 according to the invention is assigned to the bale opener 26 in the exemplary embodiment in FIG.
  • Another analysis device 1 is arranged in the area of the can 17 of the card 32 .
  • the respective data from the devices 1 are brought together in the computer 29 and can be used to analyze the composition of the fiber masses 2 on the bale opener 26 and the card 32 with regard to their components.
  • the ones from it The knowledge gained can be used for the organization of the spinning plant. Thus, for example, fiber losses or further processing that is less effective for the special fiber mass 2 can be avoided.

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Abstract

Verfahren und Vorrichtung zur Analyse von Komponenten einer Fasermasse (2), wobei die Komponenten, nämlich Fasern (3), Teile von Fasern (3), Trash, Staub, Pflanzenrückstände und andere Verschmutzungen, mittels einer Speisevorrichtung einer in einem Gehäuse (6) integrierten Auflösewalze (5) zugeführt und vereinzelt werden. Zumindest einige der Komponenten verlassen das Gehäuse (6) durch eine Austrittsöffnung (10), treten in einen Speisekanal (11 ) ein und verlassen den Speisekanal (11 ) wieder an einer Mündung (12) und werden einer Sammelfläche (23) zugeführt und dort vereinzelt abgelegt. Zumindest einige der auf der Sammelfläche (23) vereinzelt abgelegten Komponenten werden optisch erfasst und hinsichtlich ihrer Art und Beschaffenheit analysiert. Hierfür ist der Sammelfläche (23) eine optische Analyseeinrichtung (14) zugeordnet.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Analyse von Komponenten einer Fasermasse
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Analyse von Komponenten einer Fasermasse, wobei die Komponenten der Fasermasse Fasern, Teile von Fasern, Trash, Staub, Pflanzenrückstände und andere Verschmutzungen umfassen, und die Komponenten der Fasermasse mittels einer Speisevorrichtung einer in einem Gehäuse integrierten Auflösewalze zugeführt und vereinzelt werden und zumindest einige der Komponenten das Gehäuse durch eine Austrittsöffnung verlassen, in einen Speisekanal eintreten und den Speisekanal an einer Mündung wieder verlassen und die den Speise- kanal verlassenden Komponenten anschliessend einer Sammelfläche zugeführt und dort vereinzelt abgelegt werden, sowie eine Vorrichtung zur Analyse von Komponenten einer Fasermasse, mit einer in einem Gehäuse integrierten Auflösewalze, wobei das Gehäuse eine Einspeiseöffnung aufweist, der eine Speisevorrichtung zur Einspeisung der Fasermasse in die Auflösewalze zugeordnet ist, das Gehäuse weiterhin eine Aus- trittsöffnung aufweist, durch welche zumindest einige der Komponenten einer Faser- masse das Gehäuse verlassen, sowie mit einem an der Austrittsöffnung angeordneten Speisekanal, in welchen zumindest einige der Komponenten eintreten, und mit einer Mündung des Speisekanals, durch welche diese Komponenten den Speisekanal wieder verlassen, sowie mit einer im Anschluss an die Mündung des Speisekanals angeordne- ten Sammelfläche, auf welcher die den Speisekanal verlassenden Komponenten ver- einzelt abgelegt werden.
Naturfasern wie Baumwolle können durch Nicht-Primärfasermaterial verunreinigt sein, das oft allgemein als Abfall bezeichnet wird. Solche Verunreinigungen können z. B. Schalen, Samen, Zweige, Rinde, Blätter, Schmutz oder Steine sein. Die Messung des Nicht-Faseranteils einer Faserprobe erfolgt im Stand der Technik durch Trennen der Fasern in einer Faserprobe bzw. Fasermasse von einem möglichst grossen Teil des Nicht-Faseranteils in der Faserprobe und durch Wiegen oder anderweitiges Quantifizie- ren von den Fasern und dem Abfall, die von der ursprünglichen Faserprobe abgetrennt wurden. Bei den verwendeten Separatoren bleiben mehr oder weniger Mengen an Fa- sern mit dem abgetrennten Abfall vermischt, was es schwierig macht, den Gesamtanteil an Abfall in der ursprünglichen Faserprobe zu bestimmen. Aus der US 8,875,897 B2 ist eine Trennvorrichtung bekannt, mit der versucht wird, den Abfall besser von den Fasern trennen zu können. Die Faserprobe wird dabei auf eine Oberfläche eines Trennzylinders aufgebracht, wobei der Trennzylinder in einer Dreh- richtung rotiert und eine zylindrische Oberfläche mit Stiften aufweist. Fasern der Faser- probe werden mit dem Trennzylinder in Eingriff gebracht und an der Oberfläche des Trennzylinders zurückgehalten. Abfälle, die nicht von den Stiften zurückgehalten wer- den, werden von der Faserprobe in einer im Wesentlichen nach unten gerichteten Rich- tung entfernt. Der vom Trennzylinder nach unten gefallene Schmutz wird auf einer Auf- fangfläche gesammelt. Das Gewicht des Abfalls und der mit dem Abfall immer noch ver- mischten Fasern, die auf der Sammelfläche gesammelt werden, kann mit einer Waage gemessen werden. In einer Ausführungsform werden die Fasern auf der Sammelfläche mit einem Korrekturmodul visuell erfasst, und ein geschätztes Gewicht der Fasern wird vom Gewicht des Gemisches aus Abfall und Fasern subtrahiert.
Nachteilig hierbei ist es, dass lediglich eine geschätzte quantitative Analyse des in der vorgelegten Fasermasse vorhandenen Anteils des Abfalls erhalten wird. Eine genauere quantitative Analyse oder gar eine qualitative Analyse der in der Fasermasse enthalte- nen Komponenten ist nicht möglich.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zu beseitigen und insbesondere eine quantitative vor allem aber eine qualita- tive Analyse der Komponenten der vorgelegten Fasermasse durchführen zu können.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren und eine Vorrichtung mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche.
Vorgeschlagen wird ein Verfahren zur Analyse von Komponenten einer Fasermasse, wobei die Komponenten der Fasermasse Fasern, Teile von Fasern, Trash, Staub, Pflanzenrückstände und andere Verschmutzungen umfassen. Die Komponenten der Fasermasse werden mittels einer Speisevorrichtung einer in einem Gehäuse integrier- ten Auflösewalze zugeführt und vereinzelt. Die Speisevorrichtung weist dabei eine Speisemulde auf, welche die Fasermasse gegen eine Speisewalze drückt. Durch eine Drehung der Speisewalze wird die Fasermasse in Richtung zur Auflösewalze bewegt und dort von Zähnen oder Nadeln der sich drehenden Auflösewalze erfasst und in ein- zelne Fasern und die anderen Komponenten der Fasermasse aufgelöst. Zumindest ei- nige der Komponenten verlassen das Gehäuse durch eine Austrittsöffnung, treten in ei- nen Speisekanal ein, der an der Austrittsöffnung angeordnet ist und verlassen an- schliessend den Speisekanal wieder an einer Mündung des Speisekanals.
Die den Speisekanal verlassenden Komponenten werden daraufhin einer Sammelflä- che zugeführt und dort vereinzelt abgelegt. Die Komponenten liegen nun ausgebreitet auf der Sammelfläche. Zumindest einige der auf der Sammelfläche so abgelegten Kom- ponenten werden optisch erfasst und hinsichtlich ihrer Art und Beschaffenheit analy- siert. Durch die vereinzelte, ausgebreitete Ablage der Komponenten auf der Sammelflä- che können die Komponenten einzeln optisch erkannt werden. So kann beispielsweise ermittelt werden, ob, welche und wieviele Komponenten auf der Sammelfläche oder in einem bestimmten Abschnitt der Sammelfläche liegen. Die Komponenten liegen dabei vorzugsweise beabstandet voneinander oder mit nur wenig Überlappung auf der Sieb- fläche.
Jede einzelne optisch erkannte Komponente kann somit untersucht und ausgewertet werden. Dabei werden die Signale der optischen Erfassungseinrichtung, beispielweise einer Kamera oder einem Scanner, einer elektronischen Datenverarbeitungsanlage, z. B. einem Computer, zugeführt. Dort werden die Komponenten beispielsweise erkannt, gezählt oder vermessen. Hierdurch kann auch eine Aussage über die Zusammenset- zung der untersuchten Fasermasse erhalten werden. Die Erkennung der einzelnen Komponenten erfolgt beispielsweise durch einen Vergleich der von der optischen Erfas- sungseinrichtung erfassten Komponente mit in einer Datenbank hinterlegten typischen Komponenten einer Fasermasse. Hierdurch kann festgestellt werden, ob es sich bei der Komponente zum Beispiel um eine ganze Faser oder nur einen Teil einer Faser, um Staub oder um Pflanzenrückstände wie Teilen von Stängeln, Blättern oder Schalen han- delt. Durch die vereinzelte, vorzugsweise voneinander beabstandete Ablage der Komponen- ten auf der Sammelfläche und die optische Erkennung dieser einzelnen Komponenten, können die Komponenten der vorgelegten Fasermasse sehr genau bestimmt werden.
Hierdurch ist die Weiterverarbeitung des Rohstoffes, aus welchen die vorgelegte Faser- masse entnommen wurde, gezielt und mit hoher Qualität möglich. Es können dabei Technologie-Informationen in Echtzeit erhalten werden, welche eine Anpassung der Maschineneinstellungen an der nachfolgenden Maschine, beispielsweise einer Karde oder Kämmmaschine, verbessern. Informationen in Bezug auf das zu erzeugende Garn können bereits sehr frühzeitig gehalten werden. Informationen zu voraussichtlichen Qualitätsproblemen in der Weiterverarbeitung erhält man bereits zu Beginn des Prozes- ses.
Vorteilhaft ist es zudem, wenn die Analyse der Art und Beschaffenheit der Fasern und Teilfasern hinsichtlich Material, Faserlänge, Nissen, Faserkräuselung, Faserfeinheit und/oder einem Mischungsverhältnis verschiedener Fasern in der Fasermasse erfolgt. Die Komponenten der untersuchten Fasermasse sind hierdurch sehr genau feststellbar. Es kann ermittelt werden, welches Material, insbesondere bei Kunstfasern, in der Fa- sermasse enthalten ist oder wie der Zustand des enthaltenen Materials ist. Hieraus er- geben sich Hinweise auf eine optimale weitere Behandlung der Fasern in Weiterverar- beitungsprozessen. So kann beispielsweise eine bessere Sortierung oder Mischung verschiedener Chargen erfolgen. Auch kann es sich dabei herausstellen, dass die vor- gelegte Fasermasse beispielsweise besser geeignet ist für das Verspinnen auf einer Rotorspinnmaschine oder einer Ringspinnmaschine oder dass der Rohstoff der unter- suchten Fasermasse zusätzlichen Reinigungsschritten ausgesetzt werden sollte.
Auch ist es vorteilhaft, wenn die Analyse der Komponenten Trash, Staub, Pflanzenrück- stände und/oder anderer Verschmutzungen hinsichtlich Art, Grösse und/oder Menge in der Fasermasse erfolgt. Auch hierdurch ist es möglich auf die Qualität des Rohstoffes, aus welchem die vorgelegte Fasennasse stammt, zu schliessen. Aus dieser Analyse kann entnommen werden, ob der Rohstoff stark oder weniger stark verschmutzt ist und um welche Art von Schmutz es sich dabei handelt. Hieraus ergibt sich wiederum für die weiteren Verfahrensschritte der Weiterverarbeitung die Erkenntnis, ob und wie der Roh- stoff gereinigt werden muss, um die Produkte der Weiterverarbeitung zu optimieren.
Auch ist es von Vorteil, wenn Trash, Staub, Pflanzenrückstände und/oder andere Ver- schmutzungen an der Auflösewalze an einer Schmutzausscheideöffnung des Gehäuses ausgeschieden und analysiert werden. Bei dieser vorteilhaften Ausführung des Verfah- rens wird versucht, dass möglichst viel der Verschmutzung von dem eigentlichen Faser- material getrennt wird. Bei Bedarf kann die Verschmutzung und gegebenenfalls darin enthaltene einzelne Fasern oder Faserreste gezielt untersucht werden, während Fa- sern, welche im Wesentlichen auf der zuvor beschriebenen Sammelfläche abgelegt werden, dort optimal untersucht und analysiert werden können. Es findet dabei somit eine Art Vorsortierung von Schmutz und Fasern statt, welche die Analyse von Schmutz und Fasern einfacher und gegebenenfalls sogar genauer ermöglicht. Dennoch ist es selbstverständlich möglich, dass bei der Untersuchung des Schmutzes auch festgestellt wird, wieviele oder welche Fasern vorhanden sind und umgekehrt bei der Analyse der Fasern untersucht wird, wieviele und welche Schmutzpartikel in diesem Teil der Faser- masse vorhanden sind.
Ebenso ist es vorteilhaft, wenn die Fasermasse, insbesondere automatisiert, als Faser- flocken beispielsweise von einem Ballen oder als Faserband, beispielsweise aus einer Spinnkanne entnommen, vorzugsweise gesaugt wird und zumindest teilweise der Auflö- sewalze zugeführt wird. Um eine Probe des Rohmaterials zu entnehmen, wird ein Teil des in der Spinnkanne abgelegten Faserbandes aus der Spinnkanne entnommen und der Speisevorrichtung und der Auflösewalze zugeführt. Das Faserband kann beispiels- weise ein auf einer Karde hergestelltes Faserband sein. In einer anderen Anwendung der Erfindung werden Faserflocken von einem Ballen, beispielsweise an einem Ballen- öffner abgesaugt und der Speisevorrichtung und der Auflösewalze zugeführt. Die Ent- nahme erfolgt insbesondere mit einer Saugeinrichtung, welche basierend auf dem Co- anda-Effekt die Fasermasse ansaugt. Dabei ist sichergestellt, dass die Fasern nicht be- schädigt werden und somit Fasermaterial der Analyseeinrichtung vorgelegt werden kann, welches exakt dem Rohmaterial entspricht. Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn an die Mündung des Speisekanals kein Unter- drück angelegt wird und die Komponenten hierdurch von der Auflösewalze unterdruck- frei abgelöst werden. Eine Besaugung von ausserhalb des Speisekanals wirkt somit nicht so in den Speisekanal hinein, dass sie zu der Ablösung der Fasern und anderen Bestandteilen von der Auflösewalze einen wesentlichen Beitrag leistet. Die Komponen- ten werden hierdurch von der Auflösewalze unterdruckfrei abgelöst und gelangen da- nach in den Speisekanal. Hierdurch können anschliessend die Komponenten der Faser- masse auf der Sammelfläche abgelegt werden, ohne dass sie zuvor Kräften ausgesetzt gewesen wären, welche die Fasern oder den Schmutz beispielsweise durch mechani- sche Einflüsse an den Kanten oder Oberflächen des Gehäuses oder des Speisekanals verändert hätten.
Ebenso bringt es Vorteile mit sich, wenn die Sammelfläche bewegt wird und die darauf abgelegten Komponenten in Richtung einer Entnahmestelle transportiert und dort ent- sorgt werden. Dadurch kann eine kontinuierliche Analyse der Komponenten der Faser- masse erfolgen. Die Komponenten werden dabei auf die sich bewegende Sammelflä- che gelegt und zugleich von der Ablagestelle wegbewegt. Hierdurch wird Platz geschaf- fen für die Ankunft der nächsten Komponenten der Fasermasse auf der Sammelfläche. An der Entnahmestelle werden die abgelegten Komponenten der Fasermasse von der Sammelfläche entnommen. Dies kann beispielsweise durch einen Wischer oder durch Entfall der Besaugung der Sammelfläche und damit Loslösen der Komponenten von der Sammelfläche erfolgen.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Sammelfläche eine Perforation aufweist, durch welche sie besaugt wird. Die Komponenten der Fasermasse liegen auf einer Oberfläche der Sammelfläche. Die Saugkraft wirkt durch die Sammelfläche hindurch auf der ande- ren, gegenüberliegenden Oberfläche der Sammelfläche, welche vorzugsweise ein per- foriertes Siebriemchen oder eine perforierte Siebwalze ist. Die Komponenten werden hierdurch auf der Siebfläche festgehalten und können zuverlässig optisch erfasst und analysiert werden. Eine erfindungsgemässe Vorrichtung zur Analyse von Komponenten einer Fasermasse weist eine in einem Gehäuse integrierte, drehbare Auflösewalze auf. Das Gehäuse um- fasst eine Einspeiseöffnung, der eine Speisevorrichtung zur Einspeisung der Faser- masse in die Auflösewalze zugeordnet ist. Das Gehäuse umfasst weiterhin eine Aus- trittsöffnung, durch welche zumindest einige der Komponenten einer Fasermasse das Gehäuse verlassen. An der Austrittsöffnung ist ein Speisekanal angeordnet, in welchen zumindest einige der Komponenten eintreten und ihn an einer Mündung des Speiseka- nals wieder verlassen. Im Anschluss an die Mündung des Speisekanals ist eine Sam- melfläche angeordnet, auf welcher die den Speisekanal verlassenden Komponenten vereinzelt abgelegt werden. Um die vereinzelt abgelegten Komponenten auf der Sam- melfläche erfassen und auswerten zu können, ist der Sammelfläche eine optische Ana- lyseeinrichtung zugeordnet. Mit der optischen Analyseeinrichtung werden zumindest ei- nige der auf der Sammelfläche abgelegten Komponenten optisch erfasst und hinsicht- lich ihrer Art und Beschaffenheit analysiert.
Die optische Analyseeinrichtung ist dabei nicht nur in der Lage, einzelne Fasern oder Schmutzteilchen zu identifizieren, sondern sie darüber hinaus auch hinsichtlich ihrer Qualität zu bewerten. Hierdurch wird eine Vorrichtung geschaffen, welche aufwändige Laboruntersuchungen ersetzen kann, da die Analyse unmittelbar an der Stelle erfolgen kann, an welcher sich das Rohmaterial, welches für eine Weiterverarbeitung vorgese- hen ist, befindet. Ausserdem ist es damit möglich, dass nicht nur quantitative Anteils- mengen in der vorgelegten Fasermasse bestimmt werden, sondern darüber hinaus auch Aussagen getroffen werden können, wie die Fasern oder die Schmutzpartikel, ins- besondere Trash, Staub, Pflanzenrückstände und andere Verschmutzungen, aussehen und damit deutlich weitergehende Konsequenzen bei der Weiterverarbeitung des Roh- materials getroffen werden können als bisher.
Auch ist es vorteilhaft, wenn in dem Gehäuse der Auflösewalze zwischen der Einspei- seöffnung und der Austrittsöffnung eine Schmutzausscheideöffnung angeordnet ist. Hierdurch wird eine Reinigung der zugeführten Fasermasse von beispielsweise Scha- lenteilchen und anderen Schmutzpartikeln erzielt. Die Analyse der eigentlichen Fasern sowie die Analyse der anderen Komponenten wie Trash, Staub, Pflanzenrückstände und anderer Verschmutzungen, kann separat voneinander erfolgen.
Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn der Schmutzausscheideöffnung eine weitere opti- sche Analyseeinrichtung zugeordnet ist. Diese weitere optische Analyseeinrichtung kann die dort ausgeschiedenen Komponenten analysieren.
Vorteile bringt es zudem mit sich, wenn die optische Analyseeinrichtung eine Kamera und eine Auswerteeinrichtung umfasst. Mit der Kamera wird ein Bild der auf der Sam- melfläche abgelegten Komponenten erzeugt. Diese Bildsignale werden an die Auswer- teeinrichtung, beispielsweise einen Computer, übergeben, in welcher die Bildsignale ausgewertet werden. Sie werden dabei beispielsweise mit dort abgespeicherten Bildern verglichen und damit ein Erkennen der abgelegten Komponenten ermöglicht. Es kann damit eine Zählung und eine Klassifizierung der abgelegten Komponenten erfolgen, wo- raus ermittelt werden kann, wie die Qualität der vorgelegten Fasermasse und damit des Rohstoffe, aus welchem die vorgelegte Fasermasse entnommen wurde, ist.
Vorteile bringt es mit sich, wenn der Speisevorrichtung eine Absaugeinrichtung zuge- ordnet ist, um die Fasermasse, insbesondere automatisiert, als Faserflocken, beispiels- weise von einem Faserballen, oder als Faserband, beispielsweise aus einer Spinn- kanne, entnehmen und zumindest teilweise der Auflösewalze zuführen zu können. Die Absaugeinrichtung kann beispielsweise mit dem Coanda-Effekt arbeiten. Hierdurch wird die Fasermasse sehr schonend aus der Spinnkanne entnommen, ohne dass die Zu- sammensetzung der Fasermasse verändert wird. Insbesondere wird vermieden, dass bestehende Fasern zerkleinert werden und damit eine falsche Aussage zum Bestand der Faserteile in der Fasermasse erhalten werden würde. Arbeitet die Absaugeinrich- tung automatisch, so ist sie in der Lage selbstständig, beispielsweise geführt an einer Spinnereimaschine oder versehen mit einer eigenen Fahreinrichtung, in die Nähe der zu analysierenden Fasermasse bzw. deren Faserballen oder Spinnkanne zu gelangen und die Fasermasse von dort zu entnehmen. Vorteilhaft ist es zudem, wenn die Sammelfläche einen Antrieb aufweist. Vorzugsweise ist die Sammelfläche ein Siebriemchen oder Siebwalze, welche eine Perforation aufwei- sen. Durch ein Siebriemchen oder eine Siebwalze kann eine weitgehend beliebig lange Sammelfläche erzeugt werden. Die Komponenten haben damit ausreichend Gelegen- heit unbewegt zu liegen zu kommen. Durch die Saugkraft, welche durch die perforierte Sammelfläche hindurch wirkt, werden die Komponenten auf der Sammelfläche gehal- ten. Die Siebwalze hat im Gegensatz hierzu den Vorteil, dass sie weniger Bauraum be- ansprucht. Durch den Antrieb wird die Sammelfläche kontinuierlich betrieben, sodass eine sehr hohe Anzahl von Komponenten in kurzer Zeit untersucht werden kann. Selbstverständlich kann stattdessen zum Beispiel auch ein feststehendes Sieb verwen- det werden, auf das die Komponenten für die Untersuchung aufgespeist werden. Nach der Untersuchung wird das Sieb gereinigt und steht für eine weitere Untersuchung zur Verfügung.
Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn der Sammelfläche eine Saugeinrichtung mit einem Saugkanal mit zumindest einer Säugöffnung zugeordnet ist. Die Sammelfläche ist zwi- schen der Säugöffnung und den abgelegten Komponenten der Fasermasse angeord- net. Im Bereich der Säugöffnung entsteht ein Unterdrück an der Sammelfläche. Die Saugkraft wirkt dabei durch die Sammelfläche hindurch und hält hierdurch die Kompo- nenten auf der Sammelfläche fest.
Vorteile bringt es mit sich, wenn der Sammelfläche an einer Entnahmestelle eine Ent- nahmeeinrichtung zugeordnet ist, um die Komponenten von der Sammelfläche abzu- nehmen. Die Entnahmeeinrichtung kann beispielsweise ein Wischer sein, welcher die Komponenten von der Sammelfläche abstreift. Sie kann aber auch durch das Ende der Säugöffnung gebildet sein, da in dem Bereich, in welchem die Saugkraft nicht mehr auf die Sammelfläche wirkt, auch keine Haltekraft auf die Komponenten mehr einwirkt. Durch eine Fortbewegung der Sammelfläche werden die Komponenten von der Sam- melfläche abfallen und beispielsweise in einen im Bereich der Sammelfläche bereitste- henden Behälter geleitet. Das erfindungsgemässe Verfahren und die entsprechende Vorrichtung erlauben es, die Analysen schneller, mit weniger Kosten und einer viel höheren Probenmenge durchzu- führen, was das Vertrauensintervall reduziert. Ausserdem kann eine schnelle qualitative Analyse der in der Fasermasse enthaltenen Komponenten erfolgen.
Das Verfahren und die Vorrichtung sind gemäss der vorangegangenen Beschreibung ausgebildet, wobei die genannten Merkmale einzeln oder in beliebiger Kombination vor- handen sein können. Weitere Vorteile der Erfindung sind in den nachfolgenden Ausfüh- rungsbeispielen beschrieben. Es zeigen:
Figur 1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemässen Vorrichtung,
Figur 2 eine Seitenansicht einer weiteren erfindungsgemässen Vorrichtung,
Figur 3 eine Draufsicht auf die Vorrichtung gemäss Figur 2 und
Figur 4 eine Draufsicht auf einen Teil einer Spinnereianlage mit mehreren erfin- dungsgemässen Vorrichtungen.
Bei der nachfolgenden Beschreibung der in den Figuren dargestellten alternativen Aus- führungsbeispiele werden für Merkmale, die im Vergleich zu den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen in ihrer Ausgestaltung und/oder Wirkweise identisch und/oder zumindest vergleichbar sind, gleiche Bezugszeichen verwendet. Sofern diese nicht nochmals detailliert erläutert werden, entspricht deren Ausgestaltung und/oder Wirk- weise der Ausgestaltung und Wirkweise der vorstehend bereits beschriebenen Merk- male. Aus Übersichtlichkeitsgründen kann es sein, dass nicht alle gleichen Teile mit Be- zugszeichen versehen, aber gleichartig gezeichnet sind.
Figur 1 zeigt eine Seitenansicht einer erfindungsgemässen Vorrichtung 1 zur Analyse von Komponenten einer Fasermasse 2. Komponenten der Fasermasse 2 umfassen Fa- sern 3, Teile von Fasern und Verunreinigungen 7, wie Trash, Staub, Pflanzenrück- stände und andere Verschmutzungen. Um die Komponenten analysieren zu können, müssen sie zuerst vereinzelt werden. Hierzu werden die Fasern 3 der Fasermasse 2, beispielsweise einem sogenannten Streckenband oder Kardenband oder Teilen davon, mittels einer sich drehenden Speisewalze 4 einer schneller drehenden Auflösewalze 5 zugeführt. Die Auflösewalze 5 ist in einem Auflösewalzengehäuse 6 angeordnet. Die Speisewalze 4 befindet sich an einer Einspeiseöffnung 9 des Auflösewalzengehäuses 6. Durch die Drehung der Speisewalze 4 und der Auflösewalze 5 wird die Fasermasse 2 in den Bereich der Auflösewalze 5 eingeführt und die Fasern 3 der Fasermasse 2 wer- den durch Zähne oder Nadeln, welche am Umfang der Auflösewalze 5 angeordnet sind, vereinzelt. Verunreinigungen 7, welche sich in der Fasermasse 2 befinden, werden an einer Schmutzausscheideöffnung 8 ausgeschieden. Die Fasern 2 selbst bleiben am Umfang der sich drehenden Auflösewalze 5 haften und werden beschleunigt.
Nachdem die Fasern 3 eine bestimmte Geschwindigkeit erreicht haben, lösen sie sich im Bereich einer Austrittsöffnung 10 des Auflösewalzengehäuses 6 von der sich dre- henden Auflösewalze 5 aufgrund der einwirkenden Zentrifugalkraft ab. Die Fasern 3 ge- langen dabei in einen Speisekanal 11 und treten in einer Mündung 12 des Speisekanals 11 aus dem Speisekanal 11 aus. Anschliessend treffen die Fasern 3 auf eine Sammel- fläche 23 einer Siebwalze 13. Die Siebwalze 13 ist an einem Teil ihres Umfangs mittels eines Saugkanals 21 besaugt. Dieser besaugte Bereich ist die Sammelfläche 23, an welcher mittels der Saugkraft des Saugkanals 21 die Fasern 3 auf der Oberfläche der besaugten Siebwalze 13 anhaften.
Damit die Fasern 3, welche die Auflösewalze 5 im Bereich der Austrittsöffnung 10 ver- lassen, nicht negativ von der Besaugung der Siebwalze 13 durch den Saugkanal 21 be- einflusst werden, ist die Mündung 12 derart ausgestaltet, dass sie nicht besaugt ist. Die Mündung 12 ist somit nicht in unmittelbarer Nähe und Wirkung der Besaugung durch den Saugkanal 21. Die in dem Speisekanal 11 befindlichen Fasern 3 lösen sich somit von der Auflösewalze 5 ohne Einwirkung von Unterdrück. Die Mündung 12 ist dabei so gross und so positioniert, dass kein Unterdrück, welcher auf der Sammelfläche 23 an- liegt, bis in den Speisekanal 11 hineinwirken kann. Damit ist gewährleistet, dass die Fa- sern 3 weitgehend vereinzelt von der Auflösewalze 5 gelöst werden können und auf die Sammelfläche 23 gelangen.
Damit die Fasern 3 sicher auf der eine Perforation aufweisenden und damit luftdurchläs- sigen Siebwalze 13 liegen bleiben, ist innerhalb der Siebwalze 13, d. h. auf der gegenüberliegenden Seite der Oberfläche, auf welcher die Fasern 3 aufliegen, der Saugkanal 21 angeordnet. Der Saugkanal 21 ist mit einer nicht dargestellten Saug- quelle verbunden. Durch die Perforation ist die Siebwalze 13 luftdurchlässig ausgestal- tet, sodass der Saugkanal 21 entsprechend den angedeuteten Pfeilen Unterdrück auf der Oberfläche der Siebwalze 13 erzeugt und damit die Fasern 3 auf der Oberfläche der Siebwalze 13 anhaften.
Die Fasern 3 werden vereinzelt, d. h. mit möglichst grossem Abstand zueinander bzw. mit möglichst wenig Überlappungen auf der Siebwalze 13 im Bereich des Saugkanals 21 abgelegt Am Ende des Saugkanals 21 verlassen die Fasern 2 die Sammelfläche 23 auf der Siebwalze 13 an einer Entnahmestelle 22. Dort lösen sich die Fasern 3, wenn sie zusammen mit der sich drehenden Siebwalze 13 bis an das Ende des Saugkanals 21 transportiert wurden, durch die fehlende Saugkraft des Saugkanals 21 von der Sieb- walze 13 ab und fallen in einem Behälter 16.
Die an der Schmutzausscheideöffnung 8 des Auflösewalzengehäuses 6 ausgeschiede- nen Verunreinigungen 7 fallen auf eine Sammelfläche 23' eines Riemens 31. Die Sam- melfläche 23* ist bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel nicht besaugt. Es könnte aber auch eine Absaugeinrichtung angeordnet sein, welche den Riemen 31 , wenn er perforiert ist, von unten besaugt und damit die Verunreinigungen 7 im Bereich der Ab- saugeinrichtung auf dem Riemen 31 hält. Die Verunreinigungen 7 bleiben jedenfalls auf der Sammelfläche 23* liegen und können dort analysiert werden. Die Sammelfläche 23' ist angetrieben und transportiert die Verunreinigungen 7 in Richtung auf eine von zwei Umlenkwalzen 15. Am Ende des Transports fallen die Verunreinigungen 7 in einen Be- hälter 16‘.
Die Zuführung der Fasermasse 2 in die Speisewalze 4 erfolgt mit einer Absaugeinrich- tung 18. Die Absaugeinrichtung 18 wird in die Nähe der Fasermasse 2, welche sich in einer Spinnkanne 17 befindet, gebracht und saugt die Fasermasse 2 aus der Spinn- kanne 17 ab. Die Fasermasse 2 wird dabei durch ein Saugrohr 19 geführt und in den Bereich der Speisewalze 4 gebracht. Eine Saugströmung in dem Saugrohr 19 wird in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel durch eine Coanda-Düse 20 erzeugt, indem Luft in die Coanda-Düse 20 eingeblasen und damit die Saugströmung in dem Saugrohr 19 erzeugt wird. Die Saugströmung zieht die Fasermasse 2 aus der Spinnkanne 17 ab und fördert sie bis zur Speisewalze 4. Nachdem genügend Fasermasse 2 entnommen wurde, wird die Fasermasse 2 getrennt und die Absaugeinrichtung 18 kann für eine wei- tere Absaugung verwendet werden.
Die Absaugeinrichtung 18 kann entweder stationär an der Vorrichtung 1 angeordnet sein und die Fasermasse 2 wird in den Bereich der Absaugeinrichtung 18 gebracht, bei- spielsweise indem die Spinnkanne 17 unter die Absaugeinrichtung 18 gestellt wird. Sie kann aber auch mobil sein, was bedeutet, dass die Absaugeinrichtung 18 je nach Be- darf in die Nähe der Fasermasse 2 an einer Maschine einer Spinnereianlage gebracht wird und dort zusammen mit der Vorrichtung 1 eine Analyse der Fasermasse 2 durch- führt.
Die Analyse der Komponenten der Fasermasse 2 erfolgt mit einer optischen Analy- seeinrichtung 14. Die optische Analyseeinrichtung 14 umfasst in dem Ausführungsbei- spiel der Figur 1 zwei Kameras 28 und eine elektronische Datenverarbeitungsanlage, beispielsweise einen Computer 29. In dem Computer 29 werden Signale, welche von den Kameras 28 geliefert werden, ausgewertet. So werden Bilder, welche von den Ka- meras 28 gemacht werden, beispielsweise verglichen mit Bildern einer Datenbank. Hie- raus kann festgestellt werden, welcher Art die Fasern 3 oder die Verunreinigungen 7 sind. Ausserdem kann festgestellt wenden, welche Länge die auf der Sammelfläche 23 oder 23' aufliegenden Fasern 3 haben, um ermitteln zu können, ob es sich um kom- plette Faser 3 oder nur um Teile von Fasern 3 handelt. Auch die Anzahl der festge- stellten Fasern 3 und Verunreinigungen 7 kann ermittelt werden, da die Fasern 3 und die Verunreinigungen 7 vereinzelt auf der Sammelfläche 23 bzw. 23* liegen. Aus den In- formationen, welche der Computer 29 aus den Aufnahmen der Kameras 28 entnehmen kann, ist ein Rückschluss auf die Zusammensetzung der Fasermasse 2 zu erhalten. Hieraus kann wiederum die Weiterverarbeitung der Fasermasse 2 sehr zielgerichtet er- folgen. Beispielsweise kann sich daraus ergeben, dass die Fasermasse 2 einer beson- deren Reinigung unterzogen werden muss, eine bestimmte Mischung mit anderen Fasermassen vorgenommen werden muss oder sie nur für das Verspinnen auf be- stimmten Maschinen geeignet ist.
Figur 2 zeigt eine Seitenansicht einer weiteren erfindungsgemässen Vorrichtung 1. An- stelle der Siebwalze 13 wie bei dem vorherigen Ausführungsbeispiel ist hier ein perfo- riertes und luftdurchlässiges Siebriemchen 13' mit Umlenkwalzen 15 vorgesehen. Zwi- schen den Umlenkwalzen 15 ist der Saugkanal 21 angeordnet, welcher das perforierte Siebriemchen 13' von unterhalb der Sammelfläche 23 besaugt. Das Auflösewalzenge- häuse 6 weist keine Schmutzausscheideöffnung 8 auf, sodass sowohl die Fasern 3 als auch die Verunreinigungen 7 auf der Sammelfläche 23 abgelegt werden. Das Siebriem- chen 13' wird durch den Antrieb der Umlenkwalzen 15 von der Mündung 12 des Speise- kanals 11 in Richtung einer Entnahmestelle 22 transportiert. Der Transport kann konti- nuierlich erfolgen. Es ist aber auch möglich, dass das Siebriemchen 13' angehalten wird, um die Analyse und die Aufnahme der Fasern 3 und Verunreinigungen 7 an einer stehenden Sammelfläche 23 durchführen zu können. Bei einem Weitertransport fallen an der Entnahmestelle 22 die Fasern 3 und die Verunreinigungen 7 in den Behälter 16 und können dort entsorgt werden.
Nachdem bei diesem Ausführungsbeispiel sowohl die Fasern 3 als auch die Verunreini- gungen 7 auf der Sammelfläche 23 zu liegen kommen, ist eine einzige Kamera 28 der optischen Analyseeinrichtung 14 ausreichend, um alle Komponenten der Fasermasse 2 erfassen zu können und die entsprechenden Daten für eine Auswertung an den Com- puter 29 senden zu können. Für eine besonders gute Auswertung und Analyse der Komponenten der Fasermasse 2 ist es wichtig, dass die Fasern 3 und die Verunreini- gungen 7 möglichst vereinzelt auf der Sammelfläche 23 liegen. Überlagerungen sollten möglichst vermieden werden.
Figur 3 zeigt eine Draufsicht auf die Vorrichtung gemäss Figur 2. In dem geschnitten dargestellten Auflösewalzengehäuse 6 ist die Auflösewalze 5 angeordnet. Die Auflöse- walze 5 weist einen spiralförmig auf dem Umfang der Auflösewalze 5 verlaufenden Sä- gezahndraht 25 auf. Der Sägezahndraht 25 sorgt dafür, dass die Fasern 3 im Bereich der Einspeiseöffnung 9 (Figur 1 und 2) erfasst und beschleunigt werden. Sobald die Fasern 3 eine Geschwindigkeit aufweisen, welche es ihnen erlaubt aufgrund der Flieh- kraft die Auflösewalze 5 zu verlassen, gelangen die Fasern 3 in den Speisekanal 11. Von dort werden sie dem sich bewegenden Siebriemchen 13' zugeführt und abgelegt. Die Perforation 24 des Siebriemchens 13' ist aus Gründen der besseren Übersichtlich- keit nur angedeutet.
Unterhalb der Sammelfläche 23 des Siebriemchens 13' ist der Saugkanal 21 angeord- net, welcher eine Säugöffnung 33 aufweist. Durch den in den Saugkanal 21 anliegen- den Unterdrück, welcher durch die Perforation 24 des Siebriemchens 13' hindurchwirkt, werden die Fasern 3 und Verunreinigungen 7, welche auf dem Siebriemchen 13' auflie- gen, pneumatisch festgehalten. Am Ende des Saugkanals 21 folgt in Transportrichtung des Siebriemchens 13' die Ablösung der Fasern 3 und Verunreinigungen 7. Sie werden schliesslich in den Behälter 16 abgeworfen.
Die Kamera 28 der optischen Analyseeinrichtung 14 ist auf die Oberseite der Sammel- fläche 23 gerichtet und kann dort die Fasern 3 und die Verschmutzungen 4 optisch er- fassen. Die entsprechenden Signale bzw. Bilder werden an den Computer 29 gesandt, wo sie ausgewertet werden, um die in der vorgelegten Fasermasse 2 enthaltenen Kom- ponenten analysieren zu können.
In Figur 4 ist eine Draufsicht auf einen Teil einer Spinnereianlage mit mehreren erfin- dungsgemässen Vorrichtungen 1 dargestellt. In der Spinnereianlage ist ein Ballenöffner 26 vorhanden, welcher Fasern 3 aufweisende Faserflocken aus vorgelegten Ballen ent- nimmt und einem nachfolgenden Vorreiniger 27 zuführt. Die Faserflocken werden an- schliessend in einen Mischer 30 geleitet, in welchem sie hinsichtlich ihrer Zusammen- setzung vergleichmässigt werden. Schliesslich gelangen sie zu einer Karde 32, in wel- cher die Fasern 3 parallelisiert werden. Die erfindungsgemässe Analysevorrichtung 1 ist in dem Ausführungsbeispiel der Figur 4 dem Ballenöffner 26 zugeordnet. Eine weitere Analysevorrichtung 1 ist im Bereich der Kanne 17 der Karde 32 angeordnet. Die jeweili- gen Daten der Vorrichtungen 1 werden in dem Computer 29 zusammengeführt und können dazu dienen, die Zusammensetzung der Fasermassen 2 an dem Ballenöffner 26 und der Karde 32 hinsichtlich ihrer Komponenten zu analysieren. Die daraus gewonnenen Erkenntnisse können für die Organisation der Spinnereianlage genutzt werden. Es können somit beispielsweise Faserverluste oder für die spezielle Faser- masse 2 wenig effektive Weiterverarbeitungen vermieden werden.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausfüh- rungsbeispiele beschränkt. Abwandlungen im Rahmen der Patentansprüche sind ebenso möglich wie eine Kombination der Merkmale, auch wenn diese in unterschiedli- chen Ausführungsbeispielen dargestellt und beschrieben sind.
Bezugszeichenliste
1 Vorrichtung
2 Fasermasse
3 Fasern
4 Speisewalze
5 Auflösewalze
6 Auflösewalzengehäuse
7 Verunreinigungen
8 Schmutzausscheideöffnung
9 Einspeiseöffnung
10 Austrittsöffnung
11 Speisekanal
12 Mündung
13' Siebriemchen
13 Siebwalze
14 optischen Analyseeinrichtung
15 Umlenkwalze
16 Behälter
17 Spinnkanne
18 Absaugeinrichtung
19 Saugrohr 20 Coanda-Düse
21 Saugkanal
22 Entnahmestelle
23 Sammelfläche
23' Sammelfläche
24 Perforation
25 Sägezahndraht
26 Ballenöffner
27 Vorreiniger
28 Kamera
29 Computer
30 Mischer
31 Riemen
32 Karde
33 Säugöffnung

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Analyse von Komponenten einer Fasermasse (2), wobei die Komponenten der Fasermasse (2) Fasern (3), Teile von Faser (3), Trash, Staub, Pflanzenrückstände und andere Verschmutzungen umfassen, und die Komponenten der Fasermasse (2) mittels einer Speisevorrichtung einer in ei- nem Gehäuse (6) integrierten Auflösewalze (5) zugeführt und vereinzelt werden und zumindest einige der Komponenten das Gehäuse (6) durch eine Austrittsöff- nung (10) verlassen, in einen Speisekanal (11 ) eintreten und den Speisekanal (11) an einer Mündung (12) wieder verlassen und die den Speisekanal (11) verlassenden Komponenten anschliessend einer Sammelfläche (23) zugeführt und dort vereinzelt abgelegt werden, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einige der auf der Sammelfläche (23) vereinzelt abgelegten Komponen- ten optisch erfasst und hinsichtlich ihrer Art und Beschaffenheit analysiert werden.
2. Verfahren nach dem vorherigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Analyse der Art und Beschaffenheit der Fasern (3) und Teilfasem hinsichtlich Ma- terial, Faserlänge, Nissen, Faserkräuselung, Faserfeinheit und/oder einem Mi- schungsverhältnis verschiedener Fasern (3) in der Fasermasse (2) erfolgt.
3. Verfahren nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Analyse der Komponenten Trash, Staub, Pflanzenrückstände und/oder anderer Verschmutzungen hinsichtlich Art, Grösse und/oder Menge in der Fasermasse (2) erfolgt.
4. Verfahren nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet, dass Trash, Staub, Pflanzenrückstände und/oder andere Verschmutzun- gen an der Auflösewalze (5) an einer Schmutzausscheideöffnung (8) des Gehäu- ses (6) ausgeschieden und analysiert werden.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Fasermasse (2), insbesondere automatisiert, als Faserflocken oder als Faserband entnommen, vorzugsweise gesaugt wird und zumindest teil- weise der Auflösewalze (5) zugeführt wird.
6. Verfahren nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Sammelfläche (23) bewegt wird und die darauf abgelegten Komponenten in Richtung einer Entnahmestelle (22) transportiert und dort ent- sorgt werden.
7. Verfahren nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Sammelfläche (23) eine Perforation (24) aufweist, durch welche sie besaugt wird.
8. Vorrichtung zur Analyse von Komponenten einer Fasermasse (2), mit einer in einem Gehäuse (6) integrierten Auflösewalze (5), wobei das Gehäuse (6) eine Einspeiseöffnung (9) umfasst, der eine Speisevorrichtung zur Einspeisung der Fasermasse (2) in die Auflösewalze (5) zugeordnet ist, das Gehäuse (6) weiterhin eine Austrittsöffnung (10) aufweist, durch welche zu- mindest einige der Komponenten einer Fasermasse (2) das Gehäuse (6) verlas- sen, sowie mit einem an der Austrittsöffnung (10) angeordneten Speisekanal (11), in welchen zumindest einige der Komponenten eintreten, und mit einer Mündung (12) des Speisekanals (11), durch welche diese Kompo- nenten den Speisekanal (11 ) wieder verlassen, sowie mit einer im Anschluss an die Mündung (12) des Speisekanals (11) ange- ordneten Sammelfläche (23), auf welcher die den Speisekanal (11) verlassenden Komponenten vereinzelt abgelegt werden, dadurch gekennzeichnet, dass der Sammelfläche (23) eine optische Analyseeinrichtung (14) zugeordnet ist, mit welcher zumindest einige der auf der Sammelfläche (23) abgelegten Komponen- ten optisch erfasst und hinsichtlich ihrer Art und Beschaffenheit analysiert werden.
9. Vorrichtung nach dem vorherigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Gehäuse (6) der Auflösewalze (5) zwischen der Einspeiseöffnung (9) und der Austrittsöffnung (10) eine Schmutzausscheideöffnung (8) angeordnet ist.
10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, dass der Schmutzausscheideöffnung (8) eine weitere optische Ana- lyseeinrichtung (14) zugeordnet ist.
11. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, dass die optische Analyseeinrichtung (14) eine Kamera (28) und eine Auswerteeinrichtung umfasst.
12. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, dass der Speisevorrichtung eine Absaugeinrichtung (18) zugeord- net ist, um die Fasermasse (2), insbesondere automatisiert, als Faserflocken oder als Faserband entnehmen und zumindest teilweise der Auflösewalze (5) zuführen zu können.
13. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, dass die Sammelfläche (23), insbesondere ein eine Perforation (24) aufweisendes Siebriemchen (13') oder eine eine Perforation (24) aufweisende Siebwalze (13), einen Antrieb aufweist.
14. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, dass der Sammelfläche eine Saugeinrichtung mit einem Saugkanal (21) mit zumindest einer Säugöffnung (33) zugeordnet ist.
15. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, dass der Sammelfläche (23) an einer Entnahmestelle (22) eine Ent- nahmeeinrichtung zugeordnet ist, um die Komponenten von der Sammelfläche (23) abzunehmen.
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