WO2022133616A1 - Vorrichtung und verfahren zum ausscheiden von fremdstoffen aus einem faserstrom - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zum ausscheiden von fremdstoffen aus einem faserstrom Download PDF

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WO2022133616A1
WO2022133616A1 PCT/CH2021/000005 CH2021000005W WO2022133616A1 WO 2022133616 A1 WO2022133616 A1 WO 2022133616A1 CH 2021000005 W CH2021000005 W CH 2021000005W WO 2022133616 A1 WO2022133616 A1 WO 2022133616A1
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WO
WIPO (PCT)
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separating
air flow
duct
fiber transport
fiber
Prior art date
Application number
PCT/CH2021/000005
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Beat BÜHLER
Yücel YILDIRIM
Mario SIEGENTHALER
Original Assignee
Uster Technologies 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 Uster Technologies Ag filed Critical Uster Technologies Ag
Publication of WO2022133616A1 publication Critical patent/WO2022133616A1/de

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Classifications

    • 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 present invention is in the field of fiber cleaning in spinning preparation or in the manufacture of non-woven fabrics. It relates to a device and a method for separating foreign matter from a fiber flow, according to the preambles of the independent patent claims.
  • the fiber flow can e.g. B. consist essentially of raw cotton and / or synthetic fibers.
  • EP-989'214 A1 discloses a method and a device for separating out foreign substances in fiber material, in particular in raw cotton.
  • a fiber transport line the fiber material is guided past an optical sensor system and a separating device in the transport direction.
  • the contaminated portion of the fiber material is deflected by means of an air pressure pulse directed transversely to the fiber transport line into a separating container, which is connected to the fiber transport line via a separating opening.
  • the separating container is designed to be largely pressure-tight with respect to the atmosphere. To compensate for the amount of air introduced into the separating container, either the volume of the separating container is increased or air is drawn off via an air extraction opening in the separating container, at least during the duration of the gas pressure pulse.
  • WO-2006/079426 A1 also discloses such a method and such a device.
  • An optical sensor system for detecting foreign substances and a separating device with at least one compressed air nozzle acting transversely to the fiber transport line are arranged one behind the other in the transport direction on a pneumatic fiber transport line. Opposite the compressed air nozzle, the fiber transport line has a separating opening.
  • the excretion opening is connected to a discharge line in which a permanent air flow is maintained to transport the excreted foreign matter away.
  • the derivation essentially branches off perpendicularly from the fiber transport line. This requires space, which is scarce in the fiber processing line.
  • CH-698'484 B1 a device for discharging and separating fibrous foreign particles in a fiber transport air flow is disclosed.
  • the foreign particles are blown into a large funnel from a fiber transport channel in which the fiber transport air stream flows.
  • the funnel narrows linearly in the direction of its axis along its entire length from its entrance opening to its exit opening.
  • a strong air flow is generated in a discharge channel across the outlet opening of the funnel, which takes over the foreign particles and fibers that have been blown out.
  • the air that forms the airflow is drawn directly from the air surrounding the machine.
  • CH-698'484 Bl is silent about the function of the funnel.
  • the funnel must be of great length. Accordingly, the CH-698'484 Bl emphasizes that the funnel is "big".
  • the space required for the large funnel, especially in the direction of its axis, is a disadvantage.
  • the invention is intended to eliminate or reduce the disadvantages of the prior art.
  • it is an object of the invention to create a device for separating foreign matter from a fiber stream that is technically simple and easy to use, can be produced inexpensively and is space-saving.
  • Another task is to specify a corresponding method for separating foreign matter from a fiber flow.
  • the inventors have recognized that--contrary to a previously prevailing prejudice--in principle no elongate connection structure is required at all between the fiber transport duct and the discharge duct. They propose arranging the fiber transport duct and the discharge duct adjacent to one another and installing an ejection opening between the two ducts, through which the foreign matter is essentially discharged directly from the fiber transport duct into the discharge duct. Thus, the separating opening in the fiber transport channel and the inlet opening of the discharge channel known from the prior art essentially coincide.
  • the inventors propose a significant improvement over the prior art. They break away from the idea known from CH-698,484 Bl that the transition channel must be funnel-shaped and large. Instead, they provide a transition channel with a substantially constant cross-section. In this way, the transition channel, in contrast to a funnel, can be made short.
  • the static pressures in the fiber transport duct and in the discharge duct can be adjusted in such a way that neither too many good fibers get into the discharge duct nor too many foreign substances that have already been separated get back into the fiber transport duct.
  • This is preferably done by appropriately adjusting the velocity of an exhaust air flow in the exhaust duct, which is related to the static pressure by Bernoulli's equation.
  • a cross-sectional area of an intake opening through which air is sucked into the exhaust duct can be set in order to adjust the pressure conditions in the exhaust duct.
  • the device according to the invention is used for separating foreign matter from a fiber flow, in particular in the preparation of spinning or in the production of textile composites.
  • the device includes a fiber transport channel for conveying the fiber flow in a transport air flow.
  • a sensor device for detecting foreign substances in the fiber flow is arranged on the fiber transport channel.
  • a separating device connected to the sensor device with at least one compressed air nozzle for ejecting a separating air stream flowing essentially perpendicularly to the fiber transport channel for the purpose of separating the detected foreign matter is arranged on the fiber transport channel downstream of the sensor device.
  • a separating opening for separating the separating air flow and the foreign matter separated with it from the fiber transport channel is attached opposite the at least one compressed air nozzle in a wall of the fiber transport channel.
  • a discharge duct for transporting away the excreted foreign matter in an exhaust air flow is arranged essentially perpendicularly to the excreted air flow.
  • the fiber transport duct and the discharge duct adjoin one another in the area of the separating opening, so that the separating opening leads essentially directly from the fiber transport duct into the discharge duct.
  • the device according to the invention contains a fiber transport channel for conveying the fiber flow in a transport air flow.
  • a sensor device for detecting foreign substances in the fiber flow is arranged on the fiber transport channel.
  • a separating device connected to the sensor device with at least one compressed air nozzle for ejecting a separating air stream flowing essentially perpendicularly to the fiber transport channel for the purpose of separating the detected foreign matter is arranged on the fiber transport channel downstream of the sensor device.
  • a separating opening for separating the separating air stream and the foreign matter separated with it from the fiber transport channel is attached opposite the at least one compressed air nozzle in a wall of the fiber transport channel.
  • a discharge duct for transporting away the excreted foreign matter in an exhaust air flow is arranged essentially perpendicularly to the excreted air flow.
  • the fiber transport channel is through a short transition channel, which opens into the Ausscheideöffhung, with the drain connected.
  • the transition channel has a cross-section that is essentially constant in the direction of the excreted air flow. It is short in the sense that its length, measured in the direction of the separating air flow, is less than three times the width of the fiber transport channel, measured in the direction of the separating air flow.
  • the fiber transport channel and the discharge channel directly adjoin one another and are only separated from one another by a partition.
  • the speed of the exhaust air stream can be adjusted in such a way that a static pressure in the exhaust channel in the area of the separation opening is greater than or equal to a static pressure in the fiber transport channel in the area of the separation opening.
  • a fan for generating the flow of exhaust air is attached to the exhaust duct.
  • a performance of the fan can be adjustable.
  • the exhaust duct has an intake port located upstream of the ejection port for intake of the exhaust air flow, and a cross-sectional area of the intake port is adjustable.
  • the extraction duct has a deflection baffle, which is attached in the area of the separating opening or the transition duct in a wall of the extraction duct opposite the separating opening or the transition duct and is preferably designed as a groove, for deflecting the separating air flow essentially in the direction of the exhaust airflow.
  • the length of the transition duct, measured in the direction of the separating air flow is less than or equal to twice the width of the fiber transport duct, measured in the direction of the separating air flow, and preferably less than or equal to the width of the fiber transport channel measured in the direction of the separating air flow.
  • the method according to the invention is used for separating foreign matter from a fiber flow, in particular in the preparation of spinning or in the production of textile composites.
  • the fiber flow is conveyed by a transport air flow in a fiber transport channel.
  • Foreign matter in the fiber flow is detected by a sensor device arranged on the fiber transport channel.
  • the detected foreign matter is separated with a separating air stream that flows essentially perpendicularly to the fiber transport channel and that is ejected from at least one compressed air nozzle that is arranged on the fiber transport channel downstream of the sensor device.
  • the separating air stream and the foreign substances separated with it are separated from the fiber transport duct through a separating opening provided in a wall of the fiber transport duct opposite the at least one compressed air nozzle.
  • the excreted foreign matter is conveyed away in an exhaust air flow which flows in an exhaust duct arranged essentially perpendicularly to the excreted air flow.
  • the fiber transport channel and the discharge channel are designed in such a way that they adjoin one another in the area of the separating opening, so that a foreign substance is discharged essentially directly from the fiber transport duct into the discharge duct when it is separated through the separating opening.
  • the fiber flow is conveyed by a transport air flow in a fiber transport channel.
  • Foreign matter in the fiber flow is detected by a sensor device arranged on the fiber transport channel.
  • the detected foreign matter is separated with a separating air stream that flows essentially perpendicularly to the fiber transport channel and is ejected from at least one compressed air nozzle that is arranged on the fiber transport channel downstream of the sensor device.
  • the separating air stream and the foreign matter separated with it are separated from the fiber transport duct through a separating opening provided in a wall of the fiber transport duct opposite the at least one compressed air nozzle.
  • the excreted foreign substances are in a discharge air flow, which is in a substantially perpendicular to the excretion air flow arranged flue flows, transported away.
  • the separating air stream and the foreign matter separated with it are separated from the fiber transport duct through a short transition duct into which the separating opening opens and which connects the fiber transport duct to the discharge duct.
  • the transition channel has a cross-section that is essentially constant in the direction of the excreted air flow. It is short in the sense that its length, measured in the direction of the separating air flow, is less than three times the width of the fiber transport channel, measured in the direction of the separating air flow.
  • the speed of the exhaust air flow is set such that a static pressure in the exhaust channel in the area of the separation opening is greater than or equal to a static pressure in the fiber transport channel in the area of the separation opening.
  • the exhaust air flow is generated by a fan attached to the exhaust duct.
  • a performance of the fan can be adjusted.
  • the exhaust air flow is sucked into the exhaust duct through an intake opening located upstream of the ejection opening, and a cross-sectional area of the intake opening is adjusted.
  • rebounding of the excreted air stream and the excreted foreign matter is prevented by directing the excreted air stream into a deflection baffle, which is attached in the area of the excretion opening or the transition channel in a wall of the discharge channel opposite the excretion opening or the transition channel and preferably as a groove is formed, flows and is deflected by the deflection baffle essentially in the direction of the exhaust air flow.
  • the transition channel is designed in such a way that its length, measured in the direction of the excreted air flow, is less than or equal to twice the width of the measured in the direction of the excreted air flow Fiber transport channel, and is preferably less than or equal to the width of the fiber transport channel measured in the direction of the separating air flow.
  • the device according to the invention is inexpensive and easy to manufacture.
  • the device can be designed to save space as a result of the only short transition channel or the complete omission of an elongate connection structure between the fiber transport channel and the discharge channel.
  • the device also allows different mutual arrangements of the fiber transport duct and the discharge duct, as well as a fan and a foreign matter container.
  • the device can be well adapted to the respective space conditions in a specific spinning mill.
  • the pressure conditions in the channels are easily adjustable. If the pressure conditions are set appropriately, there is no or almost no constant air flow between the fiber transport channel and the discharge channel. This ensures efficient and reliable removal of the foreign matter from the fiber flow, without good fibers being constantly removed from the fiber flow.
  • FIGS. 1-3 show three embodiments of the device according to the invention, each (a) in a longitudinal section and (b) in a front view.
  • FIG. 4 shows detailed views of three embodiments of the region of the excretion opening of the device according to the invention, each in a longitudinal section.
  • Figure 1 shows a first embodiment of the device 1 according to the invention.
  • the device 1 contains a fiber transport channel 2 for conveying a fiber flow in a transport air flow 21.
  • the fiber transport channel 2 preferably has a rectangular cross section, with a width of the rectangle (Fig. 1(a): horizontal direction) is much smaller than a depth of the rectangle (Fig. 1(b): horizontal direction). Example dimensions are 7 cm wide and 120 cm deep.
  • the transport air flow 21 is indicated in the drawings with an arrow; the fiber flow is not shown, but is required in the direction of the transport air flow 21 . In the embodiments discussed here, the transport air flow 21 flows vertically from bottom to top. However, this should not limit the generality of the invention.
  • the transport air flow 21 could just as easily flow from top to bottom, horizontally or in any skewed direction predetermined by the fiber transport channel 2 .
  • a sensor device 3 for detecting foreign substances in the fiber flow 21 is attached to the fiber transport channel 2 .
  • the sensor device 3 includes z. B. at least one camera that takes two images of the fiber flow through a transparent window 22 in a wall of the fiber transport channel.
  • the area of the fiber transport channel 2 in which the window 22 is located serves as a presentation shaft for the fiber flow and is designed accordingly.
  • On one side of the fiber transport duct 2 several cameras can be placed along the depth of the fiber transport duct 2 to cover the whole depth. At least two cameras can also record images of the fiber stream essentially from opposite directions.
  • the cameras can B. identify one- or two-dimensional CCD sensor arrays.
  • other measuring principles can be used in the sensor device 3, e.g. B. Detection of foreign matter using ultrasound, microwaves, etc.
  • the sensor device 3 is connected to an evaluation device 4 .
  • the evaluation device 4 evaluates the images recorded by the at least one camera of the sensor device 3, possibly in the fiber stream existing foreign matter.
  • the separating device 5 contains at least one compressed air nozzle, which is supplied with compressed air from a compressed air source (not shown) via a valve (not shown) that can be actuated by the evaluation device 4 .
  • a separating air stream 51 ejected by the compressed air nozzle and indicated by an arrow spreads out essentially perpendicularly to the fiber transport channel 2 and thus perpendicularly to the transport air stream 21 .
  • a separating opening 24 is provided in a wall 23 of the fiber transport channel 2 opposite the compressed air nozzle.
  • the separating air stream 51 ejected from the compressed air nozzle flows through the separating opening 24 out of the fiber transport channel 2 and takes with it the detected foreign matter, which is thus separated out of the fiber transport channel 2 and the fiber stream.
  • the separating opening 24 extends essentially over the entire depth of the fiber transport channel 2. Its length (in the direction of the transport air flow 21) must be large enough that it can reliably receive the foreign substances that have been separated; she can e.g. B. be about 9 cm.
  • a discharge channel 6 for conveying away the foreign matter that has been separated out in a discharge air stream 61 runs, at least in the region of the separation opening 24, essentially parallel to the fiber transport channel 2 and is directly adjacent to it. This means that the fiber transport channel 2 and the discharge channel 6 are only separated from one another by a dividing wall 23 with a small thickness.
  • the discharge channel 6 has essentially the same depth as the fiber transport channel 2; its width can be greater than, the same as, or smaller than that of the fiber transport duct 2.
  • the separating opening 24 in the fiber transport duct 2 also forms an inlet opening of the discharge duct 6. The separating air stream 51 and the foreign matter separated with it are taken up into the discharge duct 6 through it.
  • the exhaust air flow 61 can, for. B. be generated by a fan 7 attached to the flue 6.
  • the air for the exhaust air flow 61 is sucked in from the ambient air of the device 1 into the exhaust duct 6 through an intake opening 65 located upstream of the separating opening 24 .
  • the air for the exhaust air stream 61 z. B. through a further, upstream of the separating opening 24 in the partition 23 attached, covered with a sieve (not shown) opening from the fiber transport channel 2 are sucked.
  • the fan 7 is located downstream of the ejection opening 24.
  • the discharge channel 6 tapers at least in its depth direction, so that it can be designed as a channel with z.
  • B. circular cross-section in the fan 7 opens.
  • the fan 7 conveys the foreign matter that has been separated out into a foreign matter container 8.
  • the power of the fan 7 is preferably adjustable.
  • the speed of the exhaust air flow 61 can be set slightly lower than that of the fiber transport air flow 21, so that the static pressure in the exhaust duct 6 is slightly greater than that in the fiber transport duct 2.
  • the pressure conditions in the Drainage channel 6 can be set alternatively or additionally by changing a cross-sectional area of the intake opening 65, which z. B. can be done by means of a slide.
  • a second embodiment of the device 1 according to the invention is shown in FIG. Many elements are designed and arranged in the same way and are denoted by the same reference symbols as in the first embodiment of FIG. 1, so that a repeated explanation at this point is unnecessary.
  • a difference between the first and second embodiment is that in the second embodiment the discharge channel 6 retains its depth and opens into a separating screw 63 .
  • the separating screw 63 is z. B. from WO 2006/079426 A1 or from the fiber cleaning device USTER® JOSSI VISION SHIELD and does not need to be explained in more detail here. It brings about a space-saving transition from the discharge duct 6 with a rectangular cross section and great depth into a duct 64 with a circular cross section, which in turn opens into the fan 7 .
  • FIG. 3 shows a third embodiment of the device 1 according to the invention.
  • the discharge channel 6 does not run parallel to the fiber transport channel 2 but perpendicularly.
  • the extraction channel 6 is arranged essentially perpendicularly to the excreted air flow 51 .
  • An advantage of this third embodiment is that the discharge channel 6 can already have a small cross-sectional area in the area of the discharge opening 24 and therefore does not need to be significantly tapered before it opens into the fan 7 .
  • FIG. 4 shows detailed views of three embodiments of the region of the excretion opening 24 of the device 1 according to the invention, each in a longitudinal section.
  • the remainder of the device 1 can be designed, for example, according to any of the embodiments discussed above (FIGS. 1-3).
  • the fiber transport air flow 21, the separating air flow 51 and the discharge air flow 61 are not shown for the sake of clarity.
  • the embodiment according to Figure 4(a) corresponds to the first aspect of the invention, while the embodiments according to Figures 4(b) and 4(c) correspond to the second aspect.
  • the discharge channel 6 has a deflection baffle 66. This is attached in the region of the separating opening 24 in a wall of the discharge channel 6 lying opposite the separating opening 24 .
  • the deflection chicane 66 can, for. B. be formed as a groove, but can also have other shapes. It prevents the separating air stream 51 and the foreign matter separated with it from ricocheting off the opposite wall of the discharge duct 6 after passing through the separating opening 24 and the foreign matter getting back into the fiber transport duct 2 .
  • the fiber transport channel 2 is connected to the discharge channel 6 by a short transition channel 25 into which the separating opening 24 opens.
  • the transition channel 25 has a cross-section that is essentially constant in the direction of the excreted air flow 51 and can, for. B. be cuboid. It is short, which means here that its length, measured in the direction of the separating air flow 51 (see FIGS. 1-3), is less than three times the width of the fiber transport channel 2, measured in the direction of the separating air flow 51. In a preferred embodiment, the transition channel 25 is even shorter, i. H.
  • the length of the Transition channel 25 is less than or equal to twice the width of the fiber transport duct 2 measured in the direction of the separating air flow 51, and preferably less than or equal to the width of the fiber transport duct 2 measured in the direction of the separating air flow 51.
  • the length of the Transition channel 25, for example, be at most 20 cm and preferably be less than or equal to 14 cm or less than or equal to 7 cm.
  • the embodiment of Figure 4(c) also has a deflection baffle 66 and a short transition channel 25.
  • the fiber transport channel 2 and the discharge channel 6 are separated from one another by a thicker partition 23, the thickness of the partition 23 being just the length of the transition channel 25.
  • the fiber transport duct 2 and the discharge duct 6 may each have their own walls spaced apart by substantially the length of the transition duct 25.
  • the two upper, downstream edges of the transition channel 25 may be slightly rounded or beveled (which is not shown in the figures for the sake of simplicity). Firstly, this has the advantage that no fibers get caught on the edges. Secondly, simulations have shown that such a configuration is more favorable in terms of flow, e.g. B. unwanted turbulence of the transport air flow 21 and the exhaust air flow 61 (see Figures 1-3) can be avoided at edges.

Landscapes

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

Abstract

Die Vorrichtung (1) dient zum Ausscheiden von Fremdstoffen aus einem Faserstrom. Sie beinhaltet einen Fasertransportkanal (2) zur Förderung des Faserstroms in einem Transportluftstrom (21). Eine Sensoreinrichtung (3) zum Erkennen von Fremdstoffen im Faserstrom ist an dem Fasertransportkanal (2) angeordnet. Eine Ausscheideeinrichtung (5) mit mindestens einer Druckluftdüse ist an dem Fasertransportkanal (2) stromabwärts bezüglich der Sensoreinrichtung (3) angeordnet. Eine Ausscheideöffnung (24) zur Ausscheidung des Ausscheideluftstroms (51) und der damit ausgeschiedenen Fremdstoffe aus dem Fasertransportkanal (2) ist gegenüber der mindestens einen Druckluftdüse in einer Wand (23) des Fasertransportkanals (2) angebracht. Ein Abzugskanal (6) zur Wegbeförderung der ausgeschiedenen Fremdstoffe in einem Abzugsluftstrom (61) ist im Wesentlichen senkrecht zum Ausscheideluftstrom (51) angeordnet. Der Fasertransportkanal (2) und der Abzugskanal (6) grenzen im Bereich der Ausscheideöffnung (24) aneinander an, so dass die Ausscheideöffnung (24) direkt in den Abzugskanal (6) führt. Die Vorrichtung (1) ist kostengünstig und einfach herstellbar sowie platzsparend.

Description

VORRICHTUNG UND VERFAHREN ZUM AUSSCHEIDEN VON FREMDSTOFFEN AUS EINEM FASERSTROM
FACHGEBIET
Die vorliegende Erfindung liegt auf dem Gebiet der Faserreinigung in der Spinnerei Vorbereitung oder bei der Herstellung von Textilverbundstoffen. Sie bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Ausscheiden von Fremdstoffen aus einem Faserstrom, gemäss den Oberbegriffen der unabhängigen Patentansprüche. Der Faserstrom kann z. B. im Wesentlichen aus Rohbaumwolle und/oder aus synthetischen Fasern bestehen.
STAND DER TECHNIK
Die EP-989'214 Al offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ausscheiden von Fremdstoffen in Fasermaterial, insbesondere in Rohbaumwolle. In einer Fasertransportleitung wird das Fasermaterial in Transportrichtung hintereinander an einem optischen Sensorsystem und einer Ausscheidevorrichtung vorbeigeführt. Beim Erkennen von Fremdstoffen durch das Sensorsystem wird die verunreinigte Teilmenge des Fasermaterials mittels eines quer zur Fasertransportleitung gerichteten Luftdruckimpulses in einen Ausscheidebehälter umgelenkt, der über eine Ausscheideöffnung mit der Fasertransportleitung verbunden ist. Der Ausscheidebehälter ist gegenüber der Atmosphäre weitgehend druckdicht ausgebildet. Für die Kompensation der in den Ausscheidebehälter eingeleiteten Luftmenge wird wenigstens während der Dauer des Gasdruckimpulses entweder das Volumen des Ausscheidebehälters vergrössert oder über eine Luftabzugsöffnung im Ausscheidebehälter Luft abgezogen. Dadurch werden Turbulenzen im Ausscheidebehälter und ein Rückströmen der verdrängten Luft über die Ausscheideöffhung verhindert. Die dazu erforderlichen Massnahmen sind jedoch technisch aufwändig und kostspielig. Auch die WO-2006/079426 Al offenbart ein derartiges Verfahren und eine derartige Vorrichtung. An einer pneumatischen Fasertransportleitung sind in Transportrichtung hintereinander ein optisches Sensorsystem zum Erkennen von Fremdstoffen und eine Ausscheidevorrichtung mit wenigstens einer quer zur Fasertransportleitung wirksamen Druckluftdüse angeordnet. Gegenüber der Druckluftdüse weist die Fasertransportleitung eine Ausscheideöffnung auf. Die Ausscheideöffnung ist mit einer Ableitung verbunden, in welcher eine permanente Luftströmung für den Wegtransport der ausgeschiedenen Fremdstoffe aufrechterhalten wird. Die Ableitung zweigt im Wesentlichen senkrecht von der Fasertransportleitung ab. Dazu wird Platz benötigt, der in der Faserverarbeitungslinie nur spärlich vorhanden ist.
In der CH-698'484 Bl ist eine Vorrichtung zum Ausschleusen und Abscheiden von faserartigen Fremdpartikeln in einem Fasertransportluftstrom offenbart. Die Fremdpartikel werden aus einem Fasertransportkanal, in dem der Fasertransportluftstrom strömt, in einen grossen Trichter geblasen. Der Trichter verengt sich linear in Richtung seiner Achse entlang seiner gesamten Länge von seiner Eingangsöffnung bis zu seiner Ausgangsöffnung. Quer zur Ausgangsöffnung des Trichters wird in einem Abzugskanal ein starker Luftstrom erzeugt, der die ausgeblasenen Fremdpartikel und Fasern übernimmt. Die Luft, die den Luftstrom bildet, wird direkt aus der Umgebungsluft der Maschine gesaugt. Über die Funktion des Trichters schweigt sich die CH-698'484 Bl zwar aus. Doch um irgendeine technische Funktion auszuüben, muss der Trichter jedenfalls eine grosse Länge aufweisen. Dementsprechend betont die CH-698'484 Bl, der Trichter sei «gross». Der Platzbedarf für den grossen Trichter, insbesondere in Richtung seiner Achse, stellt einen Nachteil dar.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung soll die Nachteile des Stands der Technik beseitigen oder mindern. Es ist insbesondere eine Aufgabe der Erfindung, eine technisch und in der Anwendung einfache, kostengünstig herstellbare und platzsparende Vorrichtung zum Ausscheiden von Fremdstoffen aus einem Faserstrom zu schaffen. Eine weitere Aufgabe ist es, ein entsprechendes Verfahren zum Ausscheiden von Fremdstoffen aus einem Faserstrom anzugeben.
Diese und andere Aufgaben werden durch die Vorrichtung und das Verfahren gemäss den unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
Die Erfinder haben erkannt, dass - entgegen einem bisher herrschenden Vorurteil - zwischen dem Fasertransportkanal und dem Abzugskanal im Prinzip gar keine längliche Verbindungsstruktur benötigt wird. Sie schlagen vor, den Fasertransportkanal und den Abzugskanal aneinander angrenzend anzuordnen und zwischen den beiden Kanälen eine Ausscheideöffnung anzubringen, durch welche die Fremdstoffe aus dem Fasertransportkanal im Wesentlichen direkt in den Abzugskanal ausgeschieden werden. Somit fallen die Ausscheideöffnung im Fasertransportkanal und die aus dem Stand der Technik bekannte Eingangsöffhung des Abzugskanals im Wesentlichen zusammen.
Aus praktischen Gründen kann es dennoch nötig sein, zwischen dem Fasertransportkanal und dem Abzugskanal einen Verbindungskanal anzubringen. Auch für diesen Fall schlagen die Erfinder eine wesentliche Verbesserung gegenüber dem Stand der Technik vor. Sie lösen sich von der aus der CH-698'484 Bl bekannten Vorstellung, der Übergangskanal müsse trichterförmig und gross sein. Stattdessen sehen sie einen Übergangskanal mit im Wesentlichen konstantem Querschnitt vor. Somit kann der Übergangskanal, im Gegensatz zu einem Trichter, kurz gestaltet werden.
Die statischen Drücke im Fasertransportkanal und im Abzugskanal können so eingestellt werden, dass weder zu viele Gutfasem in den Abzugskanal gelangen noch zu viele bereits ausgeschiedene Fremdstoffe in den Fasertransportkanal zurückgelangen. Dies erfolgt vorzugsweise durch eine entsprechende Einstellung der Geschwindigkeit eines Abzugsluftstroms im Abzugskanal, die durch die Bernoulli-Gleichung mit dem statischen Druck verknüpft ist. Zusätzlich oder alternativ kann zur Einstellung der Druckverhältnisse im Abzugskanal eine Querschnittsfläche einer Einsaugöffnung eingestellt werden, durch die Luft in den Abzugskanal eingesaugt wird. Die erfindungsgemässe Vorrichtung dient zum Ausscheiden von Fremdstoffen aus einem Faserstrom, insbesondere in der Spinnerei Vorbereitung oder bei der Herstellung von Textilverbundstoffen. Gemäss einem ersten Aspekt der Erfindung beinhaltet die Vorrichtung einen Fasertransportkanal zur Förderung des Faserstroms in einem Transportluftstrom. Eine Sensoreinrichtung zum Erkennen von Fremdstoffen im Faserstrom ist an dem Fasertransportkanal angeordnet. Eine mit der Sensoreinrichtung verbundene Ausscheideeinrichtung mit mindestens einer Druckluftdüse zum Ausstössen eines im Wesentlichen senkrecht zum Fasertransportkanal strömenden Ausscheideluftstroms zwecks Ausscheidung der erkannten Fremdstoffe ist an dem Fasertransportkanal stromabwärts bezüglich der Sensoreinrichtung angeordnet. Eine Ausscheideöffnung zur Ausscheidung des Ausscheideluftstroms und der damit ausgeschiedenen Fremdstoffe aus dem Fasertransportkanal ist gegenüber der mindestens einen Druckluftdüse in einer Wand des Fasertransportkanals angebracht. Ein Abzugskanal zur Wegbeforderung der ausgeschiedenen Fremdstoffe in einem Abzugsluftstrom ist im Wesentlichen senkrecht zum Ausscheideluftstrom angeordnet. Der Fasertransportkanal und der Abzugskanal grenzen im Bereich der Ausscheideöffnung aneinander an, so dass die Ausscheideöffhung im Wesentlichen direkt vom Fasertransportkanal in den Abzugskanal führt.
Gemäss einem zweiten Aspekt der Erfindung beinhaltet die erfindungsgemässe Vorrichtung einen Fasertransportkanal zur Förderung des Faserstroms in einem Transportluftstrom. Eine Sensoreinrichtung zum Erkennen von Fremdstoffen im Faserstrom ist an dem Fasertransportkanal angeordnet. Eine mit der Sensoreinrichtung verbundene Ausscheideeinrichtung mit mindestens einer Druckluftdüse zum Ausstössen eines im Wesentlichen senkrecht zum Fasertransportkanal strömenden Ausscheideluftstroms zwecks Ausscheidung der erkannten Fremdstoffe ist an dem Fasertransportkanal stromabwärts bezüglich der Sensoreinrichtung angeordnet. Eine Ausscheideöffnung zur Ausscheidung des Ausscheideluftstroms und der damit ausgeschiedenen Fremdstoffe aus dem Fasertransportkanal ist gegenüber der mindestens einen Druckluftdüse in einer Wand des Fasertransportkanals angebracht. Ein Abzugskanal zur Wegbeforderung der ausgeschiedenen Fremdstoffe in einem Abzugsluftstrom ist im Wesentlichen senkrecht zum Ausscheideluftstrom angeordnet. Der Fasertransportkanal ist durch einen kurzen Übergangskanal, in den die Ausscheideöffhung mündet, mit dem Abzugskanal verbunden. Der Übergangskanal weist einen in Richtung des Ausscheideluftstroms im Wesentlichen konstanten Querschnitt auf. Er ist kurz in dem Sinn, dass seine in Richtung des Ausscheideluftstroms gemessene Länge kleiner als das Dreifache der in Richtung des Ausscheideluftstroms gemessenen Breite des Fasertransportkanals ist.
In einer Ausführungsform der Vorrichtung grenzen der Fasertransportkanal und der Abzugskanal unmittelbar aneinander an und sind nur durch eine Trennwand voneinander getrennt.
In einer Ausführungsform der Vorrichtung ist eine Geschwindigkeit des Abzugsluftstroms derart einstellbar, dass ein statischer Druck im Abzugskanal im Bereich der Ausscheideöffnung grösser oder gleich einem statischen Druck im Fasertransportkanal im Bereich der Ausscheideöffhung ist.
In einer Ausführungsform der Vorrichtung ist am Abzugskanal ein Ventilator zur Erzeugung des Abzugsluftstroms angebracht. Eine Leistung des Ventilators kann einstellbar sein.
In einer Ausführungsform der Vorrichtung weist der Abzugskanal eine stromaufwärts bezüglich der Ausscheideöffnung liegende Einsaugöffnung zum Einsaugen des Abzugsluftstroms auf, und eine Querschnittsfläche der Einsaugöffnung ist einstellbar.
In einer Ausführungsform der Vorrichtung weist der Abzugskanal eine Umlenkschikane, die im Bereich der Ausscheideöffhung bzw. des Übergangskanals in einer der Ausscheideöffnung bzw. dem Übergangskanal gegenüber liegenden Wand des Abzugskanals angebracht und vorzugsweise als Rille ausgebildet ist, zur Umlenkung des Ausscheideluftstroms im Wesentlichen in Richtung des Abzugsluftstroms auf.
In einer Ausführungsform der Vorrichtung ist die in Richtung des Ausscheideluftstroms gemessene Länge des Überganskanals kleiner oder gleich dem Doppelten der in Richtung des Ausscheideluftstroms gemessenen Breite des Fasertransportkanals, und vorzugsweise kleiner oder gleich der in Richtung des Ausscheideluftstroms gemessenen Breite des F asertransportkanal s.
Das erfindungsgemässe Verfahren dient zum Ausscheiden von Fremdstoffen aus einem Faserstrom, insbesondere in der Spinnerei Vorbereitung oder bei der Herstellung von Textilverbundstoffen. Gemäss dem ersten Aspekt der Erfindung wird der Faserstrom von einem Transportluftstrom in einem Fasertransportkanal gefördert. Fremdstoffe im Faserstrom werden von einer an dem Fasertransportkanal angeordneten Sensoreinrichtung erkannt. Die erkannten Fremdstoffe werden mit einem im Wesentlichen senkrecht zum Fasertransportkanal strömenden Ausscheideluftstrom, der von mindestens einer an dem Fasertransportkanal stromabwärts bezüglich der Sensoreinrichtung angeordneten Druckluftdüse ausgestossenen wird, ausgeschieden. Der Ausscheideluftstrom und die damit ausgeschiedenen Fremdstoffe werden durch eine gegenüber der mindestens einen Druckluftdüse in einer Wand des Fasertransportkanals angebrachte Ausscheideöffhung aus dem Fasertransportkanal ausgeschieden. Die ausgeschiedenen Fremdstoffe werden in einem Abzugsluftstrom, der in einem im Wesentlichen senkrecht zum Ausscheideluftstrom angeordneten Abzugskanal strömt, wegbefördert. Der Fasertransportkanal und der Abzugskanal werden so gestaltet, dass sie im Bereich der Ausscheideöffnung aneinander angrenzen, so dass ein Fremdstoff bei seiner Ausscheidung durch die Ausscheideöffnung im Wesentlichen direkt aus dem Fasertransportkanal in den Abzugskanal ausgeschieden wird.
Gemäss dem zweiten Aspekt der Erfindung wird der Faserstrom von einem Transportluftstrom in einem Fasertransportkanal gefördert. Fremdstoffe im Faserstrom werden von einer an dem Fasertransportkanal angeordneten Sensoreinrichtung erkannt. Die erkannten Fremdstoffe werden mit einem im Wesentlichen senkrecht zum Fasertransportkanal strömenden Ausscheideluftstrom, der von mindestens einer an dem Fasertransportkanal stromabwärts bezüglich der Sensoreinrichtung angeordneten Druckluftdüse ausgestossenen wird, ausgeschieden. Der Ausscheideluftstrom und die damit ausgeschiedenen Fremdstoffe werden durch eine gegenüber der mindestens einen Druckluftdüse in einer Wand des Fasertransportkanals angebrachte Ausscheideöffnung aus dem Fasertransportkanal ausgeschieden. Die ausgeschiedenen Fremdstoffe werden in einem Abzugsluftstrom, der in einem im Wesentlichen senkrecht zum Ausscheideluftstrom angeordneten Abzugskanal strömt, wegbefördert. Der Ausscheideluftstrom und die damit ausgeschiedenen Fremdstoffe werden durch einen kurzen Übergangskanal, in den die Ausscheideöffnung mündet und der den Fasertransportkanal mit dem Abzugskanal verbindet, aus dem Fasertransportkanal ausgeschieden. Der Übergangskanal weist einen in Richtung des Ausscheideluftstroms im Wesentlichen konstanten Querschnitt auf. Er ist kurz in dem Sinn, dass seine in Richtung des Ausscheideluftstroms gemessene Länge kleiner als das Dreifache der in Richtung des Ausscheideluftstroms gemessenen Breite des Fasertransportkanals ist.
In einer Ausführungsform des Verfahrens wird eine Geschwindigkeit des Abzugsluftstroms derart eingestellt, dass ein statischer Druck im Abzugskanal im Bereich der Ausscheideöffnung grösser oder gleich einem statischen Druck im Fasertransportkanal im Bereich der Ausscheideöffnung ist.
In einer Ausführungsform des Verfahrens wird der Abzugsluftstrom von einem am Abzugskanal angebrachten Ventilator erzeugt. Eine Leistung des Ventilators kann eingestellt werden.
In einer Ausführungsform des Verfahrens wird der Abzugsluftstrom durch eine stromaufwärts bezüglich der Ausscheideöffnung liegende Einsaugöffnung in den Abzugskanal eingesaugt, und eine Querschnittsfläche der Einsaugöffhung wird eingestellt.
In einer Ausführungsform des Verfahrens wird ein Rückprallen des Ausscheideluftstroms und der ausgeschiedenen Fremdstoffe verhindert, indem der Ausscheideluftstrom in eine Umlenkschikane, die im Bereich der Ausscheideöffnung bzw. des Übergangskanals in einer der Ausscheideöffnung bzw. dem Übergangskanal gegenüber liegenden Wand des Abzugskanals angebracht und vorzugsweise als Rille ausgebildet ist, strömt und von der Umlenkschikane im Wesentlichen in Richtung des Abzugsluftstroms umgelenkt wird.
In einer Ausführungsform des Verfahrens wird der Übergangskanal so gestaltet, dass seine in Richtung des Ausscheideluftstroms gemessene Länge kleiner oder gleich dem Doppelten der in Richtung des Ausscheideluftstroms gemessenen Breite des Fasertransportkanals, und vorzugsweise kleiner oder gleich der in Richtung des Ausscheideluftstroms gemessenen Breite des Fasertransportkanals ist.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung ist kostengünstig und einfach herstellbar.
Durch den nur kurzen Übergangskanal bzw. den gänzlichen Verzicht auf eine längliche Verbindungsstruktur zwischen dem Fasertransportkanal und dem Abzugskanal kann die Vorrichtung platzsparend gestaltet werden. Die Vorrichtung erlaubt auch unterschiedliche gegenseitige Anordnungen des Fasertransportkanals und des Abzugskanals sowie eines Ventilators und eines Fremdstoffbehälters. Somit kann die Vorrichtung gut an die jeweiligen Platzverhältnisse in einem bestimmten Spinnereivorwerk angepasst werden.
Die Druckverhältnisse in den Kanälen sind leicht einstellbar. Bei geeigneter Einstellung der Druckverhältnisse gibt es keine oder fast keine ständige Luftströmung zwischen dem Fasertransportkanal und dem Abzugskanal. Dadurch ist eine effiziente und sichere Ausscheidung der Fremdstoffe aus dem Faserstrom gewährleistet, ohne dass ständig Gutfasem aus dem Faserstrom ausgeschieden würden.
AUFZÄHLUNG DER ZEICHNUNGEN
Nachfolgend werden Ausfiihrungsformen der Erfindung anhand der schematischen Zeichnungen detailliert erläutert.
Figuren 1-3 zeigen drei Ausführungsformen der erfindungsgemässen Vorrichtung jeweils (a) in einem Längsschnitt und (b) in einer Frontalansicht.
Figur 4 zeigt Detailansichten von drei Ausführungsformen des Bereichs der Ausscheideöffnung der erfindungsgemässen Vorrichtung in je einem Längsschnitt.
Aus Gründen der Verständlichkeit und Übersichtlichkeit sind die Zeichnungen nicht massstabsgetreu; dies betrifft sowohl die Verhältnisse der verschiedenen Elemente zueinander als auch die Verhältnisse der verschiedenen Dimensionen jeweils eines Elements. AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
Figur 1 zeigt eine erste Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung 1. Die Vorrichtung 1 beinhaltet einen Fasertransportkanal 2 zur Förderung eines Faserstroms in einem Transportluftstrom 21. Der Fasertransportkanal 2 hat vorzugsweise einen rechteckigen Querschnitt, wobei eine Breite des Rechtecks (Fig. 1(a): horizontale Richtung) viel kleiner ist als eine Tiefe des Rechtecks (Fig. 1(b): horizontale Richtung). Beispielhafte Abmessungen sind 7 cm für die Breite und 120 cm für die Tiefe. Der Transportluftstrom 21 ist in den Zeichnungen jeweils mit einem Pfeil angedeutet; der Faserstrom ist nicht eingezeichnet, wird aber in Richtung des Transportluftstroms 21 gefordert. In den hier diskutierten Ausführungsformen strömt der Transportluftstrom 21 jeweils vertikal von unten nach oben. Dies soll aber die Allgemeinheit der Erfindung nicht einschränken. Der Transportluftstrom 21 könnte ebenso gut von oben nach unten, horizontal oder in irgendeiner windschiefen, durch den Fasertransportkanal 2 vorgegebenen Richtung strömen.
An dem Fasertransportkanal 2 ist eine Sensoreinrichtung 3 zum Erkennen von Fremdstoffen im Faserstrom 21 angebracht. Die Sensoreinrichtung 3 beinhaltet z. B. mindestens eine Kamera, die durch ein transparentes Fenster 22 in einer Wand des Fasertransportkanals 2 Bilder des Faserstroms aufnimmt. Der Bereich des Fasertransportkanals 2, in dem sich das Fenster 22 befindet, dient also als Präsentationsschacht für den Faserstrom und ist entsprechend ausgebildet. Auf einer Seite des Fasertransportkanals 2 können mehrere Kameras entlang der Tiefe des Fasertransportkanals 2 angebracht sein, um die ganze Tiefe abzudecken. Es können auch mindestens zwei Kameras im Wesentlichen aus entgegengesetzten Richtungen Bilder des Faserstroms aufhehmen. Die Kameras können z. B. ein- oder zweidimensionale CCD- Sensorarrays ausweisen. Alternativ zur optischen Fremdstofferkennung können in der Sensoreinrichtung 3 andere Messprinzipien zum Einsatz kommen, z. B. Fremdstofferkennung mittels Ultraschalls, Mikrowellen etc.
Die Sensoreinrichtung 3 ist mit einer Auswerteeinrichtung 4 verbunden. Die Auswerteeinrichtung 4 wertet einerseits die von der mindestens einen Kamera der Sensoreinrichtung 3 aufgenommenen Bilder auf möglicherweise im Faserstrom vorhandene Fremdstoffe aus. Sie steuert andererseits eine Ausscheideeinrichtung 5 zum Ausscheiden der erkannten Fremdstoffe aus dem Faserstrom.
Die Ausscheideeinrichtung 5 beinhaltet mindestens eine Druckluftdüse, der von einer (nicht eingezeichneten) Druckluftquelle über ein von der Auswerteeinrichtung 4 betätigbares (nicht eingezeichnetes) Ventil Druckluft zugeführt wird. Ein von der Druckluftdüse ausgestossener, mit einem Pfeil angedeuteter Ausscheideluftstrom 51 breitet sich im Wesentlichen senkrecht zum Fasertransportkanal 2 und somit senkrecht zum Transportluftstrom 21 aus. Entlang der Tiefe des Fasertransportkanals 2 können mehrere, z. B. 24, vorzugsweise einzeln oder in Gruppen betätigbare Druckluftdüsen angeordnet sein.
Gegenüber der Druckluftdüse ist in einer Wand 23 des Fasertransportkanals 2 eine Ausscheideöffhung 24 angebracht. Der von der Druckluftdüse ausgestossene Ausscheideluftstrom 51 strömt durch die Ausscheideöffnung 24 aus dem Fasertransportkanal 2 und nimmt die erkannten Fremdstoffe mit, die somit aus dem Fasertransportkanal 2 und dem Faserstrom ausgeschieden werden. Die Ausscheideöffnung 24 erstreckt sich im Wesentlichen über die gesamte Tiefe des Fasertransportkanals 2. Ihre Länge (in Richtung des Transportluftstroms 21) muss so gross sein, dass sie die ausgeschiedenen Fremdstoffe sicher aufnehmen kann; sie kann z. B. ca. 9 cm betragen.
Ein Abzugskanal 6 zur Wegbeforderung der ausgeschiedenen Fremdstoffe in einem Abzugsluftstrom 61 verläuft, zumindest im Bereich der Ausscheideöffnung 24, im Wesentlichen parallel zum Fasertransportkanal 2 und grenzt unmittelbar an ihn an. Das heisst, dass der Fasertransportkanal 2 und der Abzugskanal 6 nur durch eine Trennwand 23 mit geringer Dicke voneinander getrennt sind. Der Abzugskanal 6 hat im Wesentlichen dieselbe Tiefe wie der Fasertransportkanal 2; seine Breite kann grösser, gleich oder kleiner sein als diejenige des Fasertransportkanals 2. Die Ausscheideöffhung 24 im Fasertransportkanal 2 bildet gleichzeitig eine Eingangsöffnung des Abzugskanals 6. Durch sie werden der Ausscheideluftstrom 51 und die damit ausgeschiedenen Fremdstoffe in den Abzugskanal 6 aufgenommen. Im Abzugskanal 6 werden die ausgeschiedenen Fremdstoffe vom Abzugsluftstrom 61 übernommen und wegbefördert. Der Abzugsluftstrom 61 kann z. B. durch einen am Abzugskanal 6 angebrachten Ventilator 7 erzeugt werden. Die Luft für den Abzugsluftstrom 61 wird durch eine stromaufwärts von der Ausscheideöffhung 24 liegende Einsaugöffnung 65 aus der Umgebungsluft der Vorrichtung 1 in den Abzugskanal 6 eingesaugt. Alternativ kann die Luft für den Abzugsluftstrom 61 z. B. durch eine weitere, stromaufwärts von der Ausscheideöffnung 24 in der Trennwand 23 angebrachte, mit einem Sieb abgedeckte (nicht eingezeichnete) Öffnung aus dem Fasertransportkanal 2 eingesaugt werden. In den hier diskutierten Ausführungsbeispielen befindet sich der Ventilator 7 stromabwärts von der Ausscheideöffnung 24. Zwischen der Ausscheideöffnung 24 und dem Ventilator 7 verjüngt sich der Abzugskanal 6 zumindest in seiner Tiefenrichtung, so dass er als Kanal mit z. B. kreisrundem Querschnitt in den Ventilator 7 mündet. Der Ventilator 7 befördert die ausgeschiedenen Fremdstoffe in einen Fremdstoffbehälter 8. Eine Leistung des Ventilators 7 ist vorzugsweise einstellbar.
Bei unbetätigten Druckluftdüsen sollte keine Luft durch die Ausscheideöffnung 24 strömen. Wäre dies der Fall, so würden entweder ständig Gutfasem aus dem Transportluftstrom 21 gesaugt oder bereits ausgeschiedene Fremdstoffe in den Transportluftstrom 21 zurückgelangen; beides ist unerwünscht. Um dies zu vermeiden, sollten ein statischer Druck im Fasertransportkanal 2 und ein statischer Druck im Abzugskanal 6 im Bereich der Ausscheideöffnung 24 im Wesentlichen gleich sein. Dies ist gemäss der Bernoulli-Gleichung dann der Fall, wenn die Geschwindigkeiten des Fasertransportluftstroms 21 und des Abzugsluftstroms 61 im Bereich der Ausscheideöffnung 24 im Wesentlichen gleich sind. Die Geschwindigkeit des Abzugsluftstroms 61 kann durch die Leistung des Ventilators 7 eingestellt werden. Um sicher ein ständiges Absaugen von Gutfasem aus dem Transportluftstrom 21 zu vermeiden, kann die Geschwindigkeit des Abzugsluftstroms 61 etwas kleiner als diejenige des Fasertransportluftstroms 21 eingestellt werden, so dass der statische Druck im Abzugskanal 6 etwas grösser ist als derjenige im Fasertransportkanal 2. Die Druckverhältnisse im Abzugskanal 6 können alternativ oder zusätzlich durch die Veränderung einer Querschnittsfläche der Einsaugöffhung 65 eingestellt werden, was z. B. mittels eines Schiebers erfolgen kann. Eine zweite Ausfuhrungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung 1 ist in Figur 2 dargestellt. Viele Elemente sind gleich ausgebildet und angeordnet sowie mit denselben Bezugszeichen bezeichnet wie in der ersten Ausfuhrungsform von Figur 1 , so dass sich eine nochmalige Erklärung an dieser Stelle erübrigt.
Ein Unterschied zwischen der ersten und zweiten Ausfuhrungsform besteht darin, dass in der zweiten Ausfuhrungsform der Abzugskanal 6 seine Tiefenausdehnung behält und in eine Ausscheideschnecke 63 mündet. Die Ausscheideschnecke 63 ist z. B. aus der WO- 2006/079426 Al oder aus dem Faserreinigungsgerät USTER® JOSSI VISION SHIELD bekannt und braucht hier nicht näher erläutert zu werden. Sie bewerkstelligt einen platzsparenden Übergang vom Abzugskanal 6 mit rechteckigem Querschnitt und grosser Tiefe in einen Kanal 64 mit kreisrundem Querschnitt, der seinerseits in den Ventilator 7 mündet.
Schliesslich zeigt Figur 3 eine dritte Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung 1. Diejenigen Elemente, die gleich wie bei den vom diskutierten Ausführungsformen sind, werden hier nicht nochmals erläutert. Ein Unterschied zu den vom diskutierten Ausfuhrungsformen besteht darin, dass der Abzugskanal 6 nicht parallel, sondern senkrecht zum Fasertransportkanal 2 verläuft. Wie in den vom diskutierten Ausführungsformen ist aber der Abzugskanal 6 im Wesentlichen senkrecht zum Ausscheideluftstrom 51 angeordnet. Ein Vorteil dieser dritten Ausführungsform besteht darin, dass der Abzugskanal 6 schon im Bereich der Ausscheideöffnung 24 eine kleine Querschnittsfläche aufweisen kann und deshalb keine wesentliche Verjüngung vor der Einmündung in den Ventilator 7 braucht.
Figur 4 zeigt Detailansichten von drei Ausführungsformen des Bereichs der Ausscheideöffnung 24 der erfindungsgemässen Vorrichtung 1 in je einem Längsschnitt. Der Rest der Vorrichtung 1 kann jeweils bspw. nach irgendeiner der oben diskutierten Ausfuhrungsformen (Figuren 1-3) ausgebildet sein. Der Fasertransportluftstrom 21, der Ausscheideluftstrom 51 und der Abzugsluftstrom 61 sind der Übersichtlichkeit halber nicht eingezeichnet. Die Ausführungsform gemäss der Figur 4(a) entspricht dem ersten Aspekt der Erfindung, während die Ausführungsformen gemäss den Figuren 4(b) und 4(c) dem zweiten Aspekt entsprechen. In der Ausführungsform von Figur 4(a) weist der Abzugskanal 6 eine Umlenkschikane 66 auf. Diese ist im Bereich der Ausscheideöffnung 24 in einer der Ausscheideöffhung 24 gegenüber liegenden Wand des Abzugskanals 6 angebracht. Sie lenkt den in sie strömenden Ausscheideluftstrom 51 (siehe Figuren 1-3) im Wesentlichen um 90°, in Richtung des Abzugsluftstroms 61, um. Die Umlenkschikane 66 kann z. B. als Rille ausgebildet sein, kann aber auch andere Formen haben. Sie verhindert, dass der Ausscheideluftstrom 51 und die damit ausgeschiedenen Fremdstoffe nach Passieren der Ausscheideöffnung 24 an der Gegenwand des Abzugskanals 6 abprallen und die Fremdstoffe in den Fasertransportkanal 2 zurück gelangen.
In der Ausfuhrungsform von Figur 4(b) ist der Fasertransportkanal 2 durch einen kurzen Übergangskanal 25, in den die Ausscheideöffnung 24 mündet, mit dem Abzugskanal 6 verbunden. Der Übergangskanal 25weist einen in Richtung des Ausscheideluftstroms 51 im Wesentlichen konstanten Querschnitt auf und kann z. B. quaderförmig sein. Er ist kurz, was hier bedeutet, dass seine in Richtung des Ausscheideluftstroms 51 (siehe Figuren 1-3) gemessene Länge kleiner als das Dreifache der in Richtung des Ausscheideluftstroms 51 gemessenen Breite des Fasertransportkanals 2 ist. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Übergangskanal 25 noch kürzer, d. h. seine in Richtung des Ausscheideluftstroms 51 gemessene Länge ist kleiner oder gleich dem Doppelten der in Richtung des Ausscheideluftstroms 51 gemessenen Breite des Fasertransportkanals 2, und vorzugsweise kleiner oder gleich der in Richtung des Ausscheideluftstroms 51 gemessenen Breite des Fasertransportkanals 2. In absoluten Grössen kann die Länge des Übergangskanals 25 bspw. höchstens 20 cm betragen und vorzugsweise kleiner oder gleich 14 cm oder kleiner oder gleich 7 cm sein.
Auch die Ausführungsform von Figur 4(c) hat eine Umlenkschikane 66 und einen kurzen Übergangskanal 25. Der Fasertransportkanal 2 und der Abzugskanal 6 sind durch eine dickere Trennwand 23 voneinander getrennt, wobei die Dicke der Trennwand 23 gerade die Länge des Übergangskanals 25 ausmacht. Alternativ können der Fasertransportkanal 2 und der Abzugskanal 6 je eigene Wände haben, die im Wesentlichen um die Länge des Übergangskanals 25 voneinander beabstandet sind. In den Ausführungsformen der Figuren 4(b) und (c) können die beiden oberen, stromabwärts liegenden Kanten des Übergangskanals 25 leicht abgerundet oder abgeschrägt sein (was in den Figuren der Einfachheit halber nicht eingezeichnet ist). Das hat erstens den Vorteil, dass keine Fasern an den Kanten hängenbleiben. Zweitens haben Simulationen gezeigt, dass eine solche Ausgestaltung strömungstechnisch günstiger ist, indem z. B. unerwünschte Verwirbelungen des Transportluftstroms 21 und des Abzugsluftstroms 61 (sieh Figuren 1-3) an Kanten vermieden werden.
Die obigen Feststellungen zur Ausscheideöffnung 24 bzw. zum Übergangskanal 25, insbesondere zu seiner Länge und seinen Kanten, und zur Umlenkschikane 66 gelten unabhängig voneinander. Durch verschiedene Kombinationen der beschriebenen Merkmale ergeben sich mehr Ausfuhrungsformen als in Figur 4 dargestellt.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben diskutierten Ausführungsformen beschränkt. Bei Kenntnis der Erfindung wird der Fachmann weitere Varianten herleiten können, die auch zum Gegenstand der vorliegenden Erfindung gehören.
BEZUGSZEICHENLISTE
1 Vorrichtung
2 Fasertransportkanal
21 T ransportluftstrom
22 Fenster in Wand des Fasertransportkanals
23 Trennwand zwischen Fasertransportkanal und Abzugskanal
24 Ausscheideöffnung
25 Übergangskanal
3 Sensoreinrichtung
4 Auswerteeinrichtung
5 Ausscheideeinrichtung
51 Ausscheideluftstrom
6 Abzugskanal
61 Abzugsluftstrom
63 Ausscheideschnecke
64 Kanal
65 Einsaugöffnung
66 Umlenkschikane
7 Ventilator
8 Fremdstoffbehälter

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Vorrichtung ( 1 ) zum Ausscheiden von Fremdstoffen aus einem Faserstrom, beinhaltend einen Fasertransportkanal (2) zur Förderung des Faserstroms in einem Transportluftstrom (21), eine an dem Fasertransportkanal (2) angeordnete Sensoreinrichtung (3) zum Erkennen von Fremdstoffen im Faserstrom, eine an dem Fasertransportkanal (2) stromabwärts bezüglich der Sensoreinrichtung (3) angeordnete, mit der Sensoreinrichtung (3) verbundene Ausscheideeinrichtung (5) mit mindestens einer Druckluftdüse zum Ausstössen eines im Wesentlichen senkrecht zum Fasertransportkanal (2) strömenden Ausscheideluftstroms (51) zwecks Ausscheidung der erkannten Fremdstoffe, eine gegenüber der mindestens einen Druckluftdüse in einer Wand (23) des Fasertransportkanals (2) angebrachte Ausscheideöffnung (24) zur Ausscheidung des Ausscheideluftstroms (51) und der damit ausgeschiedenen Fremdstoffe aus dem Fasertransportkanal (2) und einen im Wesentlichen senkrecht zum Ausscheideluftstrom (51) angeordneten Abzugskanal (6) zur Wegbeförderung der ausgeschiedenen Fremdstoffe in einem Abzugsluftstrom (61), dadurch gekennzeichnet, dass der Fasertransportkanal (2) und der Abzugskanal (6) im Bereich der Ausscheideöffnung (24) aneinander angrenzen, so dass die Ausscheideöffnung (24) im Wesentlichen direkt vom Fasertransportkanal (2) in den Abzugskanal (6) führt, oder der Fasertransportkanal (2) durch einen kurzen Übergangskanal (25), in den die Ausscheideöffnung (24) mündet, mit dem Abzugskanal (6) verbunden ist, welcher Übergangskanal (25) einen in Richtung des Ausscheideluftstroms (51) im Wesentlichen konstanten Querschnitt und eine in Richtung des Ausscheideluftstroms (51) gemessene Länge, die kleiner als das Dreifache der in Richtung des Ausscheideluftstroms (51) gemessenen Breite des Fasertransportkanals (2) ist, aufweist. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, wobei der Fasertransportkanal (2) und der Abzugskanal (6) unmittelbar aneinander angrenzen und nur durch eine Trennwand (23) voneinander getrennt sind. Vorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei eine Geschwindigkeit des Abzugsluftstroms (61) derart einstellbar ist, dass ein statischer Druck im Abzugskanal (6) im Bereich der Ausscheideöffnung (24) grösser oder gleich einem statischen Druck im Fasertransportkanal (2) im Bereich der Ausscheideöffnung (24) ist. Vorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei am Abzugskanal (6) ein Ventilator (7) zur Erzeugung des Abzugsluftstroms (61) angebracht ist. Vorrichtung (1) nach Anspruch 4, wobei eine Leistung des Ventilators (7) einstellbar ist. Vorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Abzugskanal (6) eine stromaufwärts bezüglich der Ausscheideöffhung (24) liegende Einsaugöffhung (65) zum Einsaugen des Abzugsluftstroms (61) aufweist und eine Querschnittsfläche der Einsaugöffhung (65) einstellbar ist. Vorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Abzugskanal (6) eine Umlenkschikane (66), die im Bereich der Ausscheideöffnung (24) bzw. des Übergangskanals (25) in einer der Ausscheideöffnung (24) bzw. dem Übergangskanal (25) gegenüber liegenden Wand des Abzugskanals (6) angebracht und vorzugsweise als Rille ausgebildet ist, zur Umlenkung des Ausscheideluftstroms (51) im Wesentlichen in Richtung des Abzugsluftstroms (61) aufweist. Vorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die in Richtung des Ausscheideluftstroms (51) gemessene Länge des Überganskanals (25) kleiner oder gleich dem Doppelten der in Richtung des Ausscheideluftstroms (51) gemessenen Breite des Fasertransportkanals (2), und vorzugsweise kleiner oder gleich der in Richtung des Ausscheideluftstroms (51) gemessenen Breite des Fasertransportkanals (2) ist.
9. Verfahren zum Ausscheiden von Fremdstoffen aus einem Faserstrom, wobei der Faserstrom von einem Transportluftstrom (21) in einem Fasertransportkanal (2) gefordert wird,
Fremdstoffe im Faserstrom von einer an dem Fasertransportkanal (2) angeordneten Sensoreinrichtung (3) erkannt werden, die erkannten Fremdstoffe mit einem im Wesentlichen senkrecht zum Fasertransportkanal (2) strömenden Ausscheideluftstrom (51), der von mindestens einer an dem Fasertransportkanal (2) stromabwärts bezüglich der Sensoreinrichtung (3) angeordneten Druckluftdüse ausgestossenen wird, ausgeschieden werden, der Ausscheideluftstrom (51) und die damit ausgeschiedenen Fremdstoffe durch eine gegenüber der mindestens einen Druckluftdüse in einer Wand (23) des Fasertransportkanals (2) angebrachte Ausscheideöffnung (24) aus dem Fasertransportkanal (2) ausgeschieden werden und die ausgeschiedenen Fremdstoffe in einem Abzugsluftstrom (61), der in einem im Wesentlichen senkrecht zum Ausscheideluftstrom (51) angeordneten Abzugskanal (6) strömt, wegbefördert werden, dadurch gekennzeichnet, dass der Fasertransportkanal (2) und der Abzugskanal (6) so gestaltet werden, dass sie im Bereich der Ausscheideöffnung (24) aneinander angrenzen, so dass ein Fremdstoff bei seiner Ausscheidung durch die Ausscheideöffnung (24) im Wesentlichen direkt aus dem Fasertransportkanal (2) in den Abzugskanal (6) ausgeschieden wird, oder der Ausscheideluftstrom (51) und die damit ausgeschiedenen Fremdstoffe durch einen kurzen Übergangskanal (25), in den die Ausscheideöffnung (24) mündet und der den Fasertransportkanal (2) mit dem Abzugskanal (6) verbindet, aus dem Fasertransportkanal (2) ausgeschieden werden, welcher Übergangskanal (25) einen in Richtung des Ausscheideluftstroms (51) im Wesentlichen konstanten Querschnitt und eine in Richtung des Ausscheideluftstroms (51 ) gemessene Länge, die kleiner als das Dreifache der in Richtung des Ausscheideluftstroms (51) gemessenen Breite des Fasertransportkanals (2) ist, aufweist. Verfahren nach Anspruch 9, wobei eine Geschwindigkeit des Abzugsluftstroms (61) derart eingestellt wird, dass ein statischer Druck im Abzugskanal (6) im Bereich der Ausscheideöffnung (24) grösser oder gleich einem statischen Druck im Fasertransportkanal (2) im Bereich der Ausscheideöffnung (24) ist. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, wobei der Abzugsluftstrom (61) von einem am Abzugskanal (6) angebrachten Ventilator (7) erzeugt wird. Verfahren nach Anspruch 11, wobei eine Leistung des Ventilators (7) eingestellt wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 9-12, wobei der Abzugsluftstrom (61) durch eine stromaufwärts bezüglich der Ausscheideöffnung (24) liegende Einsaugöffnung (65) in den Abzugskanal (6) eingesaugt wird und eine Querschnittsfläche der Einsaugöffhung (65) eingestellt wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 9-13, wobei ein Rückprallen des Ausscheideluftstroms (51) und der ausgeschiedenen Fremdstoffe verhindert wird, indem der Ausscheideluftstrom (51) in eine Umlenkschikane (66), die im Bereich der Ausscheideöffhung (24) bzw. des Übergangskanals (25) in einer der Ausscheideöffnung (24) bzw. dem Übergangskanal (25) gegenüber liegenden Wand des Abzugskanals (6) angebracht und vorzugsweise als Rille ausgebildet ist, strömt und von der Umlenkschikane (66) im Wesentlichen in Richtung des Abzugsluftstroms (61) umgelenkt wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 9-14, wobei der Übergangskanal (25) so gestaltet wird, dass seine in Richtung des Ausscheideluftstroms (51) gemessene Länge kleiner oder gleich dem Doppelten der in Richtung des Ausscheideluftstroms
19 (51) gemessenen Breite des Fasertransportkanals (2), und vorzugsweise kleiner oder gleich der in Richtung des Ausscheideluftstroms (51) gemessenen Breite des Fasertransportkanals (2) ist.
20
PCT/CH2021/000005 2020-12-22 2021-12-14 Vorrichtung und verfahren zum ausscheiden von fremdstoffen aus einem faserstrom WO2022133616A1 (de)

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