Reinigungsvorrichtung für Faserflocken
Die Erfindung bezieht sich auf eine Reinigungsvorrichtung für Faserflocken, insbesondere aus Baumwolle, mit einer liegenden, mit Schlagelementen besetzten Walze, über deren Oberseite bei einem Ende der Walze ein Einlass und beim anderen Ende ein Auslass für den Förderstrom angeordnet ist und zwischen der Einlassöffnung und der Auslassöffnung von zur Walzenachse schräg gestellten Leitplatten begrenzte Überleitkammern für den um die Walzenachse drehenden Förderstrom angeordnet sind.
Mindestens eine solche Reinigungsvorrichtung ist bekannt und auf dem Markt erhältlich. Sie dient dazu, die im Förderluftstrom zugeführte Faserflocken aufzulösen und Verunreinigungen daraus zu entfernen. Das Fasermaterial wird samt Transportluft via dem Einlass an einem axialen Ende der Walze zugeführt. Der Luftflockenstrom wird spiralförmig über die Walze transportiert, wodurch diese mehrmals über die Reinigungsroststäbe geführt wird. Die Flocken werden dabei von der mit Zinken oder Schlagelementen bestückten Trommel erfasst, über die Reinigungsroststäbe gebracht und mittels Lenkkammern allmählich an das andere axiale Ende der Auflösewalze gebracht, um mittels Zentrifugalkraft die aufgelösten Faserflocken durch den Auslass der Maschine zu fördern. Auch werden die Flocken durch den Aufprall auf die Überleitkammern oder Lenkkammern begrenzende Wände gewissermassen geklopft, wodurch Verunreinigungen und Staub von dem Fasermaterial weitgehend abgeschieden werden.
EP 381860, EP 379726 und EP447966 beschreiben die Reinigungsvorrichtung im Detail. EP 381860 beschreibt den Einsatz von den Leitplatten als Trennung der einzelnen Überleitkammern, wodurch die Auflösung der Flocken verbessert werden kann. Zusätzlich beschreibt diese Schrift, dass bei der Reinigungsvorrichtung der Einlass so angeordnet ist, dass der durch den Einlass eintretende, die Faserflocken transportierende Förderluftstrom von oben nach unten etwa tangential zur Auflösewalze verläuft, und zwar derart, dass der Förderstrom an der Stelle, wo er auf den Walzenumfang auftrifft, die gleiche Bewegungsrichtung hat wie der Umfang der
rotierenden Walze. Die Schlagstifte der Walze sollen sich dabei nicht entgegen des eintretenden Förderluftstroms bewegen.
EP 379 726 beschreibt die Integration einer zusätzlichen Entstaubungsfunktion in der Reinigungsvorrichtung. Die mit Staub beladene Transportluft kann durch eine Absaugung durch ein Siebblech im Bereich der Überleitkammern der Vorrichtung teilweise entfernt werden. EP 447966 beschreibt eine alternative Lösung für die Entstaubungsfunktion. Die Absaugstelle ist dabei nicht oberhalb der Walze bei den Überleitkammern angeordnet, sondern vor der Stabrostanordnung. In Förderrichtung der Textilfasern gesehen, wird eine im Wesentlichen senkrechte luft- und staubdurchlässige Wand angeordnet, welche Teil einer Unterdruckkammer ist, an welche eine Saugleitung angeschlossen ist.
Die Reinigungsvorrichtung mit den Verbesserungen wird heute in vielen Spinnereien eingesetzt. Jedoch vor allem bei grosseren Förderströmen funktioniert die Reinigung nicht mehr optimal. Die mitgehende Transportluft im Förderstrom behindert den mechanischen Reinigungsvorgang. Schon beim Einlass verhindert die Transportluft die optimale Übernahme der Flocken durch die Schlagstifte der Walze. Weil Transportluft mit in den Reiniger gelangt, entstehen Querströmungen über die Breite der Walze, die die gewünschte spiralförmige Strömung behindern. Zusätzlich gelangt dadurch Flockenmaterial ohne grosse Reinigung in den Auslassstrom und die Reinigungseffizienz der Reinigungsvorrichtung wird dadurch herabgesetzt. Ein zusätzlicher Nachteil ist die Bildung von Wirbelungen durch die überflüssige Transportluft, vor allem durch die Querströmungen. Diese Wirbelungen verursachen Nissen und Schädigungen der Fasern.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, die die oben genannten Nachteile vermeidet und insbesondere die mechanische Reinigung der oben beschriebenen Reinigungsvorrichtung optimiert.
Die Aufgabe wird gelöst durch die in Patentanspruch 1 aufgeführten Merkmale. Dadurch, dass eine Luftabscheidungsvorrichtung der Einlassöffnung der
Reinigungsvorrichtung vorzuordnen ist, kann die Transportluft grösstenteils abgetrennt werden und der Faserflockenstrom wird verdichtet. Im Wesentlichen gelangen nur die Faserflocken in den Reiniger. Dadurch wird der Einfluss der Transportluft eliminiert. Vorzugsweise ist in der Luftabscheidungsvorrichtung eine luftdurchlässige Wand angeordnet, damit die Luft entweichen kann.
Die Luftabscheidungsvorrichtung kann verschiedenartig gebaut werden, vorzugsweise werden die Faserflocken nicht beschädigt und es entstehen keine Wirbelungen oder zu grosse Friktionen in der Vorrichtung. Zum Beispiel kann die Luftabscheidungsvorrichtung aus einem Einlass bestehen, der derart angeordnet ist, dass der Luftflockenstrom über ein Siebblech dem Reiniger zugeführt wird, wobei die Höhe des Kanals derart verengt wird, dass die überflüssige Transportluft über das Siebblech entweichen kann und nur noch der eigentliche Faserflockenstrom dem Reiniger zugeführt wird. Durch die Verengung wird die Förderluft aus dem Flockenmaterial sanft gepresst und nur noch sehr wenig Luft bleibt im Flockenmaterial zurück.
Der Zufuhrkanal ist derart geformt, dass der Materialstrom in der Luftabscheidungsvorrichtung am Siebblech vorbeistreift.
Das Siebblech wird vorzugsweise in der Transportrichtung des Materialstroms angeordnet, damit der Materialstrom über die Oberfläche des Siebs fliesst. Vorzugsweise ist das Sieb verschränkt im Materialstrom angeordnet, wobei der Raum hinter dem Sieb grösser und der Raum des Materialstroms in Strömungsrichtung kleiner wird, damit die Luft besser entweichen kann. Das Siebblech ist vorzugsweise derart konstruiert, dass keine Fasern anhaften oder dadurch beschädigt werden. Eventuell ist das Siebblech verstellbar, damit die Luftabscheidung an das Fördervolumen angepasst werden kann, zum Beispiel eine grossere Verengung bei einem kleineren Faservolumenstrom. Auch eine Einstellmöglichkeit für die Luftdurchlässigkeit der Wand könnte vorgesehen sein.
Vorzugsweise ist an der Luftauslassseite der Luftabscheidungsvorrichtung ein leichter Unterdruck vorhanden. Allerdings soll diese vor allem die entweichende Luft abführen
und nicht die aktive Luft aus dem Faserflockenstrom absaugen. Die erfinderische Idee liegt in der Benutzung von einer mechanischen Luftabtrennung, zum Beispiel durch Herausquetschen der Luft, damit die benötigte Absaugungskapazität und der Unterhalt der gesamten Maschine minimal ist.
Ein zusätzlicher Vorteil ist, dass gleichzeitig eine Entstaubung statt findet.
Das Ende des Einlasses kann insbesondere so gestaltet werden, dass die Schlagelemente, zum Beispiel Schlagstifte oder Zinken, der Walze direkt in den Faserflockenstrom eingreifen und die Flocken mitnehmen. Auch der Luftstrom, der durch die schnelle Drehung der Walze generiert wird, wird die Übernahme der Faserflocken positiv beeinflussen.
Der Auslasskanal ist vorzugsweise tangential von der Walze weg angeordnet, derart dass das Faserflockenmaterial durch die Walze in der Abtransportrichtung geschleudert wird. Der tatsächliche Weitertransport nach dem Reiniger wird wieder von dem pneumatischen Transportsystem übernommen, insbesondere kann ein nachgeschalteter Ventilator für die benötigte Beschleunigung sorgen. Um auszuschliessen, dass die Absaugung des pneumatische System auf das mechanische Funktionieren des Reinigers Einfluss hat, sind im Auslasskanal des Reinigers Mittel vorhanden, um Luft wieder in den Faserflockenstrom einführen zu können. Dies kann unter anderem passiv durch die Anordnung von Falschluftschlitzen im Auslasskanal realisiert werden. Der pneumatische Transport wird dann beim Ansaugen des Faserflockenstroms via diese Schlitze die benötigte Luftmenge aufnehmen. Statt Schlitze können auch verstellbare Klappen oder ein Rost angeordnet werden. Vorzugsweise sind diese Mittel in Abhängigkeit von der Durchflussmenge selbst einstellend.
Durch eine Messung der Eingangs- und/ oder Ausgangsströmen, zum Beispiel durch Messung vom Druck oder vom Druckunterschieden in der Leitung, des Volumenstroms oder der Farbdifferenz des Materials, eventuell kombiniert mit Messungen am ausgeschiedenen Material - dem Abgang - kann die
Reinigungseffizienz der Reinigungsvorrichtung beobachtet werden. Die gemessenen Werte können zusätzlich für eine Regelung und Steuerung der Vorrichtung benutzt werden, zum Beispiel für die Einstellung der Luftmenge, die in der Luftabscheidungsvorrichtung abgetrennt werden soll, die Durchgangsmenge der Reiniger, die Einstellungswinkel der Reinigungsroststäbe oder das Luftvolumen, das beim Auslass wieder zugeführt wird. Durch Einstellung der abgeschiedenen Luftmenge kann zum Beispiel der Reinigungsgrad und/oder die Abgangsmenge und/oder die Durchgangsmenge eingestellt werden.
Durch Abtrennung des Luftstroms vom Materialstrom beim Einlass wird es möglich, in der Reinigungsvorrichtung selber nur noch zwei Überleitkammern pro Umgang zu nehmen, ohne an Qualität der Reinigung einzubüssen. Auch die Umgänge, die für die Reinigung notwendig sind, können reduziert werden. Bei gleichbleibendem Durchmesser und gleichbleibender Länge der Walze werden dadurch die Umgänge breiter, was eine höhere Durchgangsmenge erlaubt. Zum Beispiel kann man von früher sieben Umgänge mit sieben Leitplatten und drei Kammern zurück gehen auf fünf Umgänge mit fünf Leitplatten und zwei Kammern bei gleichbleibender Breite der Walze. Dadurch wird die Produktionskapazität erhöht, bei einer gleichbleibender Reinigungsqualität und einem gleichbleibenden Auflösungsgrad. Die Kammern und die Leitelemente zusammen mit der eigenen Lufterzeugung der Walze versorgen die tatsächlichen Umgänge des Materials in der optimalen Spiralform über die Breite der Walze zwischen Einlass und Auslass. Querströmungen können nicht mehr entstehen, wodurch jede der zugeführten Faserflocken den gewünschten Reinigungsweg ablegt und genügend gereinigt wird. Zusätzlich ist die Wirbelbildung und die damit verbundene Nissenformung und Materialschädigung reduziert.
Die Reinigungsintensität ist abhängig von der Drehzahl der Walze und wird nicht mehr negativ beeinflusst von der Transportluft. Auch die Einstellung der Abgangsmenge durch Einstellung der Winkel der Roststäbe wird nur noch durch die tatsächliche Drehzahl der Walze und den Volumenstrom der Fasern bestimmt.
Die interne Staubabscheidungsfunktion, wie in der heutigen Reinigungsvorrichtung vorhanden, kann vorzugsweise beibehalten bleiben. Die Restluft, die durch den mechanischen Vorgang in den Reiniger frei kommt, reicht für die Entstaubung aus. Ausführungsbeispiele der erfindungsgemässen Reinigungsmaschine werden nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Die Referenzzeichen sind gleich gehalten für alle Zeichnungen. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Zeichnung einer Reinigungsmaschine aus dem Stand der
Technik; Fig. 2 einen schematischen Querschnitt durch eine Reinigungsmaschine nach der
Erfindung; Fig. 3 eine schematische Detailzeichnung des oberen Teils der Maschine mit dem
Einlasskanal und Auslasskanal nach der Erfindung.
Anhand von Figur 1 wird die Reinigungsmaschine erklärt, gemäss Stand der Technik, siehe hierzu auch EP 381860, EP 379726 und EP447966, wo ähnliche Maschinen mit mehr Details gezeigt worden sind und die einen integralen Teil dieser Anmeldung formen. Die in Fig. 1 dargestellte Reinigungsmaschine besitzt eine Auflösewalze 3, die in einem Gehäuse um eine horizontale Achse drehbar gelagert ist und deren Umfang in üblicher weise mit Schlagelementen 5, zum Beispiel Schlagstiften oder Zinken, besetzt ist. Die Walze 3 wird im Betrieb von einem nicht dargestellten Antriebsmotor in Pfeilrichtung gedreht. Unter der Unterseite der Walze 3 sind Reinigungsroststäbe 4 angeordnet.
Die Oberseite der Walze 3 ist im Abstand vom Walzenumfang mit einer Wand überdeckt, von der ein horizontaler, mittlerer Abschnitt und zwei seitlich an diesen anschliessende, etwa 45° geneigte Seitenabschnitte vorgesehen sind, im Weiteren ist eine an die Wand angrenzende, im Wesentlichen senkrechte Wand 9 vorgesehen, welche staubdurchlässig ist. Die drei Wandabschnitte sind terrassendachartig angeordnet, das heisst im Querschnitt etwa wie drei Seiten eines gleichschenkligen Trapezes, und je zwei der Wandabschnitte schliessen miteinander jeweils einen
Winkel α von etwa 135° ein. Die Wand 9 ist ein Beispiel für die zusätzliche Entstaubungsfunktion, in Figur 1 ausgebildet mit Hilfe eines Lochblechs mit Löchern von etwa 1 ,5 mm Durchmesser, aber es kann auch durch ein Sieb gebildet werden.
An einem axialen Ende der Walze 3 mündet von oben ein Einlass 1 , und am anderen axialen Ende oberhalb der Walze 3 ein Auslass 2. Zwischen den Mündungen des Einlasses 1 und des Auslasses 2 sind über der Oberseite der Walze 1 zur Achse der Walze 1 schräg gestellte Leitbleche 12 (in Figur 2 nur ein Leitblech sichtbar) angeordnet, welche die Überleitkammern zwischen der Oberseite der Walze 1 und der oberen Verschalungswand begrenzen. Die ganze Fläche der luft- und staubdurchlässigen Wand 9 ist Teil einer Unterdruckkammer, an welche eine Saugleitung angeschlossen ist (beide nicht gezeigt).
Im Betrieb wird der Reinigungsvorrichtung die zu reinigenden und aufzulösenden Textilfasern in Flockenform in einem Förderluftstrom durch den Einlass 1 zugeführt. Die Förderluft mit den Faserflocken strömt im Wesentlichen zunächst um die Unterseite der drehenden Walze 3 herum, dann durch die Überleitkammer zwischen den Leitblechen 12, welche die Luft in Richtung der Achse der Walze 3 weiterbewegt, dann wieder um die Unterseite der Walze, dann durch die Überleitkammer zwischen den Leitblechen und wieder um die Unterseite der Walze 1 , um die Maschine schliesslich durch die Auslassöffnung 10 zu verlassen. Der Förderstrom bewegt sich im Wesentlichen spiralförmig, was mit dem Pfeil 7 angegeben worden ist. Beim Herumlaufen um die Unterseite der Walze 1 werden die Faserflocken durch die Schlagstifte 3 bearbeitet und zunehmend aufgelöst, und Verunreinigungen werden von den Fasern getrennt. Die gröberen Verunreinigungen, wie zum Beispiel Schalenteile, werden zwischen den Reinigungsroststäben 4 hindurch abgeschieden und in dem Raum unter den Stabrosten zum Beispiel in einem Abfallbehälter 6 aufgefangen und periodisch mittels einer nicht dargestellten Absaugeinrichtung abgesaugt. Die Abgangsentsorgung kann zum Beispiel, wie gezeigt in Figur 1, mittels einer Schleusenwalze 6 stattfinden. Hierdurch wird der Abgangsraum von der Transportluft für den Abgang in der Leitung getrennt. Die Abgangausscheidung am Rost wird dadurch nicht beeinflusst.
Die Faserflocken fliegen jeweils nach oben in die nächstfolgende Überleitkammer, wo sie durch Aufprallen auf die Deckenwand weiter gelockert und gewendet werden. Feine, staubförmige Verunreinigungen, die von den Fasern getrennt worden sind, können höchstens teilweise durch die Stabroste 4 hindurch abgetrennt werden, während ein grosser Teil des Staubes im Förderluftstrom verbleibt. Die luft- und staubdurchlässige Wand 9, die Unterdruckkammer und die Saugleitung dienen dazu, auch diese feinen Verunreinigungen vom Förderluftstrom zu trennen, so dass sie nicht am Ende mit den Fasern durch den Auslass 2 austreten können. Die Saugleitung ist an eine nicht dargestellte Unterdruckquelle bzw. Absaugeinrichtung angeschlossen, welche mit Staub beladene Luft durch die Wand 9 hindurch absaugt.
Die Grosse des in der Unterdruckkammer erzeugten Unterdrucks bzw. des durch die Wand 9 hindurch abgesaugten Luftstroms ist einstellbar, beispielsweise dadurch, dass die Unterdruckquelle bzw. Absaugeinrichtung einstellbar ist, oder dadurch, dass in der Saugleitung ein einstellbares Drosselorgan, z.B. eine einstellbare Drosselklappe, angeordnet ist. Der Luftstrom wird so eingestellt, dass er ausreicht, um den Staub durch die Leitung abzusaugen, so dass sich der Staub nicht auf der Unterseite der Unterdruckkammer ablagert. Um das beobachten zu können, sind an einer Aussenwand Sichtfenster vorgesehen. Es kann ferner zweckmässig sein, der Unterdruckkammer wenigstens einen Spüllufteinlass anzuordnen, durch welchen aus der Umgebung Spülluft in die Unterdruckkammer gesaugt werden kann. Der Spüllufteinlass enthält ebenfalls ein einstellbares Drosselorgan, z.B. eine Drosselklappe.
Figur 2 und 3 zeigen der Reinigungsvorrichtung wie vorher beschrieben mit einem Einlass- 16 und Auslasskanal 17 gemäss der Erfindung. Der Einlasskanal 16 enthält eine Luftabscheidungsvorrichtung 18 gemäss der Erfindung, bestehend aus einer luftdurchlässigen Wand 10, durch welche der Förderluftstrom entweichen kann in den Abluftkanal 19. Diese Wand ist parallel zum Förderstrom angeordnet. Wie in Figur 3 gezeigt, ist das Ende dieses Einlasses derart angeordnet, dass die Faserflocken, die bis dahin im Wesentlichen förderluftfrei sind, direkt von den Schlagelementen der Walze aus dem Einlass übernommen werden können. Da keine Förderluft mehr
vorhanden ist, ist die Übernahme der Flocken durch die Walze im Wesentlichen eine mechanische Übergabe. Allerdings soll der Flockenstrom nicht stark zusammengepresst aus dem Einlasskanal entweichen, sondern es soll mehr einem verdichteten Faserflockenstrom entsprechen. Daher ist es von Vorteil, dass der Querschnitt b2 (Figur 3) des Einlasskanals, gegenüber dem Querschnitt b1 einstellbar ist, wobei b2 grösser ist als b1. Zusätzlich ist es von Vorteil, dass der Querschnitt von a2 gegenüber a1 einstellbar ist, wobei a2 kleiner ist als a1. Vorzugsweise bleibt die Kontaktfläche mit der luftdurchlässigen Wand konstant. Hierdurch kann die Verdichtung der Flocken eingestellt werden, eventuell in Abhängigkeit von dem Volumen der Faserflocken im Förderstrom.