(Zusatzpatent zum Hauptpateut 525 971) Verfahren zum Erzeugen eines gleichmässigen kontinuierlichen Faserverbandes und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
Gegenstand des Hauptpatentes Nr. 525 971 ist ein Verfahren zum Erzeugen eines gleichmässigen kontinuierlichen Faserverbandes aus einem kontinuierlichen sStrom einzelner Flocken mittels eines oder mehrerer unter Überdruck stehender, an eine pneumatische Flokkentransportleitung angeschlossener Ablagerungsschachtes bzw.
Schächten zur Bildung einer Flocken säule und deren Verdichtung durch ein Druckgefälle, das dadurch gekennzeichnet ist, dass das an jeder Flockensäule wirkende Druckgefälle in Abhängigkeit einer am von einem Schacht abgelieferten Faserverband im Durchlauf gemessenen Abweichung vom Sollgewicht pro Längeneinheit dieser entgegenwirkend geändert wird.
Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens an einem bzw. einer Mehrzahl unter Überdruck stehenden, an eine Flockentransportleitung angeschlossenren Ablagerungsschacht bzw. Schächte ist dadurch gekennzeichnet, dass in der Transport-Luftzuleitung ein Mittel zur Beeinflussung des Druckes angeordnet ist, welches das Stellglied eines Regelkreises bildet, dessen Messwertgeber an einer Durchlaufstelle des vom Schacht gebildeten kontinuierlichen Faserverbandes angebracht ist.
Nach dem im Hauptpatentgesuch beschriebenen Verfahren kann auch ein Schacht in an sich bekannter Weise (vgl. Schweizer Patent Nr. 437 063) so gespiesen werden, dass keine Rückführung für Flocken erfolgt, indem der gesamte flockenbeladene Transportluftstrom durch eine perforierte Wand des Schachtes ausströmt.
Druckänderungen und somit Wattegewichtsabweichungen, die auf in einem solchen Schacht unvermeidliche Niveau schwankungen der Flockensäule zurückzuführen sind, können durch das vorgeschlagene Regelsystem in einem in vielen Fällen durchaus genügenden Grade ausreguliert werden. Den Ausreguiierungsmöglichkeiten sind jedoch durch das nicht ideale Regelverhalten Grenzen gesetzt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nun, das Regelverhalten zu verbessern, damit nicht nur Gewichtsabweichungen der Watte besser ausreguliert werden können, sondern auch ein Schwingen des Regelsystems vermieden wird. Auch sollen die Voraussetzungen für eine optimale Einstellung des Regelsystems geschaffen werden.
Der vorliegenden Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, die Niveau schwankungen der Flockensäule auszuschalten und Änderungen des Durchtrittsquerschnittes für die Transportluft in der Schachtwand zu vermeiden. Dies geschieht nach dem erfindungsgemässen Verfahren dadurch, dass der flockenbeladene Luftstrom in den Schacht geleitet und unter Konstanthaltung einer freien Luftdurchtrittszone oberhalb der gebildeten Flockensäule zum Abströmen gebracht wird.
Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens umfasst einen eine perforierte Zone für das Abströmen der Transportluft aufweisenden Schacht, der dadurch gekennzeichnet ist, dass im Bereich der perforierten Zone eine Niveauüberwachungsvorrichtung für die Flokkensäule angebaut ist, welche die anzuliefernde Flockenmenge im Sinne einer Einhaltung der Flockensäulenhöhe steuert.
Die Erfindung sei nachstehend anhand eines illustrierten Beispieles näher beschrieben. Es zeigt: Die Figur eine schematisclhe Darstellung der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Ein Flockenspeiser 1 mit einem Speiseschacht 2 erhält Fasermaterial z.B. von einer Öffnungsmaschine (nicht gezeigt) angeliefert. Eine Einzugswalze 3 führt über eine Mulde 4 einem Schläger 5 Material zu, der dieses in feingeöffnete Flocken auflöst. Über einen Saugstutzen 6 eines Materialtransportventilators 7 gelangt das Material druckseitig in einen Schacht 8. Der flockenbeladene Luftstrom fliesst durch die perforierte Wand 9 in einen Abströmkanal 10, wobei an der Innenseite der Wand 9 die vom Luftstrom durch die Kleinheit der Perforationen zurückgehaltenen Flocken sich in Form einer Flocken säule 11 ablagern.
Da im Abströmkanal ein Druck p2 herrscht, während über der Flockensäule ein Überdruck pl durch den Ventilator 7 aufrechterhalten wird, so ergibt sich das die Verdichtung der Säule hervorrufende Druckgefälle A p = pl - p2
Die so gebildete Flockensäule wird durch ein Abzugswalzenpaar 12, 13 zusätzlich komprimiert und in Form einer kompakten Watte 14 einer Watte aufnehmenden Maschine, iB. einer Karde 15, zugeführt. Die linke Walze 12 samt Lager 16 ist um einen Drehpunkt 17 schwenkbar und wird durch ein Gewicht 18 gegen die Walze 13 gedrückt. Das Lager 16 trägt einen konischen Stift 19, der in die Bohrung 20 eines luftdurchströmten Körpers 21 vorstösst. Dem Sollwert des Wattegewichtes entspricht z.B. eine Mittelstellung des Stiftes 19.
Die Teile 19, 20 und 21 bilden einen pneumatischen Messwertgeber, der auf einen Regler 22 einwirkt, dem ein Sollwertgeber 23 zugeordnet ist. Ein der Abweichung proportionales Signal gelangt in einen Verstärker 24, dessen pneumatisches Ausgangssignal direkt einen Kolben 25 verschiebt, der die Drehzahl des Ventilatormotors 26 und somit den Druck pt im Schacht 8 verändert.
Die Voraussetzung für optimales Arbeiten dieses Regelsystems ist die Ausschaltung solcher Einflüsse, die zu Regelfehlern führen können, also z.B. Verstopfungen der Perforationen durch passende Formgebung der Perforationen, z.B. durch vertikale schmale Schlitze, und/ oder die Wahl passender Materialien, die ein Anhängen von Fasern vermeiden. Ferner ist es vorteilhaft, darauf zu achten, dass der Druck p2 keinen zu grossen Schwankungen unterworfen wird.
Von besonderer Bedeutung für gutes Regelverhalten ist es Jedoch, die in der perforierten Wand 9 über der Flockensäule h befindliche Luftdurchtrittszone L, die im Prinzip eine Drosselstelle im Luftstrom darstellt, konstant zu halten. Dies wird erreicht, indem die Höhe der Flockensäule h konstant gehalten wird, was in einfacher Weise z.B. durch eine Lichtschranke 27 und ein Relais 28 geschieht, das in gewünschter Höhe h angebracht wird. Das Relais 28 schaltet die Einzugswalze 3, deren Drehzahl die Materialanlieferung bestimmt, ab im Moment, wo der Lichtstrahl der Lichtschranke 27 unterbrochen wird, und wieder ein, wenn wieder ein Photostrom zum Relais 28 fliesst.
Wenn der Schacht eine gewisse minimale Höhe aufweist, kann auch ein zeitlich verzögertes Ein- und Ausschalten angewandt werden, um die Schalthäufigkeit herabzusetzen, ohne in diesem Fall das Verhältnis Luftaustrittshöhe/Flockensäulenhöhe zu stark vom gewünschten Wert abweichen zu lassen.
Eine andere Möglichkeit besteht darin, die Drehzahl der Einzugswalze 3 so zu verlangsamen oder zu beschleunigen, dass die Flockensäule immer die vorgeschriebene Höhe h einhält.
An der Kolbenstange 29 befindet sich ein Nocken 30, der in den Endstellungen des Kolbens je einen Endschalter 31 oder 32 betätigt. Das Schliessen dieser Endschalter erfolgt, wenn der Regelbereich an seinen Grenzen angelangt ist, was z.B. bei Störungen in der Materialzufuhr oder bei Wickelbildung an den Walzen 12 und 13 der Fall sein kann. Die Überwachung durch die Endschalter kann zur Betätigung eines akustischen oder optischen Alarmsystems oder zur Abstellung des Materialtransportes vor und nach dem Schacht dienen.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung besitzt eine Reihe von Vorteilen, indem sie für eine Einzelschachtspeisung ohne Rückführung eine einfache Druckgefälleregelung gestattet. Sie besitzt den weiteren Vorteil, dass der Druckerzeuger im oberen Teil des Schachtes untergebracht und nur noch eine Saugrohrleitung zur flockenliefernden Maschine gezogen werden muss. Sie ist in der Lage, grosse Luft- und Flockenmaterialmengen zu bewältigen, wie dies zur Speisung von Superhochieistungskarden oder anderen Maschinen grosser Leistung mit Wattevorlage verlangt wird, die mehr als 50 kg/h Material verarbeiten können.
(Additional patent to main patent 525 971) Process for producing a uniform continuous fiber structure and device for carrying out the process
The subject of the main patent No. 525 971 is a process for the production of a uniform, continuous fiber structure from a continuous stream of individual flakes by means of one or more depressurization chutes connected to a pneumatic flake transport line or
Shafts to form a flake column and its compression by a pressure gradient, which is characterized in that the pressure gradient acting on each flake column is counteractedly changed depending on a deviation from the target weight per unit length measured on the fiber structure delivered by a shaft.
The device for carrying out the method on one or a plurality of depressurized deposition shafts or shafts connected to a flock transport line is characterized in that a means for influencing the pressure is arranged in the transport air supply line, which forms the actuator of a control loop, whose transducer is attached to a passage point in the continuous fiber structure formed by the shaft.
According to the method described in the main patent application, a shaft can also be fed in a manner known per se (cf. Swiss Patent No. 437 063) in such a way that there is no return for flakes, as the entire transport air flow laden with flakes flows out through a perforated wall of the shaft.
Changes in pressure and thus deviations in the weight of the cotton wool, which are due to fluctuations in the level of the flock column, which are unavoidable in such a shaft, can be compensated for in many cases by the proposed control system. However, there are limits to the possibilities of balancing out due to the not ideal control behavior.
The object of the present invention is to improve the control behavior so that not only can weight deviations of the wadding be better regulated, but also oscillation of the control system is avoided. The prerequisites for an optimal setting of the control system should also be created.
The present invention is also based on the object of eliminating the level fluctuations of the flake column and avoiding changes in the passage cross section for the transport air in the shaft wall. According to the method according to the invention, this takes place in that the flake-laden air stream is passed into the shaft and is made to flow away while keeping a free air passage zone above the flake column formed.
The device for carrying out the method comprises a shaft having a perforated zone for the outflow of the transport air, which is characterized in that a level monitoring device for the flake column is installed in the area of the perforated zone, which controls the amount of flakes to be delivered in order to maintain the flake column height.
The invention is described in more detail below using an illustrated example. It shows: The figure shows a schematic representation of the device for carrying out the method.
A flock feeder 1 with a feed chute 2 receives fiber material e.g. delivered by an opening machine (not shown). A draw-in roller 3 feeds material via a trough 4 to a beater 5, which dissolves it into finely opened flakes. Via a suction nozzle 6 of a material transport fan 7, the material reaches a shaft 8 on the pressure side. The flake-laden air flow flows through the perforated wall 9 into an outflow channel 10, with the flakes retained by the air flow due to the small size of the perforations taking shape on the inside of the wall 9 a flake column 11 deposit.
Since there is a pressure p2 in the outflow channel, while an overpressure p1 is maintained above the flock column by the fan 7, the result is the pressure gradient A p = p1-p2 which causes the compression of the column
The column of flakes thus formed is additionally compressed by a pair of take-off rollers 12, 13 and in the form of a compact wadding 14 of a wadding machine, iB. a card 15 fed. The left roller 12 including the bearing 16 can be pivoted about a pivot point 17 and is pressed against the roller 13 by a weight 18. The bearing 16 carries a conical pin 19 which protrudes into the bore 20 of a body 21 through which air flows. The nominal value of the cotton wool weight corresponds e.g. a middle position of the pin 19.
The parts 19, 20 and 21 form a pneumatic measuring transducer which acts on a controller 22 to which a setpoint transducer 23 is assigned. A signal proportional to the deviation reaches an amplifier 24, the pneumatic output signal of which moves a piston 25 directly, which changes the speed of the fan motor 26 and thus the pressure pt in the shaft 8.
The prerequisite for optimal functioning of this control system is the elimination of influences that can lead to control errors, e.g. Blockage of the perforations by appropriately shaping the perforations, e.g. through vertical narrow slots, and / or the choice of suitable materials that prevent fibers from sticking. It is also advantageous to ensure that the pressure p2 is not subject to excessive fluctuations.
However, it is of particular importance for good control behavior to keep the air passage zone L located in the perforated wall 9 above the flock column h, which in principle represents a throttle point in the air flow, constant. This is achieved in that the height of the floc column h is kept constant, which can be achieved in a simple manner e.g. happens through a light barrier 27 and a relay 28, which is attached at the desired height h. The relay 28 switches the feed roller 3, the speed of which determines the material delivery, off at the moment when the light beam from the light barrier 27 is interrupted, and on again when a photocurrent flows to the relay 28 again.
If the shaft has a certain minimum height, a time-delayed switching on and off can be used in order to reduce the switching frequency without, in this case, allowing the air outlet height / flock column height ratio to deviate too much from the desired value.
Another possibility is to slow down or accelerate the speed of the feed roller 3 so that the flock column always maintains the prescribed height h.
On the piston rod 29 there is a cam 30 which actuates a limit switch 31 or 32 in each of the end positions of the piston. These limit switches are closed when the control range has reached its limits, e.g. may be the case in the event of disturbances in the material supply or in the event of lap formation on the rollers 12 and 13. Monitoring by the limit switches can be used to activate an acoustic or optical alarm system or to stop the material transport before and after the shaft.
The device according to the invention has a number of advantages in that it permits simple pressure gradient regulation for a single shaft feed without return. It has the further advantage that the pressure generator is housed in the upper part of the shaft and only one suction pipe has to be drawn to the machine that supplies the flakes. It is able to cope with large amounts of air and flake material, as is required for feeding super high-performance cards or other high-performance machines with wadding that can process more than 50 kg / h of material.