Vorrichtung zur Nassbehandlung von Textilmaterial
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Nassbehandlung von Textilmaterial bei einer Temperatur, welche mindestens dem Siedepunkt der Behandlungsflüssig- keit entspricht. Diese Vorrichtung weist einen gasdicht verschliessbaren Behälter auf, innerhalb welchem sich das zu behandelnde Textilmaterial befindet und bezüglich der Flüssigkeit eine periodische Bewegung mit abwechselnd aufeinanderfolgenden Beschleunigungen und Verzögerungen ausführt.
Es ist bekannt, dass bestimmte Nassbehandlungen von Textilmaterial, wie beispielsweise Färben, optisches Aufhel- len usw., bei über dem Siedepunkt der Behandlungsflüssigkeit liegender Temperatur viel rascher durchführbar sind und in vielen Fällen auch zu einer qualitativen Verbesserung führen.
Man benutzt für diese Hochtemperatur-Behandlung einen gasdicht verschlossenen Behälter, der z. B. bei Durchführung eines Färbevorganges die Flotte und das zu färbende Gut enthält. Zur Vermeidung lokaler Temperaturdifferenzen und zum Ausgleich der beim Färben auftretenden lokalen Konzentrationsunterschiede des Färbebades, muss dabei eine ständige Relativbewegung zwischen dem zu färbenden Gut und der Flotte sichergestellt sein. Das gleiche gilt auch für ähnliche, unter höheren Temperaturen durchzuführende Nassbehandlungsverfahren.
Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art wird das innerhalb des gasdicht verschlossenen, meist zylindrischen Flüssigkeitsbehälters angeordnete Befestigungsorgan des Textilmateriales in Richtung der Längsachse des Behälters periodisch auf und ab bewegt, wobei der Behälter selbst an dieser Bewegung nicht teilnimmt und die Übertragung der hin und her gehenden Bewegung auf das im Innern des gasdicht verschlossenen Behälters befindliche Befestigungsorgan ein bis heute noch nicht in zufriedenstellender Weise gelöstes konstruktives Problem darstellt.
Die naheliegendste Lösung dieses Problemes, d. h. die Durchführung einer Antriebsstange durch den mit einer Stopfbüchse versehenen Behälterdeckel, weist die bekannten, der Stopfbüchse anhaftenden Nachteile auf. Derartige Vorrich tungen haben einen relativ hohen Leistungsbedarf infolge der in der Stopfbüchse auftretenden, unvermeidlichen Reibungsverluste; ferner werden sie leicht undicht und müssen daher periodisch nachgezogen werden.
Um diese Nachteile zu umgehen, wurde bereits vorgeschlagen, das Befestigungsorgan durch einen an der Behälterwandung bzw. einer Verlängerung derselben auf und ab bewegten Dauermagneten mitzunehmen. Bei dieser Anordnung, die in der Praxis schon Eingang gefunden und sich im allgemeinen nicht schlecht bewährt hat, entfällt zwar die Stopfbüchse mit allen ihr anhaftenden Nachteilen. Dagegen lässt sich bei Verwendung des Magnetantriebes nicht mehr feststellen, ob nun das Befestigungsorgan mit dem daran angebrachten Textilgut auch tatsächlich von dem Magneten mitgenommen wird. Da die Verbindung zwischen Magnet und Befestigungsorgan nicht formschlüssig ist und lediglich über das Kraftfeld des Magneten erfolgt, besteht zweifellos das Risiko, dass sich das Befestigungsorgan im Behälter verklemmt.
Auch wurde bereits beobachtet, dass das Material des am Befestigungselement anzubringenden Mitnehmers aufgrund des ständigen Reibkontaktes mit der Behälterwandung einem relativ starken Verschleiss unterliegt; der dadurch sich bildende Abrieb gelangt in die Behandlungsflüssigkeit und verfälscht das Ergebnis des Behandlungsverfahrens.
Dank der vorliegenden Erfindung wird das beschriebene Problem auf völlig neuartige Weise gelöst. Die den Gegenstand der Erfindung bildende Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter mit einem Antriebsorgan gekoppelt ist, das diesem eine Rotationsbewegung von periodisch wechselndem Drehsinn aufzwingt, derart, dass sich dadurch eine ständig wechselnde Relativbewegung zwischen dem Textilmaterial und der Behandlungsflüssigkeit bei gleichzeitiger turbulenter Durchmischung der letzteren ergibt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Behälter kreiszylindrisch ausgebildet und weist einen Verschlussdeckel auf, an dessen Innenfläche mehrere bis in die Nähe des Behälterbodens reichende, in der Nähe der Behälterwandung und konzentrisch zur Behälterlängsachse angeordnete Rührstäbe befestigt, beispielsweise eingeschraubt sind.
Zweckmässigerweise besitzt der obere Behälterrand bzw.
der Rand des zugehörigen Deckels eine ringförmige Flanschpartie, die sich bei der Rotation des Behälters auf ein in der Öffnung eines Erwärmungsbades angeordnetes Wälzlager bzw. einen z. B. aus Teflon bestehenden Gleitring abstützt.
Auf der beiliegenden Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Vorrichtung dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 eine Vorrichtung zur Färbung von garnförmigem Textilgut, in einem schematisierten Vertikalschnitt,
Fig. 2 die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung im Wärmebad und
Fig. 3 eine konstruktive Variante.
Die auf der Zeichnung unter Weglassung unwesentlicher Einzelheiten dargestellte Vorrichtung weist einen kreiszylindrischen Becher 1 auf, der an seinem oberen, offenen Ende mit einem radial nach aussen vorstehenden Ringflansch 2 versehen ist. Ein mit einer Dichtung 3 versehener Deckel 4 gestattet es, den Becher 1 gasdicht zu verschliessen. Zu diesem Zwecke wird der Deckel 4 auf den Ringflansch 2 aufgesetzt und mittels einer Hohlschraube 5 und einer mit der letzteren zusammenwirkenden Überwurfmutter 6 gegen den Ringflansch 2 gepresst.
Vom Zentrum der Innenfläche des Deckels 4 erstreckt sich nach unten ein Befestigungsorgan 7, das zur Aufnahme des zu färbenden Textilmateriales dient. Das Befestigungsorgan 7 besteht in bekannter Weise im wesentlichen aus einem Trägerstab 8, dessen unteres Ende zu einer zweiarmigen Gabel 9 geformt ist. Eine zweite Gabel 10 ist an einer Schiebemuffe 11 befestigt, die sich längs des Trägerstabes 8 verschieben und in einer beliebigen Stellung mittels einer Stellschraube 12 arretieren lässt. Dank dieser Anordnung lässt sich das nicht dargestellte Textilgut auf den beiden Gabeln 9 und 10 mit wenigen Handgriffen einspannen.
An der Innenfläche des Deckels 4 sind ferner eine Anzahl, beispielsweise vier, Rührstäbe 13 befestigt, die sich in der Nähe der Becherwandung über praktisch die gesamte Becherhöhe erstrecken. Die Rührstäbe sind vorzugsweise mit ihren oberen Enden in den Deckel 4 eingeschraubt, so dass sie leicht herausgenommen bzw. ausgetauscht werden können.
Zweckmässigerweise wird einer dieser Rührstäbe als Thermometerrohr ausgebildet, so dass er ein von aussen zugängliches Stabthermometer aufnehmen kann.
Die Überwurfmutter 6 ist mit einem zentralen Ansatz 14 ausgerüstet, auf dessen oberem Abschnitt eine Antriebsrolle 15 starr befestigt ist. Die Antriebsrolle 15 ist über ein elastisches endloses Übertragungsband, z. B. einen Gummiring 16, mit einer zweiten Rolle 17 gekuppelt. Die Rolle 17 wird durch einen nicht dargestellten Antriebsmechanismus in periodisch wechselnder Aufeinanderfolge in den beiden durch die Pfeile 18 angegebenen Drehrichtungen angetrieben. Der Antrieb, welcher beispielsweise aus einem umschaltbaren Elektromotor bestehen kann, wird als bekannt vorausgesetzt und ist daher nicht dargestellt.
Beim Einschalten des Antriebsmechanismus wird die Antriebsrolle 15 und mit dieser die gesamte in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung in periodisch wechselnde Rotation versetzt, wobei die im Becher 1 enthaltene Färbeflotte durch die Rührstäbe 13 in ständiger Bewegung gehalten wird. Das am Befestigungsorgan 7 gesicherte Textilmaterial führt dank der ständig auftretenden Beschleunigungen und Verzögerungen eine ununterbrochene Relativbewegung bezüglich der umgebenden Flotte aus, da die Flotte bei Einleitung einer Rotationsbewegung wohl mitgenommen, bei Drehrichtungsumkehr aufgrund ihrer Trägheit aber erst mit erheblicher Verzögerung abgebremst wird. Auf diese Weise entsteht im Innern des Bechers eine intensive, turbulente Durchmischung der Flotte.
Die sich durch Farbabgabe in unmittelbarer Nähe des Textilgutes bildenden Flottenteile geringerer Farbkonzentration werden sofort mit den anderen Flottenteilen vermischt, und das Textilgut ist ununterbrochen von einer sich turbulent bewegenden Flüssigkeit umgeben. Die mit dieser Anordnung erzielbaren Färberesultate sind, wie Versuche gezeigt haben, ausserordentlich gut. Die Vorrichtung lässt sich einschliesslich ihres Antriebs mit einfachen Mitteln erstellen. Sie weist keinerlei abzudichtende Wellendurchtritte auf und ist dennoch frei von den erwähnten Nachteilen der Magnetkupplung.
Fig. 2 zeigt die Vorrichtung in Betrieb. Der Becher 1 ragt in ein heisses Ölbad 19, von welchem die im Becher enthaltene Flotte auf die gewünschte, durch Thermostat überwachbare Temperatur aufgeheizt wird. Die Randpartie der unteren Stirnfläche der Hohlschraube 5 stützt sich hierbei auf ein oberhalb des Ölbades in der Badabdeckung 21 eingebautes Wälzlager 20, wodurch sich ein Minimum an Kraftbedarf und Verschleiss ergibt.
Der Fachmann kann die beschriebene Vorrichtung selbstverständlich in vielfacher Hinsicht variieren. So wäre es beispielsweise möglich, die zur Erzeugung der Flottenturbulenz erforderlichen Rührorgane an der Innenwand des Bechers 1 anzubringen. Eine derartige Ausführungsform, welche in Fig.
3 schematisch veranschaulicht ist, könnte z. B. darin bestehen, dass an der Innenwandung des Bechers 1 eine Anzahl radial nach innen, gegen die Becherachse gerichteter Rippen 22 angeordnet sind. Diese erfüllen im wesentlichen den gleichen Zweck wie die Rührstäbe 13 gemäss Fig. 1.
Die Rührstäbe 13 (Fig. 1) können selbstverständlich auch in bezug auf ihre Form und Länge in vielfacher Hinsicht abgewandelt werden. Zu beachten ist allerdings, dass die Kriterien einer guten Durchwirbelung der Flotte und einer möglichst geringen Behinderung des Textilgutes Berücksichtigung finden müssen.
Anstelle des Wälzlagers 20 (Fig. 2) liesse sich auch ein Verschleissring geringer Reibung, beispielsweise ein Teflonring, verwenden.
Die periodisch wechselnde Rotation der Vorrichtung kann durch verschiedenartige Antriebsmechanismen erzielt werden.
Zum Beispiel wäre es auch möglich, am Aufsatz 14 der Überwurfmutter 6 eine Gewindebohrung mit relativ steilem Gewinde anzubringen und durch diese Gewindebohrung eine auf und ab bewegte Antriebsstange ragen zu lassen, welche auf einem bestimmten Bruchteil ihrer Gesamtlänge ein zu der erwähnten Gewindebohrung passendes Aussengewinde aufweist. Beim Zusammenwirken des Gewindeteils der Antriebsstange mit der Gewindebohrung des Aufsatzteiles ergeben sich somit ebenfalls periodisch wechselnde Rotationsbewegungen des Behälters, deren Drehwinkel durch Veränderung der Hubhöhe der Antriebsstange variiert werden kann.
Dank der beliebigen Verstellbarkeit des Drehwinkels, welche ja auch bei dem in Fig. 1 veranschaulichten Antrieb durch entsprechende Steuerung des Antriebsmotors durchaus gegeben ist, kann die im Becher herrschende Turbulenz jederzeit verstellt bzw. in Abhängigkeit von den Versuchsergebnissen korrigiert werden. Diese Einstellbarkeit der Flottenturbulenz ist von besonderer Bedeutung, da bekanntlich nicht nur eine ungenügende Flottenbewegung, sondern auch eine zu starke Wirbelbildung Nachteile, wie die Verfilzung des Färbegutes, nach sich ziehen kann.
Die Unterbringung des Färbegutes innerhalb des Bechers kann auf verschiedene Weise erfolgen, vorausgesetzt, dass dadurch die gewünschte Relativbewegung zwischen der Behandlungsflüssigkeit und dem Textilmaterial unter gleichzeitiger turbulenter Durchwirbelung der Behandlungsflüssigkeit nicht gestört bzw. verhindert wird. So könnte sich das Färbegut z. B. auch in einem mit zahlreichen Perforationen versehenen
Metallkorb befinden, der frei in den Becher eingesetzt werden könnte. In diesem Falle würde die periodisch wechselnde Rotationsbewegung des Bechers von diesem zunächst auf die Färbeflotte und von letzterer auf den korbartigen Einsatz übertragen.
Da die jeweilige Übertragung dieser Bewegung aufgrund der Trägheit nur mit einer beträchtlichen Verzögerung erfolgt und die Drehrichtung bezüglich der Verzögerungszeiten in relativ rascher periodischer Aufeinanderfolge gewechselt werden kann, ist auch bei dieser Anordnung eine ausreichende Durchmischung gewährleistet.