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Vorrichtung zum Behandeln laufender Fäden mit Flüssigkeiten oder Gasen
Zur kontinuierlichen Behandlung von laufenden Fäden mit Flüssigkeiten ist es bekannt,
den Faden durch mehr oder weniger senkrecht stehende Rohre zu leiten, in denen er
mit der Behandlungsflüssigkeit berieselt wird. Derartige Einrichtungen sind beispielsweise
zum Färben oder Bleichen von Garnen oder zur '-Tachbehandlung frisch gesponnener
Kunstseidenfäden im kontinuierlichen Verfahren vorgeschlagen worden. Das Einfuhren
des laufenden Fadens in das Behandlungsrohr geschah dabei bereits mit Hilfe von
Injektoren.
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Bei schnellem Fadenlauf sind für eine derartige Behandlung erhebliche
Laufstrecken erforderlich, so daß die Einrichtungen, besonders wenn mehrere verschiedene
Flüssigkeiten hintereinander zur Einwirkung kommen sollen, sehr lang und unhandlich
werden und ihre Bauhöhe die für die praktische Bedienung zulässigen Ausmaße übersteigt.
Durch den heim Hindurchlaufen durch das Behandlungsrohr notwendigerweise auf den
Faden ausgeübten Zug werden die den Gesamtfaden bildenden Einzelfasern aneinandergepreßt,
so daß die Behandlungsflüssigkeit schwer ins Fadeninnere eindringen kann, was die
Behandlungsdauer und damit die Laufstrecke des Fadens weiterhin erheblich vergrößert.
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Eine besondere Schwierigkeit bietet bei dieser Arbeitsweise ferner
die Trennung des senkrecht laufenden Fadens von der herabrieselnden Behandlungsflüssigkeit.
Die in diesem Zusammenhang gemachten Vorschläge, beispielsweise das Abpressen des
laufenden Fadens durch Glaskugeln, führen leicht zu einer Fadenbeschädigung, ohne
den vollen Erfolg zu erreichen.
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Erfindungsgemäß wird zur Flüssigkeitsbehandlung von laufenden Fäden
eine neuartige Vorrichtung angewendet, und zwar besteht diese aus einem
rohrförmigen
Gefäß, welches der Faden im Gleichstrom mit der Behandlungsflüssigkeit von oben
nach unten durchläuft. Der Faden wird diesem Rohrgefäß mit Hilfe eines Flüssigkeitsinjektors
zugeführt. Unterhalb des Injektors befindet sich eine birnenförmige Erweiterung
des Rohres, in der eine Trennung des Fadens von der mitgeführten Flüssigkeit erfolgt,
und zwar wird diese durch ein seitlich an der birnenförmigen Erweiterung befindlichen
Ansatzrohr abgeführt, während der Faden das Behandlungsrohr in der '--litte unten
verläßt. Das seitliche Abströmen der Behandlungsflüssigkeit wird dadurch erreicht,
daß das Ansatzrohr durch ein Verbindungsrohr mit dem oberen Teil der Behandlungsvorrichtung
verbunden ist. Dort mündet der Injektor, durch dessen Wirkung ein gewisser Unterdruck
erzeugt wird, der sich durch das Verbindungsrohr auf ,den Flüssigkeitsablaufüberträgt.
DasAblauf rohristvorteilhaft heberartig gebogen, und die Abmessungen der einzelnen
Rohre zueinander werden derart gewählt, claß der im Verbindungsrohr vorhandene l'nterdruck
kein Zurücksteigen der Flüssigkeit, sondern nur ein Ansaugen des Hebers bewirkt,
durch den die Flüssigkeit dann abläuft.
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Um den Faden mit einer größeren Anzahl verschiedener Flüssigkeiten
hintereinander zu behandeln, wie dies besonders in der Kunstseidenindustrie für
die Zwecke der Nach- handlung@es frisch gesponnenen Fadens f erforderlich ist, können
mehrere der angegebenen Behandlungsgefäße hintereinandergeschaltet werden.
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Die "Zeichnung veranschaulicht eine Ausführungsform der Erfindung
schematisch im Querschnitt, und zwar stellt Fig. i ein einzelnes Behandlungsgefäß
in vergrößertem Maßstab dar; Fig. 2 zeigt die Hintereinanderscbaltung mehrerer Behandlungsgefäße;
Fig.3 zeigt die kontinuierliche Fertigstellung von Kunstfäden.
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Das Behandlungsrohr besitzt an seinem oberen Ende die Flüssigkeitszuführung
i, deren Mündung 2 im oberen Teil 3 des Behandlungsgefäßes verengt ist, so daß der
Flüssigkeitsstrom eine Injektorwirkung ausübt. Der Mündungsraum 3 ist seitlich mit
einer Fadenzuführung4versehen,die obenin einetrichterförmige Erweiterung 5 ausläuft,
um das Einführen des Fadens zu erleichtern. Unterhalb der Injektormündung 2 besitzt
das Behandlungsrohr eine Einschnürung 6 nach Art eines Venturirohres, die eine Erhöhung
der Strömungsgeschwindigkeit des Flüssigkeitsstrahles bewirkt und damit die Injektorwirkung
steigert. Durch den im Mündungsraum 3 des Behandlungsgefäßes herrschenden Unterdruck
wird der nur lose in den Einlauftrichter 5 eingelegte Faden angesaugt und von der
durch das Behandlungsrohr strömenden Flüssigkeit mitgenommen. Durch das Verbindungsrohr
7, dessen Querschnitt gegenüber der Einschnürung 6 erweitert ist, gelangt der Faden
mit der Behandlungsflüssigkeit in die birnenförmige Erweiterung 8, und die hier
eintretende Druckentlastung des Flüssigkeitsstromes bewirkt, daß die einzelnen Fasern,
welche den Gesamtfaden bilden, sich voneinander trennen, so daß sie der Einwirkung
der Behandlungsflüssigkeit leicht zugänglich sind.
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An der Seite der birnenförmigen Erweiterung 8, vorteilhaft am oberen
Rande, ist das heberartig gebogene Ablaufrohr 9 angesetzt. dessen nach unten ragender
Schenkel länger ist als der aufsteigende. An seinem höchsten Punkt steht das Heberrohr
9 durch ein Verbindungsrohr io mit dem oberen Teil 3 des ganzen Behandlungsgefäßes
in Verbindung, in welchem, wie oben erwähnt, durch die Wirkung des Injektors ein
Unterdruck herrscht. Dieser Unterdruck bewirkt, daß die ablaufende Behandlungsflüssigkeit
in den aufsteigenden Schenkel des Heberrohres 9 eingesaugt wird; er genügt jedoch
nicht, um ein völliges Zurücksteigen der Behandlungsflüssigkeit bis in den Mündungsraum
3 des Behandlungsgefäßes zu veranlassen. Die in den aufsteigenden Schenkel des Heberrohres
9 eingesaugte Flüssigkeit strömt vielmehr durch den längeren, nach unten gerichteten
Schenkel ab und kann nach entsprechender Auffrischung wieder durch die Leitung i
der Behandlungseinrichtung zugeführt werden.
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Nach unten geht die birnenförmige Erweiterung 8 in das Rohr i i über,
durch das der von der Behandlungsflüssigkeit weitgehend befreite Faden ohne Änderung
seiner Laufrichtung die Behandlungseinrichtung verläßt.
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Fig. 2 läßt die Art und Weise erkennen, wie mehrere Behandlungsgefäße
hintereinandergeschaltet werden. Dabei fällt hei dein zweiten und den folgenden
Behandlungsgefäßen der Fadeneinlauftrichter 5 `fort. Vielmehr gelangt der Faden
unmittelbar aus dem Ablaufrohr i i des oberen Behandlungsgefäßes in das Einlauf
rohr 4 des nächstfolgenden.
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Fig. 3 zeigt schematisch die vollständige Fabrikation und Fertigstellung
von Kunstfäden im laufenden Arbeitsgang mit Hilfe einer Anzahl hintereinandergeschalteter
Behandlungsgefäße gemäß der Erfindung. Der von der Spinndiise 12 kommende Faden
13 wird hierbei über zwei Umlenkrollen 14, 15 in ein Nachkoagulationsbad 16 geführt
und gelangt von hier aus über zwei weitere Umlenkrollen 17, 18 in den Einlauftrichter
5° des ersten Behandlungsgefäßes. Hier wird er zunächst mit Wasser gewaschen, welches
durch die Leitung ia zugeführt und bei 9a abgeleitet wird. Der laufende Faden, der
nur noch wenig Flüssigkeit enthält, gelangt durch das Rohr, ja in das zweite
Behandlungsgefäß, welches keinen besonderen Einlauftrichter mehr benötigt, und wird
hier mit Hilfe einer durch die Leitung ib zugeführten Behandlungsflüssigkeitentschwefelt.
Die Entschweflungslösung verläßt das Gefäß durch die Leitung 9b.
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In dem dritten Behandlungsgefäß c wird der Faden wiederum gewaschen,
um im vierten Behandlungsgefäß d aviviert und schließlich im fünften Behandlungsgefäß
e getrocknet zu werden, wobei durch die Leitung je Warmluft einströmt, die das Gefäß
durch die Leitung 9e verläßt.
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Die Zahl der Behandlungsgefäße kann, wie dies auf der Hand liegt,
nach Belieben vergrößert oder verkleinert werden. Ein besonderer Vorzug der Einrichtung
besteht
darin, daß zum Trocknen genrau die gleiche Einrichtung wie zur Flüssigkeitsbehandlung
verwendet werden kann, wobei statt Warmluft auch jedes beliebige andere Trockenmedium
verwendet werden kann.
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Der fertig behandelte und getrocknete Faden wird schließlich auf eine
Spule i9 aufgewickelt oder in einer Zentrifuge bzw. mit Hilfe einer anderen Zwirnvorrichtung
gezwirnt.
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Die Erfindung bietet gegenüber bekannten Einrichtungen zahlreiche
Vorzüge. Durch die Druckentlastung des strömenden Mediums in dem birnenförmigen
Gefäß 8 wird erreicht, daß sich der Faden hier vollständig öffnet, so daß Jede Einzelfaser
frei liegt und der Einwirkung der Behandlungsflüssigkeit besonders leicht zugänglich
ist. Ebenso findet die Trocknung des geöffneten Fadens rasch und vollständig statt.
Auf diese Weise gelingt es, den Faden auf einer ungewöhnlich kurzen Laufstrecke
vollständig durchzuhehandeln. Die kurze Behandlungsstrecke ermöglicht es weiterhin,
die Bauhöhe der Vorrichtung wesentlich zu verkürzen, so daß zahlreiche hintereinandergeschaltete
Behandlungsrohre bequem in einem Stockwerk eines Gebäudes untergebracht werden können
und der gemeinsamen Bedienung leicht zugänglich sind. Das Einfädeln des laufenden
Fadens in die Behandlungseinrichtung macht im Gegensatz zu den bekannten Behandlungsrohren
keinerlei Schwierigkeiten, weil der Faden durch den Sog des Injektors an der Einlaufstelle
erfaßt und ohne weiteres durch die Behandlungsapparatur vom Flüssigkeitsstrahl mitgenommen
wird, so daß ein einfaches Einwerfen des Fadenendes in dIn Einlauftrichter genügt.
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Bei seinem ganzen Lauf durch die Behandlungseinrichtung passiert der
Faden keinen Fadenführer oder eine sonstige Reibstelle, so daß er in mechanischer
Hinsicht überhaupt nicht beansprucht wird. Trotz seines kontinuierlichen Laufes
unterliegt der Faden während der ganzen Behandlung keinerlei Zug. Er erfährt also
keine Streckung. Dieses wirkt sich bei der Trocknung vorteilhaft aus, da der Faden
hier während des Trockenvorgangs frei schrumpfen kann. Alle diese Tatsachen wirken
sich in besonders vorteilhafter Weise auf die Qualität des fertigen Erzeugnisses
aus, so daß man eine Seide von größter Festigkeit und Dehnung, größter Gleichmäßigkeit
und einwandfreier äußerer Beschaffenheit ohne Flusen oder sonstige Beschädigung
erhält.