CZ168499A3 - Způsob tepelné úpravy textilních materiálů a zařízení k provádění tohoto způsobu - Google Patents

Description

Vynález se týká způsobu tepelné úpravy textilních materiálů, zejména v potáčích nebo cívkách s přízí, ve vytápěném odpařováku spojeném pomocí ventilů s přívodem vody nebo chemikálií a s vakuovou vývěvou, a také se týká zařízení k provádění tohoto způsobu. Pojem „textilní materiál znamená jakoukoliv strukturu vyrobenou ze surových textilních materiálů á zahrnuje materiály jak ve tvaru vláken, tak ve tvaru tenkého pásu.

Dosavadní stav techniky

Je známé, že tepelná úprava má příznivý účinek na přízi atd., pro její další zpracování. Textilní materiály se mohou také podrobit kondicionování nebo apretaci úpravou v parní fázi, a pokud je to nutné, za přidáváni chemikálií. Vhodné odpařováky jsou známé již mnoho let a v podstatě sestávají z válcovitého kotle, který se dá uzavírat odklopným krytem. Uvnitř odpařováku je vodní lázeň, z níž se vyvíjí pára pomocí topného zařízení a provádí se vhodná tepelná úprava vloženého materiálu. Aby pára mohla lépe proniknout dovnitř textilního materiálu, vytváří se podtlak, dříve než se zapne topné zařízení pro vodní lázeň.

Nevýhodou těchto známých odpařováku je potřeba velkého množství energie k .vytvoření a udržení podtlaku a dále, že se pára odstraňuje vakuovou vývěvou a musí se znovu srážet.

- 2 «··

Výsledkem je jenom omezené pronikání páry do upravovaného materiálu nebo dlouhá doba úpravy.

Podstata vynálezu

Cílem vynálezu je vytvoření způsobu a zařízení, které používají méně energie, umožňují lepší pronikání do upravovaného materiálu, a kromě toho snižují dobu cyklů a dobu celkové tepelné úpravy. Tento vynález vytváří způsob tepelné úpravy textilních materiálů ve vytápěném odpařováku spojeném pomocí ventilů s přívodem vody nebo chemikálií a s vakuovou vývěvou, kde se v prvním kroku tohoto způsobu přivádí do odpařováku materiál určený pro úpravu podle vynálezu, jehož podstatou je, že ve druhém kroku se 2apne vakuová vývěva, dokud se nevytvoří v odpařováku podtlak alespoň 0,01 MPa (100 mbar), ve třetím kroku se otevře napájecí ventil přívodu vody nebo chemikálií a do odpařováku se přivádí předem stanovený objem kapaliny pro vytvoření kapalné lázně, ve čtvrtém kroku se zahřívá kapalná lázeň a utvářející se parní fáze na předem stanovenou teplotu, a po předem zvolené době udržování upravovaného materiálu v nasycené parní fázi se odčerpává kapalina z odpařováku do nádrže, v pátém kroku se reaktivuje vakuová vývěva, v šestém kroku se po předem stanovené době vakuování, chlazení a sušení vypne vakuová vývěva a do odpařováku se přivádí okolní vzduch a nakonec se materiál odstraní z odpařováku.

Ve výhodném provedení se ve druhém kroku vytváří podtlak alespoň 0,005 MPa (50 mbar).

Pro kapalnou lázeň o objemu 300 litrů, se způsobem podle vynálezu vytváří energie, kterou se šetří asi 12 kWh na jeden cyklus nebo 35 až 40 kWh na celkovou úpravu. Dále se vodní

• 44

pára odčerpaná při vytváření podtlaku nemusí znovu srážet.

Ušetřený znovu nekondenzovaný objem představuje asi 20 litrů na cyklus úpravy.

—_To—vytváří—da-l-š-í—výhodu-,—protože—množ-s-fc-vl—potřebnéčerstvé vody se také řádově sníží s- ohledem na recirkulaci kapaliny podle vynálezu.

Další výhoda spočívá v jednoduchém a hospodárném přívodu chemikálií nebo apretačních přídavných látek, které zatěžují vakuové čerpadlo jen slabě nebo vůbec ne.

Tepelná úprava nebo konečný výsledek se mohou zlepšit alespoň jedním opakováním druhého až šestého kroku.

Tepelná úprava se může optimalizovat tím, že se postupně < ._t zvyšuji teploty parní fáze od první alespoň do jedné následující úpravy.

Během tepelné úpravy se zejména stanoví teplota parní fáze v prvním cyklu alespoň na 350 °K a alespoň na 380 °K v dalším cyklu.

Prodloužením udržovací doby na stálé teplotě během r následných tepelných úprav se mohou výsledky zlepšit bez zvýšení spotřeby energie.

Energie se může dále ušetřit aerací, což má za následek další snížení celkové doby úpravy, t.j. před koncem první tepelné úpravy se ve vloženém kroku přeruší vakuování a potom se znovu obnoví.

Voda a chemikálie se zejména přivádějí z nádrží dimenzovaných podle objemu kapalné lázně odpařováku, a které společně s odpařovákem vytvářejí uzavřený systém, do něhož se přivádí zvenku pouze kapalina jako náhrada za její ztrátu způsobenou zbytkovou vlhkostí v naparovaném materiálu a při vakuování. Toto uspořádání dovoluje recirkulaci kapaliny nebo chemikálií, a je proto obzvláště ekonomicky výhodné a je šetrné k životnímu prostředí.

Podle vynálezu je dále vytvořeno zařízení k provádění -u-v-edeného—způsobu-,—k-fee-ré—sestává—z--vytápěného^odpařováku spojeného pomocí ventilů s přívodem vody nebo chemikálií a s vakuovou vývěvou, přičemž je opatřeno alespoň jednou nádrží, čerpadlem a alespoň dvěma ventily pro přívod vody nebo chemikálií, kde ventily řídí přivádění kapaliny do odpařováku a její vypouštění z odpařováku.

Zařízení je zejména opatřeno elektrickým ohřevem, alespoň v prostoru kapalné lázně odpařováku. Takový elektrický ohřev je zejména výhodný, protože může být velice pružně řízen, a proto má příznivé účinky. V závislosti na dostupné energii se mohou také hospodárně použít jiné vyhřívací systémy, například parní ohřev.

Vakuová vývěva je zejména tvořena vodní vývěvou nebo rotační křídlovou vývěvou. Vodní vývěva je výhodná z hlediska nízkých nákladů a je vhodná pro podtlak až 0,003 MPa (30 mbar). Pro dosažení podtlaku až 0,0005 MPa(5 mbar)je nezbytná rotační křídlová vývěva.

Přehled obrázků na výkrese

Vynález bude blíže osvětlen pomocí výkresu, kde na obr.l je schematicky znázorněno parní zařízení pro úpravu potáčů podle vynálezu, na obr.2 je znázorněn teplotní graf pro parní fázi v odpařováku zařízení podle obr.l a na obr.3 je znázorněn tlakový graf ve spojení s obr.2, ve vztahu k okolní atmosféře.

* *

- 5 Příklady provedení vynálezu

Podle obr.l je zařízeni opatřeno výfukovým potrubím 1. -—K—v-ý-fu-kovému—potrubí——1—je—př-i-po-j-ena—vakuová—vývěva—2y vybavená elektromotorem M. Ke vstupu vakuové vývěvy 2(rotační křídlová vývěva) je připojeno podtlakové potrubí 3 a je spojeno s vnitřkem odpařováku 6 pomocí ventilu VI a sacího potrubí 4. V sacím potrubí 4. je dále uspořádán další ventil V2, který je dále spojen se vzduchovým potrubím 5. Uvnitř odpařováku 6, který je sám o sobě známý, se nachází kapalná lázeň 8, jejíž vodná složka 9 může dosáhnout hladiny NI, a dále je zde uspořádáno elektrické topné zařízení 10. Odpařovák 6 je na jednom svém konci opatřen odklopným krytem 7, který má svislou osu 7a otáčení. Materiál G, který se má upravovat, se zavádí po odklopení krytu 7 do odpařováku 6, kde se upravuje párou. 2 elektrického topného zařízení 10 vedou přívodní elektrická vedení 11 do řídící jednotky, jejíž regulační funkce je označena symboly +/-. Z odpařováku 6 vede kapalinové potrubí 12 a je spojeno s čerpadlovým potrubím 13 a přívodním potrubím 22. Čerpadlové potrubí 13 je pomocí ventilu V3, kapalinového čerpadla 14, vybaveného elektromotorem M, a pomocí tlakového potrubí 15 spojeno s ventily V7, V8 a V9. Jednotlivé ventily V7, V8 a V9 jsou spojeny se spodní částí příslušných kapalinových nádrží 19, 20 a 21 pomocí vstupního a výstupního potrubí 16, 17 a 18. Každá z těchto kapalinových nádrží 19, 20 a 21 je vybavena příslušným aeračním potrubím 19', 20' a 21'. Na vstupním a výstupním potrubí 16, 17 a 18 jsou také uspořádány ventily

V4, V5 a V6, které jsou připojeny k přívodnímu potrubí 22.

. . . * : · ··. . ··· ... ·· ··· ^ι* ”

- δ Provoz zařízení podle obr.l je poměrně jednoduchý. Vnitřek odpařováku 6 se vakuuje na požadovaný nízký tlak . podtlakovým potrubím 3 a výfukovým potrubím 1_ uzavřením . _. ye nt i l.u._V2.,.. _o.t.e vře ní m_v en t ilu -V-K-a-z apnut í m- -vakuové- -v-ý-vě vy—2-.Výsledkem je, že zpracovávaný materiál G bude v podstatě zbaven zachyceného vzduchu. Nyní se otevře ventil V4 vodní nádrže 19, ventil V9 zůstane zavřený, takže voda se nasává pomocí přívodního potrubí 22 a kapalinového potrubí 12 do odpařováku 6, kde doplňuje kapalnou lázeň 8^ až k hladině NI. Ventil V4 se potom zavře a topné zařízení 10 se současně uvede do provozu zapnutím hlavního elektrického přívodu, důsledkem čehož je, že uvnitř odpařováku JÓ se vytváří parní fáze, která proniká do materiálu G jako nasycená pára. Po předem stanovené udržovací době vypne řídící jednotka topné zařízení 10, ventily V3 a V9 se otevřou, ventil V4 zůstane zavřený a zapne se kapalinové čerpadlo 14. Voda se čerpá zpět do vodní nádrže 19 a vrátí se přibližně do výše hladiny N2. Výsledný odstraněný vzduch může být vypuštěn aeračním potrubím 19'.

i

Podobně se dodávají kyselé nebo. zásadité roztoky z chemické nádrže 20 do odpařováku 6 a potom se opět čerpají zpět.

Další výhodou tohoto uspořádání je připojení ke třetí nádrži 21 s tekutým voskem po posledním způsobu naparování pro usnadnění dalšího zpracování materiálu G, zejména předené přÍ2e ve formě potáčů.

Na obr.2 a 3 jsou znázorněny charakteristické vlastnosti tepelné úpravy potáčů, prováděné v praxi, a začínající od okolního tlaku 0,1 MPa (1000 mbar). Z důvodů grafického zobrazení jsou nízké tlaky zjednodušeně znázorněny na obr.3. Jak je znázorněno na obr.3, provádí se vakuování odpařovače 6

ÁA »*·» ► · * | A A A ·

I ♦ · » A A

Α» AAA přivádí voda z vodní parní fáze o stálé

- 7 až na tlak 0,0005 MPa (5 mbar), načež se nádrže 19 a ohřívá se, čímž se vytváří teplotě přibližně 350 °K po dobu 2,0 min, porovnej s obr.2. Běhenr^prováděnl—rtohoto—způsobu—vzroste—tlak—v-:odpařovačipřibližně na 0,042'MPa (420 mbar). Vakuování se potom přeruší a zbývající množství páry se vypustí /sacím potrubím £ a ventilem V2 do vzduchu (aerace), porovnej s obr.l.

Jak je znázorněno na obr.3, následně se opět vytvoří podtlak 0,0005 MPa (5 mbar) a začíná druhý cyklus tepelné úpravy. V tomto případě vzroste teplota parní fáze na 380 °K, tlak vzroste áž na pozitivní tlak 0,13 MPa (1300 mbar) během ohřevu kapaliny přiváděné z chemické nádrže 20.

Totéž probíhá ve třetím cyklu, kde se používá vodný roztok vosku ze třetí nádrže 21 s tekutým voskem pro vytvoření kapalné lázně 8.

Zvýšení doby ohřevu a doby udržování v následujících cyklech vzhledem k prvnímu cyklu se osvědčilo jako velice výhodné s ohledem na optimalizaci tepelné úpravy.

První cyklus l.C začíná po prvním vakuování l.V a trvá 3,0 min, každý druhý a třetí cyklus 2.C a 3.C trvá 4,0 min. Celková tepelná úprava se ukončí po čtvrtém vakuování 4.V, během něhož se z materiálu odstraní zbytková vlhkost. Příslušným materiálem je předená bavlněná příze, kde potáč má hmotnost 120 g.

Jak je patrné z obr.2 a 3, celková tepelná úprava, včetně nanášení vosku na přízi, trvá celkově jenom 18,5 min, i v případě velmi velkých potáčů.

V závislosti na upravovaném materiálu a požadovaném zpracování by z ekonomických důvodů mohlo být výhodné, kdyby se před vakuové čerpadlo 2 dodatečně připojil parní kondenzátor.

< · ·' · ♦ · · • ·♦ 4·· • * ♦ ♦ ··

Tento způsob by se také mohl provádět při podtlaku nad 0,005 MPa (50 mbar). Doba zpracování se však zvýší a jakost úpravy se sníží, zejména, když materiál je těžký nebo je

Claims (10)

1. Způsob tepelné úpravy textilních materiálů ve vytápěném .odpařováku .sp.oj.eném_pomocL·—ventilů-^.—s-p-ř-l-vodem—vody—nebochemikálií a s vakuovou vývěvou, při němž se v prvním kroku přivádí do odpařováku materiál určený pro úpravu, dále se provádí několik následujících kroků, kde se provádí vakuování plynu, upravování textilního materiálu v parní fázi během předem stanovené doby, chlazení, sušení a vakuování a nakonec vyjímání textilního materiálu z odpařováku, vyznačující se tím, že ve druhém kroku se zapne vakuová vývěva, dokud se nevytvoří v odpařováku absolutní tlak alespoň 0,01 MPa (100 mbar), ve třetím kroku se otevře napájecí ventil přívodu vody nebo chemikálií a do odpařováku se přivádí předem stanovený objem kapaliny pro vytvoření kapalné lázně, ve čtvrtém kroku se zahřívá kapalná lázeň a utvářející se parní fáze na předem stanovenou teplotu, a po předem zvolené době udržování upravovaného materiálu v nasycené parní fázi se odčerpává kapalina z odpařováku do nádrže, v pátém kroku se reaktivuje vakuová vývěva, v šestém kroku se po předem stanovené době vakuování, chlazení a sušení vypne vakuová vývěva a do odpařováku se přivádí okolní vzduch a nakonec se materiál vyjme z odpařováku.

2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že ve druhém kroku se vytváří podtlak alespoň 0,005 MPa (50 mbar).

3. Způsob podle nároku 1 nebo 2,vyznačující se tím, že druhý až. šestý krok se alespoň jednou opakuje.

10

4. Způsob podle nároku 2 nebo 3, vyznačující se tím, že se zvyšují teploty parní fáze od první alespoň do jedné následující úpravy.

5. Způsob podle nároku 4, vyznačující se tím, že se během tepelné úpravy upraví teplota parní fáze alespoň na 350 °K v prvním cyklu a alespoň na 380 °K v dalším cyklu.

6. Způsob podle nároku 4 nebo 5, vyznačující se tím, že časová perioda stálé teploty během první tepelné úpravy je kratší než během následujících tepelných úprav.

7. Způsob podle nároků 4 až 6, vyznačující se tím, že před koncem první tepelné úpravy, ve vloženém kroku, se přeruší vakuování a potom se znovu obnoví.

8. Způsob podle nároků 1 až 7, vyznačující se tím, že voda a chemikálie se přivádějí z nádrží dimenzovaných podle objemu kapalné lázně odpařováku, a které společně s odpařovákem vytvářejí uzavřený systém, do něhož se přivádí zvenku pouze kapalina jako náhrada za její ztrátu způsobenou zbytkovou vlhkostí v naparovaném materiálu a při vakuování.

9. Zařízení k provádění způsobu podle nároků 1 až 8, sestávající z vytápěného odpařováku spojeného pomocí ventilů s přívodem vody nebo chemikálií a s vakuovou vývěvou, vyznačující se tím, že je opatřeno alespoň jednou nádrží, čerpadlem a alespoň dvěma ventily pro přívod

- 11 ft · • ·· · • · > * ♦ • · ··« ► ·,· * > ·· · «·· • · ·· ·· vody nebo chemikálií, kde ventily řídi přivádění kapaliny do odpařováku a její vypouštění z odpařováku.

.1.0.—Zařízení^podle^-nároku^Q-,—vyu.y_z—n—a—č—u—j—í—o—í..........s-e— tím, že je opatřeno elektrickým ohřevem, alespoň v prostoru kapalné lázně odpařováku.

11. Zařízení podle nároku 9 nebo 10, vyznačující se -t í ro, že vakuová vývěva je tvořena vodní vývěvou nebo rotační křídlovou vývěvou.