DE3129430A1

DE3129430A1 - "verfahren und vorrichtung zum abdichten eines hochdruckdaempfkessels"

Info

Publication number: DE3129430A1
Application number: DE19813129430
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Wakayama Ishidoshiro; Susumu Niwa; Yoshikazu Sando
Original assignee: Sando Iron Works Co Ltd
Current assignee: Sando Iron Works Co Ltd
Priority date: 1980-07-30
Filing date: 1981-07-25
Publication date: 1982-03-18
Also published as: GB2080843A; US4426746A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Abdichten eines zum kontinuierlichen Sattdampfbehandeln einer Stoffbahn dienenden Hochdruckdämpfkessels mit je einer ein Dichtwalzenpaar aus Gummi enthaltenden, dem Stoffeinlaß vor- bzw, dem Stoffauslaß nachgeschalteten Einlaß- bzw. Auslaßschleuse.

Zum industriellen, kontinuierlichen Dämpfen einer Stoffbahn, bei dem vorbehandelt, das Gewicht vermindert oder gefärbt werden kann, werden verschiedene Arten von Hochdruckdämpfern angewendet. Die Dämpfer besitzen Schleusen zum kontinuierlichen Hindurchführen der zu behandelnden Stoffbahn am Dämpfereingang und Dämpferausgang. Die Schleusen sollen ein im wesentlichen le.ckfreies Aufrechterhalten der feuchten Hitze bzw. des Naßdampfes im Dampfkessel ermöglichen. Die Anmelderin hat bereits mehrere geeignete Vorschläge gemacht. Die Schleusen der bereits entwickelten Hochdruckdämpfer besitzen ein Paar gegeneinander gepreßter Dichtwalzen aus Gummi am Stoffeinlaß und -auslaß des Dämpfers. U. a. mit Hilfe dieser Dichtwalzenpaare gelingt es, den Dämpfkessel am Einlaß und Auslaß so abzudichten, daß praktisch kein Dampf aus dem Kessel dringt, wenn der Stoff kontinuierlich durch die Schleusen hindurchgeführt wird.

Die aus Gummi bestehenden bzw.^: mit Gummi überzogenen Dichtwalzen der Schleusen sind jedoch der Wirkung äert .hohen Temperatur und des Hochdruckdampfes innerhalb des Dämpfkessels ausgesetzt, derart, daß die Oberflächentemperatur der Walzen angehoben wird. Das hat den Nachteil zur Folge, daß die Gummischicht an der Oberfläche der jeweiligen Dichtwalzen erschlafft bzw. geschwächt oder denaturiert bzw. chemisch verändert wird und die Dichtwirkung entsprechend abnimmt. Außerdem wird die jeweilige Dichtwalze

durch thermische Ausdehnung deformiert« Es wird daher schwierig, die Stoffbahn glatt ein- und auszuführen. Schließlich lassen die Dichtwalzen einen ordnungsgemäßen Betrieb gar nicht mehr zu.

Obwohl viele Vorschläge zum Überwinden vorgenannter Nachteile gemacht worden sind, ist es nach wie vor sehr schwierig, die Temperatur der Dichtwalzen bei Betrieb etwa auf Zimmertemperatur (etwa 20° C) zu halten. Da die Temperatur im Innern des Dämpfers im allgemeinen im Bereich von 150 bis 160° C liegt, gelingt es bisher bestenfalls, die Temperatur der Dichtwalzen innerhalb der Schleusen eines Hochdruckdämpfers bei etwa 50° C zu halten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung eingangs genannter Art zum Abdichten eines zum kontinuierlichen Sattdampfbehandeln, d. h. Feuchtheißbehandeln, einer Stoffbahn ausgebildeten Hochdruckdämpfkessels zu schaffen, dessen an der Einlaßseite und an der Auslaßseite vorgesehenen, aus Gummi bestehenden Dichtwalzen im wesentlichen bei Zimmertemperatur zu betreiben sind, in dem verhindert wird, daß die hohe Temperatur und der Hochdruckdampf aus dem Innern des Dämpfkessels Einfluß auf die Dichtwalzen nehmen kann. Die Lösung besteht für das Verfahren darin, daß erfindungsgemäß jeweils in Serie zwischen dem Dichtwalzenpaar der Einlaßschleuse und dem Stoffeinlaß sowie zwischen dem Stoffauslaß und dem Dichtwalzenpaar der Auslaßschleuse eingeschaltete Folgen von Gaskessel und Stoffpassage an der Einlaßseite bzw. Stoffpassage und Gaskessel an der Auslaßseite des Dämpfkessels mit einem Gas größerer Dichte als Luft gefüllt werden. Für die Vorrichtung ist die Lösung gekenn-

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zeichnet durch je eine mit Gas größerer Dichte als Luft zu füllende Folge von Gaskessel und Stoffpassage zwischen dem Dichtwalzenpaar der Einlaßschleuse und dem Stoffeinlaß des Dämpfkessels sowie Stoffpassage und Gaskessel zwischen dem Stoffauslaß des Dämpfkesseis und dem Dichtwalzenpaar der Auslaßschleuse.

Im Prinzip besteht die Erfindung darin, daß eine Stoffpassage bzw. ein Stoffbahnkanal und ein Gaskessel hintereinander zwischen Ein!aßschleuse und Stoffeinlaß des Dämpfkessels bzw. Stoffauslaß des- Dampfkessels und Auslaßschleuse

^*"" eingeschaltet werden und daß wenigstens die jeweilige Stoffpassage sowie gegebenenfalls auch der Dampfkessel zum Schutz einer Erhitzung der Dich'twalzen mit einem Gas gefüllt wird, daß bei Zimmertemperatur und dem Druck dem Dämpfinnern eine größere Dichte als Luft besitzt,= In den Gaskesseln kann das Gas mit größerer Dichte als Luft auch durch Luft substituiert werden.' Wenn beispielsweise die Stoffpassage U-förmig ausgebildet wird bzw. ein U-förmiges Zwischenstück enthält, kann es günstig sein, nur den U-förmigen Bereich der Stoffbahnpassage mit dem" Gas größerer Dichte als Luft zu füllen und im angrenzenden Gaskessel gewöhnliche Luft zu belassen. Wenn dagegen die Stoffbahn-

. passagen einen über die Höhe der Oberseite des zugehörigen Gaskessels steigenden, oberen Kanalteil aber keinen U-förmigen Bereich besitzen, werden zweckmäßig Stoffbahnpassagen und Gaskessel mit demselben Gas größerer Dichte als Luft gefüllt. Dieses Gas größerer Dichte als Luft kann beispielsweise Kohlendioxid, Argon oder Butan sein.

Bei Anwendung der erfindungsgemäßen Lehre wird es möglich, ein Vordringen der hohen Temperatur und des Hochdruckdampfes aus dem Dämpfkessel über dessen Einlaßseite und Auslaßseite hinaus fast vollständig abzuschirmen mit der Folge, daß die

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Schleusen am Eingang bzw. Ausgang der Gaskessel bei
Zimmertemperatur und damit ohne Beschädigung der Dichtwalzen aus Gummi zu betreiben sind, weil das Gas mit
höherer Dichte als Luft bzw. die Luft innerhalb der
Gaskessel Zimmertemperatur hat. Trotzdem wird der Innendruck des Dämpfkessels, der auch in den Stoffpassagen
und in den Gaskesseln herrscht, auf dem zum Feuchtheiß- . behandeln bzw. Sattdampfbehandeln der Stoffbahn üblichen Wert gehalten.

Anhand der schematischen Darstellung von Ausführungsbeispielen werden weitere Einzelheiten der Erfindung erläu-> tert. Es zeigen:

Fig.- 1 einen Längsschnitt durch eine Einrichtung
mit einem Hochdruckdämpfer mit erfindungsgemäßer Abdichtung; und

Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine gegenüber
Fig.^: 1 abgewandelte Einrichtung,

In Fig. 1 werden Gaskessel 1 und 2 sowie ein Dämpfkessel 3 dargestellt. Der Gaskessel 1 besitzt einen Stoffeinlaß 6 und einen Stoffauslaß 7 zum kontinuierlichen Hindurchführen einer Stoffbahn 4 und 5. Der Gaskessel 2 besitzt einen
ähnlichen Stoffeinlaß 8 und Stoffaüslaß 9. Auch der Dampfkessel 3 wird mit einem Stoffeinlaß 10 und einem Stoffauslaß 11 ausgestattet. Der Gaskessel 1, der Dämpfkessel 3
und der Gaskessel 2 werden in Reihe angeordnet. Anstelle des einen Dämpfkessels können auch zwei oder mehr Kammern vorgesehen werden. Der Stoffauslaß 7 des Gaskessels 1 und der Stoffeinlaß 10 des Dämpfkesseis 3 werden über eine Stoffpassage 12 miteinander so verbunden, daß der Stoff kontinuierlich von einem zum anderen Kessel zu führen ist. In ahn-

licher Weise werden Stoffauslaß 11 des Dämpfkesseis 3 und der Stoffeinlaß 8 des Gaskessels 2 über eine zum kontinuierlichen Hindurchführen der Stoffbahn geeignete Stoffpassage 13 verbunden,⁷ Die Stoffpassage 12 besitzt einen oberen Kanalteil 12.,, der bis zu einer größeren Höhe als die Oberseite des zugehörigen Gaskessels 1 steigt,' Desgleichen besitzt die Stoffpassage 13 einen über die Höhe der Oberseite des zugehörigen Gaskessels 2, insbesondere auch des Dämpfkessels 3, steigenden, oberen Kanalteil 13-j.

Der Stoffeinlaß 6 des Gaskessels 1 und der Stoffauslaß 7 des Gaskessels 2 werden mit Schleusen 14 bzw. 15 versehen, die dazu geeignet sind, den jeweiligen Stoff kontinuierlich hindurchzulassen, während im Dämpfinnern Hochdruckdampf vorgegebener Temperatur und vorgegebenen Drucks aufrechterhalten wird. Als Schleuse 14 bzw, 15 kann jede derartige von der Anmelderin schon bisher beschriebene ll'n£?iöhtung verwendet werden. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel enthalten die Schleusen 14 und 15 ein Paar gegeneinander zu pressender Dichtwalzen 14^ und 15-j aus Gummi sowie Gaszuführungsrohre 14p und 15p» die den Schleusen zugeordnet werden und dazu dienen, ein Gas mit größerer Dichte als Luft unter Druck in die Gaskessel und die Stoffpassagen einzuführen. Dieses Gas, das schwerer als Luft ist, wird mit 16 bezeichnet. Im oberen Bereich der Stoffbahnpassagen 12 und 13 werden Gasauslaßrohre 12-, bzw, 13^ vorgesehen, die dazu dienen, gelegentlich Gas abzublasen.

In den Stoffbahnpassagen 12 und 13 werden Stoffleitwalzen 12p und 13p vorgesehen. Desgleichen werden im Gaskessel 1 Leitwalzen 17 angeordnet, die dazu dienen, die Stoffe 4 und 5 kontinuierlich im Zick-Zack auf und ab durch den Kessel zu führen und dabei ein- oder mehrmals in eine in

einem Flüssigkeitstrog 18 enthaltende Behandlungslösung, beispielsweise in eine Vorbehandlungs- oder Färbelösung, zu tauchen. Im Dampfkessel 3 werden ebenfalls Leitwalzen 19 angeordnet, die dazu dienen, die Stoffe 4 und 5 kontinuierlich im Zick-Zack durch die feuchte Hitze hoher Temperatur innerhalb des Dämpfers zwecks Vorbehandlung oder Färbens des Stoffes zu führen. Es werden auch Spannwalzen 20 an passenden Stellen innerhalb des Dämpfkessels vorgesehen. Zum Einblasen überhitzten Dampfes in den Dampfkessel 3 dient ein Dampfrohr 21. Im Gaskessel 2 befinden sich Leitwalzen 22 zum kontinuierlichen Auf- und Abführen im Zick-Zack der Stoffbahnen 4 und 5 durch diesen Kessel. Hierbei können die Stoffe in einer in einem Waschtrog 23 enthaltenden Waschflüssigkeit gewaschen werden. Übrigens können die Leitwalzen in den Gaskesseln 1 und 2 sowie im Dämpfkessel 3 unter Umständen teilweise oder ganz durch ein Transportband bzw. Transportbänder ersetzt werden.

Ein kontinuierliches Naßdampfbehandeln, z. B. Färben, einer Stoffbahn mit Hilfe der vorgeschriebenen Einrichtung läßt sich folgendermaßen ausführen:

Zunächst wird ein Gas mit einer größeren Dichte als Luft, z. B. Kohlendioxid, Argon oder Butan, durch die Gaszuleitungsrohre 14p und 15p i*¹ die Gaskessel 1 und 2 in solchem Maße eingeführt, daß im Innern der Kessel ein Gasdruck von beispielsweise etwa 5 kg/cm herrscht. Gleichzeitig wird überhitzter Dampf über die Dampfleitung 21 in den Dampfkessel 3 geblasen, um dort mit dem Dampf einen Innendruck

von etwa ebenfalls 5 kg/cm , zu erzeugen. Dann werden die zu behandelnden Stoffbahnen 4 und 5 kontinuierlich durch den Hochdruckdämpfer geführt. Hierbei werden die Stoff-

j, p.

bahnen 4 und 5 zunächst mit einer in dem Flüssigkeitstank 18 des Gaskessels 1 gespeicherten Behandlungslösung, z. B. Färbelösung, getränkt, dann im Dampfkessel 3 mit Naßdampf behandelt und schließlich im Gaskessel 2 mit Hilfe der im Waschtrog 23 gespeicherten Lösung gewaschen.

Die Gaskessel 1 und 2 werden mit einem Gas größerer Dichte als Luft, z. B. Kohlendioxid, gefüllt, während der vorgeschriebene Innendruck des Gaskessels (etwa 5 kg/cm ) mit Hilfe der Schleusen 14 und 15 aufrechterhalten wird. Größere Teile der Stoffbahnpassagen 12 und 13 werden ebenfalls mit dem schwerasnGas gefüllt. In den oberen Kanalteilen der Stoffbahnpassagen verbleibt jedoch gewöhnlicher, aus dem Dampfkessel 3 stammender Dampf, dessen Dichte viel geringer ist als die eines Gases wie Kohlendioxid bei der vorgeschriebenen Temperatur unter demselben Druck wie in den Gaskesseln. Der Dampf erhöhter Temperatur aus dem Dampfkessel fließt daher nicht in die Gaskessel 1,2 und letztere werden ebenso wie die Schleusen 14, 15 auf Normaltemperatur bzw. Zimmertemperatur gehalten. Dadurch wird auch ein Verdünnen der im Flüssigkeitstrog 18 enthaltenen Behandlungslösung durch kondensierenden Dampf vermieden. Obwohl das Gas mit größerer Dichte als Luft und der Dampf auf die Dauer in gewissem Maße in den Stoffpassagen 12 und 13 ineinander diffundieren, ergeben sich hierdurch keine Nachteile, da das vermischte Gas bzw. die Gasmischung vorzugsweise über die Entlüftungsrohre bzw. Gasauslaßrohre 12^ und Λ3-* je nach Bedarf gelegentlich abzulassen ist. Auf diese Weise wird erreicht, daß die Dichtwalzen 14,. und 15.,* die den wesentlichen Teil der Schleusen 14 und 15 darstellen, bei Normaltemperatur bzw. Zimmertemperatur zu betreiben sind.

In Fig. 2 wird eine Abwandlung der vorgeschriebenen Hochdruckdämpfeinrichtung dargestellt. Diese Einrichtung wird gemäß weiterer Erfindung so ausgebildet, daß das Gas mit größerer Dichte als Luft innerhalb der Gaskessel 1 und 2 durch Luft su substituieren ist. Beide Einrichtungen sind in vielen Teilen identisch, so daß viele der Bezugszeichen unverändert zu übernehmen sind. Der wesentliche Unterschied der Einrichtung nach Fig. 2 " gegenüber derjenigen nach Fig. 1 liegt in der Konstruktion der Stoffpassagen. .

Gemäß Fig. 2 wird der Stoffauslaß 7 des Gaskessels 1 über eine U-förmige Stoffbahnpassage 12' mit dem Stoffeinlaß 10 des Dampfkessels 3 verbunden. Auch diese U-förmige Stoffpassage 12» dient dazu, die jeweilige Stoffbahn 4, 5 kontinuierlich von einem zum nächsten Bauelement der Einrichtung zu transportieren. Eine weitere U-förmige Stoffbahnpassage 13* verbindet den Stoffauslaß 11 des Dämpfkessels 3 mit dem Stoffeinlaß 8 des Gaskessels 2 in ähnlicher Weise wie vorher. In den Stoffpassagen 12 * und 13¹ befinden sich Leitwalzen 12^! ₂ und 13^f ₂. ^Die Stoffpassagen -12« und 13¹ besitzen im Bereich ihres Bodens Gaszuführungsrohre 12', bzw. 13'3. Außerdem sind an den Passagen Gasableitrohre 12'. sowie 13¹A angeordnet. Mit 16' wird das Gas bezeichnet, das schwerer als Luft ist.

Bei Betrieb wird durch die Gaszuleitungsrohre 14₂ und 15₂ normale Luft in die Gaskessel 1 und 2 eingeführt. Außerdem wird überhitzter Dampf über die Dampfleitung 21 in den Dampfkessel 3 und gleichzeitig ein Gas mit größerer Dichte als Luft, z. B. Kohlendioxid, durch die Gaszuleitungsrohre 12¹^ und 13^!-z in die Stoffpassagen 12' und 13¹ so eingeblasen, daß das schwerere Gas sowohl mit der Luft als auch mit

dem Dampf in den oberen Teilen der Stoffpassagen 12^f und 13' bei einem vorgeschriebenen Druck von

beispielsweise etwa 5 kg/cm im Gleichgewicht steht. Das kontinuierliche Naßdampfbehandeln einer Stoffbahn kann dann wie im vorherigen Beispiel ausgeführt werden. Allmählich in den oberen Teilen der Stoffpassagen 12¹ und 13^f bei Betrieb gesammelte Gasmischungen werden vorzugsweise durch die Abgasrohre 12¹^ und 13¹A i^m Maße des Anfalls bzw. bei Gelegenheit abgelassen.

Claims

^ L 4 3 Dr.-lng. Reimar König ■"-* Dipl.-1 ng.-Kl ecus Bergen Cecilienallee 76 4 Düsseldorf 3D Telefon 452DOB Patentanwälte 24. Juli 1981 34 108 B SAKDRO IRON WORKS CO., LTD., No. 4-4-5, Usu, Wakayama-shi, ¥akayama-ken, Japan "Verfahren mad Vorrichtung zum Abdichten eines Hochdruckdämpfkessels" Patentansprüche;

1. Verfahren zum Abdichten eines zum kontinuierlichen Sattdampfbehandeln einer Stoffbahn (4,5) dienenden Hochdruckdämpfkessels (3) mit je einer ein Dichtwalzenpaar (14.J, 15^) aus Gummi enthaltenden, dem Stoffeinlaß (10) vor- bzw. dem Stoffauslaß (11) des Dämpfkessels (3) nachgeschalteten Einlaß- bzw. Auslaßschleuse (14, 15), dadurch gekennzeichnet, daß jeweils in Serie zwischen dem Dichtwalzenpaar (14^) der Einlaßschleuse (14) und dem Stoffeinlaß (10) sowie zwischen dem Stoffauslaß (11) und dem Dichtwalzenpaar (15^) der Auslaßschleuse (15). eingeschaltete Folgen von Gaskessel (1) und Stoffpassage (12)an der Einlaßseite bzw. Stoffpassage (13)

und Gaskessel (2) an der Auslaßseite des Dämpfkessels (3) mit einem Gas größerer Dichte als Luft gefüllt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Gas größerer Dichte Kohlendioxid, Argon oder Butan dienen.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas wenigstens zum Teil durch Luft ersetzt wird.

4. Vorrichtung zum Abdichten eines zum kontinuierlichen Sattdampfbehandeln einer Stoffbahn (4, 5) dienenden Hochdruckdämpfkessels (3) mit je einer ein Dichtwalzenpaar (14.-, 15λ) aus Gummi enthaltenden, dem Stoffeinlaß (10) vor- bzw. dem Stoffauslaß (11) des Dämpfkessels (3) nachgeschalteten Einlaß- bzw. Auslaßschleuse (14,15), gekennzeichnet durch je eine mit einem Gas größerer Dichte als Luft zu füllende Folge von Gaskessel (1) und Stoffpassage (12) zwischen dem Dichtwalzenpaar (14-j) der Einlaßschleuse (14) und dem Stoffeinlaß. (10) sowie Stoffpassage (13) und Gaskessel (2) zwischen dem Stoffauslaß (11) des Dämpfkesseis (3) und dem Dichtwalzenpaar (15,,) der Auslaßschleuse (15).'

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, d a d u \ir c h gekennzeichnet, daß der Dampfkessel (3) aus mindestens zwei in Reihe geschalteten Kammern besteht.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stoffpassagen

(12, 13) einen über die Höhe der Oberseite des zugehörigen Gaskessels (1, 2) steigenden oberen Kanal teil (12^ 13*j) besitzen, wobei die Stoffpassagen (12, 13) und die Gaskessel (1, 2) mit demselben Gas größerer Dichte als Luft zu füllen sind,

7· Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stoffpassagen (12, 13) U-förmig ausgebildet sind bzw· ein U-förmiges Zwischenstück enthalten, wobei die Stoffpassagen im U-förmigen Bereich mit Gas größerer Dichte als Luft und die angrenzenden Gaskessel (1, 2) mit Luft zu füllen sind.