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Die vorliegende Erfindung betrifft
eine Anlage und ein Verfahren zum Zuführen von Farbstoffen zu Maschinen
zum kontinuierlichen Färben
von Textilmaterialien.
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Es ist dem Fachmann bekannt, dass
das kontinuierliche Färben
von Textilmaterialien, wie z. B. Teppichen, gewebten und nicht gewebten
Materialien in der Weise durchgeführt wird, dass diese Materialien
in ein ausgewähltes
Färbebad
eingetaucht und ein kontinuierlicher und konstanter Pegel des Bades in
der Färbemaschine
sichergestellt wird, welche die Einrichtung zum Zuführen des
zu behandelnden Materials umfasst, während dem Bad Färbemittel
bzw. Farbe zugeführt
wird. Das Färbemittelbad
besteht aus einer Lösung,
die eine Gruppe von Komponenten, wie z. B. Chemikalien, Hilfs- und
Färbeprodukte sowie
Wasser in Anteilen umfasst, die den Zubereitungen oder Rezepten
entsprechen, die jeweils gewählt
werden, wobei dieses Bad in geeigneten Behältern außerhalb der Maschine zubereitet
wird, der es kontinuierlich zugeführt wird.
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Die der Färbemaschine zuzuführenden
Lösungen
werden meistens von Hand zubereitet, was möglicherweise eine Ursache für gewisse
Ungenauigkeiten beim Dosieren der Komponenten ist. Dies kann in
starkem Maße
die Möglichkeit
vermindern, Bäder
zu haben, welche Lösungen
enthalten, die stetige und periodisch wiederhergestellte Eigenschaften besitzen;
dies steht im Gegensatz zu den normaler Weise gegebenen Erfordernissen
für die
Durchführung
dieser Art von Behandlung.
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Eine automatisierte Anlage für die Zubereitung
von Lösungen,
die für
Färbemaschinen
bestimmt sind, ist in der europäischen
Patentschrift Nr. 203 182 beschrieben. Diese Anlage ist so aufgebaut, dass
sie es ermöglicht,
den Fluß von
Färbelösungen aus
einer Vielzahl von Speichertanks auf eine Vielzahl von verschiedenen
Auslässen
zu verteilen. Darüber
hinaus ist jedem dieser Tanks eine Leitung für einen geschlossenen Kreislauf
zugeordnet, die dazu dient, die betreffenden Lösungen kontinuierlich zu rezirkulieren.
Trotz der strukturellen und funktionellen Komplexität dieser
bekannten Anlage ist es jedoch nicht völlig ausgeschlossen, dass die
Lösungen,
die in den betreffenden Leitungen zirkulieren, verschmutzt werden,
bevor sie der sie verwendenden Maschine zugeführt werden, da sie mit Lösungen unterschiedlicher
Zusammensetzung in Berührung kommen,
die in den gleichen Leitungen zirkulieren.
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EP
503 248 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung für die Verteilungsbehandlung
von Wirkstoffen in flüssiger,
fluidförmiger,
fester, fließfähiger oder
gasartiger Form zu einer Vielzahl von Textil-Bearbeitungsstationen.
Die Bearbeitungsstoffe werden in Zubereitungsstationen zubereitet
und/oder bereitgehalten, die einzelnen Behandlungsmitteln zugeordnet
sind, und werden dann entsprechend dem Bedarf mit Hilfe von Transporteinrichtungen
der oder den betreffenden Textil-Behandlungsstationen zugeführt. Die
Behandlungsstationen haben Sammel- oder Abgabeeinrichtungen, die
ihnen zugeordnet sind und die gesteuert werden können und diese Stationen zumindest
zu entsprechen den Gruppen kombinieren. Die Sammel- und Verteilungseinrichtungen werden
derart gesteuert, dass entsprechend dem Bedarf eine jeweilige Verbindung
zumindest zwischen einer betätigten
Zubereitungsstation und den Transporteinrichtungen vermittels der
Sammeleinrichtungen hergestellt wird und eine entsprechende Verbindung
zwischen den Transporteinrichtungen und wenigstens einer betätigten Behandlungsstation über die
Verteilungseinrichtungen. Über
die derart erzeugte Verbindung werden Bearbeitungsstoffe von der
jeweiligen wenigstens einen Zubereitungsstation der entsprechenden
wenigstens einen Bearbeitungsstation zugeführt.
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Hauptgegenstand der vorliegenden
Erfindung ist es, eine Anlage zu schaffen, welche die vollständig automatische
Zubereitung und Zufuhr von Bädern
zu Färbemaschinen
ermöglicht,
ohne dass die Gefahr besteht, dass die Lösungen verschmutzt werden,
bevor sie an die sie verwendende Maschine abgegeben werden.
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Dieses Ergebnis wird gemäß der Erfindung dadurch
erreicht, dass eine Vorrichtung (Anlage) geschaffen wird, welche
die im kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 niedergelegten Merkmale
aufweist. Weitere Merkmale sind in den abhängigen Ansprüchen niedergelegt.
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Die vorliegende Erfindung macht es
möglich, ständig in
vollständig
automatischer Weise die genaueste Färbung von in Behandlung befindlichen Textilmaterialien
sicherzustellen, ohne dass irgendeine Verschmutzung der Lösungen auftritt,
die in den Leitungen oberhalb von Einrichtungen zirkulieren, die dazu
dienen, diese Lösungen
letztendlich zu mischen. Darüber
hinaus ist es deswegen, weil die Endmischung der Lösungen,
die der Färbemaschine
zugeführt
werden sollen, unmittelbar oberhalb letzterer durchgeführt wird,
möglich,
dieser Maschine unterschiedliche Lösungen zuzuführen, welche
lang anhaltende Merkmale der Nichtmischbarkeit besitzen und die
demgemäß nicht
im Voraus in gemischter Form gelagert werden können. Es ist auch möglich, dadurch
eine beträchtliche
Verminderung der verbrauchten elektrischen Energie zu erreichen,
dass das zum Waschen der Leitungen und der Einrichtungen zum Auflösen der
pulverförmigen
und/oder granulierten Farbstoffe verwendete Wasser auch dazu verwendet
werden kann, die endgültige
Titrierung der in den betreffenden Tanks zubereiteten Lösungen zu erzielen.
Die Anlage gemäß der Erfindung
hat einen relativ einfachen Aufbau und kann eine große Anzahl von
Tanks für
Färbelösungen,
Chemikalien und Hilfsprodukte mit unterschiedlichen Stärken umfassen, wodurch
ihre Produktionskapazität
erweitert wird.
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Diese und andere Vorteile und Merkmale
der Erfindung ergeben sich am besten für den Fachmann aus der folgenden
Beschreibung in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung, die praktische
Ausführungsformen
der Erfindung wiedergibt, die jedoch nicht einschränkend zu
verstehen sind. In der Zeichnung zeigen:
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1 in
schematischer Weise eine mögliche Ausführungsform
der Anlage gemäß der Erfindung,
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2 in
schematischer Weise ein System zum Steuern und Betreiben der Anlage
aus 1,
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3 in
schematischer Weise eine Anlage gemäß der Erfindung bezüglich einer
weiteren Ausführungsform,
und
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4 in
schematischer Weise ein System zum Steuern und Betreiben der Anlage
aus 3.
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Betrachtet man nur die wesentlichsten
Elemente so umfasst gemäß den Figuren
der beigefügten
Zeichnung eine Anlage gemäß der Erfindung
in Kombination folgendes:
- – Eine Vielzahl von Tanks 1,
die in einer ersten Station A angeordnet sind, um Chemikalien und Hilfsprodukte
in einem flüssigen
Zustand zu lagern, wobei jeder Tank 1 eine Auslassleitung 3 aufweist,
an die ein Ventil 4 angefügt ist, dessen Auslass mit
einer gemeinsamen Hauptleitung 2 zum Sammeln der von den
Tanks 1 abgegebenen Produkte verbunden ist, wobei die gemeinsame Hauptleitung 2 auch
einer Leitung 31 zum Zuführen von Wasser für das Waschen
der Hauptleitung zugeordnet ist und die Hauptleitung eine Pumpe 6 mit
positiver Verdrängung
speist, die mit einem entsprechenden Strömungsmesser 7 ausgestattet
ist,
- – eine
Vielzahl von Mischern 5, die in einer zweiten Station B
vorgesehen sind, die stromabwärts von
der ersten Station A angeordnet ist und denen die aus der gemeinsamen
Hauptleitung 2 austretenden Produkte über entsprechende Leitungen 19 zugeführt werden,
die von entsprechenden Dreiwegeventilen 8 abzweigen, zu
denen die aus der Pumpe 6 austretenden Produkte gelangen, wobei
die Mischer 5 auch einer Wasserzuführleitung 41 mit einem
entsprechenden Strömungsmesser 42 und
Abschließventilen 43 zugeordnet sind,
wobei die Mischer in den Figuren der beigefügten Zeichnung nur schematisch
wiedergegeben sind. Insbesondere zeigen die Figuren Tanks, welche
die flüssigen
Produkte enthalten, die von der gemeinsamen Hauptleitung 2 kommen,
sowie entsprechende motorbetriebene Rühren mit geneigten Achsen und
Pegelmessgeräte;
- – Einrichtungen 12, 13 in
einer dritten Station C zum Abmessen und Auflösen der pulver- oder granulatförmigen Farbstoffe
für die
Herstellung von Färbelösungen in
vorgegebenen Stärken,
die entsprechenden Behältern 14 einer
vierten Station D über
eine Leitung 17 zugeführt
werden sollen, die mit einer Vielzahl von Dreiwegeventilen 16 versehen
ist, von jedem von denen eine Leitung für die Speisung eines jeden
der Behälter 14 abzweigt,
wobei zu diesen Behältern
eine Vielzahl von Leitungen führt,
die Wasser zuführen,
das von einer entsprechenden Leitung 22 kommt, die mit einem
entsprechenden Strömungsmesser 23 und einem
Dreiwegeventil 24 für
jeden der Behälter 14 versehen
ist, wobei diese Einrichtungen 13 zum Lösen der pulver- oder granulatförmigen Farbstoffe
mit dem erforderlichen Wasser über
eine entsprechende Leitung 20 mit einem Strömungsmesser 21 versorgt
werden und die so erhaltenen Färbelösungen mit
Hilfe einer Pumpe 40 mit positiver Verdrängung abgeben,
mit der die Leitung 17 verbunden ist; die Behälter 14 der
Station D sind ähnlich
wie die Behälter 5 der
Station B schematisch dargestellt; insbesondere zeigen die Figuren
in schematischer Weise die Behälter
und die ihnen zugeordneten Rühren
und Niveaumessgeräte;
- – eine
Hauptleitung 26, in die ein Schraubenförderer 27 eingebaut
ist, um gleichzeitig die ankommenden flüssigen Produkte zuzuführen und
zu mischen, wobei die Hauptleitung 26 die aus den Behältern 5 der
zweiten Station B und von den Behältern 14 der Station
D kommenden Flüssigkeiten
empfängt
und auch Wasser aus einem Tank 340 erhalten kann, der mit
einer entsprechenden Auslassleitung 34 versehen ist, die
mit der Hauptleitung 26 verbunden ist; dabei wird die Versorgung
des Hauptleitungsmischers 26 mit Flüssigkeiten, die aus den Stationen
B und D austreten – und
an entsprechende Auslassleitungen 28 abgegeben werden –, und mit
dem Wasser aus der Leitung 34 durch entsprechende Pumpen 29 mit
positiver Verdrängung
sichergestellt, denen entsprechende Strömungsmesser 30 zugeordnet
sind.
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Bei dem in 1 der beigefügten Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiel
führen
die Behälter 5 der
Station B, in denen die Lösungen
mit den in Tanks 1 der Station A gespeicherten Produkten
(wie z. B. organischen Säuren,
anorganischen Basen, oberflächenaktiven
Mitteln, Weichmachern und/oder anderen Hilfsprodukten) zubereitet
werden, zu einer einzigen Leitung 28 zum Speisen der Sammelleitung 26:
Stromauf der entsprechenden Pumpe 29 fließen die
Inhalte der Behälter 5 alle
in ein Dreiwegeventil, von dem diese einzige Leitung 28 abzweigt.
Die Behälter 14 der
Station D, in denen die Färbelösungen zubereitet
werden, sind in Gruppen von je drei Einheiten angeordnet, so dass
jede Gruppe einer Farbe und jede Einheit einer vorgegebenen Stärke des
entsprechenden Färbemittels
entspricht. Der Auslass eines jeden der drei Behälter 14 einer jeden
Gruppe der Station D besitzt ein entsprechendes Absperrventil 37,
wobei die Auslässe
aller Ventile 37 mit der Pumpe 29 der entsprechenden
Gruppe verbunden sind.
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Am Auslass der Hauptleitung 26,
d. h. zwischen der Hauptleitung 26 und der Maschine M ist ein
Abgabeabschnitt 32 angeordnet, damit die hier vorhandenen
Produkte erforderlichenfalls abgelassen werden können, ohne die Maschine M zu
erreichen.
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Die in den Figuren der beigefügten Zeichnung
nur schematisch dargestellte Maschine M ist herkömmlicher Art, in der man das
zu färbende
Material kontinuierlich mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit vorwärts laufen
läßt, während das
Färbebad
zugeführt
wird. Die Geschwindigkeit der Vorwärtsbewegung des zu färbenden
Materials wird mit Hilfe von Einstell- und Steuereinheiten, die
später
beschrieben werden, so eingestellt, dass spezielle Erfordernisse
des ablaufenden Färbeprogramms
erfüllt werden.
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Das Öffnen und Schließen eines
jeden Ventils der Anlage wird automatisch durch eine elektronische
programmierbare Einheit U gesteuert, der eine elektronische Liste
von Rezepten AR zugeordnet ist, welche die Farbrezepte speichert,
d. h. die Gewichtsmengen der Lösungen,
die in beiden Stationen B und C zubereitet werden sollen, sowie
die Wassermengen, die durch jede der Wasserzuführleitungen abgegeben werden
müssen.
Die Ventile der Anlage sind daher von einer elektromechanisch arbeitenden
und elektronisch ansteuerbareren Art. Jeder Pumpe der Anlage ist
ein entsprechender Codieren zugeordnet, der der Deutlichkeit halber
in den Figuren der beigefügten
Zeichnung nicht dargestellt ist. Jeder Codieren ist mit der Einheit
U verbunden, um die momentane Geschwindigkeit des Motors einer jeden
Pumpe in der Anlage zu steuern. In ähnlicher Weise ist jeder Strömungsmesser
der Anlage mit der programmierbaren Einheit U verbunden. Man sieht,
dass die Strömungsmesser
von einem Typ sind, der in der Lage ist, elektrische Signale entsprechend
den zu messenden Strömungsraten
zu erzeugen.
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Gemäß einer zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung können,
wie in den 3 und 4 der beigefügten Zeichnung
dargestellt, die Produkte in den Tanks 1 direkt an den
Sammelleitungsmischer 26, 27 abgegeben werden,
statt durch die Vorbehandlungsstation B geführt zu werden. In diesem Fall
wird die gemeinsame Hauptsammelleitung 2 weggelassen und
jeder Tank 1 ist direkt mit dem Sammelleitungsmischer 26, 27 über die
entsprechende Auslassleitung verbunden. In jede dieser Leitungen
ist eine entsprechende Pumpe 10 mit positiver Verdrängung mit
einem Strömungsmesser 11 und
einem Magnetventil 100 eingefügt, die der programmierbaren
Einheit U zugeordnet sind.
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Die Abmess- und Lösegruppe 12, 13 für die pulver-
oder granulatförmigen
Färbestoffe
kann von irgend einem geeigneten Typ sein. Beispielsweise kann sie
von einem Typ sein, wie er in dem US-Patent Nr. 5,642,940 (entsprechend
dem Dokument IT PT/95/A/002) beschrieben ist, auf die hier hinsichtlich einer
genaueren Beschreibung Bezug genommen wird.
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Bezüglich der in 1 der Zeichnung dargestellten Ausführungsform
und unter der Annahme, dass die Maschine M ein Färbebad erhalten soll, das Lösungen aus
den beiden Stationen B und D enthält, ist die Arbeitsweise der
Anlage gemäß der Erfindung die
folgende:
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Was die Zubereitung von Lösungen mit
Hilfsprodukten, die in den Tanks der Station A gespeichert sind,
anbelangt, werden diese Produkte, die gemäß einer gewählten Zubereitung ausgewählt sind,
jedes Mal der gemeinsamen Hauptsammelleitung 2 durch eine Öffnung in
den entsprechenden Ventilen 4 über einen Zeitraum hinweg zugeführt, der
in Relation zur Menge dieser zu entnehmenden Produkte vorgegeben
ist. Danach werden die in Rede stehenden Produkte über die
Pumpe 6 an die entsprechenden Behälter 5 in der Station
B abgegeben, wobei sie durch die Strömungsmesser 7 fließen. Die Übergangsleitungen
der Produkte, die jeweils aus den Tanks 1 abgezogen werden,
sind in entsprechender Weise durch die Ventile 8 konfiguriert,
deren Wege in Abhängigkeit
der davon offen oder geschlossen sind, welche entsprechenden und
programmierten Öffnungs-
und Schließsignale
von der zentralen Einheit U abgegeben werden. Auch gelangt zu den
Behältern 5 das
Wasser zum Waschen der gemeinsamen Hauptsammelleitung 2:
Das Waschen dieser Sammelleitung, das nach der Abgabe von Produkten
aus den Tanks 1 zu jedem gewählten Zeitpunkt durchgeführt wird,
erfolgt unter der Steuerung der Einheit U und in Relation zu der
zu erzielenden Zubereitung. Die Wassermenge, die an den ausgewählten Behältern 5 durch
die gemeinsame Hauptsammelleitung 2 gelangt, wird durch
den Strömungsmesser 7 gemessen.
Nach dem wahlweisen Entnehmen von Produkten aus den Tanks 1 der
Station A und dem nachfolgenden Waschen der gemeinsamen Hauptsammelleitung 2 ist
dann, wenn x die Wassermenge bezeichnet, die erforderlich ist, um
die gewünschte
Lösung
in dem jeweils ausgewählten
Behälter 5 zuzubereiten, und
Y die Wassermenge bezeichnet, die erforderlich ist, um die gemeinsame
Hauptsammelleitung 2 zu waschen und die dem betreffenden
Behälter
zugeführt
wird, die zum Titrieren der Lösung
erforderliche Wassermenge, wie sie durch das Programm vor gegeben
wird, gleich x – Y
und wird von der Leitung 41 entnommen. Die so in dem in
Rede stehenden Behälter 5 erhaltene
Lösung
(indem der entsprechende motorgetriebene Rühren zum Arbeiten veranlaßt wird)
wird dann dem Hauptsammelleitungsmischer 26, 27 durch
die betreffende Pumpe 29 zugeführt und durch die entsprechende
Messvorrichtung 30 quantifiziert.
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Hinsichtlich der Zubereitung und
Abgabe der Färbelösungen,
ist das Verfahren das folgende:
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Die mit den Pulvern (oder Granulaten),
die in der Einheit 13 der Station C gelöst wurden, und mit dem Wasser
aus der Leitung 20 zubereiteten Lösungen werden den Behältern 14 der
Station D in einer bezüglich
des ausgewählten
Arbeitsprogrammes vorgegebenen Reihenfolge zugeführt, das im Allgemeinen für jede Gruppe
von Behältern
in der Station D für
die Zubereitung und Abgabe von Lösungen sorgt,
die mit diesen Pulvern (oder diesen Granulaten) aber in unterschiedlichen
Stärken
zubereitet wurden. Die Auswahl der Behälter 14, die die Färbeflüssigkeiten
aufnehmen sollen, wird durch die zentrale Einheit U dadurch durchgeführt, dass
in einer wahlweisen und programmierten Art die Ventile 16 der
Leitung 17 aktiviert werden, welche die Einrichtungen 12, 13 der
Station C mit den Behältern 14 der Station
D verbindet.
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Nach der Zubereitung einer jeden
Färbelösung in
der Station C wird das Waschen der Löseeinheit 13 mit dem
Wasser durchgeführt,
das von der Leitung 20 kommt, wobei die Menge dieses Wassers durch
den Strömungsmesser 21 erfaßt wird.
Das zum Waschen der Einheit 13 verwendete Wasser wird dann
den gleichen Behältern 14 zugeführt, die
die zuletzt zubereitete Lösung
aufgenommen haben. Die Menge dieses Waschwassers wird ähnlich wie
im vorausgehenden Fall beim Zubereiten der endgültigen Lösungen in den Behältern 14 der
Station D berücksichtigt.
In anderen Worten, wenn Y' die
Wassermenge ist, die zum Waschen der Auflöseeinheit 13 verwendet
wurde, und X' die
Wassermenge ist, die erforderlich ist, um die Lösung mit der erforderlichen
Stärke
in dem Behälter 14 zu
erzielen, der das in der Löseeinheit 13 zubereitete
Produkt aufgenommen hat, so ist die Wassermenge, die diesem Behälter 14 über die
Leitung 22 zugeführt
wird, gleich X'-Y'.
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Es ist klar, dass die elektrischen
Signale, die zu jedem Zeitpunkt von den Strömungsmessern der Anlage erzeugt
werden, von der zentralen Einheit U bei jedem Waschzyklus zusammen
mit den entsprechenden Mengen von Waschwasser gespeichert werden,
wie dies erforderlich ist, um die obigen Berechnungen auszuführen.
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Alle Pumpen mit positiver Verdrängung der Anlage
dienen dazu, die durch die betreffenden Leitungen strömenden Produkte
abzugeben sowie deren Strömungsmenge
zu regulieren. Die Strömungsmengeneinstellung
wird dadurch vorgenommen, dass die Geschwindigkeit der betreffenden
Motoren gesteuert wird.
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Die verschiedenen Lösungen,
die derart dem Hauptsammelleitungsmischer 26, 27 und
dann der Maschine M zugeführt
werden, können
auch von einer Art sein, die nicht geeignet ist, über einen
längeren
Zeitraum hinweg einen gemischten Zustand aufrechtzuer halten, was
auf der Tatsache beruht, dass sie bald nach ihrer Mischung durch
die der Hauptsammelleitung 26 zugeordneten Einrichtungen
durch die Maschine M verwendet werden.
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Darüber hinaus macht es die vorliegende
Anlage möglich,
den Wasserverbrauch in einer besonders wirksamen Weise zu rationalisieren.
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All dies führt zu einem geringeren Verbrauch und
einer höheren
Wirtschaftlichkeit der Anlage.