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Diese Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Einführen von Gasblasen in eine Färbeflotte, die im System eines Färbeapparates im Kreislauf geführt wird.
Die langjährig bekannten Verfahren zum Einführen von Gasblasen in Färbehädern beruhen alle auf der Einspritzung von Gas in diese Bäder (siehe etwa die französischen Patentschriften FR 970 610 und FR 624 433 sowie die Schweizer Patentschrift CH 521 928). Solche Methoden bedürfen jedoch einer geeigneten Apparatur zum Komprimieren der Gase und zu ihrer Einführung in das Bad. Ausserdem sind dann Mittel nötig, um die Menge des eingeführten Gases nach Massgabe der Durchflussrate der Bäder zu steuern.
Es führen die in der klassischen Färbtechnik verwendeten Drücke und hohen Temperaturen zu verschiedenen nachteiligen Einwirkungen auf die zu färbenden Gewebe, zur Hauptsache nämlich die Faltenbildung und die Qualitätseinbusse, welche eine Folge der mechanischen Auswirkung des Einrol- lens der Gewebe sind. Diese Einwirkungen werden durch die hohen Drücke und Temperaturen. welchen die Gewebe während des Färbens unterliegen, wesentlich verschlimmert. Demgegenüber bewirkt die Einführung von Luftblasen in die Färbebäder eine Verminderune des Abknickens und des Quetschens der Fasern. also eine Verminderung der Faltenbildung. und gewährt so eine Qualitätsverbesserung des Endproduktes.
Eine mehrjährige Erfahrung hat darüber hinaus gezeigt, dass die erzielten Resultate in dem Masse besser werden, in welchem eine möglichst gleichmässige Verteilung der Blasen im Bad erzeugt wird, und insbesondere die das Gewebe oder Fasern durchsetzenden Blasen klein gemacht werden.
Ziel der hier beschriebenen Erfindung ist ein neues Verfahren, um Luftblasen in ein Färbebad einzuführen, und insbesondere, um dabei kleinere Luftblasen zu erzeugen als dies zur Zeit beim Einspritzen von Luft der Fall ist. Es soll auch die Einführung von Gasen, wie z. B. Kohlendioxyd oder Stickstoff, möglich sein, wann immer die Einführung von Luft wegen möglichen chemischen Reaktionen zwischen dem darin enthaltenen Sauerstoff und den verwendeten Farbstoffen unerwünscht ist.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass die Färbeflotte beim Durchströmen einer innerhalb einer Leitung des Systems angebrachten und mit einer Gasansaugleitung versehenen Venturidüse im verengten Teil derselben einen Unterdruck erzeugt. der bewirkt, dass Luft oder ein anderes Gas unter einem Druck, der niedriger ist als derjenige, unter welchem die Färbeflotte steht, angesogen und in Form von Luft- bzw. Gasblasen von der zirkulierenden Färbeflotte mitgerissen und in dieser verteilt wird. wobei das ursprüngliche Volumen einer jeden solchen Luft- bzw. Gasblase so weit abnimmt, bis deren Innendruck im Gleichgewicht mit dem statischen Druck der sie umgebenden Färbeflotte steht.
Verglichen mit den bekannten Verfahren weist das erfin- dungsgemässe Verfahren drei wesentliche Vorteile auf: Erstens erübrigt sich die Anlage zur Kompression der Luft oder des Gases auf einen über dem statischen Druck des Färbebades liegenden Druck, welche Anlage bisher nötig war, um ein Gas in die Färbeflotte einzuführen. Es kann also gesagt werden, dass das vo.deschlagene Verfahren den An- schluss an eine Druckluftleitung, einen Kompressor oder einen Drucktank mit komprimiertem Gas überflüssig macht, während diese Mittel bisher zur Einführung von Gasblasen in das Färbebad notwendig waren.
So ist beispielsweise das in der obengenannten Schweizer Patentschrift offenbarte Verfahren unter anderen durch die Verwendung eines unter Druck stehenden Gases gekennzeichnet, was entsprechende druckerzeugende Mittel voraussetzt.
Zweitens ist die prozentuale Menge eingeführter Luft immer proportional zu der Durchflussmenge, welche durch die Anlage fliesst, was die Benützung der in den heutigen Anlagen verwendeten komplizierten Reguliersystemen überflüssig macht.
Der dritte und sehr wesentliche Vorteil bezieht sich auf die Grösse der bei der Einführung von Luft oder Gas in die Färbeflotte entstehenden Blasen. Bei den bisher gebräuchlichen Anlagen treten die Blasen unter einem höheren Druck als derjenige der Flotte in diese ein. Dann, während sich die Blasen in der Flotte verteilen, nimmt das Volumen der Blasen allmählich zu, bis ihr innerer Druck im Gleichgewicht mit dem der Flotte steht, so dass die endgültige Grösse der Blasen über derjenigen liegt, welche sie beim Eintritt in die Flotte hatten.
Gemäss der vorliegenden Erfindung aber, werden die Blasen bei einem unter dem Atmosphärendruck liegenden Druck in die Flotte eingeführt und, einmal von dieser mitgerissen, erhöht sich der innere Druck der Blasen bis er im Gleichgewicht dem statischen Druck der diese umgebende Flüssigkeit im Gleichgewicht steht. In der grossen Mehrzahl der Fälle liegt dieser Druck in der Grössenordnung von drei oder vier Atmosphären. Nach den Gesetzen der Thermodynamik muss die Grösse der Blasen abnehmen, damit ihr innerer Druck zunimmt, und daher gewährt das vorgeschlagene Verfahren eine endgültige Grösse der Blasen, welche weit unterhalb derjenigen liegt, die sie beim Eintritt in die Flotte hatten.
Da es sehr wünschenswert ist, möglichst kleine Blasen zu erhalten, ist der Vorteil der vorliegenden Erfindung gegenüber den zurzeit benützten Verfahren zum Einspritzen von Gas in die Flotte klar ersichtlich.
Im folgenden soll die Erfindung anhand von Beispielen und der Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigt: Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Färbanlage, ohne jegliche Vorrichtung zur Einführung von Luft oder Gas ins Färbehad, Fig. 2 eine schematische Darstellung einer erfindungsge- mäss verwendbaren Färbanlage, mit einem zur Einführung von Luft oder Gas ins Färbebad bestimmten Venturirohr, welches an der Hochdruckleitung der Bad-Umwälzpumpe angeschlossen ist, Fig. 3 eine schematische Darstellung einer erfindungsge- mäss verwendbaren Färbanlage,
mit einem zur Einführung von Luft oder Gas ins Färbebad bestimmten Venturirohr, welches an die Hochdruckleitung der Druckpumpe des Bades angeschlossen ist.
Die Figuren zeigen die verschiedenen Geräte, aus welchen eine für das vorgeschlagene Verfahren brauchbare Färban- lage bestehen kann, nämlich den Autoklav 1, in welchem das Färben durch Fliessen der Färbeflotte in der durch Pfeile angegebenen Richtung stattfindet und eine Bad-Umwälz- pumpe ? mit einem Ventil 9 zum Einfüllen der Färbeflotte.
Der Autoklav 1 ist mit einer Rückleitung versehen, welche ihn über das Ventil 10 mit einem offenen Tank 4 verbindet. Mit der Rückleitung des Autoklaven ist ein Sicherheitsventil verbunden, dessen Leitung im dargestellten Beispiel im offenen Tank 4 mündet.
Des weiteren weist die Anlage eine Druckpumpe 3 auf, welche in Verbindung mit der Rückleitung und der Ansaugleitung der Umwälzpumpe steht. Die Ansaugleitung der Pumpe 3 ist mit einem Ventil 6 zur Drucksteuerung und ihre Förderleitung mit einem Rückschlagventil 7 versehen.
Die Anlage weist folgende Zusatzaggregate auf: Ein Ab- lassventil 8, einen Ablass-Stöpsel 1 1 für die Rückleitung, Filter 14, einen Wassereinlass 12 für den Tank und ein Ventil 13 für ein Heizmedium.
Wie in Fig. 2 dargestellt, wird ein Venturirohr 15 verwendet, das in einer die Umwälzpumpe kurzschliessenden Leitung so angebracht ist, dass die Ansaugleitung der Pumpe das durch das Venturirohr fliessende Medium aufnimmt. Das Ven-
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turirohr ist mit einer Ansaugleitung 17 für die Luft oder das Gas versehen, welche Ansaugleitung ein Einlassventil 16 aufweist, das zur Regulierung der Luft oder Gasmenge dient.
Eine andere bevorzugt verwendete Ausführung ist in Fig. 3 dargestellt: Hier ist das Venturirohr 15 in einer die statische Druckpumpe 3 kurzschliessenden Leitung angebracht. Die Wirkungsweise ist analog derjenigen der Fig. 2.
Bei einer weiteren bevorzugten Durchführung des Verfahrens ist das Venturirohr in die Ansaugleitung der statischen Druckpumpe montiert. Es ist zu beachten, dass dann die Gefahr besteht, dass die Pumpe leer saugt und sie daher vom Verdrängerpumpen-Typ (Flügelpumpe, Zahnradpumpe, Schraubenpumpe); welche selbstansaugend ist, sein sollte.
Ganz allgemein kann das Venturirohr entweder in einer Leitung angebracht werden, welche die Kompressions- oder Hochdruckseite mit der Ansaug- oder Niederdruckseite einer der beiden Pumpen, welche die Hochdruck- und Hochtempe- ratur-Färbanlage ausrüsten, verbindet oder aber sie kann in sonst einer Leitung der Anlage angebracht werden, durch welche die Flotte fliesst.
Zum besseren Verständnis soll hier noch betont werden, dass es nicht gleichgültig ist, an die Ansaugseite, welcher der beiden Pumpen das Venturirohr angeschlossen ist. Wird es an die Umwälzpumpe angeschlossen, so wird eine ideale Steuerung der eingeführten Luftmenge erreicht, gleichzeitig wird aber die Anlage grösser, teurer und, da die Umwälz- pumpe in einiger Entfernung vom Färbapparat angebracht werden muss, nimmt die ganze Anlage dadurch mehr Platz in Anspruch. Diese Anordnung gestattet es ausserdem, eine viel grössere Menge von Luftblasen anzusaugen sowie vor allem einen grösseren Luftdurchfluss zu erzielen.
Das Anbringen des Venturirohrs an die Umwälzpumpe sollte also dann vorgezogen werden, wenn eine proportionale Regulierung des Luftflusses sehr wichtig ist, wenn die in die Färbeflotte einzuführende Luftmenge notwendigerweise sehr gross ist, und wenn die Verwendung einer grossen und teureren Anlage keine Hinderung bedeutet. Im Gegensatz dazu ist ein Anschluss des Venturirohrs an die Leitungen der Druckpumpe dann vorzuziehen, wenn keine grossen Luftmengen eingeführt werden müssen und wenn ein grösserer Platzbedarf sowie höhere Kosten wesentliche Hinderungen bedeuten.
Die heutigen Färbautoklaven, sowohl diejenigen für Gewebe als auch die für andere Formen von Textilfasern, sind mit axialen Niederdruck-Zentralpumpen bestückt, welche sich durch eine grosse Fördermenge und einen geringen statischen Druck auszeichnen, der die Flotte durch das zu färbende Gut treibt. In diesem Fall wird das Venturirohr vorzugsweise auf die Hochdruckseite dieser Pumpe angebracht und in Verbindung mit der Ansaugseite derselben gebracht. Es sollte dann so installiert und dimensioniert werden, dass der statische Druck am Orte seines kleinsten Querschnittes möglichst nahe bei null liegt. Ein oder mehrere Leitungen führen von diesem kleinsten Querschnitt direkt in die äussere Atmosphäre.
Wenn die Pumpe in Betrieb ist, bewirkt der Unterdruck in der Verengung das Ansaugen von Luft, welche in Form kleiner Bläschen in das Färbebad eingeführt wird. Ein im Luftansaugrohr angebrachtes Ventil dient dazu, die prozentuale Menge an angesaugter Luft im Bad, nach Massgabe der praktisch erzielten Resultate, zu regulieren. Wird das Ansaugrohr anstatt offen in die Luft zu münden mit einem Behälter, welcher Kohlendioxyd, Stickstoff oder sonst ein Gas enthält, verbunden, dann wird anstatt von Luft dieses Gas in das Bad eingeführt.
Es besitzen die Hochdruck- und Hochtemperatur-Färban- lagen neben der oben erwähnten Pumpe mit grosser Fördermenge und niedrigem statischem Druck eine weitere Pumpe geringer Fördermenge zur Erhöhung des statischen Druckes des Bades auf den im Färbtank gewünschten Wert. Das Verfahren kann auch auf die Hochdruckleitung dieser Pumpe zur Erhöhung des statischen Druckes angewandt werden, und zwar an einem Verbindungsrohr zur Ansaugseite, wobei die Funktionsweise der Vorrichtung genau dieselbe wie die vorgängig beschriebene ist.