Vorrichtung zur kontinuierlichen Flüssigkeits- oder Gasbehandlung von faden- und bahnförmigem Gut, insbesondere Textilbahnen
Es sind bereits Vorrichtungen zur Behandlung von fadenoder bahnförmigem Textilgut mit flüssigen Arbeitsmedien bekanntgeworden, bei denen das zu behandelnde Gut auf den perforierten Mantel einer rotierenden Trommel aufgewickelt und die Behandlungsmedien in das Trommelinnere geleitet und mittels Zentrifugalkraft und Pumpendruck durch das Behandlungsgut gedrückt werden.
Solche Vorrichtungen finden für die verschiedensten Behandlungsarten mit flüssigen oder gasförmigen Medien Anwendung, wie zum Beispiel für das Waschen, Entschlichten, Entsäuren, Abkochen, Bleichen oder Färben von Web- und Wirkwaren in breiter Form sowie auch von Webketten.
Bei Zentrifugier-Vorrichtungen von obengenannter Art bestehen die allen Fachleuten bekannten und zu lösenden Probleme darin, dass eine unwirtschaftliche Begrenzung des Wickeldurchmessers sowie eine kostspielige Ausdehnung der Behandlungszeit wie auch Unterbrechungen des erwünschten kontinuierlichen Behandlungsablaufes vorgenommen werden müssen, um eine über die gesamte Wickelbreite und in jeder Wickellage angenähert gleichmässige Qualität des Behandlungsgutes zu erreichen. Insbesondere ist die Verhütung des Auftretens von Streifeneffekten, die sich willkürlich über die gesamte Bahnbreite verteilen, das am schwersten zu lösende Problem.
Hinsichtlich der Einwirkung des Behandlungsmediums auf die verschiedenen Lagen des Wickels hat es sich nämlich gezeigt, dass der Strömungsverlauf infolge der Zusammenwirkung der Zentrifugalkraft und der Schwerkraft zwar von der Mitte der Trommelaxe radial geradlinig mit einer geringen seitlichen Abweichung in den oberen Wickellagen erfolgt, dass aber mit zunehmendem seitlichem Abstand von der Trommelachsenmitte dieser Strömungsverlauf eine erhebliche seitliche Abweichung, insbesondere in den oberen Wickellagen, aufweist. Als Folge davon ergeben sich in der Richtung auf beide Wickelfianken zunehmend ausgeprägte Zonen, die vom Behandlungsmittel nur in ungenügendem Ausmass erreicht werden. Dies führt dazu, dass in der Regel ein relativ hoher Flüssigkeitsverbrauch erforderlich ist, um im ganzen Wickel den gleichen gewünschten Behandlungseffekt zu erzielen.
Zur Bewältigung dieser Probleme wurden bereits verschiedene Verfahren und Vorrichtungen entwickelt. Bei einer dieser Vorrichtungen ist die drehbare Aufwickeltrommel mit perforiertem Trommelmantel starr auf einer ebenfalls perforierten Hohlwelle zum Zuführen der Behandlungsflüssigkeit in das Trommelinnere befestigt. Das Trommelinnere enthält eine Anzahl von an der Innenseite des Trommelmantels anliegenden und über dessen gesamte Länge verteilten, perforierten, flexiblen Bändern, welche gegeneinander verstellbar sind und die Perforationen des Trommelmantels innerhalb und ausserhalb des vom Wickelgut bedeckten Trommelbereiches wahlweise abdecken, wobei die Bänder parallel zur Trommelachse und peripher zum Trommelmantel verlaufen. Es soll hierdurch eine Behandlung des Wickels in kreisringförmigen Abschnitten bewirkt werden.
Mit einer weiteren bekannten Vorrichtung wurde ein verbesserter Strömungslauf dadurch erzielt, dass auf einer mit der Trommel starr verbundenen und zu derselben axial angeordneten Hohlwelle für die Zuführung der Behandlungsmedien senkrecht zur Trommellängsachse in Richtung zum Trommelinnenmantel verlaufende Zwischenwände eine Anzahl von gegeneinander abgedichteten Kammern bilden. Die Hohlwelle hat in dem durch eine Endkammer und in dem durch eine Mittelkammer verlaufenden Teil Perforationen für den Austritt des Behandlungsmediums in diese Kammern, während die restlichen nach beiden Seiten an die Mittelkammer anschliessenden Kammern durch radial und achsenparallel um die Hohlwelle angeordnete weitere Zuflussrohre von der Endkammer aus versorgt werden, wobei diese Zuflussrohre zur Beschikkung der Kammern mit Behandlungsmedien wahlweise ge öffnet oder geschlossen werden können.
Diese Rohre haben in demjenigen Rohrabschnitt, der die ihnen zugeordnete Kammer durchläuft, Perforationen für den Ausfluss der Behandlungsmedien in die Kammer. Der Zufluss erfolgt in jeweils zwei Kammern gleichzeitig, die denselben räumlichen Abstand zur Mittelkammer haben.
Beide Vorrichtungen erfordern eine Unterbrechung des Produktionsablaufes und damit der Trommelrotation und des Zentrifugierens, um die Bedienung der an der Aussenfläche der Trommelfianken angeordneten Stellvorrichtungen für die in der erstgenannten Vorrichtung genannten Abdeckbänder oder die in der zweiten Vorrichtung vorhandenen Steuerorgane für die Zuflussrohre zu ermöglichen. Die Anzahl der Unterbrechungen ist von dem für einen bestimmten Behandlungsprozess gewählten Programm und der hierdurch bestimmten Anzahl von Teilprogrammwechseln bestimmt.
Die dementsprechend sich summierenden unproduktiven Ausfallzeiten sowie der erforderliche Personalaufwand wirken sich nachteilig auf die Rentabilität der Vorrichtung und somit kostensteigernd aus, mindestens ebenso schwerwiegend sind die durch die Prozessunterbrechungen eintretenden Qualitätsminderungen des Endausfalles des behandelten Gutes.
Weiterhin ermöglicht die letztgenannte Vorrichtung lediglich eine symmetrische Behandlung der über den Kammern befindlichen kreisringförmigen Abschnitte des Wickels, was in gewissen Fällen nicht ausreichend ist.
Die Erfindung bezweckt, die vorerwähnten, hinsichtlich des Strömungsverlaufes der Behandlungsmedien bisher ungelösten Schwierigkeiten zu verringern und einen kontinuierlichen, dem jeweiligen Stand der Behandlung anpassbaren Behandlungsablauf zu ermöglichen.
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Flüssigkeits- oder Gasbehandlung von faden- und bahnförmigem Gut, insbesondere Textilbahnen, enthaltend eine um ihre Achse drehbare Trommel mit perforiertem Mantel, welche starr auf einer axialen Hohlwelle zum Zuführen des Behandlungsmediums von aussen sitzt, wobei die Trommel durch senkrecht zu ihrer Längsachse verlaufende Zwischenwände in eine Anzahl Kammern unterteilt ist, die über eine Vorrichtung zur wahlweisen Zuführung des Behandlungsmediums zu den Kammern mit der axialen Hohlwelle verbunden sind, welche dadurch gekennzeichnet ist, dass die Zuführvorrichtung stationäre und/oder bewegliche Wellen enthält, welche mittels einer ausserhalb der Trommel angeordneten, mit einer Programmiervorrichtung verbundenen Steuervorrichtung so steuerbar sind,
dass eine vorwählbare Öffnung beziehungsweise Schliessung von Durchflussöffnungen für das Behandlungsmedium zu den Kammern erfolgt.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Trommel mit 7 Kammern,
Fig. 2 eine schematische Darstellung der Progressivprogrammierung,
Fig. 3 eine schematische Darstellung der Individualprogrammierung,
Fig. 4 eine schematische Darstellung der Symmetrie Individualprogrammierung,
Fig. 5 einen Mittellängsschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Vorrichtung,
Fig. 6 ein Detail in vergrössertem Massstab zu Fig. 5,
Fig. 7 einen Mittellängsschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel der Vorrichtung,
Fig. 8 ein Detail in vergrössertem Massstab zu Fig. 7,
Fig. 9 einen Mittellängsschnitt durch ein drittes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung,
Fig. 10 einen Querschnitt durch Fig. 9 gemäss Schnittlinie A-A,
Fig.
11 einen Mittellängsschnitt durch eine Variante des Beispiels gemäss Fig. 9,
Fig. 12 einen Querschnitt durch Fig. 11 gemäss Schnittlinie B-B,
Fig. 13 einen Mittellängsschnitt durch ein viertes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung,
Fig. 14 einen Querschnitt durch Fig. 13 gemäss Schnittlinie C-C,
Fig. 15 einen Mittellängsschnitt durch ein fünftes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung.
Die in Fig. 1 schematisch gezeigte Trommel besteht aus einer Mittelkammer 2 und symmetrisch an dieselbe anschliessenden linken Seitenkammern 3,4 und 5 sowie ebensolchen rechten Seitenkammern 7, 8 und 9.
Die in Fig. 2 gezeigte Progressivprogrammierung läuft in der Weise ab, dass von der Mittelkammer 2 aus die jeweils symmetrisch zu derselben liegenden Seitenkammern 3, 7 dann die Seitenkammern 4,8 und endlich die Seitenkammern 5, 9, wie durch Pfeile angedeutet, hinzugeschaltet werden.
Das Abschalten der Seitenkammern erfolgt in umgekehrter Reihenfolge in Richtung auf die Mittelkammer 2.
Bei der in Fig. 3 gezeigten Individualprogrammierung werden sowohl die Mittelkammer 2 wie die Seitenkammern 3, 4, 5 und 7, 8, 9 in beliebig vorgewählter Lage versorgt, also zum Beispiel gemäss Darstellung nur die Kammern 2 oder nur Kammern 5 und 7, Kammern 3, 5, 9, Kammern 2, 7 beziehungsweise nur Kammern 8.
Die in Fig. 4 gezeigte Symmetrie-Individualprogrammierung kann mit der Mittelkammer 2 über die Seitenkammern 3, 7, 4, 8 und 5, 9 fortschreitend beginnen. Anschliessend wird zum Beispiel zuerst die Mittelkammer 2, dann die Seitenkammern 3, 7 und 4, 8 abgeschaltet oder aber beliebig ausgewählte, jedoch stets zur Mittelkammer 2 symmetrisch liegende linke und rechte Seitenkammern hinzu- oder abgeschaltet.
Eine Vorrichtung, die beispielsweise für die Progressivprogrammierung verwendet werden kann, ist in den Fig. 5 und 6 dargestellt. Sie besteht aus einer Trommel 1 und perforiertem Trommelmantel 1', aus je einer Vorkammer 11 und 12, aus einer Mittelkammer 2 und aus links von der Mittelkammer angeordneten Seitenkammern 3, 4, 5 sowie rechts von der Mittelkammer angeordneten Seitenkammern 7, 8, 9.
Dieselben werden durch kreisscheibenförmige Kammerwände 13 gebildet, deren Aussenflächen dichtschlüssig an der Innenfläche des Trommelmantels befestigt sind.
Die Zuführung der Arbeitsmedien zur Kammer 2 erfolgt über einen Dichtkopf 17 über den Trommelflansch 16' mit einer Durchflussöffnung 14 über die zylindrische Flanschaussparung 25 mit darin angeordneten Durchflussöffnungen 38, 38' und über die Vorkammer 12 mit daran befestigten Zuleitungen 19, 19' sowie mittels der massiven Welle 15.
In den Kammerwänden mittig angeordnete kreisförmige Öffnungen 73 ermöglichen ein axiales Verschieben der massiven Welle 15 zusammen mit den auf derselben mittels Widerlagern 24 fest angeordneten und mittels Ventilfedern 23 federnd die Öffnungen 73 öffnenden und schliessenden Tellerventilen 20, 20', 21, 21', 22, 22'. Von der Mittelkammer 2 ausgehend werden zuerst die daran anschliessenden Seitenkammern 3 und 7, dann die Seitenkammern 4 und 8 und schliesslich die Seitenkammern 5 und 9 beschickt. Die Schliessung der Kammern erfolgt mit den Seitenkammern 5 und 9, beginnend in umgekehrter Reihenfolge. Die massive Welle 15 ist mit einem Ende in dem Trommelflansch 16 und mit dem anderen Ende im Trommelflansch 16' und dem Dichtkopf 17 axial verschiebbar gelagert. Der Dichtkopf 17 ist mit einem mechanischen oder elektronischen Steuerorgan 18 und einer Programmierung 72 verbunden.
Die Vorrichtung gemäss den Fig. 7 und 8 kann ebenfalls für die Progressivprogrammierung verwendet werden. In dieser Vorrichtung werden die Behandlungsmedien auch über den Dicht-Kopf 17 zugeführt und gelangen darauf unmittelbar durch in der hohlen Welle 15 angeordnete Durchfluss öffnungen 27 in die Mittelkammer 2. Die mittig angeordneten Kammerwandöffnungen 74 liegen jedoch dichtschlüssig auf der Oberfläche der hohlen Welle 15 auf. In der Oberfläche dieser Welle sind ringförmige Nuten 28, 28', 29, 29', 30, 30' in derart gewählten, axial gerichteten Abständen angeordnet, dass bei axialer Verschiebung der Welle 15 in eine Stellung A gemäss der Fig. 8 nur die Mittelkammer 2, in Stellung B die Mittelkammer und die beiden daran anschliessenden Kammern 3 und 7, und in Stellung gemäss Fig. 7 alle Kammern beschickt werden.
Durch eine gegenläufige Verschiebung der hohlen Welle 15 werden die jeweils symmetrisch zur Mittelkammer 2 gelegenen Seitenkammern in Richtung auf die Mittelkammer abgeschaltet. Die axiale Verschiebung der Welle 15 erfolgt mittels einer mit dem Dichtkopf 17 verbundenen Steuervorrichtung 18 und mittels damit verbundener Programmiervorrichtung 72.
Die Vorrichtung gemäss den Fig. 9 und 10 zeigt eine Trommel 1 mit perforiertem Mantel 1', die mit links und rechts von einer nicht gezeigten Mittelkammer symmetrisch angeordneten Seitenkammern versehen ist, von welchen die vierte Kammer 9 und eine fünfte Kammer 10 gezeigt werden.
Die Behandlungsmedien werden in gezeigter Pfeilrichtung über die perforierte Hohlwelle 41 einer Vorkammer 11 über die im Fortsatz 25 des Trommelflansches 16' angeordneten Druchflussöffnungen 38 zugeleitet, und gelangen in den Bereich der die in Fig. 10 gezeigten 9 Durchflussrohre 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60 öffnenden oder schliessenden Ventilkegel 37. Die Beschickung der Trommel 1 erfolgt derart, dass die 9 Durchflussrohre mit Perforationen 31' zur Verbindung von je 4 symmetrisch zur Mittelkammer liegenden Seitenkammern 3,7; 4,8; 5, 9 und 6, 10 dienen, wobei für jede einzelne der Seitenkammern jeweils ein gesondertes und nur dieser Kammer zugeordnetes Durchflussrohr verwendet wird.
Die Steuerung der Ventile 32 und damit der Ventilkegel 37 erfolgt über die im Flansch 16' axial und radial bewegliche Hohlwelle 41, die mit Durchflussöffnungen 39 versehen ist. Mit Hilfe der Steuervorrichtung 18 wird die Hohlwelle 41 derart verschoben beziehungsweise gedreht, dass ausgewählte Durchflussöffnungen 39 mit den entsprechenden Ventildruckleitungen 40 zur Deckung gebracht werden, worauf die Hohlwelle 41 in dieser Lage verriegelt wird. Damit wird bewirkt, dass die ausgewählten Ventile 32 die ihnen zugehörigen Durchflussrohre 31 öffnen beziehungsweise schliessen. Diese Ventile 32 bestehen aus dem Gehäuse 32' mit Überdruckventil 23, der Membran 34, einer Gegendruckfeder 35, dem Ventilschaft 36 und dem Ventilkegel 37.
Bei Verwendung von fünf Durchflussrohren sind die Behand lungsverfahren gemäss der Progressiv-Programmierung und der Symmetrie-Individualprogrammierung wahlweise möglich, bei der Anordnung von neun Durchflussrohren kann zusätzlich zu den beiden vorgenannten Programmierungen als dritte die Individual-Programmierung durchgeführt werden.
Eine gegenüber der vorgenannten Vorrichtung nach Fig. 9 und 10 vereinfachte Ausführung zeigen Fig. 11 und 12.
In der Trommel 1 mit perforiertem Trommelmantel 1' be finden sich links und rechts von einer nicht gezeigten Mittel kammer symmetrisch angeordnete Seitenkammern, von wel chen die vierte Kammer 9 und die fünfte Kammer 10 gezeigt werden. Die Behandlungsmedien werden in gezeigter Pfeil richtung über die mit dem Flansch 16' kraft- und dichtschlüs sig verbundene Hohlwelle 31 und die im Trommelflansch 16' angeordneten Durchflussöffnungen 38 der Vorkammer 12 zugeleitet und gelangen in den Bereich der die in Fig. 12 gezeigten fünf Durchflussrohre 52, 53, 54, 55, 56 öffnenden oder schliessenden Ventile 37. Die Zuordnung der Durch flussrohre erfolgt wie in der Beschreibung zu Fig. 9 bereits erwähnt. Die Steuerung der Ventile 32 und damit der Ventil kegel 37 erfolgt über die durch den Flansch 16' hindurch geführten Ventildruckleitungen 40.
Die aus dem Trommelflansch 16' austretenden Ventil druckleitungen 40 enden in kreisringförmigen Nuten 42 des
Verteilerblockes 76 der Steuervorrichtung 18. Diese Nuten
42 werden über fünf Ventile 79, 80, 81, 82, 83 und in dem Lagerblock 67 angeordnete Druckleitungen 43 mit Behandlungsmedien versorgt. Die Regelung der Steuervorrichtung 18 erfolgt durch eine Programmiervorrichtung 72. Mit dieser Vorrichtung kann nur die Progressivprogrammierung durchgeführt werden.
Die Fig. 13 und 14 zeigen eine weitere Ausführung der Trommel 1 mit einer Mittelkammer 2 und den je vier Seitenkammern 3,7; 4, 8; 5, 9 und 6, 10, deren Kammerwände mit der Antriebshohlwelle 77 dicht und kraftschlüssig verbunden sind. Die Hohlwelle 77 ist in den beiden Trommelfianschen 16, 16' kraftschlüssig gelagert.
Im Bereich der Mittelkammer 2 sitzt auf der Hohlwelle 77 ein Halterungsring 65 für die Aufnahme der kreisringförmig angeordneten Rohrstutzen 64 zur Entnahme der Arbeitsmedien für je eines der Durchflussrohre 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59 und 60 und der an diese Rohre angeschlossenen einzelnen Kammern. Die Zuführung der Behandlungsmedien zu den Rohrstutzen erfolgt durch einen axial und radial beweglichen Hohlzylinder 78, der dicht und führungsschlüssig in der Hohlwelle 77 angeordnet ist, mittels der in dem Hohlzylinder 78 angeordneten Durchlassöffnungen 63.
Ein in der Bodenplatte 61 des Hohlzylinders 78 verankerter Regelstab 62 ist durch eine Bohrung 66 des Flansches 16 der mit der Programmiervorrichtung 72 verbundenen Steuervorrichtung 18 zugeführt. Die Flanschbohrung 66 dient auch dem Zufluss der Behandlungsmedien zur Hohlwelle 77 und zum Hohlzylinder 78. Der Regelstab 62 wird nach erfolgtem Indeckungsbringen der Durchflussöffnungen 63 und der Rohrstutzen 64 gegen radiale und axiale Lageveränderungen verriegelt.
Diese Vorrichtung ist zur wahlweisen Durchführung der Progressiv-, Symmetrie-Individual- und Individual-Programmierung geeignet.
Eine andere Vorrichtung für die Progressiv-Programmierung zeigt Fig. 15. Die Trommel besteht aus einer Mittelkammer 2 und dem Flansch 16' zugewandten Seitenkammern 7, 8, 9, 10, die durch Kammerwände 13 gegeneinander abgedichtet sind. Diese Kammern sind mittels durch die Kammerwände 13 geführten Durchflussrohren 45 mit den nicht gezeigten, von der Mittelkammer 2 aus symmetrisch zu der selben liegenden korrespondierenden Seitenkammern der anderen Trommelhälfte verbunden. Die Behandlungsmedien werden der Kammer 2 durch das Zuflussrohr 46, der Kammer 7 durch Rohr 47, der Kammer 8 durch Rohr 48, der Kammer 9 durch Rohr 49 und der Kammer 10 durch Rohr 50 zugeführt, welches im Trommelflansch 16 gelagert ist.
Die Zuführungsrohre sind mit der jeweiligen Kammerwand 13 in darin mittig angeordneten Kammerwandöffnungen dicht und kraftschlüssig verbunden und koaxial derart ineinandergelagert, dass zwischen den Aussen- und Innenmänteln der einzelnen Rohre ausreichend weite Durchflussräume 79, 80, 81, 82, 83 vorhanden sind. Die mit der Trommel 1 im Gleichlauf rotierenden Zuflussrohre 46, 47, 48, 49, 50 sind an der von der Trommel abgewandten Seite im Verteilerblock 76 der Steuervorrichtung 18 an den Dichtungen 71 anliegend derart gelagert, dass auch der Verteilerblock 76 im Gleichlauf mit der Trommel und den Zuflussrohren rotiert. Der Verteilerblock 76 ist von einem stationären Lagerblock 67 umgeben, in welchen die von den Ventilen 79, 80, 81, 82, 83 kommenden Leitungen 43 einmünden.
Die Ventile und der Verteilerblock 76 bilden zusammen die Steuervorrichtung 18, die mit der Programmiervorrichtung 72 verbunden ist.
Die Vorteile des erfindungsgemässen Verfahrens sowie der Vorrichtung zu dessen Durchführung gegenüber bisheri gen Behandlungsweisen liegen darin, dass der Behandlungs vorgang programmiert und in der Weise gesteuert werden kann, dass strömungsmässig benachteiligte Zonen des Wik kels durch die während des kontinuierlichen Behandlungs ablaufes erfolgende Umschaltung auf die Symmetrie-Individual- oder Individual-Programmierung in ausgewählten Bereichen einer weiteren Behandlung bis zum Eintreten des angestrebten Behandlungsergebnisses unterzogen werden können. Der sich hieraus ergebende weitere Vorteil ist, dass der Durchmesser der Wickellagen ein Vielfaches des Trommeldurchmessers betragen kann, was gleichbedeutend mit dem Durchlauf grösserer Gewebebahnlängen während des gleichen Behandlungsprozesses ist.
Auch die Behandlungsdauer wird gegenüber bisherigen Verfahren wesentlich verkürzt. Bisher gingen für die manuelle Bedienung der Kammerventile während eines Behandlungsablaufes verloren: etwa 5 Minuten Abbremszeit, etwa 5 Minuten Anlaufzeit der Trommel, insgesamt bei zweimaligem Wechsel also etwa 20 Minuten. Diese Ausfallzeit wird durch die nunmehr ohne Unterbrechung der Rotation erfolgende programmierte Umschaltung eingespart, wodurch die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens wesentlich verbessert wird.