Спосіб рідинної обробки

Винахід відноситься до текстильної промисловості і може бути використаний в процесах рідинної обробки переважно текстильних матеріалів у пакуваннях. Відомий спосіб віджиму тканини в центрифузі під дією відцентрових сил, що діють на тканину, поміщену в перфорований барабан, якому надають обертальний рух відносно осі (Бондарь Е. С., Кравцевич В.Я. Современные бытовые электроприборы и машины. - М.: Ма шиностроение, 1987. - 224 с., с. 144). Однак цей спосіб застосовується для віджиму тканини, а не для віджиму пакування, при цьому необхідним компонентом способу є наявність перфорованого барабана. Відомий спосіб підготовки пакувань до рідинної обробки шляхом попереднього вакуумування (Текстильная химия (физическая химия крашения) в 2 ч. Ч.2: Пер. с англ. / Р.Х. Петере. - М.: Легпромбытиздат, 1989. - 384 с., с. 304). Однак цей спосіб призначений для поліпшення умов просочення розчином на стадії підготовки до рідинної обробки, а не для видалення розчину зі структури пакування на стадії віджиму. Найбільш близьким по технічній сутності і досягаємому результату до пропонованого технічного рішення є спосіб рідинної обробки пакувань шляхом створення примусової безупинної циркуляції обробного розчину в радіальному напрямку тіла пакування протягом усього часу обробки з прогрівом обсягу пакування потоком обробного розчину, промивань і віджиму (В.Ф. Андросов, С.А.Александров и др. Крашение пряжи в паковках. - М.: Легкая индустрия, 1974, с. 49 - прототип). Головним недоліком такого способу є віджим пакувань шляхом подачі в герметичний казан апарата стиснутого повітря. Тиск при цьому досягає 5.105 Па, напрямок потоку повітря - від зовнішньої поверхні тіла пакування до внутрішньої, тому в тілі пакування виникає додаткова радіальна фільтраційна деформація відносно деформації, отриманої на стадії циркуляції рідини. При цьому піддається пресуванню шар у патрона і виникає додаткова поперечна деформація нитки в контактних площадках, супроводжувана зменшенням розміру щілиноподібних пор в околицях контактних площадок, що приводить до погіршення умов видалення рідини і масообміну в наступних операціях. Зокрема, якщо віджим виконується після завершення фарбування перед початком промивань, то утр удняється видалення незакріпленого барвника, що приводить до необхідності відносно тривалих промивань. Якщо виконується заключний віджим перед початком сушіння, то додаткова деформація нитки в процесі сушіння приводить до росту опору пакування фільтрації сушильного агента і погіршенню умов видалення вологи з деформованих ділянок контактних площадок, у результаті чого різко зростають витрати часу й енергії. В усі х ци х випадках також погіршується якість готової продукції. Інший недолік віджиму стисненим повітрям полягає в тім, що видалення рідини в цьому випадку відбувається тільки з міжниткових пор відносно великого розміру. З вузьких пор щілиноподібної форми в околицях контактних площадок перетинання витків, орієнтованих ортогонально градієнту тиску потоку повітря, видалення рідини утруднене. Тому ступінь віджиму по способу-прототипу істотно обмежена самим принципом його реалізації і не може бути збільшена, наприклад, підвищенням тиску повітря. Ще один недолік зв'язаний з відносно великим змістом кисню в стисненому повітрі, використовуваному для віджиму, оскільки в таких процесах рідинної обробки, як фарбування кубовими барвниками, це може привести до негативних результатів унаслідок передчасного окислювання відновленої форми барвника. Крім того, стиснене повітря розчиняється в рідині, виділяючись після зняття тиску і фіксуючись в порах у вигляді пухирців, тим самим закупорюючи пори і погіршуючи умови масообміну в наступних операціях рідинної обробки. Задачею винаходу є створення способу рідинної обробки текстильних пакувань, який, завдяки своїм технологічним можливостям, дозволив би поліпшити якість рідинної обробки за рахунок поліпшення умов видалення рідини з ділянок зниженої пористості. Рішення поставленої задачі досягають у результаті того, що в способі рідинної обробки текстильних пакувань шляхом створення примусової циркуляції обробного розчину в радіальному напрямку тіла пакування, нагрівання, промивань і віджиму, віджим здійснюють за рахунок відцентрових сил шляхом надання тілу пакування обертального руху відносно його осі з одночасним додатковим вакуумним відсосом рідини, при цьому віджим роблять до початку і після закінчення кожного промивання, а обертання пакування здійснюють з перемінною кутовою швидкістю. У порівнянні з прототипом, у якому віджим пакувань здійснюють стисненим повітрям під тиском , що викликано прагненням до досягнення прийнятного ступеня віджиму, і приводить до погіршення структури перового простору, погіршенню якості готової продукції і росту нераціональної частини витрат часу й енергії на наступних е тапах обробки, у пропонованому способі віджим здійснюють за рахунок відцентрових сил, що ефективно впливають не тільки на рідину, що видаляється, але і на структур у перового простору. Позитивна зміна структури полягає в її розущільненні, збільшенні розмірів пор, у тому числі щілиноподібних в околицях контактних площадок, що дозволяє підвищити ступінь віджиму і прискорити видалення обробної рідини зі структури пакування і, тим самим, поліпшити якість готової продукції і зменшити час наступних обробок. Таким чином, у пропонованому способі процес видалення рідини зі структури пакування супроводжується поліпшенням її перового простору, що дозволяє досягти значно більшому ступеню і швидкості віджиму, чим у способі-прототипі, у якому ефект видалення рідини супроводжується погіршенням структури перового простору пакування. При цьому пропонований спосіб, на відміну від способу-прототипу, забезпечує можливість варіювання параметрів віджиму в широких межах зміною кутової швидкості обертання пакування. Додатковий ефект збільшення швидкості і повноти віджиму в пропонованому способі забезпечують за рахунок обертання тіла пакування з перемінною кутовою швидкістю, що дозволяє активізувати процес видалення рідини. Подальший ріст швидкості і повноти віджиму в пропонованому способі досягають використанням вакуумного відсоса рідини за рахунок видалення пухирців газу, раніше затисненого в порах, тобто розкупорювання пор, що сприяє поліпшенню умов масообміну в поточній і наступних операціях рідинної обробки. У способі-прототипі, навпроти, у результаті використання для віджиму стиснутого повітря відбувається закупорка пір. Нарешті, використання вакуумного відсоса у віджимі дозволяє поліпшити якість і економічність процесів рідинної обробки, чуттєви х до кисню, за рахунок зменшення його розчинення в рідині. Пропонований спосіб рідинної обробки здійснюють у наступному порядку. По закінченні основної рідинної обробки, наприклад, фарбування шляхом створення примусової циркуляції обробної рідини в радіальному напрямку пакування і нагрівання, здійснюють віджим пакування, просоченого фарбувальним розчином. Для цього пакуванню надають обертальний рух відносно осі. Під дією відцентрових сил розчин, заключений у великих міжниткових порах, переміщається в напрямку зовнішньої поверхні тіла пакування, відкіля і видаляється. Одночасно з цим відбувається переміщення шарів у напрямку до зовнішньої поверхні пакування, що приводить до зменшення тиску між шарами, зменшенню деформації нитки в контактних площадках і, отже, росту розмірів пор. У результаті створюються сприятливі умови для швидкого і повного видалення рідини з пористої структури пакування, при цьому досягається малий залишковий зміст незафіксованого барвника в контактних площадках перетинання витків нитки, що дозволяє прискорити наступні промивання, зменшити витрати енергії, води й інших ресурсів, а також поліпшити якість готової нитки. Додатковий позитивний ефект досягається використанням у процесі віджиму вакуумного відсоса. По закінченні першого віджиму переходять до промивань, здійснюючи операцію віджиму після кожного проміжного промивання. Тим самим досягають зменшення концентрації фарбувального розчину в контактних площадках і скорочення часу наступних промивань, а також їхнього числа. По закінченні останнього промивання чи обробки, наприклад, закріплювачем, виконують заключний віджим, ступінь якого визначає техніко-економічні показники наступного процесу сушіння. Відносно високий ступінь віджиму і відносно мала поперечна деформація нитки в пропонованому способі віджиму в порівнянні зі способомпрототипом дозволяє прискорити наступний процес сушіння, а, отже, зменшити енерговитрати, а також поліпшити якість готової продукції. Приклад: бавовняну нитку офарблюють прямим барвником у пакуванні бобинної структури хрестового намотування масою 1 кг за пропонованим способом. Для цього створюють примусову циркуляцію фарбувального розчину в радіальному напрямку пакування і роблять нагрівання розчину. Потім виконують віджим пакування, просоченого фарбувальним розчином, для чого тілу пакування надають обертальний рух відносно осі з кутовою швидкістю 50 с-1 протягом 25 с, після чого виконують перше промивання протягом 180 с., знову роблять віджим, повторюють промивання, роблять наступний віджим і виконують обробку закріпним розчином протягом 5 хв. Заключний віджим виконують з кутовою швидкістю 60 с-1 протягом 40с. Пропонований винахід "Спосіб рідинної обробки" може знайти застосування в текстильній промисловості, зокрема, у таких процесах рідинної обробки текстильного матеріалу в пакуваннях, як відварка, біління і фарбування. Пропонований винахід у порівнянні з існуючими технічними рішеннями дозволяє поліпшити якість рідинної обробки пакувань, підвищити гнучкість технологічного процесу, зменшити питомі витрати енергії, при цьому стає доцільною рідинна обробка малих партій пакувань аж до індивідуальної при дуже низькому модулі ванни.