DE10344728A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Wärmebehandlung eines laufenden Faserstranges - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Wärmebehandlung eines laufenden Faserstranges Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Wärmebehandlung eines laufenden Faserstranges, bei welchem der Faserstrang durch eine Dampfatmosphäre einer Behandlungskammer geführt wird. Dabei wird auf der Einlaßseite der Behandlungskammer ein Dampf durch eine Injektordüse gemeinsam mit dem Faserstrang unter Druck in die Behandlungskammer eingeführt. Um Dampfverluste zu vermeiden, wird auf der Auslaßseite der Behandlungskammer der Dampf zusätzlich eine weitere Injektordüse entgegen der Laufrichtung des Faserstranges unter Druck in die Behandlungskammer eingeführt. Damit läßt sich eine im wesentlichen stabile Dampfatmosphäre innerhalb der Behandlungskammer realisieren.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Wärmebehandlung eines laufenden Faserstranges gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 7.
  • Bei der Herstellung von scmelzgesponnenen synthetischen Fasern ist es bekannt, daß die Fasern während des Spinnprozesses oder eines Weiterbehandlungsprozesses eine Wärmebehandlung erhalten, um beispielsweise eine Verstreckung der Fasern oder eine Relaxation der Faser zu ermöglichen. Die Fasern, die strangförmig als Filamentbündel, Fäden, Spinnkabel oder Tows mit einer Führungsgeschwindigkeit geführt werden, müssen hierzu auf eine bestimmte Temperatur gebracht werden, die vom Polymertyp sowie von dein Prozeßschritt abhängig ist. Diese Temperaturen können sowohl unterhalb als auch oberhalb 100 °C liegen. Um während der Wärmebehandlung Reibungseffekte an dein Faserstrang zu vermeiden, werden bei der Faserherstellung bevorzugt Wärmebehandlungen mittels Dampf durchgeführt. Ein gattungsgemäßes Verfahren sowie ein gattungsgemäße Vorrichtung sind aus der DE 195 46 784 bekannt.
  • Bei dem bekannten Verfahren und der bekannten Vorrichtung wird der Faserstrang innerhalb einer Behandlungskammer durch einen unter Druck stehenden Dampf nach dem Kondensationsprinzip erwärmt. Dabei kondensiert die in dem Dampf gehaltene Flüssigkeit an der kalten Faser aus und erhitzt diese dabei. Um größere Temperaturen von oberhalb 100 °C zu erreichen, wird der statische Druck des Dampfes innerhalb der Behandlungskammer angehoben. Zur Abdichtung der Behandlungskammer wird bei dem bekannten Verfahren und der bekannten Vorrichtung der Dampf und die Faser gemeinsam über eine Injektordüse durch einen Kammereinlaß in die Behandlungskammer geführt. In der Injektordüse wird der Dampf auf eine Überschallströmungsgeschwindigkeit beschleunigt. Durch diesen Effekt kann der innerhalb der Behandlungskammer erzeugte Dampfdruck von dem Umgebungsdruck isoliert werden. Auf der gegenüberliegenden Seite der Be handlungskammer wird der Faserstrang und der Dampf durch eine Auslaßdüse aus der Behandlungskammer herausgeführt, durch welcher der Dampf auf eine Überschallströmung gebracht wird. Ein Teil des ausströmenden Dampfes wird über eine Kammer gesammelt und der Einlaßdüse zugeleitet.
  • Das bekannte Verfahren und die bekannte Vorrichtung besitzen den Nachteil, daß der Aufbau einer stationären Dampfphase innerhalb der Behandlungskammer kaum möglich ist, da der Dampf innerhalb der Behandlungskammer ständig ausgetauscht wird. Dies führt insbesondere bei dickeren Fasersträngen zu einer Unzureichenden Durchwärmung aller Einzelfaser. Zudem führt der aus der Auslaßdüse abströmende Dampf zu einem ständigen Verlust.
  • Auch das aus der DE 100 28 709 A1 bekannte Verfahren und bekannte Vorrichtung basieren darauf, daß der Dampf auf der Auslaßseite der Behandlungskammer durch eine Düse abgeführt wird, und somit ständige Dampfverluste auftreten.
  • Es ist nun Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß ein laufender Faserstrang durch eine möglichst stationäre Dampfatmosphäre unter Druck in einer Behandlungskammer temperiert werden kann.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen nach Anspruch 1 sowie durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen nach Anspruch 7 gelöst.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale und Merkmalskombinationen der jeweiligen Unteransprüche definiert.
  • Die Erfindung besitzt den Vorteil, daß trotz des Durchlaufs des Faserstranges durch die Behandlungskammer keine wesentlichen Dampfverluste entstehen. Hierzu wird der Dampf durch eine zusätzliche weitere Injektordüse auf der Aus laßseite entgegen der Laufrichtung des Faserstranges unter Druck in die Behandlungskammer eingeführt. Der Vorbehalt, daß der entgegen der Fadenlaufrichtung fließende Dampfstrom eine negative Auswirkung auf die Fadenführung und Fadentemperierung hat, traf nicht zu. Im Gegenteil konnte beobachtete werden, daß eine Aufspreizung des Faserstranges durch den entgegen der Fadenlaufrichtung strömenden Dampf eine hohe Vergleichmäßigung der Temperierung aller Einzelfasern erreicht wurde.
  • Die Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei welchem der Faserstrang durch den Düsenkanal der auslaßseitigen Injektordüse entgegen der Strömungsrichtung der auslaßseitigen Injektordüse aus der Behandlungskammer herausgeführt wird, ist besonders geeignet, um Dampfverluste zu minimieren und um einen höheren Druck in der Behandlungskammer zu erreichen.
  • Insbesondere bei der Einführung des Dampfes durch eine Überschallströmung durch die einlaßseitige Injektordüse und die auslaßseitige Injektordüse können Drücke von bis zu 20 bar und mehr in der Behandlungskammer erreicht werden. Damit lassen sich Temperaturen von oberhalb 200°C bei der Temperierung des Faserstranges erreichen.
  • Die Überschallströmung der einlaßseitigen Injektordüse und die Überschallströmung der auslaßseitigen Injektordüse können dabei sowohl auf einem gleichen Wert oder auf unterschiedliche Werte eingestellt sein. Der Maximalwert der Geschwindigkeit liegt die vorzugsweise im Bereich von 24.000 bis 39.000 m/min.
  • Zur Wärmebehandlung des Faserstranges innerhalb der Behandlungskanmer wird der Dampf auf ein annähernd konstanten Dampfdruck gehalten, welcher im Bereich von 1 bis max. 40 bar liegen kann, um Temperaturen von oberhalb 100 °C bei der Temperierung des Faserstranges zu erreichen.
  • In Abhängigkeit von dem Spinnprozess und in Abhängigkeit von dein herzustellenden Fasertyp läßt sich der Faserstrang mit einer Führungsgeschwindigkeit durch die Behandlungskammer führen, die in den Bereich von 100 bis 5.000 m/min. liegt. Dabei werden insbesondere dicke Faserstränge wie beispielsweise Spinnkabel mit kleineren Führungsgeschwindigkeiten geführt, um eine intensive gleichmäßige Temperierung zu erhalten. Demgegenüber lassen sich beispielsweise gekräuselte Fäden mit größeren Geschwindigkeiten durch die Behandlungskammer führen.
  • Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens weist die erfindungsgemäße Vorrichtung im Kammnerauslaß eine weitere Injektordüse auf, durch welche der Dampf unter Druck entgegen der Laufrichtung des Faserstranges in die Behandlungskammer einführbar ist.
  • Um dabei höhere Dampfdrücke in der Behandlungskammer zu erreichen und Dampfverluste zu vermeiden, ist die Weiterbildung der Vorrichtung besonders bevorzugt verwendet, bei welcher der Kammerauslaß durch den Düsenkanal der auslaßseitigen Injektordüse und eine den Düsenkanal in Laufrichtung des Faserstranges nachgeordneten engeren Austrittskanal gebildet wird. Somit läßt sich der Faserstrang durch den Düsenkanal der auslaßseitigen Injektordüse führen.
  • Zur Erreichung von Überschallströmmungen in den Injektordüsen sind die Düsenkanäle zumindest einer der Düsen oder aber auch beider Düsen als Lavaldüsen ausgebildet.
  • Durch die vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung, bei welcher die Behandlungskammer mit einer Drucksteuereinrichtung verbunden ist, läßt sich vorteilhaft der Dampfdruck des Dampfes innerhalb der Behandlungskammer auf einen vorgegebenen Wert einstellen. Diese Weiterbildung ist besonders vorteilhaft, um möglichst eine gleichbleibende Temperierung auf eine vorbestimmte Temperatur in Engen Grenzen zu erreichen.
  • Die Drucksteuereinrichtung wird vorteilhaft durch einen Druckmesser zum Messen und Anzeigen des Dampfdruckes in der Behandlungskammer und ein verschließbares Ablaßventil zum wahlweisen Ablassen einer Teilmenge des Dampfes aus der Behandlungskammer ausgebildet. Damit ist eine einfache manuelle Handhabung zur Steuerung des Dampfdruckes innerhalb der Behandlungskammer möglich. Die Drucksteuereinrichtung läßt sich jedoch auch durch elektrische Komponenten realisieren, um eine automatisierte Regelung des Dampfdruckes zu erhalten. Der abgelassene Dampf lässt sich auch vorteilhaft in das Versorgungssystem zurückspeisen.
  • Zur Überwachung der Überschallströme in den Injektordüsen ist gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, daß den Injektordüsen jeweils ein Druckmesser zugeordnet ist, durch welche jeweils ein Druck im Düsenkanal meßbar und anzeigbar ist. Hierzu ist der Druckmesser unmittelbar im Bereich der engsten Stelle des Düsenkanals angeschlossen. Da der Druck innerhalb des Düsenkanals nur von der Geometrie und von dein Vordruck abhängig ist, läßt sich die Abweichung von dem Zustand der Überschallströmung sehr leicht durch die Kontrolle des Druckes feststellen. Für den Fall, daß der Zustand sich verändert, ist entweder der Vordruck zu Erhöhen oder der Dampfdruck in der Behandlungskammer abzusenken.
  • Zum Einführen des Dampfes sind die Injektordüsen vorteilhaft an einer gemeinsamen Dampfquelle angeschlossen. Hierbei lassen sich jedoch zwischen der Dampfquelle und den Injektordüsen jeweils ein Stellventil anordnen, um die jeweilige Menge und den jeweiligen Druck vor den Injektordüsen unabhängig voneinander einzustellen. Damit können die Injektordüsen auch im unterschiedlichen Bereich betrieben werden.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren ist nachfolgend an einigen Ausführungsbeispielen der erfindungsgemäßen Vorrichtung anhand der beigefügten Figuren näher beschrieben.
  • Es stellen dar:
  • 1 schematisch eine Querschnittsansicht eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
  • 2 schematisch eine Querschnittsansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung In 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in einer Querschnittsansicht schematisch dargestellt.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist eine Behandlungskammer 1 mit einem Kammereinlaß 3 und einem Kammerauslaß 4 auf. An dein Kammereinlaß 3 ist eine erste Injektordüse 5 und an dein Kammerauslaß 4 eine zweite Injektordüse 6 angeordnet. Die einlaßseitige Injektordüse 5 besitzt einen Düsenkanal 8.1, der in die Behandlungskammer 1 mündet. Auf der Eintrittsseite ist der Düsenkanal 8.1 mit einer Druckkammer 11.1 verbunden. Die Druckkammer 11.1 ist rimgförmig um einen Eintrittskanal 9 ausgebildet. Der Eintrittskanal 9 mündet unmittelbar vor dem engsten Querschnitt des Düsenkanals 8.1. Der Eintrittskanal 9 ist in seiner Größe derart bemessen, daß ein Faserstrang 2 ohne wesentliche Reibung hindurchgeführt werden kann. Der Eintrittskanal 9 besitzt somit gegenüber dein engsten Querschnitt des Düsenkanals einen engeren, im Durchmesser kleineren Offnungsquerschnitt.
  • Die Druckkammer 11.1 des einlaßseitigen Injektors 5 ist über ein Stellventil 15.1 mit einer Dampfquelle 1G verbunden. Durch die Dampfquelle 16 und das Stellventil 15.1 wird ein Dampf unter einem durch das Stellventil 15.1 bestimmten Druck in die Druckkammer 11.1 eingeleitet und über den Düsenkanal 8.1 beschleunigt in die Behandlungskammer 1 geführt. An dem Düsenkanal 8.1 ist unmittelbar im engsten Querschnitt oder unmittelbar hinter dem engsten Querschnitt ein Druckmesser 13.1 angeschlossen. Durch den Durchmnesser 13.1 läßt sich der Druck im Düsenkanal 8.1 messen und anzeigen.
  • Auf der Auslaßseite der Behandlungskammer 1 ist an dem Kammerauslaß 4 die auslaßseitige Injektordüse G angeordnet. Die auslaßseitige Injektordüse G ist im wesentlichen identisch zu der einlaßseitigen Injektordüse 5 aufgebaut, so daß der Düsenkanal 8.2 der auslaßseitigen Injektordüse 6 am Kammerauslaß 4 in die Behandlungskammer 1 mündet.
  • Der Düsenkanal 8.2 ist mit seinem Eintritt an der Dampfkammer 112 angeschlossen. Unmittelbar in Laufrichtung des Faserstranges 2 dem Düsenkanal 8.2 nachgeordnet ist ein Austrittskanal 10 ausgebildet, durch welchen der Faserstrang 4 nach der Wärmebehandlung herausgeführt wird.
  • Der Austrittskanal 10 besitzt einen im Durchmesser kleineren Öffnungsquerschnitt als der engste Querschnitt des Düsenkanals 8.2. Der Faserstrang 2 läßt sich somit im geraden Lauf durch die Behandlungskammer 1 führen, wobei im Kammerauslaß 4 des Faserstranges 2 entgegen der Strömungsrichtung der Injektordüse 6 herausgeführt wird. Die Injektordüse 6 ist einem Druckmesser 13.2 zugeordnet, durch welchen ein Druck im Düsenkanal 8.2 meßbar und anzeigbar ist.
  • Die Druckkammer 11.2 der auslaßseitigen Injektordüse G ist über das Stellventil 15.2 ebenfalls mit der Dampfquelle 16 gekoppelt. Der Dampf der Dampfquelle 16 kann somit über das Stellventil 15.2 zur Druckkammer 11.2 gelangen und anschließend über den Düsenkanal 8.2 der auslaßseitigen Injektordüse G in die Behandlungskammer 1 gefördert werden. Die durch die Injektordüsen 5 und 6 der Behandlungskammer 1 zugeführten Teilmengen des Dampfes sind vorzugsweise auf gleiche Werte eingestellt. Es ist jedoch auch möglich, durch die Stellventile 15.1 und 15.2 unterschiedliche Einstellungen der Injektordüsen 5 und 6 vorzunehmnen, so daß die auf der Einlaßseite zugeführte Teilmenge des Dampfes größer oder kleiner ist als die auf der Auslaßseite der Behandlungskammer zugeführten Teilmenge des Dampfes. Innerhalb der Behandlungskammer 1 entsteht somit eine Dampfatmosphäre. Um die Dampfatmosphäre der Behandlungskammer 1 auf einem gegenüber der Umgebung höheren Druck einstellen zu können, werden die Teilmengen des Dampfes über die Injektordüsen 5 und 6 durch jeweils eine Überschallströmung in die Belandlungskammer 1 gefördert. Dieser Effekt der Überschallströmung führt dazu, daß eine Entkopplung zwischen der Dampfatmosphäre in der Behandlungskammer 1 und der Umgebung eintritt. Wird beispielsweise der Gegendruck am Düsenaustritt der Injektordüsen 5 oder 6 erhöht, so würde die Strömung innerhalb des Düsenkanals bis zur Stelle des Verdichtungsstoßes nicht beeinflußt, so lange die Überschallströmung erhalten bleibt. Unabhängig von den Druckverhältnissen und den Geometrieverhältnissen der Düsenkanäle kann sich ein Verdichtungsstoß ausbilden. Die Veränderung der Druckverhältnisse führt dabei lediglich zur Veränderung der Position des Verdichtungsstoßes innerhalb des Düsenkanals. Der Verdichtungsstoß kennzeichnet dabei den Übergang zwischen dem Überschall und dein Unterschall Die vor dein Verdichtungsstoß herrschende Strömung bleibt unbeeinflußt. Durch diese Wirkung der Entkopplung läßt sich die Behandlungskammer 1 gegenüber der Umgebung abdichten, so daß weder am Kammereinlaß 3 noch am Kammerauslaß 4 signifikante Dampfverluste auftreten.
  • Um die Dampfatmosphäre innerhalb der Behandlungskammer 1 auf ein vorbestimmten Niveau einstellen zu können, ist die Behandlungskammer 1 an einer Drucksteuereinrichtung 12 angeschlossen. Die Drucksteuereinrichtung 12 Wird in diesem Ausführungsbeispiel durch einen Druckmesser 13.3 und ein Ablaßventil 14 gebildet. Der Druckmesser 13.3 ermöglicht die Messung und Anzeige des Dampfdruckes innerhalb der Behandlungskammer 1. Der Wert des Dampfdruckes korrespondiert dabei mit einer gewünschten Dampf/Drucktemperatur. So läßt sich beispielsweise bei einem überhöhten Dampfdruck durch das Ablaßventil 14 der Druck innerhalb der Behandlungskammer 1 senken. Für den Fall, daß ein zu niedriger Druck innerhalb der Behandlungskammer 1 durch den Druckmesser 13.3 gemessen wird, wird die Einstellung der Injektordüsen 5 oder der Injektordüse 6 oder beide Injektordüsen 5 und 6 durch die Stellventile 15.1 und 15.2 verändert. Dabei läßt sich der Zustand der Überschallströmung in den Düsenkanälen 8.1 und 8.2 der Injektordüsen 5 und 6 durch die jeweils zugeordneten Druckmessern 13.1 und 13.2 überwachen. Da der Druck innerhalb der Düsenkanäle 8.1 und 8.2 bei Überschall nur von der Geometrie und dein Vordruck abhängig ist, läßt sich somit eine Abweichung vom Zustand der Überschallströmmung auf einfache Weise feststellen.
  • Bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird ein Dampf beispielsweise ein Sattdampf oder ein überhitzter Dampf durch die Injektordüsen 5 und 6 als Teilmengen über den Kammereinlaß 3 und den Kammerauslaß 4 in die Behandlungskammer 1 geführt. Der Dampfeintritt ist durch die mit dein Bezugszeichen 17 versehenen Pfeilen in 1 gekennzeichnet. Zur Wärmebehandlung des Faserstranges 2 wird der Faserstrang 2 auf der Einlaßseite über den Eintrittskanal 9 und dem Düsenkanal 8.1 der Injektordüse 5 des Kammereinlasses 3 in die Behandlungskammer 1 geführt. Innerhalb der Behandlungskammer 1 tritt eine Kondensation der in dem Dampf enthaltenen Flüssigkeit an den kalten Fasern auf, so daß die Fasern erhitzt werden. Die Laufrichtung des Faserstrangs 2 ist mit dein Pfeil 18 bezeigt. Anschließend wird der Faserstrang 2 durch den Kammerauslaß 4 über den Düsenkanal 8.2 der auslaßseitigen Injektordüse 6 entgegen dem Dampfstrom und über den Austrittskanal 10 nach außen geführt. Der Faserstrang 2 wird mit einer Führungsgeschwindigkeit durch die Behandlungskammer geführt, die durch hier nicht dargestellte Pörderwerke außerhalb der Behandlungskammer eingestellt ist.
  • Die in 1 dargestellte erfindungsgemäße Vorrichtung ist insbesondere geeignet, um einen Faserstrang auf eine höhere Temperatur von beispielsweise 200° und mehr zu erhitzen. Das erfindungsgemäße Verfahren sowie die erfindungsge mäße Vorrichtung besitzten dabei insbesondere die Vorteile, daß eine Abdichtung der Behandlungskammer ohne mechanische Berührung des Faserstranges und damit ohne eine Beschädigung der einzelnen Fasern erfolgt. Es besteht dabei keine Gefahr, daß einzelne Faser in Dichtspalten eingezogen oder verklemmt werden können. Durch das Prinzip der Kondensation unter Dampfatmosphäre können hohe Wärmeübergangskoeffizienten genutzt werden, um Temperierung von oberhalb 100 °C auszuführen. Die Temperierung der Faser mittels Dampf besitzt den besonderen Vorteil, daß der Faser keine Feuchtigkeit entzogen wird. Desweiteren sind keinerlei Verschleißerscheinungen während der Wärmebehandlung und der Führung des Faserstranges zu erwarten.
  • In 2 ist schematisch ein weiteres Ausführungsbeispiel zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Hierbei ist eine einlaßseitige Injektordüse 5 im Kammereinlaß 3 der Behandlungskammer 1 angeschlossen. Die einlaßseitige Injektordüse 5 ist identisch zu dem zuvor gezeigten Ausführungsbeispiel aufgebaut, so daß zu der vorhergehenden Beschreibung Bezug genommen werden kann. Auf der Auslaßseite ist in dem Kammerauslaß 4 eine auslaßseitige Injektordüse 6 ausgebildet. Hierbei weist die auslaßseitige Injektordüse 6 mehrere Düsenkanäle 8.2 auf, die im dichten Abstand um einen zentrisch angeordneten Austrittskanal 10 angeordnet sind. Die Düsenkanäle 8.2 sind mit einer Druckkammer 11.2 gekoppelt, die über ein Stellventil 15.2 mit einer hier nicht dargestellten Dampfquelle verbunden ist. Dabei wird ein Dampf über die Druckkammer 11.2 und die Düsenkanäle 8.2 entgegen der Laufrichtung des Faserstranges 2 in die Behandlungskammer 1 gefördert. Der Faserstrang 2 tritt auf der Auslaßseite der Behandlungskammer 1 unmittelbar durch den Austrittskanal 10 aus, wobei der Austrittskanal 10 auf die Größe des Faserstranges 2 angepaßt ist. Auf der Einlaßseite wird ein weiterer Dampf über die einlaßseitige Iniektordüse 5 in die BEhandlungskammer 1 gefördert. Zur Einstellung der Damufatmosphäre in der Behandlungskammer 1 ist die Behandlungskammer 1 mit der Drucksteuereinrichtung 12 verbunden. Die Drucksteuereinrichtung 12 wird durch das Ablaßventil 14 und den Drucksensor 13.3 gebildet.
  • Die in 2 gezeigte Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist nur für niedrige Dampfdrücke geeignet. Dabei stellt die auf der Auslaßseite auf den Faserstrang entgegen der Fadenlaufrichtung gerichtete Damufströmung eine Möglichkeit dar, den Faserstrang aufzuweiten, um somit eine intensive und gleichmäßige Behandlung der einzelnen Fasern innerhalb des Faserstranges zu erhalten. Die Dampfströmung durch die auslaßseitige Injektordüse G kann hierbei sowohl mit Unterschall- oder Überschallströmung in die Behandlungskammer 1 eingeführt werden. Die Stellventile 15.1 und 15.2, die den Injektordüsen 5 und 6 zugeordnet sind, können dabei an getrennte Dampfquellen oder an eine gemeinsame Dampfquelle angeschlossen sein.
  • Es besteht auch die Möglichkeit, die einlaßseitige Injektordüse 5 bei dein in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel durch eine, die im Aufbau der auslaßseitigen Injektordüse G entspricht, zu ersetzen, so daß der Eintritt des Faserstranges und der Austritt des Faserstranges unabhängig von der erzeugten Dampfströmung erfolgt.
  • 1
    Behandlungskammer
    2
    Faserstrang
    3
    Kammereinlaß
    4
    Kammerauslaß
    5
    einlaßseitige Injektordüse
    6
    auslaßseitige Injektordüse
    8.1, 8.2
    Düsenkanal
    9
    Eintrittskanal
    10
    Austrittskanal
    11.1, 11.2
    Druckkammer
    12.
    Drucksteuereinrichtung
    13.1, 13.2, 13.3
    Druckmesser
    14
    Ablaßventil
    15.1, 15.2
    Stellventil
    16
    Dampfquelle
    17
    Dampfstrom
    18
    Laufrichtung

Claims (16)

  1. Verfahren zur Wärmebehandlung eines laufenden Faserstrangs, bei welchem der Faserstrang durch eine Dampfatmosphäre einer Behandlungskammer geführt wird und bei welchem auf der Einlaßseite der Behandlungskammer ein Dampf durch eine Injektordüse gemeinsam mit dem Faserstrang unter Druck in die Behandlungskammer eingeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Auslaßseite der Behandlungskammer der Dampf zusätzlich durch eine weitere Injektordüse entgegen der Laufrichtung des Faserstrangs unter Druck in die Behandlungskammer eingeführt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Faserstrang durch den Düsenkanal der auslaßseitigen Injektordüse entgegen der Strömungsrichtung der Injektordüse aus der Behandlungskammer herausgeführt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Dampf durch die einlaßseitige Injektordüse und/oder durch die auslaßseitige Injektordüse mit einer Überschallströmung in die Behandlungskammer eingeführt wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Überschallströmung der einlaßseitigen Injektordüse und die Überschallströmung der auslaßseitigen Injektordüse gleich oder unterschiedlich auf jeweils einen Wert im Bereich von 24000 bis 39000 m/min eingestellt sind.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche l bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Dampf innerhalb der Behandlungskammer auf einen annähernd konstanten Dampfdruck gehalten ist, welcher im Bereich von 1 bis 40bar liegt.
  6. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Faserstrang mit einer Führungsgeschwindigkeit im Bereich von 10 bis 5000 m/min durch die Behandlungskammer geführt wird.
  7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, mit einer Behandlungskammer (1), welche einen Kammereinlaß (3) und einen Kammerauslaß (4) zur Führung eines die Behandlungskammer (1) durchlaufenden Faserstrangs (2) aufweist, und mit einer einlaßseitigen Injektordüse (5) im Kammereinlaß (3), durch welche ein Dampf unter Druck gemeinsam mit den Faserstrang (2) in die Behandlungskammer (1) einführbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine weitere Injektordüse (6) am Kammerauslaß (4) angeordnet ist, durch welche der Dampf unter Druck entgegen der Laufrichtung des Faserstrangs (2) in die Behandlungskammer (1) einführbar ist.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Kammerauslaß (4) durch den Düsenkanal (8.2) der auslaßseitigen Injektordüse (6) und einen dem Düsenkanal (8.2) in Laufrichtung des Faserstrangs (2) nachgeordneten engeren Austrittskanal (10) gebildet ist.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Kammereinlaß (3) durch den Düsenkanal (8.1) der einlaßseitigen Injektordüse (5) und einen dem Düsenkanal (8.1) in Laufrichtung des Faserstrangs vorgeordneten engeren Eintrittskanal (9) gebildet ist.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenkanal (8.1) der einlaßseitigen Injektordüse (5) und/oder der Düsenkanal (2) der auslaßseitigen Injektordüse (6) als Lavaldüse ausgebildet sind.
  11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlungskammer (1) mit einer Drucksteuereinrichtung (12) verbunden ist, durch welche der Dampfdruck des Dampfes in der Behandlungskammer (1) steuerbar ist.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Drucksteuereinrichtung (12) einen Druckmesser (13.3) zum Messen und Anzeigen des Dampfdruckes in der Behandlungskammer (1) und ein verschließbares Ablaßventil (14) zum wahlweise Ablassen einer Teilmenge des Dampfes aus der Behandlungskammer (1) aufweist.
  13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der einlaßseitigen Inektordüse (5) und der auslaßseitigen Injektordüse (6) jeweils ein Druckmesser (13.1, 13.2) zugeordnet ist, durch welche jeweils ein Druck im Düsenkanal (8.1, 8.2) meßbar und anzeigbar ist.
  14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die einlaßseitige Injektordüse (5) und die auslaßseitige Injektordüse (6) mit einer gemeinsamen Dampfquelle (16) verbunden sind.
  15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der einlaßseitigen Injektordüse (5) und der auslaßseitigen Injektordüse (6) jeweils ein Stellventil (15.1, 15.2) zugeordnet sind, durch welches der über die Dampfquelle den Düsen (5, 6) jeweils zugeführte Dampf in Menge und/oder Druck einstellbar ist.
  16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zur Rückführung der aus der Behandlungskammer abgelassenen Teilmenge des Dampfes in das Versorgungssystem vorgesehen sind.
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