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Vorrichtung zur Behandlung von Garnen
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Behandlung von Garnen mittels strömender Gase, welche
Vorrichtung ein der Länge nach durchbohrtes Gehäuse besitzt, das eine einen axialen Kanal zur Zufüh- rung von Garn aufweisende Düse aufnimmt, wobei die Düse von einer abgestuften Kammer umschlossen ist, in deren weitesten Teil eine Gaszuleitung mündet und deren engerer abgestufter Teil mit dem wei- testen Teil in Verbindung steht und in eine Garnführung mündet, durch die sowohl das Garn als auch das
Gas austritt.
In der Textiltechnik wurden bereits verschiedene Verfahren zur Behandlung von aus Monofilamenten bestehenden Garnen entwickelt. So wird z. B. in der USA-Patentschrift Nr. 2,783, 609 von Breen vor- geschlagen, die Fäden einer turbulenten Strömung auszusetzen, wobei aufs Geratewohl entlang des Fa- dens Schlaufen entstehen. Diese Schlaufen bilden Verknäuelungen. Diese bauschen das Garn erheblich auf und übertragen sich auf die Ware, die in ihrem Ansehen, Griff u. dgl. verändert wird. Durch dieses
Verfahren wurde auch eine Vorrichtung zur Veränderung der Garnstruktur bekannt, die mit Hilfe turbu- lenter Strömung arbeitet.
Strömungsmittel werden schon lange zur Garnbehandlung verwendet, so zum
Trocknen, Waschen, Transportieren u. a. m. Dieses bekannte Verfahren und die bekannte Vorrichtung eignet sich aber nicht, um Fasernmaterial zu verfilzen, zu verdichten und voluminöser zu gestalten.
In der österreichischen Patentschrift Nr. 198 661 wird eine in ihrem Aufbau komplizierte Vorrichtung beschrieben, deren Blasekanäle tangential zum Garnweg liegen. Um die Art des Garnes ändern zu kön- nen müssen bei dieser Vorrichtung gerade die kostspieligsten Teile ausgewechselt werden.
Gegenüber diesen bekannten Vorrichtungen unterscheidet sich jene nach der Erfindung dadurch, dass die sich verjüngende Kammer einen oder mehrere in Richtung zur Düsenmündung aufeinanderfolgende kegelstumpfförmige Abschnitte aufweist, deren jedem eine konische Schulter der Düse koaxial zugeord- net ist, wobei der Scheitelwinkel der Mantelfläche der kegelstumpfförmigen Abschnitte zwischen 300 und 1500 liegt.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung liefert ein Garn einheitlichen Aussehens und gestattet die Verarbeitung von Garnen verschiedenster Stärke und Zusammensetzung. Gemäss der Erfindung werden die Verengungen der Strömungskammer mit Hilfe von einer oder mehreren konischen Verjüngungen erzielt, wobei der Scheitelwinkel dieser Kegel zwischen 300 und 1500 liegt und das Garn und das Strömungsmittel durch eine zylindrische Bohrung, die weiter als die Garndüse ist, abgeleitet werden. Die Vorrichtung nach der Erfindung ist einfach.
Eine beispielsweise Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes wird nachstehend an Hand der Zeichnung erklärt, welche einen Längsschnitt durch die Vorrichtung zeigt.
Das Gehäuse 1 weist eine zylindrische Bohrung 2 auf, welche sich im Hals 3 fortsetzt, der eine Düse 4 mit zylindrischem Querschnitt aufnimmt. Diese Düse 4 durchsetzt ein axialer zylindrischer Kanal 5, der ein Mundstück 6 zur Einführung des Garnes besitzt. Der zylindrische Körper 7 der Düse 4 hat einen kleineren Durchmesser als die Bohrung 2, so dass eine ringförmige Kammer 8, welche den Körper 7 der Düse 4 umgibt, entsteht. In diese Kammer 8 kann das Strömungsmittel, vorzugsweise komprimierte Luft, durch die Leitung 9 von einem nicht dargestellten Behälter zugeleitet werden.
Der im Gehäuse der Vorrichtung befindliche Teil des Düsenkörpers ist etwa vom Bereich 11 der Kammer 8 an bis zum abgeflachten Ende 10, des DOsenkörpers 7 mittels zweier konischer Schultern 13 und 14, zwischen denen sich ein zylindrisches Teilstück 15 befindet, abgesetzt. Diese konischen Schultern können gleiche Neigung haben, aber es kann auch die Schulter 14 einen kleineren Scheitelwinkel, etwa bis 75% jenes der Schulter 13, in
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Graden gemessen, aufweisen. Die Abnahme der Durchmesser der Kammer 8 und der Durchmesser des Dü- senkörpers soll annähernd gleich sein, insbesondere im Bereich 11 der Kammer 8 bis zum flachen Düsen- ende 10, so dass der Durchströmquerschnitt ab der Verengung im Bereiche 11 etwa gleich ist dem freien
Querschnitt amDOsenende 10.
Der zylindrische Raum der Kammer 8 vor der Verjüngung des Düsenkör- pers 7 muss hingegen entsprechend weit sein, um eine gleichmässige Strömungsgeschwindigkeit im Ar- beitsbereich der Vorrichtung, also dort wo das Strömungsmittel mit dem Faden zusammentrifft, aufrecht- erhalten zu können.
. Verstellbar und die Kammer 2 dicht abschliessend ist ein das verjüngte Ende der Düse4 umschliessen- der, zentrisch durchbohrter Schraubenbolzen 16 vorgesehen. Der Bolzen 16 ist längsverstellbar in der Kam- mer 2 angeordnet und weist eine axiale zylindrische Garnführung 17 auf, welche mit ihrem Ende 18 ge- genüber der Düsenöffnung in den verjüngten Strömungskanal mündet. Dieses innere Ende 18 der Garnfüh- rung 17 ist konzentrisch zum Kanal 5 der Düse 4, hat aber einen grösseren Durchmesser als letzterer. Der
Kanals kann durchgehend zylindrisch gebohrt sein ; es empfiehlt sich aber, den Querschnitt an der inneren
Mündung 24 der Düse 4 zu verengen, etwa in der Höhe der Schulter 14, um zu verhindern, dass Luft in nennenswertem Ausmass durch die Düse entweicht.
Die Garnführung 17 endet im Inneren der Vorrichtung in dem sich erweiternden Raum innerhalb der Schraube 16. Die Innenwände dieses Raumes haben eine ähnliche geometrische Form wie der Körper der Düse 4. Dieser Raum-ist aus zwei hohlen kegelstumpfför- migen Abschnitten 19 und 20 gebildet, die ein Hohlzylinder 21 verbindet. Dadurch wird der Körper 7 der
Düse 4, wenn die Vorrichtung zusammengebaut ist und wie in der Zeichnung dargestellt, von einer sich verjüngenden Kammer 22 derart umschlossen, dass in diesem Teil der Vorrichtung der Durchströmquerschnitt für das Strömungsmittel im wesentlichen gleich ist.
Vor Beginn der Arbeit wird die Schraube 16 in das Gehäuse eingeschraubt, so dass ein einwandfreies Durchströmen der Luft oder eines anderen, zusammendrückbaren Mediums gewährleistet ist. Die Düse4 ist während der Dauer der Arbeit im Gehäuse derart befestigt, dass sie zentrisch in der Kammer 2 sitzt, so dass keinerlei weitere Einstellung mehr erforderlich ist. Demnach ist eine einmalige einfache Einstellung der Vorrichtung erforderlich, und sie kann. von einer Maschine zur ändern bzw. einem Arbeitsplatz zum anderen gebracht werden, kann durch verschiedene Personen bedient werden und liefert tiberall gleichwertiges Garn bei geringster Wartung und vor allem ohne geschultes Bedienungspersonal.
Die Luft wird in die Kammer 8 im Gehäuse 1 durch die Zuleitung 9 gepresst und wird auf ihrem Weg durch die sich verjüngende Kammer 22 zur Spitze der Nadel 4 zusammengepresst, was zu einer Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit führt. Zwischen dem flachen Ende 10 der Düse und dem inneren Ende 18 der Garnführung 17 entstehen in der Wirbelkammer 23 turbulente Strömungen, da die Luft allseits durch den Konus zufliesst, bevor sie durch die Garnführung 17 entweicht. Das Garn wird in die Wirbelkammer 23 durch den Kanal 5 zugeführt und in der Kammer 23 sowie entlang der Garnführung 17 der mit hoher Geschwindigkeit strömenden Luft ausgesetzt. Das Garn wird dem Einfluss des Luftstromes unmittelbar nach seinem Austritt aus der Führung 17 entzogen.
Wesentlich ist, dass die Vorrichtung so bemessen wird, dass die Luft oder ein anderes zusammendrückbares Medium zumindest mit halber Schallgeschwindigkeit, vorzugsweise mit Schallgeschwindigkeit, auf das Garn in der Wirbelkammer 23 trifft und dass der Querschnitt der Garnführung derart bemessen ist, dass eine Rückstauung der Luft in den Kanal 5 weitgehend verhindert und die Garngeschwindigkeit in der Wirbelkammer nicht wesentlich herabgedrückt wird.
Garne, wie sie in den USA-Patentschriften Nr. 2,783, 609 bzw. Nr. 2,869, 967 beschrieben wurden, lassen sich mit der Vorrichtung gemäss der Erfindung in besserer Qualität herstellen. Darüber hinaus eignet sich die erfindungsgemässe Vorrichtung zur Verarbeitung von Glasgarnen, zur Doublierung von zwei oder mehr Garnen und insbesondere zur Herstellung von zusammengesetzten Garnen mit besonderem Effekt und Volumen. Einer der wesentlichsten Vorteile der Vorrichtung nach der Erfindung ist, dass überraschenderweise mit ihr Garne aus verschiedenem Material, z. B. synthetische Kunststoffe mit Glas, zu Effektgarnen verarbeitet werden können, was bisher für unmöglich gehalten wurde.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemässen Vorrichtung ist darin gelegen, dass das Garn, welches sie liefert, vollkommen gleichmässig ist, egal, welche Arbeitskraft die Vorrichtung bedient. Dies wurde durch auf eine einzige Einstellung reduzierte Arbeitsvorbereitung erreicht, die den Luftstrom betrifft. Bei der bekannten Vorrichtung sind komplizierte und mehrfache und'nur von besonderen Fachkräften ausführbare Einstellungen erforderlich. Das erzeugte Garn muss dauernd unter Kontrolle bleiben, um halbwegs verwendbar zu sein und es müssen demnach die bekannten Vorrichtungen dauernd nachgeregelt werden.
Da. zwei Arbeitskräfte, und mögen sie noch so geschult sein, nicht die gleiche Auffassung über das zu erzeugende Garn haben können, daher die Vorrichtung verschieden bedienen, kann bei den bekannten Vorrichtungen keine einheitliche Garnqualität erwartet werden. Das Garn wechselt daher von Arbeiter zu Ar-
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beiter, von Maschine zu Maschine und von Arbeitsplatz zu Arbeitsplatz in seiner Qualität. Die Vorrich- tung nach der Erfindung behebt diese Mängel.
Die Abmessungen des Kanals 5 und der Garnführung 17 lassen sich in weiten Grenzen variieren, je- doch muss die Garnführung 17 immer weiter sein. Ein besonderer Vorteil des Gegenstandes der Erfindung ist es, dass die Vorrichtung Garne von erheblichen Stärkeunterschieden verarbeitet, ohne die Abmessun- gen diesen Unterschieden anpassen zu müssen. Beispielsweise können mit einem Kanaldurchmesser von
0, 71 mm Garne mit etwa 80 bis 1300 den und mehr, bei Verwendung einer Garnführung mit einem Durch- messer von 1, 42 mm verarbeitet werden. Ein Kanaldurchmesser von 1, 02 mm und einGarnführungsdurchmesser von 1, 78 mm eignet sich für Garne zwischen 1000 bis 5000 den, insbesondere für Garne aus Glasfasern und
Kunststoffgarnen, sowie zum Mischen dieser Garne.
Der Abstand des Düsenendes 10 vom inneren Ende 18 der Garnführung 17 variiert zwischen etwa 0,20 mm bis 0,51 mm. Die Garnqualität leidet wenn diese
Grenzen überschritten werden. Die Kammer 22, welche die Düsenspitze umschliesst, soll einen Mindest-
Durchmesser von 3, 57 mm und einen grössten Durchmesser von 5, 56 mm aufweisen, um die üblichen Gar- ne verarbeiten zu können und um in der Wirbelkammer 23 mindestens halbe Schallgeschwindigkeit bis Überschallgeschwindigkeit zu erzielen, und dies bei günstigstem Verbrauch an Strömungsmitteln, sowie, um ein Garn gleicher Qualität unter rationellsten Bedingungen herstellen zu können. Die angegebenen Abmessungen haben sich als besonders vorteilhaft erwiesen und das damit behandelte Garn ist durchaus einheitlich in seinem Aussehen und seiner Struktur.
Es hat sich gezeigt, dass die Wahl der Innenabmessungen für manche Garne, was den optimalen Luftverbrauch, den Ausstoss und andere Faktoren anlangt, wesentlich sind. Vorrichtungen gemäss der Erfindung erlauben es dem Fachmann ohne Schwierigkeit, diese Einstellungen auszuführen. Eine solche Anordnung z. B. besteht darin, dass die Kammer 22, wie sie in der Zeichnung dargestellt ist, umgebaut wird, u. zw. derart, dass der zylindrische Teil 15 weggelassen wird, also die konischen Teile 13 und 14 unmittelbar sich ineinander fortsetzen. Ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen, könnten auch drei und mehr konische Teile aneinander gereiht sein und diese allenfalls durch zylindrische Teile verbunden werden.
Allerdings würden sich dadurch die Herstellungskosten heben.
In einer vereinfachten Ausführungsform kann auch ein einziger Kegelstumpf um die Düsenspitze angeordnet sein und der zylindrische Teil 22 der Kammer wegbleiben, was natürlich die Herstellungskosten vermindert. Bei dieser Ausführungsform kommt die Stufe 11 bzw. 13 in Wegfall. Die Scheitelwinkel der Schulter 14 und der Innenwand 19 differieren um etwa 100 und der Durchströmquerschnitt für das Strömungsmittel entlang dem Düsenkörper 7 wird gleich jenem an der Düsenspitze 10 gewählt, was eine einwandfreie Behandlung des Garnes gewährleistet. Die Scheitelwinkel werden zwischen 1050 bis 1350 gewählt, jedoch ein solcher von 1200 bevorzugt.
Bevorzugt wird aber der in der Zeichnung gezeigte Aufbau der Vorrichtung, da unter normalen Bedingungen gleichmässiges Garn bei optimalem Ausstoss und geringstem Strömungsmittelbedarf hergestellt werden kann.
Die Vorrichtung gemäss der Erfindung kann zur Behandlung jeglicher natürlicher und künstlicher Faser verwendet werden. Alles thermoplastische Material wie Polyamide, z. B. wie Poly-e-caproamid, Polyhexamethylenadipamid, Celluloseester, Polyester, Polyäthylenterephthalat, Polyhexahydro-p-xylylenterephthalat u. dgl. Polyvinyl und Polyacryl, z. B. Polyäthylen und Polyacrylonitril sowie deren Copoly mere sind mit der Vorrichtung nach der Erfindung zu Effektgarn verarbeitbar.
Die Vorrichtung nach der Erfindung eignet sich nicht nur für die üblichen Textilfäden ; auch Industriegarne und schwere Taue können einzeln oder kombiniert verarbeitet werden. Feines und/oder grobes Sta- pelfasergarn kann einfach oder gefacht verarbeitet werden. Bei Kunststoffgarnen lassen sich sämtliche Typen, unbeschadet ihrer inneren Struktur und Querschnittsform verarbeiten. Fäden von kreuzförmigem, Y-förmigem, dreieckigem, bandförmigem und stäbchenförmigem u. dgl. Querschnitt können so wie solche mit runden Querschnittsformen verarbeitet werden ; es bauschen sich erstere mehr auf als die runden Fasern. Die Vorrichtung erlaubt Multifilamente als Lunte oder verdrillt zu verarbeiten.
Der Vorrichtung nach der Erfindung wird das zu verarbeitende Material im Überschuss zugeführt, wobei diesen Überschuss das zu verarbeitende Garn und das gewünschte Endprodukt bestimmt. Wenn die Vorrichtung dazu benützt wird, zwei oder mehrere Garne zu doubleren und zu bauschen, können diese einzeln oder gemeinsam zugeführt werden und es kann auch der Überschuss des einen grösser als der des zweiten sein. Ein Überhang von 400"/0 ist möglich.
Ausser Luft können auch Wasserdampf oder andere zusammendrückbare Strömungsmittel, z. B. Gase, verwendet werden. Luft wird wegen des Preises und Vorkommens naturgemäss bevorzugt.
Das Aussehen und die weiteren Merkmale des mit Hilfe einer Vorrichtung nach der Erfindung behan-
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delten Garnes hängt von der Luftmenge, deren Strömungsgeschwindigkeit, der Garngeschwindigkeit und der Garnart ab. Der erreichbare optimale Effekt, welcher erreicht werden kann, kann vorbestimmt werden. Der Querschnitt des Kanales 5 und jener der Garnführung 17 hängt von der Garntype und der Denierzahl des Garnes ab. Der Kanal 5 soll gerade so weit sein, dass das Garn mit geringster Reibung durchgleitet, der Querschnitt der Mündung 24 so eng, dass keine Luft zurückschlägt. Die Garnführung 17 muss weit genug sein, um den Durchtritt des Garnes ohne Streckung desselben zu ermöglichen, es darf aber auch nicht die Bearbeitung im Bereich der Wirbelkammer behindert werden.
Die wirksame Bearbeitung des Garnes erfolgt durch die Luft, insbesondere durch deren Strömungsgeschwindigkeit, in der Wirbelkammer. Das Garn wird durch die Einwirkung des Luftstromes in der Wirbelkammer aufgelockert und die einzelnen Fasern im Garnbündel einzeln verzogen, verfilzt, gekräuselt, in SchlÅaufen gelegt u. dgl., so dass das Garn schliesslich eine gleichmässige Bauschung erhält. Neben dieser Umformung verändert der Luftwirbel auch den ursprünglichen Drall des Garnes, so dass auch dieser anders als vor der Behandlung erscheinen kann. Die Möglichkeit, die einzelnen Fasern zu verfilzen und zu mischen, machen die Vorrichtung nach der Erfindung insbesondere für die Bearbeitung von Garnen, die Glasfasern enthalten, geeignet und das bearbeitete Garn ist einheitlich.
Die bekannten Vorrichtungen liessen eine Bearbeitung von Glasfäden nicht zu, da dem Endprodukt jegliche Gleichmässigkeit fehlte. Zufolge des mit der Vorrichtung gemäss der Erfindung erzielbaren einheitlichen Produktes kann das zugeführte Garn gedrillt oder nicht, und das Endprodukt gedrillt oder nicht gedrillt sein. Wird glattes Garn der Vorrichtung zugeführt, so werden dessen Fasern derart verfilzt und vermengt, dass eine Verdrillung überflüssig ist und das Garn weist dennoch gleichen Effekt auf.
Beispiel 1 : Einer Vorrichtung, wie sie in der Zeichnung gezeigt ist, mit einem Kanaldurchmesser von 0, 71 mm und einem Garnführungsdurchmesser von 1, 42 mrn wurden drei Glasfasergarne (150 1/01Z) mit einer Geschwindigkeit von 31, 989m/min und gleichzeitig ein weiterer gleicher Faden mit einer Geschwindigkeit von 64,008 m/min zugeführt. Der Druck der zugeführten Luft war -1, lS kg/cm2. Das aus der Vorrichtung austretende Effektgarn wurde mit einer Geschwindigkeit von 27,432 m/min aufgewickelt und beim Austritt aus der Vorrichtung aus dem Luftstrom genommen. Das Ergebnis war ein Boucle'garn.
Beispiel 2 : Es wurde die gleiche Vorrichtung wie im Beispiel 1 benützt ; es wurden drei Stränge Glasfasergarn (150 1/01Z) mit einer Geschwindigkeit 91, 44 m/min zugeführt und mit einer Geschwindigkeit von 82,296 m/min aufgewickelt, der Druck der zugeführten Luft betrug 4,922 kg/cm2. Das Ergebnis war
EMI4.1
Beispiel 3 : Zwei Garne, eines ein 150-40-0 blaues Azetatgarn und das andere ein 150-40-0 rotes Azetatgarn, wurden in die gleiche Vorrichtung wie im ersten Beispiel gleichzeitig mit einer Geschwindigkeit von 45,72 m/min zugeführt und mit einer Geschwindigkeit von 37,491 m/min aufgewickelt. Der Druck der zugeführten Luft war 2,812 kg/cm2. Das Ergebnis war ein gleichmässig gemischtes blau-rotes Azetat-Effektgarn, dessen Schlaufen, Wirbel, Kringel u. dgl. regelmässig über die Garnlänge verteilt war und welches Garn durch besondere Einheitlichkeit auffiel.
Beispiel 4 : Es wurden der gleichen Vorrichtung wie im ersten Beispiel ein 140-68-1/2ZNylongarn mit einer Geschwindigkeit von 32,004 m/min und zwei Effektgarne, eines ein 300-80-5Z blaues Azetatgarn und das andere ein 100-80-5Z blaues Azetatgarn, mit einer Geschwindigkeit von 118,87 m/min gleichzeitig mit dem Nylongarn zugeführt. Das Endprodukt wurde mit einer Geschwindigkeit von 28,347 m/min aufgewickelt. Der Luftdruck betrug 3,515 kg/cm2. Das Ergebnis war ein Chenillegarntyp mit Nylonseele und Azetat-Effektkomponente.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Vorrichtung zur Behandlung von Garnen mittels strömender Gase, welche Vorrichtung ein der Län- ge nach durchbohrtes Gehäuse besitzt, das eine einen axialen Kanal zur Zuführung von Garn aufweisende Düse aufnimmt, wobei die Düse von einer abgestuften Kammer umschlossen ist, in deren weitesten Teil eine Gaszuleitung mündet und deren engerer abgestufter Teil mit dem weitesten Teil in Verbindung steht und in eine Garnführung mündet, durch die sowohl das Garn als auch das Gas austritt, dadurch gekennzeichnet, dass die sich verjüngende Kammer (8, 22,23), einen oder mehrere in Richtung zur Düsenmündung einanderfolgende kegelstumpfförmige Abschnitte (z. B. 20) aufweist, deren jedem eine konische Schulter (z.
B. 13) der Düse (4) koaxial zugeordnet ist, wobei der Scheitelwinkel der Mantelfläche der kegelstumpfförmigen Abschnitte (z. B. 20) zwischen 300 und 1500 liegt.
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Device for treating yarns
The invention relates to a device for treating yarns by means of flowing gases, which
The device has a housing that is drilled through lengthways and accommodates a nozzle having an axial channel for feeding yarn, the nozzle being enclosed by a stepped chamber, in the widest part of which a gas feed line opens and the narrower stepped part with the white test part is connected and opens into a yarn guide through which both the yarn and the
Gas leaks.
Various methods for treating yarns made of monofilaments have already been developed in textile technology. So z. It is proposed, for example, in US Pat. No. 2,783,609 by Breen, to expose the threads to a turbulent flow, loops being created at random along the thread. These loops form tangles. These puff up the yarn considerably and are transferred to the goods, which in their appearance, grip and the like. Like. Is changed. Because of this
A device for changing the yarn structure, which works with the aid of turbulent flow, has also become known.
Fluids have long been used in yarn treatment, so for
Drying, washing, transporting etc. a. m. However, this known method and the known device are not suitable for felting, compressing and making the fiber material more voluminous.
In the Austrian patent specification No. 198 661, a device with a complicated structure is described, the bubble channels of which are tangential to the yarn path. In order to be able to change the type of yarn, it is precisely the most expensive parts of this device that have to be replaced.
Compared to these known devices, the one according to the invention differs in that the tapering chamber has one or more frustoconical sections following one another in the direction of the nozzle mouth, each of which is coaxially assigned a conical shoulder of the nozzle, the apex angle of the lateral surface of the frustoconical sections is between 300 and 1500.
The device according to the invention provides a yarn with a uniform appearance and allows yarns of various thicknesses and compositions to be processed. According to the invention, the constrictions of the flow chamber are achieved with the aid of one or more conical tapers, the apex angle of these cones being between 300 and 1500 and the yarn and the fluid being diverted through a cylindrical bore which is wider than the yarn nozzle. The device according to the invention is simple.
An example embodiment of the subject matter of the invention is explained below with reference to the drawing, which shows a longitudinal section through the device.
The housing 1 has a cylindrical bore 2, which continues in the neck 3, which receives a nozzle 4 with a cylindrical cross-section. This nozzle 4 passes through an axial cylindrical channel 5 which has a mouthpiece 6 for introducing the yarn. The cylindrical body 7 of the nozzle 4 has a smaller diameter than the bore 2, so that an annular chamber 8 which surrounds the body 7 of the nozzle 4 is created. The fluid, preferably compressed air, can be fed into this chamber 8 through the line 9 from a container (not shown).
The part of the nozzle body located in the housing of the device is offset approximately from the area 11 of the chamber 8 to the flattened end 10 of the can body 7 by means of two conical shoulders 13 and 14, between which a cylindrical section 15 is located. These conical shoulders can have the same inclination, but the shoulder 14 can also have a smaller apex angle, approximately up to 75% that of the shoulder 13
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Degrees measured. The decrease in the diameter of the chamber 8 and the diameter of the nozzle body should be approximately the same, in particular in the area 11 of the chamber 8 up to the flat nozzle end 10, so that the flow cross-section from the constriction in the area 11 is about the same as the free one
Cross section at the end of the nozzle 10.
The cylindrical space of the chamber 8 in front of the tapering of the nozzle body 7, on the other hand, must be correspondingly wide in order to be able to maintain a uniform flow velocity in the working area of the device, ie where the fluid meets the thread.
. Provided that is adjustable and tightly sealing the chamber 2 is a screw bolt 16 which is centrally bored through and encloses the tapered end of the nozzle 4. The bolt 16 is arranged longitudinally adjustable in the chamber 2 and has an axial, cylindrical yarn guide 17, the end of which opens into the tapered flow channel opposite the nozzle opening. This inner end 18 of the yarn guide 17 is concentric to the channel 5 of the nozzle 4, but has a larger diameter than the latter. Of the
Channel can be drilled cylindrically throughout; however, it is advisable to use the cross-section on the inner
To narrow the mouth 24 of the nozzle 4, approximately at the level of the shoulder 14, in order to prevent any significant amount of air from escaping through the nozzle.
The yarn guide 17 ends in the interior of the device in the expanding space within the screw 16. The inner walls of this space have a similar geometric shape as the body of the nozzle 4. This space is formed from two hollow frustoconical sections 19 and 20, which a hollow cylinder 21 connects. This makes the body 7 the
Nozzle 4, when the device is assembled and, as shown in the drawing, enclosed by a tapering chamber 22 in such a way that the flow cross-section for the fluid is essentially the same in this part of the device.
Before starting work, the screw 16 is screwed into the housing, so that the air or another compressible medium can flow through properly. The nozzle 4 is fixed in the housing for the duration of the work in such a way that it sits centrally in the chamber 2, so that no further adjustment is required. Accordingly, a one-time simple adjustment of the device is required, and it can. be moved from one machine to another or from one workplace to another, can be operated by different people and delivers yarn of the same quality everywhere with minimal maintenance and, above all, without trained operating personnel.
The air is pressed into the chamber 8 in the housing 1 through the supply line 9 and is compressed on its way through the tapering chamber 22 to the tip of the needle 4, which leads to an increase in the flow velocity. Between the flat end 10 of the nozzle and the inner end 18 of the yarn guide 17, turbulent flows arise in the swirl chamber 23, since the air flows in through the cone on all sides before it escapes through the yarn guide 17. The yarn is fed into the swirl chamber 23 through the channel 5 and exposed in the chamber 23 and along the yarn guide 17 to the air flowing at high speed. The yarn is withdrawn from the influence of the air flow immediately after its exit from the guide 17.
It is essential that the device is dimensioned so that the air or another compressible medium hits the yarn in the swirl chamber 23 at least at half the speed of sound, preferably the speed of sound, and that the cross section of the yarn guide is dimensioned such that the air is backed up largely prevented in the channel 5 and the yarn speed in the swirl chamber is not significantly reduced.
Yarns as described in US Pat. No. 2,783, 609 and No. 2,869, 967, respectively, can be produced in better quality with the device according to the invention. In addition, the device according to the invention is suitable for processing glass yarns, for doubling two or more yarns and in particular for producing composite yarns with a special effect and volume. One of the most important advantages of the device according to the invention is that, surprisingly, yarns made of different materials, e.g. B. synthetic plastics with glass, can be processed into effect yarns, which was previously considered impossible.
Another advantage of the device according to the invention is that the yarn which it delivers is completely uniform, regardless of which worker is operating the device. This was achieved by reducing work preparation to a single setting that affects the air flow. In the known device, complicated and multiple settings which can only be carried out by special skilled workers are required. The yarn produced must be constantly under control in order to be halfway usable and the known devices must therefore be continuously readjusted.
There. two workers, no matter how well trained, cannot have the same view of the yarn to be produced, and therefore operate the device differently, no uniform yarn quality can be expected with the known devices. The yarn therefore changes from worker to worker
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employee, from machine to machine and from workplace to workplace in its quality. The device according to the invention overcomes these deficiencies.
The dimensions of the channel 5 and the yarn guide 17 can be varied within wide limits, but the yarn guide 17 must always be wider. A particular advantage of the subject matter of the invention is that the device processes yarns with considerable differences in thickness without having to adapt the dimensions to these differences. For example, with a channel diameter of
0.71 mm yarns with about 80 to 1300 denier and more can be processed when using a yarn guide with a diameter of 1.42 mm. A channel diameter of 1.02 mm and a yarn guide diameter of 1.78 mm is suitable for yarns between 1000 and 5000 den, in particular for yarns made of glass fibers and
Plastic yarns, as well as for blending these yarns.
The distance between the nozzle end 10 and the inner end 18 of the yarn guide 17 varies between approximately 0.20 mm to 0.51 mm. The yarn quality suffers when this
Limits are exceeded. The chamber 22, which encloses the nozzle tip, should have a minimum
Have a diameter of 3.57 mm and a largest diameter of 5.56 mm in order to be able to process the usual yarns and to achieve at least half the speed of sound to supersonic speed in the swirl chamber 23, and this with the most favorable consumption of fluids, as well as, in order to be able to produce a yarn of the same quality under the most efficient conditions. The specified dimensions have proven to be particularly advantageous and the yarn treated with them is entirely uniform in its appearance and structure.
It has been shown that the choice of internal dimensions for some yarns is essential in terms of optimal air consumption, output and other factors. Devices according to the invention allow the person skilled in the art to carry out these settings without difficulty. Such an arrangement z. B. is that the chamber 22, as shown in the drawing, is rebuilt, u. zw. In such a way that the cylindrical part 15 is omitted, that is, the conical parts 13 and 14 continue directly into one another. Without departing from the scope of the invention, three or more conical parts could also be lined up next to one another and, at best, connected by cylindrical parts.
However, this would increase the manufacturing costs.
In a simplified embodiment, a single truncated cone can also be arranged around the nozzle tip and the cylindrical part 22 of the chamber can be omitted, which of course reduces the manufacturing costs. In this embodiment, the stage 11 or 13 is omitted. The apex angles of the shoulder 14 and the inner wall 19 differ by about 100 and the flow cross-section for the fluid along the nozzle body 7 is selected to be the same as that at the nozzle tip 10, which ensures perfect treatment of the yarn. The vertex angles are chosen between 1050 and 1350, but one of 1200 is preferred.
However, the structure of the device shown in the drawing is preferred, since under normal conditions uniform yarn can be produced with optimum output and the least amount of fluid required.
The device according to the invention can be used for the treatment of any natural and artificial fiber. Any thermoplastic material such as polyamides, e.g. B. such as poly-e-caproamide, polyhexamethylene adipamide, cellulose ester, polyester, polyethylene terephthalate, polyhexahydro-p-xylylene terephthalate and the like. Like. Polyvinyl and polyacrylic, e.g. B. polyethylene and polyacrylonitrile and their copoly mers can be processed with the device according to the invention to fancy yarn.
The device according to the invention is not only suitable for the usual textile threads; Industrial yarns and heavy ropes can also be processed individually or in combination. Fine and / or coarse staple fiber yarn can be processed simply or folded. In the case of synthetic yarns, all types can be processed, regardless of their internal structure and cross-sectional shape. Threads of cruciform, Y-shaped, triangular, ribbon-shaped and rod-shaped u. Like. Cross-section can be processed like those with round cross-sectional shapes; the former bulge more than the round fibers. The device allows multifilaments to be processed as ropes or twisted.
The device according to the invention is supplied with the material to be processed in excess, this excess determining the yarn to be processed and the desired end product. If the device is used to double and puff two or more yarns, these can be fed individually or together and the excess of one can be greater than that of the second. An overhang of 400 "/ 0 is possible.
In addition to air, water vapor or other compressible fluids, e.g. B. gases can be used. Air is naturally preferred because of its price and abundance.
The appearance and other features of the treated with the help of a device according to the invention
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The thinned yarn depends on the amount of air, its flow rate, the yarn speed and the type of yarn. The attainable optimal effect which can be achieved can be predetermined. The cross section of the channel 5 and that of the yarn guide 17 depends on the type of yarn and the denier of the yarn. The channel 5 should be just wide enough for the yarn to slide through with the least amount of friction, and the cross section of the mouth 24 should be so narrow that no air hits back. The yarn guide 17 must be wide enough to allow the yarn to pass through without stretching it, but the processing in the area of the swirl chamber must not be hindered either.
The yarn is effectively processed by the air, in particular by its flow velocity, in the swirl chamber. The yarn is loosened by the action of the air flow in the swirl chamber and the individual fibers in the yarn bundle are individually drawn, felted, crimped, looped, etc. Like. So that the yarn is finally given a uniform bulk. In addition to this reshaping, the air vortex also changes the original twist of the yarn, so that this too can appear different than before the treatment. The possibility of felting and mixing the individual fibers makes the device according to the invention particularly suitable for processing yarns which contain glass fibers, and the processed yarn is uniform.
The known devices did not allow the processing of glass threads because the end product lacked any uniformity. As a result of the uniform product that can be achieved with the device according to the invention, the supplied yarn may or may not be twisted, and the end product may or may not be twisted. If smooth yarn is fed to the device, its fibers are felted and blended in such a way that twisting is superfluous and the yarn nevertheless has the same effect.
Example 1: A device as shown in the drawing, with a channel diameter of 0.71 mm and a yarn guide diameter of 1.42 mm, three glass fiber yarns (150 1/1 Z) at a speed of 31.989 m / min and simultaneously another same thread is fed at a speed of 64.008 m / min. The pressure of the air supplied was -1.15 kg / cm2. The fancy yarn emerging from the device was wound up at a speed of 27.432 m / min and removed from the air flow when it emerged from the device. The result was a boucle yarn.
Example 2: The same device as in Example 1 was used; three strands of glass fiber yarn (150 1 / 01Z) were fed in at a speed of 91.44 m / min and wound up at a speed of 82.296 m / min, the pressure of the air fed in was 4.922 kg / cm 2. The result was
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Example 3: Two yarns, one a 150-40-0 blue acetate yarn and the other a 150-40-0 red acetate yarn, were fed into the same device as in the first example simultaneously at a speed of 45.72 m / min and with wound at a speed of 37.491 m / min. The pressure of the supplied air was 2.812 kg / cm2. The result was an evenly mixed blue-red acetate fancy yarn with loops, swirls, squiggles and the like. Like. Was evenly distributed over the length of the yarn and which yarn stood out due to its special uniformity.
Example 4: Using the same device as in the first example, a 140-68-1 / 2Z nylon yarn at a speed of 32.004 m / min and two fancy yarns, one a 300-80-5Z blue acetate yarn and the other a 100-80-5Z blue acetate yarn, fed simultaneously with the nylon yarn at a speed of 118.87 m / min. The end product was wound up at a speed of 28.347 m / min. The air pressure was 3.515 kg / cm2. The result was a chenille yarn type with a nylon core and an acetate effect component.
PATENT CLAIMS:
1. Device for treating yarns by means of flowing gases, which device has a lengthwise pierced housing which receives a nozzle having an axial channel for feeding yarn, the nozzle being enclosed in a stepped chamber in its widest part a gas feed line opens and the narrower stepped part is connected to the widest part and opens into a yarn guide through which both the yarn and the gas exit, characterized in that the tapering chamber (8, 22, 23), one or has a plurality of frustoconical sections (e.g. 20) following one another in the direction of the nozzle mouth, each of which has a conical shoulder (e.g.
B. 13) is coaxially assigned to the nozzle (4), the apex angle of the lateral surface of the frustoconical sections (z. B. 20) being between 300 and 1500.