Untersuchung der Wäscheentwässerung mit Hilfe von Zentrifugen und Pressen

42 Pages·1955·1.275 MB·German

by  (auth.)

FORSCHUNGSBERICHTE
DES WIRTSCHAFTS- UND VERKEHRSMINISTERIUMS
NORDRHEIN-WESTFALEN
Herausgegeben von Staatssekretär Prof. Leo Brandt
Nr. 171
Wäschereiforschung Krefeld
Untersuchung der Wäscheentwässerung
mit Hilfe von Zentrifugen und Pressen
Als Manuskript gedruckt
SPRINGER FACHMEDIEN WIESBADEN GMBH
1955
ISBN 978-3-663-12803-8 ISBN 978-3-663-14286-7 (eBook)
DOI 10.1007/978-3-663-14286-7
Forechungeberiohte des Wirtschafte- und Verkehreministeriums Nordrhein-Westfalen
G 1 i e d e r u n g
I. Einleitung • • • • • • ••• s. 5
1. Allgemeines über Wäscheentwässerung s. 5
II. Untersuchungen an Wäschezentrifugen s. 6
1. Aufgabenstellung s. 6
2. Versuchsbedingungen und Versuchseinrichtungen s. 7
3. Versuchsergebnisse s. 9
a) Entwässerungseffekt in Abhängigkeit von Trommel-
drehzahl und Trommeldurchmesser • • • • s. 9
b) Entwässerungseffekt in Abhängigkeit von der
Schleuderzeit • • • • • • • • s. 11
c) Entwässerungseffekt in Abhängigkeit vom Füllgewicht S. 12
d) Entwässerungseffekt in Abhängigkeit von der
Trommellochung • • • • • • • • • • S. 14
e) Entwässerungseffekt in Abhängigkeit von der
Wäscheart • • • • • • • • s. 14
f) Entwässerungseffekt in Abhängigkeit von der
Wäschetemperatur • • • • • • • • • • • • s. 16
g) Der Schleuderdruck auf die Wäsche in Abhängigkeit von
Drehzahl, Trommelhöhe und Füllgewicht s. 17
h) Die zulässige Unwucht bei Wäscheschieudern s. 18
III. Untersuchungen an Wäschepressen s. 21
1. Aufgabenstellung s. 21
2. Versuchsbedingungen und Versuchseinrichtungen s. 21
3. Versuchsergebnisse s. 23
a) Entwässerungseffekt in Abhängigkeit vom Preßdruck S. 23
b) Entwässerungseffekt in Abhängigkeit von der Preßzeit S. 24
c) Entwässerungseffekt in Abhängigkeit vom Füllgewicht S. 24
d) Entwässerungseffekt in Abhängigkeit vom Entwässerungs-
querschnitt der Presse • • • • • • • • • • S. 26
e) Entwässerungseffekt in Abhängigkeit von der Wäscheart s. 26
f) Entwässerungseffekt in Abhängigkeit von der
Wäschetemperatur S. 28
IV. Zusammenfassung s. 29
V. Literaturverzeichnis S. 3o
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Forschungsberichte des Wirtschafts- und Verkehrsministeriums Nordrhein-Westfalen
I. E i n l e i t u n g
1. Allgemeines über Wäscheentwässerung
Die Durchführung des Waschprozesses macht es erforderlich, daß das Wasch
gut mit Wasser durchnetzt ist. Der nach dem Waschen vorliegende tropf
nasse Zustand besagt, daß die Wäsche, bezogen auf ihr lufttrockenes Ge
wicht, etwa 25o - 3oo %Wasser festhält. Bis zu einem gewissen Grade kann
dieses Wasser mechanisch entfernt werden.
Man unterscheidet grundsätzlich 2 mechanische Entwässerungsmethoden:
Schleudern und Pressen.
Die in Wäschereien hauptsächlich angewendete mechanische Entwässerung
ist das Ausschleudern. Man setzt das nasse Waschgut einer Zentrifugal
beschleunigung aus, wobei das bewegliche Wasser von der in einer per
forierten Schleudertrommel festgehaltenen Wäsche getrennt wird. Die Was
sertrennung von der Wäsche erfolgt nicht wie beim Pressen durch zwangs
läufige Verkleinerung der Hohlräume im Faden- und Faserverband, sondern
durch Beschleunigungskräfte. Die Beschleunigung wirkt sich zwar auf die
Wäsche und auf das Wasser gleich aus, jedoch wird die Wäsche durch die
Trommelwand daran gehindert, dieser Beschleunigung nachzugeben, während
das Wasser durch die Hohlräume und Kanäle des Wäschepackens und durch
die Löcher der Trommelwand abfließt, so lange die Zentrifugalkräfte grös
ser sind als die Adhäsionskräfte. Der Entwässerungsvorgang kommt schließ
lich zum Stillstand, wenn die Wasserschicht auf den Fasern so klein ge
worden ist, daß die Beschleunigungskräfte die Adhäsionskräfte nicht mehr
überwiegen.
Die Wäsche erfährt dadurch, daß sie durch die Trommel daran gehindert
wird, der Beschleunigung nachzugeben eine Pressung, die aber praktisch
nicht zur Entwässerung beiträgt.
Der Preßdruck in einer geschleuderten Wäschefüllung ist bekanntlich nicht
gleichmäßig verteilt, sondern nimmt zum Trommelmantel hin zu und erreicht
dort seinen Höchstwert.
Die zweite Art der mechanischen Entwässerung geschieht durch ein Pressen
der nassen Wäsche, wodurch die Hohlräume des Faden- und Faserverbandes
verkleinert werden und das darin befindliche Wasser herausgedrängt wird
und dann abfließen kann. Diese Pressung kann in geeigneter Weise durch
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Wringen, Pressen zwischen sich drehenden Walzen oder durch Pressen in
einem Preßgefäß erfolgen. Obwohl diese Entwässerungsart in deutschen
gewerblichen Wäschereien u. W. nicht zu finden ist (sie wird dagegen
viel im Haushalt angewendet, darf ihre Bedeutung trotz grundsätzlich
schlechteren Entwässerungserfolges nicht ganz unterschätzt werden, zumal
im Ausland (Amerika, England) wahrscheinlich aus Gründen eines geringe
ren maschinellen, personellen und Zeitaufwandes, Wäschepressen auch in
gewerblichen Wäschereien anzutreffen sind.
Was bei der Schleuder die Zentrifugalbeschleunigung für den Entwässe
rungserfolg bedeutet, ist bei der Presse der Preßdruck, der hydraulisch
oder mechanisch aufgebracht wird. Er kann nicht beliebig hoch gewählt
werden. Über 4-5 kg/cm2 besteht die Gefahr, daß sich singepreßte Falten
nicht mehr restlos entfernen lassen, da eine mehr oder weniger starke
Verschiebung und Knickung des Faden- und Faserverbandes stattgefunden
hat, die sich durch den Plättvorgang nicht mehr beseitigen läßt. Der
Entwässerungsvorgang ist praktisch dann beendet, wenn sich die in der
Wäschefüllung vorhandenen Hohlräume bei einem bestimmten Druck nicht mehr
weiter verkleinern lassen. Die Steifigkeit des Faden- und Faserverbandes
in Verbindung mit der ungleichen Dicke der Wäschestücke verhindert, daß
die Hohlräume durch die Pressung restlos verschwinden können.
II. U n t e r s u c h u n g e n a n
W ä s c h e z e n t r i f u g e n
1. Aufgabenstellung
Aufgabe dieser Untersuchung war es, die Zusammenhänge bei Schleuderent
wässerung von Wäsche zu klären. Eine solche Entwässerung spielt bei der
Wäschebehandlung in der Wäscherei eine wesentliche Rolle, da sie sich
verhältnismäßig schnell, wäscheschonend und billig durchführen läßt. Maß
gebend für den Wert einer Wäscheschleud~r ist der erzielbare Entwässe
rungseffekt, ausgedrückt durch die in der Wäsche verbleibende Restfeuch
tigkeit in% des Lufttrockengewichtes, die nachfolgend in Abhängigkeit
von Trommeldurchmesser, Trommeidrehzahl, Trommellochung, Schleuderzeit,
Füllgewicht, Wäscheart und Wäschetemperatur ermittelt wurde.
Weitere Untersuchungen befaßten sich mit dem für die Wäschebeanspruchung
maßgebenden Schleuderdruck, der von Trommeldrehzahl, Füllgewicht und
Trommelhöhe abhängig ist.
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Ein weiterer wichtiger Faktor für den Betrieb der Schleuder ist ihre
zulässige Unwucht. Es ist in der Praxis kaum möglich, die Schleuder mit
Wäsche so genau zu beladen, daß sie vollkommen ausgewuchtet ist, vor al
len Dingen dann nicht, wenn die Wäsche in Säcken geschleudert wird, di~
ungleiches Gewicht haben. Die Untersuchung erstreckte sich hierbei auf
die Feststellung der zulässigen Unwucht an verschiedenen Typen und Größen
von Schleudern.
2. Versuchsbedingungen und Versuchseinrichtungen
Die Versuche wurden an verschiedenen Schleudertypen und -größen, wie sie
in Wäschereien zur Aufstellung kommen, durchgeführt. Bei den Schleuder
typen unterscheidet man Freischwinger-Schleudern, Pendelsäulen-Schleudern
und Hänge-Pendel-Schleudern (Abb. 1 - 3).
Freischwinger-Schleudern werden üblicherweise bis 2o kg Füllgewicht ge
baut, darüber hinaus verwendet man Pendelsäulen- bzw. Hänge-Pendel-Schleu
dern.
Eine Drehzahlregelung ist bei den in der Praxis eingesetzten Schleudern
meist nicht möglich. Für die Untersuchungen bei verschiedener Drehzahl
wurde deshalb eine Spezialzentrifuge mit regelbarem Motor. eingesetzt. Die
Messung der Schleuderzeit erfolgte vom Einschalten bis zum Ausschalten
des Antriebmotors. Die Bremszeit wurde nicht mitgerechnet. Das erscheint
berechtigt, da die Bremszeit verhältnismäßig kurz ist, und außerdem nach
dem Abschalten und abnehmender Drehzahl kaum noch Wasser abgeschleudert
wird.
Die Messung der Anlaufzeit erfolgte mit Hilfe eines Strommessers, der in
den Stromkreis des Schleudermotors geschaltet war. Die Anlaufzeit war
definiert als die Zeit, die vom Einschalten des Motors bis zum Erreichen
der Endstromstärke beim Betrieb der Schleuder verstreicht. Das Erreichen
der Endstromstärke entspricht dem Erreichen der Höchstdrehzahl der Schleu
der.
Die Ermittlung des Einflußes der Trommellochung, d.h. also des freien
Querschnittes des Trommelmantels, auf den Schleudereffekt wurde durch
teilweise Abdeckung der Trommelwand durchgeführt. Als Füllung wurde in
erster Linie normale Haushaltwäsche verwendet in der Zusammensetzung
von ca. 9o% Baumwoll- und 1o% Zellwollgewebe und jeweils in tropfnassem
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Deckelverriegelung
\fasche
Schleudertrommel
Antriebsmotor mit
Gegenstrombremsung ------+----#IH+-
Gummifederung
und Dämpfung
A b b i 1 d u n g
Freischwingerschleuder
Deckelverriegelung
Wäsche
Pendelsäule
Antriebsmotor
Bandbremse
A b b i 1 d u n g 2
Pendelsäulenschleuder
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Deckelverriegelung
Antriebsmotor
Bandbremse
Fliehkraftkupplung
Gummifederung und
Dämpfung
Schleudertrommel
A b b i 1 d u n g 3
Hängependelschleuder
Zustand in die Schleuder gegeben. Darüber hinaus erfolgte eine Unter
suchung über den Einfluß der Faserart (Baumwolle, Zellwolle, Leinen,
Wolle, Perlon) auf den Entwässerungseffekt. Die Feuchtigkeitsabnahme
wurde durch Wägung bestimmt und in Prozent des Lufttrockengewichtes der
Füllung ausgedrückt.
Schleudernaß-Gawicht Lufttrocken-Gawicht x %
100
Lufttrocken-Gawicht
3. Versuchsergebnisse
a) Entwässerungseffekt in Abhängigkeit von Trommeldrehzahl und
Trommeldurchmesser
Die für den Entwässerungseffekt maßgebendsten Faktoren sind Trommeldreh
zahl und Trommeldurchmesser. Beide Faktoren zusammen lassen sich in dem
physikalischen Begriff der Beschleunigung ausdrücken, der die Wäsche und
das darin durch Adhäsionskräfte festgehaltene Wasser in der Schleuder
ausgesetzt sind. Wird ein Körper beschleunigt, so wird er sich in Bewegung
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setzen, falls man ihn nicht daran hindert. Wenn also Wäsche und Wasser
in der Schleuder durch die Drehbewegung der Trommel in Richtung von der
Trommelachse weg beschleunigt werden, so versucht sich beides von der
Drehachse fortzubewegen. Die Wäsche wird durch den Trommelmantel daran
gehindert. Das Wasser fließt dagegen durch die gelochte Trommelwand bis
zu einem gewissen Maß ab und wird so von der Wäsche getrennt. Je höher
die Beschleunigung ist, desto mehr Wasser fließt ab bzw. desto kleiner
wird der Restfeuchtigkeitsgehalt bis zur Erreichung des Gleichgewichtes:
Beschleunigungskräfte - Adhäsionskräfte.
Der Wasserentzug wächst jedoch nicht lim•ar mit der Beschleunigung, d.h.
je größer man die Beschleunigung wählt, desto weniger bringt eine Be
schleunigungssteigerung für den Entwässerungseffekt. Schließlich erreicht
man eine Beschleunigung, bei der eine weitere Beschleunigungssteigerung
praktisch keinen Gewinn mehr bringt. Die Erklärung hierfür liegt darin,
daß die auf den Fasern noch haftende Wasserschicht so dünn geworden ist,
daß die Beschleunigungskräfte die Adhäsionskräfte nicht mehr überwinden
können.
Abbildung 4 zeigt diese Abhängigkeit der Restfeuchtigkeit (in%) von der
Beschleunigung als Vielfaches der Erdbeschleunigung (g).
Die Versuchsschleuder hatte einen Durchmesser von 85o mm. Die Drehzahl
wurde von 6oo bis 14oo 1/min verändert. Die Füllung bestand aus 17,2 kg
baumwollenen Arbeitsanzügen. Die Schleuderzeit als auch die Anlaufzeit
wurde konstant gehalten.
Wie schon oben erwähnt, ist die Beschleunigung durch 2 Faktoren bestimmt,
nämlich Trommeldrehzahl und Trommeldurchmesser. Es läßt sich folgende
Beziehung angeben:
2
Beschleunigung b d n o,ooo555 d • n2 (g)
2 g
d Trommeldurchmesser (mm)
n Drehzahl (1/min)
g Erdbeschleunigung (m/sec2)
Mit Hilfe dieser Beziehung läßt sich unter Benutzung der Kurve Abbil
dung 4 der mögliche Schleudereffekt einer beliebigen Schleuder angenähert
ermitteln. Z.B. wird eine Schleuder mit einem Durchmesser von 6oo mm und
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