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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Wärmebehandlung eines laufenden Faserstranges gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Eine gattungsgemäße Vorrichtung zur Wärmebehandlung eines laufenden Faserstranges ist aus der
DE 103 44 728 A1 bekannt.
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Die bekannte Vorrichtung wird zur Wärmebehandlung von Fasersträngen oder Fäden verwendet, die in einem Schmelzspinnprozess aus einem thermoplastischen Material erzeugt wurden. Derartige Fasern und Fäden erfordern unterschiedliche Behandlungen zum Verstrecken, Fixieren oder Relaxieren, die vorzugsweise unter Temperatureinfluss ausgeführt werden. Hierzu wird bei der bekannten Vorrichtung ein Dampf in eine Behandlungskammer eingeleitet, durch welche der Faserstrang geführt ist. Hierbei wird der Dampf und der Faserstrang gemeinsam über eine Injektoreinrichtung der Behandlungskammer zugeführt.
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Um innerhalb der Behandlungskammer eine Druckatmosphäre mit relativ hohem Überdruck zu erhalten, wird der Dampf mit einem Überdruck der Injektoreinrichtung zugeführt und über einen Dampfkanal in den Förderkanal des Faserstranges abgeleitet. Nun wurde bei höheren Überdrücken des Dampfes beobachtet, dass sich innerhalb des Förderkanals eine Rückströmung einstellt, die entgegen dem Lauf des Faserstranges aus einer Einlassöffnung der Injektoreinrichtung heraustritt. Derartige Rückströmungen des Dampfes behindern jedoch das Einlaufen des Faserstanges. So kann es zu ungewünschten Aufstauchungen einzelner Fasern kommen.
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Es ist daher Aufgabe der Erfindung, die gattungsgemäße Vorrichtung zur Wärmebehandlung eines laufenden Faserstranges derart weiterzubilden, dass auch relativ hohe Dampfdrücke innerhalb der Behandlungskammer ohne wesentliche Dampfverluste erzeugbar sind.
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Ein weiteres Ziel der Erfindung liegt darin, die Injektoreinrichtung der gattungsgemäßen Vorrichtung derart zu verbessern, dass ein ungehinderter Faserlauf möglich ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass in einem Kanalabschnitt des Förderkanals zwischen der Einlassöffnung und der Mündung des Dampfkanals ein Abflusskanal mündet, welcher Abflusskanal den Förderkanal mit einer Sammelkammer verbindet.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale und Merkmalskombinationen der jeweiligen Unteransprüche definiert.
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Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass schnelle Luftströmungen sich vorzugsweise an Wandungen anschmiegen und entlangströmen. Derartige physikalische Eigenschaften sind auch sogenannte Coandaeffekte benannt. Insoweit wird das natürliche Verhalten der Dampfströmung innerhalb des Förderkanals genutzt, um eine Ableitung der Rückströmungen in einen Abflusskanal zu erhalten. Damit lässt sich die Rückströmung des Dampfes aus dem Förderkanal in eine für die Führung des Faserstranges unkritische Umgebung abführen. Die dabei frei werdende Dampfmenge wird zudem in der Sammelkammer eingefangen und lässt sich so aus der Umgebung fernhalten. Somit lässt sich vorteilhaft ein Austreten einer Dampfmenge an der Einlassseite der Behandlungskammer sogar bei relativ hohen Dampfdrücken vermeiden.
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Um einen möglichst großen Anteil der Rückströmung aus dem Förderkanal aufnehmen zu können, mündet gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung der Abflusskanal mit einer Neigung in Förderrichtung des Förderkanals. Die Neigung des Abflusskanals ist im wesentlichen durch einen Winkel zwischen dem Abflusskanal und dem Kanalabschnitt des Förderkanals zwischen der Einlassöffnung und der Mündung des Dampfkanals im Bereich von 5° bis 40° bestimmt. Damit lässt sich die Umlenkung der Rückströmung aus dem Förderkanal heraus begünstigen.
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Der Coandaeffekt lässt sich auch dadurch noch verbessern, indem die Wandungsübergänge zwischen dem Förderkanal und dem Abflusskanal insbesondere im Mündungsbereich des Abflusskanals Verrundungen erhalten. Damit können sogar leichte Unterdrückeffekte im Mündungsbereich des Abflusskanals erzeugt werden, die zum Ansaugen einer Umgebungsluft aus der Einlassöffnung führen.
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Die Effektivität der Strömungsablenkung innerhalb des Förderkanals lässt sich noch dadurch verbessern, indem gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ein Zulaufkanal in den Kanalabschnitt des Förderkanals im Bereich der Mündung des Abflusskanals mündet und bei welcher der Zulaufkanal den Förderkanal mit der Sammelkammer verbindet. Die zusätzliche Luftzufuhr in dem Mündungsbereich des Ablaufkanals begünstig die Strömungsablenkung des zurückströmenden Dampfes.
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Um die durch den Coandaeffekt bedingte Strömungsauslenkung des Dampfes an der Wandung des Förderkanals im Mündungsbereich des Abflusskanals zu verstärken, liegt die Mündung des Zulaufkanals gegenüber der Mündung des Abflusskanals, wobei der Öffnungsquerschnitt der Mündung des Zulaufkanals kleiner ausgebildet ist als der Öffnungsquerschnitt der Mündung des Ablaufkanals.
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Zudem wird die zusätzliche Zufuhr einer Luft oder eines Dampfes aus der Sammelkammer im wesentlichen quer in den Förderkanal eingeleitet, so dass der Zulaufkanal im Mündungsbereich mit dem Förderkanal einen Winkel im Bereich von 80° bis 100° einschließt.
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Um ungewünschte Druckeinflüsse aus der Sammelkammer zu erhalten, weist die Sammelkammer gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung eine Ablauföffnung zur Entlüftung auf. Damit ist sichergestellt, dass in der Sammelkammer eine der Umgebung entsprechende Atmosphäre vorherrscht.
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Um ein Austreten des Dampfes am Kammerauslass der Behandlungskammer zu vermeiden, ist die Weiterbildung der Erfindung besonders bevorzugt, bei welcher dem Kammerauslass der Behandlungskammer eine Gegeninjektoreinrichtung zugeordnet ist, durch die ein zweiter Dampfstrom entgegen der Laufrichtung des Faserstranges in die Behandlungskammer geführt wird. Somit können ungewünschte Verluste des Dampfes am Kammerauslass vermieden werden.
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Da die in Laufrichtung des Faserstranges ausgeprägten Strömungen innerhalb des Förderkanals der Gegeninjektoreinrichtung aufgrund der gleichgerichteten Faserbewegung verstärkt auftritt, ist die Weiterbildung der Erfindung bevorzugt ausgeführt, bei welchem die dem Kammerauslass zugeordnete Gegeninjektoreinrichtung spiegelsymmetrisch identisch zu der dem Kammereinlass zugeordneten Injektoreinrichtung ausgebildet ist, wobei der Abflusskanal der Gegeninjektoreinrichtung in eine zweite Sammelkammer mündet. Damit wird auch am Kammerauslass gegenüber der Umgebung eine hohe Dichtheit erreicht, so dass selbst bei hohen Dampfdrücken kein Dampfaustritt in die Umgebung erfolgt.
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Um zur Behandlung des Faserstranges innerhalb der Behandlungskammer sehr hohe Dampfdrücke erzeugen zu können, ist eine Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, bei welcher die Behandlungskammer durch eine Innenkammer mit einem Innenkammereinlass und einem Innenkammerauslass und durch zwei Außenkammern, die gegenüberliegend dem Innenkammereinlass und dem Innenkammerauslass zugeordnet sind, gebildet. Die Außenkammern weisen den Kammereinlass und den Kammerauslass auf, wobei dem Innenkammereinlass eine weitere innerhalb der Aussenkammer angeordnete Injektoreinrichtung zugeordnet ist. Damit lässt sich eine zweistufige Behandlung durchführen, wobei die Innenkammer einen Dampf mit höherem Druck enthält gegenüber den Außenkammern. Somit ist die Behandlung des Faserstranges in Druckstufen möglich, wobei die geringeren Differenzdrücke jeweils in den Injektoreinrichtungen geringere Rückströmungen verursachen.
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Um zu beiden Seiten der Innenkammer eine definierte Druckstufe zu erhalten, ist desweiteren vorgesehen, dass dem Innenkammerauslass eine weitere Gegeninjektoreinrichtung zugeordnet ist, die spiegelsymmetrisch identisch zu der am Innenkammereinlass angeordneten Injektoreinrichtung ausgebildet ist. Insoweit lassen sich die Druckstufen zwischen der Innenkammer und den Außenkammern zur Behandlung der Faserstränge vorteilhaft trennen.
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Die Erfindung ist somit besonders geeignet, um thermische Behandlungen an endlosen synthetischen Fasersträngen und Fäden mittels Dampf durchzuführen. Grundsätzlich können jedoch auch andere gasförmige Medien wie beispielsweise heiße Luft oder andere Gase zur Behandlung genutzt werden. Die Erfindung ist somit nicht auf eine reine Dampfbehandlung beschränkt.
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Als Fasern können beispielsweise Fäden oder Fasern unmittelbar in einem Schmelzspinnprozess oder in einem nachgeschalteten Weiterverarbeitungsprozess mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung behandelt werden. So ist die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Behandlung von BCF-Fäden, FDY-Fäden, IDY-Fäden, Kunstrasen-Fasern, Stapelfasern oder Carbonfasern geeignet.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird nachfolgend anhand einiger Ausführungsbeispiele unter Bezug der beigefügten Figuren näher erläutert.
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Es stellen dar:
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1 schematisch eine Querschnittsansicht eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung
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2 schematisch einen Ausschnitt der Querschnittsansicht des Ausführungsbeispiels aus 1
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3 schematisch eine Querschnittsansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung
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In den 1 und 2 ist ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Wärmebehandlung eines laufenden Faserstranges schematisch in mehreren Ansichten dargestellt. 1 zeigt das Ausführungsbeispiel in einer gesamten Querschnittsansicht und in 2 ist ein Ausschnitt dieser Querschnittsansicht im Bereich des Kammereinlasses gezeigt. Insoweit kein ausdrücklicher Bezug zu einer der Figuren gemacht ist, gilt die nachfolgende Beschreibung für beide Figuren.
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Das Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist eine Behandlungskammer 1 mit einem Kammereinlass 3 und einem Kammerauslass 4 auf. An dem Kammereinlass 3 ist eine Injektoreinrichtung 5 angeordnet. Die Injektoreinrichtung 5 ist in einer Sammelkammer 6.1 integriert, die sich an einer Seite unmittelbar der Behandlungskammer 1 anschließt und am anderen Ende gemeinsam mit der Injektoreinrichtung 5 eine Einlassöffnung 7 zur Aufnahme eines Faserstranges 2 bildet. Die Einlassöffnung 7 mündet in einen Förderkanal 9 der Injektoreinrichtung 5. Am Ende bildet der Förderkanal 9 eine Auslassöffnung 8, die unmittelbar dem Kammereinlass 3 der Behandlungskammer 1 gegenüberliegt.
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Zur weiteren Erläuterung der Injektoreinrichtung 5 wird zusätzlich zu der 2 Bezug genommen.
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In 2 ist eine Querschnittsansicht der in der Sammelkammer 6.1 integrierten Injektoreinrichtung 5 am Kammereinlass 3 der Behandlungskammer 1 gezeigt.
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Die Injektoreinrichtung 5 weist einen Düsenkörper 25 auf, der einteilig oder mehrteilig aufgebaut sein könnte. Der Düsenkörper 25 wird von dem Förderkanal 9 von der Einlassöffnung 7 bis zur Auslassöffnung 8 durchdrungen. Zwischen der Einlassöffnung 7 und der Auslassöffnung 8 sind in einem oberen Drittel des Förderkanals 9 zwei spiegelsymmetrisch ausgebildete Dampfkanäle 10.1 und 10.2 vorgesehen, die mit einer Neigung in Förderrichtung in den Förderkanal 9 münden. Die Mündungen der Dampfkanäle 10.1 und 10.2 stehen sich an der Wandung des Förderkanals 9 gegenüber. Mit den gegenüberliegenden Enden sind die Dampfkanäle 10.1 und 10.2 über eine oder mehrere Druckkammern 11 und eine Druckleistung 30 mit einer hier nicht dargestellten Dampfquelle verbunden.
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Die Mündungen der Dampfkanäle 10.1 und 10.2 an dem Förderkanal 9 bilden eine Injektorzone, in welcher ein Dampf oder eine heiße Luft mit einem innerhalb des Förderkanals 9 geführten Faserstranges erstmals zusammentreffen. Der Bereich oberhalb der Injektorzone an dem Förderkanal stellt eine Einlaufzone und der Bereich unterhalb der Injektorzone eine Expansionszone dar. Im Bereich der Expansionszone des Förderkanals 9, der dem Kammereinlass 3 zugewandt ist, ist der Förderkanal 9 bevorzugt als eine Lavalldüse ausgeführt, um möglichst den Dampf mit Überschallströmung in die Behandlungskammer zu führen.
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Durch den impulsartigen Zustrom des Dampfes in den Förderkanal 9 entstehen relativ hohe Staudrücke, die eine Rückströmung des Dampfes in Richtung der Einlassöffnung 7 bewirken. Um den rückströmenden Dampf aus dem Bereich der Einlassöffnung 7 herauszuhalten, ist in dem Düsenkörper 25 ein Abflusskanal 12 vorgesehen.
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In dem Kanalabschnitt des Förderkanals 9 zwischen der Einlassöffnung 7 und der Mündung des Dampfkanals 10.1 ist der Abflusskanal 12 ausgebildet, der mit einer Neigung in Laufrichtung des Faserstranges in den Förderkanal 9 mündet. Die Laufrichtung des Faserstranges ist in 1 und 2 jeweils durch einen Pfeil gekennzeichnet.
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Die Neigung des Abflusskanals 12 ist in 2 durch den Winkel α gekennzeichnet. Der Winkel α liegt in einem Bereich von 5° bis 40°, um an der Mündung des Abflusskanals 12 ein aus der Injektorzone 9 resultierenden rückströmenden Dampf aufnehmen zu können.
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Mit dem gegenüberliegenden Ende mündet der Abflusskanal 12 unmittelbar in die Sammelkammer 6.1, so dass der rückströmende Dampf in der Sammelkammer eingeleitet werden kann. Die Sammelkammer 6.1 weist einen Entlüftungsanschluss 15.1 auf, durch welchen der Dampf zu Entsorgung oder zur Aufbereitung weitergeleitet werden kann.
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Um das Ableiten des rückströmenden Dampfes in den Abflusskanal 12 zu begünstigen, ist an der Mündung des Abflusskanals 12 eine zum Förderkanal 9 wirksame gerundete Übergangsfläche ausgeformt. Derartige Wandkonturen sind besonders geeignet, um die an der Wandung des Förderkanals 9 geführte Rückströmung des Dampfes durch den sogenannten Coanda-Effekt selbsttätig in den Abflusskanal 12 zu leiten. So können sich sogar bei hohen Strömungsgeschwindigkeiten des Dampfes ein Unterdruck zwischen der Wandung und der Strömung ausbilden, so dass die Rückströmung aus dem Förderkanal 9 heraus in den Abflusskanal 12 abgelenkt wird. Zusätzlich wird durch den Unterdruck im Mündungsbereich des Abflusskanals 12 ein auf die Einlassöffnung 7 wirkende Ansaugung erzeugt. Diese Saugwirkung begünstigt den Einlauf des Faserstranges in den Förderkanal, so dass sogar gebrochene Fasern oder Filamente oder abstehende Filamentschlaufen sicher in die Behandlungskammer 1 führbar sind.
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Zur weiteren Begünstigung zur Ableitung des rückströmenden Dampfes weist der Abflusskanal 12 einen Kanalquerschnitt auf, der größer ist als ein Kanalquerschnitt des Förderkanals 9 im Mündungsbereich des Abflusskanals 12. Damit lassen sich zusätzliche Querschnittserweiterungen zur Beschleunigung der Rückströmung des Dampfes realisieren.
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Um das Auslenken und Abführen des rückfließenden Dampfes weiter zu begünstigen, mündet auf der zur Mündung des Abflusskanals 12 gegenüberliegenden Wandung des Förderkanals 9 ein Zulaufkanal 13. Der Zulaufkanal 13 erstreckt sich hierbei zwischen einer Mündung am Förderkanal 9 sowie einer Mündung in die Sammelkammer 6.1. Der Zulaufkanal 13 mündet im wesentlichen orthogonal in den Förderkanal 9 gegenüberliegend zu der Mündung des Abflusskanals 12. Der Neigungswinkel des Zulaufkanals 13 ist in 2 mit dem Winkel β gekennzeichnet. Der Winkel β liegt im Bereich von 80° bis 100°.
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Durch die im Mündungsbereich des Abschlusskanals bewirkten Unterdruckeffekt in dem Förderkanal 9 wird über den Zulaufkanal 13 ein zusätzlicher Dampf/Luftstrom aus der Sammelkammer 6.1 in den Förderkanal 9 eingeleitet, der die Ablenkung eines zurückfließenden Dampfstromes unterstützt, so dass im wesentlichen sämtlicher rückströmende Dampf über den Abflusskanal 12 in die Sammelkammer 6.1 abgeleitet werden kann.
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Wesentlich hierbei ist, dass die Mündung des Zulaufkanals 13 einen Öffnungsquerschnitt aufweist, der kleiner ist als die vorzugsweise gegenüberliegend ausgebildete Mündung des Abflusskanals 12. Damit wird erreicht, dass sich die Dampfrückströmung vorteilhaft an die gegenüberliegende Wandung anlegt und somit ein intensiver Coanda-Effekt zur Ablenkung der Strömung innerhalb des Förderkanals 9 eintritt.
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Die Injektoreinrichtung 5 am Kammereinlass 3 der Behandlungskammer 1 ermöglicht somit eine rückströmungsfreie Zufuhr des Dampfes gemeinsam mit dem Faserstrang 2 in die Behandlungskammer 1.
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Wie aus der 4 hervorgeht, ist auf der gegenüberliegenden Seite der Behandlungskammer 1 dem Kammerauslass 4 eine Gegeninjektoreinrichtung 14 zugeordnet. Die Gegeninjektoreinrichtung 14 ist innerhalb einer weiteren Sammelkammer 6.2 angeordnet und bildet gemeinsam mit der Sammelkammer 6.2 eine Austrittsöffnung 26. Die Austrittsöffnung 26 ist am Ende eines Förderkanals 28 ausgebildet, der in einem Düsenkörper 29 ausgebildet ist und sich bis zu einer Eintrittsöffnung 27 erstreckt, die gegenüberliegend zum Kammerauslass 4 der Behandlungskammer 1 angeordnet ist. Die Gegeninjektoreinrichtung 14 ist spiegelsymmetrisch identisch zu der Injektoreinrichtung 5 ausgeführt, so dass der Förderkanal 28 der Gegeninjektoreinrichtung 14 spiegelsymmetrisch identisch zu dem Förderkanal 9 der Injektoreinrichtung 5 ist. Insoweit sind die Dampfkanäle 10.1 und 10.2, der Abflusskanal 12 und der Zulaufkanal 13 der Injektoreinrichtung 5 identisch in spiegelsymmetrischer Anordnung in dem Düsenkörper 29 der Gegeninjektoreinrichtung 14 enthalten. Insoweit wird keine weitere Beschreibung zu der Gegeninjektoreinrichtung 14 an dieser Stelle abgegeben und Bezug zu der Beschreibung zu der Injektoreinrichtung 5 genommen.
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Mit der Gegeninjektoreinrichtung 14 wird ein weiterer Dampfstrom erzeugt und entgegen der Laufrichtung des Faserstranges 2 in die Behandlungskammer 1 eingeleitet. Dabei wird die in Laufrichtung des Faserstranges 2 fließende Rückströmung des Dampfes durch die Gegeninjektoreinrichtung 14 in die Sammelkammer 6.2 geleitet. Die Sammelkammer 6.2 weist ebenfalls einen Entlüftungsanschluss 15.2 auf, durch welchen der Dampf aus der Sammelkammer 6.2 abgeführt werden kann und zudem ein in der Sammelkammer 6.2 vorherrschender Umgebungsdruck erhalten bleibt.
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Innerhalb der Behandlungskammer 1 wird eine Hochdruckdampfatmosphäre erzeugt, die über einen Druckmesser 18 überwacht wird. Um ein bestimmtes Druckniveau innerhalb der Behandlungskammer 1 einhalten zu können, ist eine Ablassöffnung 16 und eine Ablassventil 17 vorgesehen, wobei das Ablassventil 17 vorteilhaft über eine nicht dargestellte Drucksteuereinrichtung gesteuert wird.
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Bei dem in 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird ein Dampf, z. B. ein Wasserdampf oder ein überhitzter Dampf oder eine Heißluft durch die Inektoreinrichtung 5 und die Gegeninjektoreinrichtung 14 als Teilmengen über den Kammereinlass 3 und den Kammerauslass 4 in die Behandlungskammer 1 geführt. Zur Wärmebehandlung des Faserstranges 2 wird der Faserstrang 2 auf der Einlassseite über die Einlassöffnung 7 und den Förderkanal 9 der Injektoreinrichtung 5 sowie den Kammereinalss 3 in die Behandlungskammer 1 geführt. Innerhalb der Behandlungskammer 1 tritt eine Kondensation der in dem Dampf enthaltenen Flüssigkeit an den vorzugsweise kalten Fasern auf, so dass die Fasern erhitzt werden. Die Laufrichtung des Faserstranges 2 ist mit einem Pfeil gekennzeichnet. Anschließend wird der Faserstrang durch den Kammerauslass 4 über den Förderkanal 28 der Gegeninjektoreinrichtung 14 und der Austrittsöffnung 26 entgegen dem Dampfstrom der Gegeninjektoreinrichtung 14 nach außen geführt. Der Faserstrang 2 wird mit einer Führungsgeschwindigkeit durch die Behandlungskammer geführt, die durch hier nicht dargestellte Lieferwerke oder Galetten außerhalb der Behandlungskammer eingestellt ist.
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Die in 1 dargestellte erfindungsgemäße Vorrichtung ist insbesondere geeignet, um einen Faserstrang auf eine höhere Temperatur von beispielsweise 200°C und mehr zu erhitzen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung besitzt dabei den besonderen Vorteil, dass eine völlige Abdichtung der Behandlungskammer 1 ohne mechanische Berührung des Faserstranges und damit ohne eine Beschädigung der einzelnen Fasern erfolgt. Die in der Injektoreinrichtung 5 oder der Gegeninjektoreinrichtung 14 rückströmenden Dämpfe werden vorteilhaft in den Sammelkammern 6.1 und 6.2 gesammelt. Je nach Prozess und Produkt lassen sich die Behandlungskammer 1 und die Sammelkammer 6.1 und 6.2 mit den integrierten Injektoren 5 und 14 mit zylinderischen oder rechteckigen Querschnitt ausbilden.
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In 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung schematisch in einer Querschnittsansicht dargestellt. Bei dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Behandlungskammer 1 durch ein Mehrkammersystem gebildet, das aus einer Innenkammer 19 und zwei Außenkammern 22.1 und 22.2 gebildet ist. Die Außenkammer 22.1 ist einem Innenkammereinlass 21 der Innenkammer 19 zugeordnet und der zweiten Außenkammer 22.2 einer gegenüberliegenden Seite der Innenkammer 19 ist dem Innenkammerauslass 20 zugeordnet. Die Außenkammer 22.1 weist koaxial zu dem Innenkammereinlass 21 einen Kammereinlass 3 auf. Dementsprechend ist in der Außenkammer 22.2 koaxial zu dem Innenkammerauslass 20 ein Kammerauslass 4 koaxial angeordnet. Die Innenkammer 19 und die Außenkammer 22.1 und 22.2 sind quaderförmig ausgeführt. Um die Innenkammer 19 mit einem Dampf zu befüllen, ist dem Innenkammereinlass 21 eine erste Injektoreinrichtung 23.1 und dem Innenkammerauslass 20 eine erste Gegeninjektoreinrichtung 24.1 zugeordnet. Die Injektoreinrichtung 23.1 und die Gegeninjektoreinrichtung 24.1 sind innerhalb der Außenkammern 22.1 und 22.2 gehalten, wobei der Aufbau der Injektoreinrichtung 23.1 und der Gegeninjektoreinrichtung 24.1 identisch zu dem Ausführungsbeispiel nach 2 ist. insoweit wird zu der Beschreibung zu der 2 Bezug genommen und an dieser Stelle keine weitere Erläuterung gegeben. Die Gegeninjektoreinrichtung 24.1 ist spiegelsymmetrisch identisch zu der Injektoreinrichtung 23.1 ausgeführt. Dem Kammereinlass 3 der Außenkammer 22.1 ist eine zweite Injektoreinrichtung 23.2 und dem Kammerauslass 4 eine zweite Gegeninjekoreinrichtung 24.2 zugeordnet. Die Injektoreinrichtung 23.2 erstreckt sich in einer Sammelkammer 6.1, die sich unmittelbar an der Außenkammer 22.1 anschließt und gemeinsam mit der Injektoreinrichtung 23.2 eine Einlassöffnung 7 bildet.
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Dem Kammerauslass 4 der Außenkammer 22.2 ist eine zweite Gegeninjektoreinrichtung 24.1 zugeordnet, die in einer zweiten Sammelkammer 6.2 gehalten ist und an ihrem Ende gemeinsam mit der Sammelkammer 6.2 eine Austrittsöffnung 26 bildet. Die Injektoreinrichtung 23.2 und die Gegeninjektoreinrichtung 24.2 sind identisch zu den in 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ausgeführt, so dass zu der vorgenannten Beschreibung Bezug genommen wird und an dieser Stelle keine weiteren Erläuterungen erfolgt.
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Die Innenkammer 19 ist über eine Ablassöffnung 16.1 mit einem Ablassventil 17.1 verbunden. Zusätzlich ist eine Druckmesser 18.1 vorgesehen, welcher einen Dampfdruck innerhalb der Innenkammer 19 erfasst.
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Den Außenkammern 22.1 und 22.2 sind ebenfalls Ablassventile 17.2 und 17.3 zugeordnet, die über Ablassöffnungen 16.2 und 16.3 mit den Außenkammern 22.1 und 22.2 verbunden sind. Zudem sind die Durchmesser 18.2 und 18.3 vorgesehen, die den Dampfdruck der Außenkammern 22.1 und 22.2 separat erfassen.
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Die Sammelkammern 6.1 und 6.2 sind über die Entlüftungsanschlüsse 15.1 und 15.2 mit einer hier nicht dargestellten Auffangvorrichtung gekoppelt.
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Bei dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Funktion der dargestellten Injektoreinrichtung 23.1 und 23.2 sowie der Gegeninjektoreinrichtung 24.1 und 24.2 identisch zu dem Ausführungsbeispiel nach 1 und 2. So wird die Innenkammer 19 über die Injektorkammer 23.1 und die Gegeninjektoreinrichtung 24.1 mit einem Dampf versorgt.
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Ein Faserstrang 2 wird gemeinsam mit einem weiteren Dampfstrom über die Injektoreinrichtung 23.2 der Außenkammer 22.1 zugeführt. Die Führung des Faserstranges 2 erfolgt dabei durch die Injektoreinrichtungen 23.2, 23.1, 24.1 und 24.2, wobei die Gegeninjektoreinrichtung 24.2 einen weiteren Dampfstrom in die Außenkammer 22.2 einleitet.
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Das in 3 dargestellte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist somit geeignet, um eine Mehrstufenbehandlung an einem Faserstrang auszuführen. So lässt sich die Innenkammer mit einer höheren Druckstufe des Dampfes betreiben gegenüber den Außenkammern 22.1 und 22.2. Die Außenkammern 22.1 und 22.2 bilden somit eine Niederdruckkammer, die den Dampf mit niedrigem Druck enthalten. Demgegenüber bildet die Innenkammer 19 eine Hochdruckkammer, in welcher der Dampf einen höheren Dampfdruck aufweist.
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Die mehrstufige Druckbehandlung begünstigt insbesondere das in den Injektoreinrichtungen 23.1 und 23.2 sowie in den Gegeninjektoreinrichtungen 24.1 und 24.2 auftretende Rückströmungen, da insgesamt relativ geringere Druckstufen überbrückt werden müssen. Damit ist eine besonders schonende Faserbehandlung speziell für empfindliche Fasern möglich.
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Die in den 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiele sind beispielhaft. Grundsätzlich besteht die Möglichkeit die Dampfzuführung in die Behandlungskammer 1 nur durch eine der Injektoreinrichtung vorzunehmen.
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So könnte die Gegeninjektoreinrichtung im Ausführungsbeispiel nach 1 z. B. durch ein Dichtungssystem ersetzt werden. Wesentlich dabei ist das Abfangen von Dämpfströmung, damit die Umgebung frei bleibt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Behandlungskammer
- 2
- Faserstrang
- 3
- Kammereinlass
- 4
- Kammerauslass
- 5
- Injektoreinrichtung
- 6.1, 6.2
- Sammelkammer
- 7
- Einlassöffnung
- 8
- Auslassöffnung
- 9
- Förderkanal
- 10.1, 10.2
- Dampfkanal
- 11
- Druckkammer
- 12
- Abflusskanal
- 13
- Zulaufkanal
- 14
- Gegeninjektoreinrichtung
- 15.1, 15.2
- Entlüftungsanschluss
- 16, 16.1, 16.2, 16.3
- Ablassöffnung
- 17, 17.1, 17.2, 17.3
- Ablassventil
- 18, 18.1, 18.2, 18.3
- Druckmesser
- 19
- Innenkammer
- 20
- Innenkammerauslass
- 21
- Innenkammereinlass
- 22.1, 22.2
- Außenkammer
- 23.1, 23.2
- Injektoreinrichtung
- 24.1, 24.2
- Gegeninjektoreinrichtung
- 25
- Düsenkörper
- 26
- Austrittsöffnung
- 27
- Eintrittsöffnung
- 28
- Förderkanal
- 29
- Düsenkörper
- 30
- Druckleitung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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