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Vorrichtung zum Behandeln, z. B. Färben, von Textilgut Die Erfindung
bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Naßbehandeln, wie z. B. Beuchen, Bleichen,
Waschen oder insbesondere Färben, von Textilgut durch einen kreisenden Flottenstrom
mit Temperaturen von über ioo°. Bei diesen Vorrichtungen benötigt man einen geschlossenen
Behandlungsbehälter und, falls nicht in bekannter Weise durch eine Drosselung des
Rückflusses die benötigte Druckerhöhung darin geschaffen wird, ein an das Flüssigkeitskreislaufsystem
angeschlossenes, als Windkessel dienendes Ausdehnungsgefäß, dessen Druckpolster
den für Behandlungstemperaturen über ioo° benötigten statischen Druck auf die umlaufende
Flotte ausübt. Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art (österreichische Patentschrift
2552) wird das Druckpolster im Ausdehnungsgefäß durch den sich aus der Flüssigkeit
selbst bei der Aufheizung über 1000 entwickelnden Dampf gebildet. Bei dieser
Einrichtung liegt jedoch das Ausdehnungsgefäß in Reihe mit dem Behandlungsbehälter,
d. h. der von der Pumpe geförderte Flottenstrom mündet in das Ausdehnungsgefäß und
wird dann unter dem Druck des darin gebildeten Dampfpolsters durch den dem Ausdehnungsgefäß
nachgeschalteten Behälter mit dem zu behandelnden Textilgut gedrückt. Weiterentwicklungen-
dieserVorrichtung (deutschePatentschriften 122 865 und 13o 651) betreffen einen
an
das Ausdehnungsgefäß anschließbaren Farbstoffzusatzbehälter,
aus dem Farbstoff in gewünschten Mengen in das Ausdehnungsgefäß eingelassen; sowie
ferner eine Umschaltvorrichtung, mit deren Hilfe der Flottenkreisstrom umgekehrt
werden kann.
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Gegenüber solchen zum Behandeln von Textilfasern mit kreisenden überhitzten
Flüssigkeiten dienenden Vorrichtungen mit im Hauptflottenkreisstrom liegendem Ausdehnungsgefäß
und einem elastischen Druckpolster aus dem sich bei der Aufhetzung der Flotte über
ioo° entwickelndenDampf sind auch schon Vorrichtungen vorgeschlagene worden, bei
denen das Ausdehnungsgefäß im Nebenstrom liegt und das Druckpolster in dem als Windkessel
dienenden Ausdehnungsgefäß durch ein Fremdgas, z. B. Druckluft, erzeugt wird (deutsche
Patentschrift 8a2 538). Das Ausdehnungsgefäß ist dabei beiderends, d. h. gegen den
Flottenkreisstrom sowie gegen einen Farbstoffzusatzbehälter, absperrbar. Soll der
Flotte während der Färbebehandlung neuer Farbstoff zugesetzt werden, so ist das
Ausdehnungsgefäß gegen denFlattenkreisstrom hin abzuschließen, worauf dann durch
Anschließen des Zusatzbehälters der Farbstoff aus diesem in das Ausdehnungsgefäß
übertreten kann. Nach dem Übertritt ist die Verbindung des Ausdehnungsgefäßes zum
Farbstoffzusatzbehälter ab- und die zum Flottenkreisstrom wieder einzuschalten.
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Diese Ausbildung hat zunächst den Mangel, daß während des Nachfüllens
von Farbstoff das Ausdehnungsgefäß von, der Umwäizflotte abgeschaltet ist. Dadurch
ist die Ausdehnungsmöglichkeit verloren. EineTemperaturzunahme derFlottewährend
der Farbflottennachfüllung würde entsprechend der temperaturbedingten Volumenzunahme
ein Abfließen von Flottenflüssigkeit über ein Überdruckventil im Gefolge haben,
während eine-Temperaturabnahme infolge des durch die Volumenverringerung bedingten
Vakuums zu einem verstärkten Verdampfen der vom Ausdehnungsgefäß abgeschlossenen
Farbflotte führen würde. Ein weiterer Nachteil der bekannten Vorrichtung besteht
noch darin, daß das aus einem Fremdgas bestehende Druckpolster, das durch die benötigte
Fremdgasquelle den. Installationsaufwand vergrößert, beim Anschluß des Nachfüllbehälters
aus dem Ausdehnungsgefäß entweicht und nach Überfüllen: des Farbstoffs in das Ausdehnungsgefäß
wieder herzustellen ist. Außerdem setzt durch die Druckentlastung des Ausnehmungsgefäßes
eine verstärkte- Verdampfung der darin enthaltenen Flottenflüssigkeit ein.
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Mit der Erfindung werden die Nachteile der bekannten Vorrichtungen
mit im Nebenstrom angeordnetem Ausdehnungsgefäß ausgeschaltet. Danach wird zur Bildung
des Druckpolsters im Ausdehnungsgefäß der sich aus der Flottenflüssigkeit bei Temperaturen
über ioo° entwickelnde- Dampf durch eine vom Flottenkreislaufsystem im Färbebehälter
oben. abgezweigte Leitung in den Ausgleichraumdes im Nebenschluß angeordneten Ausdehnungsgefäßes
abgeführt, das ständig, auch bei der Farbstoffnachfüllung, an. das Flottenkreislauf-System
angeschlossen bleibt. Die ständige Verbindung des Flottenkreisstromes mit dem Ausdehnungsgefäß
wird dabei zweckmäßig dadurch ermöglicht, d,aß der an das Druckpolster des Ausdehnungsgefäßes
angeschlossene Farbstoffzusatzbehälter parallel zu diesem angeordnet und zur Nachfüllung
vonFarbstoff für sich von demDruckpolster des Ausdehnungsgefäßes sowie von der Verbindung
mit dem Flüssigkeitsstromkreis der Flotte abschaltbar ist. Dadurch kann die Einfüllung
von Farbstoff in den Zusatzbehälter ohne Beeinflussung des Ausdehnungsgefäßes und
seines Druckpolsters erfolgen und für die Zumischung des Farbstoffes in den Flottenstrom
die Verbindung des Zusatzbehälters mit dem Druckpolster des Ausdehnungsgefäßes und
mit dem Flottenkreisstrom hergestellt werden.
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Der sich bei Temperaturen über ioo° entwickelnde, das Druckpolster
im Ausdehnungsgefäß erzeugende Dampf wird zweckmäßig an der höchsten Stelle des
Flottenkreislaufsystems hinter dem Heizregister abgeführt. In dieser Dampfableitung
zum Ausgleich- und Druckraum des Ausdehnungsgefäßes fließt vorteilhaft zugleich
ein geringer Teilstrom der Flotte mit um, so daß das Dampfpolster im Ausdehnungsgefäß
durch die in den Dampfraum eintretende Flottenflüssigkeit stets auf der der jeweiligen
Flottentemperatur entsprechenden Dampfspannung gehalten wird.
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An den Dampfdruckraum des Ausdehnungsgefäßes kann ein Regelventil
angeschlossen werden, das den Heizmittelzufluß so regelt, daß bei einem der Solltemperatur
entsprechenden Druck im Kreislaufsystem die Heizmittelzufuhr zum Heizregister bzw.
Wärmeaustauscher gedrosselt und umgekehrt bei fallendem Dampfdruck, d. h. also bei
sinkender Flottentemperatur, die Heizmittelzufuhr verstärkt wird.
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Die Zuleitung des Farbstoffzusatzes in die Flottkann unmittelbar durch
einen in den Saugraum der Pumpe mündenden Abfluß des gegebenenfalls mit einer dünnen
Steigleitung mit der Druckseite der Pumpe verbundenen Zusatzbehälter erfolgen. Vorzugsweise
jedoch läßt man den Farbstoffzusatzbehälter in einen Zwischenbehälter münden, der
einerseits mit einer dünnen Zuleitung an die Druckseite der Pumpe und andererseits
mit einer entsprechenden Ableitung an die Saugseite der Pumpe angeschlossen ist,
Es fließt so ein kleiner Nebenflußstrom von der Druckseite zur Saugseite der Pumpe,
in den der Farbstoffzusa.tz eingemischt und dadurch allmählich und gleichmäßig in
den Flottenkreisstrom eingebracht wird.
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Es sei noch erwähnt, daß Färbeapparate bekannt sind (deutsche Patentschrift
188 568), bei denen ein Farbstoffzusatzgefäß einerseits an die Pumpensaugleitung
und andererseits an einen Druckluftbehälter angeschlossen ist. Druckluft ist an
sich wegen der Oxydationsgefahr für die Färbeflotte unerwünscht. Außerdem vermehren
solche zusätzlichen Fremdkraftquellen den Installationsaufwand für die Färbeapparate.
In
der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zum Naßbehandeln nach
der Erfindung dargestellt. Die Vorrichtung besteht z. B. aus- einem durch einen
Deckel i dicht verschließbaren Radialfärbeapparat bekannter Art, in dessen Außenbehälter
2 ein Materialträger 3 mit einer gelochten inneren Zylinderhülse 4. und einem ebenfalls
gelochten Außenmantel 5 einsetzbar ist. Zwischen dem Boden 6 des Materialträgers
und dem zweckmäßig gewölbten Boden des Behälters 2 ist ein Wärmeaustauscher 7, etwa
in Form von spiralförmig angeordneten Rohren, untergebracht, denen das durchfließende
Heizmittel, z. B. Dampf oder Heißwasser, vom Wärmeerzeuger über ein Regelventil
8 zugeleitet wird.
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Die Färbeflotte wird von einer Pumpe 9 umgewälzt und kann bezüglich
der Richtung ihres Kreislaufes durch den Behälter umgekehrt werden. In der einen
Umwälzrichtung strömt sie aus der Druckleitung io der Pumpe 9 über ein, durch eine
Drehklappe i i einstellbares Umschaltorgan 12 in eine Leitung 13, die als zentraler
Zufluß in den Innenzylinder q. des Materialträgers 3 mündet. Von hier fließt die
Flotte radial durch das im Materialträger 3 verpackte Textilgut und strömt dann
in dem zwischen Materialträger 3 und Behälterwandung 2 belassenen zylindrischen
Zwischenraum über die Rückflußleitung 1.4 in. die beiderseitigen Saugstutzen 15,
16 der Pumpe 9 zurück. Durch Umstellen der Drehklappe i i werden die. Zu- und Abflußleitungen
13, 1q. vertauscht, und die Flotte durchdringt dann das im Materialträger verpackte
Färbegut in umgekehrter Richtung radial von außen nach innen.
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Für das Färben mit Temperaturen über ioo°, bei dem sich durch das
mit der erhöhten Behandlungstemperatur erheblich gesteigerte Anfärbevermögen der
Textilstoffe und die begünstigte Farbstofflöslichkeit in der Flotte eine weitgehende
Verkürzung der notwendigen Färbebehandlungszeit ergibt, ist das Flottenkreislaufsystem
unter einen der gewünschten Behandlungstemperatur entsprechenden statischen Druck
zu setzen. Hierzu ist an die Saugseite der Pumpe 9 ein Ausdehnungsgefäß 17 angeschlossen,
das unter dem Druck eines elastischen Polsters 18 steht. Dieses Druckpolster wird
durch den sich aus der Flottenflüssigkeit bei derTemperatursteigerung über ioo°
entwickelnden Dampf selbst gebildet. Der Behandlungsbehälter 2 ist ganz mit Flotte
gefüllt und steht an seiner höchsten Stelle über ein Dampfab leitroter i9 mit dem
Druckpolsterraum 18 des Ausdehnungsgefäßes 17 in Verbindung. Bei der Aufheizung
der Flotte durch die Heizrohre 7 wird der sich entwickelnde-, sich unter dem Deckel
i des Behälters 2 sammelnde Dampf in das Ausdehnungsgefäß 17 geleitet. Durch den
Druck der im Färbebehälter kreisenden Flotte fließt zugleich auch ein kleiner Flottenstrom
über das Rohr i9 in das Ausdehnungsgefäß 17 über. Durch die Einführung dieser an
sich geringen Flüssigkeitsmenge in den Dampfraum i8 des Ausdehnungsgefäßes wird
der Dampfdruck darin stets auf der der Flottentemperatur gesetzmäßig entsprechenden
Höhe gehalten. Die in das Ausdehnungsgefäß 17 eintretende Flottenflüssigkeit fließt
über die Leitung2o wieder dem Hauptflottenkreisstrom im Saugraum der Pumpe 9 zu.
Es genügt natürlich in der Dampfableitung i9 zum Ausdehnungsgefäß 17 als Umlauf
für den Flottennebenkreisstrom ein geringfügiger Prozentsatz oder ein Bruchteil
eines Prozentsatzes des Hauptflottenkreisstromes, um die temperaturabhängige Druckhöhe
des Dampfpolsters 18 aufrechterhalten zu können. Erhöht sich die Flottentemperatur,
so wird entsprechend dem wachsenden Flüssigkeitsvolumen der durch das Dampfpolster
gebildete Ausdehnungsraum 18 unter entsprechender Zunahme des Dampfdruckes abnehmen.
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Der Dampfdruck im Ausdehnungsgefäß 17, das stets genau und selbsttätig
auf der der jeweiligen Flottentemperatur entsprechenden Höhe gehalten wird, kann,
nun, vorteilhaft dazu dienen, die Zuflußregelung des Heizmittels zum Wärmeaustauscher
7 selbsttätig zu steuern. Hierzu wird vom Dampfdruck des Druckpolsters 18 über eine
Leitung 31 das Einlaßventil8 gesteuert und so die Zuflußmenge des Heizmittels geregelt.
Man ist damit in der Lage, die Temperatur der Flotte selbsttätig durch Beeinflussung
der Heizmittelspeisung des Wärmeaustauschers 7 auf einen eingestellten bestimmten
Wert, z. B. 13o°, einzuregeln und konstant zu halten.
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Um während der Färbebehandlung einen nötig werdenden Zusatz von Farbstoff
ohne Abschaltung des Ausdehnungsgefäßes 17 vom Flottenkreislaufsystem vornehmen
zu können, ist das Dampfdruckpolster 18 über eine Verbindungsleitung 21 mit einem
Farbstoffzusatzbehälter 22 verbunden, in den der Farbzusatz über einen Fülltrichter
23' eingebracht werden kann. Aus dem Farbstoffzusatzbehälter 22 fließt der Farbstoff
über eine Leitung 23 einem Gefäß 2¢ zu, das mit einer Leitung 25 an die Druckleitung
io der Pumpe und mit einer Leitung 26 an die beiderseitige Saugleitung 15, 16 bzw.
die darin einmündende Leitung 2o des Ausdehnungsgefäßes 17 angeschlossen ist. Durch
den Überdruck von der Druck- zur Saugseite der Pumpe 9 ergibt sich hier über die
Leitungen 25, 26 ein kleiner Umflußkreisstrom, in den der Farbstoffzusatz allmählich
eingemischt wird und unter der erwünschten Verdünnung in den Flottenkreisstrom gelangt.
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Zur Auffüllung des Farbstoffzusatzbehälters 22 wird die Abflußleitung
23 durch Schließen des Ventils 27 abgesperrt und ebenso ein in der Leitung 21 vorgesehenes
Absperrventil 28 geschlossen, um den Zusatzbehälter 22 vom Dampfpolster 18 des Ausdehnungsgefäßes
abzuschalten. Durch Öffnen des Zulaßventils 29 kann jetzt das Druckpolster 30 aus
dem Zusatzbehälter abgelassen und dieser mit Farbstoff aus dem Trichter 23' beschickt
werden. Durch darauffolgendes Schließen des Ventils 29 und Öffnen der Ventile 27
und 28 wird dann der wieder unter Druck des Dampfpolsters gesetzte Farbstoffzusatz
über den wieder freigegebenen AhflUß 23 der Flotte allmählich beigemischt.
Sowohl
das Ausdehnungsgefäß 17, 18 wie der Zusatzbehälter 22 erhalten zweckmäßig einen
Flottenfstandsanzeiger, um den jeweiligen Flüssigkeitsstand darin ablesen zu können.
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Die Umsteuerung der Drehklappe i i für den Wechsel der Strömungsrichtung
der Flotte kann in bekannter Weise durch eine selbsttätige, insbesondere hydraulische
Umstenerein:richtung erfolgen.
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Selbstverständlich kann die Vorrichtung auch in anderer Weise, z.
B. zum Färben von Kreuzspulen, oder für einen wechselnden axialen statt radialen
Durchfluß des Materials ausgebildet sein.
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Ebenso kann der Wärmeaustauscher 7 statt im Behälter 2 auch außerhalb
desselben in oder um die Druckleitung der Pumpe herum verlegt sein und dann die
Druckleitung der Pumpe hinter dem Wärmeaustauscher an der höchsten Stelle vor dem
Eintritt in den Behälter mit einer kleinen Abzweigung für den sich entwickelnden
Dampf und den kleinen Flüssigkeitsnebenstrom in den Druckpolsterraum i8 des Ausdehnungsgefäßes
17 münden.
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Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist nach den vorstehenden Ausführungen
leicht verständlich. Nach - Einsetzen des Materialträgers 3 und Schließen des Behälters
2 wird die Flotte etwa aus einem Reservebehälter eingefüllt, bis der Flüssigkeitsstand
etwa die gezeichnete Höhe im Ausdehnungsgefäß erreicht. Nun läßt man. das Heizmittel
durch die Heizrohre 7 fließen und die Pumpe 9 umlaufen. Die Flottenflüssigkeit erhitzt
sich und füllt dabei den Behälter :2 vollständig und das Ausdehnungsgefäß bis zu
einer bestimmten Höhe. Der sich mit der Erhitzung der Flotte über ioo° entwickelnde
Dampf fließt über die Leitung ig in den Ausdehnungsraum 18 über und bildet hier
das Druckpolster. Zugleich mit dem Dampf fließt aus dem mit Flüssigkeit gefüllten
Behälter 2 eine kleine Flottenmenge mit in den Dampfraum 18 des Ausdehnungsgefäßes
über und hält den Dampfdruck darin stets genau auf der der Flottentemperatur entsprechenden
Höhe. Steigt der Dampfdruck über eine für die Färbebehandlung gewählte Flottentemperaturhöhe
an, so wird über die Leitung 31 das Einlaßventil 8 für die Heizmittelzufuhr gedrosselt,
so daß eine weitere Temperatursteigerung verhindert und der Dampfdruck ständig ganz
selbsttätig auf der zur gewählten Behandlungstemperatur zugehörigen Höhe gehalten
wird.
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Für einen Farbstoffzusatz während der Färbebehandlung kann der Zusatzbehälter
22 vom Flottenkreisstrom und vom Druckpolster 18 des Ausdehnungsgefäßes 17 durch
Schließen der Ventile 21-, 28 abgeschaltet werden und durch Öffnen des Ventils 29
Farbstoff aus dem Einfülltrichter 23' aufnehmen. Danach wird das Ventil 2g wieder
geschlossen und durch Öffnen der Ventile 27, 28 die Farbzusatzflotte dem Nebenkreisstrom
25, 24, 26 beigemischt und durch diesen in den Hauptflott°nkreisstrom verteilt.
Nach dem Färbevorgang kann die gesamte Flotte abgelassen oder in einen Reserveflottenbehälter
übergeführt und der Materialträger 3 aus dem Behälter :2 herausgehoben werden.
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Die Entlüftung beim Wiederfüllen der Anlage kann über das Ventil 29
erfolgen.