EP0558718A1 - Verfahren und vorrichtung zur webmaschinenklimatisierung - Google Patents

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Webmaschinenklimatisierung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Webmaschinen¬ klimatisierung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 sowie eine Web aschinenkli atisierungs-Vorrichtung.

Mit dem Ziel, die hauptsächlich aus Fadenbrüchen resul¬ tierenden Betriebsunterbrüche leistungsfähiger Web¬ maschinen herabzusetzen, wird seit längerer Zeit ver¬ sucht, die Webbedingungen zu optimieren. Bemühungen, dieses Ziel allein durch Beeinflussung des Raumklimas eines Webmaschinensaales zu erreichen, ergeben einen grossen Luftvolumenstrom mit grossem Leistungsbedarf pro Maschine.

Im Zusammenhang mit der Entstaubung sind jedoch auch Verfahren bekannt, mit welchen das Klima unmittelbar an der Webmaschine beinflusst wird. Bei einem bekannten Verfahren dieser Art wird klimatisierte Luft sowohl über im Saal verteilte Deckenauslässe als auch durch Lokal- ausläεse zugeführt. Dabei ist für jede Maschine ein Lo- kalauslass vorgesehen, der eine schlitzförmige Aus¬ trittsöffnung im Abstand oberhalb der Webkette aufweist. Bei einem anderen bekannten Verfahren sind die Lokal¬ auslässe unter den Webketten angeordnet. In beiden Fällen erstreckt sich die Austrittsöffnung etwa quer zur Web¬ kette über deren volle Breite und entlässt einen gegen die Webkette gerichteten Strahl konditionierter Luft.

In einem Bericht betitelt "Web aschinenentstaubung und Webmaschinenklimatisierung - ein Widerspruch?" (Dr.^'-Ing. Helmut Weinsdörfer, Dipl.-Ing. Ulrich Stark), erstattet anlässlich des 6. Weberei-Kolloquiums (16/17. Oktober 1990) und veröffentlicht durch das Institut für Textil- und Verfahrenstechnik, 7306 Denkendorf, Deutschland wird eine Versuchsanordnung beschrieben, die einen senkrecht von oben auf das Hinterfach gerichteten Lokalauslass der obigen Art aufweist.

Die Maschinenklimatisierung mit Lokalauslässen bringt, bezogen auf die Fadenbruchhäufigkeit, in den meisten Fällen eine deutliche Verbesserung gegenüber Anwendungen, bei welchen nur über das Raumklima Einfluss auf die Feuchtbedingungen an der Webmaschine genommen wird. Darüber hinaus ergibt sich auch ein erheblich geringerer Leistungsbedarf. Allerdings müssen zur Erreichung be¬ friedigender Ergebnisse immer noch beträchtliche Luft¬ volumenströme erzeugt werden, und bei den Betriebskosten fällt auch der erhöhte Wartungsaufwand für die Reinigung der Lokalauslässe ins Gewicht.

Aufgabe der Erfindung ist, ein Verfahren anzugeben, das eine wirksame Konditionierung bei erheblicher Reduktion der Klimatisierungskosten pro Webmaschine durc .verrin¬ gerten Leistungbedarf und Luftvolumenstrom sowie kleine¬ ren Wasserverbrauch bringt, ohne dabei in visueller Hin¬ sicht oder für die Zugänglichkeit ein unzulässiges Hin¬ dernis zu schaffen.

Die Lösung der erfindungsgemässen Aufgabe gelingt mit den Massnahmen des Kennzeichens von Anspruch 1.

Unter einer kolbenartigen VerdrängungsStrömung wird im vorliegenden Zusammenhang eine turbulenzarme Strömung mit über ihren vollen Querschnitt annähernd einheitlicher Verteilung und annähernd gleicher Geschwindigkeit ver¬ standen. Dabei kommen Austrittsgeschwindigkeiten zwischen 0,3 und 1,2 /sec in Betracht. Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass der Trans¬ port der Feuchte mit einem aus einer schlitzförmigen Austrittsöffnung ausgeblasenen Luftstrahl wenig wirksam und deshalb unwirtschaftlich ist. Hierfür ist hauptsäch¬ lich die für den Durchsatz der benötigten Luftmenge notwendige, relativ hohe Austrittsgeschwindigkeit verantwortlich. Untersuchungen weisen nach, dass vorerst ein erheblicher Teil der ausgeblasenen Klimaluft die (noch unverwobenen) Kettfäden nicht erreicht. Im weiteren prallt ein Teil dieser Luft an der Webkette ab, ohne seine Feuchtigkeit abgeben zu können. Dies bedeutet, dass erheblic ■mehr klimatisierte Luft gefördert werden muss, als an der Webkette zum Erzielen der angestrebten relativen Feuchte zur Einwirkung kommt.

Die erfindungsge äss eingesetzte Verdrängungsströmung lässt die benötigte Auεtrittsgeschwindigkeit gegenüber jener aus einer schlitzförmigen Austrittöffnung bei gleicher zurückzulegender Strecke bis zur Webkette ganz erheblich reduzieren.

Dank der praktisch geschlossen, jedoch mit geringer Ge¬ schwindigkeit auf die Kette auftreffenden Verdrängungs¬ strömung prallt diese nicht ab, sondern wird in der Hauptsache umgelenkt. Diese Umlenkung erfolgt sanft und unter Erhaltung des kolbenartigen Charakters, um den Kettfäden entlang, hauptsächlich in Richtung des Kett¬ baumes, abzufliessen. Damit ergibt sich eine optimale Ausnützung der Klimaluft und es gelingt, auf direktem Weg auf die Feuchte der Kettfäden selbst Einfluss zu nehmen, um diese für die nachfolgende Verarbeitung zu kondi- tionieren. Mit relativ kleinen Luftmengen und geringem Wasserbedarf wird somit optimale Feuchte unmittelbar an der Kette hergestellt und diese weitgehend staubfrei ge¬ halten. Die Klimatisierungskosten lassen sich demnach erheblich senken.

Mit den Eigenheiten der kolbenartigen Verdrängungsströ¬ mung wird auf induktivem Wege nur eine vernachlässigbare Menge von Umgebungsluft in Bewegung gesetzt. Mithin wird praktisch kein Transport von solcher Umgebungsluft in Richtung Webkette eingeleitet. Dies ist dann von Bedeu¬ tung, wenn die relative Feuchte im Websaal erheblich un¬ ter den optimalen Werten liegt und dem positiven Einfluss der Klimaluft an der Webkette entgegenwirken kann.

Die kolbenartige VerdrängungsStrömung lässt inneralb ihres Querschnittes Bedingungen schaffen und aufrecht¬ erhalten, die von jenen der Umgebung unterschiedlich sind. Durch. Auslegung der Querschnittsform und -Abmes¬ sungen lässt sich demnach das Klima jeweils einer Zone an einer Textilmaschine in bezug auf geforderte Eigenschaf¬ ten beherrschen. Der Zutritt von Flug und Staub aus der Umgebung in diese Zone ist ebenfalls verhindert. Wenn dies gefordert ist, können an einer Maschine oder im Zu¬ lieferbereich des textilen Materiales demnach auch meh¬ rere Zonen durch jeweils eine kolbenartige Verdrängungs¬ strömung beherrscht werden, wobei die Klimabedingungen in diesen unterschiedlich ausgelegt werden können. Kolben¬ artige VerdrängungsStrömungen lassen sich demnach mit Vorteil auch zur Klimatisierung anderer textiler Vorgänge und Prozesse wie z.B. beim Kardieren, beim Ablegen, La¬ gern und Aufnehmen der Lunte aus der Kanne, beim Ver- strecken und Verspinnen sowie beim Verzwirnen anwenden.

Die Erfahrungen in der Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens sowie im Betrieb der ebenfalls erfindungs- gemässen Vorrichtung haben gezeigt, dass die Vermeidung der Umwälzung von Umgebungsluft sich im Sinne der Ver¬ ringerung des Wartungsaufwandes, insbesondere bezüglich Reinigung im Bereich der Lokalauslässe, ebenfalls positiv auswirkt.

Nachfolgend sind das erfindungsgemäsεe Verfahren und die erfindungsgemässe Vorrichtung anhand eines die Web¬ maschinenklimatisierung betreffenden Ausführungsbei¬ spieles sowie unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 schematisch die Verhältnisse an einer mit einer Vorrichtung nach der Erfindung ausgestatteten Webmaschine bei der Anwendung einer Ausfüh¬ rungsform des Verfahrens;

Fig. 2 einen Vertikalschnitt entlang Linie II-II in Fig. 3 durch den in vergrössertem Masstab gezeigten Lokalauslass der Vorrichtung nach Fig. 1 und

Fig. 3 eine Untersicht des Lokalauslasses nach den Fig. 1 und 2, teilweise aufgebrochen dargestellt.

Mit 2 ist in Fig. 1 allgemein eine Webmaschine mit einem Kettbaum 4, Fadenwächtern 6, einem Schaftpaket 8, einer Lade 10 sowie einem Warenbaum 12 bezeichnet. Die über einen Streichbaum 14 verlaufenden, die Webkette 16 bil¬ denden Kettfäden sind mit 18 bezeichnet und das Hinterfach des an die Fadenwächter 6 anschliessenden Webfaches ist bei 20 angedeutet.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist oberhalb der Webmaschine 2 und im Abstand von der Webkette 16 bzw. dem Hinterfach 20 ein Lokalauslass 22 angeordnet, der über eine Leitung 24 von einer Klimazentrale 26 mit klimati¬ sierter Luft versorgt wird. An die gleiche Klimazentrale 26 sind auch die Lokalauslässe aller weiteren Webmaschi¬ nen des Websaales (nicht dargestellt) angeschlossen. Der Lokalauslass 22 besitzt eine nach unten gegen die Web¬ kette 16 gerichtete Austrittsöffnung 32 und erstreckt sich horizontal über die ganze Arbeitsbreite der Webma¬ schine 2, wobei die Austrittsöffnung etwa rechtwinklig zum generellen Verlauf der Webkette gerichtet ist. Die Ausgestaltung des Lokalauslasses ist aus den Fig. 2 und 3 ersichtlic .

Wie sich der Schnittdarstellung von Fig. 2 entnehmen lässt, umfasst der Lokalauslass 22 einen Kasten 30 läng¬ licher Form mit gleichbleibendem rechteckigen Querschnitt über dessen LängserStreckung. Der Kasten 30 ist mit Aus¬ nahme der die Austrittsöffnung 32 bildenden Unterseite allseitig geschlossen. An der Oberseite 34 des Kastens 30 ist etwa in der Längsmitte desselben ein zylindrischer Anschlussstutzen 36 für die Verbindung mit der Leitung 24 vorgesehen, der über eine kreisförmige Eintrittsöffnung 38 (in Fig. 3 gestrichelt dargestellt) gleichen Innen¬ querschnittes mit dem Innenraum 40 des Kastens verbunden ist. Unterseite und Oberseite stellen die Breitseiten der rechteckigen Querschnittsform des Kastens dar.

Der Innenraum 40 enthält Verteilorgane, um die durch die Eintrittsöfnung 38 einströmende Luft über der Fläche der Austrittsöffnung 32 gleichmässig zu verteilen und die erfindungsge äss vorgesehene Verdrängungsströmung zu er¬ zeugen. Diese Verteilorgane umfassen in Strömungsrichtung betrachtet ein Lochblech 42, das sich parallel zur Ober¬ seite 34, jedoch im Abstand zu dieser über einen zentra¬ len Längsbereich und die volle Breite des Innenraumes 40 erstreckt. Die Länge des über Bolzen 44 an der Oberseite 34 des Kastens 30 befestigten Lochbleches 42 ist grösser als der Durchmesser der Eintrittsöffnung 38, jedoch kleiner als die Länge des Innenraumes. Unterhalb des Lochbleches 42 erstreckt sich ebenfalls parallel zur Oberseite 34 über die volle Breite des Innenraumes 40 ein weiteres Lochblech 46, das an den Seitenwänden des Kastens 30 befestigt oder in geigneter Weise an der Unterseite abgestützt ist. In Längsrichtung des Innen¬ raumes 40 beschränkt sich die Erstreckung dieses Loch¬ bleches 46 auf ein Mass, das etwas kleiner als der Durchmesser der Eintrittsöffnung 38 ist. Der von der Lochung der Lochbleche 42 und 46 gebildete Durchtritts¬ querschnitt macht, bezogen auf deren Fläche, vorzugsweise zwischen 35 und 45 % aus.

Schliesslich folgt als letztes Verteilorgan im Innenraum 40 des Kastens eine luftdurchlässige Matte 48, z.B. aus einem entsprechenden Schaumstoff, die zwischen einem Um- fangsflansch 58 des Kastens und einem Gitter 50 einge¬ spannt ist. Matte 48 und Gitter 50 erstrecken sich über die volle Länge und Breite des Innenraumes. Das Gitter 50, das z.B durch ein Drahtgitter relativ grosser Ma¬ schenweite gebildet ist, stützt sich an einem an der Un¬ terseite des Kastens vorgesehenen schmalen Rahmen 52 ab. Der Rahmen 52 begrenzt die Austrittsöffnung 32 mit der Länge 54 und der Breite 56. Vorzugsweise ist die Matte 48 z. B. durch Demontierbarkeit des Rahmens 52 im Kasten so eingebracht, dass deren Zugänglichkeit zum Zweck des Austausches jederzeit möglich ist. Für die Matte 48 hat sich ein Schaumstoff mit einem Druckverlust von 15 - 20 Pa bei 0,6m/sec als geeignet erwiesen.

Zusammen mit den Verteilorganen 42, 46, und 48 stellt der Kasten 30 einen Luftverteiler 60 dar. Aus der beschrie¬ benen Ausgestaltung und Anordnung der Verteilorgane in diesem Kasten ergibt sich eine stufenweise erfolgende Verteilung der durch die Eintrittsöffnung 38 in den In¬ nenraum 40 einströmenden Luft. Durch das Lochblech 42, das auch als Prallplatte wirkend der Eintrittsöffung ge¬ genüberliegt, kann nur ein Teil dieser Luft in Richtung der Pfeile 62 hindurchtreten, während der Rest nach ent¬ gegengesetzten Seiten in Längsrichtung des Innenraumes 40 mit geringem Druckverlust umgelenkt wird, ohne auf dem weiteren Weg zur Matte 48, d.h. in Richtung der Pfeile 64 ein Strömungshindernis überwinden zu müssen. Um die Ge¬ schwindigkeit in dem ohne U lenkung in Richtung der Pfeile 62 fliessenden Teilstrom herabzusetzen, muss die¬ ser noch das Lochblech 46 überwinden. Die Teilströme 62 und 64 gelangen deshalb mit annähernd gleicher Geschwin¬ digkeit an die Matte 48. Neben einem weiteren Ausgleich findet an der Matte 48 eine Feinverteilung der Luft statt und beim Durchtritt durch diese ensteht eine aus feinsten Stromfäden gebildete kolbenartige VerdrängungsStrömung. Für die Austrittsgeschwindigkeit ist im vorliegenden Zu¬ sammenhang eine Begrenzung auf Werte zwischen 0,5 und 0,8 m/sec angezeigt. Somit können die Luftmengen auch bei gleichen Abmessungen des Luftverteilers 60 in gewissen Grenzen unterschiedlich ausgelegt weden.

Im Betrieb liefert die Klimazentrale konditionierte Luft, die aus dem durch den Luftverteiler 60 gebildeten Lokal auslass 22 (Fig. 1) als kolbenartige Verdrängungsströmung 70, z. B. mit einer Austrittsgeschwindigkeit von - 0,6 m/sec vertikal nach unten austritt und dabei ent¬ sprechend dem Mass 56 eine Breite von beispielsweise 300 mm aufweist. Die Verdrängungsstrδmung legt die beispielsweise 0,9 m betragende Distanz bis zur oberen Kettfadenschar 20' des Webfaches 20 in kompakter Form zurück und trifft vor dem Schaftpaket 8 auf diese auf. Beim Auftreffen auf diese sowie auf die untere Kett¬ fadenschar 20'' wird die Luft zumindest als grössere Teilströmung 72 gegen die Fadenwächter 6 hin umgelenkt und fliesst den Kettfäden 18 entlang entgegen deren Lieferrichtung. Eine Teilströmung 74 fliesst im Web¬ fachbereich an den entsprechenden Kettfäden entlang und strömt zwischen diesen nach unten ab. Dabei schaffen beide TeilStrömungen dieser Luft in der Umgebung der Webkette 16 ein für den Transport und die Verarbeitung geeignetes Klima, indem Wärme und Staub abgeführt und die relative Feuchte auf einem vorteilhaften Wert gehalten wird. Da die Kettfäden 18 von der Strömung über längere Zeit umspült werden, erfolgt auch eine direkte Feuch¬ teaufnahme, die sich sowohl für den Webvorgang wie auch für den Wasserverbrauch günstig auswirkt. Insbesondere gilt dies für den Einfluss der Teilströmung 72, die den Kettfäden entlangfliesst, diese umhüllt und gegenüber der Umgebungsluft abschirmt.

Ein Abstand von etwa 1,2 m des Lokalauslasses von der darunter verlaufenden Webkette stellt aus wirtschaftli¬ chen Gründen eine obere Grenze dar.

Es ist nachzutragen, dass unterhalb der Webmaschine 2 zweckmässig in an sich bekannter Weise eine Bodenöffnung 80 vorgesehen ist, über welche staubbeladene Luft ab¬ transportiert wird.

Es hat sich erwiesen, dass die Anordnung des Lokalauslasses 22 so, dass die Verdrängungsströmung 70 auf die obere Kettfadenschar 20' unter einem spitzen Winkel auftrifft, die Umlenkung derselben bzw. die Bildung einer anteilsmässig grossen Teilströmung 72 und eine Ausrichtung derselben parallel zu den Kettfäden stark begünstigt. Da eine effektive Konditionierung der Kettfäden 18 nur über eine ausreichend lange Einwirkungsdauer erzielbar ist, wirkt diese Teilströmung als eigentliches Konditionierungsmittel. Mit dem Ziel einer langen Einwirkungsdauer der Luftströme 70 bzw. 72 ist die Anordnung des Luftauslasses 22 so, dass der Strom 70 unmittelbar hinter dem Schaftpaket 8 auf die Kette 16 bzw. das Hinterfach 20 auftrifft, vorteilhaft. Anderseits stellt sich an der dem Hinterfach 20 zugekehrten Seite des Schaftpaketes bei einer solchen Anordnung ein Luftstau ein, der die Umlenkung der Teilströmung 72 unterstützt.

Sofern die Konditionierung auch im Bereich des Vorderfaches bzw. des Gatters für die Schussfadenspulen erfolgen soll, sind hierzu gemäss der Erfindung zusätzliche Auslässe ähnlich dem Lokalauslass 22 vorzusehen, die von der Klimazentrale 26 versorgt werden. Auch diese Auslässe sind, wie der Lokalauslass 22 als von der Webmaschine getrennte Elemente vorzusehen.

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Webmaschinenklimatisierung, wobei für jede Webmaschine im Abstand von deren Webkette min¬ destens eine gegen diese gerichtete Klimaluft-Strö¬ mung erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Klimaluft in einer abwärts gerichteten kolbenartigen VerdrängungsStrömung an die Kettfäden transportiert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kettfäden durch eine diesen entlang fliessende Teilströmung der Verdrängungsströmung konditioniert werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die auf das Hinterfach gerichtete Verdrängunsströmung nach Umlenkung den Kettfäden in Richtung der Kettbaumseite entlanggeführt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der

Verdrängungsströmung eine Austrittsgeschwindigkeit von maximal 0,9 m/sec erteilt wird.

5. Vorrichtung zur Klimatisierung von Webmaschinen, mit mindestens einem lokalen Luftauslass (22) für jede Webmaschine (2), der über eine Eintrittsöffnung (38) an eine Klimazentrale (26) angeschlossen und be¬ stimmt ist, einen abwärts in den Bereich der Webkette (16) gerichteten Luftstrom (70) zu erzeugen, dadurch gekennzeichnet, dass sich eine Austrittsöffnung (32) des Luftauslasses quer zur Webkette und im Abstand zu dieser erstreckt, der Austrittsöffnung ein Luftverteiler (60) vorge¬ schaltet ist, der mehrere, in Strömungsrichtung hintereinander geschaltete, flächige Verteilorgane (42, 46, 48) aufweist und dass die Austrittsöffnung eine Breite von mindestens 150 mm aufweist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Austrittsöffnung (32) des Luftauslasses an einer Breitseite eines den Luftverteiler (60) bil¬ denden, im Profil annähernd rechteckförmigen Kastens (30) vorgesehen ist, dessen Querschnitt parallel zur Breitseite annähernd dem Querschnitt der Aus¬ trittsöffnung entspricht.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass die Verteilorgane eine luftdurchläs¬ sige Matte (48) und ein Lochblech (46) umfassen, und dass im Luftverteiler (60) ein der Eintrittsöffnung (38) gegenüberliegend angeordnetes, weiteres Ver¬ teilorgan (42) als Prallorgan vorgesehen ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Lochblech (46) in Strömungsrichtung vor der Matte (48) und zu dieser und zur Austrittsöffnung (32) parallel angeordnet ist und die Flächen¬ erstreckung der Matte dem Querschnitt der Aus¬ trittsöffnung annähernd gleich ist.

9. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftverteiler min¬ destens eine seitliche Auslassöffnung aufweist.

10. Verwendung eines Verdrängungsströmungsauslasses als Lokalauslass für die Kliamtisierung einer Textilma¬ schine, insbesondere einer Webmaschine.