DE1966208A1

DE1966208A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Zufuhr von Fluessigkeit zu Behandlungsbaedern

Info

Publication number: DE1966208A1
Application number: DE19691966208
Authority: DE
Inventors: Kazutomo Ishizawa; Tetsujiro Kubota; Hirosugu Matsunaga; Jiro Miki; Sadao Ohtake
Original assignee: Kanegafuchi Spinning Co Ltd
Current assignee: Kanegafuchi Spinning Co Ltd
Priority date: 1968-09-24
Filing date: 1969-05-09
Publication date: 1972-03-16
Also published as: CH527650A; CH540074A; US3653808A; NL6907028A; CH715269A4; FR2018704A1; BE732810A; GB1250709A; DE1923874A1; DE1923874B2

Description

Kanegafuchi Boseki Kabushiki Kaisha, Tokyo / Japan

Verfahren und Vorrichtung zur Zufuhr von Flüssigkeit zu

Behandlungsbädern

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Zufuhr von Flüssigkeit zu einer Anzahl von Behandlungsbädern für Textilmaterial in zeitlich gestaffelter Reihenfolge.

Es ist bekannt, für die Behandlung von Textilmaterial eine Anzahl gleichartiger Bäder vorzusehen, in denen jeweils gleichartige Behandlungsvorgänge erfolgen. Dabei wird jedoch zwischen dem Beginn gleichartiger Behandlungsvorgänge in verschiedenen Bädern eine bestimmte Zeitverzögerung vorgesehen, um eine möglichst gleichmäßige zeitliche Belastung der für alle Bäder gemeinsamen Versorgungseinrichtungen zu erzielen. So beginnt beispielsweise - gesteuert durch ein entsprechendes Zeitprogramm - ein Waschvorgang im zweiten Behandlungsbad erst dann, wenn der Waschvorgang im ersten Behandlungsbad bereits beendet ist usw.

Es gibt nun jedoch Fälle, in denen eine Behandlungsflüssigkeit, beispielsweise eine Hilfsflüssigkeit, dem Bad verhältnismäßig langsam zugesetzt werden muß. In solchen Fällen kann die für die Zugabe dieser Flüssigkeit benötigte Zeit länger sein als die zeitliche Versetzung des Beginns gleichartiger Behandlungsvorgänge in aufeinanderfolgenden Bädern.

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In solchen Fällen war es bisher üblich, jedem Behandlungsbad einen eigenen Vorratsbehälter für die betreffende Flüssigkeit sowie eine eigene Förderpumpe zuzuordnen. Daraus ergaben sich jedoch hohe Anlage- und Betriebskosten, insbesondere, wenn im Hinblick auf die betreffende Flüssigkeit säure- oder alkalienfestes Material verwendet werden mußte.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung dieser Nachteile ein Verfahren der eingangs genannten Art so auszubilden, daß die Zufuhr der Flüssigkeit aus einem einzigen Vorratsbehälter und mit einer einzigen Förderpumpe bewirkt werden kann, wobei trotzdem jedoch die Zeitspanne für die Zufuhr der Flüssigkeit zu dem einzelnen Behandlungsbad größer gewählt werden kann als die im Programm vorgesehene Zeitdifferenz zwischen gleichartigen Behandlungsvorgängen in aufeinanderfolgenden Bädern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man die Flüssigkeit während sich zeitlich nicht überschneidender Perioden in den einzelnen Behandlungsbädern zugeordnete Hilfsbehälter fördert und sie aus diesen Hilfsbehältern mit einer gewünschten, vorzugsweise wesentlich kleineren, zeitlichen Strömungsmenge unter Schwerkraftwirkung selbsttätig in die Behandlungsbäder einlaufen läßt.

Eine zweckmäßige Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß oberhalb der einzelnen Behandlungsbäder je ein Hilfsbehälter angeordnet ist, der mit einer für alle Hilfsbehälter gemeinsamen, an einen Hauptbehälter angeschlossenen Pumpe über ein Steuerventil verbunden ist und über ein Tropfrohr mit dem zugehörigen Behandlungsbad in Verbindung steht.

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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung veranschaulicht.. Es zeigen

Pig.l eine Schemadarstellung einer Anlage zur Zuführung von Hilfsflüssigkeit zu drei Be- · handlungsbädern; =*-

Fig.2 ein Detail der Anlage gemäß Pig.l;

Fig.3-6 Diagramme zur Erläuterung der Wirkungsweise der Anlage gemäß den Fig.l und 2.

Bei der Anlage gemäß Fig.l befindet sich die zuzuführende Hilfsflüssigkeit 102 in einem Behälter 101, der über eine Pumpe 103 (mit konstanter Fördermenge) mit Hilfsbehältern 107,108 und 109 verbunden ist. Diese Hilfsbehälter sind den drei Behandlungsbädern 104,105 und 106 zugeordnet, in denen gleichartige Behandlungsvorgänge (in zeitlicher Versetzung nach einem vorgegebenen Programm) durchgeführt werden.

Ist im Programm der Zeitpunkt erreicht, in dem die Hilfsflüssigkeit 102 dem Bad 106 zugeführt werden soll, so wird die Pumpe 103 eingeschaltet und gleichzeitig das Ventil 112 geöffnet, so daß die Hilfsflüssigkeit durch die Leitungen 113,114 und 115 dem Hilfsbehälter 109 zuströmt, der g innerhalb verhältnismäßig kurzer Zeit mit einer bestimmten Flüssigkeitsmenge gefüllt wird. Sodann wird die Pumpe 103 abgeschaltet und das Ventil 112 geschlossen.

Nach einer bestimmten zeitlichen Verzögerung (entsprechend dem durch das Arbeitsprogramm vorgegebenen Zeitpunkt) wird die Pumpe 103 erneut eingeschaltet und gleichzeitig das Ventil 111 geöffnet. Es wird nun über die Leitungen 116,117 und 118 eine bestimmte Flüssigkeitsmenge dem Hilfsbehälter 108 zugeführt.

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In gleicher Weise erfolgt schließlich nach einer weiteren Zeitspanne die Füllung des Hilfsbehälter 107 über die Leitungen 119,120 und 121 sowie das Ventil 110.

Unabhängig von dieser Füllung der Hilfsbehälter 107 bis 109 (in zeitlich gestaffelter Reihenfolge, ohne gegenseitige Überschneidung der Förderperioden) erfolgt die Überführung der in den Hilfsbehältern 107 bis 109 enthaltenen Flüssigkeit in die zugehörigen Behandlungsbäder:. 104 bis über Tropfrohre 122,123 und 124. Zur näheren Erläuterung sei auf Fig.2 Bezug genommen.

Bezeichnet man mit M die erforderliche' Menge der für die Behandlung benötigten Hilfsflüssigkeit und mit Q_ die zeitliche Strömungsmenge der Pumpe 103, so ist die für die Zufuhr der Flüssigkeit vom Behälter 101 zum betreffenden Hilfsbehälter benötigte Zeit gegeben durch:

T --JL

^l2 - Q, (1)

Bezeichnet man die erforderliche Tropfzeit der Hilfsflüssigkeit aus dem Hilfsbehälter in das Behandlungsbad mit T, und die zeitliche Strömungsmenge bei dem Übergang vom Hilfsbehälter in das Bad mit Q₁., so besteht die Beziehung:

T₃ = Q^- (2)

Wird aus den eingangs erläuterten Gründen ein Verhältnis T₂ 4» T, angestrebt, so müssen die Mengen Q, und Q₁, im Verhältnis Q₃^Q₁₄ stehen. Wenn also die Hilfsflüssigkeit aus dem Behälter 101 mit einer verhältnismäßig hohen zeitlichen Strömungsmenge Q, in den Hilfsbehälter eingeführt wird, so soll der Übergang der Hilfsflüssigkeit vom Hilfsbehälter in das Bad mit einer wesentlich geringeren zeitlichen Strömungsmenge Q₁. erfolgen. Dabei ist erwünscht, daß

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die Zufuhr der Flüssigkeit zum Bad so gleichmäßig wie möglich erfolgt.

Fig.2 veranschaulicht eine Ausführung des Hilfsbehälters, welche diese Bedingung erfüllt. An den Hilfsbehälter 109 ist ein Tropfrohr 125 angeschlossen, das in ein Rohr übergeht. Der innere Durchmesser des Tropfrohres 125 ist kleiner als der Durchmesser der Rohrleitung 115. Da die Flüssigkeit somit dem Hilfsbehälter 109 rascher zuströmt, als sie aus diesem abströmt, bildet sich ein Flüssigkeitsspiegel 126, der langsam absinkt. Ein Entlüftungsrohr 127 dient dem Druckausgleich zwischen dem Behandlungsbad 106 und dem Hilfsbehälter 109.

Bezeichnet man die Höhe vom unteren Ende des Tropfrohres 125 bis zum oberen Ende mit H_, die Höhe vom unteren Ende des Tropfrohres 125 bis zum Flüssigkeitsspiegel 126 mit H^, den Querschnitt des Hilfsbehälter 109 mit A und den Durch-

messer des Rohres 125 mit D,. so ist die durch das Rohr fließende zeitliche Strömungsmenge Qj, durch H. und D bestimmt. Ist D konstant, so wird Q₁. umso größer, je größer H₁ ist (und umgekehrt). Wenn Q₁, klein sein soll, so muß also H. möglichst klein gemacht werden. Andererseits wird dabei die Änderung von Q₁. während des tiberströmens der Flüssigkeit aus dem Hilfsbehälter 109 in das Behandlungsbad 106 entsprechend größer, was der Bedingung einer annähernd konstanten Zufuhr der Hilfsflüssigkeit zum Bad im Wege steht. Soll die Verringerung der Strömungsmenge am Ende der Zuführung gegenüber der Strömungsmenge zu Beginn der Zuführung kleiner als 15Ϊ sein, so muß folgende Bedingung eingehalten sein:

Hp ν

;> ₂₅

Dabei ist M/A₂ die Höhe des Flüssigkeitsspiegels über dem Boden des Hilfsbehälters, der die Menge M der Flüssigkeit

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enthält, wenn das obere Ende des Tropfrohres 127 verschlossen ist. Dies ist somit die maximale Höhe, die die Flüssigkeit im Hilfsbehälter überhaupt erreichen kann.

Bezeichnet man H₀ + M/A = H_n * so kann sich die Höhe

d s υ

des Flüssigkeitsspiegels während der Zufuhr der Flüssigkeit vom Hilfsbehälter in das Behandlungsbad von H₀ auf Hp ändern; Gleichung (3) läßt sich dann wie folgt schreiben:

H
H₀ - H₂ ²-5 <«>

Da das Verhältnis der Änderung des Flüssigkeitsspiegels (H_n - H) gegenüber H. groß wird, wenn der Wert von H₀/(H_n - H) kleiner als 2,5 ist, so wird in diesem Falle die Veränderung der Strömungsmenge groß und die Bedingung einer gleichmäßigen Flüssigkeitszufuhr zum Behandlungsbad ist nicht mehr erfüllt.

In Fig.3 ist die Änderung der Strömungsmenge K₁₄ in Abhängigkeit von der Zeit für unterschiedliche Werte der Höhe Hp des Rohres 125 dargestellt. Dabei ist angenommen, daß 2 1 einer 48?-igen Essigsäurelösung durch ein Tropfrohr 125 mit einem Durchmesser D = 2 mm aus dem Hilfsbehälter (mit einem Querschnitt Ap = 1000 cm ) in das Behandlungsbad überströmen. Für Werte H_? von 40 mm, 75 mm, 150 mm und 300 mm erhält man für Hp/(H₀ - H_) Werte von 2.0, 3,75, 7.5 und 15·0. In der folgenden Tabelle ist ferner in der letzten Spalte der Gradient der zeitlichen Änderung der Strömungsmenge angeführt.

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Tabelle

F	= 2 mm	H₂	A_g = 1000 cm²	M = 2000 cm³	(Strömungsmenge am Anfang - Strömungsmenge am Ende)/Strö mungsmenge am Anfang x 100
	^H2		Strömungs menge am Anfang	Strömungs menge am Ende	0.8$ 5.7 10.8 21.2
	H₀ - H,	300 mm 150 75 no	125 cm⁵/Min 106 83 66	124 cm³/Min 100 52
15 7 3 2	.0 .5 • 75 .0

Wie aus dieser Tabelle hervorgeht, wird die Änderung der Strömungsmenge zwischen Anfang und Ende des Überströmvorganges verhältnismäßig groß (über 15$), wenn der Wert von H₂/(H₀ - H₂) kleiner als etwa 2,5 ist.

Fig.4 zeigt die Abhängigkeit der Strömungsmenge K. von der Rohrlänge H₃. Man ersieht hieraus, daß eine Erhöhung der Rohrlänge über etwa 300 mm die Strömungsmenge kaum noch vergrößert, zur Vergleichmäßgigung also nichts wesentliches mehr beiträgt. Die optimale Länge des Tropfrohres 125 ist also durch die Art der Flüssigkeit und den Durchmesser des Rohres bestimmt.

Das erfindungsgemäße Verfahren sei noch an einem weiteren Beispiel anhand der Fig.5 und 6 erläutert.

Drei Färbebäder werden zum Färben von je 100 kg Wolle verwendet. In Fig.5 ist für die drei Färbebäder die Temperatur in Abhängigkeit der Zeit wiedergegeben. Dabei bedeuten A die Vorbereitung der Reinigung, B die Reinigung, C die Vorbereitung für das Färben, D das Färben, E die Vorbereitung für die Nachbehandlung, F die Nachbehandlung und G die Entfernung der gefärbten Wolle.

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Wie die zeitliche Versetzung der drei Diagramme zeigt, besteht entsprechend dem ArbeitspffQgramm ein zeitlicher Verzug zwischen den drei Bädern von IO Minuten (entsprechend der Zeitdauer des Arbeitsabschnittes A). Für das gewählte Beispiel sei nun angenommen, daß während des Färbeabschnittes D langsam 1,5 1 einer 48#-igen Essigsäurelösung während einer Zeitdauer von 15 Minuten jedem der Färbebäder zugeführt werden soll. Dies geschieht erfindungsgemäß folgendermaßen:

Wenn im Zeitpunkt Eu begonnen werden soll, dem Bad Säurelösung zuzuführen, wird das Ventil 110 geöffnet und die Pumpe 103 eingeschaltet. Es werden dadurch 1,5 1 der erwähnten Essigsäurelösung aus dem Behälter 101 in den Hilfsbehälter 107 mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 1 1 /min gefördert. Nach 1,5 Minuten (Zeitpunkt h^) ist diese Förderung beendet. Die Pumpe 103 wird jetzt abgeschaltet; das Ventil 110 wird wieder geschlossen.

Im Zeitpunkt h^idas sind 10 Minuten nach dem Zeitpunkt hu) wird die Pumpe 10J erneut eingeschaltet und das Ventil 111 geöffnet. Innerhalb von 1,5 Minuten wird nun der Hilfsbehälter 108 mit 1,5 1 Essigsäurelösung gefüllt. Im Zeitpunkt hc wird das Ventil 111 wieder geschlossen und die Pumpe abgeschaltet. In gleicher Weise wird schließlich zwischen den Zeitpunkten hg und hg_& der Hilfsbehälter 109 gefüllt.

Die Förderperioden, in denen durch die Pumpe 103 nacheinander Hilfsbehälter 107,108 und 109 gefüllt werden, überschneiden sich somit zeitlich nicht.

Sobald (nach dem Zeitpunkt h^) Essigsäurelösung in den Hilfsbehälter 107 gelangt, strömt diese Flüssigkeit über das Tropfrohr 122 langsam in das Behandlungsbad 104. Das überströmen der 1,5 1 aus dem Hilfsbehälter 107 in das Bad 104 dauert 14,7 Minuten. Dabei beträgt die zeitliche Strömungs-

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menge zu Beginn 105 cm-⁵/min und am Ende 100 cnr/min. Im Zeitpunkt hj.. ist die gesamte in den Hilfsbehälter 107 eingeführte Flüssigkeitsmenge in das. Bad 104 übergeströmt. Man erkennt aus den Diagrammen der Fig.5, daß das überströmen der Flüssigkeit aus dem Hilfsbehälter 107 in das Bad 104 noch in den Zeitraum hineinreicht, in dem der Hilfsbehälter 108 des nächsten Behandlungsbades bereits von der Pumpe gefüllt wird.

Die Endzeitpünkte des überströmens der Flüssigkeit aus den Hilfsbehälter 108 und 109 in die zugehörigen Behandlungsbäder 105 bzw. 106 sind in Fig.5 mit h,__b bzw. hg_b bezeichnet.

Fig.6 zeigt in einem schematischen Diagramm die unterschiedliche Strömungsmenge (in Abhängigkeit von der Zeit) für die Füllung des Hilfsbehälters einerseits und für die Tropfförderung zum Bad andererseits.

ORIGINAL INSPECTED

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Claims

Patentansprüche

(l») Verfahren zur Zufuhr von Flüssigkeit zu einer Anzahl von Behandlungsbädern für Textilmaterial in zeitlich gestaffelter Reihenfolge., dadurch gekennzeichnet , daß man die Flüssigkeit während sich zeitlich nicht überschneidender Perioden in den einzelnen Behandlungsbädern zugeordnete Hilfsbehälter fördert und sie aus diesen Hilfsbehältern mit einer gewünschten, vorzugsweise wesentlich kleineren, zeitlichen Strömungsmenge unter Schwerkraftwirkung selbsttätig in die Behandlungsbäder einlaufen läßt.
2.) Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb der einzelnen Behandlungsbäder (z.B.106) je ein Hilfsbehälter (z.B.109) angeordnet ist, der mit einer für alle Hilfsbehälter (107 bis 109) gemeinsamen, an einen Hauptbehälter (101) angeschlossenen Pumpe (103) über ein Steuerventil (z.B.112) verbunden ist und über ein Tropfrohr (125) mit dem zugehörigen Behandlungsbad (104) in Verbindung steht.

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