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Vorrichtung zur Behandlung von Textilien, Papier und anderen Faserstoffen
Textilien, Papier und ähnliche Faserstoffe müssen im Laufe der Fabrikation oder
zu Reinigungszwecken vielfach mit wässerigen Lösungen oder anderen Flüssigkeiten
behandelt werden, beispielsweise zum Färben, Waschen, Bleichen, Filzen, Appretieren
usw. Für die Durchführung dieser Prozesse werden meist Maschinen verwendet, bei
welchen die zu behandelnden Faserstoffe entweder dauernd in der Flotte hin und her
bewegt oder über Walzen kontinuierlich durch das Bad gezogen werden. Je besser die
Benetzung, d. h. der Kontakt der Flüssigkeit mit den Fasern ist, um so schneller
verläuft der entsprechende Prozeß. Zur Beschleunigung der Benetzung und um diese
möglichst gleichmäßig zu gestalten, werden vielfach sogenannte Netzmittel verwendet.
Es ist nun gefunden worden, daß die obengenannten Prozesse noch beträchtlich beschleunigt
und gleichmäßiger gestaltet werden können und daß zudem der Prozentsatz derNetzmittel,
welche derFlotte zugefügt werden müssen, stark reduziert werden kann, wenn die mit
den zu behandelnden Faserstoffen in Berührung kommende Badflüssigkeit oder die Faserstoffe
selbst in Vibration versetzt werden. Es sind bereits Vorrichtungen bekannt, um solche
Vibrationen zu erzeugen und praktisch zu verwenden. Bei der ersten Gruppe dieser
Vorrichtungen werden die Gestelle oder Führungswalzen, auf denen die Faserstoffe
in das Flüssigkeitsbad gebracht werden und damit die Faserstoffe selbst in Schwingungen
versetzt. Es ist offensichtlich, daß diese Lösung mit schweren Nachteilen
verbunden
ist, weil die ganze Masse der Gestelle und Walzen mitschwingen muß und hierdurch
viel Energie verlorengeht, ferner weil die Lagerungs- und Führungsteile dieser Vorrichtungen
durch die Schwingungen sehr starken Abnutzungen ausgesetzt sind und endlich, weil
an den Stellen, wo die Faserstoffe auf diesen Gestellen oder Walzen aufliegen, gegenüber
den frei liegenden Flächen der Faserstoffe ungleichen Betriebsbedingungen ausgesetzt
sind und damit auch die Berührung der einzelnen Teile des Fasergutes mit der Flotte
eine unterschiedliche ist.
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Bei einer zweiten Gruppe von Vorrichtungen wird das zu behandelnde
Gut in Behälter mit gelochten Wandungen eingefüllt und mit diesen zusammen in ein
Flüssigkeitsbad gebracht, welches in Vibrationen versetzt ist. Diese Arbeitsweise
hat den Nachteil, daß das Gut chargenweise behandelt werden muß, was den Anschluß
an die vorangehenden und nachfolgenden kontinuierlichen Fabrikationsprozesse erschwert.
Zudem sind nicht alle Teile des Gutes den Flüssigkeitsschwingungen in gleichem Maße
ausgesetzt, da das Gut teilweise durch die Wandungen der Einsatzbehälter abgedeckt
ist und die gegen die Randpartien befindlichen :Massen des zu behandelnden Gutes
von den Flüssigkeitsschwingungen viel stärker getroffen werden als beispielsweise
die in der Mitte der Behälter befindlichen Materialien.
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Die Erfindung betrifft nun eine Vorrichtung zur Behandlung von Textilien,
Papier und anderen Faserstoffen in flüssigkeitsgefüllten Behältern, bei welcher
die zu behandelnden Stoffe kontinuierlich durch das Bad geführt und im Behälter
Mittel vorgesehen sind, um eine Vibration zu erzeugen, und ist dadurch gekennzeichnet,
daß im Flüssigkeitsbehälter mindestens zwei im Abstand voneinander angeordnete,
einen Spalt für die Durchführung der zu behandelnden Faserstoffe frei lassende und
sich mindestens nahezu über die gesamte Breite der zu behandelnden Faserstoffe erstrekkende
Körper vorgesehen sind, wobei mindestens einer dieser Körper mit einem Antrieb verbunden
ist, der ihn in Vibration versetzt, um auf und in denFaserstoffen eine intensive
Flüssigkeitsbewegung zu erzielen.
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Diese Anordnung weist gegenüber den bisher bekannten große technische
und wirtschaftliche Vorteile auf. Die Behandlung des Materials erfolgt kontinuierlich,
so daß der Prozeß leicht in die übrigen Arbeitsvorgänge eingeschaltet werden kann.
Die Transportvorrichtungen werden keine Schwingungen und damit Überbeanspruchungen
ausgesetzt. Die Faserstoffe kommen allseitig möglichst gleichmäßig mit der Flüssigkeit
in Berührung und werden selbst nicht durch Eigenvibration mechanischer Beanspruchung
ausgesetzt und endlich wird für die Erzeugung wirkungsvoller Vibrationen viel weniger
Energie verbraucht.
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Bei der Vorrichtung nach der Erfindung wird im wesentlichen die Flüssigkeit,
mittels der die Faserstoffe behandelt werden sollen, in Richtung auf das zu behandelnde,
im Spalt zwischen den Körpern befindliche Teilstück des Fasermaterials in Schwingungen
versetzt. Unerheblich ist dabei, ob das Fasermaterial die den Spalt begrenzenden
Körper berührt oder nicht. Wesentlich ist hingegen, daß durch die Vibrationsbewegung
in der Flüssigkeit eine ständig wechselnde Saug- und Druckwirkung und damit eine
intensive Flüssigkeitsbewegung auf und in den Faserstoffen erzeugt wird.
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Die kontinuierliche Bewegung des Fasermaterials durch den Spalt kann
gleichmäßig oder ruckweise, unterbrochen von Stillständen sowie hin und her oder
auf andere geeignete Weise erfolgen. Ebenso kann das Fasermaterial außer der genannten
noch andere Bewegungen, z.B. Drehen um die eigene Achse oder Drehen um ein Aufsteckorgan,
ausführen. Jedenfalls sind der Spalt zwischen den Körpern und die Transportvorrichtung
für das Fasermaterial derart aufeinander abgestimmt, daß das zu behandelnde Fasermaterial
mittels der Transport- und Führungsvorrichtung durch den genannten Spalt hindurchgeführt
wird.
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Die Amplitude und Frequenz der Schwingungen muß den jeweiligen Umständen
angepaßt werden und hängt vom Fasermaterial, von der Badflüssigkeit und von dem
zu erreichenden Zweck ab. Im allgemeinen wird vorteilhaft mit Frequenzen von 2o
bis 2ooo Schwingungen pro Sekunde gearbeitet, wogegen die Amplitude der schwingenden
Körper meist auf Bruchteile eines Millimeters bis wenige Millimeter beschränkt werden
kann.
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In der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele der Vorrichtung
schematisch dargestellt.
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Fig. i zeigt einen Schnitt durch einen flüssigkeitsgefüllten Behälter
mit eingebauter :Materialtransport-und Vibrationsanlage; Fig. 2 bis 6' veranschaulichen
im Schnitt verschiedene Ausführungsformen der den Spalt bildenden Körper; Fig. 7
ist ein Schnitt durch einen Teil eines Flüssigkeitsbehälters mit andersartiger :Materialtransport-
und Vibrationsanlage dargestellt.
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In Fig. i bedeutet i den Behälter, der bis zum Niveau 2 mit Flüssigkeit
gefüllt ist. Mittels der Führungs- und Transportrollen 4, 4' wird das zu behandelnde
Fasermaterial 3 durch das Bad geführt. Dieses Fasermaterial kann die Form einer
Stoffbahn, eines Garns, einer Papierbahn oder eine beliebige andere für die Durchführung
durch den Spalt geeignete Form aufweisen. Im Bad sind die zwei hier plattenförmigen
Körper 5 und 6 so angeordnet, daß zwischen ihnen ein Spalt io frei bleibt, durch
welchen das Fasermaterial 3 mittels der Transportrollen 4, 4' geführt wird. Der
Körper 5 ist mit der Wand des Behälters i fest verbunden. Der Körper 6 hingegen
ist mittels der Verbindungsstange 7 mit einem Wechselstromvibrator 8, welcher mittels
der Streben 9 fest auf den Behälter abgestützt ist, verbunden. Sobald der
Vibrator 8 in Vibrationen versetzt wird, werden diese auf den Körper 6 und damit
auf die im Spalt io vorhandene Flüssigkeit übertragen. An Stelle eines Wechselstromvibrators
kann irgendeine andere Vorrichtung zur Erzeugung von Vibrationen verwendet werden.
Form und Dimensionen der Körper 5, 6 richten sich nach den Festigkeitseigenschaften
des verwendeten Materials, nach der verfügbaren Energie für die Erzeugung der Schwingungen
und dem erstrebten Zweck. Immerhin ist ihre Breite so bemessen, daß sie mindestens
nahezu der gesamten Breite der durch den Spalt ro geführten Faserstoffe entspricht.
Statt
eines einzigen Körperpaares können mehrere solcher Paare neben- oder hintereinandergeschaltet
sein. Bei nebeneinandergeschalteten Körpern ist dafür Sorge zu tragen, (lad ihre
Gesamtheit in der breiten Richtung des durch die Spaltegeführten Fasermaterials
immer mindestens nahezu der Gesamtheit der Breite dieses >Materials entspricht und
daß eine derartige Flüssigkeitsbewegung erzeugt wird, daß das Material über die
ganze Breite gleichmäßig beaufschlagt wird. Bei Verwendung mehrerer Körperpaare,
welche hinter-oder nebeneinanderliegende Spalte für die Durchführung des zu behandelnden
Fasermaterials bilden, können entweder beide sich jeweils gegenüberliegende Körpervibriert
werden oderabwechslungsweisenurdie auf der einen oder anderen Seite angebrachten
Körper.
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In Fig. 2 ist ein Körperpaar dargestellt, welches aus der mittels
der Stützen 12 festgehaltenen, nichtvibrierenden Platte ii und dem vibrierenden,
mittels der Stange 13 tnit (lern Vibrationsapparat verbundenen Gegenkörper 15 besteht.
Zwischen diesen beiden Körpern ist der Spalt 16 offen, durch welchen das Fasermaterial
14 fortbewegt wird. Der Körper ii ist wiederum plattenartig ausgebildet, weist jedoch
abgerundete Kanten auf. Der Körper 15 ist als im Querschnitt dreieckige Stange ausgebildet,
welche ebenfalls abgerundete Kanten besitzt. Diese Abrundungen sind hauptsächlich
vorgesehen, um ein Hängenbleiben von sich allfällig lösendem Fasermaterial zu verhindern
und bei allfälligem Flattern des Gutes 14 das Durchgleiten durch den Spalt 16 zu
erleichtern. Der Körper 15 ist so angeordnet, daß er auf der dem zu behandelnden
Faserstoff zugewendeten Seite eine mindestens teilweise ebene, mit der Fortbewegungsrichtung
der Faserstoffe im Spalt parallele, undurchbrochene Fläche aufweist.
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Bei dem in Fig. 3 dargestellten Beispiel sind die beiden den Spalt
bildenden, mittels der Stangen 17, 17' mit entsprechenden Vibrationsapparaten verbundenen
Körper 18, 18' in Vibrationen versetzt. Zum Unterschied von den vorher genannten
Beispielen sind die Körper 18, 18' mit im Spalt zwischen den Körpern mündenden Durchbrechungen
20, 2o' versehen, welche eine Flüssigkeitszirkulation in Richtung auf das durch
den Spalt geführte Fasermaterial 15 ermöglichen. Solche Durchbrechungen können jedoch
auch in anderer Richtung in den Körpern angebracht werden und eine Formgebung erhalten,
die außer den Flüssigkeitsschwingungen in Richtung auf das zu behandelnde Material
hin noch eine zusätzliche Umwälzung' der Flotte hervorbringt. Statt beide sich gegenüberliegende
Körper kann nur einer derselben, und zwar vorzugsweise, wenn nur einer vibriert,
der vibrierende solche Durchbrechungen besitzen. Die Durchbrechungen in den beiden
Körpern können sich entsprechen oder gegeneinander versetzt angeordnet sein.
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Besonders ausgeprägte Wirkungen werden erreicht, wenn die Durchbrechungen
in den Körpern konische Form aufweisen, wie dies in Fig. 4 veranschaulicht ist.
Dort sind wiederum zwei sich gegenüberliegende Körper 22, 24 vorgesehen,, deren
jeder über ein Gestänge 23, 25 mit einem Vibrationserzeuger verbunden ist und somit
in Vibration versetzt werden kann. In dein durch diese Körper gebildeten Spalt wird
das zu behandelnde Fasermaterial 21 in schon beschriebener Weise durchgeführt. In
den Körpern sind konische Durchbrechungen 26, 27 so angebracht, daß in beiden Platten
die Verjüngung in Richtung auf die zu behandelnden Faserstoffe hin verläuft. Dadurch
wird bewirkt, daß über dem oberen und über dem unteren Körper befindliche Flüssigkeit
bei den Vibrationsbewegungen in den Spalt hineingepumpt und somit das Gut immer
wieder mit frischer Flüssigkeit in Berührung gebracht wird. Gleichzeitig wird durch
diese Vorrichtung das ganze Bad dauernd umgewälzt.
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Bei der Ausführung nach Fig. 5 sind die konischen Öffnungen 28, 29
derart angebracht, daß sie sich in derselben Richtung verjüngen. Hierdurch wird
erreicht, daß außer den durch die Vibration der Körper im Spalt hervorgebrachten
Flüssigkeitsschwingungen noch eine sehr starke einseitig gerichtete Flüssigkeitsströmung
in der Richtung der Verjüngung durch das Fasermaterial 3o hindurch erzeugt wird.
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Je nach den Erfordernissen sind noch andere Kombinationen dieser konischen
Öffnungen zweckmäßig; so z. B. können sich in ein und demselben Körper abwechslungsweise
in Richtung auf den Spalt und in der Gegenrichtung verjüngende Durchbrechungen folgen.
Durch geeignete Formgebung der Körper und Anordnung der Durchbrechungen läßt sich
erreichen, daß das zu behandelnde Gut auf außerordentlich intensive und gleichartige
Weise mit dauernd frischer Flüssigkeit in Berührung gebracht wird.
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In Fig. 6 ist eine Ausführungsform dargestellt, bei welcher eine zusätzliche
Flüssigkeitsströmung durch. eine besondere Formgebung der Körper bewirkt wird. Der
eine Körper 33 ist fest mit der Behälterwand 32 verbunden, wogegen der über die
Stange 35 mit dem Vibrationsapparat verbundene Körper 34 schwingt. Die dem-Spalt
und damit dem zu behandelnden Gut 31 zugewandte Fläche des Körpers 34 ist mit Rillen
versehen, welche ungleiche Schenkel 36, 37 aufweisen und bei den Vibrationen der
Platten die im Spalt befindliche Flüssigkeit in Richtung des flacheren Schenkels
fortbewegen.
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In Fig. 7 ist ein Beispiel gezeigt, wo mehr als zwei Körper zusammenwirken.
38 stellt den Querschnitt durch einen Teil einer Behälterwand dar. Im Innern dieses
Behälters ist eine Welle 39 befestigt, welche über die Speichen 40 einen Ring 41
trägt. Auf letzterem sind drehbare Spindeln 42 befestigt, auf welche dashier in
Form von Kreuzspulen 43 vorliegende Fasermaterial aufgesteckt ist. Durch die Transportvorrichtung
wird dieses Fasermaterial in Richtung des eingezeichneten Pfeiles vorwärts bewegt,
während gleichzeitig durch eine nicht eingezeichnete Vorrichtung die einzelnen Spulen
in eine langsame Drehbewegung um ihre eigene Achse versetzt werden, wie wiederum
durch eingezeichnete Pfeile angedeutet ist. Die Spulen werden durch den Spalt geführt,
der mittels der Körper 44, 45, 46 gebildet ist. Der Körper 44 ist feststehend, wogegen
die Körper 45, 46 mit entsprechenden Vibrationsapparaten 47 verbunden sind, und
zwar über die Gestänge 48, 5o. Diese Gestänge sind ,durch die Behälterwand unterhalb
des Flüssigkeitsspiegels geführt und mittels Membranen 49 so abgedichtet, daß kein
Flüssigkeitsaustritt erfolgen kann.
DerAbstand zwischen den sich
gegenüberliegenden Körpern und damit die Spaltbreite kann verändert werden, um ein
und denselben Apparat zur Behandlung von verschiedenartigem Gut verwenden zu können.