DE2102406A1

DE2102406A1 - Verfahren und Vorrichtung zur kon tinuierhchen Behandlung von Faden, insbesondere Textilfaden

Info

Publication number: DE2102406A1
Application number: DE19712102406
Authority: DE
Inventors: Michel Saint Quentin Hennion Jean Claude ArIy Aisne Lefebvre (Frankreich)
Original assignee: opi Omnium de Prospective Industriel le S A , Saint Quentin, Aisne (Frankreich)
Priority date: 1970-01-21
Filing date: 1971-01-19
Publication date: 1971-07-29
Also published as: SE385921B; CA951054A; NL7100766A; FR2098482A5; CH555709A; LU62449A1; OA03678A; JPS5641748B1; US3724088A; CH76471A4; AT316471B; BE761737A; DE2102406C2; IE34901L; GB1330944A; CH555709B; IE34901B1; ES387503A1; IL36021A; ZA71320B

Description

21Ο240Θ

Patentanwälte

Dlpl.-lng. R. BEETZ sen. _n£ ._c .-DIpWn-. K. LAMPKHCHT 96-16.496P
Dr.-ΙπΓΛ f.. r.) _: ;;: γ ζ Jr.

8 Mönch on 22, Cieinsdorfotr. 10

OMNIUM DE PROSPECTIVE INDUSTRIELLE, St.-Quentin (Aisne), Frankr.

Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen ' A

Behandlung von Fäden,

insbesondere Textilfaden

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum natürlichen und/oder künstlichen Trocknen
(essorage et/ou sechage) eines feuchten Fadens, insbesondere Textilfadens im Lauf einer Behandlung, wie z. B. Färbung, die kontinuierlich während des geradlinigen Transports des Fadens vorgenommen wird.

Es ist bekannt, daß Textilfaden nach dem Spinnen verschiedenen Behandlungen, z. B. einer Färbung oder Beschichtung unterworfen werden können. Praktisch werden
diese Behandlungen an Fadenspulen, manchmal an Strähnen
vorgenommen, jedoch ihre Wirksamkeit zeigt nicht immer
die gewünschte Homogenität.

Es sind indessen auch verschiedene Verfahren bekannt, um gewisse Behandlungen von Fäden vorzunehmen, während sie

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kontinuierlich durch einen Behandlungsraum laufen. Solche kontinuierliche Behandlungen bestehen allgemein darin, einen Stoff auf dem zu behandelnden Faden niederzuschlagen, indem man z. B. diesen Faden durch ein Bad führt und anschließend den Überschuß an Behandlungsfluid durch Abstreichen, z. B. mittels eines in der Nähe des Fadens zirkulierenden Luftstroms zu entfernen·

Man war sich jedoch bewußt, daß die bisher bekannten kontinuierlichen Verfahren keine genaue Dosierung der niedergeschlagenen Stoffmenge und auch keine geeignete Durchdringung des Fadens durch diesen Stoff ermöglichen. Dies war vor allem der Tatsache zuzuschreiben, daß die natürliche und gegebenenfalls auch künstliche Trocknung des Fadens durch den Luftstrom unzureichend waren.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, diese vorstehend erläuterten Nachteile zu überwinden.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man den feuchten Faden in eine Zone gelangen läßt, die von einem Luftstrom mit einem dem um den Faden während des seine Befeuchtung bewirkenden Vorganges herrschenden sehr unterlegenen Druck durchströmt wird.

Nach einer vorteilhaften Ausführungsart der Erfindung wird die Zone niedrigen Drucks in der Überschallströmung eine· Luftströme am Ausgang einer vom Faden durchlaufenen Konvergent-Dlvergent-DUse geschaffen.

Veitere Einzelheiten bevorzugter Ausführungsarten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung·

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Die Erfindung bezieht sich auch auf eine besondere Anwendung dieses vorstehend definierten Verfahrens, um insbesondere im Lauf der Färbung eines Fadens nacheinander gefärbte und nicht gefärbte Zonen auftreten zu lassen.

Erfindungsgemäß läßt man den Faden am Ausgang eines Färbbades durch zwei Konvergent-Divergent-Düsen laufen, deren zweite dauernd von einem Luftstrom gespeist wird, dessen Druck stromauf der Düse oberhalb des "kritischen Drucks¹¹ im Hals dieser Düse liegt, während die erste Düse von einem Luftstrom gespeist wird, dessen Druck stromauf g

dieser ersten Düse abwechselnd oberhalb und unterhalb des "kritischen Drucks" im Hals dieser ersten Düse liegt·

Ergänzende Merkmale dieser besonderen Anwendungsweise sowie ihre Vorteile ergeben sich noch aus der weiteren Beschreibung·

Gegenstand der Erfindung ist weiter eine Vorrichtung zur Durchführung des vorstehend definierten Verfahrens sowie ihre besondere Anwendung zur Verwirklichung aller Arten von Behandlungen an den Fäden, insbesondere einer Färbung, die kontinuierlich während eines geradlinigen Transports des Fadens vorgenommen werden, womit gleichzeitig d sowohl eine vollkommene Homogenität des behandelten Fadens als auch eine große Behandlungsgeschwindigkeit ermöglicht werden·

Es sei indessen schon hier darauf hingewiesen, daß die Erfindung auf alle Arten von Fäden, natürlichen oder synthetischen, aus Textil oder Metall bestehenden Fäden anwendbar ist, wobei das Wort "Faden** hier Jedes schmiegsame Element mit sehr geringem Durchmesser im Vergleich

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zu seiner Dicke bedeutet.

Die Vorrichtung umfaßt mindestens zwei Kammern zur elementaren Behandlung« von denen jede einer -rollständigen Behandlungsphase entspricht, die der Faden durchlaufen nuß. Diese Kammern tür elementaren Behandlung sind hintereinander ausgerichtet! und zwischen ihnen ist eine Zone zur Wiedergewinnung der in den Kammern wenigstens der ersten Kammer, zur elementaren Behandlung verwendeten aktiven Stoffe vorgesehen·

Jede Behandlungskammer weist zwei Öffnungen für den Eintritt und den Ausgang des Fadens auf, die zu denen der anderen Behandlungskammer(n) in der Fadentransportrichtung ausgerichtet sind und einen dem Fadendurchmesser ähnlichen Durchmesser haben· Die Form dieser öffnungen hängt von der Natur der Behandlung ab und wird im folgenden noch präzisiert. Andererseits mündet in jede Behandlungekammer eine mit einer BehandlungefluidquelIe verbundene Leitung·

Erfindungsgemäß ist die Zone zur Wiedergewinnung der Behandlungsfluide als Kammer ausgebildet, die die Ausgang· Bffnung einer Behandlungskammer sowie die Eingänge-Öffnung der folgenden Behandlungskammer dicht umgibt, während auf jede durch ein ohemiach aktives Fluid gespeiste Behandlungskammer eine mit einem Inertgas, wie z. B. Druckluft, gespeiste Behandlungekammer folgt· Selbstverständlich weist die Wiedergewinnungekammer mindestens eine mit einem Behandlungsfluld-Wiedergewlnnungsbehälter verbundene Leitung auf.

In der Praxle ist es oft - besonders im Fall von Textilfaden - zweckmäßig, die Wirksamkeit einer Behandlung

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durch einen aktiven Stoff zu dosleren· Deshalb sichern, wie schon erwähnt wurde, wenigstens einige der Behandlungskammern nur natürliche und/oder künstliche Trocknungsvorgänge, werden daher von einem Inertgas gespeist und sind auf mit einen aktiven Fluid, Färbmittel, Säure usw., gespeiste Behandlungskammern folgend angeordnet.

Die Erfindung und ihre Vorteile werden anhand der lh der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispiele näher erläutert; darin zeigern

Fig. 1 eine schematisohe Darstellung des Aufbaus

einer ersten Vorrichtung gemäß der Erfindung;

Fig* 2 eine schematisohe Darstellung einer Konver-

gent-Divergent-Düse zur Ausrüstung wenigstens einiger mit einem Inertgas gespeister Behandlungskammern ι

Fig» 3 eine schematische Darstellung des Aufbaus einer zweiten Vorrichtung gemäß der Erfindung, die besonders zur Färbung eines Textilfaden· verwendbar ist;

Fig. k, 5 und 6 Varianten der Vorrichtung naoh Fig. 3, die insbesondere verwendbar sind, wenn Fäden mit abwechselnd behandelten und unbehandelten Zonen erhalten werden sollen.

Di« im Zusammenhang mit Fig» 1 beschriebene Ausführung· art entspricht der Anwendung einer Überaugsbehandlung

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für einen Faden. Sie ermöglicht insbesondere die Erhöhung des Gewichts und der Abriebbeständigkeit eines Textilfaden· und die Verbesserung seiner Eignung zur Verarbeitung auf einer Nähmaschine.

Eine solche Behandlung umfaßt folgende elementare aktive Phasent

a) Angriff des Fadens durch ein das Überzugsmittel für den Faden enthaltendes Säurebad;

b) Neutralisierung des Niederschlages zwecks Ausfällung von Überzugsmolekülen;

c) Waschen;

d) natürliche* und künstliches Trocknen.

Venn man Fig. 1 betrachtet, sieht man, daß die die Durchführung dieser Behandlung zulassende Vorrichtung längs des Transportweges de· Fadens A ausgerichtete Kammern 1, 2, 3, I», 5 und 6 zur Elementarbehandlung aufweist.

Die Kammer 1 zum Angriff durch das Säurebad weist eine Leitung 1a in Verbindung mit einem Säurelösungsbehälter 10 über eine Pumpe 11 auf. Die beiden öffnungen 1b und 1c dieser Kammer bestehen aus Kapillarrohren, deren Durohmesser als Funktion des zu behandelnden Fadens in der Veise bestimmt wird, daß Flüssigkeitsverluste durch Schwerkraft oder Mitreißen vermieden oder wenigstens begrenzt werden. Die Pumpe 11 hält in der Kammer 1 ein konstantes Flüssigkeitsniveau aufrecht.

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Auf beiden Seiten der Behandlungskammer 1 sind zwei Wiedergewinnungekammern 7 und 8 angeordnet· Sie uaigeben dicht die Öffnungen 1b bzw. Ic und weisen Leitungen 7* bzw. 8a auf, die die Wiedergewinnung der Verlustflüssigkeit sichern, welche sie dem Behälter 10 zuführen.

Die Behandlungekammern 2, k und 6 entsprechen natürlichen und gegebenenfalls künstlichen Zwischentrocknungsphasen. Ihre Enden sind wohlverstanden ebenfalls dicht ▼on den Wiedergewinnungekaouaern 8, 1*1, 15» 16, 17 und 22 -

umgeben· Dabei ist jedoch das Behandlung*fluid einfach ™

die komprimierte Luft, die durch eine Hauptleitung 9 zugeführt und über Leitungen 2a, k*_t 6a auf jede dieser Kammern verteilt wird. Bs 1st zu betonen, daß die Eingangs- und Ausgangsöffnungen dieser Kammern 2, h und 6 jeweils als Konvergent-Divergent-Düsen ausgebildet sind, wobei die Düsen für die Kammer 2 die Bezugszeichen 2b und 2c tragen.

Diese Düsen der Kammern 2, k und 6 werden stromauf mit einem Druck gespeist, der größer als oder mindestens so groß wie der "kritische Druck** im Hals der Düse ist. Es soll hierzu festgestellt werden, daß man mit "kriti- A

schem Druck¹* den Druck bezeichnet, der im Hals einer Düse herrscht und von dem ab man eine Überschauströmung im. divergierenden Teil erhält, auch wenn die Strömung im konvergierenden Teil Unterschallgeschwindigkeit hat.

Es ist außerdem festzustellen, daß die in der Vorrichtung gemäß der Erfindung verwendeten Düsen vorzugsweise nach bekannten Verfahren eo entworfen sind, daß, wenn Stoßwellen existieren, die durch die Rückkehr der

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Luft mit Unterschallgeschwindigkeit hervorgerufen werden, diese außerhalb des divergierenden Teils und nicht, wie dies häufig der Fall ist, im Inneren desselben liegen.

In Fig. 2 dst eine solche Düse dargestellt, die an jedem Ende der Kammern 2, k und 6 oder wenigstens einem von ihnen, vorzugsweise am Ausgangeende des Fadens A angeordnet sein kann. Xn dieser Figur sind mit 50 die Wand der Kammer, mit 51 der konvergierende Teil der Düse und mit 52 der divergierende Teil der Düse bezeichnet.

Man nennt den Umgebungsdruck außerhalb der Düse P₀ und den Druck im Inneren der Kammer 50 P₁. Wenn das Verhältnis 1 über oder gleich dem kritischen Wert ist, der

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im übrigen von der Form der Düse abhängt, existiert in dem divergierenden Teil 52 eine durch die Linie 53 begrenzte Überschauströmung· So beginnt, wie man weiß, die Überschallströmung im Hals der Düse»

Wie schon erwähnt wurde, treten die durch die Rückkehr der Luft mit Unterschallgeschwindigkeit hervorgerufenen Stoßwellen am Ende des divergenten Teils 52 auf. Sie sind durch eine Einheit eines ausgezogenen Striches und einer gestrichelten Linie dargestellt, wobei die ersten Stoßwellen $h selbstverständlich Kompreseionsveruinderungswellen sind. Sie entwickeln sich nach der genau kegelförmigen Fläche 5h und brechen sich an sich selbst am höchsten Punkt 55 dieser Fläche 54. Sie werden dann, wie man weiß, Kompressionsverminderungswellen, die sich entsprechend der Fläche 56 entwickeln. Wenn sie die Zone erreichen, wo der konstante Druck P_Q herrscht, brechen sie sich an dieser Zone bei 57, um sich im folgenden nach der Fläche 58 bis zum Gipfelpunkt 59 zu entwickeln. Man weiß, daß

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die Stoßwellen, wenn sie sich an einer Zone konstanten Druckes brechen, ihre Natur so ändern, daß die Fläche 58 durch Kompressionswellen begrenzt wird» Analoge Erscheinungen setzen sich jenseits des Gipfelpunktes 59 fort, jedoch ist es zum Verständnis der Erfindung nicht nötig, diese zu beschreiben·

Man kann sagen, daß außerhalb des divergenten Teils eine durch ein Netz von Stoßwellen begrenzte Zone 60 existiert· Man weiß, daß der im Inneren dieser Zone 60 herrschende Druok ρ viel niedriger als der Umgebungsdruck P_Q außerhalb der Düse ist. f

Wenn der feuchte Faden A in die Zone 60 eintritt, ergibt sich eine plötzliche Verdampfung eines Teils der Flüssigkeit, die er mit sich bringt. Diese Verdampfung kommt daher, daß der Druck in der Zone 60 viel niedriger als der ist, der um den Faden herum während der vorangehenden Behandlung herrschte, die seine Befeuchtung ergeben hat.

Man erhält so einen natürlichen und/oder künstlichen Fadentrocknungseffekt, dessen Wirksamkeit vom Luftdurchsatz (Menge je Zeiteinheit) abhängt, der durch die Zone 60 λ hindurchgeht. Tatsächlich hängt die Restfeuohtigkeitsmenge des Fadens bei seinem Austritt aus der Zone 60 allein vom Sättigungspartialdruok der vom Faden in diese Zone mitgebrachten Flüssigkeit ab. Folglich muß man den Luftdurchsatz als Funktion der gewünschten Restfeuchtigkeitsmenge steuern· Mit anderen Worten muß der Luftdurchsatz ausreichend sein, um die in der Zone 6θ abgegebene Feuchtigkeit abzuführen und dort einen genügend niedrigen Sättigungs-

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partialdruck derart aufrechtzuerhalten, daß die Verdampfung geeignet vor sich geht.

Es ist noch festzustellen, daß das beschriebene Verfahren zum natürlichen und/oder künstlichen Trocknen in der Zone 6o durchgeführt wird, welches auch immer die Transportrichtung des Fadens ist. Das kommt daher, daß in der dargestellten Ausführungsart dieses Verfahren am Eingang oder am Ausgang der Kammern 2, h oder 6 oder an beiden Stellen gleichzeitig durchgeführt werden kann. Diese Feststellung ist von besonderem Interesse im Fall einiger im folgenden beschriebener praktischer Beispiele.

In dem Fall indessen, wo der Faden in eine Eingangsöffnung, wie z. B. 2b eintritt, kommt zu dem vorher beschriebenen Verdampfungseffekt eine rein mechanische Entfeuchtung des Fadens in der Nähe des Halses der Düse hinzu. So kann man beim Durchtritt des Fadens durch die Eingangsöffnung 2b die Kombination von pneumatischen Effekten erhalten, die sowohl die völlige Durchdringung des Fadens durch die beim Durchgang durch die Kammer 1 aufgenommene Säurelösung als auch die Regulierung des Säurelösungsgehaltes des Fadens sowie die Beseitigung durch Abschleudern des Überschusses an Säurelösung bewirken, die dann durch die Wiedergewinnungsleitung 8a abgeführt wird.

Die Behandlungekammer 3 ist der Kammer 1 analog und wird durch ein Neutralisierbad gespeist, das aus einem Behälter 12 mittels einer Pumpe 13 zugeführt wird. Ebenso ist es mit der Kammer 5» die von einem Vaschbad gespeist wird, das aus einem Behälter 20 mittels einer Pumpe 21 zugeführt wird.

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Andererseits entsprechen die Behandlungekammern k und 6 der Kammer 2 und sichern nötigenfalls eine wenigstens teilweise Trocknung unter den Bedingungen, die im Zusammenhang mit der Kammer 2 schon erläutert wurden.

Schließlich zeigen die Wiedergewinnungskammerpaare "\k - 15 und 16 - 17 die gleichen Merkmale und die gleiche Funktionsweise wie die Kammern 7-8. Sie führen die wiedergewonnene Flüssigkeit zu Behältern 18 und 19» die zur Wiedergewinnung eines Flüssigkeitsüberschusses nach dem Neutralisieren bzw. nach dem Waschen bestimmt sind*

Die letzte Behandlungskammer 6 kann in die freie Luft münden; indessen kann es in einzelnen Fällen vorteilhaft sein, wie in der Fig. 1 dargestellt ist, eine völlige Wiedergewinnung der aus dieser Kammer herauskommenden Luft zu sichern. Sie kann nämlich mit festen, flüssigen oder gasförmigen Partikeln beladen sein, deren freies Ablassen in die Atmosphäre gefährlich sein könnte.

Hierzu 1st die Ausgangsöffnung 6b durch eine Wiedergewinnungskammer 22 verlängert, deren Wiedergewinnungsleitung 22a etwa k5 zur Achse des Fadens geneigt ist. Eine Leitung 22b, die mit der Hauptleitung 9 der komprimierten A Luft verbunden ist, mündet in die Kammer 22 und richtet das durch die Öffnung 6b austretende Fluid direkt zur Leitung 22a.

Es ist klar, daß für gewisse Behandlungen eine der der Kammern 6 bis 22 analoge Anordnung für andere Behandlungs- und Wiedergewinnungskammerpaare vorgesehen werden kann.

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Schließlich kann man, wenn man es für nötig hält, sei es als Zwischenverfahrensschritt, sei es als Endverfahrensschritt, eine Trocknung durch Heizung vorsehen. Wie in Fig. 1 dargestellt ist, durchläuft der Faden ein Kapillarrohr 23» das von einem Xsoliermittel umgeben ist, in welchem ein Heizwiderstand Zk eingebettet ist.

Die vorstehend beschriebene Behandlung kann gleichfalls die Form eines reinen und einfachen Angriffs eines Fadens aus Polyamid mit Chlorwasserstoffsäure annehmen, wobei durch Auflösung eines Teils des Polyamids, das sich an der Außenseite des Fadens befindet, ein Teil in Lösung geht, die spätere Behandlung den Effekt der Koagulation bringt und man zu einem Endresultat gleicher Ordnung wie oben kommt. Eine solche Behandlung erfordert kein weiteres Aufbringen von Polyamid auf die Außenseite des Fadens«

Wenn man nun Fig. 3 betrachtet, sieht man eine Ausführungsart der Erfindung, die insbesondere auf die Färbung von Fäden anwendbar 1st. Dabei ist es, wie schon welter oben hervorgehobene wurde, wesentlich, den aktiven Stoff nach Art der Färbung geeignet zu dosieren und der Reproduzierbarkeit der Arbeitsschritte sicher zu sein. Die Erfindung ermöglicht eine leichte Erfüllung dieser Bedingungen.

Die Vorrichtung weist eine erste Behandlungskammer 31 auf, die mit einer Speiseleitung 31a versehen ist, welche mit einem Färbungsbehälter kO verbunden und mit einer Pumpe kl bestückt ist. Diese Behandlungekammer weist zwei, nämlich eine Eingangs- und eine Aasgangsöffnung für den Faden auf, die aus Kapillarrohren 31b und 31c bestehen, die in

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die Wiedergewinnungskammern 37 und 33 münden, die die Enden der Rohre dicht umgeben. Leitungen 37a, 38a sichern die Rückkehr des Überschusses an Färbungsmittel zum Behälter hO, Weiter ist es vorteilhaft, an der Behandlungskammer selbst eine Leitung 31d vorzusehen, die ebenfalls mit dem Behälter kO verbunden ist und die Aufrechterhaltung eines genau konstanten Färbeflüssigkeitsniveaus in der Kammer 31 ermöglicht.

Eine zweite Behandlungskammer 32 wird mit Druckluft, gespeist, die durch eine Leitung 32a zugeführt wird. Selbstverständlich bestehen, wie oben, die Eingangs- und Aus- ™ gangsöffnungen 32b und 32c für den Faden aus Konvergent-Divergent-Düsen, und zwar vorzugsweise des im Zusammenhang mit Fig. 2 beschriebenen Typs. Praktisch scheint es nicht erforderlich, am Ausgang der Kammer 32 eine Wiedergewinnungskammer anzuschließen, doch ist eine solche Wiedergewinnungskammer in besonderen Fällen nützlich.

Ebenso kann man am Ausgang der Kammer 32 ein dem im Zusammenhang mit Fig. 1 beschriebenen ähnliches Heizelement vorsehen.

Es soll ebenfalls erwähnt werden, daß die Kammer 31 Λ

mit Heizmitteln ausgestattet sein kann, die z. B. aus elektrischen Widerständen im Inneren der Kammer oder um diese Kammer herum bestehen. Man verwendet bei Bedarf gleichfalls durch ein Heizfluid, wie z, B. Dampf, durchströmte Rohre, die im Inneren oder außerhalb der Kammer 31 vorgesehen sein können. Ebenso könnte die Kammer 31 im Inneren eines durch irgendein geeignetes Mittel erhitzten abgeschlossenen Raumes angeordnet sein.

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Solche Heizmittel sind in den Fällen nützlich, wo man die Löslichkeit der Färbestoffe erhöhen möchte oder es erforderlich ist, den Faden solchen Behandlungen, wie Bleichen und der Anbringung von Appretur, oder solchen, die eine Modifizierung der Färbaffinität ergeben, zu unterwerfen.

Die Funktion einer solchen Vorrichtung ist der analog, die weiter oben beschrieben wurde, jedoch ist es dienlich, einige besondere Punkte zu erwähnen.

Ebenso wie oben bezeichnet man den Druck der Luft in der Leitung 32a und folglich in der Kammer 32 mit P₁ und die Luftdruckwerte am Ausgang des Öffnung 32c bzw. in der Kammer 38 mit P_Q und P«,.

Im Augenblick seines Eintritts in die Öffnung 32b trifft der Faden A, der eine gewisse Aktivreagenzmenge, z. B. die in der Kammer 31 enthaltene Färbeflüssigkeit mit sich bringt, auf eine Gasströmung, die als Funktion des Verhältnisses -p²- Unterschall-, Schall- oder Überschallgeschwindigkeit haben kann. Wie oben erklärt wurde, kann also in der Nähe der Öffnung 32b eine Kombination von pneumatischen Wirkungen auftreten, die eine mechanische Entfeuchtung und/oder Trocknung durch Verdampf tang um so wesentlicher sichern kann, je höher die geschwindigkeit ist. Der Überschuß an aktivem wird in die Kammer 38 abgegeben und kehrt mn Behälter k-Q zurück.

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Funktion der Behandlungsbedingungen, insbesondere der

Geschwindigkeit des Fadens und des Verhältnisses 2., Solche Bedingungen sind leicht reproduzierbar.

Wenn der Faden A in die Nähe der Öffnung 32c kommt, wird er außerhalb des divergierenden Teils einer Druckverminderung ausgesetzt, die die Verdampfung der von ihm mitgebrachten Flüssigkeit hervorruft. Dies ergibt sich, wie schon oben ersichtlich war, aufgrund der Bildung eines Netzes von stationären Stoßwellen unter der Bedingung, daß das Verhältnis _1 geeignet und größer als der kritische Wert ist, den man leicht als Funktion der Abmeasun- M gen der Konvergent-Divergent-Düse 32c errechnet. Nach der plötzlichen Verdampfung der Flüssigkeit bleibt nur der Farbstoff auf dem Faden.

Mit anderen Worten ermöglicht der Durchtritt des Fadens durch die Öffnung 32b die Bestimmung der Dosierung der Bndfärbung, während sein Durchtritt in die Entspannungszone am Ausgang der Öffnung 32c eine starke Absenkung seines Feuchtigkeitsgehaltes ohne Änderung der auf ihn aufgebrachten Färbstoffmenge gestattet.

Der Faden kann anschließend Behandlungen zur Fixie- »

rung des Farbstoffs, einer Trocknung oder anderen Behändlungen zugeführt werden.

Es ist offenbar, daß man als Funktion der mehr oder weniger abgedunkelten Nuancen, die man zu erhalten wünscht, weitere Vorrichtungen wie die beschriebene nacheinander anordnen kann.

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Eine solche Vorrichtung kann andererseits nach einer ersten Ausführungsvariante (Fig. 4) leicht modifiziert werden, um zu erreichen, daß die Behandlung eines Fadens, z. B. seine Färbung in einer bestimmten Farbe auf bestimmte Fadenzonen beschränkt wird.

Hierzu wird an die Leitung 32a eine Hilfsleitung 33 angeschlossen, die sich zur Verbindung mit einer Druckluftquelle eignet, deren Druck P_ merklich über dem der durch die Leitung 32a geförderten Luft liegt. In der Figur ist nur einfach die Leitung 3h dargestellt, die diese Druckluft mit höherem Druck zuführt.

Allgemein mit der Bezugsziffer 35 bezeichnete Mittel ermöglichen eine Verbindung der Leitungen 34 oder 33 oder im Gegenteil ein Ableiten der durch die Leitung 34 geförderten Luft durch die Leitung 36 zur Atmosphäre bei Isolation der Leitung 33· Man kann verschiedene Typen von Ventilen verwenden, doch scheint es vorteilhaft, eine binäre Fluidwaage vorzusehen, die in Fig· 3 «chematisch dargestellt ist und zwei Steuerleitungen 37, 37a umfaßt· Man weiß, daß man mittels eines Gasstrom··, der durch die Leitung 37 oder durch dl· Leitung 37a zugeführt wird, die Hauptströmung, die dann Überschallgeschwindigkeit haben muß, von der Leitung 34 aus zur Leitung 33 oder zur Leitung 36 richten kann.

Die Funktionsweise 1st dann folgende)

Man stellt zunächst den Druck P₁ in der Leitung 32a so ein, daß er oberhalb des kritischen Druckes in der Düse 32c, jedoch unterhalb des kritischen Druckes in der Düse 32b ist. Dieses Merkmal läßt sich erhalten, indem man ge-

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eignet und in bekannter Weise den Druck Pg justiert, der in der Kammer 38 herrscht, wobei der Form der Düse 32b Rechnung getragen wird.

Ebenso stellt man den Druck P_ derart ein, daß er oberhalb des kritischen Druckes in der Düse 32b liegt} dieser Druck P«, ist dann notwendigerweise größer als der kritische Druck in der Düse 32c.

Venn die Druckluft erhöhten Drucks P-, die durch die Leitung Jk geführt wird, durch die Leitung 33 zur Kun«r 32 gerichtet wird, ist die Funktionswelse identisch Hit %

der, die weiter oben im Zusammenhang mit Fig· 3 beschrieben wurdet Der Faden bringt zum Inneren der Kammer 32 eine dosierte Menge aktiver Flüssigkeit mit und wird am Ausgang der Öffnung 32c entfeuchtet·

Venn die aus der Leitung Jh kommende Luft zur Atmosphäre gerichtet wird, sinkt der Druck in der Kammer 32 plötzlich ab und wird niedriger als der kritische Druck in der Düse 32b. Die Strömung durch diese Düse wird daher turbulent· Es gibt daher keine Verdampfung vor der Düse 32b, sondern nur eine mechanische Entfeuchtung entsprechend der Zerstäubung· j

Indessen stellt man fest, daß diese Entfeuchtung während einer gewissen Dauer in dem Augenblick sehr heftig wird, wenn man die Verbindung zwischen der Leitung 3^ und der Kammer 32 wiederherstellt· Während dieser Übergangsperiode, während der der Druck in der Kammer 32 dazu neigt, wieder größer als der kritische Druck in der Düse 32b zu werden, wird die gesamte vom Faden mitgebrachte Flüssig-

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kelt einschließlich der Färbung von diesem ausgetrieben, bevor der Faden in die Kammer 32 eintritt* Man kann, scheint es, diese Erscheinung durch die Tatsache erklären, daß, während die Luftgeschwindigkeit immer noch im Hals der Düse 32c Schallgeschwindigkeit ist, die Turbulenz we Il en, die sich in der Kammer 32 mit der Schallgeschwindigkeit ausbreiten, sich an der Barriere brechen, die sich im Hals der Düse 32c durch die Front der Überschau Strömung in dieser Düse 32c bildet. Die in der Düse 32c gebrochenen Wellen richten sich zur Düse 32b, und die Energie, die sie haben, addiert sich zu der normalerweise in der Düse 32b verteilten Energie. Was auch immer die •xakte Erklärung dieser Scheinung sein »ag, ian stellt fest, daß der Faden sich vor dem Eintritt in die Kammer 32 in einem praktisch mit dem identischen Zustand befindet, den er !■ Augenblick β «ine β Eintritts in die Kammer 31 (Fig. 3) besaß.

Die Dauer dieses Phänomens ist indessen begrenzt! si· hängt selbstverständlich von den jeweiligen Werten von P- und P₁ sowie von dem Volumen ab, das durch die Kammer 32 und die Leitung 33 dargestellt wird. Diese Erscheinung verschwindet dagegen, sobald das Gleichgewicht erreicht ist, der Druck P. in der Kammer 32 herrscht und man eine Fig. 3 analoge Funktionsweise wiederfindet.

Man erkennt leicht, daß eine geeignete Folge von zwei Funktionsphasen es ermöglicht, abwechselnd behandelte Fadenteile und unbehandelte Fadenteile zu erhalten.

Diese unbehandelten Fadenteile können anschließend einer anderen Behandlung, z. B. einer anderen Färbung, in einer anschließenden, der beschriebenen analogen Vor-

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richtung unterworfen werden. In dieser Hinsicht ist es vorteilhaft, eine Kopplung zwischen der Steuerung der beiden Fluidbinärwaagen zu sichern, um eine Regelmäßigkeit der beiden aufeinanderfolgenden Behandlungen zu erzielen·

Nach einer zweiten Ausführungsvariante, die in Fig. 5 ersichtlich ist, kann die Leitung 33 mit einem Schall- oder Ultraschallgeschwindigkeitsvibrationsgenerator 39 ausgerüstet sein. Die Funktion ist der im Zusammenhang mit Fig· k beschriebenen unter der Bedingung analog, daß das Verhältnis fJL in der Nähe des kritischen Verhältnisses liegt, wodurch das Auftreten von Stoßwellen in der Nähe der Öff- \

nung 32b ermöglicht wird, dabei aber unterhalb des kritischen Verhältnisses liegt.

Wenn der Generator 39 eingeschaltet wird, stellt man wie im vorhergehenden Fall eine Konzentration von Energie in der Nähe der Öffnung 32b fest, wodurch die vollständige Entfeuchtung des Fadens vor seinem Eintritt in die Kammer 32 gesichert wird.

Selbstverständlich kann man auch da mehrere aufeinanderfolgende Vorrichtungen vorsehen, um verschiedene Behandlungen an aufeinanderfolgenden Teilen des Fadens vor- , zunehmen, wenn man eine geeignete Kopplung von Vibrations- " generatoren vornimmt.

Nach einer in Fig. 6 dargestellten dritten Ausführungsvariante kann man die Strömungsbedingungen in der Nähe der Düse 32b ändern, indem man nur den Druck P₂ in der Kammer J8 modifiziert, dabei jedoch den Druck P. in der Kammer 32 konstant hält. So ordnet man, wie man in der

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Figur sieht, eine Pfeife 39a «it schwingenden Blatt an der Wand der Kammer 38 an. Wenn das schwingende Blatt die Pfeife verschließt, erhöht sich der Druck P₉ derart, daß sich das Verhältnis 1 verringert und geringer als. der kritische Wert wird. Xm Gegenteil neigen, wenn das schwingende Blatt die Entleerungsöffnung der Pfeife öffnet, die Strömungsbedingungen in der Düse 32b asu den kritischen Bedingungen, wodurch in einer der oben erklärten analogen Weise eine Energiekonzentration nahe der Düse 32b und eine völlige Entfeuchtung des Fadens vor seinem Eintritt in die Kammer 32 hervorgerufen werden.

Es ist zu bemerken, daß in diesem Fall die Vibrationsfrequenz der Pfeife als Funktion der Geschwindigkeit des Fadens eingestellt wird, um geeignete Längen von behandeltem Faden sowie von nicht-behandeltem Faden zu erhalten.

Selbstverständlich ist die Erfindung auf die beschriebenen Ausführungsarten nicht beschränkt, sondern umfaßt im Gegenteil alle möglichen Varianten. Es ist bestimmt leicht festzustellen, daß die Zahl, die Aufeinanderfolge und die Abmessungen der verschiedenen Behandlungs- und Wiedergewinnungskammern den Merkmalen von Elementarphasen einer kompletten Behandlung sowie der Natur des zu behandelnden Fadens anzupassen sind. Insbesondere kann man die ununterbrochene Aufeinanderfolge von Behandlungskammern für aktive Fluidstoffe ins Auge fassen, die flüssig oder gasförmig oder auch aus Suspensionen von festen Teilchen in Flüssigkeiten oder Gas bestehen können.

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Claims

Patentansprüche

\J Verfahren zum natürlichen und/oder künstlichen Trocknen (essorer et/ou secher) eines feuchten Fadens» insbesondere Textilfadens im Lauf einer Behandlung, wie z. B. Färbung, die kontinuierlich während des geradlinigen Transports des Fadens vorgenommen wird, dadurch gekennzeichnet, daß man den feuchten Faden in eine Zone gelangen läßt, die von einem Luftstrom mit einem dem um den Faden während des seine Befeuchtung bewirkenden Vorganges herrschenden sehr unterlegenen Druck \ durchströmt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zone niedrigen Drucks in der Überschallströmung eines Luftstroms am Ausgang einer vom Faden durchlaufenen Konvergent-Divergent-Düse geschaffen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zone niedrigen Drucks durch das sich am Düsenausgang im Überschallstrom bildende Stoßwellennetz begrenzt wird.

k* Verfahren nach Anspruch 1, das bei kontinuierlicher Behandlung eines Fadens das Auftreten von aufeinanderfolgenden behandelten und unbehandelten Zonen am Faden ermöglicht, dadurch gekennzeichnet, daß man den Faden aufeinanderfolgend zwei von je einem Luftstrom durchströmte Konvergent-Divergent-Düsen durchlaufen läßt, wovon die zweite (in der Transportrichtung des Fadens) dauernd durch

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einen Luftstrom mit einem den kritischen Druck im Hals der zweiten Düse überlegenen Druck gespeist wird, während die erste dieser Düsen von einem Luftstrom mit einem Druck gespeist wird, der abwechselnd unterhalb und oberhalb des kritischen Drucks im Hals der ersten Düse liegt·

5. Verfahren nach Anspruch h, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Düsen an den beiden Enden derselben Kammer angeordnet sind, man dieser Kammer abwechselnd einen Luftstrom mit einem ersten Druck und einen Luftstrom mit einem zweiten Druck unterhalb des ersten zuführt, wobei der zweite Druck indessen größer als der kritische Druck im Hals der zweiten Düse, jedoch kleiner als der kritische Druck im Hals der ersten Düse ist.

6. Verfahren nach Anspruch k, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Düsen an den Enden derselben Kammer angeordnet sind, der ein Luftstrom konstanten Drucks zugeführt wird, und man den Luftstrom durch Schall- oder Ultraschallwellen durchströmen läßt.

7. Verfahren nach Anspruch h_t dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Düsen an den Enden derselben Kammer angeordnet sind und man den in der Nähe und außerhalb der ersten Düse herrschenden Umgebungsdruck zyklisch ändert.

8. Vorrichtung zur kontinuierlichen Behandlung eines Fadens, z. B* eines Textilfadens, und zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorstehenden Ansprüche, die wenigstens zwei Kammern zur elementaren Behandlung aufweist, zwischen denen eine Zone zur Wiedergewinnung von Behand-

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lungsfluiden vorgesehen ist, wobei jede Behandlungskaaner einerseits zwei Öffnungen zum Einlaß und Auslaß des Fadens, die zueinander ausgerichtet sind und einen etwa dem des Fadens entsprechenden Durchmesser haben, und andererseits eine mit einer Behandlungsfluidquelle verbundene Leitung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Zone zur Wiedergewinnung der Behandlungsfluide aus einer Kammer (z. B« 8) besteht, die die Ausgangsöffnung (z. B. 1c) einer Behandlungskammer (z. B. 1) und die Eingangsöffnung (z. B. 2b) der folgenden Behandlungskammer (z. B. 2) dicht umgibt oder dicht daran angeschlossen ist, wobei auf jede Behandlungskammer (z. B. 1), die mit einem chemisch aktiven A Fluid gespeist wird, eine Behandlungskammer (z. B* 2) folgt, die von einem Inertgas, z_# B. Druckluft, gespeist wird.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß in wenigstens einer Behandlungskammer (z. B. 2), die an eine Druckluftquelle (z. B. 2a, 9) angeschlossen ist, die Eingangs- und Ausgangsöffnungen (z. B. 2b, 2c) für den Faden (A) aus je einer Konvergent-Divergent-Düse bestehen.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich- ä net, daß in wenigstens einer Behandlungskammer (z. B. 1), die mit einer Quelle (z. B. 10) eines aktiven Behandlungsfluids verbunden ist, die Eingangs- und AusgangsÖffnungen (z. B. 1b, 1c) für den Faden (A) aus je einem Kapillarrohr bestehen.

11. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Behandlungskammern (ζ· B. 1)

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mit einer Quelle (ζ. Β. 1θ) aktiver Flüssigkeit verbunden ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Behandlungskammern mit einer Aktivgasquelle verbunden 1st.

13. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Behandlungskammern mit einer Quelle eines Fluids verbunden ist, das feste aktive Teilchen in Suspension mitführt.

14. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Wiedergewinnungskammern (22) außer ihrer Wiedergewinnungeleitung (22a), deren Achse unter einem Winkel von etwa k5 zur Richtung des Fadens

(A) geneigt ist, eine Leitung (22b) zum Zuführen von Druckluft in der Nähe der Ausgangsöffnung (6b) der angrenzenden Behandlungskammer (6) aufweist.

15· Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung (32a) für Druckluft, die in eine Behandlungskammer (32) mündet, unter einem ersten konstanten Druck gespeist wird und eine Hilfsleitung (33) an diese Leitung angeschlossen ist, die an eine Druckluftquelle (Leitung 3k) mit einem zweiten, dem ersten überlegenen Druck anschließbar ist.

16, Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß zur Schaffung der Verbindung der Hilfsleitung (33) mit der Quelle für Luft mit erhöhtem Druck (Leitung 3*0

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eine Binärfluidwaage (37t 37a) dient·

17· Vorrichtung nach Anspruch 16", dadurch gekennzeichnet, daß sie wenigstens zwei Behandlungskanunern (z, B. 32) umfaßt_t wovon jede Druckluftspeiseleitung (ζ. B. 32a) nit einer Hilfsleitung (z. B. 33) versehen ist, die unter einem erhöhten Druck gespeist werden kann, wobei die Binärfluidwaagen (z. B. 37« 37a), die mit den beiden Kammern verbunden sind, gekoppelt sind·

18. Vorrichtung nach Anspruch 9» dadurch gekennzeich- Λ net, daß an der Leitung (32a) für Druckluft, die eine Behandlungskammer (32) speist, eine Hilfsleitung (33) ▼erzweigt ist, die mit einem Generator (39) für Schall- oder

Ultraschallschwingungen ausgerüstet ist.

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingungsgeneratoren (z. B. 39)> die zu mehreren Behandlungskammern (z· B, 32) gehören, untereinander gekoppelt sind.

20« Vorrichtung nach Anspruch 9« dadurch gekennzeichnet, daß an der Wiedergewinnungskammer (38), die einer Be- | handlungskanuner (32) vorausgeht, welche von Druckluft durchströmt wird, eine Pfeife (39a) mit schwingendem Blatt angeordnet ist, womit die Wiedergewinnungskammer in Verbindung mit der Atmosphäre bringbar ist.

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