Vorrichtung zur Erzielung eines intensiven Wärme- bzw. Feuchtigkeitsüberganges zwischen einem Gasstrom und einem fadenförmigen Gebilde
Vorrichtung zur Erzielung eines intensiven Wärmebzw. Feuchtigkeitsüberganges zwischen einem Gasstrom und einem fadenförmigen Gebilde.
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Intensivierung des Wärmeaustausches bzw. des Feuchtigkeits überganges zwischen fadenförmigen Gebilden und einem dieselben umfliessenden Gasstrom, die insbesondere bei der Texturierung von Textilgarnen Verwendung finden kann.
Beim Texturieren von mindestens teilweise aus ther moplastischem Material bestehenden Textilgarnen werden diese durch Erhitzen vorübergehend in einen plastischen Zustand übergeführt, in diesem Zustand mechanisch verformt, worauf durch Abkühlung die Wiedererhärtung und damit die Fixierung der mechanischen Deformation erfolgt.
Es ist bekannt, die Erhitzung der Garne z.B. mittels eines von diesen durchlaufenen Heissluftkanals oder durch Kontakt mit einer heissen Fläche vorzunehmen und die Abkühlung in der Regel beim Durchlaufen einer Raumtemperatur aufweisenden Luftstrecke erfolgen zu lassen.
Es hat sich jedoch gezeigt, dass bei sehr hohen Garndurchlaufsgeschwindigkeiten die Erhitzungs- bzw.
Abkühlstrecke relativ lang sein müsste, um eine genügende Plastifizierung und Wiedererhärtung der Garne zu erreichen. Zwar sind Massnahmen zur Verstärkung der Erhitzung bzw. Trocknung z.B. durch Ausnützung einer zwischen der im Heissluftkanal befindlichen Luft und dem Faden erfolgenden Relativbewegung sowie Massnahmen zur Verstärkung der Abkühlung von plastifizierten Fäden, z.B. die Behandlung mit kalter Luft bzw.
Gasen, zweckmässig im Gegenstrom-Prinzip, bekannt geworden. Alle diese bekannten Massnahmen haben jedoch den Nachteil, dass die damit erzielbare Erhitzung bzw. Abkühlung nicht rasch und intensiv genug erfolgt, um die Plastifizierung bzw. Wiedererhärtung der Garne bei sehr hohen Garndurchlaufsgeschwindigkeiten, wie sie bei den modernen Texturiermaschinen möglich sind, zu gewährleisten.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung bezweckt, diesen Nachteil zu vermeiden und einen verbesserten Wirkungsgrad des Wärme- und/oder Feuchtigkeitsaustauschers zwischen fadenartigen Gebilden und einem Gasstrom zu erzielen.
Gegenstand der Erfindung ist demnach eine Vorrichtung zur Erzielung eines momentanen intensiven Wärmebzw. Feuchtigkeitsüberganges zwischen einem Gasstrom und einem diesen zwischen Führungsmitteln durchlaufenden, mit hoher Frequenz schwingenden fadenförmigem Gebilde, die dadurch gekennzeichnet ist, dass sie einen sich in Laufrichtung des fadenförmigen Gebildes erstrekkenden, längs dieser Richtung mit einer spaltförmigen Einlaufdüse versehenen Diffusor als Saugeinrichtung aufweist, welcher über einen Stutzen in einen Saugkanal mündet der seinerseits mit einer Luftfördereinrichtung verbunden ist, und dass sie an mindestens einer der die Einlaufdüse begrenzenden Flächen mit einem sich über die ganze Länge der Saugeinrichtung im Bereich deren Innenseite sich erstreckenden Mittel zur Erzeugung von Turbulenz versehen ist.
Die Erfindung ist nachstehend in einer beispielsweisen Ausführungsform zur Anwendung an einer Maschine zum Texturieren von Garnen mit einer Vielzahl von nebeneinanderliegenden Arbeitsstellen anhand von Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen
Fig. 1 einen Teil einer Texturiermaschine mit der erfindungsgemässen Vorrichtung
Fig. 2 ein Detail der Vorrichtung im Aufriss
Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie II-II durch das Detail der Vorrichtung gemäss Fig. 2
Fig. 4 einen Detail von Fig. 3 in vergrösserter Darstellung.
Fig. 5 eine Variante eines Details analog Fig. 4
Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie IV-IV durch das Detail gemäss Fig. 5.
Gemäss Fig. 1 erstreckt sich innerhalb des Maschinengestells und angenähert auf dessen ganzen Länge im Bereiche sämtlicher Arbeitsstellen ein Saugkanal 18.
Dieser Saugkanal ist einerseits mit der Saugseite einer Luftfördereinrichtung 19, andererseits an jeder Verarbeitungsstelle mit einer dieser zugeordneten Saugvorrichtung 10 durch je einen Schlitz 13 luftleitend verbunden. Die Saugvorrichtungen 10 erstrecken sich in Richtung des zu verarbeitenden Garnes 20, d.h. angenähert in lotrechter Richtung und sind unterhalb der Heizvorrichtung 17 und angenähert in der Verlängerung der Längsachse derselben angeordnet. Die Saugvorrichtung 10 muss relativ zum Garn 20 innerhalb enger Toleranzen angeordnet sein und ist vorzugsweise leicht auswechselbar am Saugkanal 18 befestigt.
Gemäss den Fig. 2 bis 4 weist die Saugvorrichtung 10 eine spaltförmige Einlaufdüse 12 auf, welcher sich in der durch die Pfeile 9 angedeuteten Strömungsrichtung der Luft ein Diffusor 14 anschliesst, der in einen Stutzen 16 übergeht, und dieser leitet seinerseits in den Saugkanal 18 über. Wie aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich, nimmt der Abstand der die Saugvorrichtung 10 begrenzenden Endflächen 15, 15' gegen den Kanal 18 hin ab. Die den Diffusor 14 begrenzenden Flächen 26 sind durch eine Mehrzahl von in Laufrichtung des Garnes 20 distanziert voneinander angeordneten Stegen 22 miteinander verbunden. Die Abstände der Stege 22 voneinander sind angenähert gleich gross. Es ist vorteilhaft, die Stege 22 mit kerbenartigen Einbuchtungen 24 mit kleinen Krümmungsradien zur Führung des Garnes 20 zu versehen.
Jeder Steg 22 kann eine einzige Einbuchtung zur Führung eines einzigen Garns oder 2 oder mehr Einbuchtungen zur Führung mehrerer parallel nebeneinanderlaufender Garne aufweisen. Es ist zweckmässig, mindestens diejenigen Teile der Stege 22, über welche das bzw. die Garne laufen, aus sehr hartem bzw. gegen Abrieb widerstandsfähigem Material herzustellen und dasselbe an den Berührungsstellen mit dem Garn auf Hochglanz zu polieren.
An mindestens einer der die Einlaufdüse 12 begrenzenden Flächen 26 ist an deren Innenseite eine Fahne 28 befestigt, welche sich angenähert über die ganze Länge der Saugvorrichtung 10 erstreckt und z.B. aus einem Stück Blech bestehen kann. Vorzugsweise weist das in der Nachbarschaft der Einbuchtung 24 befindliche Ende der Fahne 28 eine scharfe Kante 30 auf, welche sich in unmittelbarer Nähe des Garnes 20 befindet. Die Fahne 28 erstreckt sich entgegen der allgemeinen Anströmrichtung der Luft (Pfeil 9) ein Stück weit in tangentialer Richtung zur Fläche 26 und kann eben oder bezüglich der Mündung in geringem Masse gekrümmt sein.
Im Betrieb der Vorrichtung saugt die Luftfördereinrichtung 19 Luft aus dem Raum, in dem sich die Texturiermaschine befindet, durch die Saugvorrichtung 10 in den Saugkanal 18 hinein. Der in die Saugvorrichtung 10 einströmende Lufstrom liegt an der Fahne 28 an.
An der scharfen Hinterkante 30 der Fahne 28 reisst die Strömung unter starken Turbulenzerscheinungen ab. Dadurch wird das Garn in Schwingungen versetzt, welche vorwiegend in Richtung A - A erfolgen (Fig. 3) Durch diese Schwingungen des Garnes 20, welche in ihrer Frequenz durch die Garnspannung beeinflusst werden, wird ein sehr guter Wärmeübergang zwischen Garn 20 und an diesem vorbeistreichenden Luftstrom erreicht.
Dabei bilden die Stege 22 Knotenpunkte der Schwingung.
Die Abstände der Stege 22 sind deshalb unter Berücksichtigung der Luftmenge und der Spannung des Garns 20 so zu wählen, dass letzteres in genügendem Masse schwingen kann, jedoch die Begrenzungsfläche 26 der Einlaufdüse 12 nicht berührt. Die Schwingungsfrequenz kann z.B. 20 kHz betragen und es erfolgt dabei eine sehr intensive Kühlung des Fadens durch die mit erheblicher Geschwindigkeit an diesem vorbeiströmende Raumluft.
Diese intensive Kühlung ermöglicht es, die Texturiermaschine mit Liefergeschwindigkeiten über 150 bis 200 m/Min. arbeiten zu lassen.
In den Fig. 5 und 6 ist eine Variante des Vorrichtungsteiles 10 gemäss den Fig. 2 bis 4 dargestellt, und zwar zeigt Fig. 5 die Einlaufdüse 12 und ein Teilstück des Diffusors 14 im Schnitt nach der Linie II-II in Fig. 2. Bei dieser Variante erfolgt die Anregung der Schwingungen des zu verarbeitenden Garnes 20 durch einen Draht 32, welcher sich parallel zum laufenden Garn 20 in der Strömungsrichtung der Luft in einem Abstand vor der Öffnung der Einlaufdüse 12 befindet. Zwischen je 2 Stegen 22 ist ein separater Draht 32 angeordnet, und zwar so, dass sich das Garn 20 in der Zone hoher Turbulenz der Strömung befindet.
Es ist natürlich auch möglich, einen sich über mehre re Stege oder über die ganze Länge der Saugvorrichtung 10 erstreckenden Draht oder Stab 32 anzubringen.
Ausser der beschriebenen Verwendung der erfindungsgemässen Vorrichtung bei einer Garn-Texturiermaschine sind natürlich zahlreiche andere Anwendungen zur Beeinflussung der Temperatur oder Feuchtigkeit von fadenförmigen Gebilden in einem Luftstrom möglich. Sie kann z.B. bei der thermischen Nachbehandlung von Kunstfäden oder bei der Behandlung von Textilgarnen mit Textilhilfsmitteln bzw. Ausrüstmitteln benützt werden.
Device for achieving an intensive heat or moisture transfer between a gas flow and a thread-like structure
Device for achieving an intense heat or. Moisture transition between a gas stream and a thread-like structure.
The invention relates to a device for intensifying the heat exchange or the moisture transition between thread-like structures and a gas stream flowing around the same, which can be used in particular for texturing textile yarns.
When texturing textile yarns consisting at least partially of thermoplastic material, they are temporarily converted into a plastic state by heating, mechanically deformed in this state, whereupon the re-hardening and thus the fixing of the mechanical deformation takes place by cooling.
It is known that the heating of the yarns e.g. by means of a hot air duct through which they pass or by contact with a hot surface and to allow the cooling to take place as a rule when passing through an air gap at room temperature.
However, it has been shown that at very high yarn throughput speeds the heating or
The cooling section would have to be relatively long in order to achieve sufficient plasticization and re-hardening of the yarns. Measures to increase the heating or drying, e.g. by utilizing a relative movement occurring between the air in the hot air duct and the thread, as well as measures to increase the cooling of plasticized threads, e.g. treatment with cold air or
Gases, expediently in the countercurrent principle, have become known. However, all these known measures have the disadvantage that the heating or cooling that can be achieved with them does not take place quickly and intensely enough to ensure plasticization or re-hardening of the yarns at very high yarn throughput speeds, as are possible with modern texturing machines.
The device according to the invention aims to avoid this disadvantage and to achieve an improved efficiency of the heat and / or moisture exchanger between thread-like structures and a gas flow.
The invention therefore relates to a device for achieving a momentary intense heat or heat. Moisture transition between a gas stream and a thread-like structure that runs through it between guide means and vibrates at high frequency, which is characterized in that it has a diffuser as suction device which extends in the running direction of the thread-like structure and is provided with a slit-like inlet nozzle along this direction The nozzle opens into a suction channel which is in turn connected to an air delivery device and is provided on at least one of the surfaces delimiting the inlet nozzle with a means for generating turbulence extending over the entire length of the suction device in the area of its inside.
The invention is explained in more detail below in an exemplary embodiment for use on a machine for texturing yarns with a plurality of adjacent workplaces with reference to drawings. Show in the drawings
1 shows part of a texturing machine with the device according to the invention
2 shows a detail of the device in elevation
3 shows a section along the line II-II through the detail of the device according to FIG. 2
4 shows a detail from FIG. 3 in an enlarged illustration.
FIG. 5 shows a variant of a detail analogous to FIG. 4
6 shows a section along the line IV-IV through the detail according to FIG. 5.
According to FIG. 1, a suction channel 18 extends within the machine frame and approximately over its entire length in the area of all work stations.
This suction channel is connected, on the one hand, to the suction side of an air conveying device 19 and, on the other hand, at each processing point to a suction device 10 associated therewith through a slot 13 each. The suction devices 10 extend in the direction of the yarn 20 to be processed, i. approximately in the vertical direction and are arranged below the heating device 17 and approximately in the extension of the longitudinal axis thereof. The suction device 10 must be arranged within narrow tolerances relative to the yarn 20 and is preferably attached to the suction channel 18 such that it can be easily replaced.
According to FIGS. 2 to 4, the suction device 10 has a slit-shaped inlet nozzle 12 which, in the direction of air flow indicated by the arrows 9, is connected to a diffuser 14, which merges into a connector 16, and this in turn leads into the suction channel 18 . As can be seen from FIGS. 1 and 2, the distance between the end surfaces 15, 15 ′ delimiting the suction device 10 decreases towards the channel 18. The surfaces 26 delimiting the diffuser 14 are connected to one another by a plurality of webs 22 arranged at a distance from one another in the running direction of the yarn 20. The distances between the webs 22 are approximately the same. It is advantageous to provide the webs 22 with notch-like indentations 24 with small radii of curvature for guiding the yarn 20.
Each web 22 can have a single indentation for guiding a single yarn or 2 or more indentations for guiding several parallel juxtaposed yarns. It is expedient to manufacture at least those parts of the webs 22 over which the yarn or yarns run from a very hard or abrasion-resistant material and to polish the same to a high gloss at the points of contact with the yarn.
On at least one of the surfaces 26 delimiting the inlet nozzle 12, a flag 28 is attached on the inside thereof, which flag extends approximately over the entire length of the suction device 10 and e.g. can consist of a piece of sheet metal. The end of the flag 28 located in the vicinity of the indentation 24 preferably has a sharp edge 30 which is located in the immediate vicinity of the yarn 20. The flag 28 extends against the general direction of flow of the air (arrow 9) a little in the tangential direction to the surface 26 and can be flat or curved to a slight extent with respect to the mouth.
When the device is in operation, the air conveying device 19 sucks air from the space in which the texturing machine is located through the suction device 10 into the suction channel 18. The air stream flowing into the suction device 10 rests against the flag 28.
At the sharp trailing edge 30 of the flag 28, the flow breaks off with strong turbulence phenomena. This causes the yarn to vibrate, which occur predominantly in the direction A - A (Fig. 3). These vibrations of the yarn 20, the frequency of which is influenced by the yarn tension, results in a very good heat transfer between yarn 20 and passing it Air flow reached.
The webs 22 form nodes of the oscillation.
The distances between the webs 22 are therefore to be selected, taking into account the amount of air and the tension of the yarn 20, so that the latter can vibrate sufficiently, but does not touch the boundary surface 26 of the inlet nozzle 12. The oscillation frequency can e.g. 20 kHz and there is a very intensive cooling of the thread by the room air flowing past it at considerable speed.
This intensive cooling enables the texturing machine to be operated at delivery speeds of over 150 to 200 m / min. to let work.
5 and 6 show a variant of the device part 10 according to FIGS. 2 to 4, namely FIG. 5 shows the inlet nozzle 12 and a portion of the diffuser 14 in section along the line II-II in FIG. In this variant, the vibrations of the yarn 20 to be processed are excited by a wire 32 which is parallel to the running yarn 20 in the direction of air flow at a distance in front of the opening of the inlet nozzle 12. A separate wire 32 is arranged between each two webs 22, specifically in such a way that the yarn 20 is in the zone of high turbulence of the flow.
It is of course also possible to attach a wire or rod 32 extending over several webs or over the entire length of the suction device 10.
In addition to the described use of the device according to the invention in a yarn texturing machine, numerous other applications for influencing the temperature or humidity of thread-like structures in an air stream are of course possible. You can e.g. be used in the thermal aftertreatment of synthetic threads or in the treatment of textile yarns with textile auxiliaries or finishing agents.