KR19990008396A - 섬유 재료 내의 이물질 검출 및 분리 장치와 방법 - Google Patents

Abstract

오염된 섬유가 느슨한 형태로 공급 채널(1)의 위 아래를 공압적으로 운반되어 감지 영역을 지난다. 감지 장비는 선으로 작용하는 CCD 카메라로 구성되는 것이 바람직하다. 대략 중력 방향으로의 연속적인 이송으로 감지 장비를 최적으로 조정할 수 있고, 관통 유속을 보다 높일 수 있다.

Description

섬유 재료 내의 이물질 검출 및 분리 장치와 방법

방적 공장의 송풍룸에서 면섬유를 처리함에 있어서, 클리닝 공정은 연속 작업 공정에 통합되어야 하고, 그 이물질을 검출하여 분리하기 위한 처리 속도에 대하여 상한 및 하한치가 설정된다. 이것과 함께, 필수적인 요인은 가능한 높은 검출 속도를 얻도록 면뭉치를 감지 장비에 보내는 수단 및 방법이다.

예컨데, mittex 1/95, detection and separation of foreign matter in the blow room의 제 12쪽 내지 제15쪽에 검출 방법이 공지되어 있는데, 그 방법에서는 콘베이어 벨트 상에서 컴팩트한 리본의 형태인 면섬유를 감지 장비로 공급한다. 면을 리본으로 컴팩트하게 하는 것은 감지기에 의해 검출될 수 있는 총표면적을 줄여서, 그 리본에 포함된 이물질이 검출되지 않는다. 또한, 그렇게 컴팩트하게 하는 것은 바람직하지 않으며, 결국 섬유를 다시 느슨하게 해야한다.

이것 때문에, 이미 EP-A-414 916에는, 감지 장비로의 공급 채널의 보다 큰 횡단면에 걸쳐 면뭉치를 공압으로 보내는 것이 제안되어 있다. 감지기로서 사용되는 카메라가 이물질을 완벽하게 인식하기 위해서, 운반이 아래로부터 위로 간헐적으로 수행되고, 공급 채널의 상단부에 연속적으로 개폐되는 밸브가 마련되어 있다. 섬유의 간헐적인 운반은 기계적으로 비교적 복잡하며 고속 생산이 불가능하다. 또한, 일정해지지 않은 운반 속도로 인해서 소정의 검출 방법을 적용하는 것이 배제되고, 이물질의 검출시에는 항상 과도하게 많은 양의 면섬유가 분리되어야 한다.

본 발명은 청구항 1의 전제부에 따른 섬유 재료 내의 이물질 검출 및 분리 방법 및, 이 방법을 수행하기에 적합한 청구항 7의 전제부에 따른 장치에 관한 것이다. 상기 방법 및 장치는 원면을 클리닝하기 위해서 방적 공장에 주로 사용된다. 원면에는 트와인(twine), 천 조각 및 다른 티슈 조각, 플라스틱 파편같은 이물질등이 종종 산포되어 있는데, 그 이물질들은 마치 면섬유 자체와 같이 방적 공정에서 얀(yarn)으로 처리되며, 그 이물질들은 제거되는데에만 상당한 비용이 든다. 가능한한 완벽하게 상기 이물질을 송풍룸(blow room)에서 미리 분리하려고 끊임없이 노력해 왔다. 또한, 상기 섬유 재료의 클리닝 공정은, 예컨데 광물성, 합성 또는 동물성 섬유를 처리하는 것과 같은 다른 처리 공정에서도 사용할 수도 있다.

도 1은 본 발명에 따른 장치를 매우 개략적으로 나타낸 횡단면도며,

도 2는 도 1의 평면 A-A를 따라 취한 단면도고,

도 3은 공급 채널을 경사지게 설치한 또 다른 실시예의 횡단면도이다.

그러므로, 본 발명의 목적은 고속 생산시에 간단한 구조의 수단으로 이물질을 정밀하게 검출 및 분리할 수 있는 전술한 형태의 방법을 제공하는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은 공간을 절약하는 방식으로 생산 라인에 적용될 수 있고, 적용시, 다양한 검출 방법을 사용할 수 있게 하는 전술한 형태의 방법을 제공하는 데 있다. 본 발명에 따라, 이 목적은 청구항 1의 특징을 가지는 방법에 의해 달성된다. 장치에 관해서는, 상기 목적은 청구항 7의 특징을 가지는 장치에 의해 달성된다.

섬유 재료를 느슨한 형태로 위에서 감지 영역을 지나 하류로 인도하는 것이 상당히 더 유리한 것으로 판명되어 왔다. 이 방법에 있어서, 한편으로는 그 장치 비용은 상당히 줄어들며, 다른 한편으로, 그 비용 절감과 함께 감지 영역에서 비교적 정확하게 정해진 운반 속도를 얻을 수 있는데, 이는 다양한 검출 방법을 적용할 수 있게 한다. 특히 선 칼라 CCD 카메라(선 화상 감지기)가 적용될 수도 있다. 모든 섬유 및 이물질은 그것들의 밀도에 무관하게 대부분 같은 운반 속도로 이동한다.

섬유 재료가 수선에 대해 0도에서 50도까지 경사진 공급 경로 상에서 감지 영역을 따라 이동되면 특히 유리하다. 경우에 따라서, 수선에 대해 소정의 굴곡부 또는 다른 경사부를 고려할 수도 있다.

2 내지 5 m/s 사이, 특히 3 내지 4 m/s 사이의 공급 채널의 운반 속도로 특히 좋은 결과가 얻어진다. 동시에, 0.5 내지 1.2m의 자유 공급 경로이후 감지 영역에서의 연속적인 모니터링이 이루어진다면, 다른 밀도를 가진 대상물의 운반 속도를 일정하게 유지시키는데 중력의 효과를 최적의 방식으로 이용할 수 있다. 예컨데, 돌 또는 금속편 같이 공기 흐름에 비교적 미약하게 영향을 받는 중량체는 대략 9.8 m/s²의 정규 중력 가속도의 영향을 받지만, 공기 흐름이 없다면 면섬유는 저속도로 아래로 표류할 것이다. 전술한 운반 속도에 의해서, 약 40 내지 80cm의 경로를 떨어진 이후, 중량체의 속도는 공기 흐름 속의 섬유의 속도와 대략 동일하다.

공급 채널에서의 흐름은 다양한 방법으로 얻어질 수 있다. 공급 채널의 상단부에서 팬(fan)을 이용하여 공기를 송풍하는 것을 고려할 수 있다. 그러나, 예를 들면 팬의 가압측은 흡인 노즐을 경유하여 공급 채널의 하단부에 연결하는 점에서 공급 채널 이후에 진공이 유지될 수도 있다. 이와 함께, 벤츄리 원리에 따라 진공이 발생한다. 진공은 섬유의 연속적 운반을 위한 운반 라인 상에 배치된 팬에 의해 발생될 수도 있는데, 이 경우에는 공급 채널 이후에 추가의 공기는 흡인된다. 공급 채널의 연속적인 흐름은 가능한한 속도가 균일해지도록 다양한 수단에 의해서 점증적으로 유지되는 것이 바람직하다. 전체 채널의 횡단면 상의 고속의 조정식 노즐에 의해서, 공기 속도가 균일하게 유지될 수 있다. 또한, 사용되고 있는 노즐 또는 팬을 기계적 또는 전기적으로 제어하는 것도 고려할 수 있다.

운반 흐름은 공급 채널 아래에서 재정향되어, 방향 전환 또는 그 직후의 영역에서 불순물의 분리가 이루어진다. 이와 함께, 보다 정향되게 분리하기 위해 이물질의 관성 질량이 최적으로 사용된다. 그러나, 분리는 수직 영역에서의 재정향전에도 가능하다.

공급 채널 상에 배치된 분배 장치는 섬유 재료를 공급 채널로 균일하게 계량하는데 특히 유리하다. 동시에, 공급 채널 바로 위에 압축기를 배치하는 것을 고려할 수 있는데, 이 압축기는 셀 휠(cell wheel) 또는 그와 유사한 것을 통해 필요한 채널에 부하를 가한다. 또한, 공급 채널 위에 충전 덕트를 배치하는 것이 가능한데, 그 충전 덕트 내에는 공급물로서 소정의 섬유량이 유지된다. 충전 덕트로부터 어플리케이터 로울(applicator roll) 또는 개방 실린더를 통한 계량이 이루어진다. 동시에, 섬유 재료의 최적 속도는 셀 휠 또는 개방 실린더의 접선 방향 속도에 의해 광범위한 범위로 성취될 수 있다. 그러므로, 최종 속도는 기계적 및 공압적 결합에 의해 얻어진다.

이미 전술한 바와같이, 감지 장비가 색 감지 기술을 갖춘 전자 선 카메라(electric line camera)를 구비할 때 매우 좋은 결과가 얻어지며, 그 카메라에 의해 공급 채널의 전체 폭을 알 수 있다. 매트릭스식 카메라(matrix camera)와는 반대로, 감지 영역은 매우 작게 유지될 수 있는데, 이것은 공간을 절약할 수 있게 한다. 또한, 선의 스캐닝(linear scanning)은 전체 장비의 프로그래밍 및 제어를 더욱 단순화 할 수 있게 하고 조정 및 반응 시간을 보다 단축시킬 수 있게 한다. 마지막으로, 선 카메라는 음영 효과를 줄이기 위해서 입사 및 투사 빛으로 공급 채널의 섬유 재료를 조명할 수 있다. 매트릭스 카메라와 대조적으로, 조명 파워(illumination power)를 감소시킬 수 있고, 난반사도 용이하게 피할 수 있다. CCD 카메라는 소정의 공차 대역 내에서 면섬유의 색조, 밝기 및 채도에 따라 조정될 수 있도록 프로그래밍된다. 공차 대역 바깥에서 색 스펙트럼에서의 각각의 변화는 편차로서 기록되며, 대응 평가 이후에 조절 신호를 만들 수 있다. 허용 스펙트럼 내에 있는 색을 띤 이물질은 상기 방법으로 검출되지 않는다.

또한, 감지 장비는 다른 밀도, 다른 재료같은 또 다른 매개 변수에 반응하는 감지기를 역시 구비하고 있다. 이 목적을 위해서, X-선, 초음파, 전자기장등이 사용될 수 있다. 특히, 감지 장비는 자외선 또는 적외선 또는 적외선 근처의 영역에서 작동하는 적어도 하나의 감지기를 추가로 구비하는 것이 장점적이다. 상기 감지기에 의해 대략 면섬유와 동일한 색을 가지고 다른 재료로 구성된 이물체가 검출될 것이다.

이물질의 분리는 다른 방법으로 이루어질 것이다. 예를들면, 운반 흐름에서 불순물을 불어 날리기위해 노즐 소켓을 적용하는 것을 생각할 수 있다. 또한, 기계적으로 재정향된 플랩은 금속편을 분리하기 위해서 이미 공지된 바와같이 사용될 수 있다.

본 장치의 구조는 적어도 공급 모듈, 감지 모듈, 분리 모듈을 구비할 때 매우 장점적인데, 이들 모듈사이에 또 다른 모듈이 선택적으로 통합될 수 있다. 한편, 모듈 구조에 의해서 그 장치는 간단히 조립되고 유지된다. 다른 한편, 여전히 감지기 등의 또 다른 구성 요소가 나중에 추가적으로 통합될 수 있다.

본 발명의 일실시예를 도면에 도시하고 보다 자세히 설명할 것이다.

도 1 및 도 2에 도시된 장치는 횡단면이 직사각형인 수직 공급 채널(1)이 마련된 하우징(22)을 구비한다. 공급 채널의 평행한 두 측벽(7,7')은 투명 시이트로 형성되지만, 빛의 소정 파장에 대해서는 필터 효과를 발휘하는 적합한 장소일 수 있다. 그 공급 채널의 양측면에는 조명체(3)가 배치된다.

그 감지 장치는 두 개의 CCD 카메라(2,2')로 구성되지만, 그 카메라는 공간을 절약한다는 이유때문에, 두 개의 거울(8,8')을 통해 간접적으로 공급 채널을 바라본다. 동시에 광축면(27,27')을 서로에 대해 약간 변위하도록 배치한다. 관찰측에서 본다면, 광축면에 배경 스트립(background strip)(6)이 마련된 공급 채널 뒤의 각각의 경우는 섬유에 대한 조정된 매개 변수에 대응하며, 카메라는 빈 공급 채널에 반응하지 않는다.

실제의 공급 채널(1) 상에 중간 모듈(26)이 배치되어 있는데, 그 모듈 채널의 횡단면은 공급 채널의 횡단면과 같다. 그 중간 모듈은 한편으로 낙하 경로로서 작용을하며, 다른 한편으로 금속 검출기 또는 적외선 감지기같은 또 다른 감지기를 구비할 수도 있다.

공급 채널에서 공기의 흐름은 팬(4)에 의해 발생되고, 그 팬의 가압측은 공기 유입 모듈(5)에 연결된다. 그 모듈은 상기 공기 흐름이 다른 수단 및 방법으로 발생하는 경우에는 생략될 수도 있다. 또한, 그 흐름은 도면에는 도시되지 않았지만 팬에 의해 유지될 것이며, 공급 채널 이후의 운반 라인에 마련되고, 재료의 운반에 주로 역할을 한다. 동시에, 추가적인 공기는 공기 유입 채널(16)을 통해 수납된다. 그래서, 그것에 의해 발생된 흡인 효과는 공급 채널에 진공을 명백히 발생시킨다.

장치에 섬유를 공급하는 것은 뭉치형태의 공급물(10)이 인도되는 압축기를 통해 실행된다. 상기 압축기는 당업자에게는 잘 알려져 있다. 그 압축기는 회전식 체 드럼(rotating sieve drum)(12)을 구비하되, 그 회전식 체 드럼 상에 섬유 뭉치는 운반 공기가 없도록 압축된다. 여전히 부분적으로 먼지를 함유한 배출 공기는 배출 공기 연결편(11)을 통해 외부로 인도된다. 체 드럼(12)의 외측으로부터 섬유뭉치는 원심력의 효과에 의해 다시 줄어들고 셀 휠 잠금부(13)에 의해 덕트 속으로 계량된다.

밴드(15) 직후방에 송풍 노즐 소켓(17)이 마련되며, 그 소켓(17)은 배출구(18) 상에 위치하고, 그 배출구(18)는 집수 용기(20)에 이른다. 회전식 셀 휠(19)이 역류를 방지하기 위해서 배출구(18)에 배치된다. 송풍 노즐 소켓(17)의 작동으로 셀 휠(19)은 또한 회전하도록 설정된다. 그러나, 배출구 및 송풍 노즐 소켓은 공급 채널 직하의 수직 덕트 영역에 배치될 수 있다. 셀 휠 대신에, 짧게 개방되는 플랩이 제공될 수도 있다. 압력비가 허락한다면, 배출구는 전혀 폐쇄될 필요가 없다.

클리닝된 섬유는 운반관을 통해 밖으로 인도되며 다음 기계에 도달한다.

상기 방적 공장는 모듈형 방식으로 구성되고, 공급 모듈(23), 감지 모듈(24) 및 분리 모듈(25)을 구비한다. 그 모듈들은 기본 설비를 형성한다. 그 모듈들은 교환되거나 보충될 수 있다.

그러므로, 부분적으로 오염된 면섬유는 화살표 a의 방향으로부터 압축기(9)에 직접적으로 도달하고, 그 후 공급 채널에 대해 아래로 떨어지고, 목표된 운반 속도에 이른다. 최적의 공급 형태로서, 그 섬유는 감지 영역을 통과하면, 색이 다른 이물질은 포착된다. 나머지의 낙하 경로 상으로 정확하게 조정되고, 감지 장비에 신호가 들어오며, 송풍 노즐 소켓은 가압 공기에 의해 작동된다. 송풍 노즐 소켓이 선형태 또는 점형태로 기능을 하여, 또한 소정의 단편이 운반 흐름의 폭에서부터 분리될 수 있다. 물론, 이것으로 감지 장비에서 감지 신호의 대응 평가를 추정한다.

도 3은 공급 채널(1)이 수선에 대해 45도보다 다소 작은 각도로 경사져있는 또 다른 실시예를 보여준다. 그러나, 감지 모듈(24)은 도 1에 따른 실시예에서와 동일하게 구성된다. 압축기로부터의 섬유의 계량은 셀 휠(13)을 통하여 유사하게 이루어진다. 도 3에 있어서, 공기는 팬(4)에 의해 섬유뭉치의 운반 방향에 대해 경사지게 추가된다.

또한, 분리 모듈(25)에서 이물체의 분리는 다소 다르게 이루어진다. 배출구(18)는 송풍 노즐 소켓(17)에 대향하며 수직으로 배치되고, 셀 휠없이 또는 마찬가지로 집수 용기(20)에 직접적으로 인도된다. 운반관(21) 속으로 섬유뭉치의 또 다른 유입은 개방 퓨넬(open funnel)(14)을 통해 이루어지고, 퓨넬의 유입구에 실내 공기는 흡인된다.

Claims (15)

1. 원면과 같은 섬유 재료에서 이물질을 검출 및 분리하기 위한 방법으로서, 상기 섬유 재료를 공급 채널(1)에 분배하여, 감지 장비(2,2')를 지나도록 공압으로 인도하고, 이와 함께 이물질에 반응하는 감지 장비(2,2')로 이물질을 연속적으로 모니터하며, 이물질의 검출시, 상기 섬유 재료의 일부인 불순물을 공급 채널 이후의 운반 흐름으로부터 분리시키는 것으로 이루어지는 이물질 검출 및 분리 방법에 있어서,

   공급 채널에 연속적인 공기 흐름을 유지시키는 동안, 상기 섬유 재료는 느슨한 형태로 감지 영역을 지나도록 위에서 아래로 인도되는 것을 특징으로 하는 이물질 검출 및 분리 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 섬유 재료는 수선에 대해 0도 내지 50도로 경사진 공급 경로 상에서 감지 영역을 지나도록 인도되는 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 공급 채널에서의 운반 속도는 2 내지 5 m/s 사이인 것을 특징으로 하는 방법.
4. 제3항에 있어서, 감지 영역에서의 연속적인 모니터링은 0.5 내지 1.2m의 자유 공급 경로 이후에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 공급 채널에서의 상기 흐름은 공급 채널 전방에 공기의 송풍에 의해 완전히 또는 부분적으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 공급 채널에서의 상기 흐름은 공급 채널 이후에 진공을 유지시키는 것에 의해 완전히 또는 부분적으로 발생하는 것을 특징으로 하는 방법.
7. 원면과 같은 섬유 재료에서 이물질을 검출 및 분리하기 위한 장치로서, 이물질을 검출하기 위해 적어도 하나의 감지 장비(2,2')에 의해 조명될 공급 채널(1), 섬유 재료 전체가 공급 채널을 통하도록 안내하는 공압식 운반 수단(4,14) 및, 공급 채널 이후에서 감지 장비에 의해 조절될 수 있는 분리 장치(17,19)를 구비하는 이물질 검출 및 분리 장치에 있어서,

   상기 공급 채널(1)은 위에서 아래로 연장하며, 상기 운반 수단(4,14)은 연속적으로 작동하는 운반 수단이며, 상기 섬유 재료는 공급 채널의 상단부에 공급될 수 있는 것을 특징으로 하는 섬유 재료에서 이물질의 검출 및 분리 장치.
8. 제7항에 있어서, 상기 공급 채널(1)은 수선에 대해 0도 내지 50도의 각도로 경사져 있는 것을 특징으로 하는 장치.
9. 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 운반 수단은 가압측이 공급 채널의 상단부에 연결된 팬(4)인 것을 특징으로 하는 장치.
10. 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 섬유 재료를 공급 채널 속으로 균일하게 계량하기 위한 분배 장치(13)가 공급 채널 상에 마련되는 것을 특징으로 하는 장치.
11. 제7항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 상기 감지 장비(2,2')는 색 감지 기술을 갖춘 전자 선 카메라로 구성되어 공급 채널의 전체 폭을 포착할 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
12. 제11항에 있어서, 상기 감지 장비는 자외선 또는 적외선 영역에서 작동하는 감지기를 추가적으로 구비하는 것을 특징으로 하는 장치.
13. 제11항 또는 제12항에 있어서, 상기 감지 장비에 의해서 공급 채널에 조명하는 것은 편향 거울(8,8')을 통해 이루어지는 것을 특징으로 하는 장치.
14. 제7항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 공급 채널 이후에 노즐 소켓(17)이 운반 흐름에서 불순물을 불어 날리기 위해서 마련되는 것을 특징으로 하는 장치.
15. 제7항 내지 제14항에 있어서, 모듈형 구조로 구성되고, 적어도 공급 모듈(23), 감지 모듈(24) 및 분리 모듈(25)을 구비하며, 그 모듈 사이에 선택적으로 또 다른 모듈이 장착될 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.