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Einrichtung zum Schmälzen von Spinnfasern, insbesondere von Zellwolle
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Schmälzen von Spinnfasern, insbesondere
Zellwolle. Bei den bekannten Einrichcungen dieser Art wurde die Schmälzflüssigkeit
vor dem Verspinnen unter Verwendung von Druckpumpen und vermittels Düsen in möglichst
gleichmäßiger Verteilung auf die Spinnfasern aufgespritzt. Hierbei wurde aber keine
feinste Verteilung der Schmälzflüssigkeit erreicht. Um eine feine nebelartige Zerstäubung
der Schmälzflüssigkeit zu erreichen, werden gemäß der Erfindung bei der Einrichtung
zum feinsten Verteilen der Schmälzflüssigkeit Hochdruckpumpen benutzt, die mit einem
Flüssigkeitsdruck von mindestens 5o kg/qcm arbeiten und bei der die Zerstäuberdüsen
selbsttätig schließende sind, die sich erst bei einem Flüssigkeitsdruck von 5o kg/qcm
öffnen.
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Die bisher für derartige Zwecke vorgeschlagenen und bekanntgewordenen
Einrichtungen arbeiten wohl auch mit Druckpumpen, aber die Zerstäubung genügt nicht
bei empfindlichen Fasern, insbesondere Zellwollefasern, weil die Einrichtung die
Flüssigkeit nur aufspritzt. Die Schmähflüssigkeit wird nicht zu einem sehr feinen,
gleichmäßigen Nebel zerstäubt, sondern in noch zu große Tropfen zerteilt, und insbesondere
beim Abstellen und häufiger auch beim Wiederanstellen der Schmälzeinrichtung fallen
größere Tropfen Schmälzflüssigkeit auf die Fasern, die sich dann keineswegs über
die Fasern gleichmäßig verteilen, sondern sogenannte Nester bilden, welche dann
die Fasern minderwertig bzw. unbrauchbar machen.
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Diese Mängel beruhen, wie die der Erfindung zugrunde liegenden Untersuchungen
gezeigt haben, auf der Anwendung ungenügenden Zerstäubungsdruckes und darauf, daß
zwischen den Auslässen der Zerstäuberdüsen und den Absperreinrichtungen der zu ihnen
führenden Leitungen größere Rohrstrecken oder Kanäle vorhanden sind, deren Wände
mit
Zerstäuberfliissigkeit benetzt werden, die bei Aufhören oder Nachlassen des Zerstäuberdtuckes
aus den Mündungen in großen Tropfen heraustritt. Die Benetzung der Rohr- oder hanalinnenwande
führt auch zu Verschmutzungen und Verstopfungen der Düsenauslässe.
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Auch eine genügend feine, stufenlose Einstellung, Regelung und Aufrechterhaltung
der zur Wirkung auf die Faser gebrachten zerstäubten Schmälzflüssigkeitsmenge war
bei den bisher bekanntgewordenen Schmälzeinrichtungen nicht vorhanden.
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Diesen -Mängeln soll durch die Einrichtung gemäß der Erfindung noch
dadurch abgeholfen «-erden, daß für die Zerstättbung der Scliin-.ilzfliissigkeit
eine Hochdruckpumpe finit regelbarer Fördermenge verwendet wird, die die Schmä lzfliissigkeit
auf die Fasern spritzt. Die Verwendung von Zerstäuberdüsen, deren Auslässe durch
selbsttätig schließende Ventile beherrscht sind, die so belastet sind, daß sie erst
dann öffnen, wenn der Flüssigkeitsdruck die für einwandfreie, genügende Zerstäubung
erforderliche Höhe erreicht hat, mindestens 5o kg/qcm. ermöglicht dann auch zu verhüten,
dali ungenüheitd zerstäubte Sclnnälzflüssigkeit auf die Faser gelangt oder gar grolle
Tropfen, denn die Abschlüsse an den Mündungen der Zerstäuberdiisen, die unter dem
hohen Schließdruck stehen, verhindern das Heraustreten von Schmähflüssigkeit, solange
die Flüssigkeit nicht unter den für die Zerstäubung ausreichenden Druck gesetzt
ist.
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Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt.
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Fig. i zeigt schematisch die Hochdruckpumpeneinrichtung, an die zwei
Zerstäuber angeschlossen sind.
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Fig.2 ist eine schematische Einzeldarstellung aus einer Förderpumpe
dieser Einrichtung.
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Fig.3 zeigt einen Teil der Hocbdruckpumpe im Schnitt.
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Fig. 4. ist eine Einzeldarstellung aus Fig. 3 bei anderer Stellung
der Teile.
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Fig. 5 ist ein Längsschnitt durch eine Zerstäuberdiise und deren Düsenhalter.
teilweise eine Ansicht.
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Auf einer Grundplatte i, die finit Traggriffen 2 versehen sein kann,
ist ein Antriebselektromotor 3 mit zugehörigem Schaltschütz .:1. und Sicherungskasten
5 befestigt. Dieser Elektromotor treibt über eine Kupplung 6 geeigneter Art eine
Pumpeneinrichtung an, die aus einer Zubringerpumpe; und einer Hochdruckkolbenpumpe
8 besteht und auf derselben Grundplatte befestigt ist. Auf dieser Grundplatte ist
ferner ein Behälter 9 für die zu zerstäubende Schrnälzfliissigkeit angeordnet, zweckmäßig
mit .irgendeiner geeigrieten Einrichtung zur Anzeige des Flüssigkeitsstandes und
einem Rührwerk. das etwa mittels eines Hebels io von Hand bedient werden kann.
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Aus dein Behälter 9 führt eine Leitung i i in ein Vorfilter 12, das
die gefilterte Flüssigkeit an die Saugseite der Zubringer- oder Förderpumpe ; abgibt.
Von dieser gelangt sie in die Hochdrucklcolbenpuml>e 8 über Leitung 13, Feinfilter
i.[ und Leitung i5. An die einzelnen Pumpenzylinder der Hochdruckpumpe 8 sind mittels
der Rohrleitungen i6 Zerstäuberdüsen 1; angeschlossen, die mittels geeigneter Haltevorrichtungen
18 an der Arbeitsmaschine befestigt und so einstellbar sind, daß die von ihnen in
feinste "feile zerstäubte Sclimälzfliissigkeit auf die unter ihnen, beispielsweise
auf einem Laufband 19.
vorbeigeführte Spinnfasern gelangt.
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Die Förder- oder Zubringerpumpe ist zweckmäßig in an sich bekannter
U'eise so gebaut, daß sie ihre Fördermenge dem Bedarf der Hochdruckkolbenpumpe selbsttätig
anpassen kann. Dies wird dadurch erreicht, daß der Kolben 2o der Förderpumpe (vgl.
Fig. 2 ) mit ihrer Antriebseinrichtun- nicht zwangsläufig. sondern nur kraftschlüssig
verbunden ist.
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Eine Feder 21 drückt auf den Antriebsstöllel 22, der mit einer Rolle
23 versehen auf einem Nocken 24 der Antriebswelle 25' läuft.
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Zwischen I?inlaßstutzell 26 und Kolben 20 i-et ein Rückschlagventil27
angeordnet, ebenso zwischen Auslaßstutzen 28 und demselben Raum (30), in welchem
das Rückschlagventil 27 liegt, ein gleichsinnig arbeitendes Rück-,chlag
vetitil 31.
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Bei der in Fig. 2 gezeichneten Stellung hat der durch die Feder 2
1 nach abwärts gedrückte Kolben 2o die zu zerstäubende Schmälzflüssigkeit aus dem
Stutzen 26 über das-Ventil 27 in den Raum angesaugt. Gleichzeitig hat er aber auch
die unter ihm befindliche Flüssigkeitsmenge, wie durch Pfeile angedeutet, zur Hochdruckkolbenpumpe
8 gedrückt, während das Rückschlagventil 31 geschlossen ist.
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Führt nun der Nocken 24 seine Hubbewegung aus, so wird mittels der
Stößelrolle 23 und des Stößels 22 der Kolben 20 wieder hochgedrückt und die in den
Raum 3o angesaugte Flüssigkeitsmenge durch das Ventil 31
in den Raum unter
den zurückgehenden Kolben 2o befördert. Bei wieder alnv::rts gehendem Stößel folgt
ihm der Kolben unter dein Druck der Feder 21 und fördert wiederum Flüssigkeit durch'
den Stutzen 28 zur Hochdruckpumpe.
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Braucht die f-lochdruckpumpe nun nicht die volle Fördermenge, so drückt
der hinter (lein Stößel 22 zurückbleibende Kolben mir so viel
Flüssigkeit
der Hochdruckpumpe zu, wie zum Erreichen des Gleichgewichtes zwischen dem Druck
im Druckraum der Förderpumpe und dem Druck der Federar notwendig ist. Der abwärts
gehende Stößel 2,2, verläßt also zu gegebener Zeit den Kolben 2o und berührt ihn
erst wieder beim folgenden aufwärts gehenden Hub.
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Die mit der Zubringerpumpe 7 zusammengebaute Hochdruckkolbenpumpe
8 ist zweckmäßig mit mehreren Pumpenzylindern 32 und -kolben 33 (Fig. 3) ausgestattet,
vorteilhaft mit so viel Pumpeneinheiten; wie Zerstäuberdüsen 17 in der Zerstäuberanlage
notwendig sind.
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Die Pumpenkolben werden zweckmäßig von derselben Nockenwelle 34 aus
angetrieben, die auch die Zubringerpumpe antreibt, und zwar von unten. Diese Antriebseinrichtung
ist in Fig. 3 nicht dargestellt, weil sie an sich bekannt ist.
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Die Kolben 33 sind im Zylinder 32 nicht nur axial beweglich, sondern
sie können auch eine der Leistungsregelung dienende Drehbewegung ausführen. Sie
greifen mit entsprechenden Mitnehmern 35 -in Ausnehmungen je einer auf dem Zylinder
32 drehbar angeordneten Hülse 36, die mit einem Zahnkranz 37 in eine Zahnstange
38 eingreift und durch Verschiebung dieser Zahnstange sannt dem Kolben 33 gedreht
werden kann.
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Der über dem Kalben 33 angeordnete Druckraum 39 ist über das Druckventil
4o und den Anschlußsttttzen 41 mit je einer zu einer Zerstäuberdüse 17 führenden
Druckleitung 16 in Verbindung gesetzt. Bei 42 tritt die zu zerstäubende Flüssigkeit
in die Pumpe ein.
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Damit nun bei gleichbleibendem Hub des Kolbens 33 die Fördermenge
verschieden eingestellt werden kann, ist der Kalben in an sich bekannter Weise besonders
ausgebildet. Seine Stirnfläche 43 (Fig. 4) ist durch einen am Kolbenumfang vorgesehenen
achsparallelen Kanal 44 in Verbindung gesetzt mit einer über dem Kolbenumfang verlaufenden
Ausnehmung 45, deren unterer Begrenzungsrand in einer zur Kolbenachse senkrechten
Ebene verläuft, während ihr oberer Begrenzungsrand schräg, etwa nach einer Schraubenfläche
verläuft.
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Fig.3 zeigt den Kolben etwa in seiner unteren Totpunktlage, Fig.4
in einer Stellung, bei welcher die wirksame Förderung aufhört, wobei diese Stellung
noch nicht die obere Totpunktlage zu sein braucht.
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Beim Aufwärtsgang des Kolbens 33 wird zunächst eine geringe Menge
Flüssigkeit durch die Einlaßöffnung42 zurückgedrängt, bis diese Öffnung vom Kolben
abgeschlossen -ist. Von da ab jedoch wird die , Flüssigkeit unter Druck gesetzt
und durch das Druckventil 4o und die Leitung 16 in die Zerstäuberdüse
17 gefördert. Diese Förderung beginnt stets, sobald der Kolben bei seiner
Aufwärtsbewegung die Einlaßö«nung 42 überdeckt. Dagegen hört die Förderung auf,
sobald die obere Begrenzung der Ausnehmung 45 am Kolben eine der Öffnung 42 diametral
gegenüberliegende, ebenfalls zum Saugraum führende Öffnung 46 trifft, denn von diesem
Augenblick an steht der Druckraum oberhalb des Kolbens durch die Nut 44 mit dem
Saugraum in Verbindung (Stellung Fig. 4).
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Die Ausnehmung 45 erstreckt sich auf etwas weniger als die Hälfte
des Kolbenumfanges, und die Drehung des Kolbens 33 mittels Zahnstange 38 ist so
begrenzt, daß der Einlaßöffnung 42 stets ein nicht ausgenommener Teil des Kolbenumfanges
zugekehrt ist.
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Je nach der Einstellung des Kolbens hört die Druckwirkung der Pumpe
und damit ihre Förderung früher oder später auf. Wird der Kolben so gedreht, daß
die achsparallele Nut 44 über der Öffnung 46 steht, so ist die Förderung vollständig
aufgehoben.
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Die Zahnstange 38, durch deren Verschiebung die Fördermenge verändert
wird, ist mit einer Einstellvorrichtung 38a verbunden, der ein Zeiger und eine Einstellskala
38v zugeordnet sind, -an welcher zweckmäßig die jeweilige Förderleistung der Pumpe
abgelesen und eingestellt werden kann. .
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Sobald die obere Begrenzungskante der Ausnehmung 45 des Kolbens die
Öffnung 46 freigibt, sinkt der Druck im Pumpenzylinder. Der =in der Leitung 16 bestehende
höhere Druck und die Feder des Druckventils 40 drücken das Druckventil auf seinen
Sitz so lange, bis beim nächsten Druckhub die Förderung erneut beginnt. Durch das
Druckventil wird die Druckleitung entlastet. Dies ist nötig, um ein Nachtropfen
unzerstäubter Flüssigkeit an den -Düsen 14 zu vermeiden.
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Bei der Zerstäuberdüse (Fig.5) ist die Düsennadel 47 zweckmäßig, wie
ebenfalls an sich bekannt, mit einem Kalben 48 ausgerüstet, der durch eine einstellbare
Feder 49 belastet ist.
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Die Druckflüssigkeit wird durch einen Kanal 50 in den Raum
51 zwischen Ventilsitz und Kolben 48 eingeführt. Infolgedessen ist bei druckloser
Flüssigkeit die Düse abgeschlossen. Erst .wenn der Flüssigkeitsdruck den Druck der
Belastungsfeder 49 überwindet, beginnt die Öffnung der Düse und damit die Zerstäubung.
Damit eine möglichst vollkommene Zerstäubung erreicht -wird, ist die,Belastungsfeder
49 so gespannt, daß sich die Nadel 48 erst bei einem Flüssigkeitsdruck von mindestens
5o kg /qcm anhebt, jedoch empfiehlt es sich, mit der Federspannung nicht
höher
zu gehen, als einem Druck von 25o kg/qcm entspricht. Bleibt beim Stillstand der
Pumpe oder aus sonst einem Grunde der Flüssigkeitsdruck weg, dann schließt die Diisennadel
47 die Düse sofort ab, und es ist auf dieseWeise ein Nachtropfen der Schmälzflüssigkeit,
das eine stellenweise übermäßige Benetzung der Faser mit der Flüssigkeit zur Folge
hätte, sofort unterbrochen.
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Vorteilhaft ist der Antriebselektromotor mit Fernsteuerung ausgestattet.
In Fig. i ist eine Steuerleitung 52 und ein Doppeldruckknopfschalter 53 zu diesem
Zweck angedeutet.
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Besonders zweckmäßig ist es aber, an der Arbeitsmaschine, z. B. am
Auflöser, am Kastenspeiser, an der Fördereinrichtung, an der Doppelnadelstabstrecke
selbst eine Schaltvorrichtung anzubringen, die bei Stillsetzung dieser Arbeitsmaschine
auch, beispielsweise über die Leitung 52 mittels Schaltschütz 4 bekannter Art, den
Antriebselektromotor 3 der Pumpeinrichtung sofort stillsetzt.
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Dann ist größte Gewähr dafür geboten, daß die zu schmälzende Faser
während des Betriebes der Arbeitsmaschine stets gleichmäßig geschmälzt wird, daß
aber die Zufuhr von Schmälzflüssigkeit sofort unterbrochen wird, sobald die Maschine
zu arbeiten aufhört.
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In manchen Fällen kann es zweckmäßig sein, das die Spinnfaser an den
Zerstäuberdüsen 17 vorbeiführende Laufband ig mit der Einrichtung (Zahnstange 38
usw.) zur Regelung der Fördermenge der Hochdruckpumpe so in Verbindung zu bringen,
daß die Pumpe bei raschem Lauf des Bandes ig@ entsprechend mehr Schmälzflüssigkeit
fördert als bei langsamem Lauf und umgekehrt.