DE10058543A1

DE10058543A1 - Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Behandlung von synthetischen Fäden in einer Wärmeaustauschkammer

Info

Publication number: DE10058543A1
Application number: DE10058543A
Authority: DE
Inventors: Steffen Mueller-Probandt; Rolf Machatschke
Original assignee: TEMCO Textilmaschinenkomponenten GmbH
Current assignee: TEMCO Textilmaschinenkomponenten GmbH
Priority date: 2000-07-14
Filing date: 2000-11-24
Publication date: 2002-01-24
Also published as: KR100755977B1; US20040019976A1; KR20030026975A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Behandlung von synthetischen Fäden in einer Wärmetauschkammer, in welcher der zu behandelnde Faden direkt mit dem Wärmetauschmedium in Kontakt kommt. An der Fadenauslauföffnung und an der Fadeneinlauföffnung ist jeweils eine mit einem Dichtungsmedium beaufschlagte Abdichteinrichtung vorgesehen, mit einer in Nähe des Fadenaustrittes bzw. des Fadeneintrittes angeordneten Zuleitung für das Dichtungsmedium. Das Dichtungsmedium wird von dem die Wärmetauschkammer durchlaufenden Faden ferngehalten. Dies erfolgt durch Abführen des Dichtmediums vor der Wärmetauschkammer oder auch durch Abführen des Wärmetauschmediums zusammen mit dem Dichtungsmedium. In Nähe der Wärmetauschkammer ist eine Ableitung für das Dichtungsmedium angeordnet. Der Wärmetauscher ist ferner geteilt, so daß durch die Abnahme des einen Teiles der Faden eingelegt werden kann.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Behandlung von synthetischen Fäden in einer Wärmetauschkammer, in welcher der zu behandelnde Faden direkt mit dem Wärmetauschmedium in Kontakt kommt und die eine Faden auslauföffnung und eine Fadeneinlauföffnung aufweist, an wel chen jeweils eine mit einem Dichtungsmedium beaufschlagte Ab dichteinrichtung mit einer in Nähe des Fadenaustritts bzw. des Fadeneintrittes angeordneten Zuleitung für das Dichtungsmedium vorgesehen ist.

Eine solche Vorrichtung ist aus der EP 0 624 208 B1 bekannt. Der Wärmetauscher wird einmal als Heizvorrichtung, aber auch als Kühlvorrichtung eingesetzt. In jedem Falle wird Fluid - einmal heiß und einmal kalt - mit dem Garn direkt in Verbindung gebracht. Das Fluid befindet sich dabei in einer Wärmetausch kammer, die von dem Fluid durchflossen wird. Diese Wärmetausch kammer ist im wesentlichen rohrförmig ausgebildet und weist an ihren beiden Enden kleine Bohrungen auf, durch welche das Garn eingeführt und nach Durchlaufen der Wärmetauschkammer wieder herausgeführt wird.

Bei derartigen Kühl- oder Heizvorrichtungen tritt das Problem auf, das Heiz- oder Kühlfluid am Austreten aus der Garneinlaß- bzw. Auslaßbohrung zu hindern. Aus dem Stand der Technik (DE-OS 24 30 741) sind zur Lösung dieses Problemes verschiedene Dicht einrichtungen, wie Walzendichtungen, Lippendichtungen und auch Labyrinthdichtungen bekannt, wobei letztere wegen ihres ein fachen Aufbaues am häufigsten verwendet werden. Eine solche Labyrinthdichtung ist beispielsweise auch aus der EP 760 874 (entspricht WO 95/32325) bekannt. Die Labyrinthdichtung besteht aus einer Anzahl von Drosselräumen, die durch kleinere Durch laßöffnungen miteinander verbunden sind, die gerade so groß sind, daß der Faden hindurchgeführt werden kann. Zur Unter stützung der Dichtwirkung wird jeweils am äußeren Ende der Labyrinthdichtungen Preßluft zugeführt. Anstelle von Preßluft wird auch Dampf oder überhitzter Dampf vorgeschlagen.

Es hat sich nunmehr gezeigt, daß die Abdichtung mit einem der artigen, insbesondere gasförmigen Medium zwar sehr wirkungsvoll ist, daß aber das Dichtmedium auch in die Wärmetauschkammer eintritt und sich dort mit dem Wärmetauschmedium, das meist aus einer Flüssigkeit, z. B. Wasser, besteht zu Schaum verbindet. Dieses Problem tritt besonders dann auf, wenn ein gasförmiges Dichtmedium und ein flüssiges Wärmetauschmedium verwendet wird.

Bei einer waagrechten Anordnung des Wärmetauschers spielt dies zwar eine geringere Rolle, da der Schaum sich mehr oberhalb des Spiegels der Flüssigkeit bildet, zu dem der Faden parallel durch die Flüssigkeit verläuft und somit der Wärmeaustausch durch die direkte Berührung das Fadens mit dem Wärmetausch medium weitgehend ungestört bleibt. In vielen Fällen ist es aber notwendig, den Wärmetauscher bzw. Kühler nicht nur hori zontal, sondern auch vertikal oder einer beliebigen Schräglage anzuordnen. Hierbei bildet sich am oberen Ende des Wärme tauschers eine Zone, die nur Schaum enthält, was dazu führt, daß die Wärmetauschwirkung ganz erheblich absinkt und erheblich größere Behandlungsstrecken benötigt werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden und eine Abdichtung der Garndurchgangs öffnungen des Wärmetauschers zu schaffen, die die Effektivität des Wärmetauschers nicht beeinträchtigt.

Die Aufgabe wird gelöst gemäß dem Verfahren nach Anspruch 1 und gemäß den Vorrichtungen nach den Ansprüchen 10 und 13.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß die Wirkung des Wärmeaustausches ganz erheblich verbessert werden kann, wenn das Dichtmedium vom Faden, der die Wärmetauschkammer durch läuft, ferngehalten werden kann, weil das Dichtmedium, bei spielsweise Luft, wie auch alle anderen gasförmigen Medien eine starke Isolierwirkung ausüben. Dabei kommt es überraschender weise gar nicht so sehr darauf an, daß überhaupt kein Dicht medium in die Wärmetauschkammer gelangt und sich vermischt, sondern daß das Dichtmedium von dem Faden ferngehalten wird, so daß allein das Wärmetauschmedium zur Wirkung auf den Faden kommt. Dadurch werden stabile und berechenbare Verhältnisse für den Wärmeaustausch geschaffen.

Durch die US-PS 3.783.649 wird ein Fluiddichtsystem beschrie ben, das das Eindringen von Dichtungsmedium in die Wärmetausch kammer und dessen Vermischung mit dem Wärmetauschmedium in der Kammer verhindern soll. Bei diesem System dient das Fluid selbst als Dichteinrichtung und bildet eine Fluiddichtung vor dem Materialein- oder Ausgang in die Wärmetauschkammer. Es wird mit hoher Geschwindigkeit ein Fluid, beispielsweise Wasser, gegen die Durchgangsöffnung der Wärmetauschkammer geleitet, wo bei durch die Austrittsgeschwindigkeit des Dichtmediums aus der Dichtkammer sowohl die Austrittsöffnung für das Dichtfluid, als auch eine der Ausgangsöffnung bzw. Eingangsöffnung der Wärme tauschkammer nachgeschalteten bzw. vorgeschalteten Durchlaßöff nung für das textile Material bestimmt. Das Dichtfluid wird, soweit es nicht durch den statischen Druck eine Art Fluidklemme bildet, in eine sog. Überlaufkammer mit dem textilen Material befördert und dort abgelagert bzw. abgeführt. Abgesehen, daß für eine derartige Balance zwischen Leckagedruck aus der Wärme tauschkamner und des Dichtfluidums bzw. dessen Geschwindigkeit eine aufwendige Drucksteuerung erforderlich ist, ist auch das beschriebene Fluiddichtsystem sowohl vom Platzbedarf als auch in der Herstellung aufwendig.

Die vorliegende Erfindung unterscheidet sich von dem hier auf gezeigten Stand der Technik im wesentlichen dadurch, daß eine übliche Abdichteinrichtung, beispielsweise eine Labyrinthdich tung mit einem Dichtungsmedium beaufschlagt wird, und nicht das Dichtungsmedium selbst die Dichtungseinrichtung bildet. Die er findungsgemäße Vorrichtung ist sowohl in ihrem Aufbau als auch in der Handhabung wesentlich einfacher und in der Druckabstim mung vollkommen unproblematisch. Außerdem erlaubt sie eine kon trolliert gesteuerte Wärmetauschbehandlung.

Aus der DE-OS 20 02 349 geht zwar ein Verfahren und eine Vor richtung zur Abdichtung benachbarter Räume hervor, wobei das in den Räumen jeweils enthaltene, gasförmige Medium abgesaugt und im Bereich des Schlitzes bzw. der Durchtrittsöffnung unter einem kleinen Winkel gegenüber der Materialbahn wieder in die sen Raum eingeblasen wird. Dieses bekannte Verfahren hat sich jedoch als ungeeignet zur Verhinderung von Schaumbildung er wiesen, da mit dem Einführen eines flüssigen Wärmetauschmediums eine Injektorwirkung entsteht, durch die unkontrolliert Luft angesaugt und mit der Flüssigkeit zu Schaum vermischt wird.

Dadurch, daß das Dichtmedium, mit welchem die Dichteinrichtung beaufschlagt ist, jeweils vor der Wärmetauschkammer abgeführt wird, wird verhindert, daß dieses gar nicht erst in die Dicht kammer eindringt und somit mit dem durch die Wärmetauschkammer laufenden Faden in Berührung kommen kann.

Die Abführung des Wärmetauschmediums durch die Garndurchgangs öffnungen hat auch den Vorteil, daß eine genaue Abstimmung der Dicht- und des Wärmetauschmediums nicht erforderlich ist. Das Wärmetauschmedium muß in jedem Fall aus der Wärmetauschkammer nach außen treten. Prinzipiell wird das Mischen Wärmetausch medium/Dichtmedium aus der Wärmetauschkammer heraus nach außen verlegt, so daß das Dichtmedium von dem Faden in der Wärme tauschkammer ferngehalten ist.

Der Einfachheit halber wird das Wärmetauschmedium zusammen mit dem Dichtungsmedium abgeführt, wobei anschließend eine Trennung von Wärmetauschmedium und Dichtmedium und die Wiederverwendung des Wärmetauschmediums erfolgen kann.

Eine andere Methode des Fernhaltens des Dichtmediums von dem die Wärmetauschkammer durchlaufenden Faden erfolgt dadurch, daß das Dichtmedium zwar in die Wärmetauschkammer eindringt und mit einem gewissen Überdruck das Wärmetauschmedium am Austreten aus der Wärmetauschkammer verhindert, jedoch wird das in die Wärme tauschkammer eindringende Dichtmedium vom Faden abgeleitet, so daß die isolierende Wirkung zum Wärmetauschmedium verhindert wird.

Ein anderes Verfahren für das Fernhalten des Dichtmediums von dem die Wärmetauschkammer durchlaufenden Faden erfolgt dadurch, daß das Wärmetauschmedium innerhalb der Wärmetauschkammer auf den Faden zugeleitet wird, sodaß der direkte Kontakt erhöht wird, und das in die Wärmetauschkammer eingedrungene Dicht medium durch die Strömung vom Faden ferngehalten wird.

Wird das Eindringendes Dichtmediums und die Schaumbildung kontrolliert gesteuert, so kann damit bewußt eine gewisse Schaumzone und damit eine Verkürzung der Wärmetauschstrecke erreicht werden, wodurch Anpassungen an verschiedene Betriebs bedingungen, z. B. Veränderung der Fadendurchlaufgeschwindig keit, auf einfache Weise durchgeführt werden können.

Entsprechend der angewandten Verfahrensweise ist der Wärmetau scher mit einer Ableitung für das Dichtmedium versehen, die in Nähe der Fadendurchgangsöffnungen der Wärmetauschkammer ange ordnet sind. Die Abdichteinrichtung besteht zweckmäßigerweise aus einer Labyrinthdichtung, die Drosselräume aufweist. Dadurch, daß die Zuleitung zwischen den dem Fadenaus- bzw. Fadeneinlauf am nächsten gelegenen Drosselräumen mündet, ist eine Sicherung für Dichtmittelverlust gegeben, während die Ableitung aus dem der Wärmetauschkammer am nächsten gelegenen Drosselraum herausführt, so daß sowohl das Dichtmedium als auch die Leckage des Wärmetauschmediums entspannt abgeführt werden können. Für die Ableitung von in die Wärmetauschkammer einge drungenen Dichtmediums sind innerhalb der Wärmetauschkammer Leitbleche angeordnet, durch die der Faden hindurch geleitet wird, das eingedrungene Dichtmedium jedoch vom Faden fernge halten wird.

Zur Hinführung des Wärmetauschmediums und Verbesserung des direkten Kontaktes mit dem die Wärmetauschkammer durchlaufenden Faden sind in der Wärmetauschkammer zentrisch zum Faden ange ordnete Verengungen vorgesehen, wobei die Zuführung und Abfüh rung des Wärmetauschmediums vor bzw. nach der Verengung ange ordnet sind, so daß das Wärmetauschmedium die Verengung im Gegenstrom zum Faden durchströmt.

Erfolgt die Ableitung des Dichtmediums aus der unmittelbar vor oder nach der Wärmetauschkammer angeordneten Drosselkammer in die Wärmetauschkammer, jedoch in einem gehörigen Abstand zur Fadendurchgangsöffnung, so wird überraschenderweise ein Ein dringen des Dichtmediums im Bereich der Fadendurchgangsöffnung verhindert, wobei das aus den Ableitungen in die Wärmetausch kammer eindringende Dichtmedium so weit vom Faden ferngehalten ist, daß eine Beeinflussung des Wärmeaustausches vermieden ist. Diese Ausgestaltung des Wärmetauschers hat insbesondere den Vorteil, daß eine gesteuerte Schaumbildung und damit auch eine kontrollierte, veränderbare Länge der Kühlstrecke auf einfache Weise erreicht werden kann.

Als besonders vorteilhaft im Zusammenhang mit der gesteuerten Kühlstrecke hat sich für alle Ausführungen eine Anordnung der Wärmetauschkammer in der Weise erwiesen, daß der Fadenlauf den Spiegel der Kühlflüssigkeit schneidet, dies ist beispielsweise bei stehender Anordnung der Wärmetauschkammer der Fall.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden anhand der Zeichnun gen beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 den Wärmetauscher im Schnitt mit schematischer Darstellung der Anschlußleitungen,

Fig. 2 den Grundkörper des Wärmetauschers gemäß Fig. 1 in perspektivischer Ansicht,

Fig. 3 eine andere Ausführung des Wärmetauschers mit Ablenkblechen,

Fig. 4 eine weitere Ausführung des Wärmetauschers mit Ableitung des Dichtmediums,

Fig. 5 eine weitere Ausführung des Wärmetauschers mit Verengungen in der Wärmetauschkammer.

Die Erfindung wird beispielhaft anhand eines Wärmetauschers beschrieben, der als Kühler in einen Texturierprozeß für einen synthetischen Faden eingesetzt ist, wobei der zu behandelnde Faden F mit hohen Geschwindigkeiten, d. h. mit bis über 2.000 m pro Minute Laufgeschwindigkeit durch diesen Kühler läuft. Dies erfordert eine sehr große Kühlleistung, um den Faden beispiels weise von etwa 200 Grad auf etwa 50 Grad in so kurzer Zeit herunter zu kühlen. Als Kühlmittel wird Wasser verwendet, das mit dem Faden F direkt in Kontakt kommt. Zur Beaufschlagung der Dichteinrichtung 2 wird Luft verwendet. Selbstverständlich kön nen auch andere Wärmetauschmedien oder auch Dichtmedien verwen det werden, je nachdem, in welchem Prozeß und zu welchem Zweck der Wärmetauscher eingesetzt wird. Der Wärmetauscher wird an hand einer Ausführung zur Behandlung von synthetischen Fäden beschrieben, er ist jedoch ohne weiteres auch bei der Behand lung von textilen Stoffbahnen oder Folien einsetzbar.

Fig. 1 zeigt einen als Kühler ausgebildeten Wärmetauscher mit dem Grundkörper 6 und dem Deckel 60. Der Wärmetauscher ist der art geteilt, daß durch die Abnahme des Deckels 60 der Fadenlauf im Grundkörper 6 freigelegt ist, so daß der Faden F ohne Behin derung eingelegt werden kann. Zweckmäßigerweise ist für die stehend angeordnete Wärmetauschkammer 1 eine Entleerungsöffnung 14 vorgesehen, um vor dem Öffnen der Wärmetauschkammer 1 eine Beseitigung des Kühlmediums zu ermöglichen.

Der Wärmetauscher besitzt eine Wärmestauschkammer 1 mit einer Fadeneinlauföffnung 12 und einer Fadenauslauföffnung 11. Zur Verhinderung der Leckage von Kühlflüssigkeit sind vor der Ein lauföffnung 12 und nach der Auslauföffnung 11 jeweils eine Dichteinrichtung 2 angeordnet, die der Einfachheit halber aus einer Labyrinthdichtung besteht mit Drosselkammern 23, durch die der Faden F von oben nach unten geführt wird. Die Dicht einrichtung 2 ist über eine Zuleitung 21 mit einem Dichtmedium, hier beispielsweise Luft, beaufschlagt. Die Zuführung des Dichtmediums erfolgt zwischen den ersten beiden Drosselkammern 23, die der Faden F bei seinem Einlauf in den Wärmetauscher durchläuft, und wird über eine Ableitung 22 aus der letzten Drosselkammer 23 vor dem Einlauf 12 in die Wärmetauschkammer 1 wieder abgeführt. Das Kühlmedium kann also bis in diese letzte Drosselkammer 23 vor dem Einlauf 12 bzw. erste Drosselkammer 23 nach dem Auslauf 11 vordringen, bis es dort von dem Dichtmedium zurückgehalten wird.

Die Wärmetauschkammer 1 besitzt einen Zulauf 15 für das Kühl medium, das die Wärmetauschkammer 1 durchströmt. Über die Einlauföffnung 12 und die Auslauföffnung 11 wird das Kühlmedium aus der Wärmetauschkammer 1 abgeführt und zusammen in der Drosselkammer 23 vor der Einlauföffnung 12 und nach der Aus lauföffnung 11 aufgefangen und zusammen mit dem Dichtmedium über die Ableitungen 22 abgeführt in eine Abscheidkammer 4, die auch zur Aufnahme der Kühlmediumreserve dient. Es findet auf diese Weise in der Wärmetauschkammer 1 keine Vermischung des Wärmetauschmediums mit dem Dichtmedium statt, so daß die Wärmetauschkammer 1 schaumfrei ist. Eine Vermischung der Luft mit dem Wasser erfolgt erst außerhalb der Wärmetauschkammer 1, da Kühlmedium und Dichtmedium erst in der dem Ausgang 11 bzw. Ausgang 12 benachbarten Drosselkammer 23 miteinander in Berüh rung kommen. Sollte sich dennoch in der Wärmetauschkammer 1 insbesondere beim Anfahren des Prozesses Schaum bilden, so wird dieser über eine Entlüftungsbohrung 17 bei geöffnetem Ventil 18 abgeführt. Bei horizontaler Anordnung der Wärmetauschkammer 1 ist diese Entlüftungsbohrung 17 zweckmäßig jedoch im Deckel 60 angeordnet. Bei senkrechter Anordnung der Wärmetauschkammer 1 kann über diese Entlüftungsbohrung und das Ventil 18 das Niveau des Spiegels des Kühlmittels gesteuert werden, so daß sich eine gewünschte Kühlstrecke einstellt.

Der Kreislauf des Kühlmediums wird durch eine Pumpe 41 über einen Druckregler 42 gesteuert. Ebenso wird das Dichtmedium kontrolliert über einen Druckregler 24 und die Zuleitungen 21 den beiden Dichteinrichtungen 2 zugeführt. Dadurch, daß die Ableitung sowohl des Kühlmediums als auch des Dichtmediums in einer Drosselkammer 23 erfolgt, wo der Druck beider Medien vermindert ist, ist eine genaue Druckeinstellung für eine Balance zwischen beiden Medien nicht erforderlich. Der Druck des Kühlmediums ist gerade so groß, daß der gewünschte Umlauf stattfindet, während das Dichtmedium nur so weit unter Druck steht, daß die Drosselkammer 23 mit der Ableitung 22 erreicht wird. Beide Medien sind dort entspannt und fließen bei atmos phärischem Druck zurück in den Auffangbehälter 4, wo sich das Kühlmedium von der Luft absetzt, so daß eine Schaumrückbildung erfolgt. Gleichzeitig kann hier auch noch eine Abkühlung des Kühlmediums vorgenommen werden, bevor das Kühlmedium der Wärmetauschkammer 1 über die Zuleitung 15 wieder zugeführt wird.

Fig. 2 zeigt den Grundkörper in perspektivischer Ansicht, der sowohl die Wärmetauschkammer 1, als auch die Dichteinrichtung 2 mit allen Anschlüssen für die Zuleitungen 21 als auch die Ab leitungen 22, 14 und 17 gemäß Fig. 1 enthält.

Fig. 3 zeigt eine andere Ausführung des Wärmetauschers, bei dem ebenfalls der Faden F von oben nach unten verläuft. Über Zuleitungen 21 wird das Dichtmedium, beispielsweise Luft, den Dichteinrichtungen 2 zugeführt, die auch hier als Labyrinth dichtung ausgeführt sind und jeweils 4 Drosselräume 23 aufwei sen, um die Fadenauslauföffnung 31 der Wärmetauschkammer 10 sowie die Fadeneinlauföffnung 12 abzudichten. Bei dieser Aus führung sind keine Ableitungen für das Dichtmedium vorgesehen, jedoch ist für das durch die Zuleitung 15 in die Wärmetausch kammer 10 einströmende Kühlmedium eine Ableitung 16 vorgesehen, so daß die Wärmetauschkammer 10 von dem Kühlmedium durchströmt wird. Das Dichtmedium wird mit einem solchen Druck durch die Zuleitungen 21 der Dichteinrichtung 2 zugeführt, daß ein Aus tritt des Kühlmediums aus den Fadendurchlaßöffnungen 11 und 12 der Wärmetauschkammer 10 verhindert wird. Insbesondere an der Fadenauslauföffnung 11 steigen bei überwiegend vertikaler An ordnung Blasen des Dichtmediums in dem flüssigen Kühlmedium nach oben, so daß es zu einer unerwünschten Schaumbildung in nerhalb der Wärmetauschkammer 10 kommen würde. Außerdem stören die aufsteigenden Luftblasen, die isolierend wirken, den Wärme austausch zwischen dem Faden F und dem Kühlmedium. Es ist des halb ein V-förmiges Leitblech 13 in Fadenlaufrichtung gesehen unmittelbar vor dem Fadenausgang 11 angeordnet, so daß die auf steigenden Luftblasen nach der Seite abgelenkt und somit vom Faden F ferngehalten werden. Das V-förmige Leitblech 13 besitzt jedoch einen schmalen Durchgang für den Faden F an seinem Scheitel, so daß die Luftblasen dort nicht aufsteigen können. Durch die Laufrichtung des Fadens F entgegengesetzt zur Bewe gung der Luftblasen können diese auch nicht durch den Faden F mitgerissen werden. Bei umgekehrter Laufrichtung des Fadens F werden die Luftblasen durch das Leitblech 13 vom Faden abge streift und zur Seite abgelenkt. Die aufsteigenden Luftblasen und eine evtl. Schaumbildung wird zusammen mit dem Kühlmedium über die Ableitung 16 abgeführt. Es erfolgt ebenfalls wie bei der Ausführung gemäß Fig. 1 eine Aufbereitung des Gemisches aus Kühlmedium und Dichtmedium durch Abscheiden der Luft und des Wassers, Kühlung desselben und Wiederrückführung in den Kreislauf. Über eine Entlüftungsöffnung 17 kann auch hier das Dichtmittel abgeführt bzw. ein gesteuerter Spiegel des Kühl mediums und damit eine variable Kühlstrecke erzeugt werden.

Eine andere Ausführung des Erfindungsgegenstandes zeigt Fig. 4. Auch hier werden die beiden Dichteinrichtungen 2 über Zu leitungen 21 mit Dichtmedium beaufschlagt, was vorzugsweise aus Luft besteht. Das Kühlmedium wird durch die Zuleitung 15 zuge führt und über die Ableitung 16 aus der Wärmetauschkammer 10 wieder entfernt. Um nun zu verhindern, daß das Dichtmedium an der Fadeneintrittsöffnung 12 ebenfalls mit dem Faden in die- Wärmetauschkammer 10 eintritt und die aufsteigenden Blasen am Faden F ihre isolierende Wirkung ausüben, wird aus dem vor dem Fadeneintritt 12 angeordneten Drosselraum 23 das Dichtmedium über Ableitungen 25 und 25' zwar in die Wärmetauschkammer 10 eingeleitet, jedoch in einem Abstand entfernt von der Faden einlaßöffnung 12, so daß die Blasen vom Faden F ferngehalten sind und seitlich an den Wänden der Wärmetauschkammer 10 auf steigen. Auch mit dieser Einrichtung wird bereits eine wesent lich verbesserte Kühlleistung erreicht.

Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform des Wärmetauschers gemäß der Erfindung. Der Fadenlauf erfolgt von unten nach oben, jedoch könnte dieser auch in umgekehrter Richtung ohne weiteres erfolgen. Die Dichteinrichtungen 2 sind ebenfalls, wie oben be reits beschrieben, mit Zuleitungen 21 für das Dichtmedium ver sehen und mit Luft als Dichtmedium beaufschlagt. Es können Ab leitungen 22 gemäß Fig. 1 oder auch 25, 25' gemäß Fig. 4 vor gesehen sein. Auch ein Leitblech 13, wie beider Ausführung nach Fig. 3, ist denkbar und anwendbar. Das besondere dieser Ausführung besteht jedoch darin, daß die Wärmetauschkammer 100 durch Verengungen 19 in Kammern 100', 100" und 100''' unter teilt ist, wobei der Zulauf des Kühlmediums durch die Zuleitung 15 und die Abführung durch die Ableitung 16 erfolgt, so daß die Wärmetauschkammer 100 im Gegenstrom zum Fadenlauf durchströmt ist.

Es kann nun vorkommen, daß der Faden durch die Drehungserteilung des Texturierprozesses einen Ballon bildet und die Drehung auf das Kühlmittel übertragen wird. Das Kühlmittel wird durch die Zentrifugalkraft in die Randbereiche der Wärmetauschkammer 100 gedrängt, während aufsteigende Blasen des Dichtmediums im Zentrum beim Faden F verbleiben und dieser in Berührung mit den aufsteigenden Luftblasen des Dichtmediums kommt. Um dem entgegenzuwirken, sind deshalb diese Verengungen 19 vorgesehen, so daß der Faden F zentriert in der Mitte der Wärmetauschkammer 100 gehalten wird. Die Verengungen 19 bewirken außerdem, daß die Strömung des Kühlmediums an diesen Stellen verstärkt ist, so daß auch hier die aufsteigende Luft vom Faden F durch die Zwangsführung des Kühlmediums ferngehalten wird. Auch bei dieser Ausführung hat sich gezeigt, daß die Kühlwirkung beträchtlich verbessert werden konnte.

Durch das Fernhalten des Dichtmediums von dem die Wärmetausch kammer durchlaufenden Faden F wird eine erhebliche Verbesserung der Kühlung erreicht. Diese ist bis zu 40% effektiver. Außer dem benötigt der Kühler weniger Wasser und weniger Luft. Es können durch die höhere Kühlleistung wesentlich kürzere Kühl längen, insbesondere im nicht horizontalen Einbau realisiert werden. Diese deutliche Steigerung der Effizienz des Wärmetau schers basiert auf einer luftfreien, zumindest blasenarmen Wasserströmung innerhalb der Wärmetauschkammer. Der Faden kommt mit den Blasen des Dichtmittels nicht mehr in Berührung, so daß er während des Durchlaufens der Wärmetauschkammer in ständigem direkten Kontakt mit dem Wärmetauschmedium verbleibt. Die Leckage des Kühlmediums wird gleichzeitig zur Abdichtung der Wärmetauschkammer gegen eindringendes Dichtmedium benutzt. Allen beschriebenen Ausführungsbeispielen ist gemeinsam, daß sie das Dichtmedium vom Faden F während seines Durchlaufs durch die Wärmetauschkammer fernhalten, entweder dadurch, daß das Dichtmedium gar nicht erst in die Kammer gelangt, oder dadurch, daß das Dichtmedium innerhalb der Kammer vom Faden weggeleitet wird. Die beschriebenen Ausführungsbeispiele können, wie bereits oben erwähnt, jedes für sich verwendet werden, jedoch sind eine oder mehrere Kombinationen untereinander in vorteil hafter Weise möglich.

Es ist auch im Rahmen der Erfindung die Möglichkeit gegeben, durch entsprechende Druckregulierung des Dicht- und/oder Wärmetauschmediums gesteuert einen bestimmten Schaumbildungs rann aufzubauen, so daß die eigentliche, besonders wirksame Kühlstrecke verkleinert wird. Auf diese Weise läßt sich bei spielsweise die Kühlung an verminderte Laufgeschwindigkeiten in einfacher Weise anpassen. Hierzu kann auch die Kammeruntertei lung gemäß Fig. 5 verwendet werden, indem nur zwei Kammern allein durch das Kühlmedium wirksam sind, während die dritte Kammer Schaum oder Luft enthält, die für die Kühlung praktisch unwirksam ist. In diesem Fall ist es zweckmäßig, Kühlmediumzu fuhren 15" und 15' auch bei den Kammern 100" und 100' anzubringen, um somit wahlweise ein, zwei oder alle drei Kammern vom Kühlmedium durchströmen zu lassen.

Beiden beschriebenen Ausführungsbeispielen ist davon ausge gangen worden, daß das Dichtmedium über die Zuleitungen 21 mit Überdruck die Dichteinrichtung 2 beaufschlagt. Es hat sich jedoch ebenfalls als erfolgreich herausgestellt, an die Ab leitungen 22 Unterdruck anzulegen, so daß die Dichteinrichtung 2 mit Unterdruck beaufschlagt wird. Das aus den Garndurchlaß öffnungen 11 und 12 austretende Wärmetauschmedium wird dadurch unmittelbar nach seinem Austritt entfernt und in den Kühl mittelkreislauf rückgeführt. Die Zuleitungen 21 können entfal len, wodurch sich die Saugwirkung in der Drosselkammer 23 bezüglich der Leckage vergrößert. Namentlich an der Garnaus lauföffnung 11, wo der Faden F die Wärmetauschkammer 1 getränkt mit Kühlmedium verläßt, erfolgt durch die Beaufschlagung der Dichteinrichtung mit dem Kühlmedium Luft - gleichgültig, ob mit Überdruck oder Unterdruck - eine rasche Trocknung des Fadens F vom Kühlmedium.

Bezugszeichenliste

F Faden

1

,

10

,

100

Wärmetauschkammer

100

',

100

",

100

''' Teilkammern

11

Fadenauslauf

12

Fadeneinlauf

13

Leitblech

14

Entleerungsöffnung

15

,

15

',

15

" Zuleitung Wärmetauschmedium

16

Ableitung Wärmetauschmedium

17

Entlüftungsleitung

18

Entlüftungsventil

19

Verengung

2

Abdichtungseinrichtung

21

Zuleitung

22

Ableitung

23

Drosselraum

24

Druckregler Dichtmedium

25

,

25

' Ableitung

4

Abscheidkammer

41

Pumpe Wärmetauschmedium

42

Druckregler Wärmetauschmedium

6

Grundkörper

60

Deckel

Claims

1. Verfahren zum Abdichten eines Wärmetauschers zur kontinu ierlichen Behandlung von synthetischen Fäden in einer Wärmetauschkammer, in welcher der zu behandelnde Faden direkt mit dem Wärmetauschmedium in Kontakt kommt und die eine Fadenauslauföffnung und eine Fadeneinlauföffnung aufweist, an welchen jeweils eine mit einem Dichtungsme dium beaufschlagte Abdichteinrichtung mit einer in Nähe des Fadenaustrittes bzw. Fadeneintrittes angeordneten Zuleitung für das Dichtungsmedium vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtmedium von dem die Wärme tauschkammer durchlaufenden Faden ferngehalten wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtmedium vor der Wärmetauschkammer (1) abgeführt wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmetauschmedium über eine Zuleitung (21) der Wärmetauschkammer (1) zugeführt und durch die Fadenauslauf- (11) und/oder Fadeneinlauföff nung (12) der Wärmetauschkammer abgeführt und das Dicht medium durch das aus den Fadenlauföffnungen (11; 12) austretende Wärmetauschmedium am Eintritt in die Wärme tauschkammer (1) gehindert wird.

4. verfahren nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Abführen des Wärmetauschmediums zusammen mit dem Dichtungsmedium erfolgt.

5. Verfahren nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmetausch medium zusammen mit dem Dichtungsmedium abgeführt, aufbereitet und das Wärmetauschmedium zur Wiederver wendung dem Wärmetauscher (1) zugeführt wird.

6. verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das in die Wärmetauschkammer (10) eindringende Dicht medium vom Faden (F) abgeleitet wird.

7. Verfahren nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das die Wärme tauschkammer (1) durchströmende Wärmetauschmedium innerhalb der Wärmetauschkammer (100) auf den Faden (F) zugeleitet wird, um den direkten Kontakt des Fadens mit, dem Wärmetauschmedium zu erhöhen.

8. Verfahren nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Fadenlauf den Niveauspiegel des Kühlmediums kreuzt.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckunterschied zwischen dem Dichtmedium und dem Wärmetauschmedium so eingestellt wird, daß das Dichtmedium kontrolliert in die Wärmetauschkammer (1, 10, 100) eindringt, so daß sich ein bestimmter Niveauspiegel einstellt zwischen dem Wärmetauschmedium und dem Gemisch aus Wärmetauschmedium und Dichtmedium (Schaum), wodurch die gewünschte wirksame Wärmetauschstrecke in der Wärmetauschkammer (1, 10, 100) eingestellt wird.

10. Verfahren nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei überwiegend vertikaler Anordnung des Wärmetauschers der Faden (F) von unten nach oben verläuft.

11. Wärmetauscher zur kontinuierlichen Behandlung von synthe tischen Fäden in einer Wärmetauschkammer (1, 10), in welcher der zu behandelnde Faden (F) direkt mit dem Wärmetauschmedium in Kontakt kommt und die eine Fadenaus lauföffnung (11) und eine Fadeneinlauföffnung (12) aufweist, an welchen jeweils eine mit einem Dichtungs medium beaufschlagte Abdichteinrichtung (2) mit einer in Nähe des Fadenaustrittes bzw. Fadeneintrittes angeord neten Zuleitung (21) für das Dichtungsmedium vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß in Nähe der Wärme tauschkammer (1, 10) eine Ableitung (22; 25, 25') für das Dichtungsmedium angeordnet ist.

12. Wärmetauscher nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichteinrichtung (2) eine Labyrinthdichtung ist, die Drosselräume (23) aufweist.

13. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuleitung (21) zwischen den dem Fadenaus- (11) bzw. Fadeneinlauf (12) am nächsten gelegenen Drosselräumen (23) mündet, während die Ableitung (22; 25, 25) aus dem der Wärmetauschkammer (1, 10) am nächsten gelegenen Drosselraum (23) herausführt.

14. Wärmetauscher nach einem oder mehreren der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß in Nähe der Faden durchgangsöffnung (11; 12) innerhalb der Wärmetausch kammer (10) Leitbleche (13) angeordnet sind mit einem engen Durchlaß für den Faden (F), so daß durch die Faden durchgangsöffnungen (11; 12) eindringendes Dichtmedium vom Faden (F) ferngehalten wird.

15. Wärmetauscher nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmetauschkammer (100) eine zentrisch zum Faden (F) angeordnete Verengung (19) aufweist und die Zuführung (15) und Abführung (16) des Wärmetauschmediums vor bzw. nach der Verengung (19) so angeordnet sind, daß die Verengung (19) vom Wärmetauschmedium bevorzugt im Gegenstrom zum Faden (F) durchströmt wird.

16. Wärmetauscher nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Abstand zur Fadendurchgangsöffnung (11, 12) der Wärme tauschkammer (10) die Ableitung (25, 25') in die Wärmetauschkammer (10) mündet (Fig. 3).

17. Wärmetauscher nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Ableitung (22) in eine Abscheidkammer (4) für die Trennung von Wärmetauschmedium und Dichtmedium mündet.

18. Wärmetauscher nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmetauschkammer (1; 10; 100) eine Entleerungsöffnung (14) aufweist.

19. Wärmetauscher nach einem oder mehreren der voranstehenden Ansprüche 11 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtmedium gasförmig und das Wärmetauschmedium eine Flüssigkeit ist.

20. Wärmetauscher nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtmedium Luft und das Wärmetauschmedium Wasser ist.

21. Wärmetauscher nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher derart geteilt ist, daß durch die Abnahme des einen Tei les (60) der Faden (F) eingelegt werden kann.

22. Wärmetauscher nach dem vorstehenden Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Teil (60) als klappbarer oder abnehmbarer Deckel ausgeführt ist, während in den anderen als Grundkörper (6) ausgebildeten Teil alle Zu- und Ableitungen münden.

23. Wärmetauscher nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche 11 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmetauschkammer (1; 10; 100) stehend angeordnet ist.

24. Wärmetauscher nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Fadeneinlauf (12) am unteren Ende und der Fadenauslauf (11) am oberen Ende der Wärmetauschkammer (10; 100) angeordnet ist.