ES2246509T3 - Procedimiento y aparato para termotratar tejidos. - Google Patents

Abstract

DE MANERA QUE SE EVITE UNA FUERTE RECONDENSACION Y PERDIDAS DE ENERGIA IMPORTANTES DURANTE EL TRATAMIENTO TERMICO DE LOS TEXTILES EN UNA ESTUFA CALENTADA, EN VACIO (6), SE RETIRA EL LIQUIDO (9) DE LA ESTUFA (6) DE MANERA QUE SE ASPIRE (14) EN UN CONTENEDOR (19) PARA VOLVER A UTILIZARLO POSTERIORMENTE DESPUES DE UN TRATAMIENTO DEL MATERIAL CON EL VAPOR SATURADO.

Description

Procedimiento y aparato para termotratar tejidos.

La presente invención se refiere a un procedimiento para termotratar tejidos, en especial carretes o bobinas de hilado, en una caldera de vapor caliente conectada a un suministro de agua y/o productos químicos y a una bomba de vacío a través de válvulas, y también se refiere a aparatos para realizar este procedimiento.

"Tejidos" significa cualquier estructura hecha de materias primas textiles e incluye las materias en forma de fibra y de lámina.

Se conoce que el termotratamiento tiene un efecto favorable en los hilados, etc. para el proceso posterior.

Los tejidos pueden también condicionarse o terminarse mediante tratamiento en una fase de vapor, con productos químicos añadidos si es necesario.

Se conocen calderas de vapor adecuadas desde hace muchos años que básicamente comprenden una caldera cilíndrica que puede cerrarse con una cubierta pivotable. Dentro de la caldera de vapor se encuentra un baño de agua que genera vapor por medio de un dispositivo de calentamiento y realiza el tratamiento de calor adecuado sobre el tejido introducido. Para permitir que el vapor penetre mejor en el interior de los tejidos, se genera un vacío antes de encender el dispositivo de calentamiento para el baño de agua.

Estas calderas de vapor conocidas tienen la desventaja de que se necesitan grandes cantidades de energía para formar y mantener el vacío y, además, la bomba de vacío extrae el vapor y debe recondensarse. La consecuencia es que la penetración del vapor en el material que debe ser tratado es limitada y/o se necesita un tiempo de tratamiento prolongado.

Un objeto de esta invención es proveer un procedimiento y un aparato que usen menos energía, permitan una penetración mayor del material que debe tratarse y, además, reduzcan los tiempos del ciclo y el tratamiento de calor en su conjunto. Este problema se ha resuelto con las características técnicas definidas en las reivindicaciones 1 y 9.

Preferentemente, en la segunda etapa se genera un vacío de al menos 50 mb.

Para un baño líquido con un volumen de 300 litros, el procedimiento según la invención produce un ahorro de energía del orden de los 12 kWh por ciclo o 35 a 40 kWh por tratamiento. Además, el vapor de agua que se bombea durante la formación del vacío no necesita recondensarse. El volumen ahorrado no recondensado es de aproximadamente 20 litros por ciclo de tratamiento.

Este ahorro tiene la ventaja añadida de que la cantidad de agua dulce necesaria también se reduce en un orden de magnitud por la recirculación del líquido según la invención.

Una ventaja adicional es el suministro simple y económico de productos químicos y/o aditivos de acabado que cargan la bomba de vacío sólo de manera ligera o nula.

El tratamiento de calor o los resultados logrados pueden mejorarse sólo de manera sencilla mediante la repetición de las etapas segunda a sexta al menos una vez.

El tratamiento de calor puede optimizarse aumentando sucesivamente las temperaturas de la fase de vapor desde el primer tratamiento térmico hasta al menos uno posterior.

Preferentemente, durante el tratamiento de calor, se establece una temperatura de 350 K en un primer ciclo y de al menos 380 K en un ciclo posterior.

Al aumentar el tiempo de retención a una temperatura constante durante tratamientos de calor subsiguientes, los resultados pueden mejorarse sin aumentar el consumo de energía.

Además, también puede ahorrarse energía mediante la aireación, que reduce aún más el tiempo total de tratamiento, es decir, antes de terminar el primer tratamiento de calor, en una etapa intermedia, se interrumpe el vacío y después se recrea otra vez.

Preferentemente, el agua y/o productos químicos se suministran desde contenedores de dimensión proporcional al volumen del baño líquido en la caldera de vapor que, junto con la caldera de vapor, forman un sistema cerrado en el que solo el líquido perdido se vuelve a alimentar desde el exterior; el líquido se pierde por la humedad residual en el tejido que recibió el vapor y por la generación del vacío. Esto permite la recirculación de los líquidos y/o productos químicos y por lo tanto es especialmente económico y respetuoso con el medio ambiente.

La invención además incluye aparatos para realizar el procedimiento arriba descrito, que comprenden una caldera de vapor caliente conectada a un suministro de agua y/o productos químicos y a una bomba de vacío por válvulas, en la que se provee al menos un contenedor, una bomba y al menos dos válvulas para el suministro de líquido y/o productos químicos; controlando las válvulas la entrada de líquido y la salida de líquido de la caldera de vapor.

Preferentemente, se provee al menos un dispositivo de calentamiento eléctrico dentro del espacio del baño líquido dentro de la caldera de vapor. Dicho dispositivo de calentamiento eléctrico es especialmente ventajoso porque puede controlarse con mucha flexibilidad y por lo tanto tiene un efecto favorable. Otros sistemas de calentamiento, por ejemplo los sistemas de calentamiento de vapor, también pueden usarse de manera económica dependiendo de la energía disponible.

Preferentemente, la bomba de vacío es una bomba de anillo de agua o de paletas rotativas. Una bomba de anillo de agua es muy económica y adecuada para vacíos de hasta 30 mb. Para vacíos de hasta 5 mb se necesita una bomba de paletas rotativas.

A continuación se describirá una forma de realización de la invención, solo a modo de ejemplo, con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:

Fig. 1 es una representación simplificada y esquemática del aparato de vapor para tratar carretes según la invención,

Fig. 2 es un gráfico de temperatura característico para la fase de vapor en la caldera de vapor de la instalación según la figura 1, y

Fig. 3 es el gráfico de presión asociado a la fig. 2, en relación con la atmósfera del ambiente.

Según la figura 1, un conducto de escape se designa con el número de referencia 1. Una bomba de vacío 2 con un motor eléctrico M se conecta al conducto de escape 1. Un conducto de vacío 3 se conecta al punto de entrada de la bomba de vacío 2 (una bomba de paletas rotativas) y se comunica con el interior de una caldera de vapor 6 a través de una válvula V1 y un conducto de succión 4.

Otra válvula V2 también está colocada sobre el conducto de succión 4 y está conectada a un conducto de aire 5.

Un baño líquido 8, cuyo líquido acuoso 9 puede llegar hasta un nivel N1 y un dispositivo de calentamiento eléctrico 10 están dispuestos dentro de la caldera de vapor 6 conocida por sí misma.

En un extremo, la caldera de vapor 6 tiene una cubierta pivotable 7 con un eje vertical pivotante 7a. El material G que debe tratarse se introduce en la caldera de vapor 6, donde recibe el tratamiento de vapor abriendo la cubierta 7.

Los conductos de alimentación 11 conducen desde el dispositivo eléctrico de calentamiento 10 a una unidad de control, y su función de regulación se representa con +/-.

Un conducto de líquido 12 conduce desde la caldera de vapor 6 y está conectado a los conductos de la bomba 13 y a los conductos de suministro 22.

El conducto de la bomba 13 conduce a las válvulas V7, V8 y V9 a través de una válvula V3, una bomba de líquido 14 con un motor eléctrico M y conductos de presión 15. Las válvulas V7 a V9 por su parte están conectadas a las partes inferiores de los contenedores de líquido 19 a 21 a través de los conductos de entrada y salida 16 a 18. Cada uno de estos contenedores de líquidos (tanques) tiene sendos conductos de aeración 19' a 21'.

Las válvulas V4 a V6 también están dispuestas sobre los conductos de entrada y salida 16 a 18 y están conectadas a los conductos de suministro 22.

La operación de lo dispuesto en la figura 1 es bastante sencilla: se vacía el interior de la caldera de vapor 6 hasta lograr la baja presión deseada a través de los conductos de vacío 3 y 1 mediante el cierre de la válvula V2, la apertura de la válvula V1 y el encendido de la bomba de vacío 2. Como consecuencia, el material G que debe tratarse también queda prácticamente libre de aire encerrado.

La válvula V4 en el tanque de agua 19 está ahora abierta; la válvula V9 continúa cerrada de manera que el agua se absorba a través del conducto de suministro 22 y del conducto de líquido 12 hacia la caldera de vapor, donde llena el baño líquido 8 hasta el nivel N1. La válvula V4 después se cierra y el dispositivo de calentamiento eléctrico 10 se activa simultáneamente mediante el encendido de la electricidad de la red, como consecuencia de esto se forma una fase de vapor dentro de la caldera de vapor 6 que penetra el material G como vapor saturado.

Después de un tiempo de retención predefinido, la unidad de control apaga el dispositivo de calentamiento 10, las válvulas V3 y V9 se abren, la válvula V4 permanece cerrada y la bomba de líquido 14 se enciende; el agua se bombea otra vez al tanque de agua 19 y vuelve aproximadamente al nivel N2. El aire desplazado como consecuencia puede escapar por el conducto de aeración 19'.

De manera semejante, los ácidos o bases se alimentan desde el tanque de líquido 20 a la caldera de vapor 6 y después se bombean de vuelta.

Una ventaja adicional de esta disposición es la conexión al tanque de cera líquida 21 después del último proceso de vapor para facilitar el procesamiento del material G, es decir hilado en forma de carretes.

Las figuras 2 y 3 muestran las características de un tratamiento para carretes realizado en la práctica, comenzando con una presión ambiental de 1000 mb. Por motivos gráficos, las presiones bajas se muestran de manera abreviada en la figura 3.

Como se muestra en la figura 3, la caldera de vapor 6 se vacía hasta llegar a una presión de 5 mb, después de ello el agua del tanque de agua 19 ingresa y se calienta, y produce una fase de vapor con una temperatura de aproximadamente 350 K que se mantiene constante durante 2 minutos; compárese con la figura 2. Durante este proceso, la presión en la caldera de vapor 6 aumenta hasta aproximadamente 420 mb.

El vacío entonces se interrumpe y una cantidad residual de vapor se libera al aire (aireación) por el conducto de succión 4 y la válvula V2; compárese con la figura 1.

Como se muestra en la figura 3, un vacío de 5 mb vuelve a generarse a continuación y comienza un segundo ciclo de tratamiento. En este caso, la temperatura de la fase de vapor aumenta hasta 380 K, la presión aumenta a una presión positiva de 1300 mb durante el calentamiento del líquido suministrado desde el tanque de productos químicos 20.

Lo mismo ocurre en el tercer ciclo, en que una solución de cera acuosa del tanque de cera líquida 21 se usa para formar el baño líquido 8.

Aumentar los tiempos de calentamiento y retención en los ciclos subsiguientes al primer ciclo ha demostrado ser muy ventajoso en cuanto a la optimización del tratamiento de calor.

El primer ciclo 1.C comienza después del primer proceso de vaciado 1.v y dura 3,0 minutos; el segundo y tercer ciclos 2.C y 3.C duran 4,0 minutos cada uno. El tratamiento de calor total termina después del cuarto proceso de vaciado 4.V, durante el cual la humedad residual se extrae del tejido. El material en cuestión es un hilado de algodón; los carretes tienen un peso neto de 120 g.

Como puede verse en las figuras 2 y 3, el tratamiento de calor completo, incluida la aplicación de cera al hilado, dura un total de solo 18,5 minutos, a pesar de que los carretes son muy grandes.

Según el tejido que deba tratarse y el proceso requerido, puede ser ventajoso por razones económicas conectar un condensador de vapor en el flujo ascendente de la bomba de vacío 2.

El proceso puede también realizarse en vacío con una presión superior a 50 mb. Sin embargo, el tiempo de proceso aumenta y la calidad del tratamiento se reduce, sobre todo cuando el material es pesado y/o está comprimido.

Claims (11)

1. Un procedimiento para tratar tejidos (G) con calor en una caldera de vapor caliente (6) conectada por válvulas (V4-V9) y una bomba (14) con una válvula (V3) a un suministro de agua y/o productos químicos (19-21) y conectada a una bomba de vacío (2) a través de válvulas (V1, V2), en el que:

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en una primera etapa la caldera de vapor (6) se carga con el material (G) que debe tratarse y siguen varias etapas consecutivas en las que se vacía de gas, se tratan los tejidos (G) en una fase de vapor durante un tiempo predeterminado, se enfría, se seca y se vacía y finalmente se extraen los tejidos (G) de la caldera de vapor (6),

caracterizado porque:

-

en una segunda etapa, la bomba de vacío (2) se enciende hasta que un vacío de al menos 100 mb de presión absoluta se haya alcanzado en la caldera de vapor (6),

-

en una tercera etapa, una válvula de alimentación (V7-V9) del suministro de agua y/o productos químicos (19-21) se abre y un volumen predeterminado de líquido ingresa a la caldera de vapor para formar un baño líquido (9),

-

en una cuarta etapa, el baño líquido (9) y la fase de vapor que debe formarse se calientan con un dispositivo de calentamiento integrado (10) a una temperatura predeterminada,

-

después de que el material (G) que debe tratarse se ha retenido durante un tiempo preseleccionado en la fase de vapor saturado, el líquido se extrae mediante bombeo de la caldera de vapor (6) hacia un contenedor (19-21),

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en una quinta etapa, la bomba de vacío (2) vuelve a activarse,

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en una sexta etapa, después de un tiempo preseleccionado de vaciado, enfriamiento y secado, la bomba de vacío (2) se apaga y el aire ambiental entra en la caldera de vapor (6), y

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en una etapa final, el material (G) se extrae de la caldera de vapor (6).

2. Un procedimiento según la reivindicación 1, en el que el vacío generado en la segunda etapa es de al menos 50 mb.

3. Un procedimiento según las reivindicaciones 1 ó 2, en el que las etapas segunda a sexta se repiten al menos una vez.

4. Un procedimiento según las reivindicaciones 2 ó 3, en el que las temperaturas de la etapa de vapor aumentan en un tratamiento de calor del primero a al menos uno posterior.

5. Un procedimiento según la reivindicación 4, en el que, durante el tratamiento de calor, se establece una temperatura de fase de vapor de al menos 350 K en un primer ciclo y de al menos 380 K en un ciclo posterior.

6. Un procedimiento según las reivindicaciones 4 ó 5, en el que el período de temperatura constante durante el primer tratamiento de calor es más corto que durante los tratamientos de calor posteriores.

7. Un procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 4 a 6, en el que antes del fin del primer tratamiento de calor, en una etapa intermedia, el vacío se interrumpe y después se vuelve a
crear.

8. Un procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el agua y/o los productos químicos se suministran desde contenedores de tamaño proporcional al volumen del baño de líquido en la caldera de vapor y que, junto con la caldera de vapor, forman un sistema cerrado en el que solo el líquido perdido se reintroduce desde el exterior, debiéndose el líquido perdido a la humedad residual en el material que recibió el vapor y al
vaciado.

9. Aparato para realizar el procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes que comprende una caldera de vapor caliente conectada a un suministro de agua y/o productos químicos y a una bomba de vacío por medio de válvulas, en el que al menos un contenedor, una bomba y al menos dos válvulas se proveen para el suministro de líquido y/o productos químicos, controlando las válvulas la entrada y salida de líquido de la caldera de
vapor.

10. Aparato según la reivindicación 9, en el que un dispositivo de calentamiento eléctrico se provee al menos dentro del espacio de un baño líquido dentro de la caldera de vapor.

11. Aparato según las reivindicaciones 9 ó 10, en el que la bomba de vacío es una bomba de anillo de agua o una bomba de paletas rotativas.