(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
紡績準備工程で綿花などの繊維材料を開繊する高速回転ローラで不純物を分離する装置であって、開繊ローラの針布面に少なくとも１つのフィードローラとカバーと不純物を検知する光学的センサ系とが付属しており、この光学的センサ系が電子制御調節装置を介して下流の不純物を分離する装置と連携しており、該分離装置が送風空気流を形成する装置を有しており、この送風空気流が針布面に向かって進み、不純物を針布面から剥ぎ取り、さらに不純物を搬出するようにした装置において、
空気流（Ｆ）が不純物を含んでいる剥ぎ取られた繊維材料と一緒に進入できる空間（３９）が設けられており、
前記開繊ローラ（１７）の周囲に、前記開繊ローラ（１７）の外周に沿って延びるカバー部材（２９）と、前記送風空気流を誘導する誘導部材（３４）と、が配置されており、前記カバー部材（２９）の一部は前記誘導部材（３４）と対面しており、
前記誘導部材（３４）と、前記カバー部材（２９）の一部との間には前記送風空気流が流入する開口した狭隘部が形成されており、
該誘導部材（３４）と、前記カバー部材（２９）の一部との間の距離が、前記開繊ローラ（１７）に向かって小さくなり、前記カバー部材（２９）の一部の先端部であって前記針布面近傍に位置する前記先端部において最小となって、この最小距離位置において前記狭隘部が形成されており、
前記送風空気流を形成する装置（２３）は、前記送風空気流を上流側から前記誘導部材（３４）と前記カバー部材（２９）の一部との間を通過させて、前記狭隘部に送風するように配置されており、
前記空間（３９）は、前記狭隘部の下流側から延びる通路（３６）に接続されていることを特徴とする、綿花などの繊維材料を開繊する高速回転ローラで不純物を分離するための紡績準備における装置。
【請求項２】
繊維材料（Ｂ）のためのほぼ垂直なホッパ（１５）が設けられており、その下端部に少なくとも１つのフィードローラ（１６ａ、１６ｂ）を介して開繊ローラ（１７）が配置されている、請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記空間（３９）がホッパ（１５）の側方に配置されている、請求項１または２記載の装置。
【請求項４】
前記空間（３９）が開繊ローラ（１７）の近傍に配置されている、請求項１から３までのいずれか１項記載の装置。
【請求項５】
前記空間（３９）は空気流（Ｆ）が膨張できる大きさを有している、請求項１から４までのいずれか１項記載の装置。
【請求項６】
吸引空気流（Ｆ）が不純物を含んだ繊維を開繊ローラ（１７）の針布面（１７ａ）から剥ぎ取る、請求項１から５までのいずれか１項記載の装置。
【請求項７】
空気流（Ｄ）の速度が、１５〜２５ｍ／ｓｅｃである、請求項１から６までのいずれか１項記載の装置。
【請求項８】
送風空気流（Ｄ）のためにセクションノズル（２３ａ）が設けられている、請求項１から７までのいずれか１項記載の装置。
【請求項９】
送風ノズルが一時的に投入および遮断可能である、請求項１から８までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１０】
前記空間（３９）が壁（３９ａ、３９ｂ）を有している、請求項１から９までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１１】
空気流（Ｆ）のための転向部材（３５）が設けられており、これによって空気流（Ｆ）が誘導される、請求項１から１０までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１２】
前記転向部材（３５）が通路（３６）の一部である、請求項１１記載の装置。
【請求項１３】
前記空間（３９）が、スクリーン面（３９ａ、３９ｂ）の如き大面積の空気流出壁を有している、請求項１から１２までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１４】
前記空間（３９）が移動可能な台車として形成されている、請求項１から１３までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１５】
通路（３６）と前記空間（３９）との間にゲートやスライドの如き遮断部材（４１）が配置されている、請求項１から１４までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１６】
遮断部材（４１）が通風口を有している、請求項１から１５までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１７】
前記空間（３９）がドア（４０）を有している、請求項１から１６までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１８】
前記空間（３９）が上方に向けられている、請求項１から１７までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１９】
前記空間（３９）が、光学的センサ系（１９）に対して側方にほぼ平行に配置されている、請求項１から１８までのいずれか１項記載の装置。
【請求項２０】
閉じた前記空間が天井面（３９ｃ）、床面（３９ｄ）、側面（３９ａ、３９ｂ）および底面（３９ｄ）を有している、請求項１から１９までのいずれか１項記載の装置。
【請求項２１】
紡績準備工程で綿花などの繊維材料を開繊する高速回転ローラで不純物を分離する装置であって、開繊ローラの針布面に少なくとも１つのフィードローラとカバーと不純物を検知する光学的センサ系とが付属しており、この光学的センサ系が電子制御調節装置を介して下流の不純物を分離する装置と連携しており、該分離装置が送風空気流を形成する装置を有しており、この送風空気流が針布面に向かって進み、不純物を針布面から剥ぎ取り、さら不純物を搬出するようにした、請求項１から２０のいずれか１項記載の装置において、
繊維材料（Ｂ）のためのほぼ垂直なホッパ（１５）が設けられており、ホッパ（１５）の下端部に少なくとも１つのフィードローラ（１６ａ、１６ｂ）を介して開繊ローラ（１７）が配置されており、ホッパ（１５）の上部進入口に空気圧で繊維を供給（Ａ）する装置（２５、４３）と、空気誘導によって繊維材料（Ｂ）を空気（Ｃ）から分離するための定置された空気透過面（２６）と、可動部材（２７ａ、２７ｂ）を有する空気流案内装置（２７）とが付属しており、空気流中に存在している繊維材料の反転可能な案内が空気透過面（２６）上で横断方向前後に行われ、衝突に続いて繊維材料（Ｂ）が重力によって空気透過面（２６）から落下することを特徴とする不純物を分離する装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、紡績準備工程で綿花などの繊維材料を開繊する高速回転ローラで不純物を分離する装置であって、開繊ローラの針布面に少なくとも１つのフィードローラとカバーと不純物を検知する光学的センサ系とが付属しており、この光学的センサ系が電子制御調節装置を介して下流の不純物を分離する装置と連携しており、この分離装置が送風空気流を形成する装置を有しており、この送風空気流が針布面に向かって進み、不純物を針布面から剥ぎ取り、さらに不純物を搬出するようにした装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
公知の装置（ＤＥ−Ａ−１９５４３５２６）において、開繊ローラの側方水平に低速回転する２つのフィードローラが付属しており、これらのフィードローラが開繊ローラに繊維材料を供給する。開繊ローラ上に一緒に回転する空気層を維持するために、誘導板が設けられている。開繊ローラの下端部にはフロックすなわち繊維塊中の不純物を光学的に検知するための装置（センサ）が設けられており、分離された不純物の捕集室の中にある。誘導板とブレードとの間には開口部が存在しており、この開口部を通って送風空気流が一時的に斜め下方から、フロックが不都合な不純物を含んでいるローラ表面の範囲に向けられる。このようにして不純物を含んだフロックはローラ表面から吹き飛ばされ、次いで搬出される。この装置の欠点は、特に繊維材料を側方に配置された貯蔵器やコンベヤなど（図示しない）から受け取ってフロックを側方に供給することにより、および送風空気源の送風方向を開繊ローラの下方の空間内に向けることによって多大のスペースが必要となることである。特に送風空気源が綿ごみ捕集室内にあることは、著しい運転障害や中断などを招き不都合である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、上記の短所を回避して、特に構造が単純でスペース節約型の、冒頭に記載した種類の装置を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題は、本発明により請求項１の特徴部に記載された特徴によって解決される。
【０００５】
【発明の実施の形態】
空気流が所定の空間内に進入できることによって、空気流と同時に不純物を含んでいる繊維を捕捉することが可能である。この捕捉は所望の方向と適当な場所で行われる。そうすることによって、強い空気噴射による危険源がなくなる。前記空間内で空気の速度低下が行われる。渦流は避けられる。同時に前記空間内に不純物を含んだ繊維が集められる。繊維材料のためのほぼ垂直なホッパが設けられており、その下端部に少なくとも１つのテークオフローラとその後ろに配置された開繊ローラとが存在していることによって、繊維材料はテークオフローラを介して上方から開繊ローラに供給される。テークオフローラは同時に開繊ローラのためのフィードローラであり、同様に開繊ローラの上部範囲に付属している。このようにすることによって、紡績室内で水平方向にスペースが節約される。前記空間がホッパの側方に配置されていることが合理的である。前記空間が開繊ローラの近傍に配置されていることが好都合である。前記空間は空気流が膨張できる大きさを有していることが有利である。送風空気流が吸引空気流を形成できることが好ましい。吸引空気流が不純物を含んだ繊維を開繊ローラから剥ぎ取ることが合理的である。空気流が高速、たとえば１５〜２５ｍ／ｓｅｃを有していることが好都合である。送風空気流のためにセクションノズルが設けられていることが有利である。送風ノズルが一時的に投入および遮断可能であることが好ましい。
【０００６】
前記空間が壁を有していることが合理的である。空気流のための転向部材が設けられており、空気流がこれを貫流することが好都合である。開繊ローラと前記空間との間に、空気流が貫流する通路などが存在していることが有利である。転向部材が通路などの一部であることが好ましい。前記空間が大面積の空気流出壁、たとえばスクリーン面などを有していることが合理的である。前記空間が移動可能な台車などとして形成されていることが好都合である。通路と前記空間との間に遮断部材、たとえばゲートやスライドなどが存在していることが有利である。遮断部材が通風口を有していることが好都合である。前記空間がドアなどを有していることが合理的である。前記空間が上方に向けられていることが好都合である。前記空間が、光学的センサ装置に対して側方にほぼ平行に配置されていることが有利である。前記空間が天井面、床面および側面を有していることが好ましい。
【０００７】
【実施例】
以下に、本発明の実施例を示す添付図面に基づいて本発明を以下に詳細に説明する。
図１に示す除塵ラインでは、開俵機１、たとえばツリュツラー社のＢＬＥＮＤＯＭＡＴ  ＢＤＴとマルチミキサ５との間に、高性能コンデンサ２とその下流に接続された装入シャフト３および繊維材料搬送ファン４が配置されている。マルチミキサ５の下流には、繊維材料搬送ファン６、繊維材料分別器７、装入装置８およびマルチローラクリーナ９を経て本発明の装置１０が配置されている。装置１０には少なくとも１つのカードフィーダ１１と少なくとも１つのカード１２、たとえばツリュツラー社のＥＸＡＣＴＡＣＡＲＤ  ＤＫが接続されている。１ａは繊維俵列を表している。上記の機械は空気圧導管１３により互いに連通している。
【０００８】
図２に示すように、綿花除塵設備においてマルチミキサ５の下流に２方向分配器１４が配置されている。その導管１３′、１３″はそれぞれ下流に配置されているのこ刃クリーナ９′もしくは９″、たとえばツリュツラー社のＣＬＥＡＮＯＭＡＴ  ＣＶＴに続いており、それらの下流にはそれぞれ本発明の装置１０′もしくは１０″が接続されている。装置１０′、１０″の下流にはカードフィーダ１１′、１１″と付属のカード１２′、１２″が続いている。４２はダブルローラクリーナＡＸＩ−ＦＬＯを表している。
【０００９】
図３に示すように、本発明の装置１０にはほぼ垂直なホッパ１５が設けられており、その下端部には低速で回転する２つのフィードローラ１６ａ、１６ｂ（テークオフローラ）とその下流に配置された高速回転する開繊ローラ１７とが存在している。開繊ローラ１７の針布面１７ａには、フィードローラ１６ａ、１６ｂ（テークオフローラ）、幾つかのカバー１８（図５参照）、および特に明度偏差および／または色偏差によって不純物を検知するための電子評価装置２１（図４（Ａ）参照）を備えた光学的センサ系１９、たとえば走査カメラ２０（ＣＣＤカメラ）が付属している。このセンサ系１９は電子制御・調節装置２２を介して不純物を分離するための装置２３と連携している（図４（Ａ）参照）。この装置２３は、一時的に送風空気流を形成できる。この送風空気流は、針布面１７ａに向かって進んで吸引空気流を形成し、この吸引空気流が不純物をわずかな繊維と一緒に針布面１７ａから剥ぎ取って搬出する。
【００１０】
ホッパ１５の上部進入口には、空気圧で繊維を供給する装置として繊維材料搬送ファン２５と、空気誘導によって繊維材料を空気から分離（分別）するための定置された空気透過面２６と、可動部材を有する空気流案内装置２７とが付属しており、空気流中に存在している繊維材料の反転可能な案内が空気透過面２６上で横断方向前後に行われ、衝突に続いて繊維材料が本質的に重力によって空気透過面２６から落下して、下方のホッパ１５に進入する。ローラ１６ａ、１６ｂは二重機能を有している。すなわち、これらのローラはホッパ１５から出る繊維材料のテークオフローラとして働くと同時に、繊維材料を開繊ローラ１７に供給するためのフィードローラとしても働く。黒い矢印は繊維材料を表し、白い矢印は空気とを表し、半分黒い矢印は繊維を含んだ空気流を表している。
【００１１】
図４（Ａ）に示す実施例では、カメラ２０、たとえばカラー走査カメラを有する光学的センサ系１９は、開繊ローラ１７の斜め上方でホッパ１５の外壁１５ａの近傍に配置されている。そうすることによってスペース節約型のコンパクトな構造が実現されている。カラー走査カメラ２０は開繊ローラ１７の針布１７ａに向けられていて、繊維材料中の有色の不純物、たとえば赤い繊維を検知する。カメラ２０は開繊ローラ１７の幅、たとえば１ｍにわたって全範囲を捕捉する。開繊ローラ１７は湾曲した矢印１７ｂの方向で時計と反対方向に回転する。回転方向１７ｂで光学的センサ系１９の下流側に送風空気流を形成するための装置２３が配置されており、そのノズル２３ａは開繊ローラ１７の針布面１７ａに向けて、強い空気噴射が一時的に針布面１７ａに対してほぼ接線方向に流れるように位置調整されている。センサ系１９は評価装置２１と電子制御・調節装置２２を介して送風装置２３と連携しており、送風装置２３にはバルブ制御装置２４が付属している。カメラ２０が比較値もしくは目標値に基づいて針布面１７ａ上の繊維材料中に不純物を検知したら、バルブ制御装置２４を介して短い衝撃空気が高速で針布１７ａに対して放出される。この衝撃空気は吸引空気によって針布１７ａ上の繊維膜から少量の繊維と一緒に不純物を剥ぎ取り、次いで運び去る。
センサ系１９は、図４（Ｂ）に示すように、位置固定のピボット軸受５２を中心に内方および外方に旋回可能なケーシング５１内に設けられている。
【００１２】
図５に示すように、開繊ローラ１７の針布面１７ａには中心点Ｍの斜め上方に２つのフィードローラ（テークオフローラ）１６ａ、１６ｂが付属している。回転方向１７ｂに見て、その下流にカバー２８、カバー部材２９、開口部３０、カバー部材３１、開口部３２およびカバー部材３３が設けられている。送風装置２３には、圧縮空気源５０が接続されている。バルブ制御装置２４によって送風装置２３内のバルブ（図示しない）が一時的に開き、ノズル２３ａを通って強い空気噴射Ｄ１が、たとえば１５〜２５ｍ／ｓｅｃの高速で放出される。複数のノズル２３ａを有するノズルバー（図示しない）が開繊ローラ１７の幅にわたって存在していることが合理的である。カバー２９と、対向する誘導部材３４の誘導面３４ａとは、互いに円錐形をなすように配置されており、狭隘部で互いに間隔ａを有している。この間隔ａを通ることによって圧縮空気流Ｄ２は、針布面１７ａに対してわずかな間隔で流れる。そうすることによって一種のウォータージェットポンプの原理で、吸引空気流Ｆ１が形成される。この吸引空気流は一時的に針布面１７ａ上の繊維膜から局所的に少量の繊維を不純物と一緒に剥ぎ取る。誘導部材３４は丸くされた先端部３４ｂとそれに続く誘導面３４ｃとを有している。誘導面３４ｃは対向する転向部材３５と共に、空気流Ｆ２が流れる通路３６を形成している。通路３７を通って圧縮空気流Ｇが開口部３２に向かって流れて、針布面１７ａから繊維膜を剥がし、繊維空気流Ｈとして通路３８から流出する。
【００１３】
図３に示すように、ホッパ１５と光学的センサ系１９の側方に箱状の空間３９が配置されている。この箱状の空間３９は図６（Ａ）に示すように、壁３９ａに開口部を有しており、これに通路３６が接続されている。繊維空気流Ｆ３は、空気流Ｆ３が膨張できる大きさを有している内部３９ｅに進入する。空気流Ｆ３の速度は著しく低減される。内部３９ｅは分離された繊維材料と不純物のための捕集室でもある。壁面３９ａ、３９ｂおよび天井面３９ｃは、空気を透過する大面積のスクリーン面を有している。内部３９ｅから集められた綿ごみを取り除くために、壁面３９ｂにはドア又は、フラップ４０が配置されている。通路３６と壁面３９ａ内の開口部との間には、空気を透過するスライド４１が配置されている。スライド４１はドア４０が開き、もしくは閉じている場合に、両矢印の方向でスライド可能である。空間３９は高く、かつ上方に向けられており、それによってスペースが節約される。図６（Ｂ）に示すように、空間３９は台車として形成されており、通路３６に連結又は分離できる。壁面３９ａ、３９ｂに対して直角に配置されている空間３９のその他の壁面は図示していない。
【００１４】
図７（Ａ）に示す例では、ホッパ１５の壁１５ｂの側方に、空気圧で繊維を供給する装置として繊維材料搬送ファン２５が配置されている。繊維材料搬送ファン２５は導管４３を通って繊維空気流Ａを内部空間４４内に送り込む。空間４４は空気誘導によって繊維材料Ｂを空気Ｃから分離するための定置された空気透過面２６と、可動部材を備えた空気流案内装置２７とを有している。この場合、空気流中に存在している繊維材料の反転可能な案内が空気透過面２６上で横断方向前後に行われ、衝突に続いて繊維材料Ｂが本質的に重力によって空気透過面２６から落下し、下方のホッパ１５内に進入する。黒い矢印Ｂは繊維材料を表し、白い矢印Ｃは空気を表し、半分黒い矢印Ａは繊維を含んだ空気流を表している。空気透過面２６は湾曲していて、ほぼ半円筒形に形成されている。搬送通路４３は一方の端部で繊維材料ファン２５に接続されており、他方の端部で定置された空気透過面２６に向かってほぼ接線方向に内部空間４４に開口している。集合容器４４の下部範囲でスクリーンとして構成された空気透過面２６が中断されていて、ホッパ１５の上端部に開口している。運転中は空気圧搬送通路４３を通って繊維空気混合物Ａが空気透過面２６に向かって過圧下で流れる。空気Ｃの一部が塵と一緒に空気透過面２６の開口部を通ってケーシング４５の内部に突入し、そこから接続導管４６を通って吸引される。空気流Ａは衝突後に一部が空気透過面２６の湾曲した内面に沿って流れ、それによって空気透過面２６も清掃される。空気透過面２６の穴（開口部）は、塵を含んだ空気Ｃとフロックに含まれた比較的小さい不純物が通過するのには十分であるが、フロックＡ自体は通過できないような大きさに設定されている。
【００１５】
図７（Ｂ）に示すように、繊維空気流Ａの往復移動案内は、片側が回転可能に支承された空気流案内装置２７の１対のフラップ２７ａ、２７ｂやウイングによって実現される。面が互いにほぼ平行に配置されているフラップ２７ａ、２７ｂは、モータ４７などの駆動装置によって駆動される。通路４３は、両フラップ２７ａ、２７ｂの間の空間に開口している。
【００１６】
本発明は、ホッパ１５が除塵設備（図１参照）内の繊維材料貯蔵器として働く構成も含んでいる。ホッパ１５が光遮断器などの充填高さ調節装置を有していると合理的である。フィードローラ（テークオフローラ）１６ａ、１６ｂの一方または両方の回転数が調節可能であると有利である。電子制御調節装置２２、たとえばマイクロコンピュータが存在しており、これに少なくとも１つのフィードローラ１６ａ、１６ｂ（テークオフローラ）の回転数に対する調節素子と、その後ろに接続されたカード１２に対するフロックホッパ１１の充填量に対する少なくとも１つの測定素子とが接続されていることが好ましい。フロックホッパ１１における測定部材として、電子圧力スイッチが存在していることが有利である。制御調節装置２２に、カード１１の全生産の合計に基づいて基本回転数を調整する装置が接続されていることが合理的である。
さらに、本発明は、たとえばマルチローラクリーナ９において、作業方向で上流に配置された開繊ローラには光学的センサ系１９が付属し、下流に配置されている開繊ローラには送風空気流を形成する装置が付属している構成形態を含んでいる。
【図面の簡単な説明】
【図１】紡績準備装置（除塵及びカーディング）における本発明の装置の配置を示す略示側面図である。
【図２】本発明の装置が２組配置された紡績準備装置の一例を示す図１と同様の略示側面図である。
【図３】ホッパとその下流に配置された開繊ローラ、不純物検知・除去装置及び繊維材料分離器を含んで成る本発明の装置の一例を示す側面図である。
【図４】本発明の装置におけるホッパの側方に配置され、開繊ローラに向けて配置されたカメラを含んで成る光学的センサ系を説明する図であって、図４−（Ａ）は光学的センサ系全体を示す側面図、図４−（Ｂ）はカメラが開繊ローラに対して離反接近可能に揺動する構造を示す側面図である。
【図５】本発明の装置における開繊ローラに対して接線方向に送風空気流を形成し、不純物を含んだ空気流を誘導する機構を説明する側面図である。
【図６】本発明の装置における空気膨張を利用して綿花ごみを捕集する機構を説明する図であって、図６（Ａ）は機構全体を示す側面図、図６（Ｂ）は捕集室を連結又は分離可能な台車として構成した例を示す側面図である。
【図７】本発明の装置における供給された繊維材料を空気から分離する機構を説明する図であって、図７（Ａ）は機構全体を示す側面図、図７（Ｂ）は図７（Ａ）の線Ｉ−Ｉによる、可動な繊維・空気流案内装置とスクリーン面を示す断面図である。
【符号の説明】
１０…高速回転ローラで不純物を分離する装置（本発明）
１５…ホッパ
１６ａ，１６ｂ…フィードローラ
１７…開繊ローラ
１９…光学的センサ系
２０…カメラ
２２…電子制御・調節装置
２３…不純物を分離する装置
２５…繊維材料搬送ファン
２６…空気透過面
２７…空気流案内装置
３６…通路
３９…空間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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