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Trockenspinnzelle Die Erfindung betrifft eine Trockenspinnzelle, die
in ihrem unteren Teil beheizt und mit einer eine Kondensationseinrichtung enthaltenden
Umlaufleitung versehen ist.
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Es sind bereits derartige Spinnzellen bekannt, welche von den Fäden
von oben nach unten durchlaufen werden und im unteren Teil mit einer Heizschlange
versehen sind. An die Zelle ist oben mittels eines engen Rohres ein Kühler angeschlossen,
von dem die Luft durch einen Ventilator abgesaugt und über eine Vorrichtung zur
Wiedererwärmung 7n den Unterteil der Zelle eingeblasen wird.. Diese Einrichtung
ist umständlich in ihrem Aufbau und erfordert zusätzliche Antriebsegergie. -Es sind
ferner Spinnzellen bekannt, die in ihrer ganzen Länge oder nur teilweise beheizt
und mit Hilfe verhältnismäßig enger Rohre mit einem Kühler verbunden sind, der am
oberen und unteren Ende an die Zelle angeschlossen ist. Infolge der verhältnismäßig
engen Verbindungsrohre zwischen Spinnzelle und Kühler wird der kreisenden Atmosphäre
an diesen Stellen, besonders am oberen Teil der Zelle, ein erheblicher Widerstand
entgegengesetzt, so daß hier eine Stauung bzw. ein Überdruck der Atmosphäre eintritt,
der Wirbelbildungen erzeugt und somit einen gleichmäßigen und ruhigen Verlauf des
Spinnprozesses unterbindet. Zudem muß, um die nötige Umlaufgeschwindigkeit zu erzielen,
bei der bekannten Einrichtung mit einem großen Temperaturgefälle und mit großen
Dichteunterschieden gearbeitet werden, zu welchem Zweck dort auch die Beheizung
der Zelle bis in die Düsengegend fortgesetzt ist.
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Weiterhin ist eine Einrichtung bekanntgeworden, die eine Kühleinrichtung
in der Spinnzelle selbst enthält. Durch die unmittelbare Strahlung entstehen aber
große Wärmeverluste, und der Faden trocknet ungleichmäßig.
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Man hat schließlich auch an eine Spinnzelle eine Kondensationseinrichtung
angeschlossen, wobei zwischen Zelle und Kondensationseinrichtung eine verhältnismäßig
weite Verbindungsöffnung geschaffen ist. Eine Umlaufbewegung der Luft findet hierbei
jedoch nicht statt.
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Demgegenüber besteht die Trockenspinnzelle nach der Erfindung aus
einer Kammer, welche durch eine isolierende Wand in zwei Teile geteilt ist. Der
eine Teil bildet die Trockenkammer, der andere die Kühlkammer. Am oberen und am
unteren Ende sind beide Kammern durch weite Öffnungen miteinander verbunden. Die
Trockenkammer wird am unteren Ende erhitzt.
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Bei dieser Anordnung wird der Luft, welche als Träger des Lösungsmitteldampfes
Verwendung findet und daher umgewälzt wird, beim Übertritt von der Spinnkammer nach
der Kühlkammer kein Widerstand entgegengesetzt; sie kann sich frei bewegen, und
es werden daher mit Sicherheit Wirbelbewegungen vermieden. Am oberen Ende der Spinnkammer
kann sich im Gegensatz zu den bekannten Einrichtungen keine Stauung der Luft ausbilden,
und infolgedessen
tritt auch kein Überdruck in der Spinnkammer
auf. In der Kühlkammer fällt die Luft abwärts, wird dabei von den Kühlrippen mäßig
gebremst, um eine zu rasche Bewegung zu vermeiden, und tritt durch die untere Öffnung
wieder in die Heizzone ein. Da zur Erzielung der Umlaufbewegung bei dieser Anordnung
kaum noch nennenswerte Widerstände zu überwinden sind, kann man mit einem sehr kleinen
Temperaturgefälle arbeiten, und darin liegt ein ganz besonderer Vorzug gegenüber
den vorbekannten Einrichtungen. Schon wenige Grade Temperaturdifferenz zwischen
der Kühlkammer und der aus dem oberen Teil der Trockenkammer austretenden Luft genügen,
um die Umlaufbewegung der Luft in Gang zu setzen und aufrechtzuerhalten. Man ist
aber dadurch im Gegensatz zu den bekannten Einrichtungen in der Lage, mit einer
Luft zu arbeiten, die einen hohen Gehalt an flüchtigen Stoffen aufweist und daher
dem Grundgedanken der Trocknung in feuchter Atmosphäre in vollendeter Weise Rechnung
trägt.
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Die Vorrichtung nach der Erfindung arbeitet vollständig nach dem Grundsatz
des Gegenstroms, dessen vorteilhafte Wirkungen gerade bei dem Verfahren der Trocknung
in feuchter Atmosphäre klar hervortreten.. Im Unterteil der Trockenkammer wird eine
erhöhte Temperatur eingehalten, während dieselbe nach oben hin beständig fällt und
an der Düse ihren tiefsten Stand innerhalb der Kammer erreicht. Nur wenige Grade
Gefälle in der Kühlkammer genügen zur Einleitung der Umlaufbewegung. Da mit stark
beladener Luft gearbeitet wird, ist es möglich, die Temperatur an sich sehr 'hoch
zu halten, also beispielsweise beim Ausgang aus der Spinnkammer weit über den Siedepunkt
des zu verflüchtigenden Stoffes hinaufzugehen. Ferner ist es möglich, mit einer
sehr erheblichen Umlaufgeschwindigkeit zu arbeiten.
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Die Vorrichtung gestattet eine Regelung der Luftumwälzung in weitem
Bereich ohne oder mit nur mäßiger Temperaturänderung, im Gegensatz zu der bekannten
Einrichtung, bei der das kräftige Mittel des großen Temperaturgefälles angewendet
werden muß, um nur ganz geringe Variationen herbeizuführen. In der Spinnkammer herrscht
eine vollkommen gleichmäßige wirbelfreie Strömung. Wird es aus besonderen Gründen
einmal gewünscht, den Lösungsmittelgehalt der Luft zu erniedrigen, so ist es infolge
der großen Kühlflächen bei der Anordnung nach dem Gegenstand der Erfindung ohne
weiteres möglich, die Niederschlagung durch entsprechende Temperaturerniedrigung
so weit zu treiben, als man will.
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Wenn die Luft in der Spinnkammer von dem Heizkörper hochsteigt, wird
sie mehr und mehr mit Lösungsmitteldämpfen angereichert, was zugleich eine Abkühlung
infolge der Verdampfung zur Folge hat. Die Intensität der Trocknung nimmt einerseits
wegen der zunehmenden Sättigung, andererseits wegen der Temperaturverminderung ab.
Umgekehrt kommt der Faden bei seinem Austritt in die Spinnkammer mit einer fast
gesättigten Luft zusammen, die nur mehr sehr wenig aufnahmefähig ist, und erst im
Absteigen nimmt die Intensität der Trocknung zu, welche durch die vergleichsweise
hohe Temperatur und die erhebliche Luftumwälzung kräftig unterstützt wird.
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Eine besonders zweckmäßige Einrichtung läßt sich dadurch gewinnen,
daß zwei oder mehrere Zellen eine gemeinsame Kühlkammer zwischen sich aufnehmen
bzw. an eine einseitig zu ihnen liegende Kühlkammer angeschlossen sind. Ferner kann
die Weite der Verbindungsöffnungen zwischen der Spinnkammer und der Kühlkammer regelbar
gestaltet sein, und man kann Schaugläser zur Beobachtung des Trockenvorganges anbringen,
Die Zeichnung veranschaulicht Ausführungsbeispiele der Erfindung. Abb. i stellt
in Draufsicht zwei Gruppen von je fünf mit Rückgewinnungseinrichtung versehenen
Trockenspinnzelleneinheiten dar. Abb. 2 ist ein Schnitt nach Linie A-A der Abb.
i. Die Abb. 3 und q. zeigen in zwei verschiedenen Schnitten eine zweite Ausführungsform.
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Bei der Ausführungsform nach Abb. x und 2 werden die Spinnkammern
i von dem Faden --
durchlaufen, der an der Oberseite der Kammer aus einer
Düse 3 austritt und nach Verlassen des unteren Endes der Kammer auf eine Spule q.
aufgewickelt wird. Seitlich zur Kammer i liegt eine Kühlkammer ja, die in dem gezeichneten
Beispiel allen fünf Spinnkammern i einer Gruppe gemeinsam ist. Diese Kammer ja wird
in ihrer ganzen Länge von einem Rippenkühlrohr 5 durchsetzt. Ihre beiden Wandungen
6 und fia sind doppelwandig ausgebildet, so daß auch sie von einem Kühlmittel durchflossen
werden können. Das Kühlmittel tritt an den Stellen 7, 7a und 7b in das Rippenkühlrohr
5 und die Hohlmäntel 6 bzw. 6a ein und verläßt sie bei 8, 811 und 81. Die
Kammern i und ja stehen oben und unten durch weite Öffnungen miteinander in Verbindung
und sind durch eine isolierende Wand ii zwischen den Verbindungsöffnungen voneinander
getrennt. Im unteren Teil der Kammer i liegt eine Heizschlange zo, die gegebenenfalls
auch durch eine doppelwandige Ausbildung des Gehäusemantels ersetzt werden kann.
Die Heizschlange könnte sich auch über einen größeren Teil der Kammer i, als dargestellt,
erstrecken. Die Weite der unteren Öffnung zwischen den Kammern i und ja kann durch
ein Drosselorgan 12 geregelt werden. Infolge der Beheizung der Kammer i steigt die
Luft mit dem in ihr enthaltenen Lösungsmitteldampf hoch, verfolgt den durch Pfeile
angedeuteten
Weg und fällt an den Kühlflächen in der Kammer ja
abwärts, wobei teilweise Verflüssigung eintritt. Das Kondensat wird bei 13 abgezogen.
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Die Ausführungsform nach Abb.3 und q. unterscheidet sich von der nach
Abb. z und 2 im wesentlichen nur dadurch, daß die Kühlkammer ja zwischen zwei Spinnkammern
derart liegt, daß sie beiden gemeinsam ist. .In der Mitte dieser Kammer =a liegt
eine Rippenkühlrohrschlange 5. Die den isolierenden Wandungen zz benachbarten Hohlwände
6 werden gleichfalls von Kühlwasser durchflossen. Sie stehen durch Rohre 1q. mit
dem sich unterhalb der Spinnkammern z erweiternden Teil 15, der Kondensationskammer
ja in Verbindung. Auch hier deuten Pfeile die Richtung des Laufes der Atmosphäre
an.
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Die Drosselorgane 12 werden zweckmäßig aus einem Wärmeschutzstoff
hergestellt oder mit einer Wärmeschutzbekleidung versehen, damit herabtropfendes
Kondensat nicht unmittelbar den Heizstrahlen aus der Kammer r ausgesetzt wird. Die
Drosselorgane dienen dazu, den Kreislauf der Atmosphäre zu regeln.