專利名稱：用氣體噴射擾動(dòng)法干洗衣服的制作方法
本申請(qǐng)與另一序號(hào)為08/236,776、申請(qǐng)日為1994年4月29日的申請(qǐng)有關(guān)，后者所公開并要求專利保護(hù)的是一種設(shè)備及其操作法，在該設(shè)備中應(yīng)用液體二氧化碳可將弄臟的衣服和織物上的臟物去除而使它們潔凈。本申請(qǐng)的對(duì)象則為提供一種壓力較低的設(shè)施，以便在干洗過程中用來(lái)擾動(dòng)(攪動(dòng))衣服和織物，不管所用的是液體二氧化碳還是通常用的干洗溶劑如全氯乙烯。
本發(fā)明一般地涉及干洗衣服或織物的方法，更具體地說，涉及那種采用氣體噴射來(lái)擾動(dòng)，以便去除不溶污垢或顆粒污垢并防止這種污垢重新沉積的方法。
典型的干洗過程包括一個(gè)洗滌、漂清和干燥的循環(huán)連帶溶液的回收。衣服被裝在洗滌筒內(nèi)并被沉浸在從基本存儲(chǔ)筒泵到滾筒內(nèi)的洗滌液內(nèi)。附著在衣服織物上的可溶污垢就溶化在洗滌液中，因此可立即被去除。但不溶污垢必須用擾動(dòng)方法使它從織物上物理地脫離。于是，在洗滌和漂清的循環(huán)中使?jié)L筒轉(zhuǎn)動(dòng)衣服借以提供必要的擾動(dòng)，以便用物理脫離法來(lái)去除不溶污垢。
這種不溶污垢(或稱“顆粒污垢”)一旦初次被剝離，還必須慎防它重新沉積在衣服上。一般地說，一旦污垢重新沉積在衣服上，它就不再能被以后的擾動(dòng)去除。因此，必須趕在重新沉積之前用產(chǎn)生的高流率(數(shù)量級(jí)為每磅重的衣服每秒1加侖)的溶劑把由溶劑夾帶的顆粒污垢搬運(yùn)到洗滌室之外，并使它通過一連串的過濾器。每隔一定時(shí)間，洗滌液必須經(jīng)過一個(gè)蒸鎦工序，以便去除溶化的污垢和染料。蒸鎦器或者是干洗機(jī)本身的一部分，或者是獨(dú)立的。
干洗業(yè)曾使用下列這些溶劑如全氯乙烯(PCE)、石油基的或汽油干洗溶劑、CFC-113和1，1，1-三氯乙烷，所有這些溶劑在使用時(shí)一般還助以洗滌劑。但本申請(qǐng)的同一受讓人的另一申請(qǐng)(序號(hào)08/236,776、申請(qǐng)日1994年4月29日、題為“使用擾動(dòng)的液體二氧化碳作為洗滌介質(zhì)的衣服干洗)所公開的設(shè)備和方法卻是在干洗作業(yè)中使用液體二氧化碳作為洗滌介質(zhì)。該申請(qǐng)的內(nèi)容今后被簡(jiǎn)稱為“液體二氧化碳”申請(qǐng)，將在本文中引用作為參照。
不管所用溶劑的型式，在洗滌介質(zhì)中的衣服總是要進(jìn)行擾動(dòng)，以便使可溶污垢加速去除并且擾動(dòng)對(duì)顆粒(不溶)污垢的去除是必不可少的。當(dāng)使用常規(guī)的干洗溶劑時(shí)，如上所述，擾動(dòng)一般是由旋轉(zhuǎn)的滾筒提供的。當(dāng)使用液體二氧化碳時(shí)，擾動(dòng)可由好幾種方法來(lái)提供，如氣泡法/沸騰法、液體擾動(dòng)、聲波擾動(dòng)及用攪拌來(lái)擾動(dòng)液體。所有這些擾動(dòng)方法在上面提到的相關(guān)的“液體二氧化碳”申請(qǐng)中都有說明。簡(jiǎn)言之，氣泡/沸騰法是使洗滌溶液沸騰而產(chǎn)生氣泡，再由氣泡產(chǎn)生顆粒污垢剝離所必需的衣服擾動(dòng)和翻滾。液體擾動(dòng)是使液體溶劑從一個(gè)或多個(gè)噴嘴流入，而這些噴嘴所安排的形式能使洗滌介質(zhì)及其內(nèi)沉浸的衣服擾動(dòng)，并由此引起翻滾。聲波擾動(dòng)是在內(nèi)部的多孔衣服筐的周圍策略地布置聲波噴管，利用壓力波和空穴的作用使衣服和織物擾動(dòng)。最后，液體擾動(dòng)可用例如一個(gè)螺旋槳放在網(wǎng)眼衣服筐之下簡(jiǎn)單地?cái)嚢柘礈烊芤簛?lái)完成。人們還知道可以同時(shí)使用好幾種方法來(lái)得到較大的擾動(dòng)。
接下來(lái)人們會(huì)發(fā)現(xiàn)，雖然在干洗行業(yè)中有各種設(shè)備和化學(xué)品可資應(yīng)用，要開設(shè)并經(jīng)營(yíng)一個(gè)干洗店卻是較費(fèi)錢的。創(chuàng)辦的基建投資須包括費(fèi)錢的裝有擾動(dòng)設(shè)施的洗滌室以及費(fèi)錢的泵和大直徑管道系統(tǒng)的設(shè)置費(fèi)用，泵和大直徑管道是為了產(chǎn)生溶劑的高流率，借以防止顆粒污垢的重新沉積所必不可少的。而運(yùn)行費(fèi)用則包括驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生溶劑高流率的泵所需的高昂的電力費(fèi)用以及洗滌溶劑的費(fèi)用。
與常規(guī)的洗滌溶劑相比，采用密實(shí)相(密相)氣體如液體二氧化碳雖然可減少溶劑費(fèi)用，但在干洗過程中使用密實(shí)相氣體卻要支付更多的初始基建設(shè)備費(fèi)用。費(fèi)用較高的原因是由于為了使氣體維持在液態(tài)，這種系統(tǒng)必須在高壓下運(yùn)行。例如，為了使二氧化碳維持在液態(tài)，使用液體二氧化碳的洗滌室的工作壓力范圍約從500到1500Psi(磅/平方英寸，35.2到105.4Kg/cm2)。高壓室的費(fèi)用與壓力、高度用其半徑的平方成正比。這樣，雖然液體二氧化碳的費(fèi)用只是常規(guī)的干洗溶劑(如PCE)費(fèi)用的幾分之一并且從環(huán)境保護(hù)觀點(diǎn)來(lái)看較為優(yōu)越，但由于在干洗作業(yè)中應(yīng)用液體二氧化碳需要較高的初始基建投資，推廣液體二氧化碳取代常規(guī)的干洗溶劑會(huì)受到遏止。
因此，需要有一種能夠提供必要的擾動(dòng)以便去除不溶污垢的干洗方法，該方法比現(xiàn)有設(shè)備所用方法須在費(fèi)用上更為可行。
按照本發(fā)明所提供的設(shè)備和方法是用氣體噴射來(lái)擾動(dòng)從而去除織物上的顆粒污垢的。在傳統(tǒng)的干洗過程中擾動(dòng)和溶劑沉浸兩個(gè)步驟結(jié)合在一起，以便同時(shí)去除可溶污垢和不溶污垢，而現(xiàn)在這個(gè)氣體噴射擾動(dòng)過程卻是與溶劑沉浸過程分開來(lái)進(jìn)行的。這樣，顆粒污垢便可在沒有溶劑、不加壓力的環(huán)境下進(jìn)行，因此可以大大節(jié)省設(shè)備費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用。本發(fā)明的方法包括下列步驟(a)將弄臟的織物材料放在有壁的容器內(nèi)，弄臟的織物材料包括被顆粒污垢弄臟的衣服和織物；(b)將至少?gòu)囊粋€(gè)噴嘴內(nèi)發(fā)出的至少一股氣流引入到有壁的容器內(nèi)；(c)使弄臟的織物材料與所述至少一股氣流接觸，從而擾動(dòng)弄臟的織物材料，于是所述至少一股氣流共同形成擴(kuò)散的氣體；以及(d)讓擴(kuò)散的氣體從有壁的容器內(nèi)排出。
按照本發(fā)明的設(shè)備包括(a)一個(gè)用來(lái)接納至少一股氣流的有壁的容器，該容器具有一個(gè)形成圓筒形的側(cè)壁、一個(gè)端壁和一扇門；(b)一個(gè)裝在有壁容器的側(cè)壁上的進(jìn)氣裝置，該進(jìn)氣裝置具有至少一個(gè)噴嘴以便用來(lái)將至少一股氣流引入到有壁容器內(nèi)；(c)用來(lái)將氣體供應(yīng)給進(jìn)氣裝置的存儲(chǔ)裝置；(d)一個(gè)用來(lái)容納要洗滌的臟衣服和織物材料而放在有壁容器內(nèi)的套筒，該套筒具有圓筒形并由多孔的套筒或網(wǎng)眼筐組成；(e)一個(gè)用來(lái)過濾有壁容器內(nèi)氣體的裝置；以及(f)一個(gè)用來(lái)使所說氣體從有壁容器內(nèi)去除的排氣裝置；從而弄臟的衣服和織物材料可放在有壁容器內(nèi)的套筒內(nèi)并被至少一股氣流擾動(dòng)，于是不溶污垢就從弄臟的衣服和織物材料上脫離并被去除。
由于氣體噴射擾動(dòng)過程可與溶劑沉浸過程分開進(jìn)行，溶劑處理就可用顯著降低的溶劑流率來(lái)進(jìn)行。因此如泵和洗滌室那樣的設(shè)備的尺寸就可縮小，使設(shè)備費(fèi)得到相當(dāng)大的節(jié)約，耗能也可節(jié)省，因?yàn)橹恍柽\(yùn)送較少量的溶劑。另外，使用分開的氣體噴射擾動(dòng)過程還可減少干洗所需洗滌劑的數(shù)量。更具體地說，洗滌劑的主要功能之一是使顆粒污垢懸浮起來(lái)，以便用擾動(dòng)法加以去除。而本發(fā)明的實(shí)施可以減少或排除用洗滌劑作為懸浮劑的需要?？傊?，本發(fā)明的氣體噴射擾動(dòng)過程能夠大大節(jié)約基建投資和運(yùn)行費(fèi)用。
本發(fā)明的氣體噴射擾動(dòng)技術(shù)可以應(yīng)用到任一種干洗過程上，而可不管所用干洗溶劑的型式。但在節(jié)約基建投資和運(yùn)行費(fèi)用上顯得特別有利的是那些使用密實(shí)相氣體作為洗滌溶劑的干洗過程。在需要用高壓環(huán)境來(lái)維持密實(shí)相氣體的液相時(shí)，設(shè)備如洗滌室和泵的基建費(fèi)用顯然是比較高的。而本發(fā)明的實(shí)施允許顆粒污垢去除步驟在一低壓室內(nèi)(通常小于100Psi或7.0Kg/cm2)完成，昂貴的高壓設(shè)備便可縮減到只要能帶來(lái)較低的流率即可，從而基建費(fèi)用可大為減少。最后，在干洗過程中還能收到密實(shí)相氣體的自然致冷性能所能帶來(lái)的冷卻設(shè)備的好處，并且由于流率和擾動(dòng)都已減少，由此產(chǎn)生的過程熱效應(yīng)也較少，因此對(duì)這種冷卻用的密實(shí)相氣體的排放要求也就減少。
重要的是，實(shí)行密實(shí)相氣體干洗系統(tǒng)所需基建費(fèi)用的減少，使這種溶劑與傳統(tǒng)干洗系統(tǒng)中所用溶劑如PCE相比具有更大的競(jìng)爭(zhēng)力，從而傳統(tǒng)的系統(tǒng)可加速轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)環(huán)境更為有利的密實(shí)相氣體系統(tǒng)。
本發(fā)明的氣體噴射擾動(dòng)系統(tǒng)的從衣服和織物上去除顆粒污垢的能力足可與傳統(tǒng)的干洗過程相匹敵。后者是當(dāng)衣服和織物沉浸在溶劑內(nèi)時(shí)用轉(zhuǎn)動(dòng)的方法進(jìn)行擾動(dòng)的，而前者按照本發(fā)明實(shí)施時(shí)所用設(shè)備的簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)，在設(shè)備上并無(wú)運(yùn)動(dòng)部件，因此制造和維修都比較便宜。另外，用作擾動(dòng)介質(zhì)的氣體可以采用通?？少I到的便宜氣體，如二氧化碳、氮或空氣，因此該方法是對(duì)環(huán)境友好的。這樣，本發(fā)明的方法就可在基建和運(yùn)行費(fèi)用上大大節(jié)約，以較為適中的投資來(lái)替換現(xiàn)有的設(shè)備。


圖1為按照本發(fā)明構(gòu)造并適于商用的氣體噴射洗滌設(shè)備的切開透視圖；圖1A為圖1的氣體噴射設(shè)備的噴嘴外形的放大的切開視圖，圖中示出在本發(fā)明實(shí)施時(shí)噴嘴的適當(dāng)定向；圖1B為以閉環(huán)方式運(yùn)行本發(fā)明的洗滌室時(shí)所用支撐設(shè)備相互關(guān)系的示意圖；圖1C為以開環(huán)方式運(yùn)行本發(fā)明的洗滌室時(shí)所用支撐設(shè)備相互關(guān)系的示意圖；以及圖2為簡(jiǎn)式氣體噴射洗滌設(shè)備的示意圖，在該設(shè)備內(nèi)我們進(jìn)行了實(shí)例1-5的試驗(yàn)。
傳統(tǒng)干洗方法用的擾動(dòng)和溶劑沉浸的步驟可以分開來(lái)進(jìn)行，以便在基建投資和運(yùn)行費(fèi)用上得到顯著的節(jié)約。氣體噴射擾動(dòng)可以用來(lái)去除衣服和織物上的顆粒污垢，而只有極少擾動(dòng)的溶劑沉浸可在分開的過程中進(jìn)行，以便用來(lái)去除可溶污垢。將這兩個(gè)基本的干洗步驟分開，可使進(jìn)行溶劑沉浸所需的基建投資和運(yùn)行費(fèi)用顯著減少。這種節(jié)約的可能性對(duì)于那些采用密實(shí)相氣體系統(tǒng)而需高壓設(shè)備的干洗方法特別顯著。
對(duì)被顆粒污垢和可溶污垢弄臟的衣服和織物進(jìn)行干洗，擾動(dòng)和溶劑沉浸這兩道步驟都是必要的。雖然氣體噴射擾動(dòng)在去除顆粒污垢方面十分有效(如同下面的實(shí)例所示)，但在去除可溶污垢方面如魚體油，溶劑沉浸也是需要的。因此盡管可以設(shè)想干洗方法只包括氣體噴射擾動(dòng)，但很可能溶劑沉浸也是需要的。
氣體噴射擾動(dòng)過程可在溶劑沉浸步驟之前或之后進(jìn)行。對(duì)于含有極少量可溶污垢的衣服，最好先進(jìn)行氣體噴射擾動(dòng)。在這種條件下，顆粒污垢的重新沉積可以降為最少。反之，對(duì)于含有大量可溶污垢的衣服，最好先進(jìn)行溶劑沉浸，因?yàn)榭扇芪酃改軐?shí)際上將顆粒污垢束縛在織物上。采用在干洗溶劑中沉浸的方法去除可溶污垢，可有效地為采用氣體噴射擾動(dòng)法釋放在織物上的顆粒污垢作好準(zhǔn)備。
現(xiàn)在參閱附圖，其中相同的標(biāo)號(hào)表示相同的部件。在圖1中畫出的是本發(fā)明的氣體噴射洗滌室設(shè)備的一個(gè)較優(yōu)實(shí)施例。要洗滌的織物和衣服10被裝在洗滌室14內(nèi)的一個(gè)套筒12內(nèi)。洗滌室14由實(shí)心的側(cè)壁16和實(shí)心的端壁18構(gòu)成，這樣加上一扇門后(圖中被切去)便可使正在處理中的套筒12和衣服10完全封閉。套筒12用來(lái)容納衣服并讓氣體20傳送到其內(nèi)，為的是要引起衣服的擾動(dòng)并將衣服上的污垢運(yùn)走。由于這雙重任務(wù)，因此套筒12一方面必須具有強(qiáng)度足夠的結(jié)構(gòu)，以便容納衣服；另一方面還必須具有足夠多的孔眼，以便氣體20好傳送到其內(nèi)，兩者須取得平衡。套筒12可制成多孔的滾筒，但為了使維修工作簡(jiǎn)單，最好采用一個(gè)可拿走的由網(wǎng)眼構(gòu)成的內(nèi)筐。為了在擾動(dòng)時(shí)促使衣服有一個(gè)有效的旋轉(zhuǎn)模式(下面將更充分的討論)，套筒的形狀須能促使衣服在氣流的旋渦內(nèi)不斷地翻滾。因此，套筒12最好構(gòu)成圓筒形。在套筒12和洗滌室的實(shí)心壁18之間設(shè)有氣體過濾裝置22，它是被設(shè)計(jì)用來(lái)去除氣流20中的不溶污垢的。過濾裝置22中可具有如靜電沉淀器或紙過濾器這樣的裝置，但并不限于此。雖然沒有在圖1中示出，洗滌室14的門上同樣應(yīng)裝有過濾裝置。
在洗滌室14的側(cè)壁16上設(shè)有一個(gè)或多個(gè)氣體進(jìn)口24。氣體進(jìn)口24至少與一個(gè)噴嘴26連接。如同圖1A中更詳細(xì)地示出的情況，噴嘴26的取向應(yīng)使氣流20與套筒12相切從相切的方向略微向內(nèi)，這樣就會(huì)在套筒12內(nèi)造成一個(gè)旋渦運(yùn)動(dòng)。最好設(shè)有噴嘴26的匯流腔(總管)以便有效地?cái)_動(dòng)衣服10。當(dāng)采用多個(gè)噴嘴26時(shí)，大多數(shù)噴嘴應(yīng)排在一條直線上，以便促使氣體20作旋渦運(yùn)動(dòng)。
在套筒12上必須有一排與匯流腔噴嘴26對(duì)準(zhǔn)的孔28，使進(jìn)來(lái)氣體20的流動(dòng)不致受到套筒12的阻礙。這些孔28可以是如上所說的設(shè)在套筒12上的眾多孔眼，或者是與噴嘴安排匹配的特地定位的另增的孔。
再次參閱圖1，最好噴嘴匯流腔26的中心線沿著洗滌室14的側(cè)壁16設(shè)置，而長(zhǎng)度則擴(kuò)展到套筒12的整個(gè)長(zhǎng)度。匯流腔26通過氣體進(jìn)口20連接到氣體供應(yīng)存儲(chǔ)器30上。最后，還有一氣體出口32設(shè)在洗滌室14內(nèi)，最好設(shè)在底部。如同任何具有流體輸送的過程那樣，重要的是要適當(dāng)?shù)卮_定尺寸并使部件如噴嘴、泵、管道和室(如洗滌室14)適合眼前的特定應(yīng)用。采用適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)、最佳的流體流率、縮減的循環(huán)時(shí)間，最后，可以得出最佳的效能。
在操作氣體噴射洗滌室14時(shí)，將要洗滌的織物和衣服10裝在套筒12內(nèi)，其時(shí)被關(guān)上門(未畫出)而完全封閉。氣體從氣體供應(yīng)裝置32通過氣體進(jìn)口24進(jìn)入噴嘴匯流腔26而運(yùn)送到洗滌室內(nèi)，從而形成一股高速的射流。高速的氣體在封閉的洗滌室內(nèi)造成對(duì)流的渦流，如圖1所示。當(dāng)氣體從噴嘴26噴出時(shí)，其速度使其附近的織物被挾帶。織物在移動(dòng)到氣流20內(nèi)時(shí)經(jīng)受到一個(gè)相對(duì)于其尾端的加速，形成一個(gè)“拉伸”。而當(dāng)?shù)竭_(dá)渦流的頂點(diǎn)時(shí)織物10放松，其時(shí)織物沿著套筒12的壁滑下進(jìn)入到新來(lái)的氣流20中，經(jīng)受另一個(gè)“拉伸和放松”的循環(huán)。衣服所經(jīng)受的這種反復(fù)的“拉伸和放松”循環(huán)不斷提供必要的擾動(dòng)，使顆粒污垢機(jī)械地從衣服上被驅(qū)趕出來(lái)。而一旦被驅(qū)趕，顆粒污垢就被氣流20運(yùn)送到套筒12之外，并在洗滌室14內(nèi)被過濾裝置22從氣流20中去除。以上說明了氣流是如何用不斷的翻滾作用來(lái)擾動(dòng)衣服10的。過濾后的氣體通過氣體出口32從洗滌室14排出。
在氣體噴射擾動(dòng)洗滌法中使用的氣體最好在便宜的、通常無(wú)毒的、不燃的氣體群中選取，雖然其他氣體也許同樣有效。適用的氣體包括但并不限于空氣、氮?dú)夂投趸?。所用氣體的相可以是干的(未經(jīng)壓縮的)或“密實(shí)相”(被壓縮到液化點(diǎn))。在本發(fā)明的實(shí)施中采用經(jīng)過適當(dāng)選擇的氣體可使本方法在實(shí)行時(shí)不象采用有毒性的化學(xué)品如PCE那樣需要進(jìn)行昂貴的環(huán)境排放控制。在本發(fā)明的方法中只有從衣服上去除的顆粒污垢可能會(huì)牽涉一些環(huán)境問題，但人們可以預(yù)計(jì)到這些從衣服上去除的污垢物質(zhì)對(duì)環(huán)境造成的危害應(yīng)該是微不足道的。
當(dāng)壓縮而液化的二氧化碳被用作氣體噴射的氣源時(shí)，進(jìn)入氣體進(jìn)口24的流體為液體。在噴嘴26上的瞬間內(nèi)立即發(fā)生相變。一部分液體蒸發(fā)成為氣體，其余的液體留在低溫狀態(tài)。在短暫的暴露期內(nèi)，所有的二氧化碳都汽化成為氣體，因此其作用與氮?dú)馍淞飨嗤?。但在較長(zhǎng)的暴露期內(nèi)，將會(huì)發(fā)生較顯著的溫度降。這時(shí)如果讓洗滌室14內(nèi)的壓力上升，將可產(chǎn)生一個(gè)條件，在該條件下部分二氧化碳仍可保留成為液體。具體地說，要使一部分二氧化碳保留為液相，壓力必須在二氧化碳的三重點(diǎn)(75Psi或5.28kg/cm2)之上，而溫度必須等于二氧化碳在該壓力下的沸點(diǎn)。這樣，二氧化碳就能以液體噴射的形式與套筒12接觸。使至少一部分二氧化碳保留成液體形式可能是有利的。例如，如果套筒12上覆蓋著顆粒污垢，那么噴射作用就能沖掉顆粒污垢使它進(jìn)入到過濾設(shè)施22內(nèi)，這樣就可消除顆粒污垢被衣服撿起作為重新沉積污垢的可能性。
各種表面處理劑可加入到所選用的氣體中，以便增強(qiáng)干洗過程。例如通常在干洗業(yè)中應(yīng)用的精整劑，如上漿劑和抗靜電劑都可添加。
本發(fā)明的氣體噴射法可用開環(huán)或閉環(huán)的方式實(shí)行。如果選用特殊的氣體如二氧化碳或氮?dú)?，那么閉環(huán)作業(yè)方式較為合適；而當(dāng)空氣被選作所用氣體時(shí)，就可用開環(huán)方式。現(xiàn)在參閱圖1B，其中用圖示出采用密實(shí)相氣體操作時(shí)的閉環(huán)作業(yè)方式，氣體出口30連接到一個(gè)凝結(jié)器34上，以便把氣體凝結(jié)成密實(shí)相狀態(tài)，為返回到氣體供應(yīng)筒40作好準(zhǔn)備。有一致冷單元38抽取凝結(jié)過程中釋出的熱。泵36用來(lái)將密實(shí)相氣體從凝結(jié)器34輸送到存儲(chǔ)筒40。密實(shí)相氣體通過進(jìn)口管路28返回到洗滌室14內(nèi)。其他在閉環(huán)過程中可用的設(shè)備還包括一個(gè)閥(未畫出)，該閥用來(lái)在密實(shí)相氣體還沒有進(jìn)入洗滌室14之前將添加劑引入到密實(shí)相氣體內(nèi)。參閱圖1C，其中用圖示出開環(huán)作業(yè)方式，風(fēng)機(jī)或壓縮機(jī)32之類的設(shè)備可以用來(lái)輸送氣體，該氣體具有形成高速對(duì)流氣流所需的壓力。其時(shí)將氣體輸送到洗滌室14內(nèi)的設(shè)備的選擇并不構(gòu)成本發(fā)明的一部分，但應(yīng)反映出是對(duì)過程工作參數(shù)作過仔細(xì)考慮的。
對(duì)本文所說新來(lái)氣體20適用的典型壓力，其范圍約從10到300Psi(0.7到21.1kg/cm2)，取決于要洗滌的衣服10的數(shù)量和重量及氣體20的流率這類的因素。一般地說，對(duì)于較大、較重的衣服10和大量衣服10的負(fù)載需要采用較高的壓力。新來(lái)氣體20的壓力須用一個(gè)壓力調(diào)節(jié)器40來(lái)控制，因?yàn)檫@個(gè)壓力本身還會(huì)確定流率。因此流率的范圍為從對(duì)于小洗滌室的100升/分起到對(duì)于大負(fù)載的約為10000升/分。當(dāng)采用來(lái)自被壓縮的氣體供應(yīng)裝置30的密實(shí)相氣體時(shí)，壓力調(diào)節(jié)器40是極其需要的，因?yàn)闅怏w壓力通常比氣體噴射擾動(dòng)過程所需的壓力要高得多。雖然洗滌室14可在接近大氣壓的條件下工作，但本過程對(duì)于高壓力同樣有效，并且可在溶劑洗滌容器(未畫出)內(nèi)進(jìn)行，從而可以取消裝載容器和從容器卸載所需的人工。
本發(fā)明的方法可在任何適合要洗滌的織物10的溫度下進(jìn)行。溫度的上限為使織物開始發(fā)生收縮的溫度。對(duì)于含有水分的衣服10，溫度的下限為0℃，因?yàn)榻Y(jié)冰能夠截留顆粒污垢。在實(shí)施本發(fā)明時(shí)，溫度最好約在從0℃到50℃的范圍內(nèi)。雖然一般地說采用具有室溫的氣體是合適的，但進(jìn)入洗滌室14的氣體20的溫度也可用一加熱器或冷卻器(未畫出)來(lái)調(diào)節(jié)。在一個(gè)實(shí)施例中，氣體噴射擾動(dòng)可從一個(gè)略微提高的溫度開始，以便減少衣服10內(nèi)的水分含量，然后可讓溫度降到0℃之下。在顆粒污垢洗洚循環(huán)結(jié)束后，氣體溫度重新升回到室溫，以便防止衣服10從洗滌室14拿出時(shí)衣服上有過多的水分凝結(jié)。這樣衣服水分的重新獲得便可由氣體噴射溫度和衣服本身初始的水分含量來(lái)調(diào)節(jié)。另外，這個(gè)方法在氣體噴射洗滌時(shí)當(dāng)用蒸發(fā)的液化氣來(lái)漂洗套筒12的壁以便防止重新沉積時(shí)，在降低壓力要求方面是有用的。
擾動(dòng)過程最佳的持續(xù)時(shí)間取決于許多因素，如衣服10的弄臟程度、負(fù)載的大小和所用氣體的流率。但最好使衣服10暴露在擾動(dòng)下的時(shí)間盡可能地縮小，因?yàn)檫@個(gè)擾動(dòng)是由高速氣體產(chǎn)生的，它必然會(huì)使織物處于受力狀態(tài)。如同下面這些實(shí)例所示，氣體噴射擾動(dòng)可在小至15秒的時(shí)間內(nèi)就得到有效的結(jié)果，并且在任何情況下5分鐘的擾動(dòng)可能都足夠了。通過擾動(dòng)持續(xù)時(shí)間的優(yōu)化可使織物內(nèi)應(yīng)力減小并使系統(tǒng)處理量達(dá)到最大。
如同以溶劑為基礎(chǔ)的干洗一樣，必須防止已經(jīng)用氣體噴射擾動(dòng)驅(qū)趕出來(lái)的顆粒污垢重新沉積在衣服10上。在沒有溶劑的情況下，有各種方法可以用來(lái)防止顆粒污垢的重新沉積。其中包括采用離子化的新進(jìn)入氣體以便消除靜電載荷，以及采用靜電沉淀器作為外出氣體的過濾裝置22。另外，在洗滌室14內(nèi)采用套筒12也可防止重新沉積。如果沒有套筒12，那么在氣體噴射擾動(dòng)時(shí)由于衣服與洗滌室內(nèi)覆蓋著污垢的側(cè)壁16和端壁18接觸，很可能會(huì)產(chǎn)生顯著的重新沉積。而一個(gè)具有極小“實(shí)心壁”表面積的帶網(wǎng)眼的或多孔的套筒12可允許氣流20挾帶顆粒通過，同時(shí)將衣服10留下以便繼續(xù)擾動(dòng)，這樣便可防止衣服被重新沉積。
現(xiàn)提供下列試驗(yàn)實(shí)例用來(lái)說明氣體噴射擾動(dòng)方法和設(shè)備的各種原理，以及氣體噴射擾動(dòng)在去除弄臟衣服上的顆粒污垢方面的效果。試驗(yàn)實(shí)例試驗(yàn)實(shí)例1-5是按照本發(fā)明的方法在圖2中示意畫出的氣體噴射洗滌系統(tǒng)50內(nèi)進(jìn)行的。洗滌室52由一直徑為7.25英寸(18.4cm)、高為14英寸(36.6cm)的圓筒形容器構(gòu)成的。有一購(gòu)自Wheaton噴灑系統(tǒng)公司(Spraying Systems Co.of Wheaton，IL)、部件號(hào)為12515的噴嘴54裝在洗滌室52的中心，離開洗滌室的底56約7英寸(17.8cm)，指向直上方。通到噴嘴54的進(jìn)氣管58連接到一個(gè)含有壓縮氮?dú)獾耐?0上，其壓力調(diào)節(jié)器62設(shè)定在200Psi(1.38MPa或14.1kg/cm2)。有一球閥64用來(lái)發(fā)出和停止氣流。有一加熱器66設(shè)在進(jìn)氣管路68上，但在這些試驗(yàn)中未曾應(yīng)用。在洗滌室的底部56也設(shè)有一個(gè)氣體出口70。有一由篩網(wǎng)構(gòu)成的假底72設(shè)在洗滌室52內(nèi)，離開其底56的距離約為7英寸(17.8cm)。假底72用來(lái)使織物離開氣體出口70和洗滌室52的下壁74，并可用來(lái)進(jìn)行重新沉積模式的研究。還裝有一個(gè)熱電偶76和一個(gè)壓力傳感器78，以便監(jiān)控洗滌室52內(nèi)的溫度和壓力。洗滌室52在工作時(shí)用蓋89封閉。
試驗(yàn)實(shí)例6和7只是為了比較而進(jìn)行的，它們并不代表本發(fā)明的實(shí)際情況。這兩個(gè)試驗(yàn)都采用傳統(tǒng)的干洗溶劑全氯乙烯(PCE)。這兩個(gè)試驗(yàn)所用的擾動(dòng)方法將在下面說明，但都不采用本發(fā)明的氣體噴射擾動(dòng)法。
在每一個(gè)試驗(yàn)中，都用尺寸為2.75英寸乘4英寸(7.5cm×10cm)的長(zhǎng)方塊棉布作為試驗(yàn)織物。試樣被國(guó)際織物護(hù)理研究所(Internafional Fabricare Institute；IFI)用“地毯灰塵”弄臟，該所慣常提供這種作為標(biāo)準(zhǔn)的試樣，以便用來(lái)測(cè)量干洗方法在去除顆粒污垢方面的效能。這種試樣被干洗行業(yè)常規(guī)地用來(lái)評(píng)價(jià)干洗方法的效果。每一個(gè)試驗(yàn)前后都用一個(gè)手持反射計(jì)來(lái)描述臟度。較高的反射率值表示較高的清潔度。
在實(shí)例1-7中完成的七個(gè)試驗(yàn)的結(jié)果在下面表1中列出。在審閱表1中列出的最終反射率值時(shí)可以清楚地看到，氣體噴射擾動(dòng)在去除顆粒污垢方面與傳統(tǒng)的將衣服沉浸在液體溶劑內(nèi)擾動(dòng)的干洗方法相比可以完成得同樣好。在下面除對(duì)每一實(shí)例所包含的工作步驟進(jìn)行說明外，最后還對(duì)這些實(shí)例的重新沉積過程作出分析。
表1初始和最終的反射率值反射率實(shí)例編號(hào)時(shí)間(分)初始最終1 1 2.1 2.72A 1 2.1 ＜2.62B 3 2.1 ＞2.63 1 2.1 2.74 0.252.1 2.75 1 2.1 2.76 15 2.1 2.77 15 2.4 2.8實(shí)例1將三塊試樣放在網(wǎng)眼篩72的上面并將洗滌室52關(guān)閉。使試樣暴露在200Psi(14.1kg/cm2)的氮?dú)馍淞髦幸环昼姡鋾r(shí)溫度約為22℃。氣體射流在操作時(shí)排氣管路始終保持開放，因此當(dāng)新進(jìn)來(lái)的干凈氮?dú)鈹_動(dòng)織物試樣時(shí)，“裝載著污垢的”氮?dú)饩捅粵_洗出去。氣體射流在操作時(shí)洗滌室52內(nèi)最大的壓力為80Psi(552KPa；5.6kg/cm2)，溫度保持在約22℃。
當(dāng)氣體通過氣體排出管路70放空從而使洗滌室52回復(fù)到大氣壓力后，將試樣取出并用目測(cè)和反射計(jì)檢驗(yàn)清潔度。得出的清潔度已列在上面的表1中。而重新沉積是在檢驗(yàn)篩網(wǎng)水平以上和以下的洗滌室壁后予以評(píng)價(jià)的。
實(shí)例2A和2B這兩個(gè)試驗(yàn)所采用的進(jìn)行步驟與實(shí)例1相同，不同的是(1)有二十六塊試樣放在洗滌室52中而不是三塊，并且(2)暴露在氮?dú)馍淞飨碌臅r(shí)間有所改變，對(duì)實(shí)例2A為一分鐘而對(duì)實(shí)例2B為三分鐘。
實(shí)例2A和2B是被設(shè)計(jì)用來(lái)評(píng)估在實(shí)施本發(fā)明時(shí)洗滌室負(fù)載、織物堆裝和延長(zhǎng)的暴露時(shí)間對(duì)最終清潔度的影響。所得到的清潔度已在上面的表1中列出。雖然在這個(gè)較大的負(fù)載中臟灰塵的總量顯然要大得多，但與實(shí)例1相比可見最終反射率基本上沒有受到影響。
實(shí)例3將三塊試樣放在網(wǎng)格篩72上并將洗滌室52關(guān)閉。將試樣暴露在液化二氧化碳?xì)馍淞髦幸环昼姡鋾r(shí)溫度約為22℃。液化二氧化碳來(lái)自一個(gè)加壓到360Psi(2.48MPa；25.3kg/cm2)的存儲(chǔ)筒，該筒連接到進(jìn)氣管路58上。氣體射流在操作時(shí)出氣管路始終保持開放，因此當(dāng)新進(jìn)來(lái)的干凈二氧化碳擾動(dòng)織物試樣時(shí)，“裝載著污垢的”液化二氧化碳就被沖洗出去。氣體射流在操作時(shí)洗滌室內(nèi)的最大壓力為190Psi(1.31MPa；13.4kg/cm2)，而溫度則從22℃降到約為-30℃。在這種條件下，一部分二氧化碳就從液體汽化為氣體，而保留為液體的那部分則沖擊到洗滌室52的壁上。當(dāng)洗滌室回復(fù)到大氣壓力后將試樣取出，并如同實(shí)例1檢驗(yàn)其清潔度。得出的清潔度已列在上面的表1中。
實(shí)例4這個(gè)試驗(yàn)所用的進(jìn)行步驟與實(shí)例3相同，不同的是暴露時(shí)間被縮短為0.25分。氣體射流在操作時(shí)洗滌室52內(nèi)的最大壓力為111Psi(765MPa；7.8kg/cm2)，而溫度則從22℃降到約為-1.5C。在這種條件下幾乎所有的二氧化碳都從液體汽化為氣體。這個(gè)實(shí)例所得出的清潔度已在上面的表1中列出，它告訴我們將暴露時(shí)間減少到只有15秒并不會(huì)必然不利地影響最終達(dá)到的清潔度。因此，從上面這些實(shí)例可以推導(dǎo)出大多數(shù)洗滌是在擾動(dòng)的最初一秒內(nèi)就已進(jìn)行的。
實(shí)例5這個(gè)試驗(yàn)所用的進(jìn)行步驟與實(shí)例3相同，不同的是將二十六塊織物試樣放在洗滌室內(nèi)而不是三塊，另外還放入一塊干凈織物，以便用來(lái)評(píng)估在織物上的重新沉積。本實(shí)例所得到的清潔度已在上面的表1中列出。雖然在這個(gè)較大的負(fù)載中臟灰塵的總量顯然要大得多，但最終的反射率基本上沒有受到影響。
比較用實(shí)例6將一試樣放在一升的罐內(nèi)與100ml的全氯乙烯(PCE)和1％的Sfaticol(干洗洗滌劑)在一起。關(guān)上蓋子后，以大約60次/分的頻率上下?lián)u動(dòng)試樣，使它受到猛烈的擾動(dòng)歷時(shí)15分鐘，然后從罐中取出試樣并使它在空氣中干燥，再測(cè)量其反射率，結(jié)果已在上面的表1中列出。
比較用實(shí)例7由商業(yè)的干洗店用PCE、水(4％)和含有洗滌劑的洗滌介質(zhì)干洗的一塊試樣。把這個(gè)實(shí)例包括在內(nèi)的目的是要將現(xiàn)有的對(duì)沉浸在溶劑內(nèi)的衣服進(jìn)行擾動(dòng)的干洗方法與在無(wú)溶劑的低壓環(huán)境內(nèi)用氣體噴射擾動(dòng)的方法作一比較。這個(gè)實(shí)例得出的清潔度已在上面的表1中列出，它指出雖然這個(gè)試樣的初始反射率比其他實(shí)例高，但最終反射率卻與按照本發(fā)明的實(shí)施所得到的基本相同。重新沉積過程的分析在實(shí)例1-5中，在洗滌室52的壁上都可見到臟灰塵(顆粒污垢)。一般情況只有大約80％的臟灰塵是在篩網(wǎng)之下，這是因?yàn)橐刮酃副３衷趹腋顟B(tài)所必需的湍流比洗滌室內(nèi)的篩底72要高得多。
但在實(shí)例3和5中，臟灰塵卻被集中在篩網(wǎng)之下幾英寸的壁上并且呈現(xiàn)一種特征性的模式，該模式是由液體二氧化碳在到達(dá)容器較暖的部分時(shí)汽化而沖洗出來(lái)的。更具體點(diǎn)說，大約有90％的臟灰塵呈現(xiàn)在篩網(wǎng)之下，這一點(diǎn)可表明液體沖洗技術(shù)在減少重新沉積的可能性方面是有效的。另外，在實(shí)例5開始時(shí)加入的干凈的織物試樣只是在亮度上略有減小，進(jìn)一步可以確定只有極小的重新沉積。
實(shí)例1-5的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與實(shí)例6)7相比，表明氣體噴射擾動(dòng)在去除顆粒污垢方面與傳統(tǒng)的沉浸在溶劑內(nèi)擾動(dòng)同樣有效。而氣體噴射去除顆粒污垢是有利的，因?yàn)?1)它可顯著減少干洗的基建投資和運(yùn)行費(fèi)用；(2)它比傳統(tǒng)的擾動(dòng)方法快；以及(3)它能不用添加劑而在“干”態(tài)下完成。實(shí)際上，按照本發(fā)明的實(shí)踐，對(duì)于只有不溶污垢斑跡的衣服，溶劑沉浸是完全可以避免的。
用氣體噴射來(lái)擾動(dòng)弄臟的衣服和織物借以驅(qū)除顆粒污垢的方法可望在干洗店中獲得應(yīng)用，并且可望它們從傳統(tǒng)的有毒的干洗溶劑如PCE轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)環(huán)境友好的液體二氧化碳。
這樣，這里公開了在沒有沉浸在液體溶劑內(nèi)的情況下用氣體噴射來(lái)擾動(dòng)借以去除顆粒污垢的設(shè)備和方法。顯然對(duì)本行業(yè)的行家來(lái)說，要對(duì)本發(fā)明的鮮明特性進(jìn)行各種改變和修改是完全可能的，但所有這些改變和修改可能都仍在下列權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種通過去除包括不溶污垢在內(nèi)的致臟物質(zhì)來(lái)洗滌弄臟的衣服和織物(10)的方法，所說方法的包括下列步驟(a)將所說的弄臟織物(10)放在有壁容器(14)內(nèi)；(b)將至少一股氣流(20)引入到所說有壁容器(14)內(nèi)，所說至少一股氣流(20)是由至少一個(gè)噴嘴(26)發(fā)出的；(c)使所說至少一股氣流(20)接觸到所說弄臟的織物(10)上，從而擾動(dòng)所說弄臟織物(10)，于是所說至少一股氣流(20)集體形成擴(kuò)散的氣體；以及(d)讓所說擴(kuò)散的氣體從所說有壁容器(14)內(nèi)排出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所說有壁容器(14)還具有一個(gè)套筒(12)，所說套筒(12)是從多孔套筒或帶網(wǎng)眼的筐中選取的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所說至少一股氣流(20)中的氣體是從二氧化碳、氮?dú)夂涂諝庵羞x取的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所說至少一股氣流(20)中的氣體包括壓力在約10到300Psi(0.7到21.1kg/cm2)范圍內(nèi)的壓縮氣體。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，所說壓縮氣體(20)為液化二氧化碳。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所說至少一股氣流(20)是從所說至少一個(gè)噴嘴(26)以大約為100到10,000升/分范圍內(nèi)的流率發(fā)出的。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所說弄臟織物(10)是用所說至少一股氣流(20)經(jīng)過一段大約為0.25到5分范圍內(nèi)的時(shí)間來(lái)擾動(dòng)的。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，該方法在所說接觸步驟(c)后還包括處理所說擴(kuò)散的氣體、從而去除所說致臟物質(zhì)的步驟。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所說擴(kuò)散的氣體重新被壓縮并以至少為一股氣流的形式返回到有壁容器內(nèi)。
10.一種實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1所述的方法所用的設(shè)備，該方法為通過去除包括不溶污垢的致臟物質(zhì)來(lái)洗滌弄臟的衣服和織物的方法，該設(shè)備包括(a)一個(gè)用來(lái)接納氣體(20)的有壁容器(14)，所說氣體(20)至少以一股氣流進(jìn)入所說有壁容器(14)，所說有壁容器(14)具有一個(gè)側(cè)壁(16)、一個(gè)端壁(18)和一扇門，并且所說側(cè)壁(16)形成一個(gè)圓筒形；(b)一個(gè)連接到所說有壁容器(14)的所說側(cè)壁(16)上的進(jìn)氣裝置(24)，所說進(jìn)氣裝置(24)具有至少一個(gè)噴嘴(26)，以便將所說至少一股氣流(20)引入到所說有壁容器(14)內(nèi)；(c)用來(lái)將所說氣體(20)供應(yīng)給所說進(jìn)氣裝置(24)的存儲(chǔ)裝置(30)；(d)一個(gè)在所說有壁容器(14)內(nèi)用來(lái)存放要洗滌的所說弄臟衣服和織物(10)的套筒(12)，所說套筒(12)為圓筒形，可從多孔套筒和帶網(wǎng)眼的筐中選??；(e)一個(gè)用來(lái)從所說有壁容器(14)內(nèi)的所說氣體上去除所說不溶污垢的裝置(22)；以及(f)一個(gè)在所述有壁容器(14)內(nèi)用來(lái)將所述氣體(20)從中排除的出氣裝置(32)；從而所說弄臟的衣服和織物(10)可放在所說有壁容器(14)內(nèi)的所說套筒(12)內(nèi)并被所說至少一股氣流(20)擾動(dòng)，于是所說不溶污垢便可脫離并被從所說弄臟的衣服和織物(10)上去除。
全文摘要
衣服(10)上的大量顆粒污垢可在無(wú)溶劑的低壓環(huán)境下用噴射氣流擾動(dòng)法加以去除。其去污能力足可與傳統(tǒng)的擾動(dòng)沉浸在溶劑內(nèi)的衣服的干洗方法相匹敵。這樣，干洗作業(yè)便可包括一個(gè)用來(lái)去除可溶污垢的溶劑沉浸步驟和一個(gè)用來(lái)去除顆粒污垢的氣體噴射的擾動(dòng)步驟。本發(fā)明的實(shí)施可在設(shè)備和運(yùn)行費(fèi)用上得到相當(dāng)大的節(jié)約。所用設(shè)備(14)中沒有運(yùn)動(dòng)部件，因此制造和維修較容易。擾動(dòng)氣體(20)可以是便宜氣體，如二氧化碳、氮?dú)饣蚩諝?，因此該方法不污染環(huán)境。
文檔編號(hào)D06F43/00GK1132284SQ9511875
公開日1996年10月2日 申請(qǐng)日期1995年11月7日 優(yōu)先權(quán)日1994年11月8日
發(fā)明者埃德娜·M·珀?duì)? 安吉拉·Y·威爾克森, 卡爾·W·湯森特, 西德尼·C·趙 申請(qǐng)人:休斯航空公司