DE2102406C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Verminderung des Feuchtigkeitsgehaltes bzw. zum Trocknen eines Textilfadens - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Verminderung des Feuchtigkeitsgehaltes bzw. zum Trocknen eines Textilfadens in Verbindung mit der Flüssigkeitsbehandlung des Fadens, bei dem ein geradlinig vorlaufender Faden nacheinander mit Flüssigkeit behandelt, zum Beispiel gefärbt, und einem gasförmigen Trocknungsmedium unter erhöhtem Druck ausgesetzt wird, wobei er eine Zone durchläuft, in der das Trocknungsmedium mit hoher Geschwindigkeit dem noch feuchten Faden entlangströmt.

Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Ein derartiges Verfahren und eine Vorrichtung dafür zeigt die FR-PS 13 70 347. Es handelt sich dabei nur um eine einzige Behandlungsvorrichtung, bei der die Behandlungsflüssigkeit im Gegenstrom zur Bewegung des Fadens od. dgl. den Faden konzentrisch in einem Rohr umgibt, wobei in einem erweiterten Teil des Rohres eine an ihren Enden eingezogene rohrförmige Hülse angeordnet ist, die zentral durch ein Druckmedium beaufschlagt wird. Zweck dieser Vorrichtung ist es, den Austausch der Behandlungsflüssigkeit nicht nur auf der Oberfläche des zu behandelnden Gutes zu ermöglichen. Ob dabei die gewünschte Homogenität der Behandlung erzielt werden kann, erscheint fraglich.

Die US-PS 26 42 035 zeigt eine Vorrichtung zum Aufbi ingen von Flüssigkeiten auf Garne, bestehend aus einem Rohr, in das die Flüssigkeit in der Mitte eingeführt wird und das an seinen beiden Enden bis nahe an dem Garndurchmesser verengt ist Es ist dabei schwierig, einen evtl. Überschuß an Behandlungsflüssigkeit auf dem Faden zu vermeiden.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine genaue Dosierung der Behandlungsflüssigkeit und eine optimale Durchdringung des Fadens mit dieser Flüssigkeit zu erreichen, wobei auch Trockenstationen einschaltbar sein sollen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 angeführten Maßnahmen gelöst. Der Anspruch 2 betrifft eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens und Anspruch 3 eine zweckmäßige weitere Ausbildung dieser Vorrichtung.

Textilfaden müssen nach dem Spinnen verschiedenen Behandlungen, z. B. einer Färbung oder Beschichtung unterworfen werden können. Durch das erfindungsgemäße Verfahren können im Laufe der Färbung eines Fadens nacheinander gefärbte und nicht gefärbte Zonen erfaßt werden. Man läßt den Faden am Ausgang eines Färbebades durch zwei Konvergent-Divergent-Düsen laufen, deren zweite dauernd von einem Luftstrom gespeist wird, dessen Druck stromauf der Düse oberhalb des »kritischen Drucks« im Hals dieser Düse liegt, während die erste Düse von einem Luftstrom gespeist wird, dessen Druck stromauf dieser ersten Düse abwechselnd oberhalb und unterhalb des »kritischen Drucks« im Hals dieser ersten Düse liegt.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung können alle Arten von Behandlungen an Fäden, insbesondere eine Färbung, die kontinuierlich während eines geradlinigen Transports des Fadens vorgenommen wird, durchgeführt werden, womit gleichzeitig sowohl eine vollkommene Homogenität des behandelten Fadens, als auch eine große Behandlungsgeschwindigkeit erzielbar ist.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist auf alle Arten von natürlichen Fäden oder synthetische und auch auf aus Textil oder Metall bestehende Fäden anwendbar, wobei das Wort »Faden« hier jedes schmiegsame Element mit geringem Durchmesser im Vergleich zu seiner Dicke bedeutet.

Die Vorrichtung umfaßt mindestens zwei Kammern zur elementaren Behandlung, von denen jede einer vollständigen Behandlungsphase entspricht, die der Faden durchlaufen muß. Diese Kammern zur 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 Behandlungskammer eine mit einer Behandlungsfluidquelle verbundene Leitung.

Zweckmäßigerweise ist die Zone zur Wiedergewinnung der Behandlungsfluide als Kammer ausgebildet, die die Ausgangsöffnung einer Behandlungskammer sowie die Eingangsöffnung der folgenden Behandlungskammer dicht umgibt, während auf jede durch ein chemisch aktives Fluid gespeiste Behandlungskammer )5 eine mit einem Inertgas, wie z. B. Druckluft, gespeiste Behandlungskammer folgt Selbstverständlich weist die Wiedergewinnungskammer mindestens eine mit einem 3ehandlungsfluid-Wiedergewinnungsbehälter verbundene Leitung auf.

In der Praxis ist es oft — besonders im Fall von Textilfaden — vorteilhaft, die Wirksamkeit einer Behandlung durch einen aktiven Stoff zu dosieren. Deshalb ermöglichen, wie schon erwähnt wurde, wenigstens einige der Behandlungskammern natürliche und/oder künstliche Trocknungsvorgänge. Sie werden daher von einem Inertgas gespeist und sind auf mit einem aktiven Fluid, Färbmittel, Säure usw., gespeiste Behandlungskammern folgend angeordnet.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird anhand der in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine schemalische Darstellung des Aufbaus einer ersten Vorrichtung gemäß der Erfindung,

F i g. 2 eine schematische Darstellung einer Konvergent-Divergent-Düse zur Ausrüstung wenigstens einiger mit einem Inertgas gespeister Behandlungskammern,

F i g. 3 eine schematische Darstellung des Aufbaus einer zweiten Vorrichtung gemäß der Erfindung, die besonders zur Färbung eines Textilfadens verwendbar ist,

F i g. 4, 5 und 6 Varianten der Vorrichtung nach F i g. 3, die insbesondere verwendbar sind, wenn Fäden mit abwechselnd behandelten und unbehandelten Zonen erhalten werden sollen.

Die in F i g. 1 beschriebene Ausführungsart wird mit Vorteil bei einer Überzugsbehandlung für einen Faden verwendet. Sie ermöglicht insbesondere die Erhöhung des Gewichts und der Abriebbeständigkeit eines Textilfadens und die Verbesserung seiner Eignung zur Verarbeitung auf einer Nähmaschine.

Eine solche Behandlung umfaßt folgende Phasen:

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

b) Neutralisierung des Niederschlags zwecks Ausfällung von Überzugsmolekülen;

c) Waschen;

d) natürliches und künstliches Trocknen.

Nach F i g. 1 weist die die Durchführung dieser Behandlung zulassende Vorrichtung längs des Transportweges des Fadens A ausgerichtete Kämmen i,2,3, 4,5 und 6 zur Elementarbehandlung auf.

Die Kammer 1 zum Angriff durch das Säurebad weist eine Leitung \a in Verbindung mit einem Säurelösungsbehälter 10 über eine Pumpe 11 auf. Die beiden Öffnungen \b und Ir dieser Kammer bestehen aus Kapillarrohren, deren Durchmesser als Funktion des zu behandelnden Fadens in der Weise 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

Auf beiden Seiten der Behandlungskammer 1 sind zwei Wiedergewinnungskammern 7 und 8 angeordnet Sie umgeben dicht die Öffnungen Ii bzw. Ic und weisen Leitungen Ta bzw. 8a auf, die zur Wiedergewinnung der Verlustflüssigkeit dienen, welche sie dem Behälter 10 zuführen.

Die Behandlungskammern 2, 4 und 6 entsprechen natürlichen und gegebenenfalls künstlichen Zwischentrocknungsphasen. Ihre Enden sind ebenfalls dicht von den Wiedergewinnungskammern 8,14,15,16,17 und 22 umgeben. Dabei ist jedoch das Behandlungsfluid komprimierte Luft, die durch eine Hauptleitung 9 zugeführt und über Leitungen 2a, 4a, 6a auf jede dieser Kammern verteilt wird. Die Eintritts- und Austrittsöffnungen dieser Kammern 2, 4 und 6 sind jeweils als Konvergent-Divergent-Düsen ausgebildet wobei die Öffnungen für die Kammer 2 die Bezugszeichen 2b und 2c tragen.

Diese Öffnungen der Kammern 2, 4 und 6 werden stromauf mit einem Druck gespeist, der größer als oder mindestens so groß wie der »kritische Druck« im Hals der öffnung ist. Mit »kritischem Druck« bezeichnet man den Druck, der im Hals einer Öffnung herrscht und von dem ab man eine Überschallströmung 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 öffnungen vorzugsweise nach bekannten Verfahren so entworfen sind, daß, wenn Stoßwellen existieren, die durch die Rückkehr der Luft mit Unterschallgeschwindigkeit hervorgerufen werden, diese außerhalb des divergierenden Teils und nicht, wie dies häufig der Fall ist, im Inneren desselben liegen.

In F i g. 2 ist eine solche Düsenöffnung dargestellt, die an jedem Ende der Kammern 2,4 und 6 oder wenigstens einem von ihnen, vorzugsweise am Ausgangsende des Fadens A angeordnet sein kann. In 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

Der Umgebungsdruck außerhalb der Düse sei Po und der Druck im Inneren der Kammer sei P₁. Wenn das

Verhältnis -— über oder gleich dem kritischen Wert ist,

der im übrigen von der Form der Düse abhängt, existiert in dem divergierenden Teil 52 eine durch die Linie 53 begrenzte Überschallströmung. Die Überschallströmung beginnt dann im Hals der Düse.

Wie schon erwähnt wurde, treten die durch die Rückkehr der Luft mit Unterschallgeschwindigkeit hervorgerufenen Stoßwellen am Ende des divergierenden Teils 52 auf. Sie sind durch eine Einheit eines ausgezogenen Striches und einer gestrichelten Linie dargestellt, wobei die ersten Stoßwellen 54 selbstverständlich Kompressionsverminderungswellen sind. Sie entwickeln sich nach der genau kegelförmigen Fläche 54 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 Po 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 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.

Außerhalb des divergierenden Teils 52 existiert eine durch ein Netz von Stoßwellen begrenzte Zone 60. Der im Inneren dieser Zone 60 herrschende Druck ρ ist viel niedriger als der Umgebungsdruck Po außerhalb der Düse.

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 hindurchgeht. Tatsächlich hängt die Restfeuchtigkeitsmenge des Fadens bei seinem Austritt aus der Zone 60 allein vom Sättigungspartialdruck 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 60 abgegebene Feuchtigkeit abzuführen und dort einen genügend niedrigen Sättigungspartialdruck 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 60 durchgeführt wird, welches auch immer die Transportrichtung des Fadens ist Das kommt daher, daß in der dargestellten Ausführungsart dieses Verfahrens am Eingang oder am Ausgang der Kammern 2,4 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 Eintrittsöffnung, 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 Eintrittsöffnung 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 Behandlungskammer 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 Waschbad gespeist wird, das aus einem Behälter 20 mittels einer Pumpe 21 zugeführt wird.

Andererseits entsprechen die Behandlungskammern und 6 der Kammer 2 und führen nötigenfalls eine wenigstens teilweise Trocknung herbei unter Bedingungen, die im Zusammenhang mit der Kammer 2 schon erläutert wurden.

Schließlich zeigen die Wiedergewinnungskammerpaare 14—15 und 16—17 die gleichen Merkmale und die gleiche Funktionsweise wie die Kammer 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 F i g. 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 ist die Austrittsöffnung 6b durch eine Wiedergewinnungskammer 22 verlängert, deren Wiedergewinnungsleitung 22a etwa 45° zur Achse des Fadens geneigt ist Eine Leitung 22b, die mit der Hauptleitung 9 der komprimierten 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 Kammern 6 bis 22 analoge Anordnung für andere Behandlungs- und Wiedergewinnungskammerpaare vorgesehen werden kann.

Schließlich kann man, wenn man es für nötig hält sei es als Zwischenverfahrensschritt, sei es als Endverfahrensschritt, eine Trocknung durch Heizung vorsehen. Wie in F i g. 1 dargestellt ist, durchläuft der Faden ein Kapillarrohr 23. das von einem Isoliermittel umgeben ist, in welchem ein Heizwiderstand 24 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.

F i g. 3 zeigt eine Ausführungsart der Erfindung, die insbesondere auf die Färbung von Fäden anwendbar ist. Dabei ist es wesentlich, den einwirkenden Stoff nach Art der Färbung geeignet zu dosieren und eine Reproduzierbarkeit der Arbeitsschritte sicherzustellen. Die Erfindung ermöglicht eine leichte Erfüllung dieser Bedingungen.

Die Vorrichtung weist eine erste Behandlungskammer 31 auf, die mit einer Speiseleitung 31a versehen ist, weiche mit einem Färbungsbehälter 40 verbunden und mit einer Pumpe 41 bestückt ist Diese Behandlungskammer weist zwei, nämlich eine Eintritts- und eine Austrittsöffnung für den Faden auf, die aus Kapillarrohren 316und 31cbestehen, die in die Wiedergewinnungskammern 37 und 38 münden, die die Enden der Rohre dicht umgeben. Leitungen 37a, 38a dienen zur Rückkehr des Oberschusses an Färbungsmittel zum Behälter 40. Weiter ist es vorteilhaft an der Behandlungskammer selbst eine Leitung 31 d vorzusehen, die ebenfalls mit dem Behälter 40 verbunden ist und die Aufrechterhaltung eines genau konstanten Färbeflüssigkeitsniveau in der Kammer 31 ermöglicht

7 8

Eine zweite Behandlungskammer 32 wird mit Konvergent-Divergent-Düse 32c errechnet. Nach der

Druckluft gespeist, die durch eine Leitung 32a zugeführt plötzlichen Verdampfung der Flüssigkeit bleibt nur der

wird. Selbstverständlich bestehen, wie oben, die Farbstoff auf dem Faden.

Eintritts- und Austrittsöffnungen 32b und 32c für den Mit anderen Worten ermöglicht der Durchtritt des Faden aus Konvergent-Divergent-Düsen, und zwar 5 Fadens durch die öffnung 32b die Bestimmung der vorzugsweise des im Zusammenhang mit F i g. 2 Dosierung der Endfärbung, während sein Durchtritt in beschriebenen Typs. Praktisch scheint es nicht erforder- die Entspannungszone am Ausgang der öffnung 32c lieh, am Ausgang der Kammer 32 eine Wiedergewin- eine starke Absenkung seines Feuchtigkeitsgehaltes nungskammer anzuschließen, doch ist eine solche ohne Änderung der auf ihn aufgebrachten Farbstoff-Wiedergewinnungskammer in besonderen Fällen nütz- io menge gestattet, lieh. Der Faden kann anschließend Behandlungen zur

Ebenso kann man am Ausgang der Kammer 32 ein Fixierung des Farbstoffs, einer Trocknung oder anderen

dem im Zusammenhang mit Fig. 1 beschriebenen Behandlungen zugeführt werden, ähnliches Heizelement vorsehen. Als Funktion der mehr oder weniger abgedunkelten

Es soll ebenfalls erwähnt werden, daß die Kammer 31 15 Nuancen, die man zu erhalten wünscht, kann man

mit Heizmitteln ausgestattet sein kann, die z. B. aus weitere Vorrichtungen wie die beschriebene nacheinan-

elektrischen Widerständen im Inneren der Kammer der anordnen, oder um diese Kammer herum bestehen. Man Eine solche Vorrichtung kann andererseits nach einer H

verwendet bei Bedarf gleichfalls durch ein Heizfluid, wie ersten Ausführungsvariante (Fig. 4) leicht modifiziert |

z. B. Dampf, durchströmte Rohre, die im Inneren oder 20 werden, um zu erreichen, daß die Behandlung eines ₍|

außerhalb der Kammer 31 vorgesehen sein können. Fadens, z. B. seine Färbung in einer bestimmten Farbe i ΐ

Ebenso könnte die Kammer 31 im Inneren eines durch auf bestimmte Fadenzonen beschränkt wird. p

irgendein geeignetes Mittel erhitzten abgeschlossenen Hierzu wird an die Leitung 32a eine Hilfsleitung 33 π

Raumes angeordnet sein. angeschlossen, die sich zur Verbindung mit einer %

Solche Heizmittel sind in den Fällen nützlich, wo man 25 Druckluftquelle eignet, deren Druck P₃ merklich über S

die Löslichkeit der Färbestoffe erhöhen möchte oder es dem der durch die Leitung 32a geförderten Luft liegt. In iv?

erforderlich ist, den Faden solchen Behandlungen, wie der Figur ist nur einfach die Leitung 34 dargestellt, die f[

Bleichen und der Anbringung von Appretur, oder diese Druckluft mit höherem Druck zuführt. <i

solchen, die eine Modifizierung der Färbaffinität Allgetiein mit der Bezugsziffer 35 bezeichnete Mittel '"■■

ergeben, zu unterwerfen. 30 ermöglichen eine Verbindung der Leitungen 34 oder 33 \'^:Ä

Die Funktion einer solchen Vorrichtung ist der oder im Gegenteil ein Ableiten der durch die Leitung 34 '

analog, die weiter oben beschrieben wurde, jedoch ist es geförderten Luft durch die Leitung 36 zur Atmosphäre /.

dienlich, einige besondere Punkte zu erwähnen. bei Isolation der Leitung 33. Man kann verschiedene ¹M

Ebenso wie oben bezeichnet man den Druck der Luft Typen von Ventilen verwenden, doch scheint es ,§

in der Leitung 32a und folglich in der Kammer 32 mit P\ 35 vorteilhaft, eine binäre Fluidwaage vorzusehen, die in ||

und die Luftdruckwerte am Ausgang der öffnung 32c F i g. 3 schematisch dargestellt ist und zwei Steuerleitun- ||

bzw. in der Kammer 38 mit P₀ und P₂. gen 37, 37a umfaßt. Man weiß, daß man mittels eines j§

Im Augenblick seines Eintritts in die Öffnung 32b trifft Gasstromes, der durch die Leitung 37 oder durch die |5

der Faden A, der eine gewisse Aktivreagenzmenge, z. B. Leitung 37a zugeführt wird, die Hauptströmung, die f|

die in der Kammer 31 enthaltene Färbeflüssigkeit mit 40 dann Überschallgeschwindigkeit haben muß, von der ||

sich bringt, auf eine Gasströmung, die als Funktion des Leitung 34 aus zur Leitung 33 oder zur Leitung 36 ||

Verhältnisses Aunterschaii-, Schall- oder Überschall- richten kann. ...... ί

P₁ Die Funktionsweise ist dann folgende: g?

geschwindigkeit haben kann. Wie oben erklärt wurde. Man stellt zunächst den Druck P\ in der Leitung 32a

kann also in der Nähe der öffnung 32έ> eine 45 so ein, daß er oberhalb des kritischen Druckes in der

Kombination von pneumatischen Wirkungen auftreten, Düse 32c, jedoch unterhalb des kritischen Druckes in

die eine mechanische Entfeuchtung und/oder Trock- der Düse 32b ist Dieses Merkmal läßt sich erhalten,

nung durch Verdampfung um so wesentlicher sichern indem man geeignet und in bekannter Weise den Druck

kann, je höher die Strömungsgeschwindigkeit ist. Der P₂ justiert, der in der Kammer 38 herrscht, wobei der

Überschuß an aktiven Reagenz wird in die Kammer 38 50 Form der Düse 32b Rechnung getragen wird, abgegeben und kehrt zum Behälter 40 zurück. Ebenso stellt man den Druck P₃ derart ein, daß er

Wenn der Faden A in die Kammer 32 eingetreten ist, oberhalb des kritischen Druckes in der Düse 32Z> liegt;

bleibt auf ihm eine genau bestimmte Aktivreagenzmen- dieser Druck F₃ ist dann notwendigerweise größer als

ge als Funktion der Behandlungsbedingungen, insbeson- der kritische Druck in der Düse 32c dere der Geschwindigkeit des Fadens und des 55 Wenn die Druckluft erhöhten Drucks Ps, die durch die

Verhältnisses-f ■ Solche Bedingungen sind leicht |f^tunS 34 geführt wird, durch die Leitung 33 zur

Pi ^& Kammer 32 gerichtet wird, ist die Funktionsweise

reproduzierbar. identisch mit der, die weiter oben im Zusammenhang

Wenn der Faden A in die Nähe der öffnung 32c mit F i g. 3 beschrieben wurde: Der Faden bringt zum

kommt, wird er außerhalb des divergierenden Teils 60 Inneren der Kammer 32 eine dosierte Menge aktiver

einer Druckverminderung ausgesetzt, die die Verdamp- Flüssigkeit mit und wird am Ausgang der öffnung 32c

fung der von ihm mitgebrachten Flüssigkeit hervorruft entfeuchtet

Dies ergibt sich, wie schon oben ersichtlich war, Wenn die aus der Leitung 34 kommende Luft zur

aufgrund der Bildung eines Netzes von stationären Atmosphäre gerichtet wird, sinkt der Druck in der

Stoßwellen unter der Bedingung, daß das Verhältnis 65 Kammer 32 plötzlich ab und wird niedriger als der

4-geeignet und größer als der kritische Wert ist, den ^kritisch^e„ ^Druckjⁿ _A ΐ^{r DÜS}* ?^{2 h} ψ Strömung durch

ib diese Düse wird daher turbulent Es gibt daher keine

man leicht als Funktion der Abmessungen der Verdampfung vor der Düse 32Z», sondern nur eine

mechanische Entfeuchtung entsprechend der Zerstäubung.

Indessen stellt man fest, daß diese Entfeuchtung während einer gewissen Dauer in dem Augenblick sehr heftig wird, wenn man die Verbindung zwischen der Leitung 34 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 Flüssigkeit einschließlich der Färbung von diesen 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 Turbulenzwellen, die sich in der Kammer 32 mit der Schallgeschwindigkeit ausbreitet, sich an der Barriere brechen, die sich im Hals der Düse 32c durch die Front der Überschallströmung 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 326 verteilten Energie. Was auch immer die exakte Erklärung dieser Scheinung sein mag, man stellt fest, daß der Faden sich vor dem Eintritt in die Kammer 32 in einem praktisch mit dem identischen Zustand befindet, den er im Augenblick seines Eintritts in die Kammer 31 (F i g. 3) besaß.

Die Dauer dieses Phänomens ist indessen begrenzt: sie hängt selbstverständlich von den jeweiligen Werten von P3 und Pt 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 P3 in der Kammer 32 herrscht und man eine F i g. 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 Vorrichtung unteiworfen 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.4 beschriebenen unter der Bedingung analog, daß das Verhältnis -£- in der Nähe

n.
des kritischen Verhältnisses liegt, wodurch das Auftreten von Stoßwellen in der Nähe der öffnung 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 3,2b 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 vorzunehmen, wenn man eine geeignete Kopplung von Vibrationsgeneratoren 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 P-i in der Kammer 38 modifiziert, dabei jedoch den Druck P\ in der Kammer 32 konstant hält. So ordnet man, wie man in der Figur sieht, eine Pfeife 39a mit schwingendem Blatt an der Wand der Kammer 38 an.

Wenn das schwingende Blatt die Pfeife verschließt, erhöht sich der Druck Pt derart, daß sich das Verhältnis -^-verringert und geringer als der kritische Wert wird.

Im Gegenteil neigen, wenn das schwingende Blatt die Entleerungsöffnung der Pfeife öffnet, die Strömungsbedingungen in der Düse 326 zu den kritischen Bedingungen, wodurch in einer der oben erklärten analogen Weise eine Energiekonzentration nahe der Düse 326 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.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Verminderung des Feuchtigkeitsgehaltes bzw. zum Trocknen eines Fadens in Verbindung mit der Flüssigkeitsbehandlung des Fadens, bei dem ein geradlinig vorlaufender Faden nacheinander mit Flüssigkeit behandelt, zum Beispiel gefärbt, und einem gasförmigen Trocknungsmedium unter erhöhtem Druck ausgesetzt wird, wobei er eine Zone durchläuft, in der das Trocknungsmedium mit hoher Geschwindigkeit dem noch feuchten Faden entlangströmt, dadurch gekennzeichnet, daß das Trocknungsmedium mit Überschallgeschwindigkeit dem Faden entlangströmt, und daß der Faden eine weitere Behandlungszone durchläuft, die sich an die Zone mit Überschallgeschwindigkeit anschließt und die abstromseitig von einem durch den Überschallstrom erzeugten Stoßwellennetz begrenzt ist, wobei dem Faden in dieser Zone infolge verminderten Druckes Behandlungsflüssigkeit entzogen wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bestehend aus rohrförmigen, aufeinanderfolgenden Behandlungskammern, durch die der Faden geradlinig durchläuft, wobei mindestens eine Kammer mit verengter Eintritts- und Austrittsöffnung zur Behandlung des Fadens mit einem Trocknungsmedium vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Eintrittsöffnung (2b; 32b) als auch die Austrittsöffnung (2c; 32c) der Trocknungs-Behandlungskammer (2; 32) als Konvergent-Divergent-Düse ausgebildet ist, daß in die Behandlungskammer eine Druckgasleitung (2a; 32a) mündet, und daß das Querschnittsprofil der Düsen derart gestaltet ist, daß bei entsprechendem Druck des Trocknungsmediums eine durch Überschallströmung im Hals der Düse ausgelöste Zone (60) niedrigen Drucks im Divergenzbereich (52) mindestens einer der Düsen ausbildbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, die bei kontinuierlicher Behandlung eines Fadens das Auftreten von aufeinanderfolgenden behandelten und unbehandelten Zonen am Faden ermöglicht, dadurch gekennzeichnet, daß zwei aufeinanderfolgend von je einem Luftstrom durchströmte Konvergent-Divergent-Düsen (326, 32c) einer Kammer (32) von dem Faden durchlaufen werden, wobei die Kammer (32) dauernd durch einen Luftstrom von einer Leitung (32a) m\\ einem dem kritischen Druck im Hals der in der Transportrichtung des Fadens gesehenen zweiten Düse (32c^ überlegenen Druck gespeist wird, der abwechselnd unterhalb und oberhalb des kritischen Drucks im Hals der ersten Düse (326^liegt.

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