DE8135745U1 - Vorrichtung zur kontrolle der kontinuierlichen waermebehandlung einer textilen warenbahn - Google Patents

Description

A. MONFORTS GMBH & CO. 1 Pat 8115

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: Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Kontrolle der kontinuierlichen konvektiven Wärmebehandlung, insbesondere beim Trocknen, Ausrüsten, Fixieren, Färben oder dergleichen, einer textlien Warenbahn bei stetiger, berührungsloser Messung der

< Temperatur der Bahn.

Eine Vorrichtung dieser Art kann aus dem Bericht in der Zeit-

S schrift "Melliand Textilberichte" 8/1965, Seite 887, rechte

" Spalte, für den Fall der Trocknung angefeuchteter Gewebe ent-

nommen werden. Hiernach kann bei gleichmäßigen Trocknungsbedingungen eine nahezu konstant bleibende Temperatur auf Geweben f beobachtet werden, bis eine bestimmte - je nach Faserart ver-

. schiedene - kritische Restfeuchte erreicht wird. Wenn diese erreicht ist, soll die Trocknungsgeschwindigkeit merklich absinken und ein gleichmäßiges Ansteigen der Gewebetemperatur zu beobachten sein. Sobald die Ware dann vollkommen trocken ist • und keine Energie mehr für die Verdampfung von Wasser verbraucht wird, haben die Verfasser eine annähernde Temperaturkonstanz festgestellt. Sie führen weiter aus, es sei wegen der Anzeige der kritischen Restfeuchte durch den Beginn eines gleichmäßigen Temperaturanstiegs einfacher, einen Temperaturwechsel zu messen als einen abnehmenden Feuchtigkeitsgehalte Demgemäß wurde im Bekannten vorgesehen, die Temperatur der Ware direkt aber kontaktlos mit Hilfe von Temperaturfühlern, wie Strahlungspyrometern, stetig zu messen.

Wenn ein Temperaturprofil auf der Länge des Behandlungswegs

ι innerhalb der jeweiligen Maschine, zum Beispiel innerhalb eines

Spannrahmens, einer Hotflue sowie Lochtrommel- oder Siebtrommelbzw, -bandaggregat aufgenommen werden soll, um auch für ver-

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schiedene Behandlungsbedingungen, bei denen den jeweiligen Anforderungen entsprechend der vorgenannte Temperaturanstieg bzw.
"Knick" der Temperaturkurve an jeweils andere Stellen auf der
Länge des Behandlungswegs liegen soll, müssen längs dieses Weges Temperaturfühler in einem die Feststellung des "Temperaturknicks" überall ermöglichenden Raster angeordnet werden. Da be- ' kannte, kontaktlos arbeitende und weitgehend universell einsetz- ; bare Temperaturfühler, wie Strahlungspyrometer, sehr aufwendig
sind, konnte eine Kontrolle der kontinuierlichen konvektiven ;; Wärmebehandlung bisher nur in jeweils sehr eingeschränktem Rahmen! erfolgen. Es ist dabei zu berücksichtigen, daß eine solche Kon- |. trolle der besseren Anpassung des Temoeraturprofils der fragli- i chen Vorrichtung an die jeweilige Eehandlungsaufgabe mit dem ; Ziel der Energieeinsparung dient und daß der dazu erforderliche : Aufwand natürlich durch die Eneraieersoarnis kondensiert werden I soll .

Es sind daher auch schon einfachere aber nicht kontaktfrei ar- | beitende Temperaturrneßgeräte zum Betrieb in Wärmetehandlungs- j» maschinen, wie Spannrahmen, entwickelt worden (vergleiche Zeit- > schrift "Textilbetrieb". April 198I₅ Seite 55)= Hierbei wird I die Temperatur in der Grenzschicht der zu kontrollierenden Ware f gemessen. Da ein Flattern der Ware in Wärmebehandlungsvorrich- tungen, wie Spannrahmen oder Hotflues, nicht zu vermeiden ist
und die für die Messung geeignete Grenzschicht nur wenige Millimeter dick ist, kann eine Berührung zwischen Meßgerät und Ware
nicht ausgeschlossen werden. Das Meßgerät ist daher auf der der
Ware zugewandten Seite mit einem reibungsmindernden Kunststoff
beschichtet. Da die entsprechende wenn auch nur geringe Reibung
bei der Behandlung vieler Stoffbahnen zu Markierungen führt, ist
das Gerät in der Praxis nur in Spezialfallen einzusetzen.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Erkennen des Prozeßverlaufs und zum Regeln der Transportgeschwindigkeit beim kontinuierlichen konvektiven Wärmebehandeln einer textlien Warenbahn zu schaffen, welche ein in der Industri praxis genügend genaues Meßergebnis liefert, die Steuerung und/ oder Regelung der jeweiligen Parameter aufgrund des Meßergehnisses erlaubt und mit einem Aufwand zu erstellen sowie zu betreiben ist, der durch die Ersparnis an Energie und Produktionszeit voll aufgewogen wird.

Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß bei einer Düsenanordnung mit mehreren auf dem Förderweg aufeinanderfolgenden Düsenreihen bzw. -feldern für jede Temperaturdifferenzmessung längs des Bahnförderwegs und/oder quer zum Bahnförderweg eine Meßsonde unmittelbar in einen an die Warenbahn angrenzenden rüsenausströmkanal und eine weitere Meßsonde unmittelbar in einen daran sowie an die Warenbahn angrenzenden Rückftrömkanal der Düsenanordnung gesetzt ist. Eine Vorrichtung dieser Art ist in einem Spannrahmen aber auch in einer Hotflue zu realisieren. Alternativ kann die Vorrichtung auch so ausgebildet werden, daß bei Behandlung einer Warenbahn nach dem Durchströmungsprinzip, zum Beispiel mit einer Einrichtung n==ch Siebtrommel= oder Siebbandart, für jede Temperaturdifferenzmessung parallel und/oder quer zum Bahnförderweg eine Meßsonde in Richtung der Luftströmung vor der Bahn und eine weitere Meßsonde in Richtung der Strömung hinter der Bahn angeordnet ist. Der Begriff "Luft" steht dabei für jedes in Frage kommende Behandlungsgas.

In bzw. mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die von der erhitzten Luft an die Warenbahn abgegebene Wärmemenge, die tatsächlich der Differenz der Temperatur der ankommenden Luft und der Temperatur der Ware proportional ist, als Funktion der Differenz der Temperatur der ankommenden Luft und der Temperatur der reflektierten oder durchgeströmten Luft bzw.

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Rückluft zu bestimmen. Da ferner die Temperatur der auf die Ware aufgeblasenen Luft als konstant oder zumindest unmittelbar meßbar vorauszusetzen ist, liefert die erfindungsgemäße Messung der an die Warenbahn abgegebenen Wärmeenergie, insbesondere bei Messung an mehreren aufeinanderfolgenden Stellen auf dem Förderweg, ein der Temperatur der Ware selbst entsprechendes Profil.

Die neue Vorrichtung erfordert zum Kontrollieren der kontinuierlichen konvektiven Wärmebehandlung lediglich Luftthermometer bzw. Thermoelemente; der Aufwand ist daher so gering, daß der Einbau der Geräte an mehreren auf dem Förderweg der Warenbahn aufeinanderfolgenden Stellen durch den Gewinn an Energieersparnis bei Betrieb der entsprechenden Maschine voll aufgewogen wird.

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Anhand der schematischen Zeichnung werden weitere Einzelheiten der Erfindung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Ausschnitt durch einen Teil eines Spannrahmen-Düsensystems; und

Fig. 2 einen Ausschnitt durch einen Teil eines Siebbandsystems,

Fig. 1 zeigt zwei im Schnitt symbolisch dargestellte Blaskästen 1 und 2 eines Spannrahmens, aus denen in Pfeilrichtung 3 Luft oder ein anderes erhitztes Behandlungsgas auf die in Pfeilrichtung 4 bewegte textile Warenbahn 5 geblasen wird. Die =us dem Innern der Blaskästen 1 und 2 in Pfeilrichtung 3 fließende erhitzte Luft wird an der Warenbahn 5 reflektiert und fließt in Pfeilrichtung 6 in einen zwischen pe zwei Blaskästen 1 und 7 angeordneten Rückströmkanal 7 afc. Je nach der Größe der Differenz der Temperatur t_n des zuströmenden Gase? und der Temperatur t,, der Warenbahn 5 gibt das zuströmende Gas eine bestimmte Wärmemenge Q an die Ware ab und strömt mit der verminderten Temperatur t_n des Rückströmgases in Pfei!richtung 6 wieder von der Ware 5 ab. Wie oben erläutert wurde, ist die Differenz der Temperatur des zuströmenden Gases und des rück strömenden Gases, also

proportional der aus dem erhitzten Gas an die Warenbahn 5 abgegebenen Wärmemenge C. Da diese nach der Theorie proportional der Differenz der Temperatur t_n des zuströmenden Gases und der Temperatur t.. der Ware ist und die Temperatur t_Q als konstant bzw. bekannt vorauszusetzen ist, kann aus der Temperaturdifferer Δ t_T bis auf einen Proportionalitäts-Faktor unmittelbar auf die Temperatur t_w geschlossen werden, so daß Δ tL^Si
für feste t_D gilt.

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Wenn Thermometer 8 und 9 an den entsprechenden Punkten unmittelbar im Düsenkasten 1 und im Rückströmkanal 9 angebracht und zum Ermitteln der durch sie gemessenen Temperaturdifferenz

β t. = t - t geschaltet werden, läßt sich an der entsprechen-Li D R "

den Stelle aus dem Wert von ßt_T die örtliche Temperatur der Ware t.. bis auf einen Proportionalitäts-Faktor unmittelbar angeben. Wenn dann ferner in gewissen vom Einzelfall abhängigen gegenseitigen Abstanden Thermometerpaare 8, 9 auf der Länge des Förderwegs der Warenbahn 5 am Düsenkastenausgang und im Rückströmkanaleingang angeordnet werden, können Tempereturprofile gemessen werden. Dabei ist zu berücksichtigen, daß die aus dem Düsenkasten 1, 2 auf die Ware 5 strömende Luft die konstante Temperatur t_Q hat. Höher als t_ kann die Temperatur der Warenbahn nicht steigen.

Wenn lediglich eine Trocknung einer nassen Ware gewünscht wird, erfolgt bald nach dem Einführen der Ware in die jeweilige Maschine ein Aufheizen auf die sogenannte Küh]-Grenztemper?tur t~- Diese bleibt bei allmählichem Verdampfen der in der Ware enthaltenen Flüssigkeit bis zu einer kritischen Restfeuchte im wesentlichen konstant. Bei Erreichen der kritischen Restfeuchte tritt im Temperaturverlauf ein "Knick" mit nachfolgendemp Temperaturanstieg ein. Wenn rnnn den Temperaturknick und den Ver- ilauf des anschließenden Temperaturanstiegs kennt bzw. erfindungsgemäß ermittelt hat, kann man die Transportgeschwindigkeit der Ware in der jeweiligen Trocknungseinrichtung so einstellen, daß die Ware am Ausgang einen vorbestimmten Grad T der Trockenheit erreicht hat.

Ist dagegen eine von vornherein trockene Warenbahn lediglich bei relativ hoher Temperatur t_D zu fixieren, so steigt die Temperatur t., der Ware längs der Kurve B wegen der fehlenden Feuchtigkeit sehr schnell bis nahezu zur Temperatur t_D des zuströmenden Gases an. Bei dieser Fixier-Temperatur ist die >

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Ware für eine gewisse Verweilzeit V₁, zum Beispiel einige Sekunden, zu fixieren. Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Einrichtung können der Beginn des Erreichens der Fixier-Temperatur exakt bestimmt und auf diese Weise die Transport-Geschwindigkeit der jeweiligen Maschine so eingestellt werden, daß die Ware mit genau der gewünschten Verweilzeit auf der Fixier-Temperatur gehalten wird. Wenn man demgegenüber den Beginn des Erreichens der Fixier-Temperatur nicht genau feststellen kann, weil beispielsweise der Aufwand zum Ermitteln zu groß erscheint, muß die Transportgeschwindigkeit der Maschine se gewählt werden, daß die erforderliche Verweilzeit auf jeden Fell eingehalten wird. Es wurde daher bisher zur Sicherheit häufig mit viel zu großen Verweilzeiten und einem entsprechend erheblichen Energie- und Produktionsverlust gearbeitet.

Besonders schwierige meßtechnische Probleme ergaben sich bisher dann, wenn eine angefeuchtete Ware zu trocknen und zu fixieren war. Der Bereich des Temperaturanstiegs nach dem Knick im Temperaturverlauf im Anschluß an da? Ende des Kühl-Grenztemperatur-Bereichs wandert nämlich stark in Abhängigkeit von dem Befeuchtungsgrad, dem Gewicht der Ware sowie deren Material und dergleichen. Zum Aufnehmen bzw. Orten des Knicks im Anschluß an das Ende des Kühl-Grenztemperatur-Niveaus und des Knicks im Temperaturverlauf nach Erreichen der nahezu der Temperatur t_D gleichenden Fixier-Temperatur sind daher auf der Länge des Transportwegs zahlreiche Meßstellen zum Ermitteln der Temperatur-Differenz fotj , die der Warenbahn-Temperatur t_w entspricht, erforderlich. Es ist dabei eine Anordnung mit so kleinem Raster erforderlich, daß insbesondere der den Beginn des Erreichens der Fixier-Temperatur kennzeichnende Knick im Temperaturverlauf genau zu bestimmen und so zu regeln ist, daß die restliche Verweilzeit V_ in der jeweiligen Maschine zum Fixieren der Warenbahn ausreicht. Da der Aufwand pro Meßeinheit in der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Vergleich zu bekannten Einrichtungen

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außerordentlich gering ist, tritt gerade in diesem FbII der Vorteil der Erfindung besonders deutlich zutage, weil trotz erheblicher Zahl an Meßstellen die durch die Erfindung zu
erzielende Energieersparnis und Produktionssteigerung den
Aufwand der erfindungsgemäßen Vorrichtung weit übersteiat.

Im Prinzip dasselbe wie für des Spannrahmendüsensystem gilt für die Anwendung der Erfindung auf Loch- bzw. Siebbanc- oder -trommelaggregate zum Trocknen, Fixieren oder dergl. Gemäß
Fig. 2 wird die Warenbahn 5 dabei auf einem Löcher 11 zum
Durchströmen in Pfeilrichtung 12 aufweisenden Band 13 in Bahnförderrichtung 14 transportiert und zugleich etwa senkrecht zur Förderrichtung 14 und zur Bahnebene in der Richtung 12 von einem Behandlungsgas durchströmt. Zum Messen der Gastemperatur vor und nach der Bahn 5 dienen Thermometer 15 bis 17 bzw. 18 bis 20. Wenn genug Thermometerpaare längs der Behandlungsstrecke aufgestellt werden, kann auch in diesem Fall ein Temperaturprofil gemäß Fig. 2 aufgenommen werden. Die Zeichnung von Fig. 2 bezieht sich auf ein Siebbandsystem mit ebenem Band, letzteres kann aber auch als in die Ebene projezierte Oberf]äche eines Lochtrommel systems betrachtet werden.

Wenn bei dem System nach Fig. 1 oder 2 nicht das Temperaturprofil parallel zur Bahnförderrichtung aufzunehmen ist, wird angestrebt, die Luftzuführung zur Bahn bzw. die Luftabsaugung so anzupassen, daß ein Temperaturplateau mit überall auf der Warenbahnbreite gleicher Temperatur entsteht.

Claims (2)

. MONFORTS 81 35 745GMBH .1• · · <i* · ·• · · ·& COPat8115GMty* J** G "Vorrichtung zur Kontrolle der kontinuierlichen Wärmebehandlung einer textlien Warenbahn" Schutzansprüche:

1. Vorrichtung zur Kontrolle der kontinuierlichen konvektiven Wärmebehandlung einer textlien Warenbahn (5) bei stetiger, berührungsloser Messung der Temperatur (t._t) der Bahn, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Düsenanordnung mit mehreren auf dem Bahnförderweg (4) aufeinanderfolgenden Düsenreihen bzw. -feldern (1, 2) für jede Temperaturdifferenzmessung längs des Bahnförderwegs und/oder quer zum Bahfiförderweg eine Meßsonde (8) unmittelbar in einen an die Warenbahn (5) angrenzenden Duser.susStrömkanal (1) und eine weitere Meßsonde (9) unmittelbar in einen daran sowie an die Warenbahn (5) angrenzenden R'JcK.stromkanal (7) der Düsenanordnung gesetzt ist.

2. Vorrichtung zur Kontrolle der kontinuierlichen konvektiven Wärmebehandlung einer textlien Warentahn (5) bei stetiger, berührungsloser Messung der Temperatur (t.,) der Bahn, dadurch gekennzeichnet, daß zum Behandeln der Warenbahn (5) nach dem Durchströmungsprinzip für jede Temperaturdifferenzmessung längs des Bahnförderv.sgs und/oder quer zum Bahnförderweg eine Meßsonde in Richtung der Luftströmung vor der Bahn und eine weitere Meßsonde in Richtung der Luftströmung hinter der Bahn angeordnet ist.