CZ296059B6 - Zpusob tepelné úpravy textilních materiálu a zarízení k provádení tohoto zpusobu - Google Patents

Abstract

Pri zpusobu tepelné úpravy textilních materiálu (G) ve vyhrívaném vakuovaném odparováku (6) se nejprve privádí do odparováku (6) materiál urcený pro úpravu, po zapnutí vakuové vývevy (2) se do odparováku (6) privádí kapalina (9), která se následne ohrívá a potom se kapalina (9) odvádí kapalinovým potrubím (12) z odparováku (6) a cerpá se cerpadlem(14) do nádrze (19) pro následné opetné pouzívání. Po vakuování, chlazení a susení se do odparováku(6) privádí vzduch a nakonec se materiál z odparováku (6) vyjme. Zarízení sestává z vytápeného odparováku (6) spojeného pomocí ventilu s prívodem vody nebo chemikálií a s vakuovou vývevou (2).

Description

Způsob tepelné úpravy textilních materiálů a zařízení k provádění tohoto způsobu

Oblast techniky

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 a 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 pamí fázi, a pokud je to nutné, za přidávání 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 vložsného materiálu. Aby pára mohla lépe proniknout dovnitř textilního materiálu, vytváří se podtlak, dříve než se zapne topné zařízení pro vodní lázeň.

Nevýhodou těchto známých odpařováků je potřeba velkého množství energie k vytvoření a udržení podtlaku a dále, že se pára odstraňuje vakuovou vývěvou a musí se znovu srážet. 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 zapne 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 pamí fáze na předem stanovenou teplotu, a po předem zvolené době udržování upravovaného materiálu v nasycené pamí 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 najeden cyklus nebo 35 až 40 kWh na celkovou úpravu. Dále se vodní pára odčerpaná při vytváření podtlaku nemusí znovu srážet. Ušetřený znovu nekondenzovaný objem představuje asi 20 litrů na cyklus úpravy.

To vytváří další výhodu, protože množství potřebné čerstvé vody se také řádově sníží s ohledem na recirkulaci kapaliny podle vynálezu.

-1 CZ 296059 B6

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 zvyšují 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 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, tj. 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, 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 uvedeného způsobu, které 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 výkresech

Vynález bude blíže osvětlen pomocí výkresu, kde na obr. 1 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. 1 a na obr. 3 je znázorněn tlakový graf ve spojení s obr. 2, ve vztahu k okolní atmosféře.

Příklady provedeni vynálezu

Podle obr. 1 je zařízení opatřeno výfukovým potrubím L K výfukovému potrubí 1 je připojena vakuová vývěva 2, 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

-2CZ 296059 B6

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. Z elektrického topného zařízení 10 vedou přívodní elektrická vedení 11 do řídicí 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.

Provoz zařízení podle obr. 1 je poměrně jednoduchý. Vnitřek odpařováku 6 se vakuuje na požadovaný nízký tlak podtlakovým potrubím 3 a výfukovým potrubím i uzavřením ventilu V2, otevřením ventilu VI a zapnutím vakuové vývěvy 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 6 se vytváří parní fáze, která proniká do materiálu G jako nasycená pára. Po předem stanovené udržovací době vypne řídicí 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'.

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 příze 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 až na tlak 0,0005 MPa (5 mbar), načež se přivádí voda z vodní nádrže 19 a ohřívá se, čímž se vytváří parní fáze o stálé teplotě přibližně 350 K po dobu 2,0 min, porovnej s obr. 2. Během provádění tohoto způsobu vzroste tlak v odpařovači přibližně na 0,042 MPa (420 mbar). Vakuování se potom přeruší a zbývající množství páry se vypustí sacím potrubím 4 a ventilem V2 do vzduchu (aerace), porovnej s obr. 1.

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 až na pozitivní tlak 0,13 MPa (1300 mbar) během ohřevu kapaliny přiváděné z chemické nádrže20.

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.

- J> CZ 296059 B6

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 čerpadlo2 dodatečně připojil parní kondenzátor.

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 neboje stlačený.

Claims (11)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Způsob tepelné úpravy textilních materiálů (G) ve vytápěném odpařováku (6) napojeném pomocí ventilů (V4 až V9) a čerpadla (14) s ventilem (V3) na přívod (19 až 21) vody nebo/a chemikálií a pomocí ventilů (VI, V2) spojeném s vakuovou vývěvou (2), při němž se v prvním kroku přivádí do odpařováku (6) materiál (G) určený pro úpravu, poté se v několika následných krocích odčerpá plyn, během předem stanovené doby se textilní materiál (G) upravuje v parní fázi, ochlazuje se, suší a vakuuje a nakonec se textilní materiál (G) z odpařováku (6) vyjme, vyznačující se tím, že se ve druhém kroku zapne vakuová vývěva (2), dokud se v odpařováku (6) nevytvoří podtlak činící alespoň 0,01 MPa absolutního tlaku, ve třetím kroku se otevře napájecí ventil (V7 až V9) přívodu (19 až 21) vody nebo/a chemikálií a do odpařováku (6) se přivádí předem stanovený objem kapaliny pro vytvoření kapalné lázně (9), ve čtvrtém kroku se kapalná lázeň (9) a utvářející se parní fáze zahřívají na předem stanovenou teplotu pomocí vestavěného topného zařízení (10), poté, co se upravovaný materiál (G) udržuje v nasycené parní fázi po předem zvolenou dobu, se kapalina z odpařováku (6) odčerpává do nádrže (19 až 21), v pátém kroku se reaktivuje vakuová vývěva (2), v šestém kroku se po předem stanovené době vakuování, chlazení a sušení vakuová vývěva (2) vypne a do odpařováku (6) se přivádí okolní vzduch a v závěrečném kroku se materiál (G) vyjme z odpařováku (6).
2. 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se t í m , že se ve druhém kroku vytváří podtlak alespoň 0,005 MPa.
3. 3. Způsob podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se t í m , že se druhý až šestý krok alespoň jednou opakují.
4. 4. Způsob podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se t í m , že se teploty parní fáze zvyšují od první alespoň do jedné následující tepelné úpravy.
5. 5. Způsob podle nároku 4, vyznačující se t í m , že se během tepelné úpravy teplota parní fáze upraví alespoň na 350 K v prvním cyklu a alespoň na 380 K v dalším cyklu.
6. 6. Způsob podle nároku 4 nebo 5, vyznačující se t í m , že časová perioda stálé teploty během první tepelné úpravy je kratší než během následujících tepelných úprav.

   -4CZ 296059 B6
7. 7. Způsob podle libovolného z nároků 4 až 6, vyznačující se tím, že se před koncem první tepelné úpravy, ve vloženém kroku, přeruší podtlak a potom se znovu obnoví.
8. 8. Způsob podle libovolného z nároků 1 až 7, vyznačující se t í m, že se voda nebo/a chemikálie přivádějí z nádrží (19 až 21) dimenzovaných podle objemu kapalné lázně (9) vodpařováku (6), a které společně s odpařovákem (6) vytvářejí uzavřený systém, do něhož se přivádí zvenku pouze kapalina jako náhrada za její ztrátu způsobenou zbytkovou vlhkostí v naparovaném materiálu (G) a při vakuování.
9. 9. Zařízení k provádění způsobu podle libovolného z nároků 1 až 8, zahrnující vytápěný odpařovák (6) napojený pomocí ventilů (VI až V9) na přívod (19 až 21) vody nebo/a chemikálií a vakuovou vývěvu (2), vyznačující se t í m , že je opatřeno alespoň jednou nádrží (19 až 21), čerpadlem (14) a alespoň dvěma ventily (V3 až V9) pro přívod (19 až 21) vody nebo chemikálií, kde ventily (V3 až V9) řídí přivádění kapaliny do odpařováku (6) a její vypouštění z odpařováku (6).
10. 10. Zařízení podle nároku 9, vyznačující se t í m , že je opatřeno elektrickým topným zařízením (10) alespoň v prostoru kapalné lázně (9) odpařováku (6).
11. 11. Zařízení podle nároku 9 nebo 10, vyznačující se t í m , že vakuovou vývěvou (2) je vodní vývěva nebo rotační křídlová vývěva.