DE2333304A1

DE2333304A1 - Strahlstroemungsvorrichtung zur nassbehandlung von textilmaterialien in strangform

Info

Publication number: DE2333304A1
Application number: DE19732333304
Authority: DE
Inventors: James Robert Riley; James Keith Turner; Inc Wean United
Original assignee: Gaston County Dyeing Machine Co
Current assignee: Gaston County Dyeing Machine Co
Priority date: 1972-07-18
Filing date: 1973-06-29
Publication date: 1974-02-07
Also published as: GB1390000A; AU5725273A; US3780544A; CA971380A; AU475240B2; ZA734278B; DD105849A5

Description

Patentanwälte Licht · Dr. Schmidt Hanamann · Herrmann β MONCKSN 2 - Th*»*!enstr.35

29. Juni 1973

GÄST0N COUNTY DYEING
MÄCHINE COMPANY

Highway 27 North

Mount Holly,

North Carolina, 28120

V. St. A.

"Strahlströmungsvorrichtung zur Nassbehandlung von Textilmaterialien in Strangform"

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum nassen Färben von Geweben und insbesondere auf eine Vorrichtung, in der ein Seil des Färbebads in der Art eines Strahlstroms umgewälzt wird·

In den US-Patenten 2io. 2 978 291, 3 330 134, 3 511 068,

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und 3 587 256 sind dem Stand der Technik entsprechende Vorrichtungen zur sogenannten Strahlbehandlung von Textilgeweben beschrieben, wobei das Textilmaterial als Strang unter dem Einfluß einer Strahlströmung, die in einem Teil des Behandlungsbads erzeugt wird, durch dasselbe geführt wird. Die Strahlströmung ergibt ausgiebige Berührung mit der Flüssigkeit und ausgezeichnetes Eindringen derselben in das Textilgewebe, da die Strahlströmung die Zirkulation des Materials durch das Bad bewirkt,

Schwierigkeiten ergaben sich jedoch in diesen Vorrichtungen, wenn das Textilmaterial bei seiner Behandlung vor übermäßiger Beanspruchung durch den Strahl geschützt werden sollte, besonders wenn es sich darum handelte, ein Verknäueln des Materials und andere nachteilige Effekte bei verhältnismäßig empfindlichen Materialien, wie Krepp, Chiffon oder Wirkwaren-Geweben, zu vermeiden. Zur Überwindung dieser Schwierigkeiten wurden bisher Sätze von gestaffelten Walzen vor dem Strahl verwendet, so z.B. in den vorher erwähnten TJS-Patenten No. 5 330 134 und No, 3 587 256, oder der Strahl wurde versenkt gehalten, wie in US-Patent No. 3 511 068. Keine dieser Maßnahmen war völlig zufriedenstellend, da sich durch sie andere Schwierigkeiten oder Nachteile beim Betrieb ergaben*

Die vorliegende Erfindung schafft eine Strahlvorrichtung, in der die oben erwähnten, von übermäßiger Beanspru-

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chung des Materials herrührenden Nachteile in einfacher Weise überwunden werden.

In der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Strahlströmungserzeugung geht ein senkrechter Ansaugabschnitt von einem Überbau aus, der über einem das Behandlungsbad für das in Strangform eingeführte Material enthaltenden Druckgefäß angebracht ist. Ferner sind eine waagrechte Verlängerung und ein Ausflußabschnitt vorgesehen, der zum Druckgefäß zurückgeht. Eine Antriebsrolle ist an der Verbindungsstelle des senkrechten Ansaugabschnitts und der waagrechten Verlängerung angebracht, um den Strang aus dem Behandlungsbad in den Überbau zu befördern. Eine Venturidüse ist im waagrechten Abschnitt neben der Antriebsrolle angebracht. Durch entsprechende Vorrichtungen wird ein Teil des Behandlungsbads ständig unter Druck an der Düse eingeführt, wodurch der Strang durch den Überbau befördert wird. Eine durchbohrte, im Druckgefäß an der Stelle der Wiedereinleitung des Behandlungsbads angebrachte Wand ergibt eine gleichmäßige Verteilung des zurückkehrenden Behandlungsbads sowie eine allmähliche, regelmäßige Ansammlung des Strangs im Bad.

Figur 1 ist eine schematische Darstellung einer beispielhaften Maschine zur Strahlbehandlung mit einer erfindungsgemäßen Strahlströmungsanordnung. «

Figur 2 ist eine vergrößerte Darstellung des Oberteils der Maschine zur Strahlbehandlung und zeigt die Strahlströmungsanordnung in ihren'. Einzelheiten.

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In der in Figur 1 schematisch, dargestellten Maschine zur Strahlströmungsbehandlung wird ein zylindrisches Druckgefäß 10 verwendet, das auf einem Fundament 12 ruht und dessen Zylinderachse waagrecht liegt. Durch eine Beschickungsluke 14 wird das zu behandelnde· Gewebematerial als endloser Strang S eingeführt und nach der Behandlung dem Gefäß entnommen. Im Innern ist Druckgefäß 10 mit durchbohrten Trennwänden 16 und 18 versehen, die eine J-förmige Kammer zur Ansammlung des Hauptteils des Strangs S bei dessen Durchleitung durch das Behandlungsbad B im Druckbehälter bilden.

Die erfindungsgemäße Strahlströmungsvorrichtung zur Zirkulation des Strangs S umfaßt einen Überbau mit'einem vertikalen Ansaugabschnitt 22 am Druckgefäß 10, einen waagrechten Abschnitt 24, und einen Rückleitungsabschnitt 26 zum Druckgefäß 10. An der Verbindungsstelle des Ansaugabschnitts und der waagrechten Abschnitte 22 und 24 ist ein verbreiterter Gehäuseabschnitt 28 angebracht, der eine Antriebsrolle 30 umschließt, die ihrerseits den Strang S vom Druckgefäß 10 in den Überbau 20 hebt. Der vertikale Ansaugabschnitt 22, der den angehobenen Strang S aufnimmt, ist neben der Beschickungsluke 14 und über dem Ausgang der von den Trennwänden 16 und 18 gebildeten Kammer gelegen. Gehäuseabschnitt 28 ist so ausgebildet, daß er die Antriebsrolle 30 versetzt umschließt. Durch diese Anordnung wird erreicht,- daß das Material des Strangs S achsial in die Einlaßöffnung 22 des Überbaus durch

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Rolle 30 eingeführt wird und ebenfalls achsial an den waagrechte». Abschnitt 24 weitergegeben wird (siehe Figur 2).

Das Anheben und die Weitergabe werden durch eine von Rolle 30 auf den Strang S an der Rollenoberfläche ausgeübte Zugkraft bewirkt. Rolle 30 ist dazu zweckmäßigerweise mit einer glatten.Elastomerschicht Überzogen, wie in der gleichzeitig anhängigen US-Anmeldung Serial Nr, 234 495 vom 24. März 1972 im einzelnen beschrieben. Die Verwendung der Zugkraft zur Anhebung und Weitergabe des strangförmigen Guts hat niGht die ungünstigen Druckwirkungen eines Walzenspalts zur Folge und ergibt damit eine Weitergabe des umlaufenden Strangs an der Rolle, ohne daß hierbei starke Kräfte auf das Gut ausgeübt werden. Außerdem ist damit der Pegel des Behandlungsbads B, der im Druckgefäß 10 aufrechterhalten wird, von untergeordneter Bedeutung, und der zum Umlauf des Guts benötigte Strahldruck wird bedeutend verringert.

Die Strahlwirkung wird im Überbau 20 gerade unterhalb der Antriebsrolle 30 durch eine Venturidüse 32 erzeugt, die im waagrechten Abschnitt 24 eingesetzt ist. Abgesehen von dem Antriebsrolle 30 enthaltenden waagrechten Abschnitt ist Überbau 20 zweckmäßigerweise als langes Rohr ausgebildet, dessen Querschnitt überall größer ist als der Querschnitt des Strangs S_f södaß der Strang ohne weiteres durch das Rohr gleiten kann. Venturidüse 32 entsteht durch Ausbildung eines Abschnitts 34 mit vermindertem Querschnitt im waagrechten Abschnitt 24 (siehe Figuren 1 und 2), und das Ein-

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setzen eines Venturirohrs 36 konzentrisch mit dem Abschnitt 24, sodaß das stromabwärts gelegene Ende des Venturirohrs 36 in einem gewissen Abstand von den Wänden des Abschnitts 24 endet und damit eine ringförmige Düse am verjüngten Abschnitt 34 ergibt. Die Zuführung an die Düsenöffnung geschieht durch einen Rohranschluß 38. Das stromaufwärts gelegene Ende des Venturirohrs 36 ist zur Aufnahme des über Antriebsrolle 30 zugeführten strangförmigen Guts aufgeweitet und dichtend mit dem waagrechten Abschnitt 24 des Überbaus verbunden, sodaß das durch Rohrverbindung 38 zugeführte Medium nur durch die Ringdüse am Abschnitt 34 mit verringertem Querschnitt entweichen kann. Eine hartgelötete Stiftschraube 40 ist am waagrechten Abschnitt 24 angebracht, und ha tert das "Venturirohr 36 an seinem stromabwärts gelegenem Ende, um damit die konzentrische Lage des Venturirohrs auch unter der Einwirkung der von Rohrverbindung 38 ausgehenden Zuführungskraft zu erhalten (siehe Figur 2).

Wie aus Figur 1 ersichtlich, dient Rohrverbindung 38 als Zuleitung von Vorrichtungen zum ständigen Umlauf eines Teils des Behandlungsbads B an die Venturidüse 32, um die Strahlwirkung an der Düse zu erzeugen. Der Umlaufzyklus beginnt an einer Verbindung 42 zum unteren Rohr am Boden des Druckgefäßes 10 und verläuft über eine Kreiselpumpe 44 und einem Wärmeaustauscher 46 an ein Reduzierventil 48, das zur Einstellung des Flusses durch Rohrverbindung 38 an die

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Venturidüse 32 dient. Die Strahlwirkung befördert den Strang S durch die restlichen, zum Schließen des Kreislaufs verbleibenden Teile im Überbau 20 und ergibt eine gründliche Durchdringung des Strangs S mit der Flüssigkeit und eine Übertragung der Flüssigkeit an denselben.

Das vorgezogene Material des Strangs S wird damit an Druckgefäß 10 durch den Rückleitungsabschnitt 26 zusammen mit dem umlaufenden Teil des Bads zurückgeführt, der mit zur Vorwärtsbewegung des Strangs diente. Eine durchbohrte Scheidewand 50 ist im Druckgefäß 10 angebracht neben dem Ende des Rückleitungsabschnitts, sodaß das mit dem Strang zurückkehrende Umlaufbad gleichmäßig verteilt wird und das zurückkehrende Strangmaterial in den von den Wänden 16 und 18 gebildeten Kammer angesammelt werden kann.

Das rückkehrende Umlaufbad muß in geeigneter Weise verteilt werden, um eine übermäßige Beaufschlagung des Strangs S bei dessen Anhäufung im Innern des Druckgefäßes zu verhindern. Eine derartige übermäßige Beaufschlagung verhindert nicht nur die regelmäßige Übereinanderstapelung des Strangmaterials, sondern kann auch die Qualität des Materials selbst in ungünstiger Weise beeinflussen. Die durchbrochene Scheidewand 50 ergibt eine geeignete Verteilung, da sie das zurückkehrende Strangmaterial vom Weg, längs dem es von dem Überbau 20 eingebracht wird, ablenkt.

In der dargestellten Ausführungsform kehrt der Ausfluß-

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abschnitt des Überbaus an das Druckgefäß 10 um etwa 30 gegenüber der Senkrechten nach innen geneigt zurück. Scheidewand 50 ist nach unten und nach außen um etwa 15 gegenüber der Senkrechten geneigt, was sich für die praktische Anwendung als sehr günstig erwies« Ein beträchtlicher Teil des zurückkehrenden Behandlungsbads läuft durch Scheidewand 50 und tropft in den.J-förmigen Teil des Druckgefäßes, während der Rest auf die äußere Trennwand 16 gelenkt wird und dabei mit zur Anhäufung des .Strangs S beiträgt. Der zurückkehrende Strang wird ebenfalls durch Scheidewand 50 abgelenkt, doch ergibt die Richtungsänderung eine mehr oder weniger periodische Verlangsamung der Bewegung des Strangs, wenn dieser auf Wand 50 landet und dann mit dem abgelenkten Teil des Behandlungsbads weitergeführt wird. Bs ergibt sich dadurch eine gleichmäßige Ansammlung des Strangs S in der dafür bestimmten Kammer im Druckgefäß, wobei sich der Strang unter der Einwirkung der zurückkehrenden, an der Trennwand abgelenkten Flüssigkeit öffnet, was zur gleichmäßigen Ansammlung des Materials beiträgt.

Scheidewand 50 bildet einen Teil der inneren Trennwand 18 der Kammer im Druckgefäß, ist jedoch von Trennwand 18 abgewinkelt, um die Ablenkung des in das Druckgefäß zurückkehrenden Strangs S zu ergeben. Scheidewand 50, sowie die Trennwände 16, 18 sind flach mit versteifenden Flanschen an den Seitenkanten ausgebildet. Diese Wände sind durchsetzt

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mit dellenartigen, 7,5 mm, "breiten Löchern, wobei der Gesamtdurchmesser der Delle 3,75 cm beträgt. Eine Breite von etwa 60 cm wird für jede Stelle zur Strahlströmungsbehandlung benötigt. Wenn mehr als eine Stelle verwendet wird, wird, das Druckgefäß 10 in Richtung der Zylinderachse entsprechend verlängert, sodaß eine Kammer für jede Behandlungsstelle

untergebracht werden kann. Ebenso wird eine Vorrichtung zur Strahlströmungsbehandlung für jede Stelle vorgesehen. Maschinen mit bis zu 6 Stellen zur Strömungsbehandlung sind üblich. Vervollständigt wird das dargestellte System zur Behandlung mit einer Strahlströmung durch eine Wasserzuflußleitung 52, die an Druckgefäß 10 über ein Regelventil 54 angeschlossen ist, ferner durch eine Zuleitung 56 für Färbemittel oder Chemikalien, die von geeigneten Tanks oder Einleitungsvorrichtungen (nicht dargestellt) herkommend ebenfalls an Druckgefäß 10 angeschlossen ist, sowie durch eine Rückführungsleitung 58, die von der Versorgungsleitung für den Strahlstrom oberhalb des Wärmeaustauschers 46 ausgeht. Diese Rückführungsleitung 58 ist mit einem Reduzierventil 60 versehen, sodaß ein Teil der zur Strahlerzeugung zugeführten Flüssigkeit an Druckgefäß 10 zurückgeführt werden kann, um Bad B auf einer bestimmten Temperatur zu halten. Rückführungsleitung 58 ist mit einer Ablaßleitung 62 verbunden, durch die Bad B nach Öffnen des Ventils 64 vom Druckgefäß 10 abgelassen werden kann·

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Die Strahlströmungsbehandlung geht in der folgenden Weise vor sich. Druckgefäß 10 ist zunächst leer« Wasser wird durch Zuflußleitung 52 bis zu einem gewünschten Pegel eingeleitet', worauf der Strang S durch Beschickungsluke 14 zugeführt wird, nachdem die Zuleitung an Venturidüse 32 geöffnet wurde und Holle 30 in Betrieb genommen wurde. Das vordere Ende des Strangs S kann beim Ansaugabschnitt 22 des Überbaus 20 eingegeben" werden. Die von Venturidüse 32 beim Betrieb erzeugte Ansaugwirkung zieht das vordere Ende des Strangs über Rolle 30 in den waagrechten Abschnitt 24 des Überbaus 20, durch den der Strang vom Strahl an den Rückleitungsabschnitt 26 weitergeführt wird· Der Strang wird dadurch im Druckgefäß 10 aufgeschichtet. Durch die ständige Zuführung weiteren strangförmigen Materials und bei weiterer Aufschichtung desselben füllt sich die Kammer im Druckgefäß, sodaß das vordere Ende des Strangs am Ausgang der Kammer erscheint, wo es aufgenommen und mit dem anderen Ende des Strangs zusammengenäht wird. Es ergibt sich damit ein endloser Strang, der nach Schließen der Luke 14 behandelt werden kann. Falls das Material zunächst gewaschen werden muß, kann Wasser vor dem Einbringen des Strangs in das Druckgefäß eingefüllt werden. Das Wasser hat dann entweder beim Einfüllen die gewünschte Temperatur oder wird durch Wärmeaustauscher 46 auf diese !Temperatur gebracht. Das Waschwasser wird dann abgelassen und Druckgefäß 10 zur Zugabe von Chemikalien und

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Farbstoffen bei geeigneten Temperaturen erneut aufgefüllt. Das weitere Waschen und Entfetten wird in ähnlicher Weise durchgeführt.· Zur Entnahme wird wieder Luke 14 geöffnet, die verbundenen Enden des Strangs werden aufgesucht und nach dem Durchtrennen derselben wird der Strang herausgenommen.

Verschiedene Vorteile ergej^n, sich mit der erfindungsgemäßen Strahlströmungsvorrichtung. Da Rolle 30 im Überbau 20 gelegen ist, ist die Aufnahmefähigkeit des Druckgefäßes um etwa 50 $> erhöht, je nach Art des verwendeten Guts. Der Durchsatz kann in ähnlicher Weise auf etwa 300 m/min erhöht werden, da das Aufschichten des Strangs verbessert ist durch die umlenkende Scheidewand 50 und die verbesserte Stellung der Rolle 30 zum Anheben des aufgeschichteten Materials aus der Kammer. Die Bewegung des Strangs durch den Überbau 20 geht bei geringeren Strahldrucken vor sich, da Venturidüse 32 in waagrechter Stellung den Strang von Rolle 30 empfängt. Der umlaufende Badanteil, der mit dem Strang zurückkehrt, wird in verbesserter Weise durch, die Scheidewand 50 weitergeleitet.

Übermäßige am Strang auftretende Zugspannungen werden deshalb beim Umlauf vermieden, die störungsfreie Aufschichtung des Strangs in der Kammer erlaubt einen Betrieb mit hohem Durchsatz, ohne daß sich hierbei der Strang verknäuelt, und das Gut wird dabei so behandelt, daß keine Anrisse, Kreuzplatzer, oder Knicke in ihm auftreten. Der einfache

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Aufbau der Strahlströmungsanordnung, in der Rolle 30 den einzigen beweglichen Teil darstellt, macht NachJustierungen beim Betrieb nur selten notwendig und vereinfacht die Wartung der Vorrichtung.

Die erfindungagemäße Vorrichtung zur Strahlströmungsbehandlung kann auch in vorteilhafter Weise zur Trocknung des Strangs S nach seiner Behandlung verwendet werden. Dazu wird das Behandlungsbad B abgelassen und der Strang weiter im Umlauf gehalten, indem Heißluft durch die Venturidüse 32 geleitet wird. Der ausströmende Dampf wird im Laufe des Trocknungsvorgangs in geeigneter Weise abgeschieden. Die Verwendung der Vorrichtung als Trockner kann besonders zweckmäßig sein, wenn ein ein Lösungsmittel enthaltendes Bad zur Behandlung verwendet wurde.

Die erfindungsgemäßen Vorrichtungen zur Strahlströmungsbehandlung werden normalerweise, obwohl nicht notwendigerweise, bei erhöhten Temperaturen und Drucken betrieben, beispielweise bei 150° C und 3,7 kg/cm . Überbau 20 ist deshalb druckfest abdichtend mit Gefäß 10 im Betrieb verbunden.

Die vorliegende Erfindung wurde vorstehend im einzelnen zum Zweck der Erläuterung beschrieben. Das angeführte Beispiel darf nicht als Einschränkung der Erfindungsidee aufgefaßt werden, und dem Fachmann offensichtliche Abänderungen sind im Rahmen der Erfindung möglich, deren Umfang ausschließlich durch die folgenden Patentansprüche gegeben ist.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE-

1· Strahlströmungsvorrichtung zur Nassbehandlung von Textilmaterialien in der Form eines endlosen Strangs, der durch ein das Behandlungsbad enthaltendes Gefäß mit Hilfe eines mit einer Venturidüse erzeugten Strahlstroms eines Teils des Behandlungs'bads geleitet wird, gekennzeichnet durch a) einen Überbau (20) mit einem senkrechten, vom Gefäß (10) ausgehenden Ansaugabschnitt (22), einen waagrechten Verlängerungsabschnitt (24) und einen zum Gefäß (10) zurückführenden Ausflußabschnitt (26); b) eine an der Verbindungsstelle des senkrechten Ansaugabschnitts (22) mit dem waagrechten Verlängerungsabschnitt (24) untergebrachte Antriebsrolle (30) zum Anheben des Strangs (S) aus dem im Gefäß enthaltenen Behandlungsbad (B) in den Überbau (20); c) ein in dem waagrechten Verlängerungsabschnitt (24) angebrachtes Venturirohr (36) mit mit demselben verbundenen Vorrichtungen zur kontinuierlichen Rückfürhung und zum Umlauf eines Teils des Behandlungsbads (B) unter Druck, um auf den Strang (S) ständig den Strahlstrom einwirken zu lassen und ihn durch den Überbau (20) zu leiten; und d) eine im Gefäß (10) an dem Rückleitungsende des Ausflußabschnitts (26) angebrachte Scheidewand (50), um den mit dem Strang (S). zurückkehrenden Teil des Behandlungsbads (B) gleichmäßig zu verteilen und das zurücklaufende Strangmaterial regelmäßig und gleichmäßig vorübergehend in dem im Gefäß enthai-

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tenen Behandlungsbad (B) anzusammeln.
2. Strahlströmungsvorrichtung zur Nassbehandlung von Textilmaterialien gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Druckgefäß (10), von dem der Überbau (20) ausgeht und druckfest abdichtend mit ihm verbunden ist.
3. Strahlströmungsvorrichtung zur Nassbehandlung von Textilmaterialien gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen, abgesehen vom Gehäuse für die Antriebsrolle (30), röhrenförmig ausgebildeten Überbau (20) mit einem Querschnitt, der dem Querschnitt des Strangs (S) ausreichend überschreitet, um den freien Durchgang des Strangs (S) zu ermöglichen.
4. Strahlströmungsvorrichtung zur Nassbehandlung von Textilmaterialien gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsrolle (30) an der Verbindungsstelle des senkrechten Ansaugabschnitts (22) mit dem waagrechten Verlängerungsabschnitt (24) des Überbaus (20) so angeordnet ist, daß der Strang (S) achsial in den senkrechten Abschnitt (22) angehoben und aus ihm in den waagrechten Abschnitt (24) weitergegeben wird.
5. Strahlströmungsvorrichtung zur Nassbehandlung von Textilmaterialien gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsrolle (30) zum Anheben des Strangs (S) aus dem Behandlungsbad (B) in den Überbau (20) durch Zugw^rkung auf das Strangmaterial an der Oberfläche der Antriebsrolle (30) ausgebildet ist.

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6. Strahlströmungsvorrichtung zur nassbehandlung von Textilmaterialien gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheidewand (50) so angebracht ist, daß das zurückkehrende Strangmatefial (S) von seinem Weg bei seiner Rückkehr in das Druckgefäß (10) vom Rückleitungsabschnitt (26) des Überbaus (20) abgelenkt wird.
7. Strahlströmungsvorrichtung zur Nassbehandlung von Sextilmaterialien gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückleitungsabschnitt (26) an das Gefäß (10) innenseitig unter einem Winkel von 30°· in Bezug auf die Senkrechte geneigt ist, und daß die durchbohrte Scheidewand (50) nach unten und nach innen unter einem Winkel von etwa 15 in Bezug auf die Senkrechte geneigt ist.

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