DE3328557A1

DE3328557A1 - Verfahren zur waermebehandlung von textilgut und spannrahmen zur durchfuehrung des verfahrens

Info

Publication number: DE3328557A1
Application number: DE3328557A
Authority: DE
Inventors: Theo 5102 Würselen Schiffers
Original assignee: H Krantz GmbH and Co
Current assignee: H Krantz GmbH and Co
Priority date: 1983-08-08
Filing date: 1983-08-08
Publication date: 1985-02-28
Also published as: EP0139852A1; DE3469382D1; US4656756A; ATE32538T1; DE3328557C2; ES534776A0; EP0139852B1; ES8601352A1

Description

Verfahren zur Wärmebehandlung von Textilgut und Spannrahmen zur Durchführung des Verfahrens

Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Pattungsbegriff des Anspruchs 1 und erstreckt sich auf einen Spannrahmen zur Durchführung des Verfahrens.

Bei derartigen, allgemein bekannten Verfahren erfolgt eine dauernde Messung der über die Behandlungsstrecke herrschenden Temperaturen, um je nach den Abweichungen von den für die optimale Behandlung erforderlichen Solltemperaturen eine Korrektur der aufgewendeten Energiemengen herbeizuführen und um erforderlichenfalls auch die Behandlungsgeschwindigkeit einem Mittelwert der Temperaturabv/eichungen anzupassen, so daß beispielsweise die Geschwindigkeit, mit der eine Warenbahn durch einen Spannrahmen geführt wird, verlangsamt wird in dem Maße und für die Dauer, in dem bzw. für die Solltemperaturen unterschritten werden.

Es ist bekannt, daß bei gleichmäßigen Trocknungsbedingungen Textilgut so lange eine nahezu konstante Temperatur beibehält, bis eine bestimmte, je nach Faserart verschiedene kritische Restfeuchte erreicht ist, worauf die Trocknungsgeschwindigkeit merklich absinkt und die Textilguttemperatur gleichmäßig ansteigt (vgl. "Melliand Textilberichte" 8/1965, S. 887). Ist das Gewebe vollkommen trocken, findet naturgemäß keine Wasserverdampfung mehr statt, für die während des Trocknungsprozesses ein entsprechender Energieanteil

aufzuwenden war. Das Gewebe erreicht somit wiederum eine annähernd konstante Temperatur über die restliche Behandlungsdauer .

Für die Einstellung einer optimalen Behandlungsgeschwindigkeit,durch die beispielsweise das Verhältnis Trockenbehandlungsdauer:Fixierbehandlungsdauer bestimmt wird, ist es erforderlich, die Stelle aus der Behandlungsstrecke zu ermitteln, an der das Textilgut die kritische Restfeuchte aufweist« Wegen des an dieser Stelle einsetzenden Temperaturanstiegs wurde daher schon vorgeschlagen, statt des schwieriger zu messenden Feuchtigkeitsgehaltes des Textilguts den Temperaturwechsel zu ermitteln und aus diesem Rückschlüsse auf den Feuchtigkeitsgehalt des Textilguts zu ziehen. Es wurde daher angeregt, stetig die Temperatur des Textilguts direkt, aber kontaktlos mittels Temperaturfühlern zu messen. ;

Um den Temperaturverlauf über die Länge einer Behandlungsstrecke möglichst genau zu ermitteln, müssen Temperaturfühler in entspreched dichter Folge entlang der Behandlungsstrecke vorgesehen werden. Kontaktlos arbeitende Temperaturfühler, wie Strahlungspyrometer, sind aber sehr aufwendig. Ihre Verwendung zur Ermittlung des Temperaturprofils über die Behandlungsstrecke ermöglicht zwar eine Optimierung der Warenbahngeschwindigkeit und damit eine Energieeinsparung, der dazu erforderliche Investitionsaufwand hebt aber den Betriebskostenvorteil zu einem wesentlichen Teil wieder auf. Kostengünstige kontaktfrei arbeitende Temperaturmeßgeräte sind zwar auch bekannt (vgl. "Textilbetrieb" April 1981, S. 55), müssen aber innerhalb einer nur wenige

Millimeter dicken Grenzschicht angeordnet u/erden, so daß Berührungen der Meßgeräte mit der Warenbahn nicht auszuschließen sind und Markierungen auf der Warenbahn entstehen können.

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Aus der DE-OS 31 48 576 ist ein Verfahren zur Kontrolle der kontinuierlichen Wärmebehandlung einer textlien Warenbahn bekannt, welches ein in der Industriepraxis genügend genaues Meßergebnis liefern, die Steuerung und/ oder Regelung der jeweiligen Parameter aufgrund des Meßergebnisses erlauben und mit einem Aufwand zu erstellen sowie zu betreiben sein soll, der durch die Ersparnis an Energie und Produktionszeit voll ausgewogen werden soll. Zur Kontrolle der kontinuierlichen konvektion Wärmebehandlung einer textlien Warenbahn bei stetiger berührungsloser Messung der Temperatur der Bahn wird dazu vorgeschlagen, so zu verfahren, daß bei einer Anströmung und/ oder Durchströmung der Bahn mit erhitzter Luft etwa parallel und/oder quer zum Bahnförderweg die der Temperatur der Warenbahn proportionale, an die Bahn abgegebene Wärmemenge als Funktion der Differenz der Temperatur der auf die Bahn auftreffenden Luft und der Temperatur der an der Bahn reflektierten bzw. durch die Bahn geströmten Luft gemessen wird»

Nach diesem bekannten Verfahren wird somit die von dem erhitzten Behandlungsmedium an die Warenbahn abgegebene Wärmemenge, die der Differenz der Temperatur des ankommenden Behandlungsmediums und der Temperatur der Ware proportional ist, als Funktion der Differenz der Temperatur

des ankommenden Behandlungsmediums und der Temperatur des reflektierten oder durchströmten Behandlungsmediums bestimmt. Bei Messungen an mehreren aufeinanderfolgenden Stellen auf der Behandlungsstrecke des zuströmenden und des abströmenden Behandlungsmediums liefert dieses Meßverfahren ein der Warenbahntemperatur entsprechendes Temperaturprofil.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei der Wärmebehandlung von Textilgut die Behandlungsdauer zu optimieren und dazu gleichfalls das Temperaturprofil des Textilguts über die Behandlungssstrecke zu ermitteln, jedoch ohne daß dazu die jeweilige Temperatur des Textilguts unmittelbar oder die Temperaturen des jeweils zu- und abströmenden Behandlungsmediums gemessen u/erden müssen.

Ausgehend von einer Wärmebehandlung von Textilgut, das von mehreren, im wesentlichen im Kreislauf geführten, gasförmigen Behandlungsmedienströmen beaufschlagt wird, wobei die für jeden Strom des Behandlungsmediums pro Zeiteinheit aufgewendete Energiemenge gemessen wird und eine Veränderung dieser Energiemenge entsprechend der Solltemperatur im betreffenden Feld des Spannrahmens erfolgt, wird zur Lösung der gestellten Aufgabe erfindungsgemäß vorgeschlagen, so zu verfahren, daß in Abhängigkeit von der Stelle auf der Behandlungsstrecke, an welcher die maximale Abweichung in der pro Zeiteinheit aufgewendeten Energiemenge für zwei Ströme aufeinanderfolgender Behandlungsstreckenteile auftritt, die Warenbahngeschwindigkeit geregelt wird.

Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann so verfahren werden, daß den Feldern eines Spannrahmens zunächst im Leerlaufbetrieb aufgeheiztes Behandlungsmedium zugeleitet u/ird und die pro Zeiteinheit erforderliche Energiemenge für jeden Strom zur Aufrechterhaltung der Solltemperatur in den Feldern gemessen wird. Daraufhin wird die zu behandelnde Warenbahn in den Spannrahmen eingeführt und sodann die zur Aufrechterhaltung der Solltemperatur in jedem Feld pro Zeiteinheit erfor- . derliche Energiemenge gleichfalls gemessen. Sodann vi/ird die Differenz der beiden Energiemengen eines jeden Stromes ermittelt und schließlich in Abhängigkeit von der Stelle der Behandlungsstrecke, an welcher die maximale Abweichung der ermittelten Differenzwerte der Energiemengen für die Ströme aufeinanderfolgender Felder auftritt, die Warenbahngeschwindigkeit geregelt.

Zur Trocken- und unmittelbar anschließenden Fixierbehandlung einer Warenbahn kann erfindungsgemäß so verfahren werden, daß Werte der pro Zeiteinheit aufgewendeten Energiemengen einem Rechner zugeleitet werden, der die Stelle der Behandlungsstrecke der maximalen Wertabweichung in Vergleich setzt mit einer Sollstelle der Behandlungsstrecke, worauf die Warenbahngeschwindigkeit entsprechend korrigiert wird, um eine vorgegebene Trocken- und ebenso eine vorgegebene Fixierdauer einzuhalten.

Das erfindungsgemäße Verfahren macht sich die Erkenntnis zunutze, daß die zugeführten Wärmemengen beispielsweise dem Öffnungsgrad von Ventilen der Behandlungsmedienströme

proportional sind. Die Ventilstellungen lassen sich in an sich bekannter Weise elektrisch abgreifen und beispielsweise durch Leuchtdioden anzeigen.

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Um den Übergangspunkt zwischen der Trockenbehandlung und der Fixierbehandlung deutlich zu machen, kann zunächst der Spannrahmen aufgeheizt werden. Nach Erreichen der Temperatur stellt sich ein bestimmter Wärmeverbrauch ein bei ebenso bestimmten Ventilstellungen. Die sich daraus ergebenden Meßwerte können gegen Null getrimmt werden. Auf diese Weise ist die Leerlaufleistung des Spannrahmens, also der Anteil,der aus maschinenbedingten Verlusten resultiert, eliminierbar. Nachdem die Warenbahn in den Spannrahmen eingefahren ist, ergeben sich neue Meßwerte, die allein dem Anteil zum Aufheizen der Warenbahn und zum Verdampfen des Wassers entsprechen. Auf diese Weise läßt sich der Übergangspunkt auf der Behandlungsstrecke zwischen der Trockenbehandlung und der Fixierbehandlung anzeigen.

Ein Spannrahmen aus mehreren Trocken- und Fixierfeldern mit je einem einen Strom eines gasförmigen Behandlungsmediums im Kreislauf umwälzenden Ventilator und einer den Strom auf Behandlungstemperatur haltenden Heizeinrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorzugsweise so ausgerüstet, daß im Kreislauf des Behandlungsmediums die Sonde eines Thermometers angeordnet ist, das mit einem Heizregler in Verbindung

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steht, an dem ein die pro Zeiteinheit der Heizeinrichtung zufließende Energiemenge v/eränderndes Ventil angeschlossen ist, dessen jeweilige Stellung erfaßbar ist.

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Nach einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Spannrahmens besteht die Heizeinrichtung aus einem auf der Saugseite des Ventilators angeordneten Heizregister oder einem Gas- oder Ölbrenner, wobei die Sonde des Thermometers in Strömungsrichtung hinter der Heizeinrichtung angeordnet ist.

Zur Erläuterung der Erfindung sind in der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel eines Spannrahmens zur Durchführung des Verfahrens sowie über einem Anzeigeinstrument graphische Darstellungen der über die Länge des Spannrahmens (= Behandlungsstrecke) zugeführten unterschiedlichen Energiemengen und ein Gerät zur Steuerung der Warenbahngeschwindigkeit wiedergegeben:

Wie der in Fig. 1 schematisch dargestellte Querschnitt durch das Feld eines Spannrahmens zeigt, wird eine Warenbahn 1 in breitgespanntem Zustand zwischen Düsenkasten 2 und 3 geführt und mit einem im wesentlichen im Kreislauf strömenden gasförmigen Behandlungsmedium beaufschlagt.

Ein auf der Saugseite eines Ventilators 4 angeordneter Brenner 5 heizt das Behandlungsmedium auf, dessen Temperatur auf der Druckseite des Ventilators 4 laufend

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gemessen wird. Über eine Leitung 6 wird die Temperatur einem Heizregler 7 als Istwert aufgegeben, dem zusätzlich über eine Leitung 8 ein Sollwert aufgegeben wird. Über eine Leitung 9 wird ein Heizventil Io in einer

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Brennstoffzuführleitung 11 gesteuert, über die der Brenner 5 mit einer entsprechenden Brennstoffmenge versorgt wird. Die jeweilige Stellung des Heizventils wird durch ein Anzeigeinstrument 12 sichtbar gemacht.

Die Temperatur des Behandlungsmediums wird somit in Strömungsrichtung hinter dem Brenner 5 und vor der Beaufschlagung der Warenbahn 1 gemessen. Der dabei ermittelte Istwert wird im Heizregler 7 mit dem Sollwert, d.h. der eingestellten Temperatur, verglichen.. Liegt der Istwert unter dem Sollwert, öffnet der Heizregler 7 das Heizventil Io und schließt dieses wiederum schrittweise, wenn der Istwert größer ist als der Sollwert. '

Der Wärmehaushalt des Spannrahmens stellt sich wie folgt dar:

Über den Brenner 5 wird die Heizenergie an das im wesentlichen im Kreislauf geführte Behandlungsmedium abgegeben, wodurch dieses auf die Solltemperatur gebracht wird. Das Behandlungsmedium verliert, die Wärmeenergie durch das Aufheizen der Ware, durch das Aufheizen und Verdampfen des in der Ware befindlichen Wassers, durch das Aufheizen der dem Kreislauf zugeführten Frischluft sowie durch Abstrahlungsverluste beispielsweise der Warentransportkette und des Trockenraumes.

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Da die Temperatur des Behandlungsmediums durch die Wärmeabgabe sinkt, muß sie durch Aufheizung wieder auf Solltemperatur angehoben werden. Einem bestimmten Wärmeverbrauch des Spannrahmens ist somit eine bestimmte Ventilstellung der Heizung zugeordnet.

Die Wärmebilanz eines Trocken- und Fixierprozesses kann sich dabei beispielsweise wie folgt darstellen:

Tockenprozeß Fixierprozeß pro Feld pro Feld

a) Gesamter Wärmebedarf

b) Verluste durch Spannrahmenkette

c) Verluste durch Trockenraum

197.ooo Kcal/h 48.ooo Kcal/h 7.68ο Kcal/h 7.68o Kcal/h 1.200 Kcal/h 1.2oo Kcal/h

d) Aufheizen der Ware 9.9oo' Kcal/h 4.56o Kcal/h

e) Aufheizen und Verdampfen

des Wassers

144.72ο Kcal/h

Die Wärmemengen unter a), b) und c) bilden den Leerlaufwärmebedarf des Spannrahmens. Die Wärmemengen unter d) und e) sind die für die Ware aufzubringenden Mengen. Daraus wird ersichtlich, daß der Trockenprozeß ein Vielfaches der Wärmeenergie des Fixierprozesses benötigt.

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Da jedes Spannrahmenfeld mit einem Heizventil und einem die Ventilstellung sichtbar machenden Anzeigeinstrument versehen ist, läßt sich auch das Absinken des Verbrauchs an Heizenergie über die Länge der Behandlungsstrecke von einer Meßstelle zur nächsten bestimmen, wodurch die Stelle auf der Behandlungsstrecke angezeigt \i/ird, wo der Tröckenprozeß beendet ist und der Fixierprozeß beginnt.

Wie die Fig. 2 bis 4 zeigen, symbolisiert ein Anzeigeinstrument 13 die Länge eines schematisch dargestellten Spannrahmens 14 aus sieben über die Behandlungsstrecke hintereinander angeordneten Feldern 15.

Um die Trocken- und Fixierbehandlung bei einer optimalen Warenbahngeschwindigkeit durchführen zu können, soll die Übergangsstelle zwischen Trocken- und Fixierbehandlung im Spannrahmen 14 dort; liegen, \i/o dieser durch eine Linie 16 geschnitten wird.

In Fig. 2 gibt das Anzeigeinstrument 13 zu erkennen, daß sich aus der gewählten Warenbahngeschwindigkeit eine zu kurze Fixierstrecke 17 ergibt, der eine zu lang bemessene Trockenstrecke 18 vorausgeht. Demgegenüber veranschaulicht Fig. 3 eine zu lang bemessene Fixierstrecke 17 und eine zu kurz bemessene Trockenstrecke 18. In Fig. 4 sind dagegen die Fixierstrecke 17 und die Trockenstrecke 18 so aufeinander abgestimmt, daß ihr Übergang durch die Linie 16 bestimmt wird. Nur in diesem Beispiel ist die

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Warenbahngeschwindigkeit optimal, so daß die Trockenbehandlungsdauer wie auch die Fixierbehandlungsdauer so kurz wie möglich, aber auch so lang wie nötig ist,

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Leerseite

Claims

Patentansprüche:

Verfahren zur Wärmebehandlung won Textilgut, insbesondere zur Trocken- und Fixierbehandlung einer durch einen aus mehreren Feldern bestehenden Spannrahmen geführten Warenbahn, die in jedem Feld mit einem Strom eines im wesentlichen im Kreislauf geführten gasförmigen Behandlungsmediums beaufschlagt u/ird, \i/obei ,die für jeden Strom des Behandlungsmediums pro Zeiteinheit aufgewendete Energiemenge gemessen wird und eine Veränderung dieser Energiemenge entsprechend der Solltemperatur im betreffenden Feld des Spannrahmens erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß in Abhängigkeit von der Stelle auf der Behandlungsstrecke, an welcher die maximale Abweichung in der pro Zeiteinheit aufgewendeten Energiemenge für zwei Ströme aufeinanderfolgender Felder auftritt, die Warenbahngeschwindigkeit geregelt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß den Feldern des Spannrahmens zunächst im Leerlaufbetrieb aufgeheiztes Behandlungsmedium zugeleitet vi/ird und die pro Zeiteinheit erforderliche Energiemenge für jeden Strom zur Aufrechterhaltung der Solltemperatur in den Feldern gemessen wird, worauf die zu behandelnde Warenbahn in den Spannrahmen eingeführt wird und die daraufhin zur Aufrechterhaltung der Solltemperatur in jedem Feld pro Zeiteinheit erforderliche Energiemenge gleichfalls gemessen und die Differenz der beiden Energiemengen eines jeden Stromes ermittelt wird, und daß schließlich in Abhängigkeit von der Stelle der Behandlungsstrecke, an welcher die maximale Abweichung der ermittelten Differenzwerte der Energiemengen für die Ströme aufeinanderfolgender Felder auftritt, die Warenbahngeschwindigkeit geregelt wird.
3. Verfahren zur Trocken- und unmittelbar anschließenden Fixierbehandlung einer Warenbahn nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß Werte der pro Zeiteinheit aufgewendeten Energiemengen einem Rechner zugeleitet werden, der die Stelle der Behandlungsstrecke der maximalen Wertabweichung in Vergleich setzt mit einer Sollstelle der Behandlungsstrecke und die Warenbahngeschwindigkeit entsprechend korrigiert, um eine vorgegebene Trocken- und Fixierdauer einzuhalten.
4. Spannrahmen aus mehreren Trocken- und Fixier feldern mit je einem einen Strom eines gasförmigen Behandlungsmediums im Kreislauf umwälzenden Ventilator und einer den Strom auf Behandlungstemperatur haltenden Heizeinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß im Kreislauf des Behandlungsmediums die Sonde eines Thermometers angeordnet ist, das mit einem Heizregler (7) in Verbindung steht, an dem ein die pro Zeiteinheit der Heizeinrichtung (7) zufließende Energiemenge veränderndes Ventil (lo) angeschlossen ist, dessen jeweilige Stellung erfaßbar ist.
5. Spannrahmen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtung (7) aus einem auf der Saugseite des Ventilators (4) angeordneten Heizregister oder einem Gas- oder Ölbrenner besteht und die Sonde des Thermometers in Strömungsrichtung hinter der Heizeinrichtung (7) angeordnet ist.