DE2455448C3 - Vorrichtung zur Behandlung von Garnbündeln - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Behandlung von Garnbündeln mit einer die Garnbündel aufnehmenden drehbaren Trommel, die in einem einen zur Trommel führenden Einlaß und einen von der Trommel wegführenden Auslaß aufweisenden Trommelgehäuse untergebracht ist, mit einer Heizeinrichtung und einem Gebläse.

Bei einem derartigen Stand der Technik (US-PS 99 664) wird die Trommel bzw. werden die daran befindlichen Garnbündel mit Dampf beaufschlagt. Nach dieser Dampfbeaufschl&gung wird der gesamte Dampf aus der Trommel ausgeblasen. Dieser Dampf muß außerhalb der Trommel erzeugt werden und wird innerhalb der Vorrichtung aber außerhalb der Trommel durch Heizschlangen erwärmt. Die gesamte Energie, die dieser Dampf durch die Erwärmung erhalten hat, wird nutzlos abgegeben, da nach dem Abblasen des Dampfes wiederum trockene Warmluft eingeführt wird, um eine Trocknung des Garnes vorzunehmen. Eine weitere Behandlung erfolgt dann im Autoklaven.

Diesbezüglich besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, daß eine möglichst schnelle, gleichmäßige und wirkungsvolle Behandlung der Garnbündel unter Anwendung eines geringst möglichen Aufwandes an Energie möglich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Einlaß und der Auslaß durch eine von der Trommel getrennten Leitung verbunden sind, und daß in dieser Leitung die Heizeinrichtung, das Gebläse, ein steuerbarer Dampfinjektor und eine steuerbare Kondensationswendel angeordnet sind. Diese erfindungsgemäße Lösung hat gegenüber dem Stand der Technik auch den Vorteil, daß alle zur Herstellung eines vollständig und gleichmäßig behandelten Garnerzeugnisses erforderlichen Schritte in einem Durchgang durchgeführt werden können, insbe sondere das Bündeln, Heißfixieren und Trocknen in der gleichen Maschine ohne Unterbrechung. Durch die Erfindung wird eine Vorrichtung zur Behandlung von Garnbündeln geschaffen, bei welcher die Behandlung in einem Minimum von Zeit mit minimalem Dampfverlust gegenüber der Atmosphäre durchgeführt werden kann, indem die Mengen an Frischdampf und Wärme auf ein Minimum verringert werden, um eine wirkungsvolle Behandlung zu gewänrleisten. Dabei befindet sich das Garn am Ende der Behandlung tatsächlich unter Umgebungsbedingungen, so daß die Notwendigkeit entfällt, es in offenen Behältern aufzubewahren, um wieder Umgebungsbedingungen zu erhalten, wie es bisher in de^r Praxis üblich war.

Durch den Dampfinjektor kann die Luft innerhalb des Systems befeuchtet werden. Dieser Befeuchtungsprozeß ist zeitlich steuerbar, da auch der Dampfinjektor abgeschaltet bzw. eingeschaltet werden kann. Durch die steuerbare Kondensationswendel kann das Wasser abgeschieden und die Warmluft getrocknet werden,

J« wobei ein Großteil der Energie des Dampfes erhalten bleibt und insofern für den Trocknungsvorgang verwendet werden kann. Insofern handelt es sich für den Bedampfungs- und für den Trocknungsvorgang bei der vorliegenden Anmeldung um ein geschlossenes System, das nicht nur eine gleichmäßige Behandlung, sondern darüber hinaus auch eine optimale Ausnutzung der Energie zuläßt. Dadurch, daß durch die Klappen die Leitung mit der Umgebung in Verbindung bri.ngbar ist, kann nach dem gesamten Behandlungsprozeß das zu behandelnde Gut wieder auf den Umgebungszustand gebracht werden, so daß innerhalb desselben Gerätes die vollständige Behandlung erfolgen kann.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fi g. 1 eine im wesentlichen schematische Vorderansicht der Vorrichtung zur Behandlung von Garnbündeln, wobei der Strömungsweg der Luft angedeutet ist,

Fig.2 eine Seitenansicht der Trommeleinheit in verkleinertem Maßstab, gesehen von der Linie 2-2 der Fig. 1, wobei verschiedene typische Stellungen dargestellt sind,

Fig.3 einen vergrößerten Teilschnitt der aufblasbaren Dichtung entlang der Linie 3-3 der Fig. 1,

F i g. 4 einen Teil einer schematischen Ansicht, welche das System zum Rezirkulieren von ti vVärmter Luft und Frischdampf veranschaulicht,

M) Fig. 5 eine ähnliche schcinatische Teildarstellung, welche das zum Umwälzen gekühlter Luft angeordnete System veranschaulicht,

Fig. 6 eine ähnliche schematische Darstellung, welche das zum Ansaugen von Umgebungsluft bei ' 'mgebungstemperatur angeordnete System veran-Jiaulicht, und

Fig. 7 eine teilweise schematische Draufsicht der Kühlkammer und einer Nebenleitung.

Der Trommelaufbau umfaßt ein Trommelgehäuse 1 mit einer Trommel 2, die auf Stütz- und Antriebsrollen 3 gelagert ist Jedes Ende des Trommelgehäuses 1 ist mit einer Zugangstür 4 versehen, die koaxial z.ir Drehachse der Trommel 2 angeordnet ist.

Eine Seite des Trommelgehäuses 1 ist mit einem Heißlufteinlaß 5 und einem Kaltlufteinlaß 6 versehen, die mit einer bogenförmigen Zuführleitung 7 verbunden sind, weiche sich über die Trommel 2 erstreckt Unterhalb der Trommel 2 ist ein Balg 8 vorgesehen, welcher eine Auslaßleitung bildet Die Luft strömt von der Zuführleitung 7 in die Endabschnitte der Trommel 2, strömt dann zum Mittelteil derselben und tritt durch den Balg 8 aus.

Das Trommelgehäuse 1 ist auf einem Unterbau 9 is angeordnet und so gelagert, daß es gekif>pt werden kann, wie in F i g. 2 angedeutet ist Der Unterbau 9 ist nut einer Kammer 10 versehen, die mit dem Balg 8 verbunden und mit einem Fasergitter 11 /ersehen ist. Die Kammer 10 steht seitlich mit einer Kühlkammer 12 in Verbindung, die ihrerseits mit einem Auslaß 13 verbunden ist, der in der Seitenwand des Unterbaus 9 entsprechend der Seitenwand des Gehäuses angeordnet ist, welche den Heißlufteiniaß 5 und den Kaltlufteinlaß 6 enthält und ist ferner mit einer Auslaßleitung 14 verbunden.

Die Kühlkammer 12 ist mit einer Kondensationswendel 15 und einem Kondensatbecken 17 versehen. Eine Kondensatleitung 18 ist zur Aufnahme von Wasser an das Kondensatbecken 17 angeschlossen, welches durch 3u eine Pumpe 19 zu einem Sammelbehälter 20 gehoben wird. Ein nicht dargestelltes Steuerventil, das zur manuellen oder Fernsteuerung geeignet sein kann, ist vorgesehen, um den Kühlmittelstrom anzuschalten, einzustellen oder abzuschalten.

Der Auslaß 13 steht über die Auslaßleitung 14 mit einer luftaufnehmenden Leitung 21 in Verbindung, in welcher ein Gebläse 22 mit einem Motor 23 angebracht ist. Das Gebläse 22 ist so angeordnet, daß es negativen oder unter dem Atmosphärendruck liegenden Druck an seinem Einlaß und einen positiven oder Umgebungsdruck an seinem Auslaß erzeugt. Das Gebläse 22 und die Leitung 21 münden in einen Schacht 24.

Eine Heißlufteinlaßleitung 25 zweigt vom Schacht 24 ab und steht mit dem Heißlufteinlaß 5 in Verbindung. Die Heißlufteinlaßleitung 25 ist mit einer Heizwendel 26 ausgerüstet. Ein nicht dargestelltes Ventil steuert die Durchflußmenge eines Heizströmungsmittels wie Dampf durch die Heizwendel 26 und verbindet die Heizwendel 26 auch mit einer Zuleitung für Heizströmungsmittel oder trennt sie von derselben. Eine Kaltlufteinlaßleitung 27 verbindet den Schacht 24 und den Kaltlufteinlaß 6. An ihren Anschlüssen mit dem Schacht 24 sind die Leitungen 25 bzw. 27 mit Einlaßklappen 28 bzw. 29 versehen, welche sich in den Schacht 24 bewegen, um die vom Gebläse 22 ausgestoßene Luft in die Leitungen 25 und 26 abzulenken. Nicht dargestellte Antriebseinrichtungen sind zur Betätigung der Einlaßklappen 28 bzw. 29 vorgesehen.

Um ein Kippen des Trommelgehäuses 1 zu ermöglichen und auch eine Quelle für Umgebungsluft vorzusehen, sind die Leitungen 25 und 27 mit einer gemeinsamen aufblasbaren Dichtung 30 versehen, wie in Fig. 3 dargestellt ist. Die Dichtung umfaßt eine Einlaßrandleiste 31, welche die entsprechenden Einlasse 5 und 6 begrenzt und einen gegenüberliegenden Flansch 32, der von den Leitungen 25 und 27 getragen wird. Der Flansch 32 trägt einen aufblasbaren Dichtungsschlauch 33, der im aufgeblasenen Zustand mit der Einlaßrandleiste 31 in Eingriff steht Eine Zuführleitung 34 leitet unter Druck stehendes Strömungsmittel zum Dichtungsschlauch 33, wenn es gewünscht ist, die Leitungen 25 und 27 mit den entsprechenden Einlassen 5 und 6 zu verbinden. Wenn der Dichtungsschlauch 33 nicht aufgeblasen ist, ist ein Zwischenraum zwischen der Heißlufteinlaßleitung 25 und dem Heißlufteinlaß 5 und zwischen der Kaltlufteinlaßleitung 27 und dem Kaltlufteinlaß 6 vorhanden, damit Umgebungsluft in die Zuführleitung 7 eintreten kann. Außerdem ist der Dichtungsschlauch 33 unter diesen Bedingungen frei vom Trommelgehäuse 1, so daß dieses gekippt werden kann.

Im sich zwischen dem Balg 8 und der Zuführleitung 7 erstreckenden Kreislauf ist ein Dampfinjektor 35 angeordnet. Der Dampfinjektor 35 ist in der Auslaßlei tung 14 an der Saugseite des Gebläses 22 angeordnet, so daß der Dampf sorgfältig mit der Luft gemischt wird, ehe er in die Trommel 2 eintritt Eine Drosselklappe 36 ist am Auslaß des Gebläses 22 vorgesehen.

Der Betriebsablauf der Vorrichtung zur Behandlung von Garnbündeln ist folgendermaßen:

Zur Behandlung vorbereitetes Garn wird in herkömmlicher Weise gebüschelt oder in anderer Weise in Bündeln vorbereitet, welche während des Schleudems intakt bleiben.

Die Garnbündel werden zunächst in der Trommel 2 ohne Luftzirkulation, Erwärmung oder Frischdampf gewendet, um die Fäden zu lockern, d. h. sowohl die Einlaßklappen 28 und 29 als auch der durch die Dichtung 30 gebildete Lufteinlaß sind optimal ungefähr 2 Minuten lang geschlossen.

Das Wenden durch relativ langsames Drehen der Trommel 2 wird fortgesetzt, während die Luft in Umlauf gebracht wird und Frischdampf durch den Dampfinjektor 35 eingebracht wird und die Heizeinrichtung 26 angeschaltet wird, während die Dichtung 30 geschlossen ist. Die Einlaßklappe 28 ist so angeordnet, daß sie den Schacht 24 verschließt und die Strömung an der Heizwendel 26 vorbeileitet, wie in F i g. 4 gezeigt ist. Die Drosselklappe 36 ist zur Steuerung des gesamten Luftdurchsatzes eingestellt. So beträgt die Rezirkulation im wesentlichen 100%. Diese Bedingungen werden aufrechterhalten, bis das Garn eine gleichmäßige Temperatur zwischen 335,35° K und 366,45° K erreicht und auf dieser Temperatur gehalten, bis die Fasern einen offenen Körper ergeben, d. h. einen Körper, der in der Garnbehandlung als »falscher Körper« bekannt ist. Eine optimale Dauer beträgt ungefähr 6 Minuten.

Das Schleudern wird mit einer Rezirkulation von im wesentlichen 100% fortgesetzt, während das Garn weiter erwärmt und mit Frischdampf bis zu ungefähr 15% Feuchtigkeitsgehalt behandelt, wenn die Temperatur stetig und gleichmäßig bis zu etwa 405,15° K oder höher abhängig von den physikalischen Eigenschaften des Garns gesteigert wird. Dann wird es genau auf dieser Temperatur (± 0,55° K) gehalten, um eine Heißfixierung des Fadens durchzuführen. Eine optimale Zeitdauer beträgt ungefähr 8 Minuten.

Während das Wenden fortgesetzt wird, werden sowohl die Temperatur als auch der Feuchtigkeitsgehalt stetig und gleichförmig abgesenkt, indem der Frischdampf unter Verwendung der wassergekühlten Kondensationswendel 15 kondensiert wird, bis die Fasern in einem wünschenswerten teilweise trockenen Zustand sind, d. h. dicht in der Nähe der Umgebungsfeuchtigkeit.

Eine optimale Zeitdauer beträgt ungefähr 8 Minuten. Während dieses Zyklus ist der Dampfinjektor 35 abgeschaltet. Die Heizwendel 26 ist jedoch angeschaltet oder gedrosselt und die rezirkulierte Luft wird erhitzt, um ihre Fähigkeit zur Absorption von Feuchtigkeit von den Fäden zu Kondensation beim Durchgang durch die Kühlwendeln zu steigern.

Das Wenden wird nach dem teilweisen Trocknen fortgesetzt und das Garn wird schnell auf eine bequeme Temperatur zur Handhabung abgekühlt, indem gekühlte Luft in Umlauf gebracht wird. Während dieses Zeitraums ist die Einlaßkappe 29 in ihrer offenen Stellung und die Einlaßklappe 28 ist in der geschlossenen Stellung, wie in F i g. 5 dargestellt ist. Anschließend wird der Schacht 24 durch Schließen der Einiaßkiappe 29 ,geöffnet. Die aufblasbare Dichtung 30, die zuvor geschlossen blieb, wird für den Eintritt von Umgebungsluft geöffnet und die Kondensationswendel 15 wird abgeschaltet. Eine optimale Dauer dieses Zyklus beträgt ungefähr 3 Minuten.

Während der Behandlung wird der Druck innerhalb der Trommel 2 bis zum Kühlen ein wenig höher als der Umgebungsdruck gehalten. Dieses wird dadurch unterstützt, daß die Garnbündel am Boden der Trommel 2 dazu neigen, die Strömung der Luft in den Balg 8 zu behindern, daß die Durchlässe vom Gebläse 22 zur Trommel 2 offen sind, und daß der durch die Dichtung 30 gebildete Einlaß für Umgebungsluft ebenso wie der Schacht 24 geschlossen sind. Auch neigen die durch den Dampf aus der Dampfdüse 35 und die Heizwendel 26

ίο erzeugte Wärme dazu, den Druck zu erhöhen. Ein positiver Druck in der Trommel 2 ist erwünscht, weil ein Einströmen relativ kalter Umgebungsluft die Heizwirkung des Dampfes verringert und möglicherweise eine Schichtbildung verursachen würde, die zu ungleichför-

> '-> miger Behandlung führt.

Im folgenden wird auf F i g. 7 Bezug genommen. Wenn es gewünscht ist, einen vollständigen Strom vorzusehen, insbesondere wenn die Kondensationswendel 15 nicht verwendet wird, kann eine Nebenstromleitung 37 vorgesehen werden, welche an ihrer Eintrittsseite durch eine Klappe 38 gesteuert wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Behandlung von Garnbündeln mit einer die Garnbündel aufnehmenden drehbaren Trommel, die in einem einen zur Trommel führenden Einlaß und einen von der Trommel wegführenden Auslaß aufweisenden Trommelgehäuse untergebracht ist, mit einer Heizeinrichtung und einem Gebläse, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaß (5,6) und der Auslaß (13) durch eine von der Trommel (2) getrennten Leitung (14, 21, 24, 25, 27) verbunden sind und daß in diener Leitung die Heizeinrichtung (26), das Gebläse (22), ein steuerbarer Dampfinjektor (35) und eine steuerbare Kondensationswendel (15) angeordnet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung im Einlaßbereich in eine durch eine Einlaßklappe (28) gesteuerte, die Heizeinrichtung (26) enthaltende Heißluft-Einlaßleitung (25) und eine durch eine Einlaßklappe (29) gesteuerte, mit der Umgebung in Verbindung bringbare Kaltluft-Einlaßleitung (27) aufgeteilt ist.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Dampfinjektor (35) an der Saugseite des Gebläses (22) und zwischen der Heizeinrichtung (26) und der Kondansationswendel (15) angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine durch eine Klappe (38) gesteuerte Nebenstromleitung (37) neben der Kondensationswendel (15) angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Heißluft-Einlaßleitung (25) und die Kaltluft-Einlaßleitung (27) über eine aufblasbare Dichtung (30) an das Trommelgehäuse (1) anlegbar oder von diesem lösbar ist.