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Vorrichtung zur Wärmebehandlung von Stoffbahnen in einem beheizten
Flüssigkeitsbad, besonders in einem Metallbad Die Erfindung bezieht sich auf eine
Vorrichtung zur Wärmebehandlung von Stoffbahnen in einem beheizten Flüssigkeitsbad,
besonders in einem Bad von geschmolzenem Metall, .das einen Schmelzpunkt unter 10o°
C, vorzugsweise unter 8d° C haben kann. Einer derartigen Wärmebehandlung kann eine
Vorbehandlung durch Imprägnieren oder Tränken der Stoffbahn mit einer Flüssigkeit
vorangehen, wie dies beim Färben, Aufschließen, Bleichen, Reinigen od. dgl. geschieht.
Diese Vorbehandlung kann vorzugsweise dadurch bewirkt werden, daß die Stoffbahn
an ihrer Eintrittsstelle in das Metallbad einen Behälter durchläuft, der in das
Metallbad eintaucht und eine auf dem Metallbad sich abstützende Behandlungsflüssigkeit,
z. B. eine Farbflotte, enthält.
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Einer derartigen Vor- und Wärmebehandlung können Stoffe jeglicher
Art unterworfen werden, z. B. Baumwolle, Wolle, Kunstseide, Stoffe aus Polyamidfasern
und andere Natur- oder Kunststoffe, sowie Gewebe, Filze, Tuche, Bahnen oder Garne
aus Glas oder sonstigen Stoffen.
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Bei einer Wärmebehandlung im Metallbad wirken gleichzeitig Hitze und
Druck auf das zu behandelnde Gut ein. Die Behandlung soll tunlichst so durchgeführt
werden, daß sich beide Einwirkengen
beherrschen lassen. Die Wärmeeinwirkung
soll möglichst gleichmäßig sein. Bei Versuchen für die zweckmäßige Gestaltung eines
Behandlungsbehälters wurde festgestellt, daß der Durchgang der Stoffbahn durch das
geschmolzene Metall Wirbelströmungen hervorruft, die die gleichmäßige Wärmeverteilung
stören können. Liegen die Beheizungsvorrichtungen für das Metallbad von der Stoffbahn
zu weit entfernt, so entstehen außerdem Wärmeströmungen, die Stellen ungleichmäßiger
Temperatur zur Folge haben. Jede Wärmemenge, die dem Metall durch die Stoffbahn
entzogen wird, hat überdies eine örtliche Abkühlung zur Folge. Es wurde auch festgestellt,
daß eine unmittelbare Berührung der Stoffbahn mit den Heizvorrichtungen schädlich
ist. Bringt man dagegen die Heizvorrichtungen so an, :daß sie in der Nähe der Stoffbahn
liegen, ohne sie zu berühren, so erhält man eine zufriedenstellende Anordnung.
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Die Erfindung macht sich diese Erfahrungen zunutze und ist darauf
gerichtet, die Vorrichtung zur Durchführung der Wärmebehandlung von Stoffbahnen
in einer Flüssigkeit, besonders im Metallbad, so auszubilden, da.ß sich die Wärmebehandlung
wirksam, zufriedenstellend und mit einem geringmöglichen Aufwand an Metall oder
sonstiger Flüssigkeit durchführen läßt. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht,
daß der das Metall od. dgl. aufnehmende Behälter einen U-förmig gestalteten, schmalen
und vorzugsweise senkrechten Durchgangskanal für die Stoffbahn aufweist, dessen
Wandungen mit Heizvorrichtungen versehen sind, wobei der Abstand zwischen den Wandungen
so bemessen ist, daß die Entfernung zwischen der S toffbahn und den Heizvorrichtungen
etwa zwischen 3 bis 38 mm liegt. Die Wandungen können geeignete Heizvorrichtungen,
z. B. Dampfrohre, Heizgasrohre oder elektrische Heizelemente, enthalten oder verkleidet
sein und selber die Heizflächen bilden.
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Um eine Berührung der Heizflächen durch die Stoffbahn zu vermeiden,
enthält der das Metall-oder sonstige Flüssigkeitsbad aufnehmende Behälter zweckmäßig
eine untere Umlenkwalze, die die Stoffbahn mittig oder jedenfalls im Abstand von
den Heizvorrichtungen durch die senkrechten Durchgangskanäle leitet.
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Sind die Heizvorrichtungen an sich gegenüberliegenden Wänden des Durchgangskanals
angeordnet, so liegen sie zweckmäßig der Höhe nach versetzt zueinander: Sind ,die
Heizvorrichtungen in Aussparungen der Wandungen untergebracht, so werden die Aussparungen
zweckmäßig so ausgebildet, daß sie den Zutritt der Wirbelströmungen zu den Heizvorrichtungen
erleichtern.
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Die Zeichnungen zeigen Beispiele für die Ausführung von Behandlungsvorrichtungen
nach der Erfindung, und zwar zeigt Fig. i einen Behälter für die Metallbadbehandlung
von Textilstoffbahnen im .senkrechten Schnitt, Fig. 2 -einen Schnitt nach Linie
II-II von Fig. i, Fig. 3 einen senkrechten Schnitt nach Linie III-III von Fig. i,
Fig. 4 und 5 abgeänderte Ausführungsformen des Behandlungsbehälters.
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Gemäß Fig. i läuft eine zweckmäßig vorgewärmte, durch eine strichpunktierte
Linie angedeutete Stoffbahn i in Pfeilrichtung über eine Walze 6 nach unten in ein
Bad aus geschmolzenem Metall, das in einem Behälter 7 angeordnet ist. Der Behälter
weist einen Eintrittskanal 7A, einen Austrittskanal 78 und eine untere Walze 8 auf,
die die Stoffbahn mittig durch die Kanäle leitet und nach oben umlenkt, wo sie über
eine Walze 9 weiterläuft.
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Im Bereich der Oberfläche io des geschmolzenen Metalls ist der Behälter
7 breiter als unten. Über dem Eintrittskanal 7A befindet sich ein am Boden offener
Kasten i iA aus Metall, der in das Metallbad hineinragt und eine auf dem geschmolzenen
Metall abgestützte Farbflüssigkeit i i zum Färben der Stoffbahn enthält. Die Farbflüssigkeit
wird von der Stoffbahn absorbiert, ständig nachgefüllt und zweckmäßig voirgewärmt,
um eine Abkühlung des Metallbades durch die Farbflüssigkeit zu verhindern.
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Zwischen den Seitenwänden 26, 27 des Behälters 7 ist eine mittlere
Trennwand 28 angeordnet und so bemessen, daß der das Metall aufnehmende Raum nur
einen kleinstmöglichen Inhalt aufweist und infolgedessen nur eine Mindestmenge des
Badmetalls und ein Mindestmaß von Beheizung benötigt wird.
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Das Metallbad wird durch Dampfrohre 29 erhitzt, die in den Wänden
2-,6,27 und 28 angeordnet sind und sowohl am Eintrittskanal 7A als auch am
Austrittskanal 78 zu beiden Seiten der Stoffbahn liegen. Die Rohre 29 erstrecken
sich in Querrichtung längs der Wandflächen, liegen sich in versetzter Höhenlage
gegenüber und sind in Ausnehmungen der Wände derart eingesetzt, daß sie von den
durch die Bewegung der Stoffbahn hervorgerufenen Strömungswirbeln berührt werden
können.
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Der Dampf für die Rohre 29 wird über ein Ventil 3o zugeführt, das
durch einen Thermostaten mit in das Metallbad eintauchendem Wärmefühler
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geschaltet wird. Das Metall überträgt die Hitze auf die Stoffbahn i, ohne
mit Odem Stoff oder der Farbflüssigkeit chemisch zusammenzuwirken, und absorbiert
auch nicht die Farbflüssigkeit, während andererseits das Metall nicht von der Stoffbahn
absorbiert wird. Auf diese Weise kann nicht allein die Temperatur, sondern in Abhängigkeit
von der Tiefe und dem spezifischen Gewicht,des Metallbades auch der auf die Stoffbahn
ausgeübte Druck geregelt werden. Über dem Austrittskanal 7B befindet sich ein in
das Metallbad ragender Kasten 34, der z. B. eine auf dem Metall abgestützte Salzlösung
35 für die Nachbehandlung der .Stoffbahn enthält.
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Gegebenenfalls können vier Durchgangskanäle in Form eines doppelten
U vorgesehen sein, wobei die Sitoffbahn durch Führungswalzen so geleitet wird, daß
sie die einzelnen Kanäle senkrecht durchläuft. Durch die senkrechte Anordnung der
Kanäle und der Stoffbahn wird die Neigung der Stoffbahn, quer zu ihrer Bewegungsrichtung
aufwärts zu
schwimmen und gegebenenfalls an den Kanalwandungen haftenzubleiben
oder zu scheuern, vermieden, da der Auftrieb in der senkrechten Bewegungsrichtung
der Stoffbahn verläuft. Gegebenenfalls kann die Stoffbahn durch Führungsrollen zusätzlich
zentriert werden. Die Abstände B und C zwischen der Stoftbahn und den Oberflächen
der Rohre 29 betragen je etwa 6 mm.
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Bei der Ausführung nach Fig.4 ist ein U-förmiger Durchgangskanal dadurch
gebildet, daß zwischen den gegenüberliegenden Wandungen eines etwas weiteren senkrechten
Troges 41 eine Reihe übereinanderliegender waagerechter Walzen 40 gelagert sind.
Die Walzen 40 liegen verhältnismäßig dicht übereinander. Die zwischen ihnen verbleibenden
Räume sind durch Kästen 42 ausgefüllt, in denen Heizrohre 43 untergebracht sind.
Die unterste Walze .Io kann einen kleineren Durchmesser als die oberste Walze haben,
so daß die Stoftbahn beim Durchgang durch das Metallbad zwangsläufig um einen kleinen
Winkel von der Senkrechten abgelenkt wird. Auf diese Weise ergibt sich eine kleine
Komponente einer Auftriebskraft, die zur Folge hat, daß das Gut mit den Walzen 4o
in Berührung gehalten wird. Die Walzen können lose umlaufen oder angetrieben sein.
Zusätzlich können äußere Führungsrollen vorgesehen werden, wenn eine ständige Berührung
der Walzen ,durch die Stoffbahn erwünscht ist.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 enthält der Badbehälter 45
eine verhältnismäßig große Walze j.a, die unter Freilassung eines Zwischenraumes
D von etwa 12 mm dicht an der Innenwand 45A des Behälters liegt, also nur einen
engen Durchgangskanal für die Stoftbahn frei läßt. Der Eintritt und Austritt des
Gutes erfolgt an der Oberseite der Walze 44. Es wurde festgestellt, daß die Temperatur
der Walze etwa derjenigen des geschmolzenen -Metalls entsprechen muß, um eine gleichmäßige
Behandlung sicherzustellen. Die Walze kann dadurch erhitzt werden, daß man, wie
dargestellt, einen Teil ihrer Oberfläche mit dem geschmolzenen Metall in Berührung
kommen läßt oder geschmolzenes Metall durch einen Hohlraum der Walze hindurchleitet.
Die Erhitzung des geschmolzenen Metalls wird zweckmäßig durch Rohre 29 bewirkt,
die in die Wandungen des Behälters 45 eingesetzt sind. An der Oberfläche des Metallbades
können sowohl über der Eintrittsstelle 7A als auch über der Austrittsstelle
7B der Stoffbahn andere Behandlungsflüssigkeiten schwimmen.