Appareil pour le traitement de fils par un fluide. L'invention a pour objet un appareil pour le traitement de fils par un fluide.
Des installations connues servant à trai ter des fils par des fluides pendant leur mou vement d'un point à un autre présentent une chambre sensiblement close, dans laquelle les fils passent par des orifices dont les dimen sions ne sont que légèrement supérieures à la section transversale des fils pour réduire autant que possible la perte de fluide de traitement. Chaque fois qu'il s'agit de traiter une nouvelle charge de fils, dans une installa tion de ce type, il est nécessaire d'ouvrir ladite chambre suffisamment pour pouvoir faire passer les fils par les orifices à la main.
Il en résulte une perte de fluide de traitement ainsi qu'une perte de chaleur, si l'opération s'effectue à une température supérieure à la température atmosphérique et, en particulier, lorsqu'il est nécessaire de laisser l'installation se refroidir avant de pouvoir y toucher. De plus, cette opération fait perdre du temps aux opérateurs et implique des frais généraux supplémentaires du fait du manque de pro duction pendant que l'installation ne fonc tionne pas.
L'appareil selon l'invention, dans lequel le fil peut être beaucoup plus facilement enfilé que dans les appareils connus, est caractérisé par une chambre de traitement sensiblement close, présentant un injecteur servant à la fois d'orifice d'entrée des fils et de dispositif faisant naître un courant de fluide aspiré dans la chambre, et un orifice de sortie des fils de la chambre.
L'injecteur peut présenter, en plus de l'orifice d'entrée des fils, un ou plusieurs canaux par lesquels un courant de fluide peut être refoulé et qui dirigent le courant de façon à faire naître un courant de fluide aspiré par l'orifice d'entrée. Plusieurs canaux peuvent être disposés autour de l'orifice d'entrée, dans le but de diriger le courant de fluide d'entraînement, mais de préférence on ne dispose que d'un seul canal annulaire.
L'appareil selon l'invention est particu lièrement utilisable pour l'étirage des fils synthétiques à base d'un dérivé organique de la cellulose. Ainsi qu'on le sait, on peut améliorer la ténacité de ces fils synthétiques en les étirant en présence d'un agent facili tant l'étirage, qui est généralement un agent assouplissant, une installation connue d'éti rage de ces fils étant basée sur l'emploi de la vapeur humide sous pression à titre d'agent assouplissant. Cette installation a été décrite dans le brevet suisse N <B>187673</B> du 9 avril 1935.
Cette installation permet d'effectuer des opérations d'étirage pendant que les fils passent dans une chambre sensiblement close contenant de la vapeur humide et présentant un orifice d'entrée et un orifice de sortie dés fils.
Pour étirer les fils en dérivés organiques de la cellulose en présence de vapeur humide dans une chambre sensiblement close, ainsi qu'il est décrit dans le brevet précité, on fait sortir un courant de vapeur par l'orifice d'entrée du fil dans la direction opposée à celle du mouvement du fil. Ce courant exerce une tension sur les fils ramollis dans la cham bre d'étirage et on a constaté qu'on peut améliorer les propriétés des fils étirés en dimi nuant ou supprimant cette tension, en parti culier lorsque les fils ont été étirés dans une mesure considérable, par exemple à dix ou vingt fois leur longueur initiale.
Une installa tion, qui permet de réduire ou de supprimer cette tension, est décrite dans le brevet suisse N 189124 du 17 mai 1935, cette installation présentant une chambre d'extrémité sous pression qui contient un dispositif d'avance ment des fils. La forme d'exécution de l'appa reil selon l'invention, qui sera décrite à titre d'exemple, permet d'arriver au même résultat d'une manière plus simple et sans que la chambre d'extrémité soit nécessaire.
Le dessin ci-joint représente, en coupe transversale et à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'appareil faisant l'objet de l'invention.
L'appareil représenté comprend une cham bre d'étirage 1 avec injecteur à une extrémité, cet injecteur se composant de trois pièces 2, 6 et 7. La pièce 2 présente un alvéole fileté 3, dans lequel on peut visser un raccord pour l'arrivée d'air ou de vapeur, et un autre alvéole fileté 3' servant à raccorder l'appareil à une arrivée d'eau. L'alvéole 3 communique avec un canal annulaire 4 qui communique lui-même avec un orifice annulaire 5 formé par une face intérieure de la pièce 2 et une face extérieure de la pièce 6 qui se visse dans la pièce 2. L'entrée du fil à traiter est constituée par des orifices percés dans la pièce 6 et dans la pièce 7 qui se visse égale ment dans la pièce 2.
La pièce 7, qui s'évase largement dans sa face du côté de l'atmo sphère, présente un épaulement 8 qui s'ap plique contre la pièce 2 et un raccord 9 percé d'un orifice 10 de passage du fil. Ce raccord fait saillie dans une cavité 11 formée dans la pièce 6 et se terminant par un orifice 12 par lequel le fil pénètre dans la chambre d'étirage. La position de l'orifice 12 peut être réglée par rapport à l'orifice annulaire 5, de façon à obtenir l'effet d'aspiration maximum par l'orifice 12 en faisant légèrement sortir ou rentrer la pièce 6.
La chambre 1 présente à son autre extré mité un bouchon fileté 13 qui se visse dans une ouverture de la paroi de la chambre et est percé d'un orifice de sortie 1.1.
Pour profiter au maximum des avantages du dispositif d'enfilage automatique, il est important que l'orifice d'entrée soit court dans la direction du mouvement du fil et que sa section transversale soit grande par rap port à celle du fil sur la plus grande partie de sa longueur, sans quoi le courant aspiré peut n'être pas assez fort, pour entraîner le fil dans la chambre et celui-ci, en se collant contre les parois de l'orifice, peut. donner lieu à des perturbations.
La forme de l'injecteur de l'appareil re présenté remplit parfaitement ces conditions. La longueur de l'orifice d'entrée, c'est-à-dire la distance entre le point où le fil sort de l'atmosphère et le point où il entre dans la chambre est courte, d'environ 38 mm, et sauf au passage du raccord 10 et au voisinage de l'orifice 12, la section transversale du canal d'entrée est beaucoup plus grande que celle du fil à traiter. De plus, le raccord<B>10</B> contribue notablement à diriger le fil dans l'orifice 12. Etant donné que les pièces 6 et 7 sont séparées, il est possible, s'il est nécessaire de le faire, d'enlever la pièce 7, de l'enfiler sur le fil à la main, puis de la remettre en place et de compléter l'enfilage par l'orifice: 12 par un courant d'air aspiré.
Cependant, il n'est généralement pas nécessaire de le faire, et il suffit de présenter un bout de fil à l'en trée du courant d'air aspiré dans l'orifice 10, pour que le fil soit entraîné par l'orifice d'entrée dans la chambre. De plus, si la chambre est courte, par exemple a une lon gueur de 152 mm, et si l'orifice dans lequel est vissé le bouchon 13 est assez grand, par exem ple a un diamètre de 12,6 mm, le fil est. géné ralement entraîné tout. droit dans la chambre et hors de celle-ci. On peut alors l'enfiler dans l'orifice 14 et remettre le bauchon 13 en place dans son orifice.
Le traitement des fils au moyen de l'appa reil représenté est décrit ci-après en tant que s'appliquant particulièrement à l'étirage d'un fil en acétate de cellulose soluble dans l'acé tone en présence de la vapeur humide, en employant l'appareil représenté en combi naison avec des dispositifs d'avancement à commande positive, faisant entrer le fil dans la chambre et l'en faisant sortir et réglant le degré d'étirage.
On raccorde d'abord l'appareil à une arri vée d'eau par le raccord 3' et aux arrivées d'air comprimé et de vapeur humide par le raccord 3, en disposant des soupapes ou organes analogues pour régler le débit de ces fluides dans chacun des tuyaux d'arrivée. Puis on prend le fil sur une bobine ou autre dispositif et on le fait passer en contact sans glissement avec le premier dispositif d'avancement, puis on fait arriver l'air coin- primé, de façon à faire passer un courant d'air dans les canaux de passage 3, 4 et 5, ce qui provoque le passage d'un courant d'air aspiré dans le canal d'entrée. On introduit le fil dans le courant d'air aspiré, qui l'entraîne dans le canal d'entrée, puis on l'enfile dans l'orifice de sortie 14 du bouchon 13.
On revisse en suite le bouchon dans son orifice, on fait passer le fil sur le deuxième dispositif d'avan cement, puis dans un mécanisme récepteur. Ainsi qu'il a déjà été dit., si le trajet du fil dans la chambre d'étirage est suffisamment court, le courant d'air de l'injecteur peut être assez fort pour entraîner le fil dans l'orifice prévu pour le bouchon, jusque dans l'atmosphère extérieure. Sinon, le fil doit être tiré à la main au travers de cet orifice.
Une fois l'enfilage du fil dans l'appareil terminé, on met en marche les dispositifs d'avancement de façon à faire passer le fil dans la. chambre de traitement, on interrompt le courant d'air dans le canal annulaire et on introduit de la vapeur par ce canal. On ouvre la soupape d'arrivée d'eau et on fait passer l'eau par le raccord 3' dans le tube central, où elle vient en contact avec le fil. Le fil sort donc de l'injecteur en entraînant avec lui une pellicule d'eau et vient immédia tement en contact avec la vapeur. Il est ainsi amené très rapidement de l'état non ramolli à l'état ramolli convenant à l'étirage et, de plus, ne risque en aucune manière de venir en contact avec des masses de vapeur sèche.
Lorsqu'on met en train l'opération d'éti rage, au fur et à mesure que la température de la vapeur augmente et que le fil se ramol lit, il y a lieu d'augmenter le rapport entre la vitesse du second dispositif d'avancement et celle du premier jusqu'à ce qu'on obtienne le degré d'étirage voulu, puis on maintient ce rapport constant.
Pour obtenir les meilleurs résultats, il convient de choisir avec soin les dimensions des orifices d'entrée et de sortie et surtout celles des orifices d'entrée. Lorsqu'on étire les fils dans l'appareil représenté sur le dessin en introduisant de l'eau dans la chambre en contact. avec le fil et de la. vapeur par un orifice entourant l'orifice d'entrée du fil, l'étirage du fil par l'action du fluide résulte principalement de l'action de trois courants de fluide, à savoir.
1) le courant d'eau passant par l'orifice 10 dans la direction opposée à celle du mouve ment du fil, 2) le courant d'eau passant par l'espace de forme conique de la pièce 6 et sortant par l'orifice 12, 3) le courant de vapeur passant par l'orifice de sortie 14.
Il est avantageux que l'étirage par le fluide en sens inverse du mouvement du fil, c'est-à-dire provoqué par le courant 1), soit aussi faible que possible et c'est pourquoi la section transversale de l'orifice 10 doit être aussi faible que possible en tenant compte des dimensions du fil à étirer. De plus, pour réduire autant que possible la tension du fil dans la chambre de traitement, l'étirage par le fluide provoqué par le courant 2) doit être plus fort que celui qui est provoqué par le courant 1) et c'est. pourquoi la section transversale de l'orifice 12 par lequel le fil pénètre dans la chambre doit être plus grande que celle de l'orifice 10.
Le rapport entre ces deux sections qui donne les meilleurs résul tats dépend des conditions de l'étirage, en particulier des pressions de l'eau et de la vapeur et se détermine de préférence par des essais. On ne doit cependant pas oublier que la contre-pression au passage de l'orifice 10 est égale à la pression atmosphérique, tan dis qu'au passage de l'orifice 12 elle est égale à la pression de la vapeur qui peut être de 2,1 à 2,4 kg/cm? supérieure à la pression atmosphérique ou davantage.
Par consé quent pour que l'écoulement du fluide par l'orifice 12 soit suffisant pour provoquer 5 un étirage plus fort que celui qui est provo qué par l'écoulement par l'orifice 10, il est généralement nécessaire que la section de l'orifice 12 soit sensiblement plus grande que celle de l'orifice 10, par exemple 2 à 3 fois plus grande.
La dimension de l'orifice de sortie 14 a moins d'importance. Généralement un orifice ayant à peu près la même dimension que l'orifice 12 donne de bons résultats.
Les diamètres qui conviennent pour les orifices sont généralement compris entre en viron 0,50 et 1,0 mm, lorsqu'il s'agit de traiter des fils séparés ou plusieurs bouts de fils d'un denier total de 500 à 1000 par exemple. Si le denier total est sensiblement plus grand, les orifices doivent être plus grands pour permettre aux fils de passer libre ment. Par exemple, s'il s'agit de traiter des fils ou mèches d'un denier de 10 000 à 20 000, le diamètre de l'orifice 10 peut varier entre environ 1,25 et 2,5 mm et ceux des orifices 12 et 14 d'environ 2,2 à 3,5 mm. On a cons taté qu'à titre de première approximation, les diamètres des orifices qui donnent les meilleurs résultats avec les fils de différents deniers sont proportionnels à la racine carrée du denier.
La longueur de la chambre de traite ment dépend de la nature du traitement et de celle des fils à traiter. Par exem ple, pour effectuer des opérations d'étirage, il est avantageux de donner à la chambre une longueur de 50 à 7 6 cm pour traiter des fils de forts deniers, par exemple de 10 000 à 20 000, tandis que pour étirer des fils de deniers plus faibles, on obtient des résultats satisfais.i,nts avec des chambres par exemple de 15, 22,5 ou 30 cm de longueur.
Les conditions dans lesquelles s'effectue l'étirage dans l'appareil représenté sont ana logues à celles des opérations d'étirage dans les installations décrites dans les brevets précités. Cependant, la pression de l'eau en trant dans la chambre est plus forte et, de préférence, sensiblement plus forte que celle de la vapeur. La différence entre ces pressions peut être par exemple d'environ 0,35 kg/cm, mais on obtient généralement de meilleurs résultats avec de l'eau à une pression par exemple de 0,70, 1,05 ou 1,40 1,-g/cm2 supé rieure à celle de la vapeur. De préférence, la température de l'eau est basse, par exemple est comprise entre la température atmosphé rique et 30 à 35 C.
La pression de la vapeur dépend de la température de la vapeur qui est nécessaire et celle-ci de son côté dépend principalement du degré d'étirage, ainsi que, dans une certaine mesure, du type spécial de fil à étirer. Pour étirer des fils en acétate de cellulose soluble dans l'acétone, à une lon gueur de 10 à 20 fois leur longueur initiale, qui est généralement le degré d'étirage le plus avantageux, la température de la vapeur qui convient généralement le mieux est comprise entre 135 et 142 C. Par conséquent, pour effectuer ces opérations, la pression de la vapeur au manomètre est généralement com prise entre 2,1 et<B>29,8</B> kg /cm2 et la pression de l'eau entre 2,4 et 4,2 kg/cm2.
L'étirage et d'autres traitements des fils par des fluides peuvent s'effectuer pendant que les fils avancent dans un plan horizontal ou dans un plan faisant, un angle avec l'hori zontale. Cependant, on obtient des résultats particulièrement avantageux en disposant l'injecteur et la chambre de traitement en position verticale ou à peu près, de façon à faire circuler les fils verticalement ou à peu près. On diminue par cette disposition l'es pace occupé sur le sol par l'appareil qui est également rendu beaucoup plus accessible aux opérateurs.
Lorsque l'opération en ques tion consiste dans l'étirage de fils en dérivés organiques de la cellulose, on a constaté qu'on obtient des résultats bien meilleurs en effectuant l'étirage de bas en haut, au lieu de faire circuler les fils de haut en bas pendant l'opération. Un autre avantage de l'étirage des fils avec la vapeur humide consiste dans la possibilité d'obtenir les résultats les plus o avantageux avec de la vapeur à une tempé rature plus basse.
On peut faire passer le fil sortant de la chambre de traitement autour d'un galet situé au-dessus de l'orifice de sortie de la chambre et, en quittant ce galet, le faire re descendre jusqu'à un dispositif récepteur. La distance parcourue par le fil entre l'orifice (le sortie de la chambre de traitement et le dispositif récepteur dépend de la nature du traitement, de celle du produit et d'autres facteurs. Par exemple, cette distance peut ne pas dépasser 10 à 15 cm ou être beaucoup plus grande, par exemple de 60 à 91 cm.
Il peut être avantageux de faire subir des va riations analogues à la longueur du parcours des fils après leur sortie de la chambre de traitement, suivant le denier du fil et d'au tres facteurs dans des opérations qui s'efféc- tuent en faisant circuler le fil horizontale > ment ou suivant un angle par rapport à l'horizontale. L'appareil décrit ci-dessus per met d'obtenir des fils de qualité supérieure des vitesses d'étirage considérables, par exemple à des vitesses de la bobine récep trice de 150 à 300 mètres par minute ou da vantage.
L'emploi de l'appareil représenté a été décrit principalement en tant que s'appli quant à l'étirage de fils en acétate de cellu- o lose en présence de vapeur mouillée, car c'est pour cette application que l'appareil est le mieux qualifié. Cependant, il doit être bien entendu qu'il peut également servir à effectuer d'autres opérations.
Par exemple, 5 il peut servir à étirer des fils en autres dérivés de la cellulose, par exemple en propionate, butyrate, acéto-propionate de cellulose et autres esters, en éthyl- et propyl-cellulose et autres éthers, et en éthers-esters de cellulose, par exemple en acétate d'hydroxy-éthyl-cellu- lose. Les produits et en particulier ceux qui sont à base d'un éther de cellulose, par exemple l'éthyl cellulose, peuvent contenir un plasti fiant du dérivé de cellulose, par exemple l'huile de ricin, l'alcool oléylique,
le gel de pétrole ou le phosphate de tricrésyle, en dimi nuant ainsi la température de la vapeur qui est nécessaire pour obtenir un degré quel conque donné d'étirage. Une fois l'étirage terminé, le plastifiant peut être éliminé des produits en les traitant par un solvant appro prié du plastifiant. De plus, l'appareil repré senté est applicable d'une manière générale à l'étirage de fils à base de dérivés organiques de la cellulose ou autres substances, en par ticulier de substances thermoplastiques, par exemple des polyamides ou des composés polyvinyliques, en présence de fluides faci litant l'étirage, par exemple de l'eau ou une solution d'un solvant organique de ces subs tances.
De plus, l'appareil représenté peut s'appliquer à d'autres traitements des fils par des fluides exécutés pendant leur passage dans une chambre de traitement sensible ment close, par exemple à des traitements de saponification et de contraction.
Ainsi qu'il a déjà été dit, l'appareil repré senté, qui présente un injecteur avec un dis positif faisant arriver un fluide dans l'orifice d'entrée, est la forme de réalisation la plus importante de l'appareil suivant l'invention, étant donné qu'il peut fonctionner, non seu lement sous forme de dispositif d'enfilage au tomatique, mais encore de façon à empêcher la perte de fluide de traitement par l'orifice d'entrée et l'étirage en sens inverse qui en résulte du produit. De plus, ainsi qu'il a été indiqué ci-dessus, l'introduction clé l'eau dans la chambre en contact avec les fils, qui peut, être réalisée avec un injecteur de cette forme, a une grande importance au point de vue de l'étirage des fils en présence de la va peur humide.
Cependant, même si l'injecteur ne pré sente pas de dispositif faisant arriver un fluide dans l'orifice d'entrée, il présente néan- moins une grande utilité au point de vue de l'enfilage automatique de l'appareil et de l'introduction du fluide de traitement d'une manière uniforme autour des produits à traiter.
Apparatus for the treatment of threads with a fluid. The invention relates to an apparatus for the treatment of threads with a fluid.
Known installations for treating threads with fluids during their movement from one point to another have a substantially closed chamber, in which the threads pass through orifices whose dimensions are only slightly greater than the cross section. wires to minimize the loss of process fluid. Each time it is a question of treating a new load of threads, in an installation of this type, it is necessary to open said chamber sufficiently to be able to pass the threads through the orifices by hand.
This results in a loss of treatment fluid as well as a loss of heat, if the operation is carried out at a temperature above atmospheric temperature and, in particular, when it is necessary to allow the installation to cool before to be able to touch it. In addition, this operation wastes operators' time and involves additional overheads due to the lack of production while the installation is not running.
The apparatus according to the invention, in which the wire can be threaded much more easily than in known apparatuses, is characterized by a substantially closed treatment chamber, having an injector serving both as an inlet for the wires and device creating a stream of fluid sucked into the chamber, and an outlet for the son of the chamber.
The injector may have, in addition to the entry orifice of the wires, one or more channels through which a stream of fluid can be discharged and which direct the stream so as to create a stream of fluid drawn in by the orifice. entry. Several channels may be disposed around the inlet port, for the purpose of directing the flow of driving fluid, but preferably only one annular channel is available.
The apparatus according to the invention is particularly usable for drawing synthetic threads based on an organic derivative of cellulose. As is known, the tenacity of these synthetic yarns can be improved by stretching them in the presence of an agent which facilitates drawing, which is generally a softening agent, a known installation for drawing these yarns being based on the use of wet steam under pressure as a softening agent. This installation was described in Swiss patent N <B> 187673 </B> of April 9, 1935.
This installation allows drawing operations to be carried out while the yarns pass through a substantially closed chamber containing wet steam and having an inlet orifice and an outlet of the yarns.
To stretch the yarns made from organic cellulose derivatives in the presence of humid steam in a substantially closed chamber, as described in the aforementioned patent, a stream of steam is made to exit through the entry orifice of the yarn into the chamber. direction opposite to that of wire movement. This current exerts a stress on the softened yarns in the drawing chamber and it has been found that the properties of the drawn yarns can be improved by reducing or eliminating this tension, in particular when the yarns have been drawn to an extent. considerable, for example ten or twenty times their original length.
An installation which makes it possible to reduce or eliminate this tension is described in Swiss Patent No. 189124 of May 17, 1935, this installation having a pressurized end chamber which contains a device for advancing the wires. The embodiment of the apparatus according to the invention, which will be described by way of example, makes it possible to achieve the same result in a simpler manner and without the end chamber being necessary.
The accompanying drawing shows, in cross section and by way of example, an embodiment of the apparatus forming the subject of the invention.
The apparatus shown comprises a drawing chamber 1 with an injector at one end, this injector consisting of three parts 2, 6 and 7. Part 2 has a threaded cell 3, into which a connector can be screwed for the. air or steam inlet, and another threaded cell 3 'serving to connect the device to a water inlet. The cell 3 communicates with an annular channel 4 which itself communicates with an annular orifice 5 formed by an inner face of the part 2 and an outer face of the part 6 which is screwed into the part 2. The entry of the wire to be treated consists of orifices drilled in part 6 and in part 7 which is also screwed into part 2.
The part 7, which widens widely in its face on the side of the atmosphere sphere, has a shoulder 8 which rests against the part 2 and a connector 9 pierced with an orifice 10 for passing the wire. This connector protrudes into a cavity 11 formed in the part 6 and terminating in an orifice 12 through which the wire enters the drawing chamber. The position of the orifice 12 can be adjusted with respect to the annular orifice 5, so as to obtain the maximum suction effect through the orifice 12 by slightly pushing out or retracting the part 6.
The chamber 1 has at its other end a threaded plug 13 which screws into an opening in the wall of the chamber and is pierced with an outlet orifice 1.1.
To obtain the maximum benefit from the automatic threading device, it is important that the entry hole is short in the direction of the yarn movement and that its cross section is large compared to that of the yarn over the largest. part of its length, otherwise the drawn current may not be strong enough to drive the wire into the chamber and the latter, sticking against the walls of the orifice, may. give rise to disruption.
The shape of the injector of the apparatus shown perfectly meets these conditions. The length of the inlet orifice, i.e. the distance from the point where the wire exits the atmosphere to the point where it enters the chamber is short, about 38 mm, and except on passing through the connector 10 and in the vicinity of the orifice 12, the cross section of the inlet channel is much greater than that of the wire to be treated. In addition, the connector <B> 10 </B> contributes significantly to directing the wire into the orifice 12. Since the parts 6 and 7 are separated, it is possible, if necessary to do so, to d '' remove part 7, thread it on the wire by hand, then put it back in place and complete the threading through hole: 12 with a draft of sucked air.
However, it is generally not necessary to do so, and it suffices to present a piece of wire at the inlet of the air stream sucked into the orifice 10, so that the wire is drawn through the orifice d entry into the bedroom. In addition, if the chamber is short, for example has a length of 152 mm, and if the hole in which the plug 13 is screwed is large enough, for example has a diameter of 12.6 mm, the wire is . generally driven everything. right in and out of the room. We can then thread it into the orifice 14 and put the bauchon 13 back in place in its orifice.
The treatment of the yarns by means of the apparatus shown is described below as being particularly applicable to the drawing of a yarn made of cellulose acetate soluble in acetone in the presence of wet steam, in employing the apparatus shown in combination with positively controlled feeders, feeding the yarn into and out of the chamber and adjusting the degree of draw.
The device is first connected to a water inlet via the connector 3 'and to the compressed air and wet steam inlets via the connector 3, with valves or the like to adjust the flow rate of these fluids. in each of the inlet pipes. Then we take the wire on a spool or other device and we pass it in non-slip contact with the first advancement device, then the wedged air is made to arrive, so as to pass a current of air in the passage channels 3, 4 and 5, which causes the passage of a stream of air sucked into the inlet channel. The wire is introduced into the drawn air current, which drives it into the inlet channel, then it is threaded into the outlet orifice 14 of the plug 13.
The cap is then screwed back into its orifice, the wire is passed through the second advancement device, then through a receiving mechanism. As has already been said., If the path of the wire in the drawing chamber is short enough, the air flow from the injector may be strong enough to carry the wire into the orifice provided for the plug. , even in the outside atmosphere. Otherwise, the wire must be pulled by hand through this hole.
Once the thread has been threaded through the device, the advancement devices are started so as to pass the thread through the. treatment chamber, the flow of air in the annular channel is interrupted and steam is introduced through this channel. The water inlet valve is opened and the water is passed through the fitting 3 'into the central tube, where it comes into contact with the wire. The wire therefore leaves the injector, carrying with it a film of water and immediately comes into contact with the steam. It is thus brought very quickly from the un-softened state to the softened state suitable for stretching and, moreover, there is no risk in any way of coming into contact with masses of dry vapor.
When the stretching operation is started, as the temperature of the steam increases and the yarn softens, it is necessary to increase the ratio between the speed of the second stripping device. advance and that of the first until the desired degree of stretching is obtained, then this ratio is kept constant.
To obtain the best results, it is advisable to choose with care the dimensions of the inlet and outlet ports and especially those of the inlet ports. When stretching the wires in the apparatus shown in the drawing by introducing water into the chamber in contact. with the wire and the. steam through an orifice surrounding the inlet of the wire, the stretching of the wire by the action of the fluid results mainly from the action of three streams of fluid, viz.
1) the stream of water passing through the orifice 10 in the opposite direction to that of the movement of the wire, 2) the stream of water passing through the conically shaped space of the part 6 and exiting through the orifice 12, 3) the stream of steam passing through the outlet port 14.
It is advantageous that the stretching by the fluid in the opposite direction to the movement of the wire, that is to say caused by the current 1), is as low as possible and therefore the cross section of the orifice 10 should be as small as possible taking into account the dimensions of the wire to be drawn. In addition, to reduce the yarn tension in the processing chamber as much as possible, the stretching by the fluid caused by the current 2) should be stronger than that caused by the current 1) and that is. why the cross section of port 12 through which the wire enters the chamber must be larger than that of port 10.
The ratio between these two sections which gives the best results depends on the drawing conditions, in particular the water and steam pressures, and is preferably determined by testing. However, we must not forget that the back pressure at the passage of the orifice 10 is equal to the atmospheric pressure, tan say that at the passage of the orifice 12 it is equal to the pressure of the vapor which can be 2 , 1 to 2.4 kg / cm? above atmospheric pressure or more.
Therefore, in order for the flow of fluid through port 12 to be sufficient to cause stretching greater than that caused by flow through port 10, it is generally necessary that the cross section of orifice 12 is substantially larger than that of orifice 10, for example 2 to 3 times larger.
The size of the outlet 14 is of less importance. Usually an orifice having approximately the same size as the orifice 12 gives good results.
The diameters which are suitable for the orifices are generally between about 0.50 and 1.0 mm, when it comes to treating separate yarns or several ends of yarns with a total denier of 500 to 1000 for example. If the total denier is noticeably larger, the holes should be larger to allow the threads to pass freely. For example, if it is a question of treating threads or wicks of a denier of 10,000 to 20,000, the diameter of the orifice 10 may vary between approximately 1.25 and 2.5 mm and those of the orifices 12 and 14 from about 2.2 to 3.5 mm. It has been observed that as a first approximation, the diameters of the orifices which give the best results with threads of different deniers are proportional to the square root of the denier.
The length of the treatment chamber depends on the nature of the treatment and that of the yarns to be treated. For example, in order to carry out drawing operations, it is advantageous to give the chamber a length of 50 to 76 cm in order to process high denier yarns, for example 10,000 to 20,000, while in order to draw lengths. lower denier son, satisfactory results are obtained with chambers for example 15, 22.5 or 30 cm in length.
The conditions under which stretching takes place in the apparatus shown are similar to those of the stretching operations in the installations described in the aforementioned patents. However, the pressure of the water entering the chamber is greater and preferably significantly greater than that of the steam. The difference between these pressures can be, for example, about 0.35 kg / cm, but generally better results are obtained with water at a pressure of, for example, 0.70, 1.05 or 1.40 1, -g / cm2 greater than that of steam. Preferably the temperature of the water is low, for example is between atmospheric temperature and 30 to 35 C.
The pressure of the vapor depends on the temperature of the vapor that is required, and this in turn depends mainly on the degree of drawing, as well as, to some extent, on the special type of yarn to be drawn. To stretch acetone soluble cellulose acetate yarns, to a length of 10 to 20 times their original length, which is generally the most advantageous degree of draw, the steam temperature which is generally most suitable is between 135 and 142 C. Therefore, to carry out these operations, the vapor pressure at the manometer is generally between 2.1 and <B> 29.8 </B> kg / cm2 and the pressure of the water between 2.4 and 4.2 kg / cm2.
The drawing and other treatment of the yarns with fluids can take place while the yarns are advancing in a horizontal plane or in a plane making an angle with the horizontal horizon. However, particularly advantageous results are obtained by arranging the injector and the treatment chamber in a vertical position or approximately so as to circulate the wires vertically or approximately. This arrangement reduces the space occupied on the ground by the device, which is also made much more accessible to operators.
When the operation in question consists in the drawing of yarns made of organic cellulose derivatives, it has been found that much better results are obtained by carrying out the drawing from the bottom up, instead of circulating the yarns of up and down during the operation. Another advantage of drawing yarns with wet steam is that the most advantageous results can be obtained with steam at a lower temperature.
The wire exiting the treatment chamber can be passed around a roller situated above the outlet orifice of the chamber and, on leaving this roller, it can be brought down again to a receiving device. The distance the wire travels between the orifice (the exit of the processing chamber and the receiving device depends on the nature of the processing, that of the product and other factors. For example, this distance may not exceed 10 to 15 cm or be much larger, for example 60 to 91 cm.
It may be advantageous to vary the length of the path of the yarns after their exit from the processing chamber to similar variations, depending on the denier of the yarn and other factors in operations which are carried out by circulating the yarn. the wire> ment horizontally or at an angle to the horizontal. The apparatus described above enables high quality yarns to be obtained at considerable drawing speeds, for example at take-up reel speeds of 150 to 300 meters per minute or more.
The use of the apparatus shown has been described primarily as an application for drawing cellulose acetate yarns in the presence of wet steam, since it is for this application that the apparatus is designed. the best qualified. However, it should be understood that it can also be used to perform other operations.
For example, it can be used to draw yarns of other cellulose derivatives, for example cellulose propionate, butyrate, aceto-propionate and other esters, ethyl- and propyl-cellulose and other ethers, and ethers-esters. of cellulose, for example hydroxy-ethyl-cellulose acetate. The products and in particular those which are based on a cellulose ether, for example ethyl cellulose, may contain a plasticizer of the cellulose derivative, for example castor oil, oleyl alcohol,
petroleum gel or tricresyl phosphate, thereby lowering the temperature of the vapor which is necessary to achieve any given degree of stretch. After stretching is complete, the plasticizer can be removed from the products by treating them with an appropriate solvent for the plasticizer. In addition, the apparatus shown is generally applicable to the drawing of yarns based on organic derivatives of cellulose or other substances, in particular thermoplastic substances, for example polyamides or polyvinyl compounds, in particular. presence of fluids facilitating the stretching, for example water or a solution of an organic solvent of these substances.
In addition, the apparatus shown can be applied to other treatments of the yarns by fluids carried out during their passage in a substantially closed treatment chamber, for example to treatments of saponification and contraction.
As has already been said, the apparatus represented, which has an injector with a positive device causing fluid to flow into the inlet orifice, is the most important embodiment of the apparatus according to the invention, since it can function, not only as a automatic threading device, but also in such a way as to prevent the loss of process fluid through the inlet orifice and reverse stretching which result of the product. In addition, as indicated above, the key introduction of water into the chamber in contact with the wires, which can be carried out with an injector of this form, is of great importance from the point of view. of the stretching of the wires in the presence of the wet fear goes.
However, even if the injector does not have a device for supplying fluid to the inlet port, it is nevertheless of great utility from the point of view of the automatic threading of the apparatus and of the device. introduction of the treatment fluid in a uniform manner around the products to be treated.