DE19608442A1 - System für die Tauchfärbung zur automatischen Chemikalien-Dosierung und pH-Überwachung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein System für die Tauchfärbung zur automatischen Chemikalien-Dosierung und pH-Überwachung.

Die Anlage besteht aus einem Mechanismus, welcher die Zugabe von Chemikalien zur Färbanlage und den pH-Wert überwacht und steuert.

Diese automatische Zusatz-Dosierungs- und pH-Überwachungs-Fär­ beanlage umfaßt eine pH-Meßanzeige, ein Thermometer, einen Regler, eine Pumpe zum Hinzufügen der Chemikalien, ein Wasserventil, einen Chemikalien-Tank, einen stufenlos wirksamen Füllstandsanzeiger, ein Mischventil und ein Chemikalien-Einlaßventil. Die Steuereinheit ist so konstruiert, daß sie den Prozeß gemäß mehrerer in der Steuereinheit hinterlegter chemischer Kennlinien steuert. Der Bediener bestimmt in Abhängigkeit von seinen Chemikalien- Dosierungs- und pH-Überwachungsanforderungen den Zeitpunkt der Chemikalienzusätze und den vorbestimmten pH-Wert. Wenn dies getan ist, steuert die Steuereinheit - gemäß der von dem Rediener angewählten chemischen Kennlinien und der pH-Zielwerte, die Chemikalien-Pumpe, daß Mischventil und das Dosierungsventil für die Chemikalien. Die Che­ mikalien-Aggregate fangen an zu arbeiten und die Färblauge in dem Chemikalien-Tank fließt in die Färbanlage. Der Füllstandsanzeiger, die pH-Meßanzeige und das Thermometer messen das Flüssigkeitsvolumen im Chemikalien-Tank, den pH-Wert und die Temperatur der Färblauge in der Färbanlage. Diese Informationen werden jeweils an die Steuereinheit zurückgegeben, welche automatisch den pH-Wert und die chemische Konsistenz der Färblaugemonitoren (überwachen und anzeigen) kann. Die letzte Stufe besteht in der automatischen Steuerung der chemischen Werte und des pH-Wertes.

Kleidung hat schon immer dem menschlichen Körper Schutz geboten, schon seitdem die ersten Menschen Blätter und Tierfelle benutzten, um sich zu bedecken. Im Zuge des sich vergrößernden Wissens, wandelten sich die zur Bekleidung verwendeten Stoffe von den ursprünglich natürlichen Materialien hin zu synthetischen Materialien. Die Automatisierung erlaubt uns, unsere eigene Kleidung herzustellen und der Prozeß der Färbung wurde sehr wichtig. Das Färben kann die Farbe der Stoffe für immer verändern. Es beeinflußt das Erscheinungsbild, die Farbe und den Glanz des Materials und ist im Herstellungsprozeß fest integriert.

Im allgemeinen treten während des Herstellungsprozesses als die drei Basiselemente für das Färben die Farbstoffe selbst, das zu färbende Material und das Färbmedium auf. Das Färbmedium ist gewöhnlich Wasser, welches der Farbe ein direktes Einwirken auf das Material ermöglicht. Unterschiedliche Methoden fordern jedoch unterschiedliche Farben. Färbsäure z. B. produziert während des Färbens von Wolle, Seide und Polyamid Farbmoleküle mit säurehaltigen, positiv geladenen Partikeln. Als Resultat erlangt das Material einen sehr strahlenden Glanz. PET-Stoffe können ebenso unter diesen Bedingungen einer konzentrierten Säure gefärbt werden. Auf der anderen Seite benötigen basische Farbstoffe wie Purpur und Indigo eine basische Flüssigkeit als Medium, weil sie sich nicht in Wasser auflösen. Zum Beispiel: Vulkanisierter Farbstoff, da er aus einer schwefelhaltigen Komponente besteht, löst sich nicht in Wasser auf und ein basischer Farbstoff muß daher als Medium genommen werden. Gleichermaßen werden basische Farbstoffe oft zum Färben von Baumwolle benutzt. Wie man nachvollziehen kann, stellt die Steuerung des pH-Wertes (Säure-Basewert) während des Färbprozesses einen entscheidenden Faktor dar.

Im gewöhnlichen Färbprozeß der Textilindustrie, hat der pH-Wert des Farbstoffes einen großen Einfluß auf das Endprodukt. Zum Beispiel: Während des Färbungsprozesses, vergrößert sich die Reaktionsgeschwindigkeit zwischen dem Farbstoff und den Stoffmolekülen in einem Verhältnis, welches direkt proportional zum pH-Wert ist. Um die erste Stufe der Reaktion steuern zu können, sollte daher der pH-Wert nicht zu hoch gewählt werden. Auch die Menge der hinzuzufügenden Chemikalien sollte gesteuert werden. Gebräuchlicherweise werden die Chemikalien manuell hinzugefügt und es werden daher erfahrene und gut ausgebildete Mitarbeiter benötigt, um eine solche Anlage zu fahren. Es werden somit nicht nur Zeit und menschliche Ressourcen verschwendet, sondern diese Vorgehensweise ist ineffizient und ungeeignet. Dies beeinflußt die Qualität der Endprodukte. Das Ergebnis kann ein ungleichmäßig gefärbtes und ein relativ niedrige Qualität aufweisendes Produkt sein. Dies ist das größte Problem der modernen Textilindustrie.

Die Aufgabe der Erfindung besteht somit darin, die obengenannten Nachteile zu vermeiden. Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs. Die Unteransprüche stellen weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung dar.

Demzufolge bemühte sich der Erfinder, nach Verbesserungen für die Färbmethoden zu suchen. Nach mehreren Versuchen, erfand er schließlich eine Färbanlage mit automatischen Funktionen zur Hinzugabe von Chemikalien und zur Steuerung des pH-Wertes. Hierzu legte er der Steuereinheit mehrere chemische Kennlinien zur Steuerung zugrunde. Nach Eingabe der Dosierungszeitpunkte für die Chemikalien und des vorbestimmten pH-Wertes, kann der Bediener die geeignete chemische Kennlinie auswählen. Die Steuereinheit hat zwei getrennte Steuerbetriebsarten, die Betriebsart Mengensteuerung und die Betriebsart pH-Wertsteuerung. Die Steuereinheit verwaltet die Arbeitsweise der Maschine und setzt die Chemikalienpumpe, das Mischventil und das Ventil für die chemischen Zusätze folgerichtig in Gang. Die geeigneten Mengen an Färbflüssigkeit gelangen von dem Chemikalien-Tank in die Färbanlage. Das pH-Meßgerät und das Thermometer, welche innerhalb der Färbanlage angebracht sind, und der Füllstandsanzeiger innerhalb des Chemikalientanks, reagieren getrennt auf den pH-Wert der Färbsäure in der Anlage und auf die Menge des zugegebenen Materials. Um besser auf die pH-Werte und die chemischen Zustände reagieren zu können, ist der chemische Kontrollmechanismus als geschlossener Regelkreis ausgeführt. Auf diese Weise kann die Anlage in geeigneter Weise die pH-Werte und die Menge der der Anlage zugefügten chemischen Flüssigkeiten steuern. Diese Erfindung ist vollständig automatisch und kann in geeigneter Weise den Dosierungsprozeß regulieren.

Die Leichtigkeit, mit der der Farbstoff hinzugefügt und der pH-Wert vergrößert werden kann, erlaubt eine höhere Qualität gefärbter Stoffe und erhöht die Wettbewerbsfähigkeit der Textilindustrie. Auf diese Weise bietet die vorliegende Erfindung eine Verbesserung für den Leistungsstand und das technische Fachwissen der Industrie an.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer beispielhaften Ausführungsform und entsprechender Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen

Fig. 1 die Systemkonfiguration der Erfindung;

Fig. 2 ein Flußdiagramm des zentralen Steuermechanismus für die Chemikalienzufuhr;

Fig. 3 ein Flußdiagramm für die Steuerung des pH-Wertes;

Fig. 4 die pH-Plankurven;

Fig. 5 ein Flußdiagramm für die Steuerung der Dosierung;

Fig. 6 die chemischen Kennlinien für die Steuerung der Dosierung;

Fig. 7 die Antwortzeit-Kurven für die Steuerung des pH-Wertes;

Fig. 8 die Antwortzeit-Kurven für die Steuerung der Menge.

Zunächst wird auf Fig. 1 Bezug genommen. Die Erfindung umfaßt eine Tauchfärbung, einen automatischen Chemikalienzusatz, ein pH-Steuerungssystem sowie eine Färbanlage 1.

Die Färbanlage 1 ist eine Eintauchanlage, welche bei normaler Temperatur und normalem Druck arbeitet. Der absolute Arbeitsdruck beträgt weniger als ein Kilogramm pro Quadratzentimeter. Die Arbeitstemperatur beträgt bis zu 100°C. Die Maschine weist keine speziellen Beschränkungen auf. Es könne Mull und Stoff gefärbt werden.

In der Färbanlage 1 sind ein pH-Meßgerät 2 und ein Thermometer 3 vorgesehen. Das pH-Meßgerät 2 mißt den pH-Wert der Färbflüssigkeit in der Färbanlage 1. Das pH-Meßgerät 2 besteht aus Glaselektroden und kann Temperaturen bis 135°C widerstehen. Das Thermometer 3 mißt die Temperatur der Färbflüssigkeit.

In der Färbmaschine 1 ist eine Umwälzpumpe 4 vorgesehen, welche in Form einer Zentrifugalpumpe ausgeführt ist und den Strom in die Färbanlage 1 lenkt.

Die Steuereinheit 5 ist die zentrale Steuereinheit der Anlage. Sie ist in einem Industriecomputer untergebracht, ist netzwerkfähig und hat überwachende und steuernde Eigenschaften. Ihre Funktionsweise stellt sicher, daß die Farbe automatisch während des Herstellungsprozesses zum Stoff gebracht wird. Sie kann mit anderen Steuereinheiten kommunizieren. Sie kann die Stoffverarbeitung steuern und kann an die umgebende Ausrüstung angeschlossen werden bzw. diese ansteuern. Die Steuereinheit 5 ist sehr widerstandsfähig. Sie weist zwei Betriebsarten, nämlich manuell und automatisch auf. Sie kann das Mixen und das Auflösen der Chemikalien, das Reinigen und die Ausflußfunktionen des Chemikalientanks steuern. Seine automatische Betriebsart läßt wiederum zwei Betriebsarten - die Betriebsart Dosierungssteuerung und die Betriebsart pH-Steuerung zu. Nur eine dieser Betriebsarten kann zu irgendeiner Zeit eingeschaltet werden. Die gesamte Arbeitsweise hängt von den Eingabeinformationen des Bedieners ab. Die charakteristischen Arbeitsweisen der Steuerung sind im folgenden gezeigt (Tabelle 1):

Tabelle 1

In beiden Betriebsarten sowohl pH-Steuerung als auch Dosierungssteuerung können dem Bediener pH-Steuerungskennlinien und Kennlinien für die Chemikaliendosierung angeboten werden.

Die Chemikalienpumpe 6 ist eine Zentrifugalpumpe mit einer Ausgangsleistung von einem PS und weist einen Druckbereich von 0,5 bis 30 kg pro Quadratzentimeter auf. Sie ist das Hauptantriebsaggregat der Färbanlage 1.

Das Trockenlegungsventil 7 wird manuell bedient und besteht aus einem Kugelventil. Es befindet sich auf dem Boden des Chemikalientanks 8.

Der Chemikalientank 8 weist ein Volumen von 200 Liter auf und ist aus Edelstahl SUS 304 gefertigt.

Die stufenlose Füllstandsanzeige 9 kann Füllstände von 0 bis 80 cm messen, mit einer Genauigkeit von ± 0,2%. Sie befindet sich im Chemikalientank 8, so daß sie den Flüssigkeitsspiegel messen kann.

Das Mischventil 10 befindet sich im Ausgangsrohr zwischen dem Chemikalientank 8 und der Chemikalienpumpe 6. Es mischt die von dem Chemikalientank 8 abfließende Flüssigkeit.

Das Dosierungsventil 11 für die Chemikalien besteht aus einem Korkventil und befindet sich in der Rohrleitung zwischen der Chemikalienpumpe 6 und der Färbanlage 1. Es stellt das Hauptantriebselement für die Kontrolle der Chemikalien dar und kann die Färbflüssigkeit von der Chemikalienpumpe 6 in die Färbanlage 1 durchlassen.

Das oben beschriebene Mischventil 10 und das Chemikalienventil 11 beinhalten beide elektromagnetisch betriebene Ventile (sie sind nach dem Vorbild elektromagnetischer Ventile gestaltet) und werden über die Steuereinheit 5 gesteuert. In der gleichen Weise wird die Chemikalienpumpe 6 durch die Steuereinheit 5 angesteuert.

Das pH-Meßgerät 2, das Thermometer 3 und die Füllstandsanzeige 9 können Informationen bezüglich des pH-Wertes, der Temperatur der Färbanlage 1 und des Füllstands des Chemikalientanks 8 zurück zur Steuereinheit 5 liefern. Sie stellen auf dieses Weise Referenzwerte für die automatische Steuerung der Chemikalien und des pH-Wertes der Färbflüssigkeit bereit. Dies ist der grundsätzliche Aufbau und der Regelungskreis für die automatische Steuerung des pH-Wertes gemäß dieser Erfindung.

Die Tabelle 1 beschrieb die Grundlagen für die automatische Chemikalienzugabe der Tauchfärbeanlage und des pH-Steuerungssystems. Im folgenden wird auf die Fig. 2 Bezug genommen. Fig. 2 zeigt die Hauptprozesse der automatischen Steuerung der Steuereinheit 5, umfassend die Betriebsart pH-Steuerung und die Betriebsart Mengensteuerung. Sie zeigt, daß die Steuereinheit 5 das Hauptsystem für den Regelkreis liefert. Das Hauptsystem der Steuereinheit 5 (das heißt sein Hauptsteuerungsprogramm), steuert die Farbzugabe und den pH-Wert der Färbanlage 1 in Abhängigkeit der Betriebsart (pH- oder Mengenregelung).

Bei Wahl der Betriebsart pH-Steuerung tritt folgende Steuersequenz auf. Der vorbestimmte pH-Wert wird zunächst durch den Bediener eingegeben und dann beginnt das System, den pH-Wert zu überwachen. In der Betriebsart Mengenregelung gibt der Bediener die chemische Reaktionszeit ein, wählt die entsprechende chemische Kennlinie und gibt die Menge der abzuscheidenden Chemikalien an. Dann erlaubt es der Mechanismus (bestehend aus der Chemikalienpumpe 6, dem Mischventil 10 und Zugabeventil 11) Schritt für Schritt, daß die Färbflüssigkeit von dem Chemikalientank 8 in die Färbanlage 1 gelangt. Danach beginnen die pH-Anzeige 2 und das Thermometer 3 damit, den in der Färbanlage 1 bestehenden pH-Wert an die Steuereinheit 5 zurückzusenden.

Dann wird wiederum der Regelkreis der Betriebsart pH-Steuerung aktiviert und der Prozeß verläuft gemäß der Regelschleife. Zum Verzweigen in die Steuerprozedur "Rückgabewerte der Chemikalienmengen" kann auf die im Chemikalientank 8 befindliche Füllstandsanzeige 9 vom System zugegriffen werden, womit zur Steuersequenz der Betriebsart Mengenregelung zurückgekehrt wird. Auf diese Weise wird die gesamt Regelschleife des Hauptsystems gemäß Fig. 2 durchlaufen. So wird durch die erfindungsgemäße Steuersequenz die Tauchfärbautomatik, die Chemikalienzugabe und das pH-Kontrollsystem gebildet.

Im folgenden wird auf die Fig. 3 bis 8 Bezug genommen. Die Steuereinheit 5 dieser Erfindung ist im Tauchfärbprozeß überwiegend mit den Betriebsarten pH-Regelung und Mengenregelung beschäftigt. Diese beiden Betriebsarten bilden die beiden grundsätzlichen Aspekte des Prozesses zur Steuerung der automatischen Zugabe von Chemikalien. Wie die Fig. 3 bis 6 zeigen und wie auch aus den Fig. 7 und 8 ersichtlich, sind diese beiden Betriebsarten für die Kurven des Zeitverhaltens wichtig. Die Grundlagen der Betriebsart pH-Regelung werden in Fig. 3 gezeigt. In diesem Bild wird der pH-Eingangswert als pHin bezeichnet. Dieser Wert kann sehr schnell berechnet werden. Die Bediener haben aber unterschiedliche Anforderungen an die Färbung. Sie können wählen ob sie Säure oder Alkali hinzugeben wollen und können die geeigneten Betriebsarten auswählen. Sie können ihre eigenen chemischen Reaktionszeiten oder ihre eigenen pH-Kennlinien bestimmen. Gewöhnlich ist der Bereich des pH-Wertes des Farbstoffes eine lineare Kurve. Fig. 4 zeigt Beispiele von solchen Kurven. Jede Kurve liegt innerhalb der Regelzeit, so etwa innerhalb von 10 bis 20 Sekunden, so daß der Bediener mitverfolgen kann, wie der pH-Wert der Färbanlage 1 sein Gleichgewicht erreicht. Zeitfehler beeinflussen die Steigung der Kurven kaum. Die Steigung der Kurve 1 ist am größten und bietet die beste Regelungsmöglichkeit. Kurve 3 ist am wenigsten kontrollierbar, ist jedoch für die Regelung von Färbprozessen mit hoher Absorptionsrate am geeignetesten.

pHc bedeutet den Befehl für die Chemikalienzugabe, Gp stellt den entsprechenden Verstärkungsfaktor dar, pHe ist die pH-Abweichung, pHout ist der tatsächliche pH-Wert der Flüssigkeit. Der tatsächliche pH-Wert kann gefunden werden nachdem der Wert pHin eingegeben wurde. Wenn dies einmal geschehen ist, mißt das pH-Meßgerät 2 in der Färbanlage 1 den tatsächlichen pH-Wert pHout und sendet diesen zurück an die Steuereinheit 5. Hier setzt die Steuereinheit 5 den Wert mit dem vorgegebenen pH-Zielwert ins Verhältnis und berechnet so den Wert der pH-Abweichung pHe. Um die Anweisung pHc für die Chemikalienzugabe zu ermitteln (das heißt die Stellgröße für den Antrieb), wird der Verstärkungsfaktor Gp mit dem errechneten Ergebnis multipliziert. Der Wert pHc wird dem Mechanismus zur Chemikalienzugabe übergeben. Zum Beispiel:
Das Chemikalienventil 11 öffnet und gibt Chemikalien hinzu. Wenn der Wert pHe negativ ist (der pH-Eingabewert wird von dem tatsächlichen pH-Wert pHout subtrahiert und das Ergebnis ist ein negativer Wert), so wird das Chemikalienventil 11 nicht bewegt. Wenn nur ein tatsächlicher pH-Wert pHout vorliegt, welcher im Vergleich zum pH-Eingabewert pHin klein ist, so wird die Verhältniszahl positiv werden und das Chemikalienventil 11 wird betätigt. Der Verstärkungsfaktor Gp bestimmt die Zeit für einen Umwälzvorgang des Systems. Aufgrund verschiedener charakteristischer unterschiedlicher Färbanlagen, kann eine Veränderung der Umwälzzeit erwünscht sein, oder ein bestimmter pH-Wert pHout kann eine Veränderung in der Bestimmung des Zielwertes erforderlich machen, oder es kann am besten sein, wenn die Umwälzung gedrosselt wird. Diese Erfindung kann sehr präzise den Prozeß der Zugabe von Chemikalien und des Erreichens von pH-Zielwerten steuern.

Fig. 5 erläutert die Grundprinzipien der Betriebsart Mengensteuerung dieser Erfindung. Qin stellt die Eingabemenge der Chemikalie dar, Qc bedeutet den Befehl zur Zugabe von Chemikalien, Gp stellt den Verstärkungsfaktor dar, Qe ist die Mengenabweichung an Chemikalien, Qout ist die tatsächliche Menge an Chemikalien. Nachdem der Bediener die chemische Kennlinie und die Zeit für den Zusatz der Chemikalien eingegeben hat, beginnt die Mengenberechnung für die Zugabe der Chemikalien und man erhält die Zugabemenge Qin für die Chemikalien. Das heißt, daß die Steuereinheit 5 automatisch die im Tank 8 befindliche Flüssigkeit in mehrere Teile während der Eingabezeit teilt. Die Meßzeit kann auf 3 bis 5 Zeiteinheiten festgesetzt werden. Dies Beispiel ist in der chemischen Kennlinie in Fig. 6 ersichtlich.

Diese Erfindung ist leicht zu benutzen. Nach ein paar Versuchen kann der Bediener mehrere unterschiedliche Typen von Färbprozessen und chemischen Kennlinien auswählen. Aus dieser Gruppe von chemischen Kennlinien, bewirken die linearen und ungerade numerierten Kennlinien eine graduelle Veränderung des pH-Wertes, und haben mehr praktischen Nutzen.

Die Null-Kennlinie ist eine lineare Kurve, genauso wie die Kurven 1, 3, 5, 7 etc. Diese Kurven stellen die Wirkung vergrößernde Kurven dar (jede Kurve hat eine unterschiedliche Steigungsrate). Die Kurven 2, 4, 6 und 8 sind wirkungsvermindernde Kurven.

Bei den oben beschriebenen Kurven gilt, daß, je größer die Steigung ist, desto länger die Meßzeit und desto schlechter die Genauigkeit ist. Oder, je länger die chemische Reaktionszeit ist, desto höher ist die Genauigkeit. Die Divisionsgenauigkeit kann folgendermaßen gezeigt werden:

Die kleinste Chemikalienmenge = der gesamte Flüssigkeitsinhalt des Chemikalientanks/(Chemikalieneingabezeit in Minuten × 60 sec./Meßzeit). Dadurch kann man genau wissen, daß die Kurve 7 den pH-Wert des Farbstoffes so beeinflußt, daß ein Effekt produziert wird, der dem eines linearen Effekts näher kommt und die Einfärbung besser wird. Daher liefert diese Erfindung die beste und praktikabelste Steuerungsmöglichkeit für die Chemikalienzugabe beim Färbprozeß.

Entsprechend kann nach der Bereitstellung der Chemikalieneingabemenge Qin (wie oben beschrieben), die Füllstandsanzeige 9 die tatsächliche Chemikalienmenge Qout (im Chemikalientank 8) zurück an die Steuereinheit 5 senden. Die Steuereinheit 5 kann die beiden Werte (Qin und Qout) vergleichen und eine Mengenabweichung Qe errechnen. Sie kann dann Qe mit dem Verstärkungsfaktor Gp multiplizieren um so die Eingabegröße Qc für die Chemikalien (das heißt die Stellgröße für den Antrieb) zu erzeugen. Dann läuft der Mechanismus der Chemikalienzugabe, welcher wie oben beschrieben in Verbindung zum Chemikalieneinlaßventil 11 steht, und die Funktion des Ventils 11 ähnlich ab wie bei der Betriebsart pH-Regelung bereits beschrieben. Der Verstärkungsfaktor Gp ist der gleiche wie in der Betriebsart pH-Regelung. Je größer der Vergrößerungsfaktor ist, desto länger ist die Öffnungszeit des Ventils 11. Auf diese Weise kann ebenso genau die Menge der zugegebenen Chemikalien geregelt werden.

Es wurden soeben die Konstruktion, die Arbeitsweise, die Steuerung und Grundlagen der automatischen Färbanlage mit ihrem automatischen Regelungssystem für die Chemikalienzugabe und den pH-Wert erläutert. Es folgt eine Zusammenfassung der Vorteile und Charakteristika dieser Erfindung und ihr Wert für die Wirtschaft.

• 1. Hohe Leistung und Präzision in Verbindung mit der Rückführ-(Regel-)Schleife und Steuerung der Chemikalienzugabe.
• 2. Leicht zu bedienendes Eingabesystem für die Chemikalien. Dieses System weicht von den bekannten Systemen ab. Es ist sehr viel komfortabler. Jedoch ist dieses System vergleichbar mit den alten Systemen insoweit, als eine alte Färbanlage verändert werden kann und somit an die Eigenschaften des neuen Systems angepaßt werden kann. Eine alte Anlage könnte aufgrund von einigen Änderungen in der Verrohrung und in den Steuerleitungen eine vergleichbare Funktion der Zugabe von Chemikalien aufweisen. So ist es für die Besitzer herkömmlicher Färbanlagen nicht notwendig, ihre Anlagen auszumustern. Diese Erfindung kann die Kosten zum Wechsel auf eine neue Anlage ersparen.
• 3. Das erfindungsgemäße System hat eine gute Ausbaumöglichkeit. Es kann die Regelbarkeit einer Färbanlage vergrößern. Beim Kauf dieses Färbsystems kann dieses mit den vorhandenen Anlagen verbunden werden und kann somit ähnlich wie das in dieser Erfindung vorgestellte Steuerungssystem benutzt werden.
• 4. Das erfindungsgemäße System vergrößert die Fähigkeit einer Färbanlage zur Automation und verbessert die Produktqualität.
• 5. Das erfindungsgemäße System steht im Einklang mit Produktionsprozeß-Standard und reduziert menschliche Fehler.
• 6. Das erfindungsgemäße System trägt zur Einsparung von Personalkosten bei und vergrößert die Färb-Effektivität.
• 7. Das erfindungsgemäße System reduziert den Bedarf an Chemikalien und Farbstoff und reduziert somit die Materialkosten.
• 8. Das erfindungsgemäße System vergrößert die Fähigkeit Stoffe und Kleidung zu färben.

Wie oben gezeigt, sind das System der Erfindung, seine Technik, sein Inhalt und seine technische Basis einzigartig. Das System zur automatischen Einfärbung, zur automatischen Chemikalienzugabe und zur Steuerung des pH-Wertes können effiziente Farbzirkulationen und den Färbprozeß der Anlage unterstützen. Das System erfüllt seine Aufgabe und ist effektiv. Es reduziert die Arbeitszeit und verbessert den Färbprozeß.

Darüber hinaus verbessert das erfindungsgemäße System die Qualität des Produktionsprozesses und vergrößert die Wettbewerbsfähigkeit des Produkts. Es ist eine gute und kreative Erfindung. Das erfindungsgemäße System weist einen optimalen Gebrauchswert auf. Es stimmt mit den gesetzlichen Bestimmungen des Patentgesetzes überein. Ich hoffe, daß diese Erfindung durch die Prüfungsabteilung geprüft wird und ein Patent erteilt werden kann.

Claims (8)

1. System für die Tauchfärbung zur automatischen Chemikaliendosierung und pH-Überwachung, umfassend

• - ein in einer Färbanlage untergebrachtes pH-Meßgerät und ein Thermometer. Diese können die Temperatur und den pH-Wert der Färbflüssigkeit messen.
• - eine Steuereinheit, welche das Zentrum für die Dosierungsregelung der Chemikalien darstellt. Sie umfaßt die Betriebsarten pH-Steuerung und Mengensteuerung. Vor und nach der Zugabe von Chemikalien veranlaßt sie automatisch das Mixen und das Auflösen der Chemikalien und die Reinigung des Chemikalientanks. Sie erhält Informationen vom Thermometer und vom pH-Meßgerät, steuert den pH-Wert und stellt chemische Kennlinien und Auswahlmöglichkeiten zur Verfügung.
• - einen Chemikalientank, der zur Aufnahme der Färbchemikalien benötigt wird.
• - eine stufenlos arbeitende Füllstandsanzeige, welche sich in dem Chemikalientank befindet und Rückgabeinformationen (das heißt Zugabemenge der Chemikalien) an die Steuereinheit liefert.
• - eine Chemikalienpumpe in der Bauart einer Zentrifugalpumpe, welche mit dem Auslaß des Chemikalientanks verbunden ist. Sie wird durch einen Steuermotor angetrieben und erzeugt einen Unterdruck am Auslaß des Chemikalientanks.
• - ein Mischventil, welches sich im Ausgangsrohr zwischen dem Chemikalientank und der zusätzlichen Chemikalienpumpe befindet. Es wird durch die Steuereinheit angesteuert, so daß es die Chemikalien für die Färbanlage mischen kann.
• - ein Trockenlegungsventil, welches sich auf dem Boden des Chemikalientanks befindet. Es wird manuell bedient und dient zum Reinigen und Trockenlegen des Tanks.
• - ein Dosierungsventil, welches sich in der Rohrleitung zwischen der Chemikalienpumpe und der Färbanlage befindet. Es stellt das Hauptantriebselement für die Kontrolle der Chemikalien und die Hinzugabe der Chemikalien von der Chemikalienpumpe in die Färbanlage dar, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Eingabe der entsprechenden Eingabezeiten für die Chemikalien und der pH-Werte und chemischer Kennlinien, die Steuereinheit (5) gemäß der Betriebsart pH-Steuerung oder Mengensteuerung die Anlagenteile (Chemikalienpumpe (6), Mischventil (10), Dosierungsventil (11)) für die Zugabe von Chemikalien individuell ansteuern kann, daß die Steuereinheit das Chemikalienventil öffnen und automatisch Chemikalien zur Färbanlage hinzufügen kann, daß die Steuereinheit unter Nutzung des pH-Meßgeräts (2) des Thermometers (3) und der Füllstandsanzeige (9) jeweils den pH-Wert der Färbflüssigkeit, ihre Temperatur und ihren Flüssigkeitsstand im Chemikalientank messen kann und daß die Steuereinheit die Öffnungszeit des Dosierungsventils (11) nachstellen kann, so daß der pH-Wert und die Menge der Färbflüssigkeit die gewünschten Werte erreichen.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Betriebsart pH-Steuerung die Arbeitstemperatur und der Arbeitsdruck unter 100°C beziehungsweise 1 Kilogramm pro Quadratzentimeter liegt, daß in der Betriebsart Mengensteuerung die Arbeitstemperatur nicht begrenzt ist.

3. System nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (5) aus einem Industriecomputer gebildet wird, welcher netzwerkfähig ist und überwachende und steuernde Funktionen ausüben kann.

4. System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (5) in der Betriebsart pH-Steuerung und in der Betriebsart Mengensteuerung betrieben werden kann, wobei beide Betriebsarten nur getrennt betrieben werden können.

5. System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (5) in der Betriebsart pH-Steuerung Säure und Alkali zugeben kann und daß in dieser Betriebsart die Steuerungsgenauigkeit mit zunehmendem Steigungsverhältnis der vorgewählten pH-Kurven zunimmt.

6. System nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (5) eine Betriebsart Mengensteuerung aufweist, die um so genauer arbeitet, je länger die Zeitperiode gewählt wird.

7. System nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich in der Betriebsart Mengensteuerung der Steuereinheit die kleinste Chemikalienmenge gemäß der Formel
kleinste Chemikalienmenge = gesamter Flüssigkeitsinhalt des Chemikalientanks/ (Chemikalieneingabezeit in Minuten × 60 sec./Meßzeit)
ergibt.

8. System nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Mischventil (10) und das Chemikalienventil (11) elektromagnetisch betrieben und das Trockenlegungsventil (7) manuell bedient wird.