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Vorrichtung zum Behandeln von Materialien
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mit einer Behandlungsflüssigkeit Die vorliegende Erfindung betrifft
eine Vorrichtung zum Behandeln von Materialien, wie z.B. Textilien, mit einer Behandlungsflüssigkeit.
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Mit dem Begriff "Behandeln" werden alle Arbeitsvorgänge bezeichnet,
die in einem wässrigen Medium ausgeführt und bei Textilien angewendet werden, wie
dies bei Behandlungen zum Entfetten, Entschlichten, Beseitigen flüchtiger Farbstoffe
und Färben und diesen Behandlungen nachfolgenden Arbeitsvorgängen der Fall ist,
wie das Einfetten und das Imprägnieren mit wasserdichten, hitzefesten oder antistatischen
Mitteln.
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Es sind zahlreiche Vorrichtungen bekannt, um eine Behandlungsflüssigkeit,
wie z.B. ein Färbe-, Bleich- oder ein anderes Medium zwangsweise durch Textilmaterialien
hindurchzuleiten, wie z.B. Garne, Bänder und andere Gewebe, die auf ein allgemein
als Baum bezeichnetes perforiertes zylindrisches Rohr aufgewickelt sind. Das perforierte
zylindrische Rohr ist in einem zylindrischen Behälter koaxial abgestützt.
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Die Behandlungsflüssigkeit wird mit hohem Druck und bei hoher Temperatur
von der Innenseite her radial nach außen durch die Lagen des auf den Baum aufgewickelten
Materials hindurchgeleitet. Bei vielen herkömmlichen Vorrichtungen war es schwierig,
in allen Bereichen des Materials eine gleichförmige Behandlung zu erzielen, was
sich in unterschiedlichen Farbschattierungen sowohl in axialer als auch in radialer
Richtung des Materialwickels bemerkbar machte.
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zur Beseitigung einer solchen ungleichmäßigen Behandlung wird in
der US-PS 4 206 619 vorgeschlagen, das zylindrische Gefäß zusätzlich zu einem unteren
Auslaß, der mittig unter dem Warenbaum angeordnet ist, noch mit einem oberen Auslaß
zu versehen. Der obere Auslaß ist an der Oberseite te des Behälters neben dem vom
Einlaß des Behälters abgekehrten vorderen Ende des Baums angeordnet. Die Behandlungsflüssigkeit
wird vom oberen Auslaß über einen auf dem Behälter angeordneten Ringmantel aus dem
Behälter abgeleitet. Eine solche herkömmliche Vorrichtung ist insbesondere dann
weniger praktisch, wenn sie bei einer Anlage verwendet wird, die eine Serienanordnung
von Bäumen zum Abstützen der zu behandel den Materialien aufweist. Das kommt daher,
daß die Vorrichtunkomplex und daher teuer wird, wenn der Behälter mit zahlreichen
oberen Auslässen, nämlich einen Auslaß für jeden Baum, versehen wird.
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbesserung gegenüber diesem
Stand der Technik.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Vorrichtung
für die Behandlung von Materialien zu schaffen, die eine Serie perforierter, hohler
Bäume aufweist, die endseitig miteinander verbunden sind. Die erfindungsgemäße Vorrichtung
soll eine gleichförmige und ausgeglichene Flüssigkeitsströmung durch die langgestreckte
Baumbaugruppe ermöglichen, so daß die auf den einzelnen Bäumen angeordneten Materialien
homogen und gleichmäßig behandelt werden können. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung
soll ferner die Anzahl der oberen Auslässe und damit der Mäntel auf ein Mindestmaß
verringert sein.
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Gemäß der Erfindung ist eine Vielzahl perforierter, hohler Bäume
zum Abstützen der zu behandelnden Materialien endseitig miteinander verbunden und
in einem zylindrischen Behälter konzentrisch abgestützt, durch den die Behandlungsflüssigkeit
hindurchgeleitet wird. Der Behälter hat an seinem Boden mehrere erste Auslässe,
die in Bezug auf die Bäume jeweils mittig angeordnet sind, und mindestens einen
zweiten Auslaß an seiner Oberseite. Der zweite Auslaß fluchtet radial mit einer
Trennfuge zwischen zwei benachbarten Bäumen. Ein Drucksteuertank zum Steuern des
in dem Behälter herrschenden Flüssigkeitsdrucks ist über dem Behälter angeordnet
und erstreckt sich im wesentlichen über die Länge desselben. Der Tank ist zur Flüssigkeitsüberführung
über mehrere Verbindungsrohre mit dem Behälter verbunden, wobei die Verbindungsrohre
längs des Behälters im wesentlichen in konstanten Abständen angeordnet sind. Mindestens
eines der Verbindungsrohre fluchtet radial mit demjenigen zweiten Auslaß, der mit
einer Trennfuge zwischen zwei benachbarten Bäumen radial fluchtet. Mit einer solchen
Anordnung ist es möglich, die
Behandlungsflüssigkeit homogen und
gleichförmig über alle Bäume zwangsweise durch die Materialien hindurchzuleiten,
ohne daß die Vorrichtung komplex wird.
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Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben
sich aus der folgenden Beschreibung und der Zeici nung, auf die bezüglich der Offenbarung
aller nicht im Text beschriebenen Einzelheiten ausdrücklich verwiesen wird. Es zeigen:
Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung,
Fig. 2 einen schematischen Querschnitt nach der Linie II-II in Fig. 1, und Fig.
3 einen schematischen Querschnitt nach der Linie 111-111 in Fig. 1.
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Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung 1 zum Behandeln von Materialien 4,
wie z.B. Textilien (die nachfolgend als Materialien bezeichnet werden). Die Vorrichtung
1 umfaßt einen zylindrischen Behälter 2, der einen im allgemeinen kreisrunden Querschnitt
(Fig. 2 und 3) und eine im allgemeinen horizontale Längsachse aufweist. Der Behälter
2 hat ein Vorderende (11), das zu einem nachfolgend beschriebenen Zweck abnehmbar
ist. Eine Serie erster, zweiter, dritter und vierter perforier ter, hohler Bäume
3a, 3b, 3c, 3d ist in dem Behälter 2 abgestützt und endseitig miteinander verbunden,
um gemeinsam eine langgestreckte Baumbaugruppe 3 zu bilden. Jeder der Bäume 3a,
3b, 3c, 3d kann das zu behandelnde Material 4 tragen, das auf den Außenumfang des
Baumes aufgewickelt ist. Jeder Baum 3a, 3b, 3c, 3d ist am Umfang mit einer Vielzahl
gleichförmig angeordneter Perforationen 5 (Fig. 3) versehen, durch die die. Behandlungsflüssigkeit
in und durch das auf den Baum aufgewickel te Material 4 hindurchströmen kann.
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Jeder Baum 3a, 3b, 3c, 3d hat ferner an jedem Ende zwei Rollen 6,
6, die auf zwei parallelen Schienen 7, 7 beweglich gelagert sind, die am Behälter
2 befestigt sind und sich in Längsrichtung desselben erstrecken.
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Es ist ein Deckel 8 vorgesehen, dessen Zentrum mit einer Stange 9
in Eingriff steht, die mit einem Handrad 10 verbunden ist. Wenn das Handrad 10 in
einer Richtung verdreht wird, dann wird der Deckel zum Schließen des Vorderendes
der Baumbaugruppe 3, d.h. des Vorderendes des ersten Baumes 3a, verspannt. Wenn
das Handrad 10 in der entgegengesetzten Richtung verdreht wird, dann wird der Deckel
8 freigegeben, so daß die Bäume 3a, 3b, 3c, 3d aus dem Behälter 2 entnommen werden
können, wenn ein Behandlungszyklus abgeschlossen ist.
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Eine Haube 11, die das Vorderende des Behälters 2 bildet, ist mit
der Stange 9 verschraubt und mittels eines Klemmrings 12 mit dem Behälter 2 lösbar
verbunden. Am Hinterende hat der Behälter 2 einen Einlaß 13, mit dem ein erweitertes
Ende 14 einer ersten Rohrleitung 15 verbunden ist, um die Behandlungsflüssigkeit
durch den Einlaß 13 in den Behälter 2 einzuleiten. Das Hinterende der Baumbaugruppe
3, d.h. das Hinterende des vierten Baums 3d ist mit dem Umfang auf den Einlaß 13
des Behälters 2 oder das erweiterte Ende 14 der ersten Rohrleitung 15 lösbar aufgeschoben.
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Der Behälter 2 hat in seinem Bodenbereich eine Vielzahl erster oder
unterer Auslässe 16, die jeweils näherungsweise in der Mitte eines jeden der Bäume
3a, 3b, 3c, 3d angeordnet und über eine erste Abflußleitung 18 mit einer zweiten
Rohrleitung 17 verbunden sind. Ein Teil der Behandlungsflüssigv keit wird über die
ersten Abflußleitungen 18 aus dem Behälter 2 abgeleitet und der zweiten Rohrleitung
17 zur nachfolgend
beschriebenen Zirkulation zugeführt. In jeder
ersten Abflußleitung 18 ist ein Steuerventil 19 angeordnet, um die durch den entsprechenden
ersten Auslaß 16 zur zweiten Rohrleitung 17 fließende Flüssigkeitsmenge zu steuern.
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Am Umfang des Behälters 2 sind zwei ringförmige Abflußmäntel 20,
21 angeordnet. Die beiden Mäntel 20, 21 sind in Längsrichtung des Behälters 2 im
Abstand voneinander angeordnet, und sie fluchten radial mit einer Trennfuge 22 zwischen
dem ersten und dem zweiten Baum 3a, 3b bzw. mit einer Trennfuge 23 zwischen dem
dritten und vierten Baum 3c, 3d. Jeder Mantel 20, 21 hat an seiner Unterseite einen
dritten Auslaß 24, 24, der über eine zweite Abflußleitung 25, 25 mit der zweiten
Rohrleitung 17 verbunden ist. Die oberen Bereiche 2a, 2b des Behälters 2, die mit
der Trennfuge 22 bzw. 23 radial fluchten, sind perforiert, um zwei zweite oder obere
Auslässe zu bilden. Demzufolge wird ein Teil der Behandlungsflüssigkeit über die
Mäntel 20, 21 aus dem Behälter 2 abgeleitet und über die zweiten Abflußleitungen
25, 25 der zweiten Rohrleitung 17 zugeführt.
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Ein länglicher Blindzylinder 26 ist in dem Behälter 2 mit zwei Stützteilen
27, 27 abgestützt, um das Volumen innerhalb des Behälters 2 zu verringern, wodurch
die Flüssigkeitsmenge verkleinert wird, die in dem Behälter enthalten sein muß.
Der Blindzylinder 26 ist in der Baumbaugruppe 3 konzentrisch angeordnet, um zusammen
mit diesem einen ringförmigen Strömungskanal für die Behandlungsflüssigkeit zu begrenzen.
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Der Blindzylinder 26 hat an seinem Vorderende eine axiale Aussparung
26a, in die das freie Ende der Stange 9 lösbar eingesetzt ist.
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Ein Drucksteuertank 28 ist über dem Behälter 2 angeordnet, um Druckluft
zu speichern, die über ein Ventil 29 von
einer geeigneten (nicht
gezeigten) Quelle zugeführt wird, und um die Druckluft über ein Rohr 30 dem Blindzylinder
26 zuzuführen. Zwei erste Verbindungsrohre 31, 32 sind einenends mit der Unterseite
des Tanks 28 und andernends mit den Mänteln 20, 21 verbunden, wobei sie mit dem
zweiten Auslaß 2a bzw. 2b radial fluchten. Mehrere zweite Verbindungsrohre 33 sind
einenends mit der Unterseite des Tanks 28 und andernends an gegenüber den Mänteln
20, 21 radial versetzten Stellen mit der Oberseite des Behälters 2 verbunden. Auf
diese Weise wird eine Flüssigkeitsverbindung zwischen dem Tank 28 und dem Behälter
2 gebildet.
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Die ersten und zweiten Verbindungsrohre 31, 32,'33 sind längs des
Behälters vorzugsweise mit gleichförmigen Abständen angeordnet.
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Ein perforiertes Strömungsleitblech 34 ist in dem Behälter 2 abgestützt
und erstreckt sich über und parallel zur Oberseite der Baumbaugruppe 3 über die
Länge des Behälters 2, um mit der Innenwand desselben eine Strömungsleitkammer zu
bilden. Das Leitblech 34 hat einen perforierten halbzylindrischen Bereich, der sich
in Längsrichtung genauso weit erstreckt wie die perforierten Wände der Bäume 3a,
3b, 3c, 3d und der sich in Umfangsrichtung genauso weit erstreckt wie die perforierten
oberen Bereiche 2a, 2b (zweite Auslässe) des Behälters 2. Zahlreiche perforierte,
nach außen konvexe Bleche 35 sind an jedem der ersten Auslässe 16 angeordnet. Mit
diesen perforierten Blechen und Bereichen wird die Flüssigkeitsströmung innerhalb
der Vorrichtung vereinheitlicht und ausgeglichen.
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Die zweite Rohrleitung 17 zum Ableiten der Behandlungsflüssigkeit
aus dem Behälter 2 ist mit einem Wärmetauscher 36 verbunden, mit dem die Behandlungsflüssigkeit
auf einer bestimmten
Temperatur gehalten wird. Eine motorgetriebene
Pumpe 37 ist an ihrer Saugseite mit dem Wärmetauscher 36 und an ihrer Druckseite
mit der ersten Rohrleitung 15 verbunden.
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Beim Betrieb wird die Vorrichtung 1 mit Behandlungsflüssigkeit gefüllt,
bis in dem Drucksteuertank 28 ein vorgegebener Flüssigkeitspegel L erreicht ist,
wobei die Flüssigkeit von einer (nicht gezeigten) Quelle über ein Ventil 38 zu geführt
wird. Wenn die unter einem bestimmten Luftdruck stehende Flüssigkeit mit der Pumpe
37 in der Vorrichtung 1 umgewälzt wird, dann wird die Flüssigkeit von der zweiten
Rohrleitung 17 über die erste Rohrleitung 15 und den Einlaß 13 des Behälters 2 in
das Innere der Baumbaugruppe 3 eingeleitet.
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Die Flüssigkeit wird sodann durch die perforierten Wände der Bäume
3a, 3b, 3c, 3d radial nach außen und durch die Lagen des auf diese aufgewickelten
Materials 4 hindurchgedrückt.
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Daraufhin wird die Flüssigkeit aus dem Behälter 2 abgeleitet, wobei
ein Teil der Flüssigkeit nach oben durch das Strömungsleitblech 34 und durch die
perforierten oberen Bereiche (oder zweite Auslässe) 2a, 2b des Behälters 2 hindurch
in die Mäntel 20, 21 einströmt und sodann über die zweiten Abflußleitungen 25, 25
in die zweite Rohrleitung 17 strömt. Der übrige Teil der Flüssigkeit strömt durch
die perforierten konvexen Bleche 35 an den unteren (ersten) Auslässe 16 des Behälters
2 hindurch und durch die ersten Abflußleitungen 18 in die zweite Rohrleitung 17.
Mit dem Bezugszeichen 39 ist ein Abflußventil 39 zum Ableiten verbrauchter Flüssigkeit
bezeichnet.
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Es wurde gefunden, daß eine gleichförmige und wirksame Behandlung
des Materials 4 erreicht werden kann, wenn die Menge der durch die ersten Abflußleitungen
18 abfließenden Flüssigkeit vorzugsweise auf den Bereich von 1/3 bis 4/5 der gesamten
aus dem Behälter 2 abgeleiteten Flüssigkeitsmenge eingestellt wird. Ein solches
Strömungsverhältnis kann
mit den einzelnen Steuerventilen 19 eingestellt
werden. Wenn die einzelnen Steuerventile 19 so eingestellt werden, daß die durch
die einzelnen ersten Abflußleitungen 18 abfließenden Teilmengen von der dem Einlaß
13 des Behälters 2 benachbarten Abflußleitung zu der vom Einlaß 13 abliegenden Abflußleitung
hin stetig zunehmen, dann wird darüberhinaus auch die Flüssigkeitsströmung durch
die untere Hälfte der auf die einzelnen Bäume 3a, 3b, 3c, 3d aufgewickelten Materialien
4 ausgeglichen.
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Die durch die obere Hälfte der auf den einzelnen Bäumen 3a, 3b, 3c,
3d befindlichen Materialien 4 hindurchgeströmte Flüssigkeit wird durch das Strömungsleitblech
34 über die Länge des Behälters 2 gleichförmig verteilt. Ein Teil dieses Flüssigkeitsstromes
fließt nach oben durch die zweiten Verbindungsrohre 33 in den Drucksteuertank 28
und sodann durch die ersten Verbindungsrohre 31, 32 nach unten in die Mäntel 20,
21. Auf diese Weise wird in der oberen Hälfte des auf den einzelnen Bäumen 3a, 3b,
3c, 3d befindlichen Materials 4 eine einheitliche und ausgeglichene Flüssigkeitsströmung
bewirkt. Die Flüssigkeit kehrt dann über die zweiten Abflußleitungen 25, 25 in die
zweite Rohrleitung 17 zurück.
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Die aus dem Behälter 2 in die zweite Rohrleitung 17 abgeleitete Flüssigkeit
wird zum Wärmetauscher 36 befördert und sodann von der Pumpe 37 über die erste Rohrleitung
15 in den Behälter 2 gedrückt.
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Der in der Vorrichtung 1 während der Behandlungsvorgänge von der
Behandlungsflüssigkeit gebildete Schaum wird leicht beseitigt oder erheblich vermindert,
während sich die diesen Schaum enthaltende Flüssigkeit in dem Drucksteuertank 28
bewegt, wodurch das Material 4 vor einer ungleichmäßigen Behandlung bewahrt ist.
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Wenngleich es sich bei dem in der Zeichnung dargestellten und vorstehend
beschriebenen Ausführungsbeispiel um eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung
handelt, so dient dieses lediglich zur Erläuterung der Erfindung und läßt im Rahmen
des allgemeinen Fachwissens zahlreiche Abwandlungen zu, ohne daß dadurch der Grundgedanke
der Erfindung verlassen wird.
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Vorrichtung zum Behandeln von Materialien mit einer Behandlungsflüssigkeit
Bezugszeichenaufstellung : 1 Vorrichtung 2 Behälter
3 Baumbaugruppe 4 Textilmaterial 5 Perforation von 4 6 Rollen an 3 7 Schienen an
2 8 Deckel von 3 9 Stange 10 Handrad 11 Haube von 2 12 Klemmring 13 Einlaß von 2
14 erweitertes Ende von 15 15 erste Rohrleitung 16 erste Auslässe von 2 17 zweite
Rohrleitung 18 erste Abflußleitung 19 Steuerventil in 18
22 Trennfuge 23 Trennfuge
24 dritter Auslaß 25 zweite Abflußleitung
26 Blindzylinder 27 Stützteile 26a Aussparung in 26 28 Drucksteuertank 29 Ventil
30 Rohr
| 31 |
| 32 ) erste Verbindungsrohre |
33 zweite Verbindungsrohre 34 Strömungsleitblech 35 konvexe Bleche in 16 36 Wärmetauscher
37 Motorpumpe 38 Ventil 39 Abflußventil
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