EP1526205A2 - Verfahren und Vorrichtung zum gleichmässigen Aufbringen von Behandlungsmitteln auf einen Warenstrang - Google Patents

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EP1526205A2
EP1526205A2 EP04024836A EP04024836A EP1526205A2 EP 1526205 A2 EP1526205 A2 EP 1526205A2 EP 04024836 A EP04024836 A EP 04024836A EP 04024836 A EP04024836 A EP 04024836A EP 1526205 A2 EP1526205 A2 EP 1526205A2
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EP
European Patent Office
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strand
treatment agent
goods
product
treatment
Prior art date
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Withdrawn
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EP04024836A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP1526205A3 (de
Inventor
Carl Dr. Cordes
Thomas Widmer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Then Maschinen BVI Ltd
Original Assignee
Then Maschinen BVI Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Then Maschinen BVI Ltd filed Critical Then Maschinen BVI Ltd
Publication of EP1526205A2 publication Critical patent/EP1526205A2/de
Publication of EP1526205A3 publication Critical patent/EP1526205A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06B—TREATING TEXTILE MATERIALS USING LIQUIDS, GASES OR VAPOURS
    • D06B3/00—Passing of textile materials through liquids, gases or vapours to effect treatment, e.g. washing, dyeing, bleaching, sizing, impregnating
    • D06B3/28—Passing of textile materials through liquids, gases or vapours to effect treatment, e.g. washing, dyeing, bleaching, sizing, impregnating of fabrics propelled by, or with the aid of, jets of the treating material
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06B—TREATING TEXTILE MATERIALS USING LIQUIDS, GASES OR VAPOURS
    • D06B23/00—Component parts, details, or accessories of apparatus or machines, specially adapted for the treating of textile materials, not restricted to a particular kind of apparatus, provided for in groups D06B1/00 - D06B21/00
    • D06B23/20—Arrangements of apparatus for treating processing-liquids, -gases or -vapours, e.g. purification, filtration or distillation
    • D06B23/205—Arrangements of apparatus for treating processing-liquids, -gases or -vapours, e.g. purification, filtration or distillation for adding or mixing constituents of the treating material
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06B—TREATING TEXTILE MATERIALS USING LIQUIDS, GASES OR VAPOURS
    • D06B3/00—Passing of textile materials through liquids, gases or vapours to effect treatment, e.g. washing, dyeing, bleaching, sizing, impregnating
    • D06B3/24—Passing of textile materials through liquids, gases or vapours to effect treatment, e.g. washing, dyeing, bleaching, sizing, impregnating of fabrics in roped form

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for uniform application of treatment agents on a strand of goods in a dyeing machine.
  • Nozzle piece dyeing machines have a closed Container and a transport nozzle system through which, supported from a foreign driven reel, an endless one Goods strand in the container in a predetermined direction of rotation is circulated.
  • the transport nozzle For driving the rope is the transport nozzle with a transport medium flow either from a treatment fleet or when working on the aerodynamic principle Machines a gas, air, steam or vapor mixed air stream is.
  • This type of dyeing machine becomes a treatment liquor in the area of the transport nozzle on the continuous endless strand of goods brought to action.
  • the Excess running treatment liquor is in the container collected and by means of a fleet circulation pump recirculated.
  • the aforementioned dyeing machines are on the Goods to be applied (chemicals and / or Dyes) first into an outside of the dyeing carpet filled existing vessel, there possibly mixed and, if necessary, brought to a certain temperature and then by means of an additive pump in the Fleet cycle of dyeing machine introduced.
  • the treatment agents are metered in, i. to at a certain time during the wet-treatment process is the amount of treating agent contained in the batch tank, preferably in the region of the transport nozzle injected finely atomized and applied to the strand of goods.
  • the treatment agent concentration on the strand of goods increases from strand rotation to strand circulation, but at the same time the treatment agent concentration at the beginning of the rope is lower than the End of the rope. If the treatment agent, eg. dosed over five strand loops, can during fifth strand of goods at the end of the commodity even give a higher treatment agent concentration than the correspond to adjusting equilibrium concentration would. The equilibrium concentration then only after reached some other Strangum runs.
  • the object of the invention is therefore a method to create a largely uniform treatment agent distribution on the in a wet treatment machine in Circulated offset strand of goods generated.
  • the new process becomes the endless strand of goods in a closed container by means of a venturi transport nozzle circulated with a gaseous Transport medium is acted upon.
  • the orbital movement of Strand of goods is only through the gaseous transport medium and not maintained by a fleet.
  • First the treatment agent is made without contact with the strand of goods stored in a separate room from the thread, the example.
  • a below the stored goods strand lying space, which in the container one Forms treatment agent sump. All needed chemicals, Dyes, etc. are introduced into this sump of the container.
  • the liquid treatment agent contained in this room, i.e. the treatment liquor can, for example, over a corresponding circuit of the treatment agent injection circuit brought to a predetermined temperature and to be mixed without being in contact with the product comes.
  • the room can also be outside the container, For example, be provided in a separate vessel.
  • the in the form of the fresh treatment liquor present treatment with a time-dependent controlled amount of treatment agent per unit time on the current strand of goods applied so that a substantially uniform Distribution of the treatment agent on the product strand results.
  • the application of the treatment agent on the strand of goods Can be done via one or more Strangumlaufposition.
  • Treatment agent injection into the transport nozzle in the direction of travel in front of the transport nozzle and / or after the transport nozzle can be handled with very few material strand circulations (about 2 to 3 Strangumposition) or even already in a uniform treatment agent order for a single strand of product circulation achieve over the commodity strand length.
  • the time course of the treatment agent order during the respective revolutions of the strand of goods can in a mathematical model are precalculated, in which case the Treatment agent order on the fabric strand accordingly controlled by this computer model.
  • the forecast the treatment agent order on the strand of goods in the Computational model is done on the basis of goods-specific, construction-specific and treatment-specific data the goods strand and / or the transport nozzle and the application with transport medium. This data can be from the Operator in the computer programmed with the computing model entered or on the machine by appropriate Sensors are detected automatically.
  • the program of the computer calculated in knowledge of the corresponding parameters and the computing model independently a time-dependent application the treatment agent on the running strand of goods, the optimal distribution of the treatment agent over the length of the goods strand in as little as possible Strangum runs reached.
  • Advantages of the new method are that the A faster and more even distribution of the Treatment agent achieved on the entire strand of goods and thus created the conditions for level dyeing becomes.
  • the treatment time is significantly shortened, because the treatment agent order while essential less strand runs than at the beginning described known method is the case.
  • High temperature (HT) - piece dyeing machine has a pressure resistant cylindrical container 1, in the one through a Lid 2 closable operating opening 3 leads, through which a strand of goods 4 can be introduced.
  • the product strand 4 is a foreign-powered reel 5 introduced into a Venturi transport nozzle 6, to which a Abtafler 7 connects.
  • the Abtafler 7 sets the from the Transport nozzle 6 exiting strand of goods 4 tabulated in a memory 8, from which the endless strand of goods through the reel 5 is pulled out again.
  • the reel 5 and the transport nozzle 6 are housed in housing parts 9, which are connected to the container 1 liquid-tight.
  • the product strand 4 was after insertion through the operating opening 3 at its ends to an endless loop of goods connected.
  • the transport nozzle 6 is provided with a gaseous transport medium flow charged, which the continuous strand of goods 4 in a direction indicated by an arrow 10 circulating sense circulated.
  • the transport medium is present Trap air or a vapor-air mixture passing through a Blower 11 and a suction line 12 sucked out of the container 1 and via a pressure line 13 in the transport nozzle. 6 is transported.
  • a floater sump 14 is arranged below, which contains a fleet screen 15.
  • the fleet bottom 14 is connected to a suction line 16 of a liquor circulation pump 17th connected, the pressure line 18 a heat exchanger 19th contains and a control valve 20 in the transport nozzle. 6 empties.
  • the liquor circulating pump 17 allows it out of the container 1 via the fleet fleet sucked fleet on the To circulate transport nozzle 6 and the container 1.
  • Parallel to the heat exchanger 19 and the liquor circulating pump 17 is a bypass line 22 which is a check valve 23rd contains and the sump 14 with which to the heat exchanger connecting pressure line 21 connects.
  • a neck container 24 is provided, the in aqueous solution, emulsion or dispersion a chemical Contains treatment (chemicals, dyes), via a treatment agent pump 25 and a connecting line 26 in the suction line 16 of the liquor circulating pump 17 can be fed.
  • the container 1 is empty. Of the Strand 4 can stand still or driven by the circulating the conveyor 11 conveyed conveyor.
  • a first, illustrated in Fig. 1 treatment step this is set in the batch tank 24 Treatment with all ingredients in the sump 14 of the Container 1 introduced by the treatment agent pump 25.
  • the liquor circulation pump 17 stands still and the shut-off valve 28 is open.
  • the introduction of the treatment agent in the sump 14 takes place without contact with the product strand 4 wherein in the sump 14th contained treatment agent (shown in Fig. 1 dark) remains below the memory 8 and therefore not with the goods strand 4 comes into contact.
  • Circulation cycle by means of the liquor circulating pump 17th circulated while mixing and in the heat exchanger 19 simultaneously brought to the desired temperature.
  • Circulation cycle includes as shown next to the Fleet circulating pump 17 and the heat exchanger 19, the bypass line 22 and the swamp 14.
  • the shut-off valves 23, 28 are opened.
  • the treatment agent pump 25 stands still and is shut off on the pressure side by a shut-off valve 27.
  • the treatment agent circulated by the circulation route still has no contact with the product strand 4.
  • a third treatment step is now the Shut-off valve 23 closed while the liquor circulating pump 15 sucks in the mixed treatment agent from the sump 14 and via the pressure line 21 in the transport nozzle. 6 promotes in which it is applied to the strand of goods 4. Expired excess treatment agent enters the Swamp 14 and is sucked in again by the liquor circulating pump 15.
  • the application of the treatment agent on the current Strand 4 is controlled by a computer 29, the to the liquor circulation pump 15 and / or the control valve 20th in the pressure line 21 and / or the blower 11 or a Throttle valve 30 in the pressure line 13 engages.
  • a computer 29 is programmed with a computer model that runs on the basis of goods-specific and / or construction-specific and / or treatment - specific data of the Warp 4 and the transport nozzle 6 was calculated. Goods specific data are i.a. Weight, substrate and presentation of the product strand 4. From this it is calculated how much Liters of product strand per meter maximum absorb can. The amount of liquid actually absorbed set in relation to the commodity string weight results the so-called "pick-up", which is the characteristic Data counts.
  • Design specific data are i.a. the dimensions of the transport nozzle 6, such as nozzle diameter, Nozzle length, dimensions of the annular gap and the like.
  • Treatment-specific data relate, inter alia. on the Circulation speed of the goods strand 4, the temperature the treatment agent and its affinity to the product, Moisture loading of the goods strand when entering the Transport nozzle 6, etc.
  • the in the transport nozzle 6 on the current strand of goods 4 applied amount of treatment agent per unit time is controlled by the computer 29 so that a substantially uniform distribution of the treatment agent on the strand 4 results.
  • Das Applying the treatment agent may be via one or more Goods strand circulation takes place.
  • FIG. 4 illustrates an embodiment of the Illustrating the method according to the invention.
  • the treatment agent (dye) order in Grams per liter on the strand 4 depending on the product strand length.
  • Example was the fresh treatment agent from the sump 14 applied in a strand of goods circulation (circulation 1).
  • apparent are the concentration differences in the first strand of goods circulation between the beginning of the strand and the strand end relatively large.
  • the concentration differences between Strangagging and strand end much smaller, so here already a very good homogenization of the treatment agent order was reached over the strand length.
  • the third Stall circulation (dashed line) is an almost uniform distribution of treatment agent on the rope given over its length.
  • the second and third Stall circulation was in each case the previous round dripping from the product strand 4 and in the sump 14th Trapped treatment agents together with one in the Swamp 14 remaining treatment agent residue on the Thread strand 4 applied.
  • FIG 5 To compare the new method with the state of Technique in Figure 5 is a figure 4 corresponding diagram illustrates the treatment agent (dye) application on the running thread 4 using the today customary procedure reproduces.
  • the procedure is set in the approach tank 24 Treatment agent through the treatment agent pump over a metering throttle shown at 30 in the suction line 16 of the liquor circulating pump 17 metered in, such that at a predetermined time in the batch tank 24 contained amount of treatment agent in the injection circuit the dyeing machine is introduced.
  • FIG 5 takes the treatment agent concentration on the product strand 4 of the thread strand circulation to the material strand circulation but with the treating agent concentration is lower at the beginning of the strand than at the strand end.
  • Thread strand circulation results at the strand end even one higher treatment agent concentration than the adjusting Equilibrium concentration. Only after seven strands of circulation becomes the equilibrium concentration in this example (Circulation 7) reached.
  • the treatment agent but also with appropriate programming of the computer 29 during a single pass on the rope be applied.
  • the treatment agent becomes as described in the transport nozzle 6 injected (Fig. 3) and thus on the Strand of goods 4 applied.
  • the new process can also be carried out in such a way that the treatment agent in the goods flow path before and / or after the transport nozzle 6 on the strand of goods. 4 is applied.
  • FIG illustrated In the housing 9 opens above the Reel 5 a example. From the pressure line 21 outgoing treatment agent line 31, in which a control valve 32 is located, which can be controlled by the computer 29. This will be achieved that the entering into the transport nozzle 6 strand of goods already loaded with treatment agent.
  • the line 31 does not necessarily need to be in the area to open above the reel 5. Depending on the particular Conditions may be the mouth of the line 31 somewhere between the reel 5 and the nozzle gap of the Venturi transport nozzle 6 lie. In addition, there are also embodiments conceivable in which the mouth of the conduit 31 in the between the memory 8 and the reel 5 lying (vertical) Running way range of the product strand 4 is and treatment already applied to the fabric strand 4 before he reaches the reel 5. In Figure 1 this is Variant indicated by a dash-dotted line, the a pressure line 31a reproduces, in which a control valve 32a, which is also controlled by the computer 29 can be.
  • the treatment agent order on the 4 strand also one in the commodity flow path behind the Transport nozzle 6 opening pressure line 33 may be provided the example. From the pressure line 21 branches off and a control valve 34, which is controlled by the computer 29 becomes. In this way it is possible behind the transport nozzle 6 treatment agents either alternatively or additionally on the strand 4 give up.
  • the controlled by the computer 29 treatment agent order on the strand of goods 4 can also be dependent on Data are controlled for the treatment agent order are characterizing on the current strand of goods 4 and which are won during the procedure.
  • Data is provided by the computer 29 as part of its control program he processes that to the control program used in the underlying calculation model.
  • suitable sensor means are provided, which in Figure 3 at 35 and 36 are indicated and of which the sensor means 35 the product strand 4 directly and the sensor means 36 the Monitor treatment agent.
  • the monitored parameters can, for example, the pH, the dye content (dilution) of the treatment agent, but also optical or other sensory to be detected properties of the product strand be.

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Abstract

Bei einem Verfahren und einer Vorrichtung zum gleichmäßigen Aufbringen von Behandlungsmittel auf einen Warenstrang (4) in einem Färbeapparat wird der endlose Warenstrang (4) in einem geschlossenen Behälter (1) mittels einer Venturi-Transportdüse (6) in Umlauf versetzt, die mit einem gasförmigen Transportmedium beaufschlagt ist. Der Warenstrang (4) wird dabei der Einwirkung eines flüssigen Behandlungsmittels ausgesetzt, das ohne Berührung mit dem Warenstrang (4) in einem von dem Warenstrang (4) getrennten Raum (14) gespeichert wird. Aus diesem Raum (14) wird das Behandlungsmittel auf den laufenden Warenstrang (4) mit einer zeitabhängig gesteuerten Behandlungsmittelmenge pro Zeiteinheit aufgebracht. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum gleichmäßigen Aufbringen von Behandlungsmitteln auf einen Warenstrang in einer Färbemaschine.
Düsen-Stückfärbemaschinen weisen einen geschlossenen Behälter und ein Transportdüsensystem auf, durch das, unterstützt von einer fremd angetriebenen Haspel, ein endloser Warenstrang in dem Behälter in einer vorgegebenen Umlaufrichtung in Umlauf versetzt wird. Zum Antrieb des Warenstrangs ist die Transportdüse mit einem Transportmediumsstrom beaufschlagt, der entweder von einer Behandlungsflotte oder bei nach dem aerodynamischen Prinzip arbeitenden Maschinen ein Gas-, Luft-, Dampf- oder Dampf-Luftgemischstrom ist. Bei dieser Art von Färbemaschinen wird Behandlungsflotte im Bereich der Transportdüse auf den durchlaufenden endlosen Warenstrang zur Einwirkung gebracht. Die überschüssige ablaufende Behandlungsflotte wird in dem Behälter aufgefangen und mittels einer Flottenumwälzpumpe rezirkuliert.
Bei allen vorgenannten Färbemaschinen werden auf die Ware aufzubringende Behandlungsmittel (Chemikalien und/oder Farbstoffe) zunächst in ein außerhalb des Färbeappärats vorhandenes Ansatzgefäß eingefüllt, dort ggfs. vermischt und, falls erforderlich, auf eine bestimmte Temperatur gebracht und dann mittels einer Zusatzmittelpumpe in den Flottenkreislauf der Färbemaschine eingeführt. Üblicherweise werden die Behandlungsmittel dabei zudosiert, d.h. zu einem bestimmten Zeitpunkt während des Nassbehandlungsablaufs wird die in dem Ansatzbehälter enthaltene Menge Behandlungsmittel, vorzugsweise im Bereiche der Transportdüse fein zerstäubt injiziert und auf den Warenstrang aufgebracht.
Betrachtet man den Behandlungsablauf genauer, so zeigt sich, dass die Behandlungsmittelkonzentration auf dem Warenstrang von Warenstrangumlauf zu Warenstrangumlauf zunimmt, dass aber gleichzeitig die Behandlungsmittelkonzentration am Anfang des Warenstranges niedriger ist als am Ende des Warenstranges. Wird das Behandlungsmittel, bspw. über fünf Warenstrangumläufe zudosiert, kann sich beim fünften Warenstrangumlauf am Ende des Warenstranges sogar eine höhere Behandlungsmittelkonzentration ergeben als der sich einstellenden Gleichgewichtskonzentration entsprechen würde. Die Gleichgewichtskonzentration wird dann erst nach einigen weiteren Warenstrangumläufen erreicht.
Für die Behandlung eines Warenstrangs mit Behandlungsmitteln, insbesondere für das Färben gilt jedoch als wichtige Voraussetzung, dass über die gesamte Warenstranglänge eine möglichst gleichmäßige Behandlungsmittel- bzw. Farbstoffverteilung erfolgt. Nur dann ist mit einer möglichst gleichmäßigen, also egalen Färbung zu rechnen.
Aufgabe der Erfindung ist es deshalb ein Verfahren zu schaffen, das eine weitgehend gleichmäßige Behandlungsmittelverteilung auf dem in einer Nassbehandlungsmaschine in Umlauf versetzten Warenstrang erzeugt.
Zur Lösung dieser Aufgabe weist das erfindungsgemäße Verfahren die Merkmale des Patentanspruchs 1 auf.
Bei dem neuen Verfahren wird der endlose Warenstrang in einem geschlossenen Behälter mittels einer Venturi-Transportdüse in Umlauf versetzt, die mit einem gasförmigen Transportmedium beaufschlagt ist. Die Umlaufbewegung des Warenstrangs wird nur durch das gasförmige Transportmedium und nicht durch eine Flotte aufrecht erhalten. Zunächst wird das Behandlungsmittel ohne Berührung mit dem Warenstrang in einem von dem Warenstrang getrennten Raum gespeichert, der bspw. ein unterhalb des gespeicherten Warenstranges liegender Raum ist, welcher in dem Behälter einen Behandlungsmittelsumpf bildet. Alle benötigten Chemikalien, Farbstoffe, etc. werden in diesen Sumpf des Behälters eingebracht. Das in diesem Raum enthaltene flüssige Behandlungsmittel, d.h. die Behandlungsflotte kann bspw. über eine entsprechende Schaltung des Behandlungsmittel-Injektionskreislaufes auf eine vorbestimmte Temperatur gebracht und durchmischt werden, ohne dass es mit der Ware in Berührung kommt. Der Raum kann aber auch außerhalb des Behälters, bspw. in einem eigenen Gefäß vorgesehen sein.
In einem nächstfolgenden Behandlungsschritt wird das in Form der frischen Behandlungsflotte vorliegende Behandlungsmittel mit einer zeitabhängig gesteuerten Behandlungsmittelmenge pro Zeiteinheit auf den laufenden Warenstrang derart aufgebracht, dass sich eine im Wesentlichen gleichmäßige Verteilung des Behandlungsmittels auf dem Warenstrang ergibt.
Das Aufbringen des Behandlungsmittels auf den Warenstrang kann über einen oder mehrere Warenstrangumläufe erfolgen. Durch eine entsprechende intelligente Steuerung der Behandlungsmittelinjektion in die Transportdüse, in Warenlaufrichtung vor der Transportdüse und/oder nach der Transportdüse lässt sich mit sehr wenigen Warenstrangumläufen (etwa 2 bis 3 Warenstrangumläufen) oder aber auch schon in einem einzigen Warenstrangumlauf ein gleichmäßiger Behandlungsmittelauftrag über die Warenstranglänge erzielen.
Der zeitliche Verlauf des Behandlungsmittelsauftrags während der jeweiligen Umläufe des Warenstrangs kann in einem Rechenmodel vorausberechnet werden, wobei dann der Behandlungsmittelauftrag auf den Warenstrang entsprechend diesem Rechenmodel gesteuert erfolgt. Die Vorausberechnung des Behandlungsmittelauftrags auf den Warenstrang in dem Rechenmodel geschieht auf der Grundlage warenspezifischer, konstruktionsspezifischer und behandlungsspezifischer Daten des Warenstrangs und/oder der Transportdüse und der Beaufschlagung mit Transportmedium. Diese Daten können von dem Bediener in den mit dem Rechenmodel programmierten Computer eingegeben oder auch an der Maschine durch entsprechende Sensoren automatisch erfasst werden. Das Programm des Computers berechnet in Kenntnis der entsprechenden Parameter und des Rechenmodels selbstständig eine zeitabhängige Aufbringung des Behandlungsmittels auf den laufenden Warenstrang, die eine optimale Verteilung des Behandlungsmittels über die Länge des Warenstranges in möglichst wenig Warenstrangumläufen erreicht.
Vorteile des neuen Verfahrens liegen darin, dass zum Einen eine schnellere und gleichmäßigere Verteilung des Behandlungsmittels auf den gesamten Warenstrang erreicht und damit die Voraussetzung für ein egales Färben geschaffen wird. Außerdem wird die Behandlungszeit wesentlich verkürzt, weil der Behandlungsmittelauftrag während wesentlich weniger Warenstrangumläufen erfolgt als dies bei den eingangs geschilderten bekannten Verfahren der Fall ist.
Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen und ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens, das in der beigefügten Zeichnung veranschaulicht ist. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1
eine Stückfärbemaschine nach dem aerodynamischen Prinzip, in einer schematischen Querschnittsdarstellung unter Veranschaulichung des Zustands beim Einpumpen des Behandlungsmittels aus dem Ansatzbehälter in den Sumpf der Färbemaschine,
Fig. 2
die Stückfärbemaschine nach Fig. 1 in einer entsprechenden vereinfachten Darstellung unter Veranschaulichung des Zustands beim Durchmischen und Temperieren des Behandlungsmittels,
Fig. 3
die Stückfärbemaschine nach Figur 1 in einer entsprechenden vereinfachten Darstellung unter Veranschaulichung des Zustands beim Injizieren des Behandlungsmittels in die Venturi-Transportdüse,
Fig. 4
ein Diagramm zur Veranschaulichung des Farbstoffauftrags auf den Warenstrang in der Stückfärbemaschine nach den Figuren 1 bis 3 und unter Benutzung des erfindungsgemäßen Verfahrens und
Fig. 5
einem Diagramm entsprechend Fig. 4 unter Veranschaulichung des Farbstoffauftrags auf den Warenstrang unter Benutzung des bekannten Verfahrens.
Die in den Figuren 1 bis 3 schematisch dargestellte Hochtemperatur (HT-)-Stückfärbemaschine weist einen druckfesten zylindrischen Behälter 1 auf, in den eine durch einen Deckel 2 verschließbare Bedienungsöffnung 3 führt, durch welche eine Warenstrang 4 eingebracht werden kann. Der Warenstrang 4 wird über eine fremd angetriebene Haspel 5 in eine Venturi-Transportdüse 6 eingeführt, an die sich ein Abtafler 7 anschließt. Der Abtafler 7 legt den aus der Transportdüse 6 austretenden Warenstrang 4 abgetafelt in einem Speicher 8 ab, aus dem der endlose Warenstrang durch die Haspel 5 wieder herausgezogen wird. Die Haspel 5 und die Transportdüse 6 sind in Gehäuseteilen 9 untergebracht, die mit dem Behälter 1 flüssigkeitsdicht verbunden sind. Der Warenstrang 4 wurde nach dem Einbringen durch die Bedienungsöffnung 3 an seinen Enden zu einer endlosen Warenschlaufe verbunden.
Die Transportdüse 6 ist mit einem gasförmigen Transportmediumstrom beaufschlagt, der den durchlaufenden Warenstrang 4 in einem durch einen Pfeil 10 angedeuteten Umlaufsinn in Umlauf versetzt. Das Transportmedium ist im vorliegenden Falle Luft oder ein Dampf-Luftgemisch, das durch ein Gebläse 11 und eine Saugleitung 12 aus dem Behälter 1 abgesaugt und über eine Druckleitung 13 in die Transportdüse 6 befördert wird.
An dem Behälter 1 ist unten ein Flottensumpf 14 angeordnet, der ein Flottensieb 15 enthält. Der Flottensumpf 14 ist mit einer Saugleitung 16 einer Flottenumwälzpumpe 17 verbunden, deren Druckleitung 18 einen Wärmetauscher 19 enthält und über ein Regelventil 20 in die Transportdüse 6 mündet. Die Flottenumwälzpumpe 17 erlaubt es aus dem Behälter 1 über dessen Flottensumpf angesaugte Flotte über die Transportdüse 6 und den Behälter 1 zirkulieren zu lassen. Parallel zu dem Wärmetauscher 19 und der Flottenumwälzpumpe 17 liegt eine Bypassleitung 22 die ein Absperrventil 23 enthält und den Sumpf 14 mit der sich an den Wärmetasucher anschließenden Druckleitung 21 verbindet.
Schließlich ist noch ein Ansatzbehälter 24 vorgesehen, der in wässriger Lösung, Emulsion oder Dispersion ein chemisches Behandlungsmittel (Chemikalien, Farbstoffe) enthält, das über eine Behandlungsmittelpumpe 25 und eine Verbindungsleitung 26 in die Saugleitung 16 der Flottenumwälzpumpe 17 eingespeist werden kann.
Die insoweit beschriebene nach dem aerodynamischen Prinzip arbeitende Stückfärbemaschine ist an sich bekannt. Zum gleichmäßigen Aufbringen von Behandlungsmittel auf den umlaufenden Warenstrang 4 wird erfindungsgemäß folgendermaßen vorgegangen:
In dem Ansatzbehälter 24 wird ein flüssiges Behandlungsmittel angesetzt, das für den jeweiligen Nassbehandlungsvorgang alle erforderlichen Zutaten (Chemikalien, Farbstoffe, etc.) enthält. Der Behälter 1 ist leer. Der Warenstrang 4 kann stillstehen oder angetrieben von dem von dem Gebläse 11 geförderten Transportmediumsstrom umlaufen.
In einem ersten, in Fig. 1 veranschaulichten Behandlungsschritt wird das in dem Ansatzbehälter 24 angesetzte Behandlungsmittel mit allen Zutaten in den Sumpf 14 des Behälters 1 durch die Behandlungsmittelpumpe 25 eingebracht. Die Flottenumwälzpumpe 17 steht still und das Absperrventil 28 ist geöffnet. Die Einbringung des Behandlungsmittels in den Sumpf 14 erfolgt ersichtlich ohne Berührung mit dem Warenstrang 4 wobei das in dem Sumpf 14 enthaltene Behandlungsmittel (in Fig. 1 dunkel dargestellt) unterhalb des Speichers 8 verbleibt und deshalb nicht mit dem Warenstrang 4 in Berührung kommt.
Nach dem Einbringen des Behandlungsmittels in den Sumpf 14 wird es auf dem in Fig. 2 dunkel dargestellten Zirkulationskreislauf mittels der Flottenumwälzpumpe 17 umgewälzt und dabei durchmischt und in dem Wärmetauscher 19 gleichzeitig auf die gewünschte Temperatur gebracht. Der Zirkulationskreislauf enthält wie ersichtlich neben der Flottenumwälzpumpe 17 und dem Wärmetauscher 19 die Bypassleitung 22 und den Sumpf 14 . Die Absperrventile 23, 28 sind geöffnet. Die Behandlungsmittelpumpe 25 steht still und ist druckseitig durch ein Absperrventil 27 abgesperrt. Das auf dem Zirkulationsweg umgewälzte Behandlungsmittel hat immer noch keine Berührung mit dem Warenstrang 4.
In einem dritten Behandlungsschritt wird nunmehr das Absperrventil 23 geschlossen während die Flottenumwälzpumpe 15 das durchmischte Behandlungsmittel aus dem Sumpf 14 ansaugt und über die Druckleitung 21 in die Transportdüse 6 fördert, in der es auf den Warenstrang 4 aufgebracht wird. Ablaufendes überschüssiges Behandlungsmittel gelangt in den Sumpf 14 und wird wieder von der Flottenumwälzpumpe 15 angesaugt.
Das Aufbringen des Behandlungsmittels auf den laufenden Warenstrang 4 wird von einem Computer 29 gesteuert, der auf die Flottenumwälzpumpe 15 und/oder das Regelventil 20 in der Druckleitung 21 und/oder das Gebläse 11 oder eine Drosselklappe 30 in der Druckleitung 13 Eingriff nimmt. Der Computer 29 ist mit einem Rechenmodel programmiert, das auf der Grundlage von warenspezifischen und/oder konstruktionsspezifischen und/oder behandlungsspezifischen Daten des Warenstrangs 4 bzw. der Transportdüse 6 berechnet wurde. Warenspezifische Daten sind u.a. Gewicht, Substrat und Aufmachung des Warenstranges 4. Daraus berechnet sich wieviel Liter Flüssigkeit der Warenstrang pro Meter maximal aufnehmen kann. Die Menge der tatsächlich aufgenommenen Flüssigkeit ins Verhältnis zum Warenstranggewicht gesetzt, ergibt den sogenannten "Pick-Up", der zu den charakteristischen Daten zählt. Konstruktionsspezifische Daten sind u.a. die Abmessungen der Transportdüse 6, wie Düsendurchmesser, Düsenlänge, Abmessungen des Ringspalts und dergleichen. Behandlungsspezifische Daten beziehen sich u.a. auf die Umlaufgeschwindigkeit des Warenstrangs 4, die Temperatur des Behandlungsmittels und dessen Affinität zu der Ware, Feuchtigkeitsbeladung des Warenstrangs beim Eintritt in die Transportdüse 6, etc.
Die in der Transportdüse 6 auf den laufenden Warenstrang 4 aufgebrachte Behandlungsmittelmenge pro Zeiteinheit ist von dem Computer 29 so gesteuert, dass sich eine im Wesentlichen gleichmäßige Verteilung des Behandlungsmittels auf den Warenstrang 4 ergibt. Abhängig von der Programmierung des Computers 29 und von den von dem Bediener eingegebenen Daten ergibt sich eine optimierte Verteilung des Behandlungsmittels auf dem laufenden Warenstrang 4. Das Aufbringen des Behandlungsmittels kann über einen oder mehrere Warenstrangumläufe erfolgen.
Figur 4 veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel zur Veranschaulichung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Dargestellt ist der Behandlungsmittel(Farbstoff)auftrag in Gramm pro Liter auf dem Warenstrang 4 in Abhängigkeit von der Warenstranglänge. Bei dem Figur 4 zugrundeliegenden Beispiel wurde das frische Behandlungsmittel aus dem Sumpf 14 in einem Warenstrangumlauf aufgebracht (Umlauf 1). Ersichtlich sind im ersten Warenstrangumlauf die Konzentrationsunterschiede zwischen dem Stranganfang und dem Strangende verhältnismäßig groß. Bereits im zweiten Warenstrangumlauf sind die Konzentrationsunterschiede zwischen Stranganfang und Strangende wesentlich kleiner, so dass hier bereits eins sehr gute Vergleichmäßigung des Behandlungsmittelauftrags über die Stranglänge erreicht wurde. Im dritten Warenstrangumlauf (gestrichelte Linie) ist eine nahezu gleichmäßige Behandlungsmittelverteilung auf dem Warenstrang über dessen Länge gegeben. Im zweiten und dritten Warenstrangumlauf wurde jeweils das im vorhergehenden Umlauf von dem Warenstrang 4 abtropfende und in dem Sumpf 14 aufgefangene Behandlungsmittel zusammen mit einem in dem Sumpf 14 noch vorhandenen Behandlungsmittelrest auf den Warenstrang 4 aufgetragen.
Versuche haben gezeigt, dass es grundsätzlich möglich ist, den Computer 29 auch derart zu programmieren, dass er die auf den laufenden Warenstrang 4 pro Zeiteinheit aufgebrachte Behandlungsmittelmenge zeitabhängig so dosiert, dass bereits in einem einzigen Warenstrangumlauf die angestrebte gleichmäßige Behandlungsmittelverteilung auf dem Warenstrang erzielt wird, wie sie bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 erst im dritten Umlauf erreicht wird.
Zum Vergleich des neuen Verfahrens mit dem Stand der Technik ist in Figur 5 ein Figur 4 entsprechendes Diagramm veranschaulicht, das den Behandlungsmittel(Farbstoff)-Auftrag auf den laufenden Warenstrang 4 unter Verwendung des heute üblichen Verfahrens wiedergibt. Bei dieser bekannten Verfahrensweise wird das in dem Ansatzbehälter 24 angesetzte Behandlungsmittel durch die Behandlungsmittelpumpe über eine bei 30 dargestellte dosierende Drossel in die Saugleitung 16 der Flottenumwälzpumpe 17 eindosiert, derart, dass zu einem vorbestimmten Zeitpunkt die in dem Ansatzbehälter 24 enthaltene Behandlungsmittelmenge in den Injektionskreislauf der Färbemaschine eingebracht wird. Wie aus Figur 5 zu entnehmen, nimmt die Behandlungsmittelkonzentration auf dem Warenstrang 4 von Warenstrangumlauf zu Warenstrangumlauf zu, wobei jedoch die Behandlungsmittelkonzentration am Stranganfang niedriger als am Strangende ist. Beim fünften Warenstrangumlauf ergibt sich am Strangende sogar eine höhere Behandlungsmittelkonzentration als die sich einstellende Gleichgewichtskonzentration. Erst nach sieben Warenstrangumläufen wird bei diesem Beispiel die Gleichgewichtskonzentration (Umlauf 7) erreicht.
Bei dem neuen Verfahren kann die Umlaufgeschwindigkeit des Warenstrangs 4 ebenfalls durch den Computer 29 während des Aufbringens des Behandlungsmittels auf den Warenstrang 4 verändert werden. Sie kann aber auch konstant gehalten werden. Zum Aufbringen des Behandlungsmittels genügen, wie praktische Versuche gezeigt haben, einige wenige Umläufe des Warenstrangs. In der Regel sind dies deutlich weniger als fünf Umläufe. Wie bereits erwähnt, kann das Behandlungsmittel aber auch bei entsprechender Programmierung des Computers 29 während eine einzigen Umlaufs auf den Warenstrang aufgebracht werden.
Bei dem im vorstehenden beschriebenen Ausführungsbeispiel wird das Behandlungsmittel in der beschriebenen Weise in die Transportdüse 6 injiziert (Fig. 3) und damit auf den Warenstrang 4 aufgebracht. Alternativ oder zusätzlich kann das neue Verfahren aber auch derart durchgeführt werden, dass das Behandlungsmittel im Warenstranglaufweg vor und/oder nach der Transportdüse 6 auf den Warenstrang 4 aufgebracht wird. Dies ist in Figur 1 schematisch beispielhaft veranschaulicht. In das Gehäuse 9 mündet oberhalb der Haspel 5 eine bspw. von der Druckleitung 21 abgehende Behandlungsmittelleitung 31, in der ein Regelventil 32 liegt, das von dem Computer 29 angesteuert werden kann. Damit wird erreicht, dass der in die Transportdüse 6 eintretende Warenstrang bereits mit Behandlungsmittel beladen ist.
Die Leitung 31 braucht nicht unbedingt in dem Bereich über der Haspel 5 zu münden. Abhängig von den jeweiligen Gegebenheiten kann die Mündung der Leitung 31 irgendwo zwischen der Haspel 5 und dem Düsenspalt der Venturi-Transportdüse 6 liegen. Daneben sind auch Ausführungsformen denkbar, bei denen die Mündung der Leitung 31 in dem zwischen dem Speicher 8 und der Haspel 5 liegenden (vertikalen) Laufwegsbereich des Warenstranges 4 liegt und Behandlungsmittel schon auf den Warenstrang 4 aufgebracht wird bevor dieser die Haspel 5 erreicht. In Figur 1 ist diese Variante mit einer strichpunktierten Linie angedeutet, die eine Druckleitung 31a wiedergibt, in der ein Regelventil 32a liegt, das ebenfalls von dem Computer 29 angesteuert werden kann.
Außerdem kann zum Behandlungsmittelauftrag auf den Warenstrang 4 auch eine im Warenstranglaufweg hinter der Transportdüse 6 mündende Druckleitung 33 vorgesehen sein, die bspw. von der Druckleitung 21 abzweigt und ein Regelventil 34 enthält, das von dem Computer 29 angesteuert wird. Auf diese Weise ist es möglich, hinter der Transportdüse 6 Behandlungsmittel entweder alternativ oder zusätzlich auf den Warenstrang 4 aufzugeben.
Der von dem Computer 29 gesteuerte Behandlungsmittelauftrag auf dem Warenstrang 4 kann auch in Abhängigkeit von Daten gesteuert werden, die für den Behandlungsmittelauftrag auf den laufenden Warenstrang 4 kennzeichnend sind und die während des Verfahrensablaufs gewonnen werden. Diese Daten werden von dem Computer 29 im Rahmen seines Steuerprogramms verarbeitet bei dem er das dem Steuerprogramm zugrundeliegenden Rechenmodel verwertet. Zu diesem Zwecke sind geeignete Sensormittel vorgesehen, die in Figur 3 bei 35 und 36 angedeutet sind und von denen die Sensormittel 35 den Warenstrang 4 unmittelbar und die Sensormittel 36 das Behandlungsmittel überwachen. Die überwachten Kenngrößen können bspw. der pH-Wert, der Farbstoffgehalt (Verdünnung) des Behandlungsmittels, aber auch optische oder andere sensorisch zu erfassenden Eigenschaften des Warenstranges sein.

Claims (19)

  1. Verfahren zum gleichmäßigen Aufbringen von Behandlungsmitteln auf einen Warenstrang in einem Färbeapparat, bei dem
    der endlose Warenstrang in einem geschlossenen Behälter mittels einer Venturi-Transportdüse in Umlauf versetzt wird, die mit einem gasförmigen Transportmedium beaufschlagt ist und
    der Warenstrang der Einwirkung eines flüssigen Behandlungsmittels ausgesetzt wird
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Behandlungsmittel ohne Berührung mit dem Warenstrang in einem von dem Warenstrang getrennten Raum gespeichert wird und dass das Behandlungsmittel aus diesem Raum auf den laufenden Warenstrang mit einer zeitabhängig gesteuerten Behandlungsmittelmenge pro Zeiteinheit aufgebracht wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die auf den Warenstrang aufgebrachte Behandlungsmittelmenge pro Zeiteinheit in Abhängigkeit von der Umlaufgeschwindigkeit des Warenstrangs gesteuert wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Warenstrangumlaufgeschwindigkeit während des Aufbringens des Behandlungsmittels auf den Warenstrang konstant gehalten wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Warenstrangumlaufgeschwindigkeit während des Aufbringens des Behandlungsmittels auf den Warenstrang verändert wird.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Behandlungsmittel während weniger als fünf Umläufen des Warenstrangs auf diesen aufgebracht wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Behandlungsmittel während eines einzigen Umlaufs auf den Warenstrang aufgebracht wird,.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Behandlungsmittel in einem Raum des Behälters umgewälzt wird.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Behandlungsmittel vor dem Aufbringen auf den Warenstrang auf eine vorbestimmte Temperatur gebracht wird.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Behandlungsmittel aus dem getrennten Raum durch Pumpenmittel in Warenstranglaufrichtung vor, in oder nach der Transportdüse auf den Warenstrang aufgebracht oder in den Transportmediumstrom gefördert wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung der auf den Warenstrang aufgebrachten Behandlungsmittelmenge pro Zeiteinheit durch Steuerung der Pumpenmittel und/oder von diesen zugeordneten Ventilmitteln erfolgt.
  11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Behandlungsmittel in einem unterhalb des gespeicherten Warenstrangs liegendem Raum gespeichert wird, der in dem Behälter einen Behandlungsmittelsumpf bildet.
  12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Behandlungsmittelauftrag auf den Warenstrang ablaufendes überschüssiges Behandlungsmittel in den getrennten Raum zurückgeführt wird.
  13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zeitliche Verlauf des Behandlungsmittelauftrags auf den Warenstrang in einem Rechenmodel vorausberechnet wird und der Behandlungsmittelauftrag auf den Warenstrang entsprechend diesem Rechenmodel gesteuert erfolgt.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorausberechnung des Rechenmodels auf der Grundlage warenspezifischer und behandlungsspezifischer Daten des Warenstrangs und/oder konstruktionsspezifischer Daten der Transportdüse und der Beaufschlagung mit Transportmedium erfolgt.
  15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Behandlungsmittelauftrag auf den Warenstrang in Abhängigkeit von warenund/oder behandlungsspezifischen Daten gesteuert oder geregelt wird, die durch Sensormittel während des Verfahrensablaufs gewonnen werden.
  16. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüchem mit einem geschlossenen Behälter (1), einem dem Behälter (1) zugeordneten Venturi-Transportdüsensystem (6), das mit einem gasförmigen Transportmedium beaufschlagt ist und mit einer Einrichtung zum Aufbringen eines flüssigen Behandlungsmittels auf einen durch das Transportdüsensystem (6) in dem Behälter (1) in Umlauf versetzten laufenden Warenstrang (4), dadurch gekennzeichnet, dass
    sie einen von dem Warenstrang abgesonderten Raum (14) zur Aufnahme des Behandlungsmittels und eine Einrichtung (17,23) zur Umwälzung des in dem Raum (14) enthaltenen Behandlungsmittels ohne Berührung mit dem Warenstrang (4) aufweist und dass Steuermittel (29) vorgesehen sind, um das Behandlungsmittel aus dem Raum (14) auf dem laufenden Warenstrang (4) mit einer zeitabhängig gesteuerten Behandlungsmittelmenge pro Zeiteinheit aufzubringen.
  17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Umwälzeinrichtung für das Behandlungsmittel einen Wärmetauscher (19) enthält.
  18. Vorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass sie Einrichtungen (31,32; 31a,32a; 20,21; 33,34; 17) zur Aufbringung des Behandlungsmittels im Warenstranglaufweg vor, in oder nach den Transportdüsensystem (6) oder in den Transportmediumsweg aufweist.
  19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass sie den Warenstrang (4) und/oder das Behandlungsmittel überwachende Sensormittel (35,36) aufweist, die für den Behandlungsmittelauftrag auf den Warenstrang während des Verfahrensablaufs kennzeichnende Daten in die Steuermittel (29) eingeben und dass die Steuermittel (29) zur programmgemäßen Verarbeitung dieser Daten eingerichtet sind.
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