EP0133897A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Trocknen von strangförmigem Textilgut - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Trocknen von strangförmigem Textilgut Download PDF

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EP0133897A1
EP0133897A1 EP84107371A EP84107371A EP0133897A1 EP 0133897 A1 EP0133897 A1 EP 0133897A1 EP 84107371 A EP84107371 A EP 84107371A EP 84107371 A EP84107371 A EP 84107371A EP 0133897 A1 EP0133897 A1 EP 0133897A1
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EP
European Patent Office
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drying
moisture
goods
air
textile
Prior art date
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EP84107371A
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English (en)
French (fr)
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EP0133897B1 (de
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Wilhelm Christ
Hans-Ulrich Dr. Von Der Eltz
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Then Maschinen und Apparatebau GmbH
Original Assignee
Hoechst AG
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Publication date
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    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • F26B21/08—Humidity
    • F26B21/086—Humidity by condensing the moisture in the drying medium, which may be recycled, e.g. using a heat pump cycle

Definitions

  • the present invention relates to a method for pre-drying or drying textile web or knitted fabrics in strand form, as well as a device which is suitable for this and which works according to the jet principle and which also ensures the feed of the fiber material through the system.
  • gas and liquid flow can be alternated or combined in accordance with the process control for the drive of the strand during the different treatment stages, which allows a seamless transition from one dyeing step to another without a standstill and under isothermal conditions, it was previously relied on for the drying of the wet-treated textile material in this way interrupting the spraying and thus the operation and, after removing the goods from the dyeing jet, performing the drying operation on a separate system of the usual type.
  • drying facilities are to be aimed at, with which the goods can be dried in the same presentation form in which the wet finishing was also carried out.
  • DE-OS 30 46 292 describes a process for drying textile goods in web form, according to which the moist goods are passed within a boiler that is sealed from the outside atmosphere during the continuous passage through several pipe section sections arranged one behind the other and thereby in a broad form of action is exposed to a stream directed longitudinally thereon from a pressurized steam-air mixture.
  • tumblers i.e. Rotating drums are considered, in which the dry material is whirled around without tension and without pressure and the desired effect is achieved due to the intensive mechanical movement.
  • the material to be dried is anchored on a material carrier
  • various drying systems such as through-flow dryers * , which also differ in the type of heat supply to the textile material and the elimination of moisture.
  • a rapid and at the same time intensive drying is usually made possible when, for example, when treating yarn that is wound on packages or is similarly compactly attached, a stream of warm air penetrates the material pack radially.
  • the object of the present invention is now to develop a drying technique specially tailored to the needs of devices operating according to the jet principle, so that the wet finishing together with the subsequent dewatering can be carried out in one go, without the goods running underneath must be broken and the time and thermal energy losses occurring due to the inevitable change of the system can be avoided or there is no loss in quality of the goods treated as a result of the additional loading operation.
  • the present invention thus relates to a process for the partial or complete drying of batches of goods made of textile fabrics or knitted fabrics discontinuously circulating in endless form in jet piece dyeing systems following a wet treatment operation for textile finishing according to the pull-out technique, wherein the feed for the transport of the fiber material within the operates in a self-contained system via the actuation of the nozzle system, characterized in that evaporation drainage of the same to a specific one takes place immediately after the wet refinement and after the treatment liquid has been drained off from this previous processing step in the course of the movement of the wet-refined moist goods strand that has now been taken over and maintained by a gas stream Residual moisture content when meeting and flowing around with the circulated in the same apparatus arrangement via a separate circuit connected to one before given excess pressure compressed drive gas, preferably steam Air mixture, followed by cooling of the gas mixture resulting from the previous measure as exhaust air from a supersaturated to a dry-saturated state with simultaneous recondensation of the moisture extracted from the textile material
  • the gaseous drive means which provides the advance of the goods is exploited for the purpose of dewatering, as it were, as a pressure dryer.
  • the heat required to heat the textile material running in the form of a strand is preferably taken from a steam-air mixture.
  • This desiccant flows in a closed system in a circuit which is started by the power of a blower and is compressed by the blower to the back pressure caused by the air volume.
  • the delivery head ie the total pressure difference which the compressor has to overcome, corresponds to the sum of all resistances for an intended gas volume when flowing through the circulation system including the goods. Since the present invention relates to evaporation drying, the steam-air mixture is supplied with thermal energy via an air heater in order to achieve the desired drying speed, in addition to the application of kinetic energy via the compression work. This is on the pressure side of the compressor in the circuit built-in.
  • the heat is given off to the continuously moving textile goods mainly within the nozzle section and the downstream transport section, on which the goods are accompanied by the gaseous heating medium.
  • Adequate contact between the drying air and the strand of goods is ensured by the fact that the material to be dried, which is not specially laid out, is a quasi-open surface with corresponding free spaces.
  • a more extensive penetration of the strand-like article with the drying air is then further promoted by a certain loosening of the packing density of the goods after passage of the nozzle in the course of the subsequent path through the drying zone.
  • moisture is transported to the outer areas initially due to capillary forces and in the further drying stage via vapor diffusion, as there is a difference in moisture and temperature from the surface at this point.
  • thermodynamic conditions for the desiccant within the nozzle and the state changes on the way to the suction port of the compressor can be represented in a wet air diagram.
  • the strand-like fiber material is dried immediately afterwards.
  • the goods are passed into a separate dryer with several compartments to be shut off with the aid of the compressor connected to the other dyeing machine.
  • the drying process according to the present invention proceeds as follows: In order to bring the material subjected to a wet finishing to a desired residual moisture content - regardless of whether one has provided partial dewatering or predrying or full drying - the aggregate loaded with the moist textile material is compared to that Fleet circuit closed and the compressor is switched on. A predetermined overpressure then arises in the overall system. The density, the flow velocity and the kinetic energy of the steam-air mixture increase. The latter is then able to tear the water adhering to the textile material in the form of very fine droplets.
  • the moisture transferred into the gas space and taken up by the gas stream is then removed from the circulating line of goods in this way and the moist air mixture formed on this occasion is removed from the treatment zone at the end of the common transport route and measures for drying are subjected.
  • the recooling required to separate the moisture from the oversaturated exhaust air takes place in an air cooler to the recooling temperature specified by the respective drying process.
  • the moisture which condenses when the temperature falls below the dew point coalesces in the downstream water separator, whereupon the gaseous medium thus dried is again fed to the circuit, compressed and heated and brought to action again on the moist strand material.
  • a device suitable for carrying out the claimed method, to which the present invention also relates is characterized in that a jet dyeing machine of a conventional type suitable for the hydraulic drive of endless textile strands by means of a treatment liquid, with a separate circuit for a goods feed, if necessary supporting or solely continuing gas flow is connected, in which - arranged in the order given - means for compressing the gaseous medium and for subsequent heating thereof, a contact path for the drive gas effective from a built-in nozzle arrangement for the transport of goods together with the circulating textile material, means for Recooling the resulting gas stream, including the removal of moisture from it, and means for separating the resulting condensate.
  • Dyeing jet A, the air cooler 3, the water separator 4, the blower 1 and the air heater 2 existing orbit for the cycle of the gaseous desiccant creates an intended overpressure of, for example, approx. 2.5 bar in the overall system.
  • the density of the gas volume thus increases, as a result of which the total pressure difference prevailing at the blower 1 increases and thus also the air weight flowing per second.
  • the flow velocity also increases and the kinetic energy of the steam-air mixture increases accordingly.
  • the surface moisture is detached from the textile material and, as it were, eliminated as a mist in the form of very fine water droplets from the gas flow acting as a vehicle.
  • the intensity of this drying section corresponds to that of mechanical dewatering, as can be achieved in a centrifuge, but the goods are dried without wrinkling. k mostly extracted liquid medium become
  • the gaseous drying agent compressed in the blower 1 to the back pressure caused by the amount of air in the downstream air heater 2 is set to a predetermined value Drying temperature warmed up and so gradually brought the moisture under the influence of the heat contained in the drying air to evaporate.
  • a heated steam-air mixture can preferably be used instead of air as the operating gas for the drying agent circuit by supplying steam via the connection 7.
  • the steam-air mixture which is laden with moisture and emerges from the drying vessel A (dyeing jet), is cooled to the intended recooling temperature during passage through an air cooler 3, whereupon the separator 4 connects the downstream Supersaturated water content contained in the exhaust air separates out under condensation and is removed through the outlet 9.
  • the almost water-free drying air leaving the water separator 4 or the dry-saturated steam-air mixture is then sucked in and compressed again with the aid of the blower 1 and, after subsequent warming up in the air heater 2, again in the drying vessel A to act on the goods W. - and passed through.
  • the specified state values of the moist air mixture in the machine system are controlled and the injection nozzle 8 atomizes a specified amount of water per unit of time for a certain period of time in the circuit. This will expediently happen when the desired degree of drying has been reached.
  • the state L1 can be characterized by the values heat content H, steam or moisture content x and temperature.
  • the drying air then flows in contact with the goods to be dried from the nozzle via a common transport path and the goods store to the exit point from the drying vessel.
  • the state L1 of the drying air changes approximately on a straight line, the direction of which can be plotted over the edge scale ⁇ H / 4 x, taking into account the good temperature for the steady state.
  • the condition L2 of the drying air reflects the conditions at the outlet of the goods store, depending on the drying process.
  • the subsequent section from state L5 to state L1 then provides information about the amount of heat given off by the supply of heat from the air heater 2 to the drying air.
  • the moisture content x remains constant, so that there is a vertical course of the change in state.
  • the state L2 in the diagram explained above generally corresponds to the result of the interaction of the influences of two amounts of moist air, namely formed from the amount that flows into the nozzle from the compressor and the amount that is sucked into the nozzle with the goods.

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Abstract

In der Praxis besteht aus wirtschaftlichen Gründen ein dringendes Bedürfnis darin, die Trocknung von feuchtem Textilgut unmittelbar nach einer abgeschlossenen Naßbehandlung in derselben Vorrichtung durchführen zu können, in der auch die vorgängige Behandlungsoperation stattgefunden hat. Erfindungsgemäß werden im Fall von auf Jet-Anlagen geführten Warensträngen die dabei auftretenden Probleme dadurch gelöst, daß man beim Einsatz von mit Flotten-, Dampf- oder Heißluftstrom zu betreibenden Düsensystemen für den Warenvorschub durch den nach Abschluß der Naßbehandlung vom gasförmigen Mittel übernommenen Warentransport, welches unter einem vorgegebenen statistischen Überdruck auf das strangförmige Textilmaterial zur Einwirkung gelangt, eine Verdunstungsentwässerung desselben herbeiführt, sodann die vom zirkulierenden Antriebsgas aufgenommene Feuchtigkeit durch Kühlung zum Auskondensieren bringt und man mit der so getrockneten Umluft wieder in den Kreislauf geht.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Vortrocknen oder zum Trocknen von in feuchtem Zustand anfallenden, textilen Web- oder Wirkwaren in Strangform sowie eine dafür geeignete, nach dem Jet-Prinzip arbeitende Vorrichtung, welche auch den Vorschub des Fasermaterials durch die Anlage besorgt.
  • Aus der veröffentlichten europäischen Patentanmeldung EP-A-OO 14 919 ist es bekannt, textile Warenstränge in Jet-Stückfärbeanlagen einer Naßveredlung, insbesondere zum Färben zu unterziehen. Bei diesem Vorgang wird das zu einem Strang zusammengefaßte und an den Düsen vorbeigeführte Textilgut entweder mit Hilfe der über das Düsensystem gleichsinnig zirkulierenden Behandlungsflotte in Umlauf versetzt oder die Fortbewegung desselben geschieht mittels eines aus den Düsen unter Überdruck auf das Fasermaterial gerichteten Gasstromes bzw. Dampf-Luft-Gemisches. Hauptmerkmal dieser Arbeitstechnik ist es also, daß man die Ware in der in sich geschlossenen Endlosform durch die beim tangentiellen Aufbringen vom Düsenstrahl verliehene kinetische Energie wiederholt durch das Aggregat hindurch befördert. Obwohl entsprechend der erläuterten Prozeßführung für den Antrieb des Stranges während der unterschiedlichen Behandlungsstufen Gas- und Flüssigkeitsströmung alternieren oder kombiniert werden können, was einen nahtlosen Übergang von einem Färbeschritt zum anderen ohne Warenstillstand sowie unter isothermischen Bedingungen erlaubt, so war man dennoch bislang darauf angewiesen, für die Trocknung des in dieser Weise naßbehandelten Textilmaterials die Bedüsung und damit den Betrieb zu unterbrechen und nach Herausnahme der Ware aus dem Färbejet die Trocknungsoperation auf einer separaten Anlage üblichen Typs vorzunehmen.
  • -Im Apparatebereich stellt die Trocknung des Textilgutes nach der Naßveredlung einen wesentlichen Verfahrensschritt dar. Grundsätzlich anzustreben sind Trocknungseinrichtungen, mit denen die Trocknung der Ware in der gleichen Aufmachungsform durchführbar ist, in der auch die Naßveredlung erfolgte.
  • So ist in der DE-OS 30 46 292 ein Verfahren zum Trocknen von Textilgut in Bahnform beschrieben, gemäß dem die feuchte-Ware innerhalb eines gegenüber des Außenatmosphäre dichten Kessels bei der kontinuierlichen Passage durch mehrere hintereinander angeordnete Rohrstreckenabschnitte geleitet und dabei in breitgelegter Form der Einwirkung eines in Längsrichtung darauf gelenkten Stromes von einem unter Druck stehenden Dampf-Luft-Gemisch ausgesetzt wird. Daneben gibt es für spezielle Zwecke noch die Möglichkeit der diskontinuierlichen Trocknung von bahnförmiger Stückware mit chargenweiser Beladung des Trockners, wofür sogenannte Tumbler, d.h. rotierende Trommeln in Betracht gezogen werden, in denen das Trockengut spannungslos sowie drucklos herumgewirbelt wird und sich der gewünschte Effekt aufgrund der intensiven mechanischen Bewegung einstellt.
  • Befindet sich andererseits das zu trocknende Behandlungsgut auf einem Materialträger verankert, so stehen verschiedene Trockungssysteme wie Durchströmtrockner*zur Verfügung, die sich auch in der Art der Wärmezuführung zum Textilmaterial sowie der Eliminierung der Feuchtigkeit unterscheiden. Eine rasche und zugleich intensive Trocknung wird in der Regel ermöglicht, wenn bei der Behandlung zum Beispiel von Garn, das auf Kreuzspulen aufgewickelt oder in ähnlicher Weise kompakt befestigt ist, ein Warmluftstrom die Materialpackung radial durchdringt.
  • Unterstützt werden kann die Wirksamkeit einer solchen diskontinuierlichen Trocknung dadurch, daß man den Vorgang * oder Kammertrockner unter dem Einfluß von vermindertem Druck durchführt. Der Vorteil des Vakuums,durch Reduzierung der Siedetemperatur die Verdampfungsgeschwindigkeit zu steigern, läßt sich bei Durchströmtrocknern, bei denen die Luft stetig durch das Textilgut hindurchgesaugt wird, nur begrenzt nutzen, da eine intensive Beaufschlagung des Wickelkörpers mit Wärme über die zuströmende Warmluft aufgrund der durch das Vakuum vorliegenden niedrigeren Dichte nicht erreicht werden kann. Nach der hierfür in den DE-AS 19 02 306 und DE-AS 1'9 27 651 beschriebenen Technik wird deshalb die Evakuierungsphase von der Aufheizphase getrennt.
  • Man kann sich aber im Falle des Durchströmtrockners auch der Anwendung von überatmosphärischen Druckbedingungen bedienen. Da bei dieser Ausführungsform -zum Unterschied von einer Trocknung unter Normaldruck- die Trocknungsluft in einem geschlossenen System zirkuliert, geht die in der Abluft aus der Trocknungszone enthaltene Wärme nicht verloren, was sich bei gleicher Gebläseleistung in einer höheren Wärmezufuhr zum Wickelkörper bemerkbar macht. Infolge der größeren Wärmemenge im Luftstrom vor Eintritt in das Trockengut wird beim Drucktrockner ein höherer Feuchtegrad der Abluft erreicht. Davon macht man für Garnspulen beim Verfahren gemäß DE-OS 26 16 280 vorteilhaft Gebrauch.
  • Sowohl bei der Vakuumtrocknung als auch bei der Drucktrocknung können die jeweiligen Maßnahmen im gleichen Gefäß wie die Naßveredlung stattfinden.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht nunmehr darin, eine speziell auf die Bedürfnisse von nach dem Jet-Prinzip arbeitenden Vorrichtungen zugeschnittene Trocknungstechnik zu entwickeln, so daß man die Naßveredlung samt der anschließenden Entwässerung in einem Zug durchführen kann, ohne daß hierbei der Warenlauf unterbrochen werden muß und wobei sich die aufgrund des bislang zwangsläufigen Wechsels der Anlage auftretenden Zeit- und Wärmeenergieverluste vermeiden lassen bzw. keine Qualitätseinbuße der so behandelten Ware als Folge der zusätzlichen Beschickungsoperation zustandekommt.
  • Erfahrungen auf dem Gebiet von durch Dampf betriebenen Düsensystemen entsprechend der eingangs erwähnten europäischen Patentanmeldung EP-A- 00 14 919 haben gezeigt, daß damit eine gute Warenausbreitung gegeben ist, und ließen erkennen, daß aufgrund der hohen Austrittsgeschwindigkeit ein solcher Düsenstrahl in einem unter Druck stehenden Kreislauf der feuchten Ware genügend Wasser entreißt, derenthalben dieses Strömungskonzept zu einer Trocknung bzw. Teiltrocknung des textilen Warenstranges herangezogen werden kann.
  • Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist somit ein Verfahren zum teilweisen oder vollständigen Trocknen von in Jet-Stückfärbeanlagen diskontinuierlich in Endlosform umlaufenden Warensträngen aus textilen Geweben oder Gewirken im Anschluß an eine Naßbehandlungsoperation zur Textilveredlung nach der Ausziehtechnik, wobei man den Vorschub für den Transport des Fasermaterials innerhalb der in sich geschlossenen Anlage über die Betätigung des Düsensystems betreibt, dadurch gekennzeichnet, daß man unmittelbar nach der Naßveredlung sowie nach Ablassen der Behandlungsflüssigkeit aus diesem vorgängigen Bearbeitungsschritt im Verlauf der jetzt von einem Gasstrom übernommenen sowie aufrechterhaltenen Fortbewegung des naßveredelten feuchten Warenstranges eine Verdunstungsentwässerung desselben auf einen bestimmten Restfeuchtegehalt beim Zusammentreffen sowie Umströmen mit dem für sich in der gleichen apparativen Anordnung über einen damit verbundenen separaten Kreislauf umgewälzten, auf einen vorgegebenen Überdruck verdichteten Antriebsgas, vorzugsweise Dampf-Luft-Gemisch, anschließende Abkühlung des nach Feuchtigkeitsaufnahme aufgrund der vorhergehenden Maßnahme als Abluft resultierenden Gas-Gemisches von einem übersättigten in einen trocken-gesättigten Zustand unter gleichzeitiger Rückkondensation der dem Textilgut entzogenen Feuchtigkeit sowie Abtrennung derselben aus dem Kreislauf des gasförmigen Trocknungsmittels vornimmt.
  • Im Vordergrund der durch die neuartige Arbeitsweise erzielbaren Vorteile steht die Tatsache, daß man nach einer Naßveredlung im gleichen Maschinenaggregat unmittelbar anschließend eine Vortrocknung oder eine Trocknung des gebleichten und/oder gefärbten und/oder ausgerüsteten Warenstranges durchführen kann. Erfindungsgemäß ist kein eigenständiger Drucktrockner erforderlich, sondern es genügt, einen vorhandenen Jet-Färbeapparat mit wenigen Zusatzeinrichtungen zu versehen. Weitere Maschinenaggregate erübrigen sich deshalb. Dadurch, daß das veredelte Material im bisher gebrauchten Apparat verbleibt, kann ein enormer Zeitgewinn verbucht werden. Ein Umrüsten ist jetzt nicht mehr erforderlich. Weil die Trocknung im geschlosse-nen Jet-Färbeapparat erfolgt, ergibt sich auch eine wesentlich günstigere Energiebilanz, zumal die aufzuwendende Verdampfungswärme für die zu verdunstende Gutsfeuchte aufgrund des geschlossenen Systems als Kondensationswärme des im Kreislauf aus der Abluft abgeschiedenen Wassers zurückgewonnen werden kann, wobei nicht unerhebliche Mengen an solchem Kondensat anfallen.
  • Aber auch in Bezug auf die textiltechnologischen Eigenschaften ergeben sich bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens einige nicht geringschätzige Verbesserungen. Unter Berücksichtigung des Umstandes, daß der Warenstrang während der Trockung schnell bewegt wird, tritt eine Relaxation der Faser ein, was einen sehr günstigen Griff und Fülle des Materials bewirkt. Auf diese Weise können unter Umständen Avivagemittel, wie Weichmacher, Füllmittel und dergleichen eingespart werden. Ein besonderer Vorteil der Erfindung besteht auch darin, daß die Ware bei jedem Umlauf verlegt wird, so daß sich keine Falten bilden können.
  • Die dem beanspruchten Verfahren zugrundeliegende Erfindungsidee beruht darauf, das den Warenvorschub besorgende, gasförmige Antriebsmittel darüber hinaus für den Zweck der Entwässerung, gewissermaßen in der Eigenschaft als Drucktrockner auszubeuten. In solcher Funktion wird das im Umluftbetrieb gesteuerte Trocknungsmedium - wie beim reinen Warentransport - tangentiell zur Fortbewegungsrichtung bei gleichzeitiger Umströmung des strangförmigen Textilgutes geführt, wobei der Trocknungsprozeß als solcher - in Abhängigkeit von der Luftgeschwindigkeit und der Art der Feuchtigkeitsbindung zum Substrat-sowohl die mechanische Entwässerung durch Verwirbelung und Abtrennung als auch thermische Maßnahmen zur Verdampfung der Gutsfeuchte einschließt.
  • Der zur Aufheizung des in Strangform laufenden Textilgutes notwendige Wärmebedarf wird bevorzugt einem Dampf-Luft-Gemisch entnommen. Dieses Trocknungsmittel fließt innerhalb eines geschlossenen Systems im Kreislauf, der durch die Leistung eines Gebläses in Gang kommt und durch dasselbe auf den durch die Luftmenge bedingten Gegendruck verdichtet wird. Die Förderhöhe d.h. Gesamtdruckdifferenz, welche der Verdichter überwinden muß, entspricht der Summe aller Widerstände für ein vorgesehenes Gasvolumen bei der Durchströmung des Zirkulationssystems einschließlich der Ware. Da die vorliegende Erfindung eine Verdunstungstrocknung betrifft, wird dem Dampf-Luft-Gemisch - außer der Beaufschlagung von kinetischer Energie über die Verdichterarbeit - zum Erreichen der gewünschten Trocknungsgeschwindigkeit Wärmeenergie über einen Lufterhitzer zugeführt. Dieser ist an der Druckseite des Verdichters in den Kreislauf eingebaut. Die Wärmeabgabe an das fortwährend bewegte Textilgut erfolgt überwiegend innerhalb der Düsensektion und der nachgeschalteten Transportstrecke, auf der die Ware vom gasförmigen Heizmedium begleitet wird. Ein ausreichender Kontakt zwischen Trocknungsluft und Warenstrang ist dadurch gewährleistet, daß es sich bei dem zu trocken- den,nicht eigens breitgelegten Material um eine quasi offene Oberfläche mit entsprechend freien Zwischenräumen handelt. Eine umfassendere Durchdringung des strangförmigen Artikels mit der Trocknungsluft wird sodann noch durch eine gewisse Auflockerung der Packungsdichte der Ware nach Passage der Düse im Verlauf des sich anschließenden Weges durch die Trocknungszone begünstigt. Im Innern des Textilgutes findet der Feuchtigkeitstransport nach den äußeren Bereichen hin zunächst aufgrund von Kapillarkräften und im weiteren Trocknungstadium über eine Dampfdiffusion statt, da an dieser Stelle eine Feuchtigkeits- und Temperaturdifferenz gegenüber der Oberfläche besteht. Die Impulserteilung zur Vorwärtsbewegung des Textilmaterials, d.h. der Warenumlauf, welcher durch die Gasströmung hervorgerufen wird, ist beim beanspruchten Verfahren für den thermischen Trocknungsvorgang genutzt. Die Darstellung der thermodynamischen Verhältnisse für das Trocknungsmittel innerhalb der Düse und der Zustandsänderungen auf dem Wege bis zum Saugstutzen des Verdichters ist in einem Feuchtluft-Diagramm darstellbar.
  • Wie schon weiter oben erwähnt, wird erfindungsgemäß nach der Naßveredlung im gleichen Maschinenaggregat unmittelbar anschließend die Trocknung des strangförmigen Fasermaterials vorgenommen. Es ist aber auch durchaus denkbar, daß man - nach einem auf die beschriebene Art und Weise durchgeführten teilweisen Entwässern -'mit Hilfe des ander Düsenfärbemaschine angeschlossenen Verdichters die Ware in einen separaten Trockner mit mehreren abzusperrenden Abteilen einleitet.
  • Der Trocknungsprozeß nach der vorliegenden Erfindung verläuft folgendermaßen: Um das einer Naßveredlung unterzogene Material auf einen gewünschten Restfeuchtigkeitsgehalt zu bringen - wobei es gleichgültig ist, ob man eine Teilentwässerung bzw. Vortrocknung oder eine Volltrocknung vorgesehen hat - wird das mit dem feuchten Textilgut beladene Aggregat gegenüber dem Flottenkreislauf geschlossen und der Verdichter wird eingeschaltet. Daraufhin entsteht im Gesamtsystem ein vorgegebener überdruck. Hierbei steigt die Dichte, die Strömungsgeschwindigkeit und auch die Bewegungsenergie des Dampf-Luft-Gemisches nehmen zu. Letztere ist dann in der Lage, das dem Textilmaterial anhaftende Wasser in Form feinster Tröpfchen zu entreißen.
  • Die in den Gasraum überführte sowie vom Gasstrom aufgenommene Feuchtigkeit wird sodann auf diese Weise vom umlaufenden Warenstrang weggeschafftund das sich bei dieser Gelegenheit gebildete Feuchtluft-Gemisch am Ende der gemeinsamen Transportstrecke aus der Behandlungszone entfernt sowie Maßnahmen zur Trocknung unterworfen. Die zur Ausscheidung der Feuchtigkeit aus der damit übersättigten Abluft erforderliche Rückkühlung erfolgt in einem Luftkühler auf die durch das jeweilige Trocknungsverfahren festgelegte Rückkühltemperatur. Die bei der Taupunktunterschreitung kondensierende Feuchtigkeit koalesziert in dem nachgeschalteten Wasserabscheider, worauf das so getrocknete gasförmige Medium dem Kreislauf wiederum zugeführt, verdichtet sowie erhitzt und von neuem auf das feuchte Strangmaterial zur Einwirkung gebracht wird.
  • In der Textilindustrie ist es zur Zeit üblich, eine Ware, die z.B. nach dem Färben weiterveredelt wird, nicht vollständig zu entwässern. Oft ist sogar eine gewisse Restfeuchte erwünscht. Verfahrensgemäß ist es nunmehr ohne weiteres möglich, die Trocknung im Düsenfärbeaggregat so zu steuern, daß die Ware gleichzeitig konditioniert wird, was für alle Gewebearten gilt. Ein solches Vorhaben läßtsich dadurch realisieren, daß man den Warenstrang innerhalb des geschlossenen Färbejets bis zu einem Gleichgewichtszustand der Gutsfeuchte entwässert, die nach Herausnahme aus der Anlage und Abkühlung des Textilgutes der Konditionierfeuchte desselben entspricht, oder daß man den Warenstrang innerhalb des geschlossenen Färbejets bis unterhalb der Konditionierfeuchte desselben entwässert und danach über eine Erhöhung der relativen Feuchte der Trocknungsluft eine Konditionierung des Textilgutes durchführt. Vom zuletzt erwähnten Prinzip der Anfeuchtung mittels klimatisierter Luft bestimmter Temperatur und eines bestimmten Feuchtigkeitsgehaltes wird auf ähnlicher Basis im Fall der DE-OS 20 52 440 bei der Konditionierung von Garnspulen aus hygroskopischem Fasergut zum Ausgleich der unterschiedlichen Feuchtigkeitsgrade zwischen den inneren und den äußeren Lagen der Spulenwicklung Gebrauch gemacht.
  • Eine zur Durchführung des beanspruchten Verfahrens geeignete Vorrichtung, auf die sich die vorliegende Erfindung gleichfalls bezieht, ist dadurch gekennzeichnet, daß eine zum hydraulischen Antrieb von textilen Warensträngen in Endlosform mittels einer Behandlungsflüssigkeit geeignete Jet-Färbeanlage üblicher Bauart mit einem separaten Kreislauf für einen den Warenvorschub gegebenenfalls unterstützenden oder allein weiterführenden Gasstrom verbunden ist, in welchem - in der angegebenen Reihenfolge angeordnet - Mittel zur Verdichtung des gasförmigen Mediums sowie zum anschließenden Erhitzen desselben,eine ab einer eingebauten Düsenanordnung für den Warentransport wirksame Kontaktstrecke für das Antriebsgas zusammen mit dem umlaufenden Textilgut, Mittel zum Rückkühlen des daraus resultierenden Gasstromes samt Feuchtigkeitsentzug aus diesem,sowie Mittel zur Abscheidung des hierbei anfallenden Kondensats vorhanden sind.
  • Ein Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäß verwendete Jet-Färbeanlage ist in der weiter unten angegebenen Zeichnung von Fig. 1 im Querschnitt schematisch abgebildet. Die dabei verwendeten Bezugszeichen sind mit den im Text für diesen Zweck gebrauchten Ziffern identisch und haben folgende Bedeutung:
    • A = Jet-Färbemaschine (Druckbehälter) aus Antriebsteil (Haspel), Transportdüse und Warenspeicherraum samt Abfluß (nicht mit Ziffern versehen)
    • B = Zirkulationssystem für die Flotte, bestehend aus Umwälzpumpe, Wärmeaustauscher für Heizung und Kühlung mit nachgeordneter Drosselvorrichtung zur Regulierung der Flottenströmung (nicht mit Ziffern versehen)
    • C = Ansatz- sowie Vorratsgefäß für Behandlungsflüssigkeiten mit nachgeordneter Dosierpumpe und Absperrventil (nicht mit Ziffern versehen)
    • W = Behandlungsgut/Warenstrang
    • 1 = Gebläse (Verdichter)
    • 2 = Lufterhitzer
    • 3 = Luftkühler (Kondensator)
    • 4 = Abscheider für Feuchtigkeit aus der Umluft
    • 5 = Absperrklappen
    • 6 = Druckluftanschluß (Gasanschluß)
    • 7 = Dampfanschluß
    • 8 = Injektionsdüse für Wasser (evtl. Zumischung von Ausrüstungsprodukten)
    • 9 = Feuchtekondensatablaß
  • In dieser Fig. 1 entsprechen die mit Buchstaben A, B und C bezeichneten Teile der Jet-Färbemaschine in weiten Stücken dem Prototyp einer solchen Vorrichtung, wie dieser in der US-PS 3 949 575 im Detail beschrieben wird.
  • Das Funktionsprinzip der beanspruchten Vorrichtung läßt sich folgendermaßen erklären:
    Im Anschluß an eine Naßveredlung unter der Aktion des Zirkulationssystems B (bei in Gang gesetzter Umwälzpumpe und geschlossenen Absperrklappen 5) mit der aus dem Vorratsbehälter C eingespeisten Behandlungsflotte (enthaltend das Veredlungsmittel) sowie nach-erfolgter Entleerung des Warenspeicherraums von dem*Trocknen bzw. Teilentwässern des in der Jetfärbemaschine A in unveränderter Beschickungsform wie zuvor umlaufenden Warenstranges W die beiden Absperrklappen 5 für den Kreislauf des gasförmigen Trocknungsmittels geöffnet und das Gebläse 1 eingeschaltet. Durch Einleiten von Druckluft aus einer nicht weiter dargestellten Druckluftquelle über den Anschluß 6 zur ersten Auffüllung der über eine Leitung (nicht mit Ziffern versehen) miteinander verbundenen, aus dem nunmehr als Trocknungsgefäß dienenden. Färbejet A, dem Luftkühler 3, dem Wasserabscheider 4, dem Gebläse 1 und dem Lufterhitzer 2 bestehenden Umlaufbahn für den Zyklus des gasförmigen Trocknungsmittels entsteht im Gesamtsystem ein vorgesehener Überdruck von beispielsweise ca. 2,5 bar. Die Dichte des Gasvolumens steigt somit an, wodurch sich die am Gebläse 1 vorherrschende Gesamtdruckdifferenz erhöht und damit auch das pro Sekunde strömende Luftgewicht. Ebenso wächst die Strömungsgeschwindigkeit, und die Bewegungsenergie des Dampf-Luft-Gemisches nimmt demzufolge zu. Dabei wird die Oberflächenfeuchtigkeit vom Textilmaterial losgelöst und sozusagen als Nebel in Form feinster Wassertröpfchen von dem als Vehikel wirkenden Gasstrom eliminiert. Dieser Trocknungsabschnitt entspricht in seiner Intensität einer mechanischen Entwässerung, wie man sie in einer Zentrifuge erzielt, die Ware wird hierbei indessen ohne Faltenbildung getrocknet. k größtenteils ausgezogenen flüssigen Medium werden zum Um für die Trocknung des bewegten Stranges W auch thermische Energie zur Verfügung zu stellen und auf diese Weise den Verwirbelungseffekt der Luftströmung zur Feuchtigkeitsentfernung zu unterstützen, wird das im Gebläse 1 auf den durch die Luftmenge bedingten Gegendruck verdichtete gasförmige Trocknungsmittel im nachgeschaltenen Lufterhitzer 2 auf eine vorgegebene Trocknungstemperatur aufgeheizt und so die Warenfeuchte unter dem Einfluß der in der Trocknungsluft enthaltenen Wärme nach und nach zum Verdampfen gebracht. Vorzugsweise kann man verfahrensgemäß anstelle von Luft als Betriebsgas für den Kreislauf des Trocknungsmittels auch durch Zuführung von Dampf über den Anschluß 7 ein erhitztes Dampf-Luft-Gemisch einsetzen.
  • Am Ende der gemeinsamen Transportstrecke des Trocknungsmittels mit dem umlaufenden Strang W wird das aus dem Trockengefäß A (Färbejet) austretende, mit Feuchtigkeit beladene Dampf-Luft-Gemisch bei der Passage durch einen Luftkühler 3 auf die vorgesehene Rückkühltemperaturabgekühlt, worauf in einem nachgeschaltenen Abscheider 4 der in der Abluft enthaltene übersättigte Wasseranteil sich unter Kondensation abtrennt und durch den Ablaß 9 entfernt wird. Die den Wasserabscheider 4 verlassende,nahezu wasserfreie Trocknungsluft bzw. das trocken-gesättigte Dampf-Luft-Gemisch wird sodann mit Hilfe des Gebläses 1 erneut angesaugt sowie komprimiert und nach anschließendem Aufwärmen im Lufterhitzer 2 wiederum zur Einwirkung auf die Ware W in das Trocknunggefäß A ein- sowie hindurchgeleitet.
  • Für das Konditionieren des Textilgutes werden die vorgegebenen Zustandwerte des Feuchtluft-Gemisches im Maschinensystem angesteuert und durch die Injektionsdüse 8 eine vorgegebene Wassermenge pro Zeiteinheit für einen bestimmten Zeitabschnitt im Kreislauf zerstäubt. Zweckmäßigerweise wird dies geschehen, wenn etwa der gewünschte Trocknungsgrad erreicht ist.
  • Zur Veranschaulichung der thermodynamischen Verhältnisse des erfindungsgemäßen Trocknungsverfahrens wird in Fig. 2 als Beispiel eine vereinfachte graphische Darstellung des Trocknungsverlaufes für einen bestimmten Trocknungsabschnitt in einem H,x-Diagramm feuchter Luft mit ebenen rechtwinkligen Koordinaten wiedergegeben:
    • Innerhalb der Transportdüse der Jet-Färbemaschine trifft das in Umluft befindliche
  • Dampf-Luft-Gemisch mit dem Zustand L1 auf die feuchte Ware. Für die Eintragung in das Koordinatennetz läßt sich der Zustand L1 durch die Werte Wärmeeinhalt H, Dampf- bzw. Feuchtegehalt x und Temperatur charakterisieren. Die Trocknungsluft strömt sodann in Kontakt mit der zu trocknenden Ware von der Düse weiter über eine gemeinsame Transportstrecke und den Warenspeicher zur Austrittsstelle aus dem Trocknungsgefäß. Dabei verändert sich der Zustand L1 der Trocknungsluft annähernd auf einer Geraden, deren Richtung über den Randmaßstab Δ H/4 x bei Berücksichtigung der Gutstemperatur für den Beharrungszustand eingezeichnet werden kann. Der Zustand L2 der Trocknungsluft gibt die Verhältnisse am Austritt deswarenspeichers wieder und zwar in Abhängigkeit vom Trocknungsverlauf. Aufgrund der bei der Einwirkung auf den Strang sich einstellenden Abkühlung der Trocknungsluft auf den Zustand L2 findet zusammen mit einer entsprechenden Wärmeabgabe an das Textilgut gleichzeitig eine Feuchtigkeitsaufnahme der Trocknungsluft statt, aus Anlaß der während dieser Behandlungsphase herbeigeführten Entwässerung der Ware. Bei der nach Trennung von dem bis dahin begleiteten Strangmaterial einsetzenden Rückkühlung der jetzt mit Feuchtigkeit beladenen Trocknungsluft im Luftkühler 3 wird zunächst bis zum Erreichen der Taupunktlinie ψ = 1 (Sättigungslinie) im Zustandspunkt L3 keine Änderung des Feuchtigkeitsgehalts der abströmenden Luft registriert.
  • Erst im Zuge der weiteren Erniedrigung der Rückkühltemperatur tritt sodann die Freigabe des im gasförmigen Trocknungsmittel enthaltenen übersättigten Wasseranteils ein, was als Richtungsänderung des Trocknungsverlaufs im Sinne einer Verschiebung des Zustandspunktes für die Trocknungsluft nach links entlang der Sättigungslinie zum Zustand L4 hin ausgewiesen wird. Dabei kommt es dann zur Herabsetzung des Feuchtigkeitsgehaltes der der Trocknungsluft unter Kondensation um den Betrag x3-x4 kg Feuchte pro kg trockene Luft. Dieser Feuchteanteil wird im Abscheider 4 von der Trocknungsluft separiert und aus der Maschine abgeleitet. Der Zustand L4 der Trocknungsluft kennzeichnet deren Beschaffenheit am Saugstutzen des Gebläses 1, wobei im Zuge der nachfolgenden Verdichtung die Trocknungsluft bei unverändertem Feuchtigkeitsgehalt um den Betrag der Verdichterarbeit auf den Zustand L5 erwärmt wird. Der sich daran anschließende Streckenabschnitt vom Zustand L5 zum Zustand L1 gibt dann Aufschluß über die durch Wärmezufuhr vom Lufterhitzer 2 an die Trocknungsluft abgegebene Wärmemenge. Bei der Erhitzung des Dampf-Luft-Gemisches vom Sättigungszustand im Punkte L4 zum Ausgangszustand des Kreislaufes im Punkte L1 bleibt der Feuchtigkeitsgehalt x = konstant, so daß sich ein senkrechter Verlauf der Zustandsänderung ergibt.
  • Der Zustand L2 in dem vorstehend erläuterten Diagramm entspricht in der Regel dem Resultat aus dem Zusammenwirken der Einflüsse von zwei Feuchtluftmengen und zwar gebildet aus der Menge, die vom Verdichter in die Düse einströmt und der Menge, die mit der Ware in die Düse eingesaugt wird.

Claims (5)

1. Verfahren zum teilweisen oder vollständigen Trocknen von in Jet-Stückfärbeanlagen diskontinuierlich in Endlosform umlaufenden Warensträngen aus textilen Geweben oder Gewirken im Anschluß an eine Naßbehandlungsoperation zur Textilveredlung nach der Ausziehtechnik, wobei man den Vorschub für den Transport des Fasermaterials innerhalb der in sich geschlossenen Anlage über die Betätigung des Düsensystems betreibt, dadurch gekennzeichnet, daß man unmittelbar nach der Naßveredlung sowie nach Ablassen der Behandlungsflüssigkeit aus diesem vorgängigen Bearbeitungsschritt im Verlauf der jetzt von einem Gasstrom übernommenen sowie aufrechterhaltenen . Fortbewegung des naßveredelten feuchten Warenstranges eine Verdunstungsentwässerung desselben auf einen bestimmten Restfeuchtegehalt beim Zusammentreffen sowie nachfolgenden Umströmen mit dem für sich in der gleichen apparativen Anordnung über einen damit verbundenen separaten Kreislauf umgewälzten, auf einen vorgegebenen Überdruck verdichteten Antriebsgas, anschließende Abkühlung des nach Feuchtigkeitsaufnahme aufgrund der vorhergehenden Maßnahme als Abluft resultierenden Gas-Gemisches von einem übersättigten in einen trocken-gesättigten Zustand unter gleichzeitiger Rückkondensation der dem Textilgut entzogenen Feuchtigkeit sowie Abtrennung derselben aus dem Kreislauf des gasförmigen Trocknungsmittels vornimmt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Trocknungsmittel ein verdichtetes Dampf-Luft-Gemisch einsetzt, welches zur Verdunstung der Feuchtigkeit notwendige Wärmeenergie beisteuert.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man den Warenstrang innerhalb des geschlossenen Färbejets bis zu einem Gleichgewichtszustand der Gutsfeuchte entwässert, die nach Herausnahme aus der Anlage und Abkühlung des Textilgutes der Konditionierfeuchte desselben entspricht.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man den Warenstrang innerhalb des geschlossenen Färbejets bis unterhalb der Konditionierfeuchte desselben entwässert und danach über eine Erhöhung der relativen Feuchte der Trocknungsluft eine Konditionierung des Textilgutes durchführt.
5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine zum hydraulischen Antrieb von textilen Warensträngen in Endlosform mittels einer Behandlungsflüssigkeit geeignete Jet-Färbeanlage üblicher Bauart mit einem separaten Kreislauf für einen den Warenvorschub gegebenenfalls unterstützenden oder allein weiterführenden Gasstrom verbunden ist, in welchem - in der angegebenen Reihenfolge angeordnet - Mittel zur Verdichtung des gasförmigen Mediums sowie zum anschließenden Erhitzen desselben, eine ab einer eingebauten Düsenanordnung für den Warentransport wirksame Kontaktstrecke für das Antriebsgas zusammen mit dem umlaufenden Textilgut, Mittel zum Rückkühlen des daraus resultierenden Gasstromes samt Feuchtigkeitsentzug aus diesem, sowie Mittel zur Abscheidung des hierbei anfallenden Kondensats vorhanden sind.
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