DE1917129C - Vorrichtung zum Naßbehandeln, insbesondere Färben - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Naßbehandeln, insbesondere Färben von in einem Druckbehälter auf einem perforierten Zylinder aufgebrachtem Textilgut, durch das die Behandlungsflüssigkeit mittels einer in ihrer Förderrichtung nicht umkehrbaren Radialpumpe hindurchführbar ist, und bei der ein mindestens zwei Kanäle, von denen einer in den Einlaß der Radialpumpe mündet und der andere mit dem Auslaß der Radialpumpe verbunden ist, aufweisendes Drehschieberventil zur Richtungsumkehr des Beh'andlungsflüssigkeitskreislaufs und zum Herbeiführen eines Kurzschlußweges der Behandlungsflüssigkeit zwischen dem Einlaß und dem Auslaß der Radialpumpe vorgesehen ist. In der Vorrichtung zirkuliert eine unter hoher Temperatur und unter hohem Druck stehende Flüssigkeit, wobei ein Druckbehälter vorgesehen ist, der einen Support zur Aufnahme der zu behandelnden Stoffe und Tücher hat. Innerhalb des Druckbehälters findet -die Behandlung, z. B. ein Färben, Entfärben usw. statt.
Aus der österreichischen Patentschrift 185 340 ist

ίο eine Vorrichtung der eingangs genannten Art be kannt. Bei der bekannten Vorrichtung ist es jedoch von Nachteil, daß ein Vierwege-Drehschieberventil verwendet werden muß und daß das Vierwegevenu! außerhalb des Flottenkessels angeordnet sein muß

Es ergibt sich darauf eine Vergrößerung der Bauabmessungen und eine komplizierte Anordnung von Rohren^ und Rohrkrümmern. Hierdurch entstehen unenviinschfe Turbulenzen in der Flotte, welche ■/>: einer Verminderung des Wirkungsgrades der Vor

ao richtung führen.

Die aus der USA.-Pak-ntMrhrift 3 092 990 und <)■■ österreichischen Patentschrift 244 274 bekannte·- Vorrichtungen enthalten Axialpumpen. Derartig Pumpen liefern eine sehr geringe Druckdifferenz, s >

as daß deren Anwendbarkeit nur dann möglich ist, wenn der Strömungswiderstand der Flotte bein.· Durchlaufen der Faserstoffe sehr gering ist. Dies ei fordert eine lockere Wickelung des Textilgutes, wo durch eine nur verhältnismäßig geringe Behandlungs menge pro Betriebsgang erzielt wird.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zum Erstbehandeln, insbesondere Fiii ben zu zeigen, bei der ein Drehschieberventi! mn einer reduzierten Anzahl von Wegen benötigt wird, wodurch kompakte Bauabmessungen und kurze Ka nalverbindungen erzielt werden.

Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Radialpumpe und das Drehschieberventil in einem durch einen Zwischenboden von dem Druckbehälter getrennten Gehäuse koaxial, zu dem perforierten Zylinder drehbar gelagert sind, der Zwischenboden zwei nierenförmige zur Drehachse des Drehschieberventils konzentrisch angeordnete, mit dem Innenraum des Zylinders bzw. dem das Textilgut umgebenden Raum des Druckbehälters verbundene öffnungen aufweist, die zwei Kanäle axial im Drehschieberventil angeordnet sind, wobei sie auf der an dem Zwischenboden angrenzenden Seite der Form der öffnungen übereinstimmende Stirnflächen besitzen, auf der anderen Seite der mit dem Einlaß der Radialpumpe verbundene Kanal kreisförmig, der mit dem Auslaß der Radialpumpe verbundene Kanal kreisringförmig ausgebildet ist.

Eine Ausgestaltung der Erfindung ist darin zu sehen, daß das Drehschieberventil im Zwischenboden gelagert ist.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß das Drehschieberventil am äußeren Umfang mit einer Verzahnung versehen ist, die mit einem Zahnrad kämmt, welches auf einer Welle befestigt ist, die drehbar aus dem Gehäuse herausgeführt ist.

Hierbei ist es von Vorteil, daß eine Anzeigevorrichtung vorgesehen ist, die die Winkelstellung des . Drehschieberventils anzeigt und über Zahnräder von der Verzahnung betätigbar ist.

Die Erfindung bringt folgende Vorteile mit sich. Es

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werden gleichzeitig die Strömungsrichtung und die Strömungsgeschwindigkeit durch das Textilgut mittels eines einzigen Ventilkürpers eingestellt. Der Strömungswiderstand außerhalb des Texülguts und die Wurmeverluste werden auf ein Minimum reduziert, da die Pumpe der Venlilkörper und die Einstellvorrichtung innerhalb des Pumpengehäiises angeordnet sind. Die Flüssigkeit wird durch die gesamte Oberflache de behandelnden Stoffe hindurchgeleitet, wodurch eine gleichmäßige Naßbehandlung bzw. Färbung erzielt wird.

Die Geschwindigkeit der das Textilgut durchdringenden Flüssigkeit kann sowie auch die Flüssigkeits-ηκ-iige auf einen beliebigen Wert zwischen Null und einem Maximalwert in beide Strömungsrichtungen viruesteüt werden. Dies wird erfindungsgemäß allein i!i;:.h Drehung des DrehschieberventJls erreicht. Die (n-chwindigkeit der den Stoff von innen nach außen (·.·'·.■: um außen nach innen durchdringenden Flüssig- ! -.. können gleich groß oder verschieden eingestellt v..;den und es ist ferner möglich, die Geschwinüigk.'.i der das Textilgut durchdringenden Flüssigkeit 11: Miüngig von der Durchflußrichtung einzustellen. 1- '!sprechend dem zu behandelnden Stoff kann somit itvi.T gewünschte Wert eingestellt werden und man _t: ,iiilt ausgezeichnet gefärbte Stoffe.

! ^v>ie Erfindung wird an Hand in der Zeichnung dar- ;>..sullior bevorzugter Ausführungsformen näher eril·.inert. Es zeigt

I·" i g. I einen Längsschnitt durch eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung,

I i g. 2 einen Querschnitt längs Linie 11-11 in ! ,μ. 1.

!·' i g. 3 und 4 Querschnitte längs den Linien I11-1II und IV-IV in Fig. I.

F i a. 5 einen Querschnitt längs Linie V-V in Fig. I.

In den F i g. I bis 5 der Zeichnung ist eine bevorzugte Ausführungsform dargestellt, die bei einer Hochtemperatur- und Hochdruckfärbevorrichtung benuizt wird.

Bei der in der Zeichnung dargestellten Vorrichtung ist ein unter Druck stehender Druckbehälter 1 vorgesehen, der an seinem einen Ende mit einem lösbaren Deckel 2 versehen ist. Ein perforierter Zylinder 4, der am äußeren Umfang mit dem zu behandelnden Textilgut 3 bewickelt ist, ist innerhalb des Druckbehälters 1 angeordnet. Die Achsen des Zylinders 4 und des Druckbehälters 1 fallen zusammen.

Am anderen Ende des Druckbehälters 1 ist ein Zwischenboden 5 mit öffnungen Sa und Sb zum Hindurchführen der Flüssigkeit vorgesehen. Zu beiden Seiten des Zwischenbodens 5 sind über Flansche der Druckbehälter 1 und ein Gehäuse 6 befestigt. An einem Ende des perforierten Zylinders 4 ist eine Leitung 7 für die Flüssigkeit vorgesehen, deren vorderstes Ende mit der öffnung 5« in Verbindung steht. Die Leitung 7 ist an einer bestimmten Stelle durch eine Rippe 8 unterstützt, die vom inneren Umfang der Wand des Druckbehälters 1 absteht, sowie durch eine leitblechartige Wand, die nachstehend näher beschrieben wird.

Eine Spindel 10 ist an ihrem einen Ende durch Rippen 9 unterstützt, die vom inneren Umfang des — in der Zeichnung — linken Teiles der Leitung 7 ausgehen. Die Spindel 10 erstreckt sich in Richtung der Achse des Zylinders 4 und ist mit ihrem aus dem Zylinder 4 herausgeführten Ende mit einer Mutter 11 verbunden. Der Support 4 wird durch die Mutier 11 an einer bestimmten Stelle festgehalten.

In Fig. i und 5 ist eine leitblechartige Wand 12 dargestellt, die vom äußeren Umfang der Leitung 7 absteht und mit ihren beiden Enden mit der inneren Seitenwand des Druckbehälters 1 verbunden ist. Die Wand 12 dient zur Führung der Flüssigkeit innerhalb des Druckbehälters 1 zu der Öffnung 5 b und zusammen mit der Rippe 8 zur Abstützung der Leitung?. Wärmeaustauscherrohre 13 umgeben die Leitung 7.

Durch das Gehäuse 6 ist eine Welle IS am rechten Gehäuseende hindurchgeführt, die über eine Kupplung 14 mit der Antriebswelle eines nicht dargestellten beliebigen Antriebsmotors verbunden ist. Eine Radialpumpe 16 ist fest mit dem in das Gehäuse 6 hineinragenden Ende der Welle 15 verbunden. Ein Einlaßgehäuse 18 ist fest mit Führungswänden 17 verbunden, die radial von der Innenwand des Gehäuses 6 ausgehen.

Ein Drehschieberventil 19 ist innerhalb des Gehäuses 6 zur Regelung dci Richtung, der Geschwindigkeit und der Menge der Flüssigkeit angeordnet. Das DrehschieberventU 19 hat einen Kanal 19 a. der mit der Einlaßseite der Radialpumpe 16. und einen Kanal 19 h, der mit der Auslaßseite der Radialpumpe 16 verbunden ist. Am äußeren Umfang des einen Endes des Drehschieberventils 19 ist eine Verzahnung 20 befestigt. Eine innere Umfangsfläche dieses Endes des Drehschieberventils 19 ist drehbar auf dem Einlaßgehäuse 18 gelagert. Am anderen F.nde des Drehschieberventils 19 ist ein Auge 19 t vorgesehen, welches drehbar mit einer Ventilwelle 21 verbunden ist, die durch den Mittelpunkt des Zwischenbodens 5 hindurchgeführt ist. Die offenen Enden der Kanäle 19« und 19 b, die die gleiche niercnförmige Form wie die zugeordneten öffnungen 5« und Sb haben und zur Drehachse des Drehschieberventils 19 konzentrisch angeordnet sind, sind durch einen kleinen Abstand von dem Zwischenboden 5 getrennt.

F i g. 2 zeigt die Mittel zum Antreiben des Drehschieherventils 19 und zum Anzeigen der Ventilstellung. Das mit dem Drehschieberventil 19 einstückig verbundene die Verzahnung 20 aufweisende Schnekkenrad kämmt mit einem als Schnecke 25 ausgebildeten Zahnrad 25. das auf einer Welle 24 angeordnet ist, welche über eine Kupplung 22 mit der Antriebswelle eines nicht dargestellten Ε-Motors verbunden ist, der eine geringe Geschwindigkeit und eine geringe Trägheit aufweist. Die Welle 24 ist quer zur Achsrichtung des Drehschieberventils 19 angeordnet und in Lagern 23 gelagert. Durch den Ε-Motor wird eine Drehung um einen bestimmten elektrisch definierten Winkel bewirkt. Ein Kegelrad 27 ist an dem einen Ende der Welle 24 befestigt und in einem Zahnradgehäuse 26 angeordnet. Das Kegelrad 27 kämmt mit einem anderen Kegelrad 29, welches auf einer ebenfalls in dem Zahnradgehäuse 26 angeordneten Welle 28 bi-fastigt ist. Auf der Welle 28 ist eine Schnecke 29' angeordnet, die mit einem Schneckenrad 31 kämmt, welches auf einer Welle 30 zum Anzeigen der Ventilstellung angeordnet ist. Die Welle 30 ist drehbar aus dem Zahnradgehäuse 26 herausgeführt und trägt an ihrem aus dem Gehäuse herausragenden Ende einen Zeiger 33, der mit einer außen am ZahnradgehKuse 26 angeordneten Anzeigescheibe 32 zusammenarbeitet.

Wie aus F i g. 1 ersichtlich, ist auf der Auslaßseite einer Pumpe 34 eine Druckleitung 35 für die Flüssig-

keit angeschlossen, die mit dem Druckbehälter 1 in Verbindung steht. Auf der Ansaugseite ist ein Vorratsbehälter 37 über eine Leitung 36 angeschlossen. Der Vorratsbehälter 37 steht mit einem Überlauf 39 des Druckbehälters 1 über einen Kühler 38 in Verbindung, so daß die überschüssige Flüssigkeit des Druckbehälters 1 mit bestimmtem Druck über den Überlauf 39 ausfließt und über den Kühler 38 dem Vorratsbehälter 37 zugeführt wird. Während ein Behandlungsmittel dem Vorratsbehälter 37 zugegeben wird, wird unter gleichzeitigem Unterdrucksetzen von Wasser in dem Druckbehälter 1 das Behandlungsmittel dem Wasser zugegeben. Für die Wasserzufuhr ist eine öffnung 40 in dem Druckbehälter 1 vorgesehen.

Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist folgende: Nach dem Schließen des Dekkels 2 des Druckbehälters 1 wird derselbe über die Öffnung 40 mit Wasser gefüllt. Ein Behandlungsmittel wird dem Vorratsbehälter 37 zugegeben und gleichzeitig wird die Pumpe 34 angestellt, um den Druckbehälter 1 unter Druck setzen und die Behandlungsflüssigkeit einzupumpen. Ein überschüssiger Teil der Durchflußmenge wird mit bestimmtem Druck über den Überlauf zu dem Vorratsbehälter 37 nach Durchströmen des Kühlers 38 zurückgeleitet.

Wenn die Radialpumpe 16 in Betrieb ist, wird die Flüssigkeit durch den zu behandelnden Stoff hindurchgeleitet und über die Wärmeaustauscherrohre 13 erwärmt. Die Flüssigkeit wird durch die leitblechartige Wand 12 zu der öffnung 5 ft des Zwischenbodens 5 geleitet. Sodann fließt die Flüssigkeit durch den Kanal 19 a des Drehschieberventils 19 in das Einlaßgehäuse 18 mit der Radialpumpe 16, so daß die Flüssigkeit weitergepumpt wird. Die gepumpte Flüssigkeit wird mit einer bestimmten Umfangsgeschwindigkeit, die durch die Führungswände in eine axiale Geschwindigkeit umgeformt wird, in den Zylinder 4 nach Durchströmen des Kanals 19 ft, der öffnung 5 a und der Leitung 7 eingeleitet. Hierauf durchströmt die Flüssigkeit das Textilgut 3 von innen nach außen.

Die Einstellung der Strömungsrichtung in bezug auf der. zu färbenden Stoff und der Flüssigkeitsmenge bzw. der Flüssigkeitgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der Menge der zu färbenden Stoffe wird dadurch erreicht, daß das Drehschieberventil 19 in eine bestimmte Winkellage gedreht wird, wie dies nachstehend näher beschrieben ist.

Wie Fig.3 zu entnehmen, sind in dem Zwischenboden 5 zwei nierenförmig gekrümmte Durchflußöffnungen 5 α und 5 & im oberen und unteren Teil vorgesehen, die symmetrisch zu einem Durchmesser /4,-/4', ausgerichtet sind. Der mit dem Auslaß der Radialpumpe 16 verbundene Kanal 19 b und der mit deren Einlaß verbundene Kanal 19 α des Drehschieberventils 19 sind mit öffnungen versehen, die den öffnungen 5 a und Sb gegenüberliegen. Diese öffnungen haben dieselbe Form und liegen auf denselben konzentrischen Kreisen wie die öffnungen 5 a und 5 b und sind zu beiden Seiten eines Durchmessers v4g-A\ (s. F i g. 4) symmetrisch angeordnet.

Das Drehschieberventil 19 ist durch das Einlaßgehäuse 18 und die Ventilwelle 21 drehbar gelagert, und zwar derart, daß zwischen dem Ende des Drehschicbcrventiis 19 und dem Zwischenboden 5 ein kleiner Spalt besteht. Das Drehschieberventil 19 kann durch Betätigung eines Ε-Motors über die Welle 24, die Schnecke 25 und das Schneckenrad 20 um einen beliebigen Winkel gedreht werden.
' Die Winkellage des Drehschieberventils 19 wird durch den Zeiger 33 auf der Anzeigescheibe 32 angezeigt. Die Drehung der Welle 24 wird hierbei über die Kegelräder 27 und 29 auf die Welle 28 übertragen, die ihrerseits über die Schnecke 29' und das Schnekkenrad 31 die Welle 30 betätigt.

Wenn das Drehschieberventil 19 in eine Lage gebracht wird, wo der Durchmesser B.,-ß'₂ zusammenfällt mit dem Durchmesser A_x-A'\ der Zwischenwand 5 (s. F i g. 3 und 4), steht das offene Ende des Kanals 19 α mit beiden öffnungen 5 α und 5 ft in Verbindung, wobei beide Verbindungswege gleiche Querschnittsflächen haben. Das gleiche gilt für den Kanal 19 b, der ebenfalls zur einen Hälfte mit der öffnung 5 α und zur anderen Hälfte mit der öffnung

ao 5 b in Verbindung steht. Dies bedeutet, daß die Hälfte der über den Kanal 19 b geförderten Flüssigkeit durch die öffnung 5 α wieder in den Einlaßkrümmer 19 a zurückströmt, während die andere Hälfte der Förderflüssigkeit durch die Öffnung 5 ft, den Kanal 19 α, das Einlaßgehäuse 18 und die Radialpumpe 16 gefördert und sodann wieder in den Kanal 19 ft eingeleitet wird. Der gesamte Flüssigkeitsdurchfluß ist somit »kurzgeschlossen«, d. h. es strömt keine Flüssigkeit durch das Textilgut 3.

Ausgehend von dem vorgenannten Strömungszustand, wo /I₁ und A\, B₂ und B'„ gegenüberliegen, wird das Drehschieberventil 19 im Uhrzeigersinn — Blickrichtung von der Seite der Radialpumpe 16 — gedreht. Hierbei wird die Querschnittsfläche der Auslaßöffnung des Kanals 19 ft, die mit der Öffnung 5 a in Verbindung steht, vergrößert, während die Querschnittsfläche, die mit der öffnung 5 ft in Verbindung steht, verkleinert wird.

Die Querschnittsflache des offenen Endes des Kanals 19 a, die mit der öffnung 5 ft in Verbindung steht, wird vergrößert, während die Querschnittsfläche, die mit der öffnung 5 α in Verbindung steht, verkleinert wird.

Bei der vorgenannten Verdrehung des Diehschic-

berventils 19 wird die Geschwindigkeit der den Stoff durchströmenden Flüssigkeit vergrößert. Diese Vergrößerung hält bei einer Winkeldrehung des Ventilkörpers so lange an, bis B₁B_n und B\B'„ gegenüberliegen. Hierbei ergibt sich "ein Maximalwert der

Durchflußmenge und/oder Geschwindigkeit.

Ausgehend von dem Zustand, wo A₁B_& und A\B'„ gegenüberliegen, ergibt sich bei einer Drehung des Drehschieberventils 19 im Gegenuhrzeigersinn eine ähnliche Beziehung zwischen dem Drehwinkel und der Querschmttsfläche des Verbindungsweges wie im Falle der Drehung im Uhrzeigersinn. Die Richtung der Strömung wird im Gegensatz zu der Drehung im Uhrzeigersinn umgekehrt, d. h. die Flüssigkeit durchdringt den Stoff von außen nach innen und die Flüssigkeitsmenge und/oder die Durchflußgeschwindigkeit der den Stoff durchdringenden Flüssigkeit nehmen bei der Drehung des Drehschieberventils 19 zu bis JT₁B₂ und B₁B', gegenüberliegen. Bei diesen Stel lungen hält man die Maximalwerte bei umgekehrte

Strömungsgeschwindigkeit.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Naßbehandeln, insbesondere Färben von in einem Druckbehälter auf einem perforierten Zylinder aufgebrachtem Textilgut, durch das die Behandlungsflüssigkeil mittels einer in ihrer Förderrichtung nicht umkehrbaren Radialpumpe hindurchführbar ist, und bei der ein mindestens zwei Kanäle, von denen einer in den Einlaß der Radialpumpe mündet und der andere mit dem Auslaß der Radialpumpe verbunden ist, aufweisendes Drehschieberventil zur Richtungsumkehr des Behandlungsflüssigkeitskreislaufs und zum Herbeiführen eines Kurzschlußweges der Behandlungsflüssigkeit zwischen dem Einlaß und dem Auslaß der Radialpumpe vorgesehen ist, dadurchgekennzeichnet, daß die Radialpumpe (16) und das Drehschieberventil (19) in einem durch einen Zwischenboden (5) von dem Druckbehälter (1) getrennten Gehäuse (6) koaxial, zu dem perforierten Zylinder (4) drehbar gelagert sind, der Zwischenboden (5) zwei nierenfürmige zur Drehachse des Drehschiebcrventils (19) konzentrisch angeordnete, mit dem Innenraum des Zylinders (4) bzw. dem das Textilgut (3) umgebenden Raum des Druckbehälters (I) verbundene Öffnungen (5«, Sb) aufweist, die zwei Kanäle (i9o, 19 b) axial im Drehschiebei ventil (19) angeordnet sind, wobei sie auf der an dem Zwischenboden (5) angrenzenden Seite der Form der Öffnungen (S«, 5 b) übereinstimmende Stirnfläche besitzen, auf der anderen Seite der mit dem Einlaß der Radialpumpe (16) verbundene Kanal (19«) kreisförmig, der mit dem Auslaß der Radialpumpe (16) verbundene Kanal (19/>) kreisringförmig ausgebildet ist.

2. Vorrichtung gemäß Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß das Drehschieberventil (19) im Zwischenboden (5) gelagert ist.

3. Vorrichtung gemäß Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Drehschieberventil (19) am äußeren Umfang mit einer Verzahnung (20) versehen ist, die mit einem Zahnrad (25) kämmt, welches auf einer Welle (24) befestigt ist, die drehbar aus dem Gehäuse (6) herausgeführt ist.

4. Vorrichtung gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzeigevorrichtung vorgesehen ist, die die Winkelstellung des Drehschieberventils (19) anzeigt und über Zahnräder von der Verzahnung (20) betätigbar ist.