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Verfahren und Einrichtung zum Herstellen und Aufrechterhalten einer
gleichmäßigen Zusammensetzung von Mis chflüssigkeiten
Die Erfindung bezieht sich
auf eine Einrichtung und auf ein Verfahren zum Herstellen und Aufrechterhalten einer
gleichmäßigen Zusammensetzung von Mischflüssigkeiten, die aus mehreren Flüssigkeitskomponenten
gemischt und laufend verbraucht werden. Sie soll vornehmlich zur Herstellung von
Farbflotten oder anderen Flüssigkeiten zur Behandlung von Stoffbahnen, gegebenenfalls
auch für andere Zwecke, z. B. zum Herstellen von Ö1-gemischen, verwendet werden.
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Bisher war es zum Ansetzen von Farbflotten üblich, die einzelnen
Farbstoffe oder Zusatzmittel von Hand abzumessen und dann gemeinsam in einen Färbekessel
einzubringen, in dem die Mischflüssigkeit angerührt wird. Hierbei können, abgesehen
vom großen Zeitaufwand, der zum Herstellen der Mischflüssigkeit notwendig ist, beim
Zumessen der Farbkomponenten leicht Irrtümer entstehen. Bei kontinuierlich durchgeführten
Behandlungsverfahren ist es überdies notwendig, die für das zu behandelnde Textilmaterial
oder sonstige Gut erforderliche Gesamtmenge der Behandlungsflüssigkeit zur Vermeidung
eines vorzeitigen Verbrauches reichlich anzusetzen, so daß fast immer
Reste
übrig bleiben, die nicht mehr verwendet werden können. Ferner ist es bei vielen
Behandlungen mit Mischflüssigkeiten, z. B. beim Färben von Stoffbahnen, üblich,
zunächst versuchsweise ein Gemisch anzusetzen und Versuchsfärbungen vorzunehmen,
um aus solchen Versuchen die genauen Mischungsverhältnisse zu bestimmen, wobei aber
bei der Übertragung vom Kleinversuch auf die Ausführung im Großen erhebliche Irrtümer
unterlaufen können.
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Die Erfindung vermeidet diese Nachteile durch eine Einrichtung und
ein Verfahren, die es ermöglichen, die Mischflüssigkeit bei Verwendung eines nur
kleinen Vorratsbehälters laufend in richtiger Zusammensetzung nur in der Menge herzustellen,
in der sie benötigt und verbraucht wird, so daß praktisch kein Flüssigkeitsrest
mehr vorhanden ist, wenn die Herstellung der Mischflüssigkeit in dem Augenblick
aufhört, in dem sie nicht mehr benötigt wird. Die Herstellung der Mischflüssigkeit
kann dabei so erfolgen, daß ihre Zusammensetzung ständig sehr genau gleich bleibt,
so daß Färbefehler nicht entstehen können und bestimmte Mischflüssigkeiten in genau
gleicher Zusammensetzung immer wieder neu hergestellt werden können. Dies wird erfindungsgemäß
dadurch erreicht, daß eine der Zahl der zu mischenden Flüssigkeitskomponenten entsprechende
Zahl von Kreislaufsystemen vorgesehen ist, in denen je ein Flüssigkeitsbehälter,
eine Vorrichtung zur Erzielung einer einstellbaren gleichmäßigen Flüssigkeitsströmung
in dem Kreislaufsystem und ein Auslauf vorgesehen sind, mit dem die aus dem Kreislaufsystem
abgeleitete Flüssigkeitskomponente wahlweise in den Mischbehälter oder in einen
Rücklauf zum Flüssigkeitsbehälter des Kreislaufsystems geleitet werden kann.
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Die Umwälzung der Flüssigkeiten in jedem Kreislaufsystem kann durch
eine regelbare Pumpe erfolgen, doch ist dieser Betrieb der Kreislaufsysteme nicht
in allen Fällen sicher genug, weil die Pumpendrehzahl und der Pumpendruck von unvorhersehbaren
Zufällen beeinflußt werden können, wodurch dann Druckschwankungen in den Kreislaufsystemen
eintreten, die eine mögliche Änderung der Mischungsverhältnisse nach sich ziehen.
Um dies zu vermeiden, wird der Pumpe in jedem Kreislauf system ein Hochbehälter
mit Überlauf nachgeschaltet, aus dem die Flüssigkeitskomponente dem Auslauf zufließt,
was gegebenenfalls über Regelorgane erfolgen kann. In diesem Fall sind für die Menge
der aus dem Kreislaufsystem abgeleiteten Flüssigkeit nur die statische Druckhöhe
und der Querschnitt der Abflußleitung maßgebend, die sich nach einmaliger Einstellung
nicht verändern können.
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Vorzugsweise werden die den Kreislaufsystemen entnommenen Flüssigkeitskomponenten,
aus denen die Mischflüssigkeit hergestellt wird, dem Mischbehälter durch schwenkbare
Ausläufe zugeleitet, die durch Getriebe so bewegbar sind, daß sie die Flüssigkeit
entweder in den Mischbehälter oder in den Rücklauf des Kreislaufsystems leiten.
Damit nicht mehr Mischflüssigkeit hergestellt wird, als für die Behandlung, z. B.
für das Färben einer Stoffbahn, notwendig ist, wird die Vorrichtung, durch die die
schwenkbaren Ausläufe der Kreislaufsysteme wahlweise über den Mischbehälter oder
die zugehörigen Rückläufe geschwenkt werden, so gesteuert, daß die Ausläufe selbsttätig
immer nur dann über den Mischbehälter gelangen, wenn die darin enthaltene Mischflüssigkeit
fast verbraucht ist, und wieder über. die Rückläufe geschwenkt werden, wenn in dem
Mischbehälter ein bestimmter Flüssigkeitsstand erreicht ist. Dies kann beispielsweise
durch einen Schwimmer gesteuert werden, der in dem Mischbehälter oder in einem mit
ihm in kommunizierender Verbindung stehenden Be-Behälter vorgesehen ist. Damit eine
genau gleichmäßige Zusammensetzung der Mischflüssigkeit erhalten bleibt, ist es
wichtig, daß sämtliche Ausläufe gleichzeitig verschwenkt werden. Sie sind zu diesem
Zweck vorzugsweise mit einer gemeinsamen Verstellvorrichtung verbunden. Die Betätigung
dieser Vorrichtung kann durch ein Druckmittel erfolgen, das durch einen von dem
Schwimmer angetriebenen Schieber gesteuert wird.
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Soll eine Mischflüssigkeit aus weniger Komponenten hergestellt werden,
als Kreislaufsysteme vorgesehen sind, so können die schwenkbaren Ausläufe der nicht
benötigten Systeme von der Verstellvorrichtung gelöst werden, so daß diese Systeme,
wenn sie mit Flüssigkeit gefüllt sind, dann eine Flüssigkeitsumwälzung aufweisen,
ohne daß ein Teil der umgewälzten Flüssigkeitskomponente in den Mischbehälter gelangt.
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Die Zeichnung zeigt ein Beispiel für die Ausführung einer Mischeinrichtung
nach der Erfindung, und zwar zeigt Fig. I eine schematische Darstellung der wesentlichen
Teile eines Kreislaufsystems der Einrichtung, Fig. 2 in größerem Maßstab eine Darstellung
der Einrichtungen zum Zuführen der Flüssigkeitskomponenten zum Mischbehälter und
Fig. 3 eine schematische Draufsicht auf diese Einrichtung in kleinerem Maßstab.
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Für jede der Flüssigkeitskomponenten, aus denen sich eine Mischflüssigkeit
zusammensetzen soll, ist das in Fig. I dargestellte Kreislaufsystem vorgesehen.
Es weist einen Behälter 10 auf, aus dem die Flüssigkeit zunächst durch eine Leitung
II in einen Hochbehälter 15 gelangt. Von dort fließt sie durch eine Leitung I2,
die ein Regelventil I7 enthält, zu einer schwenkbaren Verteilerdüse I9, die die
Flüssigkeit entweder in den Mischbehälter 23 oder in einen Behälter 22 leitet, aus
dem sie durch die Leitung I3 in den Behälter Io zurückfließt. Aus dem Behälter I0
wird die Flüssigkeit durch eine Pumpe 21 in den Hochbehälter 15 gefördert.
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Der Hochbehälter ist zweckmäßig verschlossen, um die Verdunstung
möglichst gering zu halten. Er enthält einen Überlauf I6, der eine konstante Höhe
des Flüssigkeitsspiegels sichert und die durch die Pumpe 21 geförderte überschüssige
Flüssigkeit durch die Leitung 14 in den Behälter 10 zurückleitet. Die Flüssigkeit
wird somit der Verteiler-
düse 19 durch die Leitung 12 mit konstantem
statischem Druck zugeführt, der der Höhe H (Fig. I) entspricht. Die Pfeile zeigen
die Strömungsrichtungen an.
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Das Ventil I7 ist vorzugsweise so ausgebildet, daß die Flüssigkeit
ohne Richtungswechsel hindurchfließen kann. Ein an die Leitung I2 angeschlossener
Strömungsmesser I8 zeigt die Menge der pro Zeiteinheit durch die Leitung 12 strömenden
Flüssigkeit an.
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Für jede Leitung 12 sind vorzugsweise mehrere auswechselbare,Düsen
19 verschiedener Größe vorgesehen, wobei jede Düse bei einem bestimmten statischen
Druck eine bestimmte Flüssigkeitsmenge ausströmen läßt. Das Ventil I7 dient zur
Feineinstellung des Leitungsdruckes. Ist eine größere Änderung der Durchflußmenge
erforderlich, so wird eine Düse von anderer Größe eingesetzt. Für jede Düsengröße
ist eine Tabelle vorgesehen, mit der sich am Strömungsmesser I8 die jeweilige Durchflußmenge
ablesen läßt. Wird eine bestimmte Ausflußmenge verlangt, so wird die entsprechende
Düse 19 eingesetzt und das Ventil I7 so eingestellt, daß die Flüssigkeitssäule auf
der zur Düse gehörigen Skala bis zu dem der verlangten Ausflußmenge entsprechenden
Skalenstrioh reicht. Eine enge Nebenleitung, die das Ventil I7 umgeht und ein Steuerventil
22b enthält, dient dazu, bei Bedarf eine geringere Durchflußgeschwindigkeit einzustellen,
wenn entsprechend enge Düsen 19 verwendet werden.
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Wie Fig. 2 zeigt, können die Düsen 19 zwischen den in voll gezeichneten
und in gestrichelten Linien dargestellten Stellungen hin- und herbewegt werden,
so daß die von jeder Düse zugeführte Flüssigkeitskomponente entweder in den Mischbehälter
23 oder in einen kleinen Außenbehälter gelangt, aus dem sie durch die Leitung I3
in den Behälter 10 zurückfließt. Mit dem Mischbehälter 23 ist ein Gefäß 24 verbunden,
das einen Schwimmer 25 enthält.
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Der Schwimmer ist an einem Hebel 26 angebracht, der bei 27 drehbar
gelagert ist und ein Ausgleichgewicht 28 trägt. Der Hebel 26 trägt einen Arm 32,
der durch eine Feder 33 mit einer Stenerplatte 29 verbunden ist, die um einen Zapfen
29a schwenkbar gelagert und in ihren Schwenkbewegungen durch Anschläge 30, 31 begrenzt
ist. Die Steuerplatte 29 wirkt mit dem Betätigungshebel 34 des Ventils 35 einer
Druckluftleitung 40 zusammen, das mit einem Ausgleichgewicht 36 versehen und- bei
37 schwenkbar gelagert ist.
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Bewegt sich der Schwimmer 25 nach unten, so bewegt die Platte 29
über den Hebel 34 das Ventil 35 in seine Öffnungsstellnng, so daß Druckluft von
der Zuführungsleitung 40 in die Leitung 41 strömen kann. Diese Leitung steht mit
einem Zylinder 42 in Verbindung, der einen durch eine Feder 43 belasteten Kolben
46 enthält. Strömt Druckluft- aus der Leitung 41 in den Zylinder 42, so drückt sie
den Kolben 46 nach oben. Der Kolben 46 treibt über seine Kolbenstange 44 und Lenker
45 die Düsen 19 an und bringt sie bei seiner Bewegung nach oben in die in Fig. 2
in voll ausgezeichneten Linien dargestellte Lage, in der die Flüssigkeitskomponenten
in den Mischbehälter 23 fließen.
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Wird nunmehr der Schwimmer 25 beim Ansteigen des Flüssigkeitsspiegels
im Mischbehälter auf eine bestimmte Höhe gehoben, so wird der Hebel 26 in der anderes
Richtung verschwenkt und kippt dabei die Steuerplatte 29 nach der anderen Seite,
in der sie über den Ventilhebel 34 das Ventil 35 schließt und die Leitung 41 mit
der Außenluft verbindet. Die Feder 43 drückt dann den Kolben 46 nach unten, wodureh
die Düsen 19 in die gestrichelt gezeichneten Stellungen bewegt werden, so daß die
Flüssigkertskomponenten durch die Leitung I3 in ihren Kreislauf zurückkehren.
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Wie Fig. 3 zeigt, sind die Düsen 19 auf einem Kreis E angeordnet,
wenn sie sich über ihren Rückflußleitungen I3 befinden, und auf einem Kreis G, wenn
sie die Flüssigkeiten in den Mischbehälter 23 leiten. Alle Düsen sind durch Lenker
45 mit der Kolbenstange 44 verbunden und werden somit gleichzeitig nach außen oder
innen bewegt, wenn sich der Kolben 46 senkt oder hebt, wobei das biegsame Rohrstück
I9a (Fig. 2) die erforderliche Nachgiebigkeit der Düsenleitung vermittelt.
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Durch Lösen der Gelenkverbindung 45 a können einzelne Düsen von ihrer
Antriebsverbindung mit dem Kolben 46 gelöst werden, so daß sie an der Belieferung
des Mischbehälters nicht teilnehmen, sondern ihre Flüssigkeitskomponenten in die
durch radiale Wandungen 22a voneinander getrennten Außenbehälter leiten, aus denen
sie in die Behälter IO zurückfließen.
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Soll eine andere Zusammensetzung der Mischflüssigkeit eingestellt
werden, so geschieht dies lediglich durch Auswählen und Anschließen der Düsen der
verschiedenen Kreislaufsysteme an die Kolbenstange 44. Soll die Menge der aus den
einzelnen Düsen in den Mischbehälter geleiteten Flüssigkeitskomponenten verändert
werden, so werden die Ventile I7 der Kreislaufsysteme entsprechend verstellt, bei
Bedarf auch die Düsen 19 ausgewechselt.
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Bei Bedarf können zusätzliche Vorrichtungen zum Betätigen der Düsen
von Hand vorgesehen sein. Diese Handbetätigung kann unmittelbar oder über ein Ventil
erfolgen, das das automatische Ventil 35 kurzschließt.
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Die Anlage nach der Erfindung ist nicht auf Einzelheiten der Ausführung
beschränkt. An Stelle der Hochbehälter 15 und der Ventile I7 können Pumpen mit regelbarer
Förderleistung verwendet werden. Die Hochbehälter können auch Verbindungen zu mehreren
Kreislaufsystemen aufweisen, und diese Systeme können ihre Flüssigkeitskomponenftn
in verschiedene Mischbehälter liefern.