DE1230150B

DE1230150B - Device for heating fabric webs, in particular textiles and plastics

Info

Publication number: DE1230150B
Application number: DES78189A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Hans-Christ Grassmann
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1962-02-23
Filing date: 1962-02-23
Publication date: 1966-12-08

Description

Vorrichtung zur Erwärmung von Stoffbahnen, insbesondere von Textilien und Kunststoffen Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erwärmung von Gut, das zwischen den von einem Hochfrequenzgenerator gespeisten Elektroden angeordnet ist, insbesondere von auf einem Kern aufgewickelten Textilien und Kunststoffen.Device for heating fabric webs, in particular textiles and plastics The invention relates to a device for heating goods, which is arranged between the electrodes fed by a high-frequency generator is, in particular of textiles and plastics wound on a core.

Zur Erzielung von Knitterfestigkeit oder zum Fixieren von Farbstoffen ist es bekannt, daß man die für die Trocknung von Gewebebahnen erforderliche Zeit und den Energieaufwand dadurch wesentlich verringern kann, daß man das Gut zu einer Rolle aufwickelt und diese in ein, elektrisches Feld, beispielsweise zwischen zwei Plattenelektroden, bringt. Dabei hat sich jedoch herausgestellt, daß bei Verwendung der herkömmlichen planparallelen Plattenelektroden eine derartige Feldstreuung auftritt, daß die Erwärmung äußerst ungleichmäßig ist.To achieve crease resistance or to fix dyes it is known that one takes the time required for the drying of fabric webs and the energy expenditure can be reduced significantly by the fact that the good can be a Roll up and this in an electric field, for example between two Plate electrodes, brings. However, it has been found that when using the conventional plane-parallel plate electrodes such a field scattering occurs, that the heating is extremely uneven.

Es ist ferner eine Anordnung zur Herstellung von Körpern aus durch Wärme zu verfestigenden Stoffen unterschiedlichen Wärmeverhaltens imHochfrequenzfeld bekannt, bei der die Feldelektroden in den einzelnen Feldabschnitten durch Kröpfung an den Treunungsflächen verschieden gegenseitigen Abstand haben. Auf diese Weise soll die Feldstärke in jedem einzelnen Feldabschnitt, d. h. also innerhalb des Gutes selbst, so groß gemacht werden, daß in allen Gutteilen der zeitliche Temperaturanstieg mindestens annähernd gleich ist.Furthermore, an arrangement is known for the production of bodies from substances to be solidified by heat with different thermal behavior in the high-frequency field, in which the field electrodes in the individual field sections have different mutual spacing by cranking at the intersection surfaces. In this way, the field strength in each individual field section, i. H. that is, within the good itself, be made so large that the temperature rise over time is at least approximately the same in all good parts.

Demgegenüber besteht die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe darin, eine einfache und zuverlässig arbeitende Vorrichtung zur gleichmäßigen Erwärmung von Gut, das zwischen den von einem Hochfrequenzgenerator gespeisten Elektroden angeordnet ist, insbesondere von auf einem Kern aufgewickelten Textilien oder Kunststoffen, zu schaffen. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß wenigstens eine der beiden Elektroden über das Gut herausragende Verlängerungen aufweist, die vorzugsweise unter einem Winkel von etwa 550 gegen, die Plattenelektrode geneigt sind. Auf diese Weise werden die Feldlinien außerhalb des zu erwärmenden Gutes künstlich in der Weise verzerrt, daß die Feldlinien innerhalb des Gutes zueinander parallel laufen und so eine gleichmäßige Erwärmung hervorrufen.In contrast, the object of the invention is to create a simple and reliably working device for uniformly heating material which is arranged between the electrodes fed by a high frequency generator, in particular textiles or plastics wound on a core. This is achieved according to the invention in that at least one of the two electrodes has extensions protruding beyond the material, which are preferably inclined at an angle of about 550 to the plate electrode. In this way, the field lines outside the item to be heated are artificially distorted in such a way that the field lines within the item run parallel to one another and thus cause uniform heating.

Nach einer weiteren Ausbildung des Erfindungsge genstandes ist das Gut vorteilhaft von einer Außenschicht aus Isoliennaterial mit hoher Dielektrizitätskonstante, z. B. Hochfrequenzporzellan oder Schläuchen, die mit destilliertem Wasser gefüllt sind, umgeben. Auf diese Weise wird ebenfalls eine Vergleichmäßigung des Feldlinienverlaufes, insbesondere in den Randzonen des Gutes erzielt. Bekanntlich tritt bei dielektrischen Materialien unterschiedlicher Dielektrizitätskonstante - im vorliegenden Fall weist das zu behandelnde Gut eine andere Dielektrizitätskonstante auf als ein dieses umschließendes bekanntes Hochfrequenzporzellan - an der Grenzschicht eine Brechung der Strom- und Äquipotentiallinien auf. Ist der Unterschied zwischen den Dielektrizitätskonstanten beider Materialien wesentlich größer als 10, so findet praktisch eine Brechung der genannten Linien uni fast 901 statt. Die äußere Schicht aus Hochfrequenzporzellan wirkt dann als dielektrische Abschirmung, so daß die Inhomogenitäten des äußeren Feldes nicht auf die Feldlinien im Behandlungsgut einwirken können.According to a further embodiment of the subject invention, the good is advantageously of an outer layer made of insulating material with a high dielectric constant, for. B. high frequency porcelain or hoses filled with distilled water, surrounded. In this way, the course of the field lines is also made more uniform, in particular in the edge zones of the goods. It is well known that dielectric materials with different dielectric constants - in the present case the item to be treated has a different dielectric constant than a known high-frequency porcelain surrounding it - at the boundary layer a break in the current and equipotential lines. If the difference between the dielectric constants of the two materials is significantly greater than 10, the lines mentioned will practically break at almost 901 . The outer layer of high-frequency porcelain then acts as a dielectric shield so that the inhomogeneities of the external field cannot affect the field lines in the material to be treated.

In Weiterbildung der Erfindung wird das Gut ferner auf einer vorzugsweise aus Isolierstoff bestehenden Hohlwelle aufgebracht. Vorteilhaft ist das Gut zum Transport in einen Hochfrequenzbehandlungsraum auf einem fahrbaren Untersatz angeordnet. Mit Vorteil weist die an Hochfrequenz liegende Elektrode Stromzuführungsleiter auf, die durch öffnungen des Behandlungsraumes mit dem Hochfrequenzgenerator verbunden sind, so daß die Stromzuleitung vom Generator zu den Elektroden außerhalb des Behandlungsraumes geschlossen werden kann. Ferner ist es vorteilhaft, die Elektroden elektrisch zu beheizen, um eine Abkühlung oder Kondensatbildung zu vermeiden. Dabei kann die Elektrodentemperatur durch Meßgeräte überwacht und geregelt werden. Schließlich ist das Gut vorteilhaft mit einer Lage wärmeisolierenden Stoffes umwickelt, um eine Abkühlung des Gutes zu verhindern.In a further development of the invention, the good is also preferably on a made of insulating material applied hollow shaft. The good for Transport to a high-frequency treatment room arranged on a mobile stand. The high-frequency electrode advantageously has power supply conductors, which are connected to the high-frequency generator through openings in the treatment room are so that the power supply from the generator to the electrodes outside the treatment room can be closed. It is also advantageous to electrically connect the electrodes heat to avoid cooling or condensation. The electrode temperature monitored and regulated by measuring devices. After all, the good is beneficial wrapped with a layer of heat-insulating material to cool the item to prevent.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden an Hand eines Ausführungsbeispieles nachstehend näher erläutert: In der Figur ist das Gut als ballenförmig aufgewickelte Stoffbalin mit 1, die mit dem Hochfrequenzgenerator 2 verbundene Elektrode mit 3, die an Erdpotential liegende Elektrode mit 4, die Hohlwelle als rohrförmig ausgebildete Kunststoffwickelachse mit 5 bezeichnet. Die Kunststoffwickelachse 5 ist auf hochfrequenzisolierten Hochspannungsstützen 6 und diese sind ihrerseits auf einem fahrbaren Untersatz 7 angebracht. Der geerdete-Ausgang der an, Erdpotential liegenden Elektrode 4 ist mit 8, der Hochfrequenzpotentialausgang mit 9 bezeichnet.Further details and advantages of the invention are explained in more detail using an exemplary embodiment below: In the figure, the material is shown as a ball-shaped fabric ball with 1, the electrode connected to the high-frequency generator 2 with 3, the electrode at ground potential with 4, the hollow shaft as tubular trained plastic winding axle is denoted by 5. The plastic winding axle 5 is on high-frequency insulated high-voltage supports 6 and these are in turn attached to a mobile base 7. The earthed output of the electrode 4 which is at earth potential is denoted by 8, the high-frequency potential output by 9.

Die Vorrichtung wird in eine metallisch abgeschirmte Behandlungskammer 10 hineingefahren und diese durch eine Schiebetür 11 hochfrequen=äßig dicht verschlossen. Die Elektroden 3 und 4 weisen nach Art eines Kegelstumpfes abgewinkelte kragenförmige, über das Gut hinausragende Verlängerungen 12 und 13 auf, die bewirken, daß eine Vergleichmäßigung der Feldlinien und damit eine gleichmäßige Erwärmung in den Außenzonen des aufgewickelten Gutes erzielt wird. Das Verhältnis des äußeren Durchmessers D" der kegelstumpfförnugen Verlängerung 12 zum Durchmesser Di des Stoffballens beträgt vorteilhaft etwa 1,6. Der Neigungswinkel a ist hu wesentlichen von der Dielektrizitätskonstanten des zu erwärmenden Materials abhängig und muß um so größer gehalten werden, je kleiner diese Konstante ist. Dieser Winkel beträgt beim vorliegenden Ausführungsbeispiel etwa 551. Die günstigste Dünensionierung läßt sich im elektrolytischen Trog ermitteln. Die nach Art eines Kegelstumpfes abgewinkelte kragenförmige Verlängerung 13 der an Erdpotential liegenden Elektrode 4 kann die gleiche Neigung wie die Verlängerung 12 aufweisen, sie kann auch in entgegengesetzter Richtung abgewinkelt sein. Die Neigung dieser Verlängerung 13 hängt von den Wandeinflüssen der Behandlungskammer 10 ab.The device is moved into a metallically shielded treatment chamber 10 and this is closed tightly at high frequencies by a sliding door 11. The electrodes 3 and 4 have angled, collar-shaped extensions 12 and 13 projecting beyond the material, which have the effect that the field lines and thus uniform heating in the outer zones of the wound material is achieved. The ratio of the outer diameter D ″ of the frustoconical extension 12 to the diameter Di of the roll of fabric is advantageously about 1.6. The angle of inclination a is essentially dependent on the dielectric constant of the material to be heated and must be kept larger, the smaller this constant is . This angle is in the present embodiment is about 551. the most favorable Dünensionierung can be in the electrolytic trough determined. the angled in the manner of a truncated cone collar-shaped extension 13 of the electrode 4 lying at ground potential may have the same inclination as the extension 12, it may also be in the opposite The inclination of this extension 13 depends on the wall influences of the treatment chamber 10 .

Das Gut 1 ist von einer Außenschicht 14 aus Isoliermaterial hoher Dielektrizitätskonstante umgeben. Als solches Isoliermaterial kann ein bekanntes Hochfrequenzporzellan verwendet werden. Es ist auch möglich, das Gut mit Schläuchen zu umgeben, die mit destilliertem Wasser gefüllt sind. Die Vorteile der Erfindung werden auch unabhängig von der oben näher beschriebenen Ausbildung der beiden Elektroden mit über das Gut herausragenden Verlängerungen durch Anbringen einer Außenschicht aus Isoliermaterial mit hoher Dielektrizitätskonstante um das zu behandelnde Gut herum erzielt. Die Elektroden 3 und 4 können zusätzlich elektrisch beheizbar sein, wie bei 15 angedeutet ist, um eine Abküh- lung und Kodensatbildung zu vermeiden. Die Elektrodentemperatur kann durch hier nicht gezeigte Regler überwacht werden. Schließlich kann das Gut 1 mit einer hier ebenfalls nicht dargestellten C Lage wärmeisolierenden Stoffes umwickelt sein. Durch die Erfindung werden die bei planparallelen Plattenelektroden auftretenden Feldstreuungen vermieden und eine weitgehende gleichmäßige Erwärmung, vor allem bei Austritt der Feldlinien aus dem Behandlungsgut, erreicht. Die Gewebebahn wird während der Trocknung nicht abgespult, sondern auf einer sogenannten Kaule in aufgewickeltem Zustand in dem Hochfrequenzfeld erwärmt.The good 1 is surrounded by an outer layer 14 made of insulating material with a high dielectric constant. As such an insulating material, a known high frequency porcelain can be used. It is also possible to surround the material with hoses filled with distilled water. The advantages of the invention are also achieved independently of the above-described design of the two electrodes with extensions protruding beyond the material by attaching an outer layer of insulating material with a high dielectric constant around the material to be treated. The electrodes 3 and 4 can also be electrically heated, as indicated at 15 , in order to avoid cooling and the formation of codensate. The electrode temperature can be monitored by a controller not shown here. Finally, the good 1 can be wrapped with a C layer of heat-insulating material, also not shown here. The invention avoids the field scattering that occurs with plane-parallel plate electrodes and achieves a largely uniform heating, especially when the field lines emerge from the material to be treated. The fabric web is not unwound during the drying process, but is heated in the high-frequency field on a so-called drum in the wound state.

Claims

Claims: 1. Device for uniform heating of material which is arranged between the electrodes fed by a high-frequency generator, in particular textiles or plastics wound on a core, d a - characterized in that at least one (3) of the two electrodes (3, 4) has extensions (12) protruding beyond the item (1) , which are preferably inclined at an angle of approximately 55 ' with respect to the plate electrode (3).

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the material of an outer layer (14) made of insulating material with a high dielectric constant, for. B. high frequency porcelain or hoses filled with distilled water is surrounded. 3. Apparatus according to claim 1 and 2, characterized in that the material (1) is applied to a hollow shaft (5) preferably made of insulating material. 4. Apparatus according to claim 1 to 3, characterized in that the material (1) for transport in a high-frequency treatment room (10) is arranged on a mobile base (7). 5. Apparatus according to claim 1 to 4, characterized in that the high-frequency electrode (3) has power supply conductors (9) which are connected to the high-frequency generator (2) through openings in the treatment room (10). 6. Apparatus according to claim 1 to 5, characterized in that the electrodes are electrically heatable. 7. Apparatus according to claim 1 to 6, characterized in that the material is wrapped with a layer of heat-insulating material.