CH628937A5 - Apparecchiatura per il vaporizzaggio di tessuti stampati, con vapore ad alto e regolabile grado di saturazione. - Google Patents

Description

La presente invenzione riguarda una apparecchiatura per l'esecuzione, in una camera di trattamento, dei vaporizzaggio di tessuti stampati.

20 In particolare, la presente invenzione riguarda un'apparecchiatura per il vaporizzaggio in continuo di tessati stampati e di quelli tinti al «foulard» ed asciugati, allo scopo di ottenere lo sviluppo e/o il Fissaggio dei coloranti preventivamente apportati, in fase di stampa.

25 Questi trattamenti, di massima, vengono effettuati facendo avanzare il tessuto stampato, con continuità, senza tensione ed allo stato di «falde libere» in un ambiente occupato da vapor d'acqua e, nei limiti delle possibilità, in assenza di aria. Macchine ed apparecchiature del genere sono 30 note nella tecnica del ramo e sono state descritte ad esempio nei brevetti italiani n. 762 357 e n. 843 234, le cui apparecchiature comprendono essenzialmente una camera di trattamento, chiusa in corrispondenza delle sue pareti frontali, laterali e superiori, nella quale il tessuto stampato viene in-35 tradotto ed estratto dal basso, mentre il vapore viene introdotto dall'alto verso il basso, attraverso aperture disposte in un punto più alto dello spazio circoscritto dalle dette pareti, in modo che tale vapore è obbligato a discendere progressivamente in tale spazio, espellendo dallo stesso, nella 40 sua pratica totalità, l'aria atmosferica originariamente presente, in modo che il tessuto in falda in corso di trattamento viene avanzato e mantenuto in un'atmosfera costituita prati-camente da vapore.

In applicazione di successivi ulteriori perfezionamenti ap-45 portati dalla Richiedente, la camera di trattamento comporta doppie pareti laterali e superiori, formanti fra. di loro ima intercapedine avente alla sua sommità le aperture per l'immissione del vapore nella camera. Alla base della detta intercapedine sono disposti mezzi di scambio termico per so generare vapore saturo, mentre nella detta intercapedine sono disposti altri mezzi di scambio termico, in particolare serpentini percorsi da un veicolo termico (olio diatermico, acqua surriscaldata o vapore) per portare e mantenete il detto vapore nelle condizioni termiche ed igrometrici» occorrenti 55 al trattamento. Apparecchiature così ulteriormente perfezionate sono state descritte e rappresentate nel brevetto italiano concesso su domanda n. 23 294 A/73, come brevetto n. 984 050, nonché in Gran Bretagna e negli Stati Uniti d'America, rispettivamente ai numeri 1 459 326 e 3 967 473, 6o brevetti i cui contesti si danno per qui ritrascritti per la più completa intelligenza dei presupposti delle finalità della presente invenzione medesima.

È noto che molti coloranti usati nell'industria tesale (in particolare nei suoi più recenti sviluppi) si fissano sulle fi-65 bre a seguito di un certo periodo di permanenza in un ambiente di vapore saturo e il tasso di fissazione del colore, o più precisamente la «resa» coloristica dei detti coloranti, è funzione del grado di saturazione del vapore contenuto nel

l'ambiente di trattamento. Le apparecchiature precedentemente note e descritte nelle sopra indicate pubblicazioni brevettali, presentavano di massima le richieste proprietà, senza produrre gocciolamenti che avrebbero pregiudicato la qualità dei tessuti stampati.

In tali apparecchiature, però, oltre ai notevoli oneri risultanti dal continuo apporto di energia termica, risultante dalla praticamente continua e notevole immissione di vapore, la condizione di saturazione veniva alterata, in particolare durante il trattamento di alcuni tipi di tessuto che, assorbendo acqua, impoverivano progressivamente l'umidità dell'ambiente, sino a produrre un decadimento delle rese coloristiche. Questo fenomeno negativo può essere solo entro certi limiti compensato e riequilibrato tramite un aumento dei quantitativi dì componenti ausiliari igroscopici nelle composizioni delle paste da stampa utilizzate.

È noto inoltre die il parametro, in base al quale si può definire il tasso di umidità relativa del vapore che satura l'ambiente, è la temperatura. Infatti, questo tasso è definito dal rapporto Èra la pressione esistente nell'ambiente e la pressione di saturazione relativa, alla temperatura effettivamente misurata. D'altra parte, la pressione in un ambiente inferiormente aperto (quale quello delle apparecchiature considerate) non può in alcun modo essere diversa da quella atmosferica. Pertanto, a questa pressione (1 kg/cm* circa) il 100% di umidità relativa si ottiene ad una temperatura teorica dell'ordine di 99°C e discende progressivamente, secondo una ben nota funzione, con l'aumentare della temperatura, umidità che, per esempio, si abbassa sino a 66,6%

alla temperatura di 110,79°C, a pressione ambiente. A questa temperatura, la pressione di saturazione (Ps) è di 1,5 kgicm1, e pertanto il rapporto fra pressione ambiente (Pa)

alla detta temperatura di 110,79°C risulta Pa/Ps = 0,66.

Pertanto, è evidente che per assicurare la condizione di umidità massima possibile è necessario mantenere la temperatura entro valori vantaggiosamente bassi e nei limiti occorrenti ad evitare la formazione di gocce.

Come precedentemente detto, è noto che la resa coloristica, durante il processo di fissaggio dei colori, è strettamente legata al tasso di umidità del tessuto da trattare.

È pure noto che un tessuto asciutto, posto in un ambiente umido, riprende spontaneamente umidità sino al proprio punto naturale di equilibrio, che è in funzione della temperatura e dell'umidità relativa. È inoltre evidente che la trasformazione dell'acqua in vapore richiede un apporto di energia (e conseguenti oneri di esercizio), mentre la trasformazione inversa (quale quella che avviene durante l'umidificazione del tessuto) porta ad una restituzione dell'energia termica.

Pertanto, nell'esercizio di una apparecchiatura di vaporizzazione di tessuti stampati in fase di trattamento dei coloranti apportati, si verificano diversi fenomeni, i quali fra l'altro si modificano con il progressivo avanzamento dei tessuti stessi nella camera od ambiente di trattamento, man mano che il tessuto, penetrante nel detto ambiente allo stato praticamente asciutto, si carica di umidità, che può ridursi con il prosieguo del detto avanzamento, per effetto del calore continuamente apportato.

Scopo della presente invenzione è la realizzazione di una apparecchiatura del tipo e per gli impieghi indicati, che permetta la possibilità di immettere nell'ambiente di trattamento ulteriori umidità così da integrare quella assorbita dal tessuto. Più in particolare, uno scopo della presente invenzione è quello di realizzare una apparecchiatura nella quale il fissaggio del colore possa proseguire, nelle condizioni più favorevoli ai fini della resa coloristica, per la maggior parte del periodo di permanenza del manufatto tessile nell'ambiente di vapore saturo, senza essere pregiudicato da gocciolamenti, in modo da ottenere il maggior rendimento sia quantitativo che qualitativo della produzione.

È pure scopo dell'invenzione la realizzazione di una ap-s parecchiatura che sfrutti gli scambi termici che si verificano nel detto ambiente, ai fini dell'aumento del rendimento economico dell'impianto stesso, sotto il punto di vista dell'energia termica che deve essere apportata dall'esterno.

È inoltre scopo della presente invenzione la realizzazione io di una apparecchiatura nella quale sia uniforme la distribuzione dell'umidità su tutto lo sviluppo superficiale del tessuto in transito entro ed attraverso l'ambiente di trattamento.

Questi scopi vengono raggiunti secondo la presente invenzione mediante una apparecchiatura per il vaporizzaggio lì di tessuti stampati in una camera di trattamento, in particolare per il trattamento selettivo di tessuti stampati con vapore ad alto e regolabile grado di saturazione, in cui in detta camera di trattamento sono disposti canali di umidificazione, aventi, entrate ed uscite nell'interno Idi detta camera, mezzi 20 per far circolare il vapore in detta esimerà e mezzi umidificatori atti ad apportare, in modo controllato dalla temperatura in detta camera, umidità integrativa nell'ambiente della stessa. :

Le caratteristiche specifiche dell'invenzione risulteranno 25 evidenti nel corso della descrizione particolareggiata seguente di un esempio non limitativo di attuazione dell'apparecchiatura illustrata, limitatamente allé parti inerenti all'invenzione stessa (per la struttura e per le altre parti, mezzi e dispositivi, si rimanda alla tecnica n<j)ta ed in particolare ai 30 sopra citati brevetti) nelle annesse tavole di disegni, nelle quali: !

la fig. 1 rappresenta, in piccola sìcala ed in forma essenzialmente schematizzata, la struttura dell'ambiente di trattamento caratteristico dell'invenzione, in sezione in un suo 35 piano verticale trasversale;

la fig. 2 è una vista prospettica frammentaria dell'interno di una delle pareti della detta camera;

la fig. 3 rappresenta prospetticamente, in maggior dettaglio, una struttura di formazione di un modulo includente 40 canali di umidificazione, parte della detta struttura essendo riprodotta in sezione;

la fig. 4 è una sezione verticale ricavata nel piano di simmetria della struttura di fig. 3;

la fig. 5 rappresenta in maggior dettaglio un esempio 43 non esclusivo di attuazione di uno dèi mezzi eiettori di emissione del getto avente la duplice funzione di mezzo motore per assicurare la circolazione dell'ambiente e di apporto di acqua nebulizzata e destinata ad evaporare, sottraendo calore, dall'ambiente, per l'apporto selettivo dell'umidità inteso grativa; 1

la fig. 6 è uno schema che esemplifica, nelle sue parti indicate con A - D diverse possibili distribuzioni di componenti modulari, includenti e non moduli secondo la fig. 3, impiegabili per la formazione strutturale ed operativa dell'ambien-jj te di trattamento, in apparecchiature di diverse potenzialità e/o atte ad operare in diverse condizioni di servizio.

Di massima, e come rappresentato in fig. 1, un'apparecchiatura perfezionata secondo l'invenzione comprende caratteristicamente un ambiente di trattamento formato da go una camera di trattamento 10 avente pareti laterali 12, di testa 14 (in parte riprodotte in fig. 2) e superiore 16. Queste pareti sono estremamente coibentate per ridurre al minimo le dispersioni di calore all'esterno, e comprendono intercapedini alla base delle quali viene prodotto vapore saturo (co-6J me descritto nei precedenti brevetti) e comportano alla sommità dell'ambiente di trattamento aperture 18 per l'immissione dall'alto del detto vapore, che, pure secondo la tecnica nota, discende progressivamente espellendo l'aria at

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mosferica, sino a raggiungere, stratificandosi, i livelli più bassi del detto ambiente.

Detta camera è inferiormente aperta ed è provvista, sulla parte inferiore, di passaggi o cassoni laterali 20, provvisti di aperture rivolte verso l'interno, e dai quali viene aspirato, per motivi di recupero ed incremento del bilancio energetico, il vapore discendente.

Nell'interno della camera di trattamento, per i cui dettagli e per il cui servizio basilare si rimanda ai precedenti brevetti della stessa Richiedente, sono disposti mezzi per il sostegno ordinato in falde e di avanzamento progressivo del tessuto da trattare, per tutta la lunghezza dell'ambiente di trattamento, mezzi che di massima sono costituiti da aste o «bastoni» superiore ed inferiore 22 e 24, trasversali, sopportate ed avanzati, lungo opportune rotaie disposte ai lati.

I canali di umidificazione possono essere formati da elementi prefabbricati che sono vantaggiosi sia agli effetti della produzione e della loro installazione, ad esempio su preesistenti apparecchiature che ne sono sprovviste, sia per la loro distribuzione selettiva sulla lunghezza di apparecchiature differentemente dimensionate, e nelle zone nelle quali l'apporto dell'umidità integrativa è desiderabile e vantaggiosa.

Detti elementi prefabbricati, unitariamente indicato con 30, possono essere associati ad un componente, della struttura delle pareti laterali 21. Nelle figg. 2 e 6, parte dei componenti delle pareti 12 sono individualmente indicati con 12', e, quelli ai quali sono associati gli elementi 30 di canali di umificazione, con 12". La fig. 6 esemplifica come questi elementi 30 di canali di umidificazione possano essere installati e distribuiti, in diverse posizioni di adiacenza e/o di distanziamento, sulla lunghezza dell'apparecchiatura, ovvero in corrispondenza di diversi punti della direzione di avanzamento e percorrenza della camera di trattamento, da parte del tessuto.

Come meglio osservabile nelle figg. 3 e 4, ogni unità 30 è formata essenzialmente da un cassone appiattito e verticalmente allungato, diviso pure verticalmente al suo piano maggiore da un diaframma o parete intermedia 32, in parti verticalmente affiancate 34 e 36, entrambe superiormente aperte e congiuntamente formanti un passaggio ad «U» che si inverte nella porzione inferiore 38 dell'unità. Nell'imboccatura della parte anteriore 34 (più bassa) è innestata la parte inferiore di un'altra o di più altre (di preferenza due) strutture 40, superiormente ed inferiormente aperte, e formanti a loro volta canali convergenti verso il basso. All'imboccatura di ognuno di questi ultimi canali, formati dalle strutture 40, sono disposti iniettori-umidificatori 42, imo dei quali rappresentato in dettaglio in fig. 5, aventi inferiormente un sistema di ugelli, comportante più ugelli laterali 44, alimentati con vapore a pressione regolabile e relativamente bassa (ad esempio fra 0,1 e 0,6 Ate) ad esempio attraverso una condotta 46, ed un ugello centrale 48, alimentato con acqua, ad esempio attraverso una condotta 50, controllata da una elettrovalvola asservita ad un termostato rilevante la temperatura dell'ambiente.

L'emissione di vapore pressurizzato, e pertanto ad una elevata velocità, attraverso gli ugelli 44, induce una corrente discensionale nella rispettiva struttura 40 e pertanto una aspirazione di vapore dall'ambiente all'imboccatura superiore 40' di tale struttura. Questa corrente discendente nelle strutture 40 induce a sua volta un'aspirazione all'imboccatura superiore 34' del passaggio discendente 34, negli spazi a lato delle strutture 40. Queste correnti si uniformizzano discendendo nella parte anteriore 34 del passaggio, invertendosi nella parte inferiore 38 del completo canale ad «U», e vengono reimmesse nell'ambiente di trattamento allo sbocco superiore 36' della parte ascendente 36 del detto canale, in condizioni di velocità limitata e di ottima uniformità, in modo da stabilire nella camera di trattamento una circolazione priva di vorticosità e di localizzazioni dannose. La distribuzione di diverse unità, come esemplificata in fig. 6, selettivamente prescelta a seconda delle apparecchiature, in particolare della lunghezza della camera di trattamento, nonché la selettiva attivazione delle singole unità, permette di ottenere il razionale adattamento dell'apparecchiatura alle diverse condizioni di trattamento.

L'attivazione dell'immissione di acqua viene controllata ed asservita alla temperatura ambiente. Quando il sistema termostatico rivela un indesiderato aumento della temperatura, esso comanda l'apertura dell'elettrovalvola con il conseguente invio di acqua attraverso la condotta 50, e che, uscendo dall'ugello 48, si nebulizza. Parte di questa acqua, percorrendo il canale ad «U» 34,38 e 36, evapora sottraendo calore al vapore ambiente^ che pertanto diminuirà la propria temperatura fino al punto limite di saturazione. L'acqua che risulta in eccesso, e pertanto non evaporata, si raccoglie nella parte inferiore 38 del canale ad «U» e viene scaricata attraverso idonei passaggi di spurgo 52.

Il sistema termostatico è predisposto in modo da ammettere una regolazione di buona precisione, di preferenza di db 1°C, si assicura il mantenimento della temperatura ambiente nei valori più convenienti di massima di poco superiore ai 100°C) mentre la circolazione del vapore satura, assicurata dai detti canali o unità, non implica la formazione di goccioline, dato che l'acqua in eccesso ed eventualmente non vaporizzata non può essere trasportata verso l'alto attraverso la parte ascendente 36 del canale, nella quale la velocità della corrente gassosa è molto bassa, il tutto in modo da assicurare il raggiungimento delle condizioni di vaporizzazione più vantaggiose, inizialmente esposte ed indicate come oggetto principale dell'invenzione.

È inoltre da tener presente, in particolare ai fini del rendimento energetico dell'apparecchiatura, il vapore «motore» che nel sistema viene sottratto dalla quantità di vapore normalmente inviato alla macchina, non essendovi pertanto, poil funzionamento degli umidificatori, incrementi di fabbisogno energetico.

È pure da tener presente die l'impianto può funzionare, anche a temperatura elevata, come «ricircolatore» di vapore (usando solo il vapore come mezzo motore, emesso dagli ugelli, senza acqua di umidifica y ione) allo scopo di incrementare gli scambi termici fra vapore, in rapido movimento, ed il tessuto, abbreviando così notevolmente i tempi di trattamento, con vantaggio per il rendimento produttivo dell'impianto.

In aggiunta a questa accelerazione di scambio termico, la migliorata circolazione de! vapore contribuisce all'uniformità della temperatura nelle diverse zone (anche selettivamente predisposte) ed a diversi livelli dell'ambiente della macchina. I vantaggi della macchina così perfezionata sono in particolare evidenti nel caso di trattamenti ad alta temperatura, dell'ordine dei 170<,-1800C, ad esempio per tessuti in fibre sintetiche. La rigorosa uniformità di trattamento è di particolare interesse nei trattamenti dei tessuti tinti, in modo da assicurare la rigorosa omogeneità del tasso di fissazione e della risultante tonalità dd colore sul manufatto finito.

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1. Apparecchiatura per il vaporizzaggio di tessuti stampati in una camera di trattamento, in particolare per il trattamento selettivo di tessuti stampati con vapore ad alto e regolabile grado di saturazione, caratterizzata dal fatto che nella detta camera sono disposti canali di umidificazione (30,40) aventi entrate ed uscite nell'interno di detta camera di trattamento, mezzi (44) per fare circolare il vapore in detta camera e mezi umidificatori (42) atti ad apportare, in modo controllato dalla temperatura in detta camera, umidità integrativa nell'ambiente della stessa.

2. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal comprendere mezzi (fi controllo per rapporto della detta umidità integrativa, operanti quando i detti mezzi di controllo segnalano un incremento della temperatura, nel detto ambiente, al disopra dt im predeterminato e regolabile valore.

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RIVENDICAZIONI

3. Apparecchiatura secondo una delle rivendicazioni 1 e 2, caratterizzata dal fatto che i mezzi di apporto dell'umidità integrativa comprendono mezzi per l'immissione di acqua, in particolare nebulizzata, nel vapore circolante nei detti canali, e mezzi collocati nei detti canali per raccogliere l'acqua non trasformata in vapore.

4. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che ai detti canali di umidificazione sono associati ugelli (44) emettenti vapore sotto pressione, formando getti di trascinamento e di circolazione del vapore.

5. Apparecchiatura secondo ima delle rivendicazioni da 1 a 4 caratterizzata dal fatto che i detti canali di umidificazione (30) hanno un andamento essenzialmente ad «U», includenti un tratto di entrata discendente (34), un tratto intermedio (38) di inversione di direzione di passaggio, ed un tratto di uscita ascendente (36), i detti ugelli (44) essendo disposti ed orientati nel detto tratto discendente (34) per stabilire in quest'ultimo un effetto dinamico di trascinamento del vapore dall'ambiente, mentre l'acqua, nelle sue eventuali frazioni non trasformate in vapore, viene raccolta ed evacuata dal fondo di detto tratto mtermedio (38).

6. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 5, caratterizzata dal comprendere ugelli (48) di immissione dell'acqua, per l'incremento dell'umidità, associati agli ugelli (44) di emissione del vapore sotto pressione, in modo da ottenere la nebulizzazione di detta acqua tramite l'energia cinetica del vapore.

7. Apparecchiatura secondo una delle rivendicazioni da 1 a 6, caratterizzata dal fatto che i detti canali di umidificazione comprendono: primi canali (40), in particolare a pareti convergenti, all'imboccatura dei quali sono disposti i mezzi iniettori e umidificatori (42) e nei quali il vapore viene richiamato per effetto dei trascinamento dovuto alla emissione dei getti, e secondi canali (30) nel cui tratto discendente (34) i primi canali (40) si scaricano, e che comprendono a loro volta passaggi di entrata per l'aspirazione di ulteriori quantità di vapore dalTambiente, per effetto del trascinamento dovuto all'energia cinetica del vapore uscente dai primi canali.

8. Apparecchiatura secondo una delle rivendicazioni da 1 a 7, caratterizzata dal fatto che i detti canali di umidificazione, i mezzi per far circolare il vapore e i mezzi umidificatori sono selettivamente installati, in una o più posizioni, in sostanziale adiacenza alle pareti laterali delia camera di trattamento.

9. Apparecchiatura secondo ia rivendicazione 8, caratterizzata dal fatto che ciascun canale di umidificazione comprende passaggi contrapposti congiuntamente formanti un canale ad andamento ad «U» e sviluppatesi su piani paralleli alle pareti della camera, e provvisto in corrispondenza della sua entrata, di un canale a pareti convergenti nei quali sono disposti i getti di trascinamento e di eventuale umidificazione integrativa.

10. Apparecchiatura secondo una delle rivendicazioni 8 e 9, caratterizzata dal comprendere una camera cfi tratta-

s mento le cui pareti laterali sono formate da elementi di parete e dal fatto che le dette unità di umidificazione sono associate a taluni dei detti elementi di parete.

11. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 5 caratterizzata dal fatto che le entrate dei canali di umidificazio-

ìo ne sono disposte ad un livello più basso di quello delle rispettive uscite, e dal fatto che il tratto di uscita dei detti canali è essenzialmente adiacente ad ima parete Iaerale della camera.