DE2063374C3

DE2063374C3 -

Info

Publication number: DE2063374C3
Application number: DE19702063374
Authority: DE
Filing date: 1970-12-23
Publication date: 1976-11-25

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Behandeln von textilem Fasergut od. dgl. mit einem flüssigen Medium, wobei eine Durchströmung <Jes Faserguts vermittels einer Wirbelströmung erfolgt Und das Fasergut durch Grenzschichten zumindest eines gegen die Durchlauf richtung des Faserguts umlaufenden Wirbels führbar ist.The invention relates to a device for the continuous treatment of textile fiber material or the like a liquid medium, whereby a flow <Jes fibrous material takes place by means of a vortex flow And the fiber material through boundary layers at least one circumferential against the direction of passage of the fiber material Vertebra is feasible.

Zur Naßbehandlung von Spinnfasern und Fäden oder aus solchen bestehenden Gebilden ist es bekannt, diese durch Tränkmittel, wie öle. Wasser, Stärkemittel, Kunststoffe, Kunstharze u. dgl. zu führen. Dies kann in einem Flüssigkeitsbad oder auch durch Besprühen geschehen. Im letzteren Fall ist jedoch die Benetzung des Faserguts nur gering bzw. ungleichförmig. Verwendet man ein Bad, so ergeben sich zwar bessere, aber von außen nach innen abnehmende Benetzungsgrade, ganz abgesehen von den nur schwer zu verdrängenden Lufteinschlüssen. Außerdem sind meist mehrere Umlenkführungen erforderlich, um das Fasergut durch das Bad zu leiten, öfter auftretende Beschädigungen infolge Reibung lassen sich also kaum vermeiden. In aller Regel kann auch nur mit verhältnismäßig niedrigen Durchlaufgeschwindigkeiten gearbeitet werden. Ein völlig berührungsloser Durchlauf des Gewebebandes, also ohne Umlenkrollen ist auch nicht bei einer bekannten Vorrichtung möglich (US-PS 27 79 183), welche die Durchströmung des Gewebebandes vermittels einer Wirbelströmung gestattet. Es handelt sich hier um eine sogenannte Unterniveautränkung in einer U-förmigen Röhre, welche aus mit Auszackungen versehenen Elementen gebildet wird. Die Auszackungen bilden paarweise einander gegenüberliegende Wirbelkammern, zwischen denen das Gewebeband durchläuft. Die in den Kammern beim Durchlauf des Gewebebandes sich ausbildenden Wirbel bewirken zwar eine intensivere Benetzung als bei Verwendung eines ruhenden Mediums. Da jedoch die Anfachung der Wirbel auf das Gewebeband zurückzuführen ist, d.h. Wirbel- und Strömungsenergie durch die Bewegung des Gewebebandes über Adhäsionskräfte zwischen Gewebe und Medium aufgebracht werden, ist zwangläufig mit einer Erhöhung der sogenannten Fadenspannung zu rechnen. Je mehr Drosselstellen zwischen zwei einander gegenüberstehenden Auszackungen vom Gewebeband durchlaufen werden, um so größer wird die benötigte Fadenspannung. Die bekannte Vorrichtung ist daher nicht für jeden beliebigen Faserstoff verwendbar.For the wet treatment of staple fibers and threads or structures consisting of such, it is known these by impregnating agents such as oils. Water, starch, To carry plastics, synthetic resins and the like. This can be done in a liquid bath or by spraying. In the latter case, however, the wetting of the fiber material is only slight or non-uniform. Used If you take a bath, the degree of wetting is better, but decreasing from the outside to the inside apart from the air pockets that are difficult to displace. In addition, there are usually several deflection guides required to guide the fiber material through the bath, damage that occurs more often as a result So friction can hardly be avoided. As a rule, this can only be done with a relatively low rate Throughput speeds can be worked. A completely contactless run of the fabric tape, So without pulleys is not possible with a known device (US-PS 27 79 183), which the Permitted flow through the fabric tape by means of a vortex flow. This is one so-called sub-level impregnation in a U-shaped tube, which consists of serrated elements is formed. The serrations form vortex chambers facing each other in pairs, between which the fabric tape passes. The ones in the chambers when the fabric tape passes through The eddies that form cause a more intensive wetting than when using a stationary medium. However, since the fanning of the eddies is due to the tissue band, i.e. eddy and flow energy by the movement of the fabric tape through adhesive forces between the fabric and the medium are applied, an increase in the so-called thread tension must be expected. Ever more throttling points between two opposing serrations of the fabric tape are run through, the greater the required thread tension. The known device is therefore cannot be used for any fiber material.

Schließlich ist bereits bekannt, in einem Behälter den das Medium für die Behandlung eines Bandes aufnehmenden Raum durch zumindest zwei, jeweils aus zwei gegenläufigen Walzen bestehende Kalander unter achsparalleler Anordnung sämtlicher Walzen zu bilden {US-PS 30 57 282). Hierbei ist jedoch für den Fall, daß das Band zur Behandlung den Raum durchläuft, eine diesen flüssigkeitsdicht begrenzende Anordnung der Walzen vorgesehen und das Medium wird in üblicher Weise, d.h. durch Zuleitungen in den Raum eingebracht. Finally, it is already known in a container the medium for the treatment of a tape-receiving space by at least two, each of two counter-rotating rollers to form existing calenders with all rollers arranged axially parallel {U.S. Patent 3,057,282). Here, however, in the event that the tape for treatment passes through the room, one This liquid-tight delimiting arrangement of the rollers is provided and the medium is in the usual Way, i.e. brought into the room through supply lines.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art das textile Fasergut od. dgl. möglichst berührungslos, d. h. ohne jegliche Umlenkführungen od. dgl. durch das Medium zu leiten und dort gleichmäßig intensiv zu benetzen, wobei der Luftblasengehalt im Fasergut gehalten werden soll. Hierbei sollen höhere Durchlaufgeschwindigkeiten als beispielsweise bei einem Bad mit ruhender Flüssigkeit realisierbar sein. Ferner soll die Vorrichtung für jeden beliebigen Faserstoff geeignet sein, also unabhängig von dessen Tränkeigenschaften. Als Fasergut ist sowohl solches pflanzlichen und tierischen als auch solches mineralischen sowie chemischen Ursprungs in Betracht zu ziehen. Schließlich soll die Vorrichtung einfach im Aufbau sein und wenig Raum in Anspruch nehmen. The invention is based on the object of the textile fiber material in a device of the type mentioned at the outset or the like as contactless as possible, d. H. without any deflection guides or the like through the medium guide and wet there evenly and intensively, whereby the air bubble content in the fiber material should be kept. In this case, higher throughput speeds should be used than, for example, in a bath with static liquid be realizable. Furthermore, the device should be suitable for any fiber material, that is, independent of its potion properties. The fiber material is both vegetable and animal as well as such mineral as well as chemical origin to be considered. After all, the device should be simple be under construction and take up little space.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zumindest zwei, jeweils aus zwei gegenläufigen Walzen bestehende Kalander in einem mit dem flüssigen Medium zumindest teilweise gefüllten Behälter unter achsparalleler Anordnung sämtlicher Walzen einen Raum begrenzen, der zumindest einen Eingangsspalt für das Fasergut und das Medium zwischen den Walzen des Kalanders aufweist.According to the invention, this object is achieved in that at least two, each of two counter-rotating Rolls under existing calenders in a container at least partially filled with the liquid medium axially parallel arrangement of all rollers delimit a space that has at least one entrance gap for the fiber material and the medium between the rollers of the calender.

Dabei wird erfindungsgemäß die Förderwirkung der rotierenden Walzen gegenüber dem Medium ausgenutzt, um in dem von den Walzen begrenzten Raum Wirbel aufzubauen. Sobald die Walzen derart rotieren, daß die Strömung am Eingangsspalt in diesen Raum gerichtet ist, dann induzieren sie dort zwei Potentialwirbel mit gegensinnig rotierenden Kernachsen. Der Wirbelraum kann dabei sowohl vertikale als auch horizontale Begrenzungsflächen aufweisen. Im letzteren Fall bilden die Potentialwirbel, je nach Viskosität des verwendeten Mediums und Förderwirkung der Walzen, eine Flüssigkeitssäule hohen Drucks, wobei die Strömung im Grenzbereich zwischen den beiden Wirbeln auf den Eingangsspalt gerichtet ist; dort wird sie von den Walzen wieder umgelenkt. Das zu behandelnde textile Fasergut od. dgl. ist durch diesen Grenzbereich zu führen und wird hier durch die Strömung zunächst aufgefächert, dann innen und außen in Längsrichtung durchströmt und danach durch die Strömung wieder in seine ursprüngliche Form gebracht. Infolge des im Grenzbereich herrschenden hohen Drucks und der Strömungsumlenkung erfolgt zugleich eine Querdurchströmung des Faserguts. Bei einer derartigen strömungs- und druckbeaufschlagten Naßbehandlung wird der Luftblasengehalt am jeweiligen Fasergut nur geringAccording to the invention, the conveying effect of the rotating rollers with respect to the medium is used, to build eddies in the space limited by the rollers. As soon as the rollers rotate like this, that the flow at the entrance slit is directed into this space, then they induce two potential vortices there with core axes rotating in opposite directions. The vertebral space can be vertical as well as horizontal Have boundary surfaces. In the latter case, the potential vortices form, depending on the viscosity of the used medium and conveying effect of the rollers, a liquid column of high pressure, with the flow is directed towards the entrance slit in the border area between the two vertebrae; there she gets from redirected the rollers. The textile fiber material to be treated or the like is through this border area and is initially fanned out by the flow, then inside and outside in a longitudinal direction flows through and then brought back into its original shape by the flow. As a result of the im At the limit of the high pressure prevailing and the flow deflection, there is also a transverse flow of the fiber material. In such a flow and pressurized wet treatment the air bubble content on the respective fiber material is only low

sein. Außerdem kann wegen der intensiven Durchströmung des Faserguts mit hohen Durchlaufgeschwindigkeiten gearbeitet werden. Da schließlich das Medium in Form einer Flüssigkeitssäule zur Verfugung steht, kann das Fasergut ohne Umlenkung hindurchlaufen. Diesbezüglich brauchen die Walzen des zweiten Kalanders, je nach Form des Faserguts, auch nur einen engen Ausgangsspalt als Durchlaß zu begrenzen. Für fadenförmiges Fasergut kann an Stelle eines Ausgangsspalts vorgesehen sein, daß zumindest eine dieser Walzen eine radiale Nut aufweist und dadurch einen Durchlaß freigibt. Die Walzen des zweiten Kalanders können sich dann aufeinander abwälzen, so daß ein übermäßiges Ausströmen des Mediums vermieden wird.being. In addition, because of the intensive flow through the fiber material, high throughput speeds are possible to be worked. Since the medium is finally available in the form of a liquid column, can the fiber material pass through without deflection. In this regard, the rolls of the second calender need ever according to the shape of the fiber material, even only a narrow exit gap as a passage to limit. For filamentary fiber material, an exit gap can be provided instead be that at least one of these rollers has a radial groove and thereby releases a passage. The rolls of the second calender can then roll on one another, so that an excessive Leakage of the medium is avoided.

Selbstverständlich ist die Vorrichtung gemäß der Erfindung sowohl zum Tränken als auch zum Reinigen von Fasergut gleichermaßen gut geeignet.It goes without saying that the device according to the invention can be used both for soaking and for cleaning equally well suited for fibrous material.

Die Erfindung ist an Hand eines Ausführungsbeispiels, wie in der Zeichnung schematisch dargestellt, nachfolgend näher erläutert. Es zeigtThe invention is based on an exemplary embodiment, as shown schematically in the drawing, explained in more detail below. It shows

F i g. 1 eine perspektivische Ansicht einer Anordnung aus vier in eine Flüssigkeit getauchten Walzen, zwischen denen ein Faden durchläuft,F i g. 1 is a perspective view of an arrangement of four rollers immersed in a liquid, between which a thread runs,

F i g. 2 in einem größeren Maßstab eine Draufsicht auf die Walzen nach Fig. 1, wobei lediglich die einen Wirbelraum begrenzenden Walzenabschnitte dargestellt sind undF i g. 2 on a larger scale a plan view of the rollers according to FIG. 1, with only the one Roll sections delimiting the vortex space are shown and

F i g. 3 eine Draufsicht auf zwei der Walzen nach F i g. 1 bzw. 2 und einen daran angrenzenden, aufgeschnittenen Behälter.F i g. 3 is a plan view of two of the rollers according to FIG. 1 or 2 and an adjacent, cut open Container.

Bei der in F i g. 1 dargestellten Anordnung zur Naßbehandlung von textilem Fasergut od. dgl. sind vier achsparallele Walzen 1, Γ und 2, 2' in einem mit einer Flüssigkeit 3 teilweise gefüllten Behälter 4 drehbar gelagert. Von dem Behälter 4 ist dabei zur besseren Veranschaulichung lediglich der untere, die Flüssigkeit 3 aufnehmende Teil dargestellt; für den oberen, nicht dargestellten Teil ist vorgesehen, daß dort ein Deckel zugleich als Abdeckung für den von den Walzen 1, Γ und 2, 2' begrenzten Raum 5 dient. Dazu können die Walzen 1, Γ und 2, 2' bis an diesen Deckel reichen, wobei zwischen den Walzenstirnflächen und dem Dekkel Abdichtungen, z. B. durch O-Ringe od. dgl., zweckmäßig sind. Zur Lagerung der Walzen 1, Γ und 2, 2' sei vermerkt, d.iß sie dazu jeweils mit einer im Deckel geführten Welle verbunden sein können und sich gegen den Behälterboden über eine sogenannte Anschlagkugel abstützen können. Über diese nicht dargestellten Wellen werden zweckmäßig die Walzen 1, Γ und 2, 2' auch in Umlauf gebracht.In the case of the in FIG. 1 shown arrangement for the wet treatment of textile fiber material. For better illustration, only the lower part of the container 4, which receives the liquid 3, is shown; for the upper part, not shown, it is provided that a cover also serves as a cover for the space 5 delimited by the rollers 1, Γ and 2, 2 '. For this purpose, the rollers 1, Γ and 2, 2 'can extend to this cover, with seals between the roller end faces and the cover, for. B. by O-rings. The like., Are appropriate. For the storage of the rollers 1, Γ and 2, 2 ', it should be noted that they can each be connected to a shaft guided in the cover and can be supported against the container bottom via a so-called stop ball. The rollers 1, Γ and 2, 2 'are also expediently brought into circulation via these shafts (not shown).

Wie aus F i g. 1 des weiteren ersichtlich ist, begrenzen zwei Walzen 1,1' einen sogenannten Eingangsspalt 6. Die Spaltweite ist so gewählt, daß ein Faden 7 zwischen den Walzen 1, Γ hindurchlaufen kann, ohne sie zu berühren. Zum gleichen Zweck sind die sich aufeinander abwälzenden Walzen 2, 2' jeweils mit einer in gleicher Höhe verlaufenden radialen Nut 8 versehen, so daß auch zwischen ihnen ein Durchlaß für den Faden 7 besteht. Es versteht sich, daß der Querschnitt dieses Durchlasses bzw. derjenige der ihn bildenden Nuten 8 auf den Querschnitt des Fadens 7 abgestimmt ist, wobei dieser ohne Berührung der Walzen 2, 2' den Durchlaß durchlaufen soll. Des weiteren können mehrere solcher Durchlässe vorgesehen sein. Zwischen den Walzen 1, 2 bzw. Γ, 2' sind ebenfalls Spalte vorgesehen, damit sie reibungslos gleichsinnig umlaufen können. Die Spaltweite ist dort jedoch sehr gering. As shown in FIG. 1 can also be seen, two rollers 1, 1 'delimit a so-called entry gap 6. The gap width is chosen so that a thread 7 can pass between the rollers 1, Γ without them to touch. For the same purpose, the rollers 2, 2 'rolling on one another are each provided with an in the same height extending radial groove 8 is provided so that a passage for the thread 7 between them consists. It goes without saying that the cross section of this passage or that of the grooves 8 forming it is matched to the cross section of the thread 7, this without touching the rollers 2, 2 'the passage should go through. Furthermore, several such passages can be provided. Between the rollers 1, 2 or Γ, 2 'gaps are also provided so that they can rotate smoothly in the same direction. However, the gap width is very small there.

Werden bei einer derartigen Anordnung die Walzen 1, Γ und 2,2' in den von den Pfeilen 9 und 10 angedeuteten Drehrichtungen in Umlauf gebracht, was z. B. mittels der vorgenannten Wellen in Verbindung mit Kettentrieben od. dgl. geschehen kann, dann wird über den Eingangsspalt 6 in den Raum 5 Flüssigkeit gefördert; dabei können die Walzen 1, Γ schneller umlaufen als die ihnen nachgeschalteten Walzen 2, 2'. Der Flüssigkeitsspiegel im Bereich der Walzen 1, Γ und 2,2' außerhalb des Raums 5 wird dadurch etwa entsprechend der Linie Il angehoben; er ist dort höher als im Bereich der nicht vollständig dargestellten Behälterwandungen. Im Raum 5 entsteht je nach Förderwirkung der Walzen und Viskosität der Flüssigkeit 3 eine Flüssigkeitssäule 12 erhöhten Drucks, wobei dort die Strömung etwa den durch die Stromungspfeile 13 (F i g. 2) angedeuteten Verlauf nimmt. Demnach werden also im Raum 5 zwei Potentialwirbef 14 mit gegensinnig rotierenden Kernachsen induziert. Im Grenzbereich zwischen diesen beiden Potentialwirbeln 14 ist die Strömung auf den Eingangsspalt 6 gerichtet und wird dort von den Walzen 1, Γ wieder umgelenkt. Der gegen diese Strömung zwischen den Walzen 1, Γ und 2,2' durchlaufende Faden 7 (Durchlaufrichtung 15) wird am Eingangsspalt 6 von der Strömung aufgefächert und im weiteren Durchlauf in Längsrichtung durchströmt. Infolge der Strömungsumlenkung im Grenzbereich zwischen den beiden Potentialwirbeln 14 und infolge des Drucks erfolgt dabei zugleich eine (nicht dargestellte) Querdurchströmung des aufgefächerten FaJens 7. Bei dieser intensiven Durchströmung des Fadens 7 sind Lufteinschlüsse nahezu ausgeschlossen.With such an arrangement, the rollers 1, Γ and 2, 2 'are indicated by the arrows 9 and 10 Directions of rotation brought into circulation, which z. B. by means of the aforementioned waves in connection can happen with chain drives or the like, then via the entrance gap 6 into the room 5 Liquid promoted; The rollers 1, Γ can rotate faster than the rollers connected downstream 2, 2 '. The liquid level in the area of the rollers 1, Γ and 2, 2 'outside of the space 5 is thereby raised roughly corresponding to the line II; it is higher there than in the area that is not fully illustrated Container walls. Depending on the conveying effect of the rollers and the viscosity, the liquid 3 is produced in space 5 a liquid column 12 of increased pressure, where the flow is approximately that indicated by the flow arrows 13 (Fig. 2) takes the course indicated. Accordingly, two potential vortices 14 are in opposite directions in space 5 rotating core axes induced. In the border area between these two potential vortices 14 is the The flow is directed at the entrance gap 6 and is deflected there again by the rollers 1, Γ. The against this flow between the rollers 1, Γ and 2,2 'continuous thread 7 (flow direction 15) is on Entrance gap 6 fanned out by the flow and flows through in the longitudinal direction in the further passage. As a result the flow deflection in the border area between the two potential vortices 14 and as a result of the At the same time, a transverse flow (not shown) of the fanned out FaJens 7 takes place at the same time This intensive flow through the thread 7 air inclusions are almost impossible.

Im Bereich der Walzen 2, 2' wird der Faden 7 durch die Strömung wieder in seine ursprüngliche Form gebracht; danach durchläuft er den von den Nuten 8 begrenzten Durchlaß. Dort und zwischen den Walzen 1,2 bzw. Γ, 2' kann zwar Flüssigkeit ausströmen; der Flüssigkeitsverlust ist jedoch, wie sich gezeigt hat, relativ gering und ohne wesentlichen Einfluß auf die Strömung in der Flüssigkeitssäule 12. Versuche mit einem Kunstharz zum Tränken des Fadens 7 haben ergeben, daß, je nach Viskosität und Walzenumlaufgeschwindigkeit, sämtliche Walzen 1, Γ und 2, 2' Spalte begrenzen können. Zumindest kann man zwischen den Walzen 2, 2' einen größeren Spalt als zwischen den Walzen 1,2 bzw. Γ, 2' vorsehen, um z.B. zwischen ihnen bandförmiges Fasergut berührungsfrei durchführen zu können. Wird die beschriebene Vorrichtung zum Tränken von textilem Fasergut od. dgl. verwendet, so kann es die Tränkzone innerhalb der Walzen 1, Γ und 2, 2' mit einer verhältnismäßig hohen Geschwindigkeit durchlaufen und wird dennoch gleichmäßig intensiv durchtränkt.In the area of the rollers 2, 2 ', the thread 7 is brought back into its original shape by the flow; then it passes through the passage limited by the grooves 8. There and between the rollers 1,2 or Γ, 2 'can flow out liquid; the fluid loss However, as has been shown, it is relatively small and has no significant influence on the flow in the liquid column 12. Experiments with a synthetic resin for impregnating the thread 7 have shown that, depending according to viscosity and roller speed, all rollers 1, Γ and 2, 2 'can limit gaps. At least one can have a larger gap between the rollers 2, 2 'than between the rollers 1, 2 or Provide Γ, 2 ', e.g. to be able to pass fibrous material in the form of a ribbon between them without contact. Will If the device described is used for impregnating textile fiber material or the like, it can be the impregnation zone traversed within the rollers 1, Γ and 2, 2 'at a relatively high speed and is still soaked evenly and intensely.

Es versteht sich, daß den Walzen 2,2' noch zusätzlich Walzenpaare nachgeschaitet werden können, um weitere Behandlungszonen zu schaffen. Es ist auch möglich, an Stelle der Walzen 2, 2' eine feststehende ebene Fläche mit einem Auslaß zu verwenden oder zwei hintereinander angeordnete Walzen 1, 2 durch eine ebene Fläche, eine umlaufende Walze mit größerem Durchmesser u. dgl. zu ersetzen. Im letzteren Fall wird lediglich ein Potentialwirbel induziert, wobei dann das jeweilige Fasergut, z. B. der Faden 7, den Grenzbereich zwischen diesem Wirbel und der Fläche (bzw. der größeren Walze) durchläuft.It goes without saying that the rollers 2, 2 'additionally Pairs of rollers can be shifted to create additional treatment zones. It is also possible, to use a fixed flat surface with one outlet or two in a row instead of the rollers 2, 2 ' arranged rollers 1, 2 by a flat surface, a rotating roller with a larger diameter and the like to replace. In the latter case, only a potential vortex is induced, with the respective Fiber material, e.g. B. the thread 7, the border area between this vortex and the surface (or the larger Roller) passes through.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Apparatus for the continuous treatment of textile fiber material or the like with a liquid medium, whereby the fiber material flows through by means of a vortex flow and the fiber material can be guided through boundary layers of at least one vortex rotating against the direction of flow of the fiber material is characterized in that at least two calenders, each consisting of two counter-rotating rollers (1, 1 ', 2, 2'), in a container (4) at least partially filled with the liquid medium, with all rollers (i. 1 ', 2, 2') arranged parallel to the axis delimit a space (5) which has at least one entry gap (6) for the fiber material and the medium between the rollers (1. Y) of the calender.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the space (5) horizontal boundary surfaces having.

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that at least one of the rollers (2. 2 ') of the second calender has a radial groove (8).