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WO2014139871A1 - Waschverfahren und waschvorrichtung - Google Patents

Waschverfahren und waschvorrichtung Download PDF

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Publication number
WO2014139871A1
WO2014139871A1 PCT/EP2014/054421 EP2014054421W WO2014139871A1 WO 2014139871 A1 WO2014139871 A1 WO 2014139871A1 EP 2014054421 W EP2014054421 W EP 2014054421W WO 2014139871 A1 WO2014139871 A1 WO 2014139871A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
washing
container
washing container
laundry
liquid
Prior art date
Application number
PCT/EP2014/054421
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Rolf Gueller
Daniel Juchli
Carine MARCOS
Original Assignee
Chemspeed Technologies Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chemspeed Technologies Ag filed Critical Chemspeed Technologies Ag
Priority to US14/774,214 priority Critical patent/US9909244B2/en
Priority to EP14708279.6A priority patent/EP2971322B1/de
Publication of WO2014139871A1 publication Critical patent/WO2014139871A1/de

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    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06F—LAUNDERING, DRYING, IRONING, PRESSING OR FOLDING TEXTILE ARTICLES
    • D06F35/00—Washing machines, apparatus, or methods not otherwise provided for
    • D06F35/005—Methods for washing, rinsing or spin-drying
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06F—LAUNDERING, DRYING, IRONING, PRESSING OR FOLDING TEXTILE ARTICLES
    • D06F21/00—Washing machines with receptacles, e.g. perforated, having a rotary movement, e.g. oscillatory movement 
    • D06F21/06—Washing machines with receptacles, e.g. perforated, having a rotary movement, e.g. oscillatory movement  about a vertical axis
    • D06F21/08—Washing machines with receptacles, e.g. perforated, having a rotary movement, e.g. oscillatory movement  about a vertical axis within an enclosing receptacle
    • D—TEXTILES; PAPER
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    • D06F21/00—Washing machines with receptacles, e.g. perforated, having a rotary movement, e.g. oscillatory movement 
    • D06F21/10—Washing machines with receptacles, e.g. perforated, having a rotary movement, e.g. oscillatory movement  about an inclined axis
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    • D06F23/06—Washing machines with receptacles, e.g. perforated, having a rotary movement, e.g. oscillatory movement, the receptacle serving both for washing and for centrifugally separating water from the laundry  and rotating or oscillating about an inclined axis
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    • D06F37/12—Rotary receptacles, e.g. drums adapted for rotation or oscillation about a vertical axis
    • D06F37/16—Partitions

Definitions

  • the present invention relates to a method and apparatus for washing a textile laundry.
  • detergent substance or formulation of a washing liquid is prepared and then a purposefully soiled textile laundry (substrate) with this
  • washing liquid is washed under defined conditions (e.g., temperature).
  • the washed textile laundry is then tested for the effectiveness of the detergent substance under the conditions used.
  • very large numbers of test washes are often required, which generally take a great deal of time. This is undesirable, especially for cost reasons.
  • Another disadvantage of washing - whether in research and development of laundry products or in the actual application itself - is that the currently known washing processes are generally based on significant mechanical effects on the laundry, whereby this is strained.
  • DE 102 06 620 A1 discloses an apparatus and a method for testing the action of liquids on a sheet in which the sheet is placed between two indented members. The
  • Wells form chambers in which the liquids to be tested are located.
  • the elements with the intermediate sheet are suspended from a shaft and are rotated to test the action of the liquids.
  • To increase the liquid exchange between the subdivided by the sheet chamber segments can advantageously a small hole in
  • the invention has for its object to provide a more efficient, very effective and short washing times washing process and a corresponding washing device for textile laundry goods to provide which also create the conditions for automated handling and subsequently the laundry not by mechanical action influence negatively. On the attachment of holes in the laundry should be able to do without.
  • This object is according fiction, by a washing process and a
  • Patent claim 1 and the independent claim 15 are specified. Further advantageous aspects emerge from the features of the respective dependent claims.
  • the method according to the invention for washing a textile laundry comprises the following steps:
  • washing fluid laden washing container wherein the washing container is rotated about a running outside the washing container primary axis and at the same time about a running through the washing container and the primary axis at an acute angle standing secondary axis.
  • the washing is not carried out primarily in the classical way by mechanical movement of the laundry inside the washing container, but rather diffusion-based, ie. by accelerated diffusion of the washing liquid through the laundry and the dirt from the laundry out.
  • the diffusion of the washing liquid is caused by the combination of dual asymmetric centrifuging in two different planes
  • the secondary axis extends as centrally as possible through the
  • washing container in the case of a cylindrical washing container so by the
  • the laundry is fixed or planarized arranged in the washing tank and washed in a fixed or planarized state. Especially is the laundry in the
  • a washing container equipped with two or more washing cells into which washing cells each washing product and washing liquid are introduced.
  • the use of such a washing container with several washing cells has the advantage that series washings can be carried out simultaneously in a single washing operation.
  • a washing container is used, the washing cells are arranged within the washing container in two or more planes. This allows the accommodation of many washing cells in a relatively small washing container, which is particularly advantageous when commercial centrifuges are to be used, in which the size of the washing container is subject to restrictions.
  • washing liquids and / or introduced at least partially different laundry This allows simultaneous series test washing with different washing liquids and / or different laundry.
  • an inert granular material in particular in the form of glass beads, is additionally introduced into the washing cell or washing cells of the washing container.
  • the grains or beads acting as washing bodies increase the washing effect.
  • the temperature of the washing liquid in the washing cell or the washing cells of the washing container can be regulated during the washing process. This can be realized, for example, by heating means and / or coolant provided in the washing container. In this way, the effectiveness of the washing liquid under different
  • the temperature of the washing liquid in the washing container can also be adjusted to a desired desired value before the washing process and then kept constant during the washing process, the latter being achievable by use of a thermally insulated washing container.
  • the course of the temperature of the washing liquid can be recorded during the washing process.
  • the washing liquid is removed after washing from the washing cell or the washing cells of the washing container by uniaxial centrifugation.
  • a washing container which has at least one openable and closable discharge opening, wherein the discharge opening is kept open during uniaxial centrifuging. It is particularly advantageous if the washing process is carried out in a two-axis dual asymmetrically centrifuging device and the removal of the washing liquid is carried out after the washing process in the same device, wherein the device centrifuges during the discharge of the washing liquid only about one of the two axes.
  • a device for washing a textile laundry comprises
  • washing container for receiving the laundry and a washing liquid in finished form or in the form of individual components, the washing container having means for fixing the laundry,
  • the washing device is convertible between a first and a second mode of operation, wherein in the first mode of operation the washing container rotates about both axes and in the second mode of operation the washing container only rotates about one of the two axes, preferably about the primary axis ,
  • the washing device has first drive means for rotationally driving the washing container about the primary axis and second drive means which can be coupled and uncoupled with the first drive means for rotationally driving the washing container about the secondary axis.
  • the washing container with at least one closable and disclosed discharge opening for the removal of washing liquid from the
  • the means for fixing the laundry are means for planarized fixing of the laundry.
  • the washing tank has two or more washing cells
  • Washing apparatuses are especially suitable for carrying out test washes in research and development e.g. the detergent industry provided. In principle, they can also be used for other washing processes.
  • Fig. 1-2 - a schematic representation of a first embodiment of the inventive washing method; a schematic representation of a first embodiment of the erfindungsgemääs sen washing device; a schematic representation of a second embodiment of the inventive washing method; a schematic representation of two detail variants of
  • Washing device a schematic representation of a washing container of
  • FIG. 8-9 a variant of a washing container in two sectional views
  • Fig. 10-11 schematic representations of two further variants of a washing container
  • Fig. 12a-12b another washing container in two functional positions.
  • FIGS. 1 and 2 The basic steps of the washing process according to the invention are shown in FIGS. 1 and 2:
  • a textile laundry T to be washed is introduced into an initially open washing container 1.
  • a measured amount of a washing liquid W is introduced into the washing container 1.
  • Washing container 1 typically has a cylindrical shape and comprises a cup-shaped bottom part 11 and a lid part 12.
  • the axis of the washing container 1 is denoted by la.
  • the interior of the washing container 1 forms a washing cell 10.
  • the washing container 1 is sealed by placing the lid 12 on the bottom part 11.
  • the container and lid side provided means for tightly fixing the lid are conventional and not shown for simplicity.
  • the closing of the washing container is not necessarily required depending on the load and shape of the washing container.
  • FIG. 1 The following actual washing step is sketched in FIG.
  • the washing container 1 is simultaneously rotated about two axes of rotation Ai and A 2 .
  • the first, primary axis of rotation Ai extends outside of the washing container 1, so that therefore the washing container 1 as a whole circulates on a circular path the primary axis of rotation Ai. This circular movement is indicated by the arrow Pi.
  • the second, secondary axis of rotation A 2 passes through the washing container 1 and preferably coincides with its own axis la.
  • the secondary axis of rotation A 2 is spatially oriented to form an acute angle ⁇ with the primary axis of rotation Ai of between 10 ° and 80 °, preferably between 20 ° and 70 °, more preferably between 30 ° and 60 °, typically about 40 ° °, including.
  • the washing container 1 thus simultaneously rotates about itself, this rotation being indicated by the arrow P 2 .
  • This dual asymmetric centrifugation is now performed for a given wash time. Due to the occurring, acting in two different levels centrifugal forces the washing liquid diffuses W many times through the textile laundry T back and forth, with a very intense
  • Washing effect is achieved by the dirt diffused out of the laundry very quickly and is distributed homogeneously in the washing liquid.
  • washing container 1 5000 m / s 2, preferably from 2500 to 3500 m / s 2, are useful values in practice. This allows washing times of about 1 minute or even less.
  • the washing liquid is usually disposed of or optionally also analyzed, for example, then, as defined Dirt is bound by the washing liquid or what concentrations are present.
  • the emptying of the washing container 1 can preferably be carried out by centrifuging.
  • FIGS. 3 and 4 An exemplary embodiment of a washing device according to the invention which is particularly suitable for carrying out the method according to the invention is explained in more detail below with reference to FIGS. 3 and 4, wherein only the functionally essential components of the washing device are shown in the figures.
  • the washing device designated as a whole by 1000, has a centrifuge-like construction and comprises a turntable 1003 that can be driven in rotation by a motor 1001 by means of a shaft 1002.
  • a deflecting gear 1004 is arranged on the turntable 1003, which has a drive shaft 1005 and an output shaft 1006. On the output shaft 1006 sits rotatably connected to this one
  • the motor 1001 driven shaft 1002 engages through a rotationally fixed coupling part 1009 and a freely rotatable on the shaft 1002 pulley 1010 therethrough.
  • On the drive shaft 1005 of the reversing gear 1004 is rotatably connected to this another pulley 1011.
  • the two pulleys 1010 and 1011 are coupled via a drive belt 1012 to rotate with each other.
  • Deflection gear 1004 enclose an acute angle ⁇ and correspond to the primary and secondary axes Ai and A 2 in FIG. 2.
  • the motor 1001, the shaft 1002 and the turntable 1003 form first drive means for rotationally driving the washing container 1 about the primary axis A ⁇ .
  • Pulley 1011, the drive belt 1012 and the pulley 1009 form with the first drive means can be coupled or decoupled second drive means for rotationally driving the washing container 1 about the secondary axis A 2 .
  • the fixed coupling part 1009 is connected to the pulley 1010 so that it can not rotate.
  • Pulley 1010 whereby the pulley 1011 is driven. Via the reversing gear 1004, the rotational movement of the pulley 1011 is transferred to the washing container receptacle 1007 and thus to the washing container 1.
  • the washing container 1 as described in connection with FIG. 2, simultaneously rotates about two axes, namely the primary axis A 1 and the secondary axis A 2 .
  • Rotational movements are symbolized analogously to FIG. 2 by arrows P 1 and P 2 .
  • the washing apparatus represents a dual asymmetrically operating centrifuge.
  • the fixed coupling part 1009 is decoupled from the pulley 1010, which is indicated in the drawing by an axially slightly displaced position of the coupling part 1009.
  • the pulley 1010 is now free to rotate on the shaft 1002.
  • Pulley 1010 now rotates with the orbital motion of pulley 1011 and thus can no longer drive the latter in rotation. In this
  • the washing container 1 no longer rotates about the secondary axis A 2 or to itself, but only about the primary axis A 1; wherein the rotational movement about this axis is symbolized by the arrow P 1 .
  • the washing device is a classic uniaxial centrifuge.
  • the conversion between the two modes of operation of the washing device is structurally very simple by coupling or decoupling of pulley 1010 and coupling part 1009.
  • the coupling can e.g. be realized on an electromagnetic basis.
  • a great advantage of the washing device according to the invention is that both the washing step carried out under dual asymmetric centrifugation as It is also possible to carry out the emptying of the washing container by classical centrifuging in one and the same device, so that on the one hand no separate devices are required and on the other hand the handling is considerably simplified.
  • FIG. 5a shows the preparatory steps analogous to FIG. 1.
  • a washing container 301 with a bottom part 310 and a lid part 311 and a washing cell 310 is used here.
  • the washing container 301 is equipped with a shut-off opening, which in the figures is provided by a valve 315 is symbolized.
  • the valve 315 is closed at the beginning and during the washing process.
  • Fig. 5b shows the washing container 301 in the closed state. This is used in the inventive washing device and dual asymmetric
  • FIGS. 6a and 6b show schematically how the washing liquid expelled from the washing container 315 is collected.
  • the washing device is equipped with a trough 1015 for this purpose, which encloses the turntable 1003 and all the device devices arranged on it, including the washing container 301, and has a drain 1016.
  • a smaller trough 1017 is provided, which is arranged only around the washing vessel 301 around.
  • the trough 1017 may be co-rotating with the washing container 301 or fixed with respect to the diverter 1004.
  • Wash goods fixed especially planarized arranged in the wash tank and centrifuged in a fixed or planarized state dual asymmetric or washed.
  • a corresponding design of the washing container is required.
  • the wash tank 101 has a serially again substantially cylindrical shape with an axis 101a and is approximately centrally divided into two container parts 111 and 112, which are disassembled to open the washing container 101 and are sealed together to close the washing container by means not shown connecting means.
  • two approximately hemispherical shells 113 and 114 are formed, which form a substantially spherical washing cell 110 between them.
  • the two container parts 111 and 112 of the washing container 101 are fully formed and each have a sealing ring 115 and 116 on the mutually facing annular edge surfaces.
  • the textile laundry T is stretched over the annular edge surface of one of the two container parts, in the illustrated example of the upper container part 112, and the protruding edge of the laundry is e.g. clamped by means of an elastic band 117 on the outside of the container part 112. Then, after the washing liquid is introduced into the lower tank part 111, the upper tank part 112 is placed on the lower tank part 111, and the two tank parts 111 and 112 are tightly connected to each other by connecting means, not shown. The textile laundry T is then stretched across the washing cell 110 and substantially planar within the washing cell. Subsequently, the washing container 101, as described in connection with FIG. 2, subjected to the dual asymmetric centrifugation, wherein the textile laundry is washed in a fixed, here especially planarized or even state.
  • the washing container 101 of FIG. 7 is additionally equipped with a heating means 118, by means of which the temperature of the washing liquid W in the washing cell 110 can be influenced or adjusted.
  • a coolant may alternatively be present instead of a heating medium.
  • the washing container 101 may also be equipped both with a heating medium and with a coolant.
  • the washing tank 401 having a washing cell 410 is provided with a heat-insulating jacket 450.
  • the washing liquid in the washing tank 401 is brought to a desired temperature before the dual asymmetric centrifuging and by the thermal insulation of the washing tank 401 during the washing process kept almost constant.
  • 415 or 416 are again denoted sealing rings and 417 an elastic band.
  • the wash tank 501 having a wash cell 510 may also be provided with an external temperature logger or a corresponding temperature probe 530 and / or an internal temperature logger or a corresponding temperature probe 540 be equipped.
  • the temperature profile of the washing liquid can be logged during the washing process.
  • 515 and 516 are again denoted sealing rings and 517 an elastic band.
  • Washing container also a washing body forming, inert granular material G, for example, about glass beads or beads with a diameter of about 2-4 mm, are introduced, as shown schematically in Fig. 1 and Fig. 5a.
  • the washing cell 110 of the washing container 101 is formed spherical in the example shown in Fig. 7.
  • the washing cell 110 may also have another shape, for example an ellipsoidal or a double paraboloidal shape, etc. Continuously curved, smooth inner walls of the washing cell are generally advantageous in terms of the achievable washing effect. It is advantageous that the washing container is closed. But it is also possible that the washing process is carried out in an open wash tank. Due to the dual asymmetric centrifugation, the mixture of laundry and washing liquid is kept within a defined range with reasonably well adjusted parameters (rotational speeds and amount of laundry and washing liquid) due to the high, but partly against each other acting centrifugal forces.
  • the optimal with regard to the washing effect degree of filling of the washing cell 110 that is, the amount of the introduced washing liquid in relation to the mold or to Volume of the washing cell and depending on the rotational speeds around the primary and secondary axis can be determined empirically.
  • FIGS. 8 and 9 schematically show, for example, a design of a suitable washing container with a multiplicity of washing cells, wherein FIG. 9 shows a section according to the line ⁇ - ⁇ of FIG. 8.
  • the washing container designated as a whole by 201 again has a substantially cylindrical shape with an axis 201a on the outside and comprises four substantially disc-shaped modules 220 which are detachably connected or connectable to each other in a stacked manner.
  • Each module 220 has on its top and on its underside each twelve approximately hemispherical indentations 213 and 214, wherein the indentations of adjacent modules together each form a washing cell 210.
  • Wash cells can of course be adapted to the respective application requirements. It is important that all wash cells are in the optimal mixing range of the correspondingly used dual asymmetric washing device or its axial design and axis parameters and / or all washing cells around the optimal mixing center point of the dual asymmetric used
  • Washing device are arranged.
  • Each module 220 has one each at its top and bottom
  • Each module 220 is further equipped with a heating means 218 (and / or a coolant).
  • the textile laundry T is clamped in three separate parts between two adjoining modules 220 so that it is flat within the individual washing cells 210.
  • glass beads or another inert granular material can be introduced into the washing cells to increase the washing effect.
  • washing cells 210 of the washing container 201 can be introduced everywhere the same washing liquid. Alternatively, but also in each
  • washing cell or different washing liquids are used in some washing cells. Similarly, the laundry in the individual
  • Washing cells may be the same or different, wherein preferably the laundry is in each case the same in arranged in a common plane washing cells.
  • Washing cells 210 allow the simultaneous performance of series (test) washes with different or even the same washing conditions.
  • washing cells 210 With regard to the shape of the washing cells 210 and their degree of filling, the same considerations apply mutatis mutandis, as stated in connection with the wash tank 101 shown in Fig. 7.
  • the washing liquid is removed from the washing container or its washing cell or washing cells.
  • the washing container is preferably centrifuged about a single axis of rotation, wherein the washing liquid is driven by unillustrated lines or discharge openings either in one or more collecting cavities within the washing container or in the centrifuge itself.
  • the pipes or discharge openings must be during the
  • Abzentrifug Schlierens be opened.
  • the discharge lines or discharge openings can be achieved that during the dual asymmetric centrifugation no washing liquid is expelled, but only in the subsequent uniaxial emptying centrifugation.
  • FIGS. 12a and 12b show a further embodiment of a washing container.
  • the washing container 601 with a located in its interior
  • Washing cell 610 is provided at the lower edge of its bottom part 611 with a rotatable locking ring 660, which has a few openings 661.
  • discharge openings 662 are mounted, which coincide in the relative position shown in Fig. 12a of the locking ring 660 with the openings 661.
  • the washing container 601 is open to the outside.
  • the relative position of the closure ring 660 shown in Fig. 12b are the
  • Washing liquid may of course be attached to all shown embodiments of the washing container.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Accessory Of Washing/Drying Machine, Commercial Washing/Drying Machine, Other Washing/Drying Machine (AREA)
  • Centrifugal Separators (AREA)

Abstract

Bei einem Verfahren und einer Vorrichtung zum Waschen eines textilen Waschguts werden das Waschgut (T) und eine Waschflüssigkeit (W) in einen Waschbehälter (1) eingebracht. Dann wird der Waschbehälter (1) dual asymmetrisch zentrifugiert. Dabei wird der Waschbehälter (1) um eine ausserhalb des Waschbehälters verlaufende erste Rotationsachse (AO und gleichzeitig um eine durch den Waschbehälter verlaufende und zur ersten Rotationsachse (AO in einem spitzen Winkel (a) stehende zweite Rotationsachse (A2) rotiert. Dadurch wird der Waschvorgang intensiviert und erheblich beschleunigt.

Description

Waschverfahren und Waschvorrichtung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Waschen eines textilen Waschguts.
In der Waschmittelindustrie wird ständig an der Verbesserung von waschaktiven Substanzen, Substanzgemischen und Waschmittelformulierungen gearbeitet. Die Überprüfung der Wirksamkeit der waschaktiven Substanzen etc. wird dabei üblicherweise auch mittels Testwaschungen durchgeführt, wobei aus der
waschaktiven Substanz oder Formulierung eine Waschflüssigkeit zubereitet wird und dann ein gezielt verschmutztes textiles Waschgut (Substrat) mit dieser
Waschflüssigkeit unter definierten Verhältnissen (z.B. Temperatur) gewaschen wird. Das gewaschene textile Waschgut wird dann im Hinblick auf die Wirksamkeit der waschaktiven Substanz unter den angewandten Verhältnissen untersucht. Um möglichst viele waschaktive Substanzen in unterschiedlichen Formulierungen und Konzentrationen und in Kombination mit unterschiedlichen textilen Substraten untersuchen zu können, sind oft sehr grosse Anzahlen von Testwaschungen erforderlich, die insgesamt sehr viel Zeit in Anspruch nehmen. Dies ist insbesondere aus Kostengründen unerwünscht. Ein weiterer Nachteil beim Waschen - egal ob in Forschung und Entwicklung von Waschprodukten oder in der effektiven Anwendung selbst - ist, dass die heute bekannten Waschverfahren in der Regel auf signifikanten mechanischen Einwirkungen auf das Waschgut beruhen, wodurch dieses strapaziert wird. Die DE 102 06 620 AI offenbart eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Testen der Einwirkung von Flüssigkeiten auf ein Flächengebilde, bei denen das Flächengebilde zwischen zwei mit Vertiefungen versehenen Elementen angeordnet wird. Die
Vertiefungen bilden Kammern, in denen sich die zu testenden Flüssigkeiten befinden. Die Elemente mit dem dazwischenliegenden Flächengebilde sind an einer Welle aufgehängt und werden zum Testen der Einwirkung der Flüssigkeiten rotiert. Zur Erhöhung des Flüssigkeitsaustauschs zwischen den durch das Flächengebilde unterteilten Kammersegmenten kann vorteilhafterweise ein kleines Loch im
Flächengebilde im benetzten Bereich angebracht werden. Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein effizienteres, sehr gut wirksames und kurze Waschzeiten benötigendes Waschverfahren sowie eine entsprechende Waschvorrichtung für textile Waschgüter zur Verfügung zu stellen, welche zudem die Voraussetzungen für ein automatisiertes Handling schaffen und im Weiteren das Waschgut nicht durch mechanische Einwirkung negativ beeinflussen. Auf die Anbringung von Löchern im Waschgut soll verzichtet werden können.
Diese Aufgabe wird erfindungs gemäss durch ein Waschverfahren und eine
Waschvorrichtung gelöst, wie sie durch die Merkmale des unabhängigen
Patentanspruchs 1 bzw. des unabhängigen Patentanspruchs 15 spezifiziert sind. Weitere vorteilhafte Aspekte ergeben sich aus den Merkmalen der jeweils abhängigen Patentansprüche. In seiner grundlegenden Ausführungsform umfasst das erfindungsgemässe Verfahren zum Waschen eines textilen Waschguts die folgenden Schritte:
- Einbringen des Waschguts und einer Waschflüssigkeit in fertiger Form oder in Form von Komponenten in eine Waschzelle eines Waschbehälters und
- duales asymmetrisches Zentrifugieren des mit dem Waschgut und der
Waschflüssigkeit beladenen Waschbehälters, wobei der Waschbehälter um eine ausserhalb des Waschbehälters verlaufende primäre Achse und gleichzeitig um eine durch den Waschbehälter verlaufende und zur primären Achse in einem spitzen Winkel stehende sekundäre Achse rotiert wird. Beim erfindungsgemässen Waschverfahren erfolgt das Waschen nicht in erster Linie auf klassische Weise durch mechanische Bewegung des Waschguts innerhalb des Waschbehälters, sondern diffusionsbasiert, d.h. durch beschleunigte Diffusion der Waschflüssigkeit durch das Waschgut und des Schmutzes aus dem Waschgut heraus. Die Diffusion der Waschflüssigkeit wird durch die Kombination der beim dualen asymmetrischen Zentrifugieren in zwei unterschiedlichen Ebenen bewirkten
Beschleunigungskräfte erreicht. Durch die erfindungsgemässe Anwendung des Prinzips der dualen asymmetrischen Zentrifugierung wird der Waschvorgang intensiviert und erheblich beschleunigt, so dass der eigentliche Waschvorgang nur sehr wenig Zeit in Anspruch nimmt (typischerweise etwa 1 Minute oder weniger).
Vorzugsweise verläuft die sekundäre Achse möglichst mittig durch den
Waschbehälter, im Falle eines zylindrischen Waschbehälters also durch die
Zylinderachse des Waschbehälters. Dadurch werden Un wuchten weitestgehend vermieden.
Gemäss einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird das Waschgut fixiert oder auch planarisiert im Waschbehälter angeordnet und in fixiertem bzw. planarisiertem Zustand gewaschen. Speziell wird dazu das Waschgut im
Waschbehälter so aufgespannt, dass es innerhalb der Waschzelle des Waschbehälters im Wesentlichen fixiert oder eben ist. Dies bewirkt, dass das Waschgut nicht durch den Waschvorgang selbst zerknittert wird. Dies hat den Vorteil, dass das Waschgut nach dem Waschen noch fixiert bzw. planar ist und dadurch direkt und ohne weitere Vorbereitung z.B. hinsichtlich des Waschergebnisses untersucht werden kann.
Gemäss einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird ein mit zwei oder mehr Waschzellen ausgestatteter Waschbehälter verwendet, in welche Waschzellen jeweils Waschgut und Waschflüssigkeit eingebracht werden. Die Verwendung eines solchen Waschbehälters mit mehreren Waschzellen hat den Vorteil, dass Serienwaschungen simultan in einem einzigen Waschvorgang durchgeführt werden können. Vorteilhafterweise wird dabei ein Waschbehälter verwendet, dessen Waschzellen innerhalb des Waschbehälters in zwei oder mehr Ebenen angeordnet sind. Dies erlaubt die Unterbringung von vielen Waschzellen in einem verhältnismässig kleinen Waschbehälter, was insbesondere dann von Vorteil ist, wenn handelsübliche Zentrifugen zum Einsatz kommen sollen, bei denen die Grösse des Waschbehälters Beschränkungen unterworfen ist.
Gemäss einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung werden in die Waschzellen zumindest teilweise unterschiedliche Waschflüssigkeiten und/oder zumindest teilweise unterschiedliches Waschgut eingebracht. Dies erlaubt simultane Serientestwaschungen mit unterschiedlichen Waschflüssigkeiten und/oder unterschiedlichem Waschgut. Gemäss einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird in die Waschzelle bzw. die Waschzellen des Waschbehälters zusätzlich ein inertes granuläres Material, insbesondere in Form von Glasperlen, eingebracht. Dabei steigern die als Waschkörper wirkenden Körner bzw. Perlen den Wascheffekt. Gemäss einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kann die Temperatur der Waschflüssigkeit in der Waschzelle bzw. den Waschzellen des Waschbehälters während des Waschvorgangs geregelt werden. Das kann z.B. durch im Waschbehälter vorgesehene Heizmittel und/oder Kühlmittel realisiert werden. Auf diese Weise kann die Wirksamkeit der Waschflüssigkeit unter verschiedenen
Temperaturbedingungen untersucht werden.
Alternativ kann die Temperatur der Waschflüssigkeit im Waschbehälter auch vor dem Waschvorgang auf einen gewünschten Sollwert eingestellt und dann während des Waschvorgangs konstant gehalten werden, wobei letzteres durch Einsatz eines wärmeisolierten Waschbehälters erreicht werden kann.
Vorteilhafterweise kann der Verlauf der Temperatur der Waschflüssigkeit während des Waschvorgangs protokolliert werden. Vorteilhafterweise wird die Waschflüssigkeit nach dem Waschen aus der Waschzelle bzw. den Waschzellen des Waschbehälters durch einachsiges Zentrifugieren abgeführt. Dies hat den Vorteil, dass das gewaschene Waschgut dem Waschbehälter in praktisch trockenem Zustand entnommen werden kann. Vorteilhafterweise wird dabei ein Waschbehälter eingesetzt, der mindestens eine offen- und verschliessbare Ablassöffnung aufweist, wobei die Ablassöffnung während des einachsigen Zentrifugierens offen gehalten wird. Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Waschvorgang in einer um zwei Achsen dual asymmetrisch zentrifugierenden Vorrichtung durchgeführt wird und das Abführen der Waschflüssigkeit nach dem Waschvorgang in derselben Vorrichtung durchgeführt wird, wobei die Vorrichtung während des Abführens der Waschflüssigkeit nur um eine der beiden Achsen zentrifugiert.
Hinsichtlich der Waschvorrichtung besteht das Wesen der Erfindung im Folgenden: Eine Vorrichtung zum Waschen eines textilen Waschguts umfasst
- einen Waschbehälter zur Aufnahme des Waschguts und einer Waschflüssigkeit in fertiger Form oder in Form von Einzelkomponenten, wobei der Waschbehälter Mittel zum Fixieren des Waschguts aufweist,
- Mittel zur Halterung des Waschbehälters und
- Mittel zum dual asymmetrischen Zentrifugieren des Waschbehälters um eine primäre Achse und eine sekundäre Achse, wobei die primäre Achse ausserhalb des Waschbehälters verläuft und die sekundäre Achse durch den Waschbehälter verläuft und zur primären Achse in einem spitzen Winkel steht.
Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform ist die Waschvorrichtung zwischen einer ersten und einer zweiten Betriebsweise umstellbar ausgebildet, wobei in der ersten Betriebsweise der Waschbehälter um beide Achsen rotiert und wobei in der zweiten Betriebsweise der Waschbehälter nur um eine der beiden Achsen, vorzugsweise um die primäre Achse, rotiert.
Gemäss einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Waschvorrichtung erste Antriebsmittel zum rotativen Antrieb des Waschbehälters um die primäre Achse und mit den ersten Antriebsmitteln kuppel- und entkuppelbare zweite Antriebsmittel zum rotativen Antrieb des Waschbehälters um die sekundäre Achse auf.
Vorteilhafterweise ist der Waschbehälter mit mindestens einer verschliessbaren und offenbaren Ablassöffnung zur Abführung von Waschflüssigkeit aus dem
Waschbehälter ausgebildet. Weiters ist es vorteilhaft, wenn die Mittel zum Fixieren des Waschguts Mittel zum planarisierten Fixieren des Waschguts sind.
Zweckmässigerweise weist der Waschbehälter zwei oder mehr Waschzellen
Aufnahme des Waschguts und der Waschflüssigkeit auf.
Das erfindungsgemässe Waschverfahren und die erfindungsgemässe
Waschvorrichtung sind speziell für die Durchführung von Testwaschungen in der Forschung und Entwicklung z.B. der Waschmittelindustrie vorgesehen. Sie lassen sich aber grundsätzlich auch für andere Waschprozesse anwenden.
Im Folgenden werden das erfindungsgemässe Waschverfahren und die
erfindungsgemässe Waschvorrichtung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen anhand von Ausführungsbeispielen detaillierter beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1-2 - eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemässen Wasch Verfahrens; eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäs sen Waschvorrichtung ; eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemässen Wasch Verfahrens; eine schematische Darstellung von zwei Detailvarianten der
Waschvorrichtung ; eine schematische Darstellung eines Waschbehälters der
Waschvorrichtung ;
Fig. 8-9 - eine Variante eines Waschbehälters in zwei Schnittdarstellungen; Fig. 10-11 - schematische Darstellungen von zwei weiteren Varianten eines Waschbehälters und
Fig. 12a- 12b - einen weiteren Waschbehälter in zwei Funktionsstellungen.
Für die nachstehende Beschreibung gilt die folgende Festlegung: Sind in einer Figur zum Zweck zeichnerischer Eindeutigkeit Bezugszeichen angegeben, aber im unmittelbar zugehörigen Beschreibungsteil nicht erwähnt, so wird auf deren
Erläuterung in vorangehenden oder nachfolgenden Beschreibungsteilen verwiesen. Umgekehrt sind zur Vermeidung zeichnerischer Überladung für das unmittelbare Verständnis weniger relevante Bezugszeichen nicht in allen Figuren eingetragen. Hierzu wird auf die jeweils übrigen Figuren verwiesen.
Die grundlegenden Schritte des erfindungsgemässen Waschverfahrens sind in den Figuren 1 und 2 dargestellt:
In einem vorbereitenden Schritt wird gemäss Fig. 1 ein zu waschendes textiles Waschgut T in einen zunächst offenen Waschbehälter 1 eingebracht. Ebenso wird eine abgemessene Menge einer Waschflüssigkeit W, entweder in fertiger Form oder in Form von Einzelkomponenten, in den Waschbehälter 1 eingebracht. Der
Waschbehälter 1 hat typischerweise eine zylindrische Form und umfasst ein becherförmiges Bodenteil 11 und ein Deckelteil 12. Die Achse des Waschbehälters 1 ist mit la bezeichnet. Der Innenraum des Waschbehälters 1 bildet eine Waschzelle 10.
Anschliessend wird der Waschbehälter 1 durch Aufsetzen des Deckels 12 auf das Bodenteil 11 dicht verschlossen. Die behälter- und deckelseitig vorgesehenen Mittel zum dichten Fixieren des Deckels sind konventionell und der Einfachheit halber nicht dargestellt. Das Verschliessen des Waschbehälters ist je nach Beladung und Form des Waschbehälters nicht zwingend erforderlich.
Der folgende eigentliche Waschschritt ist in Fig. 2 skizziert. Dabei wird der verschlossene (oder gegebenenfalls offene) Waschbehälter 1 mit dem in ihm befindlichen Waschgut T und der Waschflüssigkeit W einer dualen asymmetrischen Zentrifugierung unterworfen. Darunter ist zu verstehen, dass der Waschbehälter 1 gleichzeitig um zwei Rotationsachsen Ai und A2 rotiert wird. Die erste, primäre Rotationsachse Ai verläuft ausserhalb des Waschbehälters 1, so dass also der Waschbehälter 1 als Ganzes auf einer kreisförmigen Bahn die primäre Rotationsachse Ai umläuft. Diese Kreisbewegung ist durch den Pfeil Pi angedeutet. Die zweite, sekundäre Rotationsachse A2 verläuft durch den Waschbehälter 1 und fällt vorzugsweise mit dessen eigener Achse la zusammen. Die sekundäre Rotationsachse A2 ist räumlich so ausgerichtet, dass sie mit der primären Rotationsachse Ai einen spitzen Winkel α von zwischen 10° und 80°, vorzugsweise zwischen 20° und 70°, noch bevorzugter zwischen 30° und 60°, typischerweise ca. 40°, einschliesst. Der Waschbehälter 1 dreht sich somit gleichzeitig auch um sich selbst, wobei diese Rotationsbewegung durch den Pfeil P2 angedeutet ist. Diese duale asymmetrische Zentrifugierung wird nun während einer vorgegebenen Waschdauer durchgeführt. Aufgrund der dabei auftretenden, in zwei verschiedenen Ebenen wirkenden Zentrifugalkräfte diffundiert die Waschflüssigkeit W vielfach durch das textile Waschgut T hin und zurück, wobei eine sehr intensive
Waschwirkung erreicht wird, indem der Schmutz sehr rasch aus dem Waschgut herausdiffundiert und homogen in der Waschflüssigkeit verteilt wird.
Die Rotationsgeschwindigkeiten um die beiden Rotationsachsen Ai und A2 werden empirisch so eingestellt, dass einerseits möglichst hohe Zentrifugalbeschleunigungen und kurze Waschdauern (Zentrifugierungsdauern) erreicht werden, anderseits aber das Waschgut nicht beschädigt wird. Zentrifugalbeschleunigungswerte von 30 bis zu
5000 m/s 2 , vorzugsweise von 2500 bis zu 3500 m/s 2 , sind für die Praxis brauchbare Werte. Damit lassen sich Waschdauern von etwa 1 Minute oder sogar noch weniger erreichen. Nach der dualen asymmetrischen Zentrifugierung wird der Waschbehälter 1 geöffnet (sofern er zuvor verschlossen wurde) und das gewaschene Waschgut T sowie die Waschflüssigkeit W werden entnommen, wobei die Waschflüssigkeit üblicherweise entsorgt oder gegebenenfalls auch analysiert wird, z.B. daraufhin, wie definierter Schmutz von der Waschflüssigkeit gebunden wird oder welche Konzentrationen vorhanden sind. Die Entleerung des Waschbehälters 1 kann vorzugsweise durch Zentrifugieren erfolgen.
Im Folgenden ist anhand der Figuren 3 und 4 ein Ausführungsbeispiel einer zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens besonders gut geeigneten erfindungsgemässen Waschvorrichtung näher erläutert, wobei in den Figuren nur die funktionswesentlichen Komponenten der Waschvorrichtung dargestellt sind.
Die als Ganze mit 1000 bezeichnete Waschvorrichtung ist zentrifugenartig aufgebaut und umfasst einen von einem Motor 1001 mittels einer Welle 1002 drehend antreibbaren Drehteller 1003. Auf dem Drehteller 1003 ist ein Umlenkgetriebe 1004 angeordnet, welches eine Antriebswelle 1005 und eine Abtriebswelle 1006 aufweist. Auf der Abtriebswelle 1006 sitzt drehfest mit dieser verbunden eine
Waschbehälteraufnahmefassung 1007, in welcher ein Waschbehälter 1 gehaltert ist. Diametral gegenüber dem Umlenkgetriebe 1004 ist unter dem Drehteller 1003 ein Unwuchtkompensationsgewicht 1008 angeordnet. Die vom Motor 1001 angetriebene Welle 1002 greift durch ein bezüglich Drehung ortsfestes Kupplungsteil 1009 und eine frei auf der Welle 1002 drehbare Riemenscheibe 1010 hindurch. Auf der Antriebswelle 1005 des Umlenkgetriebes 1004 sitzt drehfest mit dieser verbunden eine weitere Riemenscheibe 1011. Die beiden Riemenscheiben 1010 und 1011 sind über einen Antriebsriemen 1012 auf Drehung miteinander gekoppelt. Die Drehachsen der Welle 1002 bzw. des Drehtellers 1003 und der Abtriebswelle 1006 des
Umlenkgetriebes 1004 schliessen einen spitzen Winkel α ein und entsprechen den primären und sekundären Achsen Ai bzw. A2 in Fig. 2.
Der Motor 1001, die Welle 1002 und der Drehteller 1003 bilden erste Antriebsmittel zum rotativen Antrieb des Waschbehälters 1 um die primäre Achse A\. Das
Umlenkgetriebe 1004, die Abtriebswelle 1006, die Antriebswelle 1005, die
Riemenscheibe 1011, der Antriebsriemen 1012 und die Riemenscheibe 1009 bilden mit den ersten Antriebsmitteln kuppel- bzw. entkuppelbare zweite Antriebsmittel zum rotativen Antrieb des Waschbehälters 1 um die sekundäre Achse A2. In der in Fig. 3 dargestellten Betriebsweise der Waschvorrichtung ist das feststehende Kupplungsteil 1009 so mit der Riemenscheibe 1010 verbunden, dass sich diese nicht drehen kann. Wenn sich der Drehteller 1003 um die primäre Achse A\ dreht, bewegt sich das Umlenkgetriebe 1004 auf einer Kreisbahn um die feststehende
Riemenscheibe 1010, wodurch die Riemenscheibe 1011 angetrieben wird. Über das Umlenkgetriebe 1004 wird die Drehbewegung der Riemenscheibe 1011 auf die Waschbehälteraufnahmefassung 1007 und damit auf den Waschbehälter 1 übertragen. In dieser Betriebsweise der Waschvorrichtung rotiert also der Waschbehälter 1, wie im Zusammenhang mit Fig. 2 beschrieben, gleichzeitig um zwei Achsen, nämlich die primäre Achse A\ und die sekundäre Achse A2. Die entsprechenden
Rotationsbewegungen sind analog Fig. 2 durch Pfeile P1 und P2 symbolisiert. Die Waschvorrichtung stellt in dieser Betriebsweise eine dual asymmetrisch arbeitende Zentrifuge dar. In der in Fig. 4 dargestellten Betriebsweise der Waschvorrichtung ist das feststehende Kupplungsteil 1009 von der Riemenscheibe 1010 entkoppelt, was in der Zeichnung durch eine axial etwas verschobene Position des Kupplungsteils 1009 angedeutet ist. Die Riemenscheibe 1010 kann sich jetzt frei auf der Welle 1002 drehen. Die
Riemenscheibe 1010 dreht sich jetzt mit der Umlaufbewegung der Riemenscheibe 1011 mit und kann somit die letztere nicht mehr drehend antreiben. In dieser
Betriebsweise der Waschvorrichtung dreht sich somit der Waschbehälter 1 nicht mehr um die sekundäre Achse A2bzw. um sich selbst, sondern nur noch um die primäre Achse A1; wobei die Rotationsbewegung um diese Achse durch den Pfeil P1 symbolisiert ist. In dieser Betriebsweise stellt die Waschvorrichtung eine klassische einachsige Zentrifuge dar.
Die Umstellung zwischen den beiden Betriebsweisen der Waschvorrichtung erfolgt konstruktiv sehr einfach durch Kopplung bzw. Entkopplung von Riemenscheibe 1010 und Kupplungsteil 1009. Die Kopplung kann z.B. auf elektromagnetischer Basis realisiert sein.
Ein grosser Vorteil der erfindungsgemässen Waschvorrichtung besteht darin, dass sowohl der unter dualer asymmetrischer Zentrifugierung erfolgende Waschschritt als auch die Entleerung des Waschbehälters durch klassische Zentrifugierung in ein und derselben Vorrichtung durchgeführt werden kann, so dass einerseits keine separaten Vorrichtungen erforderlich sind und anderseits das Handling wesentlich vereinfacht wird.
Durch einfaches Deaktivieren der Rotation des Waschbehälters um eine der beiden Achsen A\ bzw. A2, vorzugsweise der Rotation um die sekundäre Achse A2, wird von Diffusion auf Zentrifugierung umgestellt, also von einer diffusionsbedingten Durchmischung des Inhalts des Waschbehälters auf eine Separation der
Waschflüs sigkeit.
In den Figuren 5a-5d sind die unter Einsatz der erfindungsgemässen
Waschvorrichtung durchzuführenden Schritte des erfindungsgemässen
Waschverfahrens nochmals schematisch zusammengefasst. Fig. 5a zeigt die vorbereitenden Schritte analog Fig. 1. Zum Einsatz kommt hier ein Waschbehälter 301 mit einem Bodenteil 310 und einem Deckelteil 311 sowie einer Waschzelle 310. Zusätzlich ist der Waschbehälter 301 mit einer absperrbaren Ablassöffnung ausgestattet, welche in den Figuren durch ein Ventil 315 symbolisiert ist. Das Ventil 315 ist zu Beginn und während des Waschprozesses geschlossen.
Fig. 5b zeigt den Waschbehälter 301 in geschlossenem Zustand. Dieser wird in die erfindungsgemässe Waschvorrichtung eingesetzt und dual asymmetrisch
zentrifugiert, wobei er sich um zwei Achsen A\ und A2 dreht (Fig. 5c).
Nach beendigtem Waschvorgang wird die Betriebsweise der Waschvorrichtung von dualer asymmetrischer Zentrifugierung auf klassische einachsige Zentrifugierung umgestellt, wobei sich dann der Waschbehälter 301 nur noch um die primäre Achse AI dreht. Bei der Umstellung der Betriebsweise der Waschvorrichtung wird auch das Ventil 315 geöffnet. Während der anschliessenden einachsigen Zentrifugierung wird dann die Waschflüs sigkeit W aus dem Waschbehälter 301 ausgetrieben. Das Öffnen und Schliessen des Ventils 315 kann z.B. durch ein Handling-Gerät (Roboter) erfolgen. Alternativ ist auch denkbar, das Ventil 315 so auszubilden, dass es sich aufgrund der Fliehkräfte (nur) bei einachsiger Zentrifugierung selbsttätig öffnet. Die Figuren 6a und 6b zeigen schematisch, wie die aus dem Waschbehälter 315 ausgetriebene Waschflüssigkeit aufgefangen wird. Gemäss Fig. 6a ist dazu die Waschvorrichtung mit einer Wanne 1015 ausgestattet, welche den Drehteller 1003 und alle an ihm angeordneten Vorrichtung steile einschliesslich des Waschbehälters 301 umschliesst und einen Ablauf 1016 besitzt.
Bei der Ausführungsform der Fig. 6b ist eine kleinere Wanne 1017 vorgesehen, welche nur um das Waschgefäss 301 herum angeordnet ist. Die Wanne 1017 kann mit dem Waschbehälter 301 mitdrehend oder bezüglich des Umlenkgetriebes 1004 feststehend angeordnet sein.
Für Testwaschungen im Forschungs- und Entwicklungsbereich, wo es zum Beispiel darum geht, die Wirksamkeit von Waschmitteln (waschaktiven Substanzen und Substanzgemischen) im Zusammenhang mit verschiedenen textilen Substraten zu untersuchen, ist es oft wünschenswert, dass das Waschgut nach dem Waschprozess in fixierter oder planarer Form, also nicht zerknittert, vorliegt respektive in fixierter oder planarer Form gewaschen wird, weil dadurch die Messungen am Waschgut ohne weitere vorbereitende Massnahmen einfacher durchgeführt werden können. Dies ist mit dem auf dualer asymmetrischer Zentrifugierung basierenden erfindungsgemässen Waschverfahren ohne weiteres realisierbar, da dabei das Waschgut nicht zwingend relativ zum Waschbehälter bewegt werden muss. Gemäss einer vorteilhaften
Ausführungsform des erfindungsgemässen Waschverfahrens wird daher das
Waschgut fixiert, speziell planarisiert im Waschbehälter angeordnet und in fixiertem bzw. planarisiertem Zustand dual asymmetrisch zentrifugiert bzw. gewaschen. Dazu ist eine entsprechende Ausbildung des Waschbehälters erforderlich.
In Fig. 7 ist ein speziell für diese Zwecke ausgebildeter Waschbehälter 101 schematisch dargestellt. Der Waschbehälter 101 hat äus serlich wieder eine im Wesentlichen zylindrische Gestalt mit einer Achse 101a und ist etwa mittig in zwei Behälterteile 111 und 112 geteilt, die zum Öffnen des Waschbehälters 101 auseinandergenommen werden und zum Schliessen des Waschbehälters mittels nicht dargestellter Verbindungsmittel dicht miteinander verbunden werden. Im Inneren des Waschbehälters 101 sind zwei etwa halbkugelförmige Schalen 113 und 114 ausgebildet, die zwischen sich eine im Wesentlichen kugelförmige Waschzelle 110 bilden. Die beiden Behälterteile 111 und 112 des Waschbehälters 101 sind voll ausgebildet und weisen an den einander zugewandten ringförmigen Randflächen je einen Dichtungsring 115 bzw. 116 auf.
Für die Durchführung des Waschverfahrens wird das textile Waschgut T über die ringförmige Randfläche eines der beiden Behälterteile, im dargestellten Beispiel des oberen Behälterteils 112, gespannt und der überstehende Rand des Waschguts wird z.B. mittels eines elastischen Bands 117 aussen am Behälterteil 112 festgeklemmt. Dann wird nach EinfüUung der Waschflüssigkeit in den unteren Behälterteil 111 der obere Behälterteil 112 auf den unteren Behälterteil 111 aufgesetzt und die beiden Behälterteile 111 und 112 werden durch nicht dargestellte Verbindungsmittel dicht miteinander verbunden. Das textile Waschgut T ist dann quer durch die Waschzelle 110 gespannt und innerhalb der Waschzelle im Wesentlichen eben bzw. planar. Anschliessend wird der Waschbehälter 101, wie im Zusammenhang mit der Fig. 2 beschrieben, der dualen asymmetrischen Zentrifugierung unterworfen, wobei das textile Waschgut in fixiertem, hier speziell planarisiertem bzw. ebenem Zustand gewaschen wird.
Der Waschbehälter 101 der Fig. 7 ist zusätzlich mit einem Heizmittel 118 ausgestattet, mittels welchem die Temperatur der Waschflüssigkeit W in der Waschzelle 110 beeinflusst bzw. eingestellt werden kann. Je nach Anwendungsfall kann alternativ anstelle eines Heizmittels auch ein Kühlmittel vorhanden sein. Ferner kann der Waschbehälter 101 auch sowohl mit einem Heizmittel als auch mit einem Kühlmittel ausgestattet sein.
In der in Fig. 10 schematisch dargestellten Ausführungsform ist der eine Waschzelle 410 aufweisende Waschbehälter 401 mit einem wärmeisolierenden Mantel 450 versehen. Die Waschflüssigkeit im Waschbehälter 401 wird vor dem dualen asymmetrischen Zentrifugieren auf eine gewünschte Temperatur gebracht und durch die thermische Isolation des Waschbehälters 401 während des Waschvorgangs annähernd konstant gehalten. Mit 415 bzw. 416 sind wiederum Dichtungsringe und mit 417 ein elastischen Band bezeichnet.
In einer weiteren Ausbildungsform kann der eine Waschzelle 510 aufweisende Waschbehälter 501, wie in Fig. 11 dargestellt, auch mit einem externen Temperatur- Logger oder einer entsprechenden Temperatur-Sonde 530 und/oder mit einem internen Temperatur-Logger oder einer entsprechenden Temperatur- Sonde 540 ausgestattet sein. Auf diese Weise kann der Temperaturverlauf der Waschflüssigkeit während des Waschvorgangs protokolliert werden. Mit 515 bzw. 516 sind wiederum Dichtungsringe und mit 517 ein elastischen Band bezeichnet.
Zur Steigerung des Wascheffekts kann in die Waschzelle 10 bzw. 310 des
Waschbehälters 1 bzw. 301 bzw. grundsätzlich jeder Ausführungsform des
Waschbehälters auch ein Waschkörper bildendes, inertes granuläres Material G, beispielsweise etwa Glaskügelchen bzw. -perlen mit einem Durchmesser von ca. 2-4 mm, eingebracht werden, so wie dies in Fig. 1 und Fig. 5a schematisch dargestellt ist.
Die Waschzelle 110 des Waschbehälters 101 ist im in Fig. 7 gezeigten Beispiel kugelförmig ausgebildet. Die Waschzelle 110 kann jedoch auch eine andere Form aufweisen, beispielsweise eine ellipsoidische oder eine doppelt paraboloide Form etc. Stetig gekrümmte, glatte Innenwände der Waschzelle sind im Allgemeinen hinsichtlich des erreichbaren Wascheffekts vorteilhaft. Es ist vorteilhaft, dass der Waschbehälter geschlossen ist. Es ist aber auch möglich, dass der Waschprozess in einem offenen Waschbehälter durchgeführt wird. Durch die duale asymmetrische Zentrifugierung wird das Gemisch aus Waschgut und Waschflüssigkeit bei einigermassen gut eingestellten Parametern (Rotationsgeschwindigkeiten und Menge an Waschgut und Waschflüssigkeit) aufgrund der zwar hohen, aber teilweise gegeneinander wirkenden Zentrifugalkräfte automatisch innerhalb eines definierten Bereichs gehalten.
Der hinsichtlich des Wascheffekts optimale Füllgrad der Waschzelle 110, d.h. die Menge der eingebrachten Waschflüssigkeit im Verhältnis zur Form bzw. zum Volumen der Waschzelle und in Abhängigkeit der Rotationsgeschwindigkeiten um die primäre und sekundäre Achse kann empirisch ermittelt werden.
In der Forschung müssen oft eine grosse Anzahl von Testwaschungen, gegebenenfalls auch unter variierenden Bedingungen wie z.B. variierenden Waschflüssigkeiten, Temperaturen, zu waschenden Substraten etc., durchgeführt werden. Dabei ist es aus zeitlichen Gründen wünschenswert, dass möglichst viele Testwaschungen simultan durchgeführt werden können. Dies lässt sich mittels einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemässen Waschverfahrens erreichen, bei dem ein Waschbehälter mit einer Vielzahl von Waschzellen eingesetzt wird. Die Figuren 8 und 9 zeigen schematisch eine beispielsweise Ausgestaltung eines geeigneten Waschbehälters mit einer Vielzahl von Waschzellen, wobei die Fig. 9 einen Schnitt gemäss der Linie ΓΧ-ΓΧ der Fig. 8 darstellt. Der als Ganzes mit 201 bezeichnete Waschbehälter weist äusserlich wieder eine im Wesentlichen zylindrische Gestalt mit einer Achse 201a auf und umfasst vier im Wesentlichen scheibenförmige Module 220, die übereinander gestapelt lösbar miteinander verbunden bzw. verbindbar sind. Jedes Modul 220 weist an seiner Oberseite und an seiner Unterseite je zwölf etwa halbkugelförmige Einbuchtungen 213 und 214 auf, wobei die Einbuchtungen einander benachbarter Module zusammen je eine Waschzelle 210 bilden. Der Waschbehälter 201 umfasst also (im gezeigten Beispiel) insgesamt 3*12 = 36 Waschzellen 210, die in drei übereinander liegenden Ebenen innerhalb des Waschbehälters 201 angeordnet sind. Die Anzahl der
Waschzellen kann selbstverständlich den jeweiligen Einsatzerfordernissen angepasst werden. Dabei ist wichtig, dass alle Waschzellen im optimalen Mischbereich der entsprechend eingesetzten dualen asymmetrischen Waschvorrichtung bzw. deren Achsenauslegungen und Achsenparameter liegen und/oder alle Waschzellen rund um den optimalen Mischmittelpunkt der eingesetzten dualen asymmetrischen
Waschvorrichtung angeordnet sind.
Jedes Modul 220 weist an seiner Oberseite und an seiner Unterseite je einen
Dichtungsring 215 bzw. 216 auf, welche Dichtungsringe jeweils alle Einbuchtungen 213 bzw. 214 umschliessen. Jedes Modul 220 ist ferner mit einem Heizmittel 218 (und/oder einem Kühlmittel) ausgestattet.
Das textile Waschgut T wird in drei separaten Teilen jeweils zwischen zwei aneinandergrenzenden Modulen 220 so eingespannt, dass es innerhalb der einzelnen Waschzellen 210 eben ist. Auch bei dieser Verfahrensvariante können zur Erhöhung des Wascheffekts Glasperlen oder ein anderes inertes granuläres Material in die Waschzellen eingebracht werden.
In die einzelnen Waschzellen 210 des Waschbehälters 201 kann überall dieselbe Waschflüssigkeit eingebracht werden. Alternativ können aber auch in jeder
Waschzelle oder in einigen Waschzellen unterschiedliche Waschflüssigkeiten verwendet werden. Desgleichen kann auch das Waschgut in den einzelnen
Waschzellen gleich oder unterschiedlich sein, wobei vorzugsweise das Waschgut in in einer gemeinsamen Ebene angeordneten Waschzellen jeweils dasselbe ist.
Das Waschverfahren mit einem Waschbehälter 201 mit einer Vielzahl von
Waschzellen 210 erlaubt die simultane Durchführung von Serien(test) Waschungen mit unterschiedlichen oder auch gleichen Waschbedingungen.
Hinsichtlich der Form der Waschzellen 210 und deren Füllgrads gelten sinngemäss dieselben Überlegungen, wie im Zusammenhang mit dem in Fig. 7 dargestellten Waschbehälter 101 ausgeführt.
Nach erfolgtem dualen asymmetrischen Zentrifugieren analog Fig. 2, also dem eigentlichen Waschvorgang, wird die Waschflüssigkeit aus dem Waschbehälter bzw. dessen Waschzelle bzw. Waschzellen abgeführt. Dazu wird der Waschbehälter vorzugsweise um eine einzige Drehachse zentrifugiert, wobei die Waschflüssigkeit durch nicht dargestellte Leitungen oder Ablassöffnungen entweder in eine oder mehrere Auffangkavitäten innerhalb des Waschbehälters oder in die Zentrifuge selbst getrieben wird. Die Leitungen bzw. Ablassöffnungen müssen während des
Waschvorgangs geschlossen gehalten und dürfen erst während des finalen
Abzentrifugierens geöffnet werden. Alternativ kann auch durch entsprechende Anordnung der Abflussleitungen bzw. Ablassöffnungen erreicht werden, dass während der dualen asymmetrischen Zentrifugierung keine Waschflüssigkeit ausgetrieben wird, sondern erst bei der anschliessenden einachsigen Entleerungs- Zentrifugierung .
In den Figuren 12a und 12b ist eine weitere Ausbildungsform eines Waschbehälters dargestellt. Der Waschbehälter 601 mit einer in seinem Inneren befindlichen
Waschzelle 610 ist am unteren Rand seines Bodenteils 611 mit einem drehbaren Verschlussring 660 ausgestattet, der einige Öffnungen 661 aufweist. Im Bodenteil 611 sind Ablassöffnungen 662 angebracht, welche sich in der in Fig. 12a gezeigten Relativstellung des Verschlussrings 660 mit den Öffnungen 661 decken. In dieser Relativstellung des Verschlussrings 660 ist der Waschbehälter 601 nach aussen offen. In der in Fig. 12b gezeigten Relativstellung des Verschlussrings 660 sind die
Ablas s Öffnungen 662 im Bodenteil 611 durch den Verschlussring 660 abgedeckt, der Waschbehälter 601 ist also geschlossen.
Obwohl vorstehend nur in Zusammenhang mit den Waschbehältern 201, 301 und 601 erwähnt bzw. dargestellt, können Ablassöffnungen zum Ablassen der
Waschflüssigkeit selbstverständlich an allen gezeigten Ausführungsformen des Waschbehälters angebracht sein.
Die Erfindung wurde anhand von Ausführungsbeispielen erläutert, soll jedoch nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt sein. Vielmehr sind für den Fachmann zahlreiche Modifikationen denkbar, ohne dabei von der Lehre der Erfindung abzuweichen. Der Schutzbereich wird daher durch die nachstehenden
Patentansprüche definiert.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Waschen eines textilen Waschguts, wobei das Waschgut (T) und eine Waschflüssigkeit (W) in fertiger Form oder in Form von Einzelkomponenten in eine Waschzelle (10; 110; 210; 310; 410; 510; 610) eines Waschbehälters (1; 101; 201; 301; 401; 501; 601) eingebracht werden, dadurch gekennzeichnet, dass der mit dem Waschgut (T) und der Waschflüssigkeit (W) beladene Waschbehälter (1; 101; 201; 301; 401; 501; 601) dual asymmetrisch zentrifugiert wird, wobei der
Waschbehälter (1; 101; 201; 301; 401; 501; 601) um eine ausserhalb des
Waschbehälters verlaufende primäre Achse (A und gleichzeitig um eine durch den Waschbehälter verlaufende und zur primären Achse (A0 in einem spitzen Winkel (a) stehende sekundäre Achse (A2) rotiert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Waschgut (T) im Waschbehälter (101; 201; 401; 501) örtlich fixiert angeordnet und in fixiertem
Zustand gewaschen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Waschgut (T) planarisiert im Waschbehälter (101; 201; 401; 501) angeordnet und in
planarisiertem Zustand gewaschen wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass das Waschgut (T) im Waschbehälter (101; 201; 401; 501) so aufgespannt wird, dass es innerhalb der Waschzelle (110; 210; 410; 510) des Waschbehälters im Wesentlichen eben ist.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein mit zwei oder mehr Waschzellen (210) ausgestatteter Waschbehälter (201) verwendet wird, in welche Waschzellen jeweils Waschgut (T) und Waschflüssigkeit (W) eingebracht werden.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Waschbehälter (201) verwendet wird, dessen Waschzellen (210) innerhalb des Waschbehälters (201) in zwei oder mehr Ebenen angeordnet sind.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass in die
Waschzellen (210) zumindest teilweise unterschiedliche Waschflüssigkeiten (W) und/oder zumindest teilweise unterschiedliches Waschgut (T) eingebracht werden.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass in die Waschzelle (1; 10; 110; 310; 410; 510; 610) bzw. die Waschzellen (210) ein inertes granuläres Material (G), insbesondere in Form von Glasperlen, eingebracht wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur der Waschflüssigkeit (W) im Waschbehälter (1; 101; 201; 301; 401; 501; 601) während des Waschvorgangs geregelt wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein thermisch isolierter Waschbehälter (401) verwendet wird und dass die Temperatur der Waschflüssigkeit (W) im Waschbehälter (401) vor dem Waschvorgang auf einen Sollwert eingestellt wird, wobei die Temperatur der Waschflüssigkeit (W) während des Waschvorgangs im Wesentlichen konstant gehalten wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Verlauf der Temperatur der Waschflüssigkeit (W) im Waschbehälter (501) während des Waschvorgangs protokolliert wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Waschflüssigkeit (W) nach dem Waschen durch einachsiges Zentrifugieren aus dem Waschbehälter (1; 101; 201; 301; 401; 501; 601) abgeführt wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein Waschbehälter (301) eingesetzt wird, der mindestens eine offen- und verschliessbare Ablassöffnung (315) für die Waschflüssigkeit (W) aufweist, und dass die mindestens eine
Ablassöffnung (315) während des einachsigen Zentrifugierens offen gehalten wird.
14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass der
Waschvorgang in einer um zwei Achsen (A1; A2) dual asymmetrisch
zentrifugierenden Vorrichtung (1000) durchgeführt wird und dass das Abführen der Waschflüssigkeit (W) nach dem Waschvorgang in derselben Vorrichtung (1000) durchgeführt wird, wobei die Vorrichtung (1000) während des Abführens der Waschflüssigkeit (W) nur um eine (A der beiden Achsen zentrifugiert.
15. Vorrichtung zum Waschen eines textilen Waschguts (T), umfassend:
- einen Waschbehälter (1 ; 101; 201; 301; 401; 501; 601) zur Aufnahme des
Waschguts (T) und einer Waschflüssigkeit (W) in fertiger Form oder in Form von Einzelkomponenten, wobei der Waschbehälter (201; 401; 501) Mittel (215, 216; 415, 416, 417; 515, 516, 517) zum Fixieren des Waschguts (T) aufweist,
- Mittel (1007) zur Halterung des Waschbehälters (1; 101; 201; 301; 401; 501; 601) und
- Mittel (1001-1006, 1009-1011) zum dual asymmetrischen Zentrifugieren des Waschbehälters (1; 101; 201; 301; 401; 501; 601) um eine primäre Achse (Ax) und eine sekundäre Achse (A2), wobei die primäre Achse (A ausserhalb des
Waschbehälters (1; 101; 201; 301; 401; 501; 601) verläuft und die sekundäre Achse (A2) durch den Waschbehälter (1; 101; 201; 301; 401; 501; 601) verläuft und zur primären Achse (A in einem spitzen Winkel (a) steht.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass sie zwischen einer ersten und einer zweiten Betriebsweise umstellbar ausgebildet ist, wobei in der ersten Betriebsweise der Waschbehälter (1; 101; 201; 301; 401; 501; 601) um beide Achsen (A1; A2) rotiert und wobei in der zweiten Betriebsweise der Waschbehälter (1; 101; 201; 301; 401; 501; 601) nur um eine der beiden Achsen (A1; A2) rotiert.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 und 16, dadurch gekennzeichnet, dass sie erste Antriebsmittel (1001, 1002, 1003) zum rotativen Antrieb des Waschbehälters ( 1 ; 101 ; 201 ; 301 ; 401 ; 501 ; 601 ) um die primäre Achse (A 1 ) und mit den ersten Antriebsmitteln kuppel- und entkuppelbare zweite Antriebsmittel (1004-1006, 1010— 1012) zum rotativen Antrieb des Waschbehälters (1; 101; 201; 301; 401; 501; 601) um die sekundäre Achse (A2) aufweist.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15-17, dadurch gekennzeichnet, dass der Waschbehälter (301; 601) mit mindestens einer verschliessbaren und offenbaren Ablassöffnung (315; 662) zur Abführung von Waschflüssigkeit (W) aus dem
Waschbehälter (301; 601) ausgebildet ist.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15-18, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (215, 216; 415, 416, 417; 515, 516, 517) zum Fixieren des Waschguts (T) Mittel (215, 216; 415, 416, 417; 515, 516, 517) zum planarisierten Fixieren des Waschguts (T) sind.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15-19, dadurch gekennzeichnet, dass der Waschbehälter (201) zwei oder mehr Waschzellen (210) zur Aufnahme des
Waschguts (T) und der Waschflüssigkeit (W) aufweist.
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