WO2002066717A1 - Abscheidevorrichtung für fremdstoffe - Google Patents

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WO2002066717A1
WO2002066717A1 PCT/CH2002/000095 CH0200095W WO02066717A1 WO 2002066717 A1 WO2002066717 A1 WO 2002066717A1 CH 0200095 W CH0200095 W CH 0200095W WO 02066717 A1 WO02066717 A1 WO 02066717A1
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WO
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channel
fiber material
cleaning stage
separating
detection
Prior art date
Application number
PCT/CH2002/000095
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English (en)
French (fr)
Inventor
Jürg Faas
Christoph Schönbächler
Armin Jossi
Andreas Meyenhofer
Walter Kiechl
Original Assignee
Maschinenfabrik Rieter Ag
Jossi Holding Ag
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Publication date
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Application filed by Maschinenfabrik Rieter Ag, Jossi Holding Ag filed Critical Maschinenfabrik Rieter Ag
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Priority to DE50213163T priority patent/DE50213163D1/de
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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
    • D01G9/00—Opening or cleaning fibres, e.g. scutching cotton
    • D01G9/14—Details of machines or apparatus
    • D01G9/18—Arrangements for discharging fibres
    • 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 device for detecting and separating foreign substances from a fiber material, which is fed via feed elements to a cleaning stage, in which the fiber material is guided by means of an opening roller over one or more separating means and is delivered to a subsequent conveying channel.
  • DE-A1-195 18 783 discloses an embodiment in which an opening roller, which is equipped with pins or hooks, works together with knives which are arranged on a partial circumference of the roller at intervals.
  • an opening roller which is equipped with pins or hooks
  • knives which are arranged on a partial circumference of the roller at intervals.
  • the fiber material is released to the surface of the opening roller via a shaft and two feed rollers.
  • sensors are proposed which are arranged opposite the surface of the opening roller. These are color sensors that are arranged across the working width of the roller. The color sensors detect a color deviation of the foreign fibers compared to the normal fiber and are connected to evaluation electronics.
  • the surface of the opening roller can have a shiny metallic or white surface.
  • the cleaned fiber material is delivered to a suction line, in which a discharge device is integrated.
  • the signals from the sensors are used to actuate flaps which are displaced in a certain time interval and which feed the fiber material provided with foreign fibers to a disposal line.
  • the removal device shown is relatively far from the actual delivery area of the opening roller, so that a larger fiber mass has to be removed so that the detected foreign fibers are also removed during this process.
  • the circumferential tips of the clothing or the Pins disadvantageous for an exact detection of the foreign fibers. This means that the foreign fibers that are located directly in the area of these tips may not be detected as foreign fibers by the sensors, especially since the flow chart of the clothing tips is filtered out in the evaluation electronics.
  • the fiber material is present here as a relatively compact non-woven fabric when it is transferred to the opening roller, under certain circumstances it is not possible to detect foreign fibers which are located on the inside and run directly on the drum circumference.
  • an opening roller is known from DE-A1-19543 526, which also interacts with knives.
  • An air jam is generated in the area in front of a separating knife in order to remove detected foreign fibers, the fiber material interspersed with foreign parts being lifted off the roller and transferred to a disposal device.
  • Monitoring for foreign fibers is also carried out on the roller surface of the opening roller.
  • many good fibers are also separated with this device when foreign fibers are discharged.
  • DE-A1-19847237 shows a similar device, in which a blown air stream directed approximately tangentially to the roller is generated to remove the foreign fibers detected on the drum, the fibers located in the area of the blown air stream being removed from the roller surface via the resulting negative pressure on the roller surface be lifted off and taken to a disposal room.
  • it is an opening roller, which has the task of opening the supplied fiber material further, or of breaking it down into smaller fiber flakes. An additional cleaning of the fiber material from dirt is not provided here. With this arrangement there is also the risk, as described above, that not all foreign fibers in the fiber material guided over the opening roller can be determined or removed.
  • DE-A1-195 16 568 also shows only one opening roller, on which no cleaning work is carried out.
  • the resolution device consists of one or two feed rollers, which deliver the fiber material fed via a shaft to a high-speed opening roller. The fiber material further dissolved by the opening roller is fed in free fall to a downward shaft in which a device for recognizing and separating foreign substances is attached.
  • the foreign substances detected by a plurality of sensors lying next to one another or by a camera are blown out sequentially into a special collecting container by means of blowing nozzles which are subsequently arranged and are arranged next to one another in rows. These blow nozzles are controlled via a control unit which is connected to the sensor system.
  • the sensor system also detects contaminants, trash parts and the like that are still in the flow of fiber material, as a result of which the blowing nozzles are very often actuated for blowing out via the control.
  • the blow cone of the blow air flow must have a corresponding size so that the detected foreign substances are safely excreted.
  • a large number of good fibers are also separated at each blowing interval. However, this results in a loss in the productivity of the fiber material obtained.
  • the object of the invention is therefore to avoid the disadvantages of the prior art described in order to obtain an optimal device for the targeted removal of foreign substances and the removal of good fibers is minimized.
  • the detection and separation device for the foreign substances is arranged directly in the discharge area of the cleaning stage.
  • delivery area is understood to mean the area directly at the delivery opening of the cleaning stage or also the area which follows directly after the delivery opening.
  • the detection device sensor system
  • the detection device is supplied with a fiber material mass in the free flock flow, from which usual contaminations, such as trash parts, dirt, dust and the like, have already been substantially separated in a conventional manner at the upstream cleaning stage.
  • the foreign matter still to be detected is easier to detect in an open stream of flakes than between the clothing of an opening roller.
  • the fiber air flow has a speed at which the detection of foreign substances can still be carried out without problems. Due to the separation of the contaminants carried along in the fiber material already at the cleaning stage, the subsequent detection and separation device can concentrate on the foreign substances which, due to their physical properties, are not separated out at the upstream cleaning stage.
  • the cleaning stage is essentially provided with an opening roller, which has a corresponding length
  • the delivery area - seen in the conveying direction - be designed as a tapering and funnel-shaped channel which opens into the conveying channel. This ensures that the fiber material can be guided over a correspondingly large cleaning area in the area of the cleaning stage, while for the further transport of the cleaned fiber material it can be brought together via the funnel-shaped channel on a narrower, tubular transport channel. This makes it possible to keep the energy required for the transport of fiber goods to a minimum.
  • the detection and separation device is preferably attached to the funnel-shaped channel.
  • the conveying speed of the fiber material in the funnel-shaped channel is lower than in the subsequent conveying channel, so that problem-free detection and separation of foreign substances can be carried out here.
  • the delivery area be provided in a first part with an approximately constant cross-section, which is followed by a funnel-shaped part which opens into the conveying channel.
  • the detection and separation device is installed in the area of the constant cross-section of the channel, the exact detection and separation of foreign substances is guaranteed. This means that the position of the detected foreign substances remains approximately the same in the fiber stream between detection and elimination.
  • a channel for supplying air in the conveying direction be arranged in the discharge area.
  • the detection device being arranged approximately tangentially in the discharge area of the cleaning stage at a distance from the loading of the opening roller. This makes it possible to detect the foreign matter directly in the area of the detachment from the opening roller.
  • Reflection surface is arranged approximately at a right angle to the monitoring level.
  • the reflective surface can be adapted to the color of the fiber material (good fibers), whereby an optimal detection of foreign parts is possible.
  • Color or can e.g. active light, in which case the optical
  • Detection and separation device is integrated in the feed shaft of a card.
  • the previously claimed sensor system can be formed from one or more cameras. Individual sensors for monitoring are also possible.
  • An illumination device is preferably assigned to the sensor system.
  • the separating device can be formed from blow nozzles arranged side by side, which can be controlled sequentially via the sensor system by a control unit.
  • Fig. 1 is a schematic side view of a cleaning stage with the following
  • FIG. 2 is a partial view X of FIG. 1 of the delivery area of the
  • FIG. 3 A schematic side view of a card with integrated
  • Fig. 1 shows a cleaning stage 1, which is provided with an opening roller 4 and with separation knives 5, which are arranged one behind the other over a portion of the circumference of the opening roller.
  • the fiber material which is conveyed in flake form by a transport air stream, is fed to the cleaning stage 1 via a feed shaft 6.
  • the fiber material can be delivered from an upstream cleaning stage in which, for example, a rough cleaning is carried out.
  • the cleaning stage 1 shown is then downstream of the "coarse cleaner” as a “fine cleaner”.
  • the fiber material comes into the range of action of a pair of opening rollers 8.
  • the fiber flakes are opened further and metered downwards via the opening rollers 8, the fiber material entering the nip of a screen roller 10 and a transport roller 11.
  • the screen roller 10 and the transport roller 11 are connected to a drive, not shown in more detail, which drives them in the opposite direction of rotation, as a result of which the fiber material fed from above is passed between the two rollers.
  • the transport roller 11 has a smooth surface, while the screen roller 10 has a perforated surface, the interior of the screen surface being connected to a schematically shown channel 12, in which most of the transport air of the fiber air mixture is discharged.
  • the fiber material passed between the rollers 11 and 10 is still in flake form and reaches the feed channel S of a subsequent feed roller 14 which interacts with a feed trough 15.
  • the funnel-shaped merging of the fiber material between the feed roller 14 and the feed trough 15 compresses the fiber material and in the region of the feed lip 16 transfers it to the schematically indicated clothing 7 of the rotating opening roller 4.
  • the fiber flakes are opened further, as a result of which the impurities such as dirt, trash parts, etc. carried in the fiber material stream can escape from the fiber material stream to the outside due to the centrifugal force generated on the opening roller 4.
  • a trough plate 18 is arranged after the separating knife 5, via which the cleaned fiber material is fed to a discharge opening 20.
  • a channel 22 is arranged, via which air L is supplied from an air pressure source, not shown in detail. The air L is supplied approximately in the tangential direction to the opening roller 4 and supports the detaching process of the fiber material located in the clothing 7 of the opening roller 4.
  • the air L could also be supplied directly from the ambient air, which is sucked in by a negative pressure generated in the transport channel 26.
  • the fiber material is thereby discharged to a discharge area or into a discharge tube 24 and transferred into a subsequent transport channel 26 by the action of the air L. From this transport channel 26, for example, the fiber material is either fed to a further cleaning stage or a subsequent feed shaft of a card.
  • the discharge tube 24 is provided on its first section 28 with a constant cross section, the width B of which corresponds approximately to the length of the opening roller 4.
  • the section 28 of the discharge pipe 24 opens into a second section 30 (tapered "funnel") which tapers in the transport direction T and which opens into the transport channel 26.
  • two opposite CCD cameras 32, 32 'and 33, 33', for example, are attached in pairs shortly behind the delivery opening 20, each of which has a transparent window 35, 36 which is integrated in the section 28 Monitor fiber material released from cleaning level 1.
  • the subsection 28 there are also background strips 38 which are positioned on the opposite side of the channel relative to the respective camera 32, 32 'and 33, 33'.
  • the color of the background strip 38 corresponds to the set parameters for the fibers, so that the cameras do not respond when the section 28 is empty.
  • a similar device can be found, for example, in WO-96/35831.
  • the cameras 32-33 ' are connected via the paths 42, 42', 43 and 43 'to a control unit ST, via which the monitoring results are transmitted to the control unit ST.
  • a corresponding valve 48 is opened via the control line 45, the compressed air supplied via a compressed air source 46 being released to a blow-out nozzle 50 assigned to the respective valve 48.
  • Detected foreign material for example foreign fibers
  • the container 54 can be closed or with appropriate Openings must be connected to the atmosphere. It is also possible to provide the container 54 with appropriate suction devices for removing the separated material.
  • the container can also be provided with an air return 55, via which the air supplied to the container is returned to the section 30.
  • blowing nozzles 50 being able to be arranged below the discharge tube 24, the detected foreign parts being blown out upwards through a corresponding opening in the tube 24.
  • the collecting container must be designed or arranged accordingly so that the foreign parts that have been separated cannot get back into the channel 24.
  • the detection and separation device arranged after cleaning stage 1 detects and separates in particular the foreign parts which, due to their physical characteristics, cannot be separated using the centrifugal force in conventional cleaning stage 1.
  • FIG. 3 A further exemplary embodiment is shown in FIG. 3, wherein an opening roller 4 is rotatably arranged in the feed shaft 58 of a card 60 and cooperates with a grate 56 on part of its circumference.
  • the opening roller 4 is here also provided with a clothing 7, which draws off and dissolves the fiber material which is presented via the feed trough 15 in connection with the feed roller 14.
  • separating knives 5 can of course also be attached, as are shown in the exemplary embodiment in FIG. 1.
  • the material deposited over the grate 56 is fed to a schematically shown manifold 57.
  • the fiber material discharged from the cleaning stage 1 at the discharge opening 20 is monitored through an opening 62 following the grate 56.
  • the surveillance plane of the CCD camera shown runs approximately tangentially and at a short distance from the tips of the clothing 7.
  • the following channel 58 ' has a presentation surface 64 in the area of the discharge opening 20, which is oriented approximately at right angles to the surveillance plane E.
  • the color of the surface 64 is selected such that the camera 32 only generates a signal from foreign parts based on the fiber parameters set in the control unit ST.
  • the images captured by the camera 32 are also transmitted to a subsequent control unit ST via a path 42.
  • a control valve 48 is triggered with a time delay via the control unit ST, via which the compressed air supplied by a compressed air source 46 is switched through to a subsequent nozzle 50. Via the compressed air blast P thus generated at a corresponding point within the channel 58 ′, the detected foreign part is delivered to a container 54 or excreted via an opening 52.
  • the fiber material discharged from cleaning stage 1 is transported in free fall in channel 58 'and is transferred to a subsequent pair of transport rollers 66.
  • the fiber material is compressed to form a nonwoven fabric 70, which is transferred via a feed table 68, which slopes downward at an angle, to a subsequent feed roller 72, to which a feed trough 73 is assigned.
  • the fibers are released from the laid nonwoven fabric 70 by means of a licker-in 76 provided with a set and transferred to a subsequent card drum 77 (spool).
  • the drum 77 works together with a schematically shown circumferential cover 78 and transfers the fiber material, which is now broken down into individual fibers, to a subsequent rotating consumer 80.
  • the fiber material is removed from the doffer 80 via the doffer roller 81 and to a subsequent one Squeeze roller pair 82 delivered.
  • the fiber fleece delivered via the squeeze roller pair 82 is taken over, for example, by a cross conveyor belt 83, which brings the fiber fleece together to form a fiber belt F, which is transferred via a pair of calender rollers 84 to a subsequent belt deposit, not shown.

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Erkennen und Ausscheiden von Fremdstoffen aus einem Fasermaterial, das über Zuführelemente (14, 15) einer Reinigungsstufe (1) zugeführt wird, bei welcher das Fasermaterial mittels einer Öffnerwalze (4) über ein oder mehrere Abscheidemittel (5, 56) geführt und an einen nachfolgenden Förderkanal (24, 58') abgegeben wird. Zur Verbesserung von bekannten Lösungen und zur Erzielung einer optimalen und gezielten Ausscheidung von Fremdstoffen wird vorgeschlagen, dass die Erkennungs- und die Ausscheidevorrichtung (32, 33, 50) für die Fremdstoffe unmittelbar im Abgabebereich (20, 24, 58') der Reinigungsstufe (1) angeordnet ist.

Description

Abscheidevorrichtung für Fremdstoffe
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Erkennen und Ausscheiden von Fremdstoffen aus einem Fasermaterial, das über Zuführelemente einer Reinigungsstufe zugeführt wird, bei welcher das Fasermaterial mittels einer Öffnerwalze über ein oder mehrere Abscheidemittel geführt und an einen nachfolgenden Förderkanal abgegeben wird.
Aus der DE-A1-195 18 783 ist eine Ausführung bekannt, wobei eine Öffnerwalze, die mit Stiften oder Haken besetzt ist, mit Ausscheidemessern zusammenarbeitet, welche auf einem Teilumfang der Walze in Abständen angeordnet sind. Bei der Überführung des Fasergutes über die Ausscheidemesser werden - in Bezug auf das Fasergewicht - insbesondere schwerere und unerwünschte Bestandteile wie Schmutz, Trash, Staub und dergleichen aus dem Fasergut abgeschieden. Das Fasergut wird über einen Schacht und zwei Zuführwalzen an die Oberfläche der Öffnerwalze abgegeben. Um Fremdfasern in dem über die Öffnerwalze geführten Fasergut zu erkennen, werden Sensoren vorgeschlagen, die gegenüber der Oberfläche der Öffnerwalze angeordnet sind. Dabei handelt es sich um Farbsensoren, die über die Arbeitsbreite der Walze angeordnet sind. Die Farbsensoren stellen dabei eine Farbabweichung der Fremdfasern gegenüber der Normalfaser fest und sind mit einer Auswerte-Elektronik verbunden. Zur Detektion der Fremdfasern kann die Oberfläche der Öffnerwalze eine metallisch glänzende oder weisse Oberfläche aufweisen. Das gereinigte Fasergut wird an eine Absaugleitung abgegeben, in welcher eine Ausschleusevorrichtung integriert ist. Dabei werden anhand der Signale der Sensoren zeitversetzt in einem bestimmten Zeitintervall schwenkbare Klappen betätigt, welche das mit Fremdfasern versehene Fasergut einer Entsorgungsleitung zuführen. Die gezeigte Ausschleusevorrichtung ist relativ weit vom eigentlichen Abgabebereich der Öffnerwalze entfernt, so dass eine grössere Fasermasse ausgeschleust werden muss, damit bei diesem Vorgang auch die delektierten Fremdfasern entfernt werden.
Bei der Überwachung des Fasergutes auf der mit einer Garnitur oder Stiften besetzten Öffnerwalze wirken sich die umlaufenden Spitzen der Garnitur, beziehungsweise der Stifte, nachteilig auf eine exakte Erkennung der Fremdfasern aus. Das heisst, die Fremdfasern, die sich direkt im Bereich dieser Spitzen befinden, werden unter Umständen von den Sensoren nicht als Fremdfasern detektiert, zumal das Ablaufbild der Garniturspitzen in der Auswerte-Elektronik ausgefiltert wird.
Ausserdem liegt hierbei das Fasergut bei der Überführung auf der Öffnerwalze als relativ kompaktes Faservlies vor, wobei unter Umständen innenliegende, direkt auf dem Trommelumfang geführte Fremdfasern nicht erfasst werden können.
Des weiteren ist aus der DE-A1-19543 526 eine Öffnungswalze bekannt, die ebenfalls mit Ausscheidemessern zusammenwirkt. Dabei wird zum Ausscheiden von detektierten Fremdfasern im Bereich vor einem Ausscheidemesser ein Luftstau erzeugt, wobei das mit Fremdteilen durchsetzte Fasergut von der Walze abgehoben und zu einer Entsorgungseinrichtung überführt wird. Die Überwachung auf Fremdfasern erfolgt hierbei ebenfalls auf der Walzenoberfläche der Öffnungswalze. Ausserdem werden bei dieser Einrichtung beim Ausschleusen von Fremdfasern auch viele Gutfasern mit abgeschieden.
Die DE-A1-19847237 zeigt eine ähnliche Einrichtung, wobei zum Ausscheiden der auf der Trommel detektierten Fremdfasern ein etwa tangential zur Walze gerichteter Blasluftstrom erzeugt wird, wobei über den dabei entstehenden Unterdruck auf der Walzenoberfläche die in dem Bereich des Blasluftstromes befindlichen Fasern von der Walzenoberfläche abgehoben und einem Entsorgungsraum zugeführt werden. Im gezeigten Beispiel handelt es sich um eine Öffnerwalze, welche die Aufgabe hat, das zugeführte Fasergut weiter zu öffnen, beziehungsweise in kleinere Faserflocken aufzuschliessen. Eine zusätzliche Reinigung des Fasergutes von Verschmutzungen ist hierbei nicht vorgesehen. Auch bei dieser Anordnung besteht die Gefahr, wie zuvor beschrieben, dass nicht alle Fremdfasern in dem über die Öffnerwalze geführten Fasergut ermittelt, beziehungsweise entfernt werden können.
Aus der DE-A1-195 16 568 ist ebenso nur eine Auflösewalze zu entnehmen, an welcher keine Reinigungsarbeit durchgeführt wird. Die Auflöse-Einrichtung besteht dabei aus einer oder zwei Einzugswalzen, die das über einen Schacht zugeführte Fasergut an eine schnellaufende Öffnungswalze abgeben. Das von der Öffnungswalze weiter aufgelöste Fasergut wird im freien Fall einem nach unten geführten Schacht zugeführt, in welchem eine Vorrichtung zum Erkennen und Ausscheiden von Fremdstoffen angebracht ist. Die über eine Mehrzahl von nebeneinander liegenden Sensoren oder einer Kamera erfassten Fremdstoffe werden über nachfolgend angebrachte und in Reihen nebeneinander liegende Blasdüsen sequenziell in einen speziellen Auffangbehälter ausgeblasen. Diese Blasdüsen werden dabei über eine Steuereinheit angesteuert, die mit der Sensorik verbunden ist. Mit der Sensorik werden dabei auch noch im Fasergutstrom befindliche Verschmutzungen, Trashteile und dergleichen erfasst, wodurch die Blasdüsen über die Steuerung sehr häufig zum Ausblasen angesteuert werden. Der Blaskegel des Blasluftstromes muss eine entsprechende Grosse aufweisen, damit die detektierten Fremdstoffe sicher ausgeschieden werden. Bei jedem Blasintervall werden zusätzlich zu den Fremdstoffen auch eine grosse Zahl von Gutfasern mit abgeschieden. Dies wirkt sich jedoch als Verlust in der Produktivität des gewonnenen Fasergutes aus.
Die Erfindung stellt sich somit die Aufgabe, die beschriebenen Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden, um eine optimale Einrichtung zum gezielten Ausscheiden von Fremdstoffen zu erhalten und die Ausscheidung von Gutfasern minimiert wird..
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Erkennungs- und Ausscheidevorrichtung für die Fremdstoffe unmittelbar im Abgabebereich der Reinigungsstufe angeordnet ist. Unter dem Begriff "Abgabebereich" ist dabei der Bereich direkt bei der Abgabeöffnung der Reinigungsstufe oder auch der Bereich zu verstehen, welcher direkt im Anschluss an die Abgabeöffnung folgt. Mit dieser Einrichtung wird gewährleistet, dass der Erkennungsvorrichtung (Sensorik) eine Fasergutmasse im freien Flockenstrom zugeführt wird, aus welcher übliche Verschmutzungen, wie zum Beispiel Trashteile, Schmutz, Staub und dergleichen bereits an der vorgeschalteten Reinigungsstufe auf herkömmliche Weise im wesentlichen abgeschieden worden sind. Ausserdem sind die noch zu erfassenden Fremdstoffe in einem offenen Flockenstrom leichter zu erfassen, als zwischen der Garnitur einer Öffnungswalze. Durch die Anbringung unmittelbar im Abgabebereich der Reinigungsstufe besitzt der Faserluftstrom eine Geschwindigkeit, bei welcher die Erkennung von Fremdstoffen noch problemlos durchführbar ist. Durch die Ausscheidung der im Fasergut mitgeführten Verschmutzungen bereits an der Reinigungsstufe kann sich die nachfolgende Erkennungs- und Ausscheidevorrichtung auf die Fremdstoffe konzentrieren, die aufgrund ihrer physikalischen Eigenschaft an der vorgeschalteten Reinigungsstufe nicht abgeschieden werden.
Da die Reinigungsstufe im wesentlichen mit einer Öffnerwalze versehen ist, die eine entsprechende Länge aufweist, wird vorgeschlagen, dass der Abgabebereich - in Förderrichtung gesehen - als sich verjüngender und trichterförmiger Kanal ausgebildet ist, der in den Förderkanal mündet. Dadurch wird gewährleistet, dass im Bereich der Reinigungsstufe das Fasergut über eine entsprechend grosse Reinigungsfläche geführt werden kann, während zum Weitertransport des gereinigten Fasergutes über den trichterförmig ausgebildeten Kanal dieses an einem schmaleren, rohrförmigen Transportkanal zusammengeführt werden kann. Dadurch ist es möglich, die aufzuwendende Energie für den Faserguttransport auf einem Minimum zu halten.
Vorzugsweise ist die Erkennungs- und Ausscheidevorrichtung am trichterförmigen Kanal angebracht. Wie bereits beschrieben, ist die Fördergeschwindigkeit des Fasergutes im trichterförmigen Kanal niedriger als im nachfolgenden Förderkanal, so dass hier eine problemlose Erkennung und Ausscheidung von Fremdstoffen vorgenommen werden kann.
Um den Faserstrom im Querschnitt zwischen der Erkennung und Ausscheidung konstant zu halten, wird vorgeschlagen, dass der Abgabebereich in einem ersten Teil mit einem annähernd konstanten Querschnitt versehen ist, an welchen sich ein trichterförmiger Teil anschliesst, welcher in den Förderkanal mündet. Bei Anbringung der Erkennungs- und Ausscheidevorrichtung im Bereich des konstanten Querschnittes des Kanals wird die exakte Erkennung und Ausscheidung von Fremdstoffen gewährleistet. Das heisst, die Lage der detektierten Fremdstoffe bleibt im Faserstrom zwischen der Erkennung und Ausscheidung annähernd gleich. Zur Ablösung des Fasergutes von der Öffnerwalze und zur Erzeugung eines nachfolgenden Transportluftstromes wird vorgeschlagen, dass im Abgabebereich ein Kanal zur Luftzuführung in Förderrichtung angeordnet ist.
Des weiteren wird eine Ausführung vorgeschlagen, wobei die Erkennungsvorrichtung im Abgabebereich der Reinigungsstufe etwa tangentiell im Abstand zur Bestückung der Öffnerwalze angeordnet ist. Damit ist es möglich, die Fremdstoffe unmittelbar im Bereich der Ablösung von der Öffnerwalze zu erfassen.
Als Ergänzung dazu wird vorgeschlagen, dass die der Sensorik gegenüber liegende
Wand des an die Reinigungsstufe folgenden Kanales in einem Teilstück als optischer
Hintergrund, z.B. als Reflektionsfläche für die Sensorik ausgebildet ist, wobei die
Reflektionsfläche etwa in einem rechten Winkel zur Überwachungsebene angeordnet ist. Dabei kann die Reflektionsfläche der Farbe des Fasermaterials (Gutfasern) angepasst werden, wobei eine optimale Detektion der Fremdteile möglich ist.
Der optische Hintergrund kann mit definierten Eigenschaften bezüglich Helligkeit und
Farbe ausgebildet sein oder kann z.B. aktiv leuchten, wobei in diesem Fall der optische
Hintergrund nicht mehr im Sinne einer Reaktionsfläche wirkt.
Es wird weiterhin vorgeschlagen, dass die Reinigungsvorrichtung mit anschliessender
Erkennungs- und Ausscheidungsvorrichtung im Speiseschacht einer Karde integriert ist.
Die zuvor beanspruchte Sensorik kann aus einer oder mehreren Kameras gebildet werden. Des weiteren sind auch Einzelsensoren zur Überwachung möglich. Der Sensorik ist vorzugsweise eine Beleuchtungseinrichtung zugeordnet.
Die Ausscheidevorrichtung kann aus nebeneinander angeordneten Blasdüsen ausgebildet sein, welche sequenziell über die Sensorik durch eine Steuereinheit ansteuerbar sind.
Weitere Vorteile der Erfindung werden in nachfolgenden Ausführungsbeispielen gezeigt und näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 Eine schematische Seitenansicht einer Reinigungsstufe mit nachfolgender
Erkennungs- und Ausscheidevorrichtung von Fremdstoffen. Fig. 2 Eine Teilansicht X gemäss Fig. 1 des Abgabebereiches der
Reinigungsstufe Fig. 3 Eine schematische Seitenansicht einer Karde mit integrierter
Reinigungsstufe im Speiseschacht und nachfolgender Erkennungs- und
Ausscheidevorrichtung für Fremdstoffe.
Fig. 1 zeigt eine Reinigungsstufe 1 , die mit einer Öffnerwalze 4 und mit Abscheidemessern 5 versehen ist, welche über einen Teilbereich des Umfanges der Öffnerwalze hintereinander angeordnet sind. Das Fasergut, welches in Flockenform durch einen Transportluftstrom befördert wird, wird der Reinigungsstufe 1 über einen Speiseschacht 6 zugeführt.
Das Fasergut kann dabei von einer vorgeschalteten Reinigungsstufe geliefert werden, in welcher zum Beispiel eine Grobreinigung vorgenommen wird. Die gezeigte Reinigungsstufe 1 wird dann als "Feinreiniger" dem "Grobreiniger" nachgeschaltet.
In dem Speiseschacht 6 gelangt das Fasergut in den Wirkungsbereich eines Öffnerwalzenpaares 8. Über die Öffnerwalzen 8 werden die Faserflocken weiter geöffnet und dosiert nach unten abgegeben, wobei das Fasergut in den Klemmspalt einer Siebwalze 10 und einer Transportwalze 11 gelangt. Die Siebwalze 10 und die Transportwalze 11 sind mit einem nicht näher gezeigten Antrieb verbunden, welcher sie in entgegengesetzter Drehrichtung antreibt, wodurch das von oben zugeführte Fasermaterial zwischen den beiden Walzen hindurchgeführt wird. Die Transportwalze 11 weist eine glatte Oberfläche auf, während die Siebwalze 10 eine perforierte Oberfläche aufweist, wobei der Innenraum der Siebfläche mit einem schematisch gezeigten Kanal 12 verbunden ist, in welchem der grösste Teil der Transportluft des Faserluftgemisches abgeführt wird. Das zwischen den Walzen 11 und 10 hindurchgeführte Fasergut liegt immer noch in Flockenform vor und gelangt in den Speisekanal S einer nachfolgenden Speisewalze 14, die mit einer Speisemulde 15 zusammenwirkt.
Durch das trichterförmige Zusammenführen des Fasergutes zwischen der Speisewalze 14 und der Speisemulde 15 wird das Fasergut verdichtet und im Bereich der Speiselippe 16 an die schematisch angedeutete Garnitur 7 der umlaufenden Öffnerwalze 4 übergeben. Beim Abziehen des Fasergutes im Bereich der Speiselippe 16 durch die Garnitur 7 werden die Faserflocken weiter geöffnet, wodurch die im Fasergutstrom mitgeführten Verunreinigungen wie Schmutz, Trashteile, usw. aus dem Fasergutstrom durch die entstehende Fliehkraft auf der Öffnerwalze 4 nach aussen austreten können.
Durch die Fliehkraft gelangen diese Teile in den Bereich der Abscheidemesser 5 und werden dort abgeschieden und zu einer nicht näher gezeigten Entsorgungseinrichtung überführt.
Im Anschluss an die Abscheidemesser 5 ist ein Muldenblech 18 angeordnet, über welches das gereinigte Fasergut einer Abgabeöffnung 20 zugeführt wird. Im Bereich der Abgabeöffnung 20 ist ein Kanal 22 angeordnet, über welchen Luft L von einer nicht näher gezeigten Luftdruckquelle zugeführt wird. Die Luft L wird etwa in tangentialer Richtung zur Öffnerwalze 4 zugeführt und unterstützt den Ablösevorgang des in der Garnitur 7 der Öffnerwalze 4 befindlichen Fasergutes.
Die Luft L könnte auch direkt aus der Umgebungsluft zugeführt werden, welche durch einen im Transportkanal 26 erzeugten Unterdruck angesaugt wird.
Das Fasergut wird dadurch an einen Abgabebereich, beziehungsweise in ein Abgaberohr 24 abgeführt und durch die Einwirkung der Luft L in einen nachfolgenden Transportkanal 26 überführt. Von diesem Transportkanal 26 wird zum Beispiel das Fasergut entweder einer weiteren Reinigungsstufe oder einem nachfolgenden Speiseschacht einer Karde zugeführt. Wie insbesondere in der Teilansicht der Fig. 2 zu entnehmen, ist das Abgaberohr 24 auf seinem ersten Teilabschnitt 28 mit einem gleichbleibenden Querschnitt versehen, dessen Breite B etwa der Länge der Öffnerwalze 4 entspricht. Der Teilabschnitt 28 des Abgaberohres 24 mündet in einen sich in Transportrichtung T verjüngenden, zweiten Teilabschnitt 30, (kurz "Trichter" genannt), welcher in den Transportkanal 26 mündet.
Im Bereich des ersten Teilabschnittes 28 sind kurz hinter der Abgabeöffnung 20 zum Beispiel jeweils paarweise zwei gegenüberliegende CCD-Kameras 32, 32' und 33, 33' angebracht, welche durch jeweils ein transparentes Fenster 35, 36, die im Teilabschnitt 28 integriert sind, das von der Reinigungsstufe 1 abgegebene Fasermaterial überwachen.
Im Teilabschnitt 28 sind ausserdem Hintergrundstreifen 38 angebracht, welche zu der jeweiligen Kamera 32, 32' und 33, 33' auf der gegenüberliegenden Seite des Kanals positioniert sind. Dabei entspricht die Farbe des Hintergrundstreifens 38 den eingestellten Parametern für die Fasern, so dass die Kameras bei leerem Teilabschnitt 28 nicht ansprechen. Eine ähnliche Vorrichtung ist zum Beispiel aus der WO-96/35831 zu entnehmen.
Wie insbesondere aus Fig. 2 ersichtlich ist, sind den jeweiligen Kameras 32-33' Beleuchtungskörper 40 zugeordnet, die für eine ausreichende Beleuchtung des an den Kameras vorbeigeführten Fasergutes sorgen.
Wie ebenfalls in Fig. 2 schematisch angedeutet, sind die Kameras 32-33' über die Pfade 42, 42', 43 und 43' mit einer Steuereinheit ST verbunden, über welche die Überwachungsresultate der Steuereinheit ST übermittelt werden. Anhand der Auswertung der an die Steuereinheit ST übermittelten Daten wird über die Steuerleitung 45 ein entsprechendes Ventil 48 geöffnet, wobei die über eine Druckluftquelle 46 gelieferte Druckluft zu einer dem jeweiligen Ventil 48 zugeordneten Ausblasdüse 50 freigeschaltet wird. Über den dadurch entstehenden Luftimpuls P wird detektiertes Fremdmaterial (zum Beispiel Fremdfasern) über eine Öffnung 52 an einen Behälter 54 abgegeben. Der Behälter 54 kann dabei geschlossen oder mit entsprechenden Öffnungen mit der Atmosphäre verbunden sein. Es ist auch möglich, den Behälter 54 mit entsprechenden Absaugeinrichtungen zum Entfernen des abgeschiedenen Materials zu versehen. Wie gestrichelt dargestellt, kann der Behälter auch mit einer Luftrückführung 55 versehen sein, über welche die dem Behälter zugeführte Luft in den Teilabschnitt 30 zurückgeführt wird.
Es ist auch eine Ausführung möglich, wobei die Blasdüsen 50 unterhalb des Abgaberohres 24 angeordnet sein können, wobei die detektierten Fremdteile nach oben durch eine entsprechende Öffnung im Rohr 24 ausgeblasen werden. Bei einer derartigen Anordnung muss der Auffangbehälter entsprechend ausgebildet, bzw. angeordnet sein, damit die ausgeschiedenen Fremdteile nicht wieder zurück in den Kanal 24 gelangen können.
Es ist auch denkbar, das Fasergut noch vor Erreichen der Überwachungseinrichtung (32-33') im Bereich der Abgabeöffnung 20 chemisch zu behandeln, so dass auch solche Fremdteile, wie zum Beispiel Kunststoff-Folien, die sich normalerweise nicht von der Farbe der Baumwolle unterscheiden, für das Überwachungssystem sichtbar gemacht werden. (z.B. über UV-Licht, wenn die aufgesprühte chemische Substanz nur an den Kunststofffolien haften bleibt und über UV-Licht sichtbar gemacht werden kann.)
Mit der im Anschluss an die Reinigungsstufe 1 angeordnete Erkennungs- und Abscheide-Einrichtung werden insbesondere die Fremdteile erfasst und abgeschieden, welche aufgrund ihrer physikalischen Kenngrössen nicht über die Fliehkrafteinwirkung bei der konventionellen Reinigungsstufe 1 abgeschieden werden können.
In Fig. 3 wird ein weiteres Ausführungsbeispiel gezeigt, wobei in dem Speiseschacht 58 einer Karde 60 eine Öffnerwalze 4 drehbar angeordnet ist, die auf einem Teil ihres Umfanges mit einem Rost 56 zusammenarbeitet. Die Öffnerwalze 4 ist hierbei ebenfalls mit einer Garnitur 7 versehen, welche das über die Speisemulde 15 in Verbindung mit der Speisewalze 14 vorgelegte Fasermaterial abzieht und auflöst. Anstelle des gezeigten Abscheiderostes 56 können natürlich auch Abscheidemesser 5 angebracht sein, wie sie im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 gezeigt sind. Das über den Rost 56 abgeschiedene Material wird einer schematisch gezeigten Sammelleitung 57 zugeführt. Durch eine Öffnung 62 im Anschluss an den Rost 56 erfolgt die Überwachung des von der Reinigungsstufe 1 bei der Abgabeöffnung 20 abgegebenen Fasergutes. Die Überwachungsebene der gezeigten CCD-Kamera verläuft etwa tangential und in geringem Abstand zu den Spitzen der Garnitur 7. Der nachfolgende Kanal 58' weist im Bereich der Abgabeöffnung 20 eine Präsentationsfläche 64 auf, welche etwa im rechten Winkel zur Überwachungsebene E ausgerichtet ist. Die Farbe der Fläche 64 ist dabei so gewählt, so dass von der Kamera 32 lediglich ein Signal durch Fremdteile erzeugt wird anhand der eingestellten Faserparameter in der Steuereinheit ST. Wie im Beispiel der Fig. 1 , beziehungsweise Fig. 2 gezeigt, werden auch hier die von der Kamera 32 erfassten Bilder über einen Pfad 42 an eine nachfolgende Steuereinheit ST übertragen. Sobald ein Fremdmaterial ermittelt wird, wird über die Steuereinheit ST zeitverzögert ein Steuerventil 48 angesteuert, über welches die von einer Druckluftquelle 46 zugeführte Druckluft zu einer nachfolgenden Düse 50 durchgeschaltet wird. Über den dadurch an entsprechender Stelle innerhalb des Kanals 58' erzeugten Druckluftstosses P wird über eine Öffnung 52 das detektierte Fremdteil an einen Behälter 54 abgegeben, beziehungsweise ausgeschieden.
Der Transport des von der Reinigungsstufe 1 abgegebenen Fasergutes erfolgt hierbei im Kanal 58' im freien Fall und wird zu einem nachfolgenden Transportwalzenpaar 66 überführt. Bei den Transportwalzen 66 wird das Fasermaterial zu einem Faservlies 70 verdichtet, das über einen schräg nach unten abfallenden Zuführtisch 68 an eine nachfolgende Speisewalze 72 überführt wird, welcher eine Speisemulde 73 zugeordnet ist. Über einen mit einer Garnitur versehenen Vorreisser (Briseur) 76 werden die Fasern aus dem vorgelegten Faservlies 70 herausgelöst und zu einer nachfolgenden Kardentrommel 77 (Tambour) überführt. Die Trommel 77 arbeitet mit einem schematisch gezeigten umlaufenden Deckel 78 zusammen und überführt das nunmehr in Einzelfasern aufgelöste Fasergut zu einem nachfolgenden rotierenden Abnehmer 80. Im Bereich des Umfanges der Trommel 77 befinden sich natürlich auch mehrere Kardierelemente, welche jedoch hier nicht gezeigt sind. Über die Abnehmerwalze 81 wird das Fasergut von dem Abnehmer 80 abgenommen und an ein nachfolgendes Quetschwalzenpaar 82 abgegeben. Das über das Quetschwalzenpaar 82 abgegebene Faservlies wird zum Beispiel von einem Querförderband 83 übernommen, welches das Faservlies zu einem Faserband F zusammenführt, das über ein Kalanderwalzenpaar 84 zu einer nicht gezeigten, nachfolgenden Bandablage überführt wird.
Der Einsatz einer derartigen Reinigungsstufe mit erfind ungsgemäss beanspruchter, direkt nachfolgender Erkennungs- und Ausscheidevorrichtung kann in der Putzereilinie an irgendeiner Stelle zwischen der Ballenabtragsmaschine und den Karden eingesetzt werden.

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zum Erkennen und Ausscheiden von Fremdstoffen aus einem Fasermaterial, das über Zuführelemente (14, 15) einer Reinigungsstufe (1) zugeführt wird, bei welcher das Fasermaterial mittels einer Öffnerwalze (4) über ein oder mehrere Abscheidemittel (5, 56) geführt und an einen nachfolgenden Förderkanal (24, 58') abgegeben wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Erkennungs- und die Ausscheidevorrichtung (32, 33, 50) für die Fremdstoffe unmittelbar im Abgabebereich (20, 24, 58') der Reinigungsstufe (1) angeordnet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Abgabebereich - in Förderrichtung (F) gesehen - als sich verjüngender und trichterförmiger Kanal (24) ausgebildet ist, der in den Förderkanal (26) mündet.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Erkennungs- und die Ausscheidevorrichtung (32, 33, 50) am trichterförmigen Kanal (24) angebracht ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Abgabebereich - in Förderrichtung (F) gesehen - einen Kanal (24) aufweist, der wenigstens auf einem Teilstück (28) seiner Länge einen konstanten Querschnitt aufweist und sich wenigstens in seinem vorderen Teil (30) trichterförmig verjüngt, mit welchem er in den Förderkanal (26) mündet.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Erkennungs- und die Ausscheidevorrichtung (32, 33, 50) im Bereich (28) des konstanten Querschnitts des Kanals (24) angebracht ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass im Abgabebereich (20, 24) ein Kanal (22) zur Luftzuführung (L) in Förderrichtung (F) angeordnet ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungsebene (E) der Erkennungsvorrichtung (32) im Abgabebereich (20) der Reinigungsstufe (1) etwa tangential im Abstand zur Bestückung (7) (z.B.Garnitur) der Öffnerwalze (4) angeordnet ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die der Sensorik (32) gegenüberliegende Wand des an die Reinigungsstufe (1) folgenden Kanals (58') in einem Teilstück als optischer Hintergrund, z.B. als Reflektionsfläche (64) für die Sensorik (32) ausgebildet ist, wobei die Reflektionsfläche (64) etwa in einem rechten Winkel zur Überwachungsebene (E) angeordnet ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Farbe der Reflektionsfläche (64) der Farbe des Fasermaterials (Gutfasern) angepasst ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungsvorrichtung (1) im Speiseschacht (58, 50') einer Karde (60) integriert ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorik aus einer oder mehreren Kameras (32, 32', 33, 33') gebildet wird.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass der Sensorik eine Beleuchtungseinrichtung (40) zugeordnet ist.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausscheidevorrichtung aus nebeneinander angeordneten Blasdüsen (50) ausgebildet ist, welche sequentiell über die Sensorik (32, 32', 33, 33') über eine Steuereinheit (ST) ansteuerbar sind.
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