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Vorrichtung zum maschinellen Waschen und Reinigen von festen
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Werkstoffen in Form von Textilien unter Verwendung phosphatarmer
oder phosphatfreier Wasch- und Reinigungsmittel, bestehend aus einem Waschaggregat
herkömmlicher oder modifizierter Bauart" Gegenstand des Patentes (Patentanmeldung
P 25: 43 946.7 (D 4766)) ist ein Verfahren zum maschinellen Waschen und Reinigen
von festen Werkstoffen unter Verwendung phosphatarmer oder phosphatfreier Wasch-
und Reinigungslösungen in Gegenwart von wasserunlöslichen Kationenaustauschern,
welche die Hrtebildncr des Wassers und der Verunreinigungen zu binden verfl0ögen,
dadurch gekennzeichnet, daß der ICationenaustauscher ein Calciunibindevermögen von
mindestens 50 mg CaO/g aufweist und aus einer gegebenenfalls gebundenes Wasser enthaltenden
Verbindung der Formel (KatZlnO)x ' Me203 . (SiO2)y besteht, in der Kat ein mit Calcium
austauschbares Kation der Wertigkeit n, x eine Zahl von 0,7 bis 1,5, Me Bor oder
Aluminium und y eine Zahl von 0,8 bis 6 bedeuten und daß die Waschflüssigkeit kontinuierlich
oder zeitweilig über eine Adsorptionsvorrichtung geleitet wird, die geeignet ist,
den Kationenaustauscher von der Waschflüssigkeit abzutrennen, wobei eine Vorrichtung
verwendet wird, die aus folgenden Elementen besteht: a) einem Wasch-, Reinigungs-
oder Spülaggregat herköinralicher oder modifizierter Bauart, b) einer mit einer
Ur.Wdlzpumpe ausgerüsteten Ringleitung, c) mindestens einer in der Umlaufleitung
angeordneten Adsorptionsvorrichtung für den eingesetzten Austauscher.
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Als geeignete Adsorptionsvorrichtung für den wasserunlöslichen Kationenaustauscher
werden Postbettfilter oder vorzugsweise Wirbelbettfilter vorgeschlagen, in denen
der feinteilige Austauscher aufgrund einer stark gerichteten Strömung in ständiger
Bewegung gehalten wird, um ein Zusetzen der Filterfläche möglichst zu verhindern.
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Ungeachtet der zahlreichen Vorteile derartiger Anordnungen besteht
in vielen Fällen jedoch die Schwierigkeit, die Filterinhaltsstoffe nach der Anwendung,
d.h. nach Beendigung des Reinigingsvorganges, schnell und ohne zusätzliches Ausspülen
und Reinigen der Filterapparatur zu entfernen. Insbesondere bei Verwendung eines
großkörnigen Aluminiumsilikats, das sicI1 leicht zwar filitrieren läßt, die Filterporen
nicht verstopft und sich deshalb fr die Wasch- und Reinigungsverfahren gemäß Hauptpatent
besonders gut eignet, besteht die Möglichkeit des Absetzens gröberer Teilchen in
den Maschinenteilen und Abflußrohren. Wird stattdessen ein sehr feinkörniges Aluminiumsilikat
verwendet, besteht die Gefahr, daß sich die Filterporen im Verlauf des Waschprozesses
zusetzen, wodurch der Durchfluß und der notwendige Austauschprozeß behindert wird.
Diesem Nachteil kann man durch Umkehrung der Strömungsrichtung begegnen, nimmt aber
in Kauf, daß dabei das Aluminiumsilikat und gegebenenfalls auf dem Filter gesammelte
grobe Schmutzteilchen und Flusen wieder zu dem zu reinigenden Textil- bzw. Reinigungsgut
gelangen.
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Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Anordnung, die diese
Nachteile vermeidet. Er besteht aus einer Vorrichtung zum maschinellen Waschen und
Reinigen von Textilien unter Verwendung eines Waschaggregates (1) herkömmlicher
oder modifizierter Bauart, ausgestattet mit einer Ringleitung (4), in der eine motorisch
angetriebene Umwälzpumpe (5) und
eine Adsorptionsvorrichtung (6)
für den eingesetzten Kationenaustauscher angeordnet sind, nach Patent (Patentanmeldung
P 25 43 946.7), dadurch gekennzeichnet, daß die Adsorptionsvorrichtung aus einer
verschließbaren Kammer besteht, in der sich ein oder mehrere Beutel aus wasserdurchlässigem
Material befinden, die mit dem Aluminiumsilikat, das eine Korngröße von 20 bis 200,
vorzugsweise von 30 bis 100µ aufweist, gefüllt sind.
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Das zur Verwendung kommende Aluminiumsilikat bzw. seiner Herstellung
sind in der ilauptanmeldung beschrieben. Vorzugsweise wird das Aluminiumsilikat
in granulierter Form eingesetzt. Solche granulierten Aluminiumsilikate sind aus
feinkristalline oder amorphen Produkten durch Granuleeren mit anorganischen Bindemitteln,
wie Alkalisilikaten, oder mit in Wasser quellfähigen Hochpolymeren eriältlich.
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Sie weisen eine Korngröße von 20 bis 1,5mm, vorzugsweise 30 bis 1
mm , insbesondere bis 0,3 mm.
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Die in der Ringleitung angeordnete, zur Aufnahme der Beutel bestimmte
kanunmer besitzt jeweils mindestens eine Zuführung und Abführung für die im Kreislauf
gepumpte Reinigungsflüssigkeit sowie eine druckdicht verschlieflbare öffnung zum
Linlegen bzw. Entnehmen der Filterbeutel. Sie kann beliebig gestaltet sein, d.h.
beispielsweise die Form eines Zylinders, Kegelstumpfes oder eines gegebenenfalls
abgerundeten Quaders oder Würfels aufweisen. Die Zuführungsleitung kann beispiels
weise so angebracht sein, daß sich eine tangentiale bw.
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turbulente Strömung ergibt. Bei zylindrischen Kammern bewährt sich
in diesem Falle eine tangentiale Anordnung des Zuführungsstutzens. Die Kammer ist
zweckmäßigerweise an Iciciit zugänglicher Stelle, beispielsweise der Front oder
Deckplatte der Wasch- bzw.
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Spülmaschine angebracht. Sie kann in ihrem Inneren zusätzlich mit
einem Sieb bzw. einer Lochplatte zwecks Abscheiden grober mechanischer Verunreinigungen,
beispielsweise Flusen oder Speisereste, ausgerüstet sein.
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Die Kammer wird vor Beginn des Waschprozesses mit einem oder mehreren,
beispielsweise 2 bis 10 Beuteln, , die mit Aluminiumsilikat gefüllt sind, beschickt.
Die Beutel bestehen aus wasserdurchl<ssigem Material, beispielsweise aus Papier,
Textilmaterial, Vliesstoff, poröser Kunststoffolie, Kunstfaser oder tietallgewebe
und können gegebenenfalls mit einem lösbaren Verschlunmechanf smus versehen sein,
der ein Entleeren des verbrauchten Aluminiumsilikats und ein neuerliches Füllen
mit frischem Ionenaustauscher gestattet.
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Vorzugsweise werden jedoch fest verschloasene, beispielsweise verklebte
oder vernähte Beutel für einmaligen Gebrauch verwendet, die anschließend zusammen
mit dem Inhalt verworfen werden. Die Größe und die. Anzahl der Beutel hängt im wesentlichen
von der Härte des verwendeten Leitungswassers, dem Verschmutzungsgrad der Wäsche
und der Bauart der verwendeten Filterkammer ab. In solchen Filterkammern, in denen
die Filterbeutel frei beweglich angeordnet siiid und in denen eine lebhafte, beispielsweise
turbulente oder spiralförmige Strömung vorherrscht, werden zweckmäßigerweise mehrere,beispielsweise
2 bis 10 Beutel verwendet, deren Inhalt etwa 10 bis 100 g beträgt. ei fixierter
Anordnung kann die Zahl der Beutel bei entsprechend größeren Abmessungen geringer
sein und 1 bis 3 betragen. In solchen Fällen beträgt der Inhalt eines Beutels beispielsweise
20 bis 200 g.
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Die Abbildungen veranschaulichen einige Ausführungsbeispiele.
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Figur I zeigt ein Fließschema, das, wie im Hauptpatent bescllrieben,
die folgenden Bauteile umfaßt: (1) das zur Aufnahme des zu reinigenden Gutes bestimmte
Reinigungsaggregat, (2) den Zulauf für das Frischwasser, (3) den Ablauf für die
verbrauchte Waschlauge, (4) die Ringleitung für die im Kreislauf geführte Reinigingsflüssigkeit,
(5) die Umwälzpumpe und (G) die g ilterkammer. Die Anordnung kann, wie in der Hauptanmeldung
angegeben, in vielfältiger Weise ausgestaltet und abgewandelt werden.
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Figur Ii zeigt eine Filterkammer, bestehend aus dem Gehäuse (7), das
mit einem Deckel (8) verschlossen werden kann, dem Einlaufstutzen (9), dem Auflaufstutzen
(10) und einem inneren Filterkorb (11), der den bzw. die Filterbeutel aufnimmt.
Die Reinigungsflüssigkeit strö1t von unten in die Kammer ein, tritt durch den Filterkorb
und den bzw. die darin ruhenden Filterbeutel und verläßt die Kammer durch dc1l Auslaufstutzen,
Figur III zeigt eine andere Ausführungsform. An den zylindrischen Filtertopf (12)
ist unten tangential der Eintrittsstutzen (13) angesetzt. Die einströmende Reinigingsflüssigkeit
beschreibt eine kreisende bzw. spiralförmige Bewegung, die sich auf die eingelegten
Filterbeutel überträgt und einen intensiven Stoffaustausch bewirkt. Die Flüssigkeit
verläßt den Filtertopf durch den Stutzen (14). Der Topf ist mit dem Deckel (15)
verschlossen, der, wie in der Zeichnung angedeutet, mittels Spannvorrichtungen (16)
oder auch mit einem Scharnier am Topf befestigt ist. Über einen weiteren Stutzen
(17), der mit einem Ventil 1 verseilen ist, kann der Filtertopf entleert bzw. die
Reinigungslösung nacli beendetem Waschvorgang abgepumpt und in die Kanalisation
geleitet werden. Die Anordnung erlaubt einen schnellen Fiüssigkci tsuurclisatz und
ermöglicht, insbesondere bei Beschicken mit mehreren Filterbeuteln, kurze Enthärungs-und
Waschzeiten. Grobe Schmutzteilchen, Flusen usw. werden zweckmäßigerweise auf einem
zusätzlichen Sieb, das in die Ringleitung integriert ist, gesammelt.
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In Figur IV ist eine weitere Filtervorrichtung mit fest angeordnetem
Filterbeutel dargestellt. Die Reinigungsflüssigkeit tritt durch den Stutzen (18)
in den mit dem Deckel (19) verschlossenen Filtertopf (20) ein, durchströmt den mit
Austauschermaterial gefüllten Filterbeutel (21), der auf einer Lociplatte (22) liegt
und sich dicht an der Innenwandung des riltertopfes
anschmiegt.
Nach Durchtritt durch den Beutel fließt die Reinigungsflüssigkeit durch den Ablaufstutzen
(23) ab, gegebenenfalls kann der Beutel zusätzlich durch eine Andruckvorrichtung,
die beispielsweise in Form einer durchlochten Platte oder eines Ringes an der Unterfläche
des Deckels federn angebracht ist und bei geschlossenem Deckel auf dem Beutel aufliegt,
in seiner Stellung fixiert sein. Anstelle den einen Beutels können auch mehrere
neben- oder übereinander angeordnet sein. Bei dieser Anordnung sommeln sich die
groben Verunreinigungen, Flusen oder Speisereste auf der Oberfläche des Filterbeutels
und können mit diesem zusammen nach Abschluß des Reinigungsprozesses entfernt werden.
Die erzielbare Durchflußgeschwindigkeit ist geringer als bei der Anordnung gemäß
Figur III, wodurch sich die Enthärungs- und Reinigungszeiten etwas verlängern.
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Die erfindungsgemäße Filterkonstruktion besitzt gegenüber denen der
Hauptanmeldung eine Reihe von Vorteilen. Die Filterkonstruktion ist einfach, wenig
aufwendig und zeichnet sich bei Gebrauch durch einfache Handhabung aus. Dies gilt
insbesondere für das Beschicken, Entleeren und Reinigen des Filters. Die Gefahr
des Verstpfens der Filterporen besteht praktisch nicht. Der Austauscher kann als
geschlossenes Gebinde in den Abfall gegeben werden und belastet nicht die Abwasserleitungen.
Der Verbraucher hat außerdem die Möglichkeit, die Austauschermenge durch Verwendung
einer bestimmten Anzahl von Beuteln dem vom Härtegrad des Wassers, der Menge und
dem Verschmutzungsgrad der Wäsche bzw. des zu reinigenden Gutes abhängigen Bedarf
in einfacher Weise anzupassen.
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Beispiele Es wurde eine handelsübliche Trommelwaschmaschine mit horizontal
angeordneter, über eine Front türe zu beschickender Trommel (Bauart Siemens Siewarnat
462) verwendet, die gemäß Abbildung VI der Hauptanmeldung durch eine mit der Laugenpumpe
verbundene Ringleitung ausgestattet war. Das Filter war von der Oberseite der Waschmaschine
aus zugänglich und bestand bei den Versuchen wahlweise aus einer Vorrichtung gemäß
Figur II bzw. Figur III. Der Zulauf des Frischwassers erfolgte über einen Ansciiluß
in der Ringleitung, so daß das Wasser vor dem Eintritt in die Waschtrommel das mit
dem Ionenaustauscher beschickte Filter passierte. Anschließend wurde der Enthärtungsprozeß
durch Kreislaufführung des Wassers solange fortgesetzt, bis der Härtegrad weniger
als 30 dl1 betrug. Iiierzu waren bei der Anordnung gemäß Figur II (Durchsatz 16
l/min) 15 min und bei der gemäß Figur III (Durchsatz 30 l/miii) 5 min erforderlich.
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Die Filterbeutel bestanden aus feinmaschigem Polyamidgewebe und waren
mit einem Natriumaluminiumsilikat gemäß Hauptanmeldung, das eine Korngröße von 20
bis 70 µ (Maximum 30 bis 50 ») und einen Wassergehalt von 15 @ aufwies, gefüllt.
Ls wurden wahlweise ein Beutel mit 95 g Inhalt (U1 g Aktivsubstanz) und drei kleine
beutel mit jeweils 32 9 Inhalt (27 g Aktivsubstanz) verwendet. Die Abmessuncjeii
der kleineren Beutel betragen 5 x 24 cm, die der größeren 11,5 x 24 cm.
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Die Waschmaschine wurde mit je zwei Textilproben der Größe 10 x 20
cm aus Baumwolle (B.), ausgerüsteter Baumwolle (B.a.) und Mischgewebe aus 50 40
Polyester und 50 60 ausgerüsteter Baumwolle (M.), die unter standardisierten Bediegungen
mit Hautfett, Kaolin, Eisenoxidschwarz und Ruß angeschmutzt worden waren, sowie
mit 3 kg sauberer Füllwäsche beschickt.
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Die Laugenmenge betrug 20 l, der Härtegrad des Frischwassers 17° dH
(170 mg Ca/l). Die Durchflußgeschwindigkeit während der Kreislaufführung betrug
14 bis 16 l/min, die Waschtemperatur 90°C und die Waschdauer nach Zugabe des Waschmittels
90 min. Es kamen folgende Waschmittelbestandteile und Zusatzstoffe zum Einsatz (in
g/l): 0,5 Na-n-Dodecylbenzolsulfonat 0,2 Talgalkohol äthoxyliert (14 Mol ÄO) 0,1
Talgalkohol äthoxyliert (5 Mol ÄO) 0,2 Na-Silikat (Na2O : Si°2 = 1 : 3,3) 0,015
Na-Äthylendiaminotetraacetat 2,1 Na-Perborat-tetrahydrat Nach Abpumpen der Waschlauge
wurde viermal mit jeweils 20 l Leitungswasser nachgespült, anschließend geschleudert
und getrocknet. Die Bestimmung der Remission erfolgt auf photometrischem Wege. Die
weiteren Angeben und die Ergeb-Jlisse sind der Tabelle zu entnehmen. Die Abkürzungen
TPI> bzw. P bedeuten Natriumtripolyphosphat bzw. Phosphat, AS steht für Natriumaluminiumsilikat.
Die Beispiele sind durch Zahlen, die Vergleichsversuche durch Buchstaben gekennzeichnet.
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Die Ergebnisse zeigen, daß die Waschkraft von phosphatreichen Waschmitteln
erreicht bzw. in Einzelfällen sogar übertroffen wird, insbesondere, wenn durch eine
Vergrößerung der Filteroberfläche (Verwendung von 3 Beuteln) ein schneller Stoffaustausch
begünstigt wird.
| Versuch Filter Zahl Zusatz Charakteri- @ Remission |
| Beispiel der g/l sierung B. B.a. M. |
| Beutel |
| A II - 3,0 TPP P-reich 73 78 68 |
| B II - 0,4 TPP P-arm 57 74 54 |
| C II - - P-frei 53 71 51 |
| 1 II 1 4,0 tS P-frei 70 77 G1 |
| 2 II 1 4,0 AS P-arm 72 73 65 |
| 0,4 TPP |
| 3 II 3 4,0 AS P-frei 70 78 G |
| 4 II 3 4,0 AS P-arm 73 79 67 |
| 0,4 TPP |
| D III - 4,0 TPP P-reich 73 78 60 |
| E III - 0,4 TPP P-arm 57 74 54 |
| F III ~ ~ P-frei 53 71 51 |
| 5 III 1 4,0 AS P-frei 70 77 61 |
| 6 III 1 4,0 AS P-arm 72 78 65 |
| 0,4 TPP |
| 7 III 3 4,0 AS P-frei 70 78 64 |
| 8 III 3 4,0 AS P-arm 73 79 67 |
| 0,4 TPP |
L e e r s e i t e