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Eine Vorrichtung der gattungsgemäßen Art ist aus der EP-B-0 603 662 bekannt. Die
Maschinenanlage insgesamt besteht aus einer Reihe von einzelnen Waschmaschinen
wie sie z. B. in den Melliand Textilberichten 1993, Seite 1152f beschrieben ist. Ein
jedes dieser gleich ausgebildeten Waschbäder besteht aus einem Badgehäuse, das
als Zwischenboden ein perforiertes Blech aufweist, das einen Behandlungsraum von
einem Schutzstoffabführraum trennt. Durch diese Perforation sinkt der beim Waschen
gelöste Schmutz, wie Sand, Exkremente und Fett ab, der Schlamm konzentriert sich im
konisch nach unten zulaufenden Abführraum und wird in Abständen durch Öffnen
eines Ventils in den Abwasserkanal abgelassen. Der Behandlungsraum ist bis zu
einem Niveau mit Waschflüssigkeit gefüllt. In dieses tauchen drehbar gelagerte
Siebtrommeln ein, die je von einer kurzen Schwimmstrecke voneinander getrennt sind. Die
angetrieben umlaufenden Siebtrommeln und die an ihnen unten haftende Wolle sind
von der Flüssigkeit von außen nach innen durchströmt, in der Schwimmstrecke hat der
gelöste Schmutz Zeit nach unten abzusinken und dann in den Abschlammtrichter zu
gelangen. Die Durchströmung an der Siebtrommel wird durch einen im Bad erzeugten
Flüssigkeitskreislauf bewirkt, wobei die in die Siebtrommel gedrungene Flüssigkeit an
deren Stirnseiten infolge des dort durch eine Pumpe erzeugten niedrigeren Niveaus
ausströmt und am Anfang des Bades wieder durch einen quer zum Waschbad sich
erstreckenden Kanal in den Behandlungsraum zugeführt wird. Am Ende eines jeden
Bades ist ein Presswalzenpaar angeordnet, durch das die Wollebahn von dem
Schmutzwasser dieses vorgeordneten Bades insgesamt befreit wird. Das Presswasser
wird unterhalb der Presse aufgefangen und durch eine Pumpe am Anfang eines Bades
wieder dem Behandlungsprozess zugeführt.
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Eine Waschmaschine dieser Art arbeitet normalerweise völlig selbständig, also ohne
fortlaufende Bedienung. Das Wollevlies bewegt sich allein aufgrund der im Bad vom
Einlauf zum Auslauf erzeugten Flüssigkeitsströmung und auch aufgrund der
Trommeldrehbewegung in Warentransportrichtung bis zur Presse, der jedenfalls ein über die
Arbeitsbreite gleichbleibend dickes Vlies zufließen muss, um über die Arbeitsbreite des
Vlieses einen gleichmäßigen Abpresseffekt erzielen zu können.
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Der besondere Vorteil der anfangs definierten Waschmaschine ist die Tatsache, dass
das äußerst schmutzige, mit Fett und Sand angereicherte Waschwasser nach
Durchströmung der Siebtrommelwandung selbsttätig an den Stirnseiten der Siebtrommel
seitlich in Richtung der Siebtrommelachse in dort in Transportrichtung über die Länge
des Waschbades sich erstreckende Auffangkanäle ausströmen kann, und zwar
aufgrund eines dort mittels einer Pumpe erzeugten gegenüber dem Inneren der
Siebtrommel niedrigeren Wasserniveaus, wobei die Pumpe lotrecht angeordnet sein kann.
Dies hat den Vorteil, dass die Lager des Pumpenmotors und der Motor selber oberhalb
des Waschbades angeordnet werden können, was auch wegen des schmutzigen
Waschwassers für die Wartungsfreiheit der Waschmaschine von Vorteil ist.
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Diese Konstruktion bedingt zwangsweise innerhalb der Siebtrommel über die Länge
derselben eine Flüssigkeitsbewegung, die von der Mittel der Siebtrommel zu den
Stirnseiten sich beschleunigend zunimmt. Die innerhalb der Siebtrommel in Achsrichtung
existierende Flüssigkeitsbewegung ist in der Mitte gleich Null uni an der
Ausströmkante am Ende der Siebtrommel am größten. Infolgedessen ist auch der
Niveauunterschied zwischen dem Niveau außerhalb der Siebtrommel aufgrund der
Flüssigkeitszuströmung und innerhalb aufgrund der Flüssigkeitsbeseitigung in den Seitenbereichen
der Siebtrommel höher. Dieser größer werdende Niveauunterschied bedingt eine
stärkere Flüssigkeitsströmung durch die Siebtrommel in diesen Randbereichen und damit
eine stärkere Flüssigkeitszuströmung aus dem Bereich der vorgeordneten
Schwimmstrecke. Bei kleineren Arbeitsbreiten ist dies ohne praktische Bedeutung, bei größeren
Arbeitsbreiten jedoch hat dies zu Folge, dass die Wolle aus dem Wollevlies stärker zu
den Randbereichen der Siebtrommel strömt und letztlich ein nicht gleichbleibend
dickes Vlies dem Presswalzenpaar zuströmt. Dies wiederum hat zur Folge, dass die
dickeren Randbereiche des Vlieses an der Presse stärker entwässert, also vom
Schmutzwasser gereinigt werden als in dem mittleren Bereich des Vlieses.
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Unterschiedliche Strömungsverhältnisse in Achsrichtung über die Länge der
Siebtrommelwandung sind als Problem allgemein bekannt. Dies gilt insbesondere für
solche Fälle, bei denen einer gleichbleibend breiten Siebtrommel einer
Waschmaschine eine Warenbahn mit unterschiedlichen Arbeitsbreiten zuläuft, wie es beim
Nassbehandeln von Geweben oder Gewirken üblich ist.
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Eine Lösung für dieses Problem ist in der DE-B-19 26 742 beschrieben. Sie besteht
darin, dass die Siebtrommel zwei koaxial angeordnete Siebtrommelmäntel aufweist,
die in einem Abstand voneinander angeordnet sind, und dass die Gesamtfläche der
Löcher des inneren Siebtrommelmantels kleiner als die Gesamtfläche der Löcher des
äußeren Siebtrommelmantels ist. Durch diesen Doppelmantel wird für das
hindurchtretende Behandlungsmittel ein zusätzlicher Widerstand geschaffen, der sich aber nur
in dem Bereich auswirkt, in dem kein Textilgut auf der Siebtrommel aufliegt, da der
Widerstand des Textilgutes selber stets größer ist als der des Siebtrommelmantels.
Diese Lösung einer Siebtrommelkonstruktion ist aber für Rohwolle-Waschmaschinen
der oben definierten Art nicht geeignet. Die innere Siebtrommel würde mit dem Fett
und Schmutz aus der Wolle verstopfen.
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Ausgehend von einer Vorrichtung nach der Gattung besteht die Aufgabe der Erfindung
darin, eine einfache Lösung für das beschriebene Problem zu finden, nämlich eine
stärkere Zuströmung der Waschflüssigkeit zu den Randbereichen der Siebtrommel aus
der Schwimmstrecke heraus und damit die Erzeugung eines ungleichmäßig dicken
Vlieses über die Arbeitsbreite zu vermeiden.
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Zur Lösung der gestellten Aufgabe, sieht die Erfindung vor, dass die offene
Umfangsfläche der Siebtrommel abhängig ist von folgender Gleichung:
AoffeneMantelfläche ≤ 5 BoffeneStirnfläche
wobei AoffeneMantelfläche, nämlich die flüssigkeitsdurchlässige Mantelfläche der
Siebtrommel, bestimmt ist mit dem Durchmesser der Perforationslöcher und dem jeweiligen
Abstand der Löcher voneinander und wobei
BoffeneStirnfläche, nämlich die gesamte Stirnfläche der Siebtrommel, bestimmt ist durch
ihren Durchmesser. Ein optimales Verhältnis ergibt sich bei A = 4,66 B.
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Diese Maßnahme hat als Hintergrund die Erkenntnis, dass die
Ausströmgeschwindigkeit der Waschflüssigkeit an den Stirnseiten der Siebtrommel abhängig ist von der
Eintauchtiefe der Siebtrommel beziehungsweise der von der Flüssigkeit außen
benetzten Trommelmantelfläche, also letztlich von der Eintauchtiefe und dem
Durchmesser der Siebtrommel. Je nach gewünschter Arbeitsbreite der Waschmaschine muss bei
gleichbleibend guter Waschwirkung aufgrund der Durchströmung des Wollevlieses
eine genügend große Flüssigkeitsmenge an den Stirnseiten ausströmen, die bei
geringerem Durchmesser der Siebtrommel zu einem höheren Niveauunterschied zwischen
der Flüssigkeitszuströmung außerhalb der Siebtrommel und der
Flüssigkeitsabströmung innerhalb der Siebtrommel, und zwar insbesondere in den Randbereichen der
Arbeitsbreite der Siebtrommel führen muss. Der Niveauunterschied ist aber abhängig
von der zur Erzielung der Wolledurchströmung notwendigen
Strömungsgeschwindigkeit innerhalb der Siebtrommel, die wiederum abhängig ist von dem zur Verfügung
stehenden Innenvolumen der Siebtrommel.
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Es ist nun weiterhin zu beachten, dass die freie Durchtrittsfläche der Siebtrommel so
zu gestalten ist, dass nicht zu viele Wollefasern aufgrund der Durchströmung in die
aus der Siebtrommel stirnseitig abströmende Waschflüssigkeit fortgeschwemmt
werden. Selbstverständlich ist es möglich, die ausgeschwemmten Wollefasern wieder zu
recyceln, jedoch kann die Menge der wiederzugewinnenden Fasern dadurch verringert
werden, dass die Löcher in der Siebtrommel nicht zu groß gewählt werden, größere
Lochdurchmesser sind wiederum für den besseren Wascheffekt von Bedeutung. Es hat
sich herausgestellt, dass die optimale Größe der Löcher 3 mm beträgt. Bei einem
Abstand der Löcher voneinander von 5 mm (in einem gleichseitigen Dreieck bei je in zwei
Reihen versetzt zueinander angeordneten Löchern) beträgt die freie Durchtrittsfläche
32,7% der für die Wäsche genutzten Gesamtumfangsfläche der Siebtrommel. Die
Eintauchtiefe der Siebtrommel in die Waschflüssigkeit ist beschränkt durch die
Anordnung der Siebtrommellager, die möglichst nicht von der Flüssigkeit genetzt werden
sollten. Ändern kann man nur die Ausströmfläche der Siebtrommel, die unabhängig
von der Eintauchtiefe der Siebtrommel und des vorhandenen Ausströmsegmentes
allein abhängig ist vom Durchmesser der Siebtrommel. Je größer der Durchmesser,
desto größer ist das ausströmende Volumen und damit desto geringer der sich
einstellende Niveauunterschied und damit die ausströmende Flüssigkeitsbewegung. Mit
Vorteil beträgt dann noch bei größerem Trommeldurchmesser die Eintauchlänge (in
Transportrichtung gesehen) ein größeres Maß, was für die Waschdauer von Vorteil ist.
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Eine optimale Dimensionierung der Siebtrommel ist gegeben, wenn die Bedingung
nach dem Gegenstand des Patentanspruchs eingehalten ist. Es sollte die von der
Lochanordnung und Lochdimensionierung abhängige offene Mantelfläche A kleiner
oder gleich sein als fünf mal die sich aus dem Durchmesser der Siebtrommel
ergebende Stirnfläche B.
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Eine Vorrichtung der erfindungsgemäßen Art ist in der Zeichnung beispielhaft
dargestellt. Es zeigen:
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Fig. 1 in schematischer Darstellung eine Rohwolle-Waschanlage nach dem Stand der
Technik mit zwei Bädern in der Seitenansicht mit jeweils abschließender
Presse,
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Fig. 2 einen Schnitt quer durch ein Badgehäuse nach Fig. 1 im Bereich einer
Siebtrommel.
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Eine Rohwolle-Waschvorrichtung besteht als mehreren die Flüssigkeit bis zu einem
Niveau 2 aufnehmenden Badgehäusen 1, in denen jedenfalls eine Siebtrommel 3
drehbar gelagert ist. Im Beispiel nach der Fig. 1 sind in einem Badgehäuse jeweils drei
waschenden Siebtrommeln 3 dargestellt, die jeweils von einer Schwimmstrecke 4
getrennt sind. Der Behandlungsraum 5 in diesem Badgehäuse 1 ist von dem
Schmutzstoffabführraum wie Abschlammtrichter 6 durch einen perforierten Boden 7 getrennt.
Dieser Boden 7 ist der Krümmung der Siebtrommeln 3 angepasst. Im Bereich der
Schwimmstrecke 4 ist der perforierte Boden 7 konvex nach außen gekrümmt. Der
Schmutzstoffabführraum ist durch einen Trichter 6 gebildet, damit die aus dem
Wollevlies ausfallenden Schmutzstoffe auch an den Trichterwänden kontinuierlich der
Abführöffnung 8, die mit einem Ventil 9 versehen ist, zu rutschen. Zur Abführung des
Schlamms wird das Ventil 9 in bestimmten Zeitabständen, die auch durch ein
Messgerät bestimmt werden können, geöffnet, womit der Schlamm in den Abwasserkanal
abgeleitet wird.
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Die durch die Perforation der jeweiligen Siebtrommel 3 in das Innere derselben
gedrungene Flüssigkeit fließt gemäß Fig. 2 an den beiden Stirnseiten B der
Siebtrommeln 3 durch Öffnungen 10 selbsttätig in stirnseitig außen angeflanschte Längskanäle
11, 12 aus. Die in den einen Längskanal 11 ausgeflossene Flüssigkeit gelangt über
aus Fig. 1 ersichtliche Rohrleitungen 11' und 12' in den anderen Längskanal 12, von
wo dann die gesamte Waschflüssigkeit mit Hilfe der Pumpe 13 in den am Anfang des
Badgehäuses 1 quer über die Arbeitsbreite sich erstreckenden Kanal 14 gepumpt wird,
aus dem sie wieder zurück in den Behandlungsraum 5 fließt. Vom Anfang des
Badgehäuses fließt die Waschflüssigkeit einerseits durch die an den Siebtrommeln 3haftende Wolle, dann entlang der Schwimmstrecke 4 zur nächsten Siebtrommel und
letztlich zur am Auslauf des Bades angeordneten Presse 15.
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An der Presse 15 wird die Wollebahn im wesentlichen von dem jetzt schmutzigen
Waschwasser getrennt. Das Presswasser wird unterhalb der Presse 15 durch eine
Wanne 16 aufgefangen, und die mit ausgeschwemmte Wolle wird recycelt.
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Die Pumpe 13 mit ihrem Propeller 13' drückt die Waschflotte in den Kanal 14 und
senkt dadurch innerhalb des Längskanals 12 - und da der Längskanal 12 über die
Rohrleitungen 11' und 12' mit dem Längskanal 11 verbunden ist - und auch innerhalb
des Längskanals 11 das Niveau ab. Damit fließt die durch die Siebtrommel 3 in ihr
Inneres geströmte Flotte seitlich durch die Öffnungen 10 aus. Während des Betriebes
der Waschmaschine stellt sich innerhalb der Siebtrommel 3 und in den beiden
benachbarten Längskanälen 12 und 13 ein aus der Fig. 2 ersichtliches Niveau 18 ein,
das sich etwa von der Mitte des Badgehäuses 1 zu den Außenwandungen abfällt.
Dadurch ergibt sich über die Länge der Siebtrommel gegenüber dem Zuströmniveau 2 ein
nicht konstanter Niveauunterschied, vielmehr ist der Unterschied am Rand der
Siebtrommel größer als in der Mitte. Infolge des größeren Niveauunterschiedes am Rand
der Siebtrommel fließt dort auch mehr Waschflüssigkeit durch die Trommelwandung A
als in der Mitte der Siebtrommel. Dies bewirkt in der Schwimmstrecke 4 eine stärkere
Flüssigkeitsströmung in Richtung der Ränder der Siebtrommel. Diese nimmt zumindest
bei größeren Arbeitsbreiten mehr Wollefasern in Richtung der Ränder der Siebtrommel
mit und vermindert die Gleichmäßigkeit der Dicke des anfangs eingegebenen
Wollevlieses.
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Um dies zu vermeiden, muss der Durchmesser der Siebtrommeln 3 der gewünschten
Arbeitsbreite der Waschmaschine angepasst werden. Ist die Breite größer muss auch
die Eintauchfläche der Wolle pro Siebtrommel 3 größer werden, was zur Folge hat,
dass die Siebtrommel 3 einen größeren Durchmesser bekommt. Eine zu große
Siebtrommel 3 ist aber auch für die Waschmaschine von Nachteil, weswegen die
Bedingungen nach Patentanspruch eingehalten werden sollen. Eine optimales Verhältnis
ergibt sich bei A = 4,66 B. Da die Eintauchfläche pro Siebtrommel 3 im Falle einer
Durchmesservergrößerung auch größer wird, könnte auch die Anzahl der
Siebtrommeln 3 pro Bad 1 beeinflusst werden, statt drei Siebtrommeln gemäß Fig. 1
kann auch eine entfallen.
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Die Umfangsfläche der Siebtrommel 3 ergibt sich aus deren Durchmesser, die dann
bei einer Lochung R/A = 3/5 eine freie Flüssigkeits-Durchtrittsfläche A von 32,7% hat.
Aus dem Durchmesser der Siebtrommel 3 ergibt sich die Stirnfläche der Siebtrommel,
die mit dem Bezugszeichen B versehen ist, jedoch fließt nur aus dem unteren
Segment, der Öffnung 10 die Flüssigkeit aus.