NL1021142C2 - Inrichting en werkwijze voor het stuksgewijs of partij-gewijs onder hoge druk veredelen van stukken substraat, in het bijzonder textiel substraat. - Google Patents

Description

Korte aanduiding: Inrichting en werkwijze voor het stuksgewijs of partij-gewijs onder hoge druk veredelen van stukken substraat, in het bijzonder textiel substraat.

5 De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het stuks gewijs of partij-gewijs onder hoge druk veredelen van stukken substraat, in het bijzonder textiel substraat, met een behandelingsmedi-um volgens de aanhef van conclusie 1.

Een dergelijke inrichting is bijvoorbeeld bekend uit 10 NL-C-1015085, waarin een inrichting getoond is voor het verven van een textiel substraat. De inrichting omvat een verfvat waarin aan het begin van elke cyclus een textiel substraat geplaatst kan worden. Het verfvat is hiertoe voorzien van een door een deksel afsluitbare toe-voeropening. Het verfvat maakt deel uit van een hoofdleidingstelsel 15 waarin een fluïdum onder hoge druk wordt rondgepompt, in welk fluïdum verfstof is opgenomen. De druk die tijdens het verven wordt aangelegd, is minimaal zo hoog dat het fluïdum bij de gewenste behande-lingstemperatuur in superkritische of nabij kritische toestand verkeert. Gebruikelijk ligt de druk in het gebied van 5 x 10^ - 5 x 10^ 20 Pascal (50-500 bar) .

Nadelig bij deze bekende inrichting is dat het verfvat zwaar geconstrueerd dient te zijn om de hoge werkdrukken te kunnen weerstaan. Dit maakt de inrichting duur te vervaardigen. Het deksel dient na elke behandelingscyclus geopend en weer gesloten te kunnen worden.

25 Teneinde het deksel bij de hoge werkdrukken afdichtend op zijn plaats te kunnen houden, zijn zeer zware opsluitmiddelen nodig, zoals grote bouten en moeren. Ook het deksel zelf dient dikwandig en zwaar geconstrueerd te zijn. Het deksel ligt hierbij veelal met een axiale af-dichtring aan tegen een flens van het drukvat. Teneinde de axiale 30 afdichting te kunnen waarborgen dienen de opsluitmiddelen onder hoge spanning aangebracht te worden. Dit is veelal een tijdrovende en belastende handeling, evenals het na afloop van de behandelingscyclus weer verwijderen van de opsluitmiddelen.

2 onderhavige uitvinding heeft tot doel de bovengenoemde nade-. minste gedeeltelijk te ondervangen, dan wel een bruikbaar tief te verschaffen. In het bijzonder heeft de uitvinding tot n goedkoop te vervaardigen behandelingsinrichting van het bo-emde type te verschaffen dat zich kenmerkt door een relatief wicht.

; doel wordt volgens de onderhavige uitvinding bereikt door ichting volgens conclusie 1. Hierbij is een rondom gesloten ingsframe voorzien met twee op afstand van elkaar gelegen met verbonden eindstukken. Het begrenzingsframe en het drukvat in elkaar geschoven worden, waarbij de kopse einden van het in axiale richting opgesloten worden door de twee eindstukken begrenzingsframe. Doordat aan ten minste één van beide kopse van het drukvat een door een deksel afsluitbare toevoeropening n is, wordt het deksel met voordeel in axiale richting direct ten door het begrenzingsframe. De axiale drukkrachten werkend deksel worden met voordeel afgevoerd door het begrenzingsfra-werken daarom niet op de cilinderwand van het drukvat. De ci-and hoeft daarom slechts de daarop werkende radiële drukkrach-weerstaan. Door deze ontkoppeling van axiale en radiële krach-dt het ontwerp van de drukvatwanden eenvoudiger. Bijvoorbeeld geval van vatwanden van composietmaterialen kunnen glas- of fvezelwikkelingen over de kopse einden van het drukvat of met ale component achterwege blijven, doordat alleen tangentiële rwandwikkelingen nodig zijn.

dens een behandelingscyclus kan een afdichting tussen het en het drukvat zeer betrouwbaar gewaarborgd blijven. Het be-gsframe wordt tijdens de behandelingscyclus in hoofdzaak al-axiale richting op trek belast. Het rondom gesloten begren-ame kan hierdoor met voordeel relatief licht van gewicht wor-onstrueerd en bijvoorbeeld lichtgewicht gewikkelde vezels om-Doordat het nu mogelijk is om het deksel over een groot deel n buitenoppervlak af te laten steunen, kan tevens het deksel f licht van gewicht worden uitgevoerd. Het aan het begin en eind van een behandelingscyclus in of uit elkaar schuiven van kvat en het begrenzingsframe betreft een eenvoudige handeling voudig geautomatiseerd kan worden. Gebleken is dat de inrich-lgens de uitvinding aanzienlijk goedkoper vervaardigd kan wor- 3 den dan volgens de stand van de techniek. Bijvoorbeeld de kosten voor het samenstel van drukvat, deksel en begrenzingsframe kunnen een factor twee a drie keer lager liggen dan voor het samenstel van drukvat, deksel en opsluitmiddelen volgens de stand van de techniek. Ook voor 5 het gewicht geldt dat aanzienlijke reducties kunnen worden bereikt.

De inrichting is bestemd voor het onder hoge druk stuksgewijs veredelen van stukken textiel substraat met een behandelingsmedium. Onder veredelen dient in het kader van de uitvinding mede te worden verstaan verven en wassen. Het behandelingsmedium wordt bij voorkeur 10 gevormd door superkritisch of nabij-kritisch fluïdum, bijvoorbeeld kooldioxide, waarin vaste verfdeeltjes of reinigingsdeeltjes zijn opgenomen.

In een bijzondere uitvoeringsvorm omvat het deksel een cilindrisch wanddeel dat bestemd is om in de cilindrische omtrekswand van 15 het drukvat te worden geplaatst. Tussen dit cilindrische wanddeel en een binnenomtrekswand van het drukvat is ten minste één afdichtring voorzien. De afdichtring is hierbij ingericht om een verschuiving in axiale richting van het deksel ten opzichte van het drukvat toe te laten. Aldus kan met voordeel een bepaalde rek van het begrenzings-20 frame in axiale richting worden opgevangen door een overeenkomstige axiale verplaatsing van het deksel ten opzichte van de binnenomtrekswand van het drukvat.

Verdere voorkeursuitvoeringsvormen van de uitvinding zijn vastgelegd in de onderconclusies.

25 De uitvinding heeft tevens betrekking op een werkwijze voor het onder hoge druk stuksgewijs of partij-gewijs veredelen van stukken textiel substraat met een behandelingsmedium volgens conclusie 12.

De uitvinding zal nader worden toegelicht aan de hand van de bijgaande tekening, waarin: 30 figuur 1 een schematisch aanzicht is in perspectief van een uit voeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding met in een sluitstand geplaatst begrenzingsframe; figuur 2 een aanzicht is overeenkomstig figuur 1 met een neergelaten begrenzingsframe; 35 figuur 3 een meer gedetailleerd aanzicht is in perspectief van figuur 1; figuur 4 een aanzicht is in langsdoorsnede van het rechter kopse einde in figuur 3; en 4 uur 5 een aanzicht is op vergrote schaal van het deksel met uitmondend leidingstelsel uit figuur 4.

figuur 1-5 is het drukvat in zijn geheel aangeduid met het ingscijfer 1. Het drukvat 1 is cilindrisch uitgevoerd en omvat de kopse einden een door een deksel 2, 3 afsluitbare toevoer-4. Het drukvat 1 rust op twee staanders 5. Binnenin het druk-s een behandelingskamer voorzien die bestemd is om daarin aan in van een behandelingscyclus een of meerdere stukken te vere-extiel substraat te plaatsen.

is een leidingstelsel 7 voorzien dat uitmondt in het drukvat leidingstelsel 7 is bestemd om te worden aangesloten op toedelen voor het onder hoge druk toe- en afvoeren van een behan-medium, in het bijzonder superkritisch of nabij-kritisch fluï- ieinde tijdens behandelen een hoge druk binnenin het drukvat 1 en handhaven is een begrenzingsframe 10 voorzien dat twee op van elkaar gelegen met elkaar verbonden eindstukken 11, 12 Het begrenzingsframe 10 is rondom gesloten en kan over het 1 geschoven worden. Dit is de in figuur 1 en 3 getoonde and, waarbij de beide deksels 2, 3 aan de kopse einden van het 1 in axiale richting opgesloten zijn door het begrenzingsfra-en in het bijzonder door de eindstukken 11, 12 daarvan. De drukkrachten, werkend op de deksels 2, 3 worden zo over het ingsframe, ontkoppeld van de cilindrische wand van het drukvat voerd en met elkaar gecompenseerd.

i het begin of het einde van een behandelingscyclus kan het ingsframe 10 eenvoudig over de staanders 5 naar beneden worden en, als gevolg waarvan de deksels 2 en/of 3 geopend kunnen (zie figuur 2).

ils duidelijk te zien in figuur 4 en 5 omvat het deksel 3 een isch wanddeel 15 dat zich in de gesloten stand in axiale rich-tstrekt langs een binnenomtrekswand 16 van het drukvat 1. Het isch wanddeel 15 is voorzien van een omtreksgroef waarin een ring 17 is opgenomen. Het cilindrisch wanddeel 15 met de af-ng 17 kan in axiale richting van het drukvat 1 enigszins ver-n langs de binnenomtrekswand 16 zonder dat daarbij een lek t. Deze axiale verplaatsingsmogelijkheid maakt het mogelijk om rek van het begrenzingsframe die op kan treden tijdens een 5 behandelingscyclus op te vangen. Rek in het begrenzingsframe treedt op doordat de deksels onder invloed van de hoge druk in het drukvat in axiale richting zeer krachtig tegen de eindstukken van het begren-zingsframe worden gedrukt. De rek en de axiale verplaatsing van de 5 deksels 2, 3 zijn hierbij mede een functie van de lengte van het drukvat 1 respectievelijk het begrenzingsframe 10. Door de axiale vrijheid van de deksels 2, 3 blijft de cilindrische wand van het drukvat 1 vrij van axiale belasting.

De deksels 2, 3 zijn voorzien van een vasthouddeel, dat bijvoor-10 beeld gevormd wordt door een zich buiten het drukvat 1 uitstrekkende flens 19. Het vasthouddeel is bestemd voor het in axiale richting uit het drukvat 1 kunnen verwijderen van het zuigerdeel 15 indien het begrenzingsframe 10 weggeschoven is.

Het begrenzingsframe 10 bestaat in de getoonde uitvoeringsvorm 15 uit twee boogvormige delen 20, 21 en twee rechte delen 22, 23. Hierdoor worden buigmomenten in het begrenzingsframe 10 voorkomen, waardoor het gewicht lager kan zijn. Met voordeel zijn verder twee in hoofdzaak halfcilindrische opsluitstukken 25, 26 voorzien die verbonden kunnen zijn met de boogvormige delen 20 respectievelijk 21, en 20 die in de sluitstand aanliggen tegen de deksels 2, 3.

De halfcilindrische opsluitstukken 25, 26 worden hier gevormd door op afstand van elkaar geplaatste aluminium of stalen platen. Dit is voldoende sterk gebleken en bespaart gewicht. In een variant worden de opsluitstukken massief uitgevoerd en/of uit een ander materi-25 aal vervaardigd. Ook is het mogelijk om composietplaten toe te passen die hetzij direct met elkaar verlijmd worden, hetzij met schuimplaten ertussen met elkaar verbonden worden.

Het leidingstelsel 7 mondt uit in het deksel 3. Hierbij is de toevoerleiding omhuld door de afvoerleiding. Teneinde het begren-30 zingsframe 10 over het drukvat 1 te kunnen schuiven, is in het frame 10, en in het bijzonder in het bijbehorende opsluitstuk 26 daarvan, een sleufvormige uitsparing 30 voorzien.

De deksels 2, 3 zijn in de sluitstand over een groot deel van hun buitenoppervlak afgesteund tegen het begrenzingsframe 10. Hier-35 door kunnen de deksels 2, 3 met voordeel relatief dunwandig worden uitgevoerd, of uit een relatief zwak materiaal vervaardigd worden. De dikte van het deksel kan hierbij bijvoorbeeld gelijk worden genomen aan de niet ondersteunde breedte van het deksel. Het zuigerdeel 15 6 : deksel is bijvoorbeeld gedeeltelijk hol uitgevoerd. Het dek-ï bijvoorbeeld uit RVS of een composietmateriaal worden ver-Jd.

t begrenzingsframe 10 kan bijvoorbeeld uit staal vervaardigd , bijvoorbeeld uit stalen platen of gewikkelde stalen strippen. 2 gewichtsreductie kan worden bereikt door het begrenzingsframe composietmateriaal te vervaardigen, in het bijzonder uit ve-sterkt materiaal. Meer in het bijzonder is het begrenzingsframe /aardigd uit gewikkeld vezelversterkt materiaal, bijvoorbeeld ; kunststof versterkt gewikkeld glasvezel of koolstofvezel. De strekken zich hierbij in hoofdzaak in omtreksrichting van het zingsframe 10 uit.

cilindrische omtrekswand van jet drukvat 1 is bij voorkeur rdigd uit een composietmateriaal dat aan de binnenomtrekswand i is met een laag materiaal, bijvoorbeeld RVS, dat bestand is inwerking van het gebruikte behandelingsmedium. Het composiet lierbij in het bijzonder unidirectioneel omtreksgewikkelde ve- inrichting wordt bij voorkeur gebruikt voor het verven van a textielsubstraat met een onder hoge druk staand fluïdum dat en is van verfdeeltjes. Hierbij is het leidingstelsel 7 aange-op toevoermiddelen voor het toevoeren van dit van verfdeeltjes ene fluïdum. Het fluïdum wordt hierbij met voordeel in super-che of nabij-kritische toestand gebracht, waarin de verfdeel-ijn opgelost. Als superkritisch of nabij-kritisch fluïdum kun-der meer CC>2, N2O, lagere alkanen en mengsels daarvan worden ast. Voorbeelden van lagere alkanen zijn ethaan en propaan. De ndities van de verfwerkwijze volgens de uitvinding worden geko-basis van het te verven textielsubstraat alsmede de toegepaste tof. In zijn algemeen ligt de temperatuur in het gebied van 20-bij voorkeur 90-150°C. De druk die tijdens het verven wordt egd, dient minimaal zo hoog te zijn dat het fluïdum bij de nde temperatuur in superkritische of nabij-kritische toestand rt. Gebruikelijk ligt de druk in het gebied van 5 x 10^ - 5 x seal (50-500 bar), meer bij voorkeur tussen 2 x 107 - 3 x 107 (200 en 300 bar). Als verwarrningssysteem kan in het gstelsel 7 een warmtewisselaar worden opgenomen.

7

De werkwijze van de getoonde inrichting is bijvoorbeeld als volgt:

Stukken textiel substraat worden via de toevoeropening 4 in het drukvat 1 geplaatst. Vervolgens worden de deksels 2 en 3 aangebracht, 5 en worden het drukvat 1 en het begrenzingsframe 10 in elkaar geschoven. De deksels 2, 3 zijn nu in axiale richting opgesloten, en het drukvat 1 kan via het leidingstelsel 7 gedurende een gewenste cyclustijd van bijvoorbeeld een paar uur onder hoge druk worden gebracht en gehouden door onder hoge druk staand behandelingsmedium 10 toe te voeren. Na afloop van de cyclustijd wordt het begrenzingsframe 10 neergelaten, en worden deksel 2 of 3 verwijderd, waarna het behandelde product uit het drukvat 1 kan worden genomen.

Naast de getoonde uitvoeringsvorm zijn vele varianten mogelijk.

Zo kan de opstelling van drukvat en begrenzingsframe zowel verticaal 15 als horizontaal uitgevoerd worden. In plaats van het begrenzingsframe te verplaatsen, kan ook het drukvat worden uitgenomen. De onderlinge verplaatsingsrichting kan zowel horizontaal als verticaal gebeuren.

De toe- en afvoerleidingen van het leidingstelsel kunnen ook afzonderlijk op de deksels worden aangesloten, dan wel op een andere 20 plaats in het drukvat uitmonden. Het begrenzingsframe en/of het deksel kunnen andersvormig worden uitgevoerd, waarbij de onderlinge aanligvlakken bijvoorbeeld een geprofileerde vorm kunnen krijgen, zolang deze aan een onderlinge verschuifbaarheid niet in de weg staat.

25 Naast de toepassing van het verven van stukken textiel substraat kan de inrichting met voordeel ook worden toegepast voor het op andere wijze veredelen van stukken textiel substraat, bijvoorbeeld het wassen daarvan.

Aldus is volgens de uitvinding een gebruiksvriendelijke 30 efficiënt werkende inrichting verschaft die licht van gewicht kan worden geconstrueerd en met name voor wat betreft de afdichtende werking bij veredelingsbehandelingen van stukken textiel substraat onder zeer hoge druk uiterst betrouwbaar gebleken is.

Claims (9)

1. 4. Inrichting volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij het begrenzingsframe (10) twee rechte en twee boogvormige delen omvat.
2. 5. Inrichting volgens conclusie 4, waarbij twee in hoofdzaak half- 5 cilindrische opsluitstukken zijn voorzien die in de sluitstand tussen de boogvormige delen van het begrenzingsframe (10) en de kopse einden van het drukvat (1) liggen.
3. 6. Inrichting volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij 10 het leidingstelsel (7) uitmondt in het deksel (2, 3).
4. 7. Inrichting volgens conclusie 6, waarbij in het begrenzingsframe (10) een sleufvormige uitsparing (30) is voorzien voor het daarin verschuifbaar opnemen van het in het deksel (2, 3) uitmondende deel 15 van het leidingstelsel (7) .
5. 8. Inrichting volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij beide kopse einden van het drukvat (1) zijn voorzien van door deksels (2, 3) afsluitbare toevoeropeningen (4). 20
6. 9. Inrichting volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij het begrenzingsframe (10) uit composietmateriaal vervaardigd is, in het bijzonder uit vezelversterkt materiaal.
7. 10. Inrichting volgens conclusie 9, waarbij het begrenzingsframe (10) uit gewikkeld vezelversterkt materiaal vervaardigd is, in het bijzonder uit gewikkeld glasvezelversterkt kunststof.
8. 11. Inrichting volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij het 30 leidingstelsel (7) aansluit op toevoermiddelen voor het toevoeren van superkritisch of nabij-kritisch fluïdum.
9. 12. Werkwijze voor het stuksgewijs of partij-gewijs onder hoge druk veredelen van stukken substraat, in het bijzonder textiel substraat, 35 met een inrichting volgens één van de voorgaande conclusies, omvattende de stappen: het in het drukvat plaatsen van een of meerdere stukken textiel substraat; t afsluiten van de toevoeropening door aanbrenging van het (2, 3); t in elkaar schuiven van het drukvat en het begrenzingsframe t gedurende een gewenste cyclustijd onder hoge druk aan het : (1) toevoeren van het behandelingsmedium; t na afloop van de cyclustijd uit elkaar schuiven van het ; en het begrenzingsframe (10) en het openen van het deksel (2, t uit het drukvat (1) verwijderen van het veredelde textiel aat.