DE2648457C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren der im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Art sowie eine Einrichtung zur Durch­ führung dieses Verfahrens gemäß dem Oberbegriff des Anspru­ ches 8.

Derartige Trennverfahren sind in unterschiedlichen Varianten verwendet und beschrieben worden. Bei einem bekannten Ver­ fahren der gattungsgemäßen Art treten die beiden Teilströme im wesentlichen senkrecht durch Seitenwände der Trennkammer hindurch und sind so ausgerichtet, daß sie sich zu einem ge­ meinsamen, nach oben gerichteten Arbeitsluftstrom vereinigen (DE-OS 19 32 312).

Durch eine ungleiche Bemessung der Teilstrommengen, durch eine unsymmetrische Ausbildung der Trennkammer und durch die Stel­ lung eines im oberen Trennkammerbereich angeordneten Leitkör­ pers wird erreicht, daß der Luftstrom auf einer Seite, bei­ spielsweise rechts vom Leitkörper, eine höhere Strömungsge­ schwindigkeit hat als auf der anderen Seite des Leitkörpers.

Dadurch soll erreicht werden, daß vom rechten Luftstrom nach oben getragene schwerere Teile auf der linken Seite des Leit­ körpers, auf der eine geringere Strömungsgeschwindigkeit herrscht, entgegen diesem Luftstrom nach unten fallen können. Um die Luftströmung in der Trennkammer in einem gewissen Be­ reich steuern zu können, sind in höchst aufwendiger Weise die Seitenwände der Trennkammer sowie der Leitkörper verstell­ bar angeordnet. In jedem Fall ist die gesamte Luftströmung in der Trennkammer nach oben gerichtet. Die auf die schwereren, an sich über den unteren Auslaß abgeführten Tabakteile wirkende Auftriebsleistung des Luftstroms ist demnach eine reine Ver­ lustleistung, so daß sich ein relativ hoher Energiebedarf und damit ein schlechter Wirkungsgrad für dieses Trennverfahren ergibt.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren der gattungsgemäßen Art so zu verbessern, daß eine wirksame Trennung der Teile eines Tabakgemisches mit einem wesentlich geringeren Energieaufwand möglich ist; außerdem soll die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendete Ein­ richtung einfacher als die bekannte Einrichtung sein.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 sowie eine Einrich­ tung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 8 gelöst.

Das erfindungsgemäße Verfahren nutzt in günstiger Weise die in einer Wirbelströmung auftretenden Zentrifugalkräfte für den Trennvorgang aus. Die Wirbel können durch Steuerung der Teilstrommenge und Teilstromrichtung so ausgebildet werden, daß ein zentraler, nach oben gerichteter Arbeitsluftstrom ent­ steht, welcher die leichteren Teile dem Auslaß zuführt, wäh­ rend die durch die Zentrifugalkraft nach außen gedrängten schwereren Teile mit den nach unten gerichteten Luftströmen dem unteren Auslaß zugeführt werden. Es hat sich gezeigt, daß man bei Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens für die gleiche Trennleistung beispielsweise an Stelle eines 40 PS- Motors zur Förderung eines Luftstromes von annähernd 425 Li­ ter pro Minute ein 20 PS-Motor ausreicht, welcher Luftströme von etwa 200 bis 250 Liter pro Minute fördert.

Die erfindungsgemäße Trennkammer ist in ihrem Aufbau sehr ein­ fach. Sie weist feste, unbewegliche Wände auf. Zur Steuerung der in die Trennkammer eintretenden Teilströme dienen sehr ein­ fache, jalousieartige Klappen.

Durch die US-PS 18 63 666 ist zwar bereits ein horizontaler Rohrförderer bekannt, bei welchem durch abwechselnde Verengung und Erweiterung des Rohrquerschnittes eine Verwirbelung des Luftstromes erzielt wird. Diese Verwirbelung dient jedoch le­ diglich zum Lösen aneinanderhaftender Tabakteile voneinander sowie von Tabak und Staub, wobei jedoch diese Komponenten noch gemeinsam im Luftstrom verbleiben. Eine Trennung schwererer und leichterer Tabakteile voneinander durch dieses Verfahren ist nicht vorgesehen.

Weitere Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens so­ wie der erfindungsgemäßen Einrichtung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dar­ gestellt und im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer pneumatischen Trenneinrichtung;

Fig. 2 eine Schnittansicht der pneumatischen Trenneinrichtung der Fig. 1;

Fig. 3 eine vergrößerte fragmentarische Seitenansicht einer Lufteinblaseöffnung der Trennkammer von Fig. 2.

In der Einrichtung der Fig. 1 und 2 liefert eine nicht darge­ stellte Dreschvorrichtung in einem Luftstrom mitgeführte ge­ droschene Tabakblätter zu einer Abladeeinrichtung 11, die die Trägerluft beseitigt und die gedroschenen Tabakblätter zum Einlaß 31 der Trennkammer 30 eines pneumatischen Trenners 10 anliefert. Das obere Ende des Trenners 10 ist geeignet geformt, um einen oberen Auslaß oder Abzugkamin 38 für die leichteren Teile des gedrosche­ nen Tabaks zu bilden, die in der Trennkammer 30 von den schwe­ reren Teilen getrennt werden. Der Boden oder das untere Ende des Trenners 10 ist mit einem Venturirohr oder unterem pneumatischen Auslaß 39 für diese schwereren Tabakteile versehen.

Der Abzugkamin 38 ist über ein Rohr 13 mit dem Einlaß einer Entladeeinrichtung 12 verbunden, die die Trägerluft von den leichteren Tabakteilen trennt und durch eine Rohrleitung 14 zur Ansaugöffnung eines motorgetriebenen Gebläses 15 leitet. Das Gebläse 15 ist über eine geeignete Rohrverbindung 16 an zwei Sammelräume 17 und 18 angeschlossen, die zu beiden Seiten des Trenners 10 angeordnet sind, um Luft in die Trennkammer 30 einzuführen, wie noch genauer beschrieben wird. Der Auslaß des Gebläses 15 benötigt in den meisten Fällen eine Entlüftungs­ leitung 19, was hauptsächlich vom Ausmaß des Luftverlustes ab­ hängt, und vielleicht auch noch ein Entlüftungsgebläse, wie es in Fig. 1 bei 20 angedeutet ist. Zu beachten ist, daß die Trenn­ kammer 30 mit der Entladevorrichtung 12, dem Gebläse 15, den Sammelräumen 17 und 18 und den Verbindungsleitungen 13, 14 und 16 ein im wesentlichen in sich geschlossenes Luftumlauf­ system bildet.

Das Venturirohr 39, das den pneumatischen Auslaß darstellt, ist über eine Rohrleitung 22 an eine Entladevorrichtung 21 an­ geschlossen, die die Trägerluft von den abgesonderten schwere­ ren Teilen des gedroschenen Tabaks trennt und durch eine Rohr­ leitung 24 zu einem motorgetriebenen Gebläse 23 zurückleitet. Das Gebläse 23 ist über eine Leitung 25 an das Venturirohr 39 angeschlossen, um die Luft wieder zum Venturirohr zurückzu­ schicken. Das Venturirohr 39 bildet demnach mit der Entlade­ vorrichtung 21, dem Gebläse 23 und den Leitungen 22, 24 und 25 einen zweiten im wesentlichen geschlossenen Kreis eines Luftumlaufsystems. Das Venturirohr 39 ist regelbar und so eingestellt, daß es die Luftströmung zwischen dem Boden der Kammer 30 und dem zweiten Luftumlaufsystem im wesent­ lichen eliminiert. Daher fallen die schwereren Tabakteile durch praktisch ruhende Luft in das Venturirohr 39.

Die Luftsammelräume 17 und 18 sind mit passenden Lufteinblaseöffnungen 34 bzw. 35 mit Schlitzen und Klappen versehen, die die Richtung der vertikalen Ablenkung und die Luftmenge der in die Kammer 30 einströmenden Luft steuern, die nach der Lehre der Erfindung nach Bedarf so ausgerichtet wird, daß sie zwei Wir­ bel VA und VB bildet; die sich nach oben bewegenden benachbar­ ten Strömungsabschnitte der Wirbel vereinigen sich und bilden einen Luftstrahl oder eine mit hoher Geschwindigkeit aufstei­ gende Luftsäule VC . Um eine richtigen Zirkulation sicherzustel­ len, ist unmittelbar über dem Tabakeinlaß 31 eine einstellba­ re Klappe 36 angebracht, um den nach unten gerichteten Luft­ strom des Wirbels VA und die in diesem mitgeführten Tabakteile von der Wand der Kammer wegzulenken, und eine entsprechende einstellbare Klappe 37 ist unmittelbar über dem Lufteinlaß 35 für den nach unten gehenden Luftstrom des Wirbels VB vorgese­ hen.

Der obere Teil der Trennkammer 30 oder der Abzugkamin 38 ist geeignet geformt, um den Luftstrahl, d. i. die über den Wirbeln VA und VB aufsteigende Luftsäule VC, herbeizuführen und die Geschwindigkeit in Auslaßrichtung zum Rohr 13 hin fortlaufend zu steigern, so daß die leichteren Teile des gedroschenen Ta­ baks mitgerissen werden, während die schwereren, im wesentli­ chen von den Wirbeln VA und VB mitgenommenen Tabakteile zum Boden der Kammer 30 sinken und zum Venturi-Auslaß 39 gelangen.

Der Tabakeinlaß 31 ist mit einer Windfege 32 versehen, um einen Strom gedroschenen Tabaks quer durch die Kammer 30 in die unteren Teile der Wirbel VA und VB mechanisch voranzutrei­ ben, sowie mit einer einstellbaren Klappe 33, um die Richtung oder vertikale Ablenkung dieses Tabakstromes zu regulieren oder korrigieren. Die gesteuerte Turbulenz der Wirbel VA und VB in der Kammer 30 trennt die verschiedenen Teile des gedro­ schenen Tabaks und der sich bildende Strahl VC trägt die leich­ teren Tabakteile durch den Abzugkamin 38 weg, während die schwereren Tabakteile zum Venturi-Auslaß 39 herabsinken.

Die beiden Lufteinblaseöffnungen 34 und 35 sind von gleicher Konstruk­ tion; daher wird nur die in Fig. 3 dargestellte Lufteinblaseöffnung 35 im Detail beschrieben. Die Lufteinblaseöffnung 35 ist mit einer Platte 40 versehen, die eine Vielzahl vertikal beabstandeter horizonta­ ler Reihen in gleichen Abständen angeordneter Öffnungen 41 hat; die Anzahl dieser Reihen und Öffnungen wird durch die Gesamt­ öffnung vom Sammelraum 18 zur Kammer 30 und durch die Größe der einzelnen Öffnungen 41 so bestimmt, daß eine maximale Luftströmung durch die Öffnung erfolgt. Für jede Reihe von Öffnungen 41 ist ein von Hand bewegbarer plattenförmiger Schie­ ber 42 vorgesehen, der eine Reihe beabstandeter Öffnungen 43 hat, deren Größe und Beabstandung auf diejenigen der Öffnungen 41 abgestimmt ist. Wie aus Fig. 3 ersichtlich, sind die beiden oberen Schieber 42 in der vollen Öffnungsstellung, so daß ein maximaler Luftstrom durch die beiden oberen Reihen der Öffnun­ gen 41 fließen kann. Der dritte Schieber 42 befindet sich in voller Schließstellung, in der er die Strömung durch die von ihm gesteuerten Öffnungen 41 absperrt, während der unterste Schieber 42 eine Zwischenstellung einnimmt.

Auf der Innenseite der Platte 40 in der Kammer 30 ist für jede Reihe von Öffnungen 41 und den zugeordneten Schieber 42 eine von Hand einstellbare Klappe 44 angebracht, die dazu dient, den Einströmwinkel oder die vertikale Ablenkung der Luft beim Eintritt aus dem Sammelraum 18 in die Kammer 30 zu steuern. Es muß für eine geeignete Reibung oder eine manuell betätigba­ re Einrichtung gesorgt werden, um jeden Schieber 42 und jede Klappe 44 in ihrer Lage zu halten.

Um die Luftströme und Drücke in der Kammer 30 gegen diejeni­ gen, die von dem Venturirohr 39 verursacht werden, zu isolie­ ren und eine Wechselwirkung zwischen beiden zu verhindern, ist in der Wand des Trenners 10 zwischen den Lufteinlässen 34 und 35 und dem Venturirohr 39 ein von Hand verstellbares, zweisei­ tiges Entlastungsventil 26 vorgesehen. Das Innere des Trenners 10 ist demnach hauptsächlich in drei Druckzonen unterteilt, nämlich PN in der Trennkammer 30 zwischen den Lufteinblaseöffnungen 34 und 35 und dem Abzugkamin 38, die den Trenn- und Auslaßbe­ reich darstellt; PP am Boden des Trenners unter dem Einfluß des Venturirohrs 39; P als Pufferzone zwischen den Zonen PN und PP und gesteuert durch das Ventil 26. Auf diese Weise sind die beiden im wesentlichen geschlossenen Luftzirkulationssysteme voneinander isoliert und können sich nicht gegenseitig stören.

Das Ventil 26, das als abschließende Reguliermöglichkeit dient, kann von irgendeiner bekannten Konstruktion sein und beispielsweise mit einer einzigen Reihe von Öffnungen 41 und einem einzigen Schieber 42 des Lufteinlasses 35 übereinstimmen. Es kann nach Wunsch in jede Stellung bringbar sein von der vollen Schließstellung bis zur vollen Öffnungsstellung, in der es eine maximale Strömung und/oder Druck zwischen der Zone P der Kammer 30 und der Umgebung des Trenners 10 vorsieht.

Wie sich herausgestellt hat, ist es in der Praxis zweckmäßig, den Hauptbereich, nämlich die Zone PN, der Trennkammer unter leichtem Unterdruck zu halten, beispielsweise von 6,3 bis 19,1 mm WS; hierdurch wird es leichter, ein Austreten von Staub zu verhindern, und außerdem werden die Zugänge durch den Atmosphärendruck geschlossen gehalten. Dies kann mit Hilfe einer geeigneten Balance der Gebläsegeschwindigkeiten oder Strömungsgeschwindigkeiten in dem ersten geschlossenen Luftumlauf­ system, das die Zone PN umfaßt, und durch eine geeignete Ent­ lüftung bei 19 nach Bedarf mit oder ohne ein Gebläse 20 gesche­ hen. Wenn dieses geschlossene Luftumlaufsystem Zusatzluft oder die Besei­ tigung von überschüssiger Luft benötigt, dann liefert das Ent­ lastungsventil 26 und die Zone P Umgebungsluft und einen dem gewünschten Unterdruck entsprechenden Druckabfall, ohne den angestrebten strömungslosen Zustand in der Zone PP zu stören oder als ein Luftablaß zu wirken.

In der Praxis ist es zweckmäßig, die Strömungsgeschwindigkeiten in dem Venturikreis bei 1220 m/min oder darüber zu halten. Bei diesen Geschwindigkeiten ist das Ventu­ rirohr 39 richtig eingestellt, um einen Druckabfall zu liefern, der einen strömungsfreien Zustand in der Zone PN ergibt. Wenn aufgrund einer teilweisen Blockierung im Venturirohr 39 oder eines kleinen Irrtums in der Einstellung in der Zone PN eine gewisse Strömung eintritt, wirkt das Entlastungsventil 26 als Kompensa­ tor und die Zone P stellt einen Puffer dar, der verhindert, daß diese Strömung eine Strömung in dem unteren Ende der Zone PN oder den Wirbeln bewirkt.

Die obigen Ausführungen machen deutlich, daß die vorliegende Erfindung zum Trennen von gedroschenem Tabak ein neuartiges Verfahren und eine neue Vorrichtung vorsieht, die mit Turbu­ lenz, gesteuerten Drücken, höheren Geschwindigkeiten kleinerer Luftmengen arbeitet, um die leichteren Tabakteile wegzuführen und die schwereren Tabakteile mit pneumatischen Mitteln abzu­ transportieren. Im Gegensatz dazu verwenden bisher verfügbare Trennvorrichtungen größere Volumina turbulenzfreier, langsam strömender Luft und benötigen mechanische Mittel, um die schwereren Tabakteile zu entfernen.

Claims (15)

1. Verfahren zum Trennen leichterer und schwererer Teile ge­ droschenen Tabaks, wobei in einer Trennkammer aus zwei durch gegenüberliegende Seitenwände eingeleiteten Teil­ strömen ein aufsteigender Arbeitsluftstrom gebildet wird, in den der Tabak quer zur Strömungsrichtung eingeworfen wird, wobei die leichteren Teile nach oben mitgenommen und durch einen oberen Auslaß der Trennkammer abgeführt werden und die schwereren Teile nach unten fallen und durch einen unteren Auslaß der Trennkammer abgeführt wer­ den, dadurch gekennzeichnet,
daß die Teilströme so gesteuert werden, daß sich zwei nebeneinan­ derliegende, gegensinnig zirkulierende Wirbel (VA, VB) mit einem zentralen, nach oben zum oberen Auslaß gerichte­ ten Arbeitsluftstrom (VC) und mit im Wandbereich der Trenn­ kammer (30) liegenden, nach unten gerichteten Rücklaufströ­ men einstellt,
und daß der Tabak in den unteren Bereich der Wirbel (VA, VB) eingeworfen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die schwereren Teile des gedroschenen Tabaks am unteren Auslaß (39) pneumatisch entfernt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß am unteren Auslaß ein einstellbares Venturi­ rohr (39) zum pneumatischen Abtransportieren der schwere­ ren Tabakteile vorgesehen wird und daß das Venturirohr (39) derart eingestellt wird, daß im wesentlichen jede Luft­ strömung zwischen dem Boden der Trennkammer und dem Ven­ turirohr (39) ausgeschaltet ist.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, daß der obere Auslaß (38) der Trennkammer (30) mit Lufteinblaseöffnungen (34, 35) zur Trennkammer (30) ver­ bunden wird, so daß ein im wesentlichen geschlossener Kreis eines ersten Luftumlaufsystems gebildet wird, und daß die leichteren Tabakteile aus dem Luftstrom in diesem Luftumlaufsystem nach Verlassen des oberen Auslasses (38) entfernt werden.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich­ net, daß ein Teil der in dem ersten Luftumlaufsystem zirkulierenden Luft nach dem Entfernen der leichteren Ta­ bakteile abgeblasen wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Einlaß des Venturi­ rohrs (39) mit dessen Auslaß zu einem im wesentlichen ge­ schlossenen Kreis eines zweiten Luftumlaufsystems ver­ bunden wird und daß die schwereren Tabakteile aus dem in diesem Kreis fließenden Luftstrom beseitigt werden, bevor die zirkulierende Luft zum Venturirohr (39) zurückkehrt.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich­ net, daß die Trennkammer (30) zwischen den Lufteinbla­ seöffnungen (34, 35) und dem unteren Auslaß (39) wahlwei­ se mit der umgebenden Atmosphäre verbunden wird, um die ersten und zweiten Luftumlaufsysteme voneinander zu iso­ lieren.

8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorstehenden Ansprüche, umfassend eine Trennkammer mit an zwei gegenüberliegenden Seitenwänden angeordneten Lufteinblaseöffnungen, mit jeweils einem an ihrem oberen Ende und an ihrem unteren Ende ausgebildeten Auslaß und mit einer Einrichtung zum Einwerfen des Tabaks in die Trennkammer in einer etwa horizontalen Richtung, dadurch gekennzeichnet, daß den Lufteinblaseöffnun­ gen (34, 35) Mittel (44) zum Steuern der Einblaserichtung in vertikalen Ebenen zugeordnet sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich­ net, daß der am unteren Ende der Trennkammer (30) aus­ gebildete Auslaß mit einem Venturirohr (39) in Verbindung steht, welches von einem Luftstrom durchströmt wird.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß jeder Lufteinblaseöffnung (34, 35) eine Platte (40) zugeordnet ist, die mehrere vertikal beabstandete Reihen von Öffnungen (41) hat, die in gleich­ mäßigen Abständen voneinander horizontal angeordnet sind, sowie mehrere den Öffnungsreihen zugeordnete Schieber (42), die jeweils von Hand zwischen einer voll geöffneten und einer voll geschlossenen Stellung verschiebbar sind und die Strömungsmenge durch jeweils eine Reihe der Öffnungen (41) steuern, und daß die Mittel zum Steuern der Einblase­ richtung mehrere den Öffnungen (41) jeweils zugeordnete Klappen (44) umfassen, die jeweils unabhängig voneinander manuell einstellbar sind und die vertikale Ablenkung des durch die Öffnungen (41) gehenden Luftstromes steuern.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Venturirohr (39) derart verstell­ bar ausgebildet ist, daß sich eine Luftströmung zwischen dem Boden der Trennkammer (30) und dem Venturirohr (39) nicht einstellt.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, gekenn­ zeichnet durch eine der Trennkammer (30) nachgeordnete Entladeeinrichtung (12), die dazu dient, die leichteren Ta­ bakteile aus dem den oberen Auslaß ( 38) verlassenden Luftstrom auszuscheiden, und durch ein Gebläse (15), das hinter der Ent­ ladeeinrichtung in Reihe zwischen dem oberen Auslaß (38) der Trennkammer (30) und den Lufteinblaseöffnungen (34, 35) ange­ ordnet ist und zusammen mit der Trennkammer (30) den im wesent­ lichen geschlossenen Kreis des ersten Luftumlaufsystems bildet.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeich­ net, daß der Auslaß des Gebläses (15) an die Lufteinblase­ öffnungen (34, 35) angeschlossen ist und mit einer Entlüftungs­ einrichtung (19, 20) verbunden ist, die dazu dient, Luft von diesem Gebläseauslaß abzulassen.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, gekenn­ zeichnet durch eine dem Venturirohr (39) nachgeordnete Entladeeinrichtung (21) zum Trennen der schweren Tabakteile aus dem das Venturirohr (39) durchströmenden Luftstrom, und durch ein Gebläse (23), das hinter der Entladeeinrichtung (21) in Reihe zwischen dem Auslaß und dem Einlaß des Venturirohrs (39) angeordnet ist und so den im wesentlichen geschlossenen Kreis des zweiten Luftumlaufsystems bildet.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 14, gekenn­ zeichnet durch ein steuerbares Ventil (26), das wahl­ weise die Trennkammer (30) zwischen den Lufteinblaseöffnungen (34, 35) und dem Venturirohr (39) mit der Umgebungsluft ver­ bindet und dadurch die beiden Luftumlaufsysteme voneinander isoliert.