DEP0041682DA - Vorrichtung zum Übertragen von Strahlungsenergie auf Körper vorwiegend linearer Ausdehnung - Google Patents

Description

Zur Nachbehandlung und Trocknung von natürlichen und künstlichen Textilstoffen wird in zunehmendem Maße als Ersatz oder Ergänzung der Behandlung mit Warmluft die Strahlungsenergie, das heißt die Energie der elektromagnetischen Schwingung, herangezogen. Die Anwendung dieser Energie bei verhältnismäßig kompakten Massen wie Spulen, Spinnkuchen, Gewebe u.dgl. ist schon erfolgreich durchgeführt worden. Bisher nicht überwundene Schwierigkeiten entstehen aber bei dem Versuch, diese Energie auf Körper wesentlich linearer Erstreckung, wie beispielsweise Garne, Zwirne und Einzelfäden, anzuwenden.

Aufgabe der Erfindung ist es, elektromagnetische Schwingungsenergie auf Körper wesentlich linearer Erstreckung wirtschaftlich aufzubringen bzw. in sie hineinzubringen. Zu diesem Zweck wird erfindungsgemäß der zu behandelnde Körper, z.B. ein laufender Faden, im Innern eines im wesentlich linear sich erstreckenden Hohlkörpers angeordnet oder geführt, welcher aus einem Stoff besteht, der für die Strahlung mit geringen Verlusten oder mit Verlusten von bestimmter, durch die Wahl des Stoffes gewählter Größe durchsetzbar ist, und der in der regel, aus zwei Teilen, dem eigentlichen Rohr aus festem Stoff und einem Flüssigkeits- oder Gasmantel, der zwischen dem zu behandelnden Körper und dem Rohr aus festem Stoff liegt, besteht. Jeder der beiden Teile kann zugunsten des anderen stark unterdrückt bzw. verkümmert sein, ausnahmsweise auch ganz fehlen. So kann beispielsweise das Rohr aus festem Stoff den zu behandelnden Körper sehr eng umschließen, sodass nur ein ganz dünner, aus mitgeissenen Flüssigkeits- oder Gasteilen bestehender Mantel sich ausbildet; auch kann die ganze Vorrichtung im Vakuum angeordnet sein, oder es kann der Flüssigkeits- oder Gasmantel durch eine strahlungsähnliche, nachstehend noch ausführlicher beschriebene Vorrichtung so verstärkt sein, dass er allein zur Führung und sogar zum Transport des zu behandelnden Körpers geeignet ist. Dabei kann das feste Rohr zu einem Innenbelag, beispielsweise aus Emaille, des nachstehend noch ausführlicher erläuterten Strahlungskörper verkümmern oder sogar ganz wegfallen.

Es kann unter Umständen zweckmäßig sein, den aus festem Stoff bestehenden Teil des Führungsrohres aus einem Werkstoff zu erstellen, der nicht mit besonders kleinen Verlusten von der Strahlung durchsetzt wird, sondern mit Verlusten bestimmter, durch Wahl des Werkstoffes fallweise zu wählende Größe. Die Verluste im Rohrwerkstoff setzen sich nämlich in fühlbare Wärme um, die auf den Flüssigkeits- oder Gasmantel durch Leitung übertragen wird und von ihm konvektiv weiter geführt wird. Dadurch wird beispielsweise ein Gasstrom geeigneter zur Aufnahme und Wegführung von Wasserdampf, der aus dem zu behandelnden, beispielsweise zu trocknenden Körper durch Strahlungsenergie ausgetrieben wurde, und es tritt mittels der beschriebenen Vorrichtung die sehr erwünschte Kombination einer Strahlungs- und Warmlufttrocknung ein.

Die Zeichnung zeigt Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes.

Das Führungsrohr ist umgeben von dem die Strahlung aussendenden Strahlungskörper, der wie in Bild 1 aus einem elektrisch oder durch heiße Gase beheizten Rohr, oder wie in Bild 2 aus einer elektrisch beheizten Widerstandswicklung, oder wie im einen Querschnitt zeigendem Bild 3 aus einem langgestreckten Leiterpaar, das auch als Belag ausgebildet sein kann, dem die von einem separaten Generator erzeugte elektromagnetische Schwingungsenergie zugeführt wird, besteht. Der Strahlungskörper 3 ist umgeben von einem Reflektor 4, der verhindert, dass Strahlungsenergie ungenutzt nach außen abgestrahlt, diese vielmehr nach innen auf den zu behandelnden Körper konzentriert wird. Der Reflektor 4 besteht aus einem Rohr aus geeignetem Werkstoff, nötigenfalls mit einem Innenbelag. Der Reflektor kommt vorwiegend zur Anwendung für die kurzwellige Strahlung der elektromagnetischen Schwingung.

Nach Bild 4 kann die ganze Anordnung, nämlich Führungsrohr 2, Strahlungskörper 3 und Reflektor 4, mit einem Mantelrohr 5 umgeben sein und dieses kann an den Enden mit den Enden des Führungsrohres 2 oder beim Fehlen des aus festem Stoff bestehenden Teiles mit den Enden des Strahlungskörpers 3 dicht verbunden sein. Der entstehende Hohlraum zwischen dem Führungsrohr 2 bzw. dem Strahlungskörper 3 und dem Mantelrohr 5kann dann evakuiert oder mit einem trägen Gas gefüllt werden, was die Energieverluste durch leitung und Konvektion erheblich herabsetzt. Es entsteht auf diese Weise ein Körper, der vergleichbar mit einer röhrenförmigen Glühlampe mit einer zentralen Bohrung ist.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil ist, dass auf diese Weise die Vorrichtung zu einem handlichen, bequem zu regulierenden und bedienenden, in sich abgeschlossenen Bauteil wird. Ob zum Zwecke der Verbindung der Teile 2 und 5 das Führungsrohr einseitig aufgeweitet oder das Mantelrohr 5 endseitig eingezogen wird, oder ob die Verbindung mittels zweier gesonderter Deckel erfolgt, ist unerheblich und bleibt der praktischen Ausführung überlassen. Selbstverständlich sind geeignete Halterungen vorzusehen, die die Innenteile an ihrem Platze halten.

Es ist nicht Bedingung, dass der Strahlungskörper 3 das Führungsrohr 2 konzentrisch umgibt, sondern der Strahlungskörper 3 kann, wie das Bild 4a zeigt, auch als Glühfaden oder Glühdraht ausgebildet sein, der parallel zu dem zu behandelnden Körper 1 geführt wird. In diesem Fall wird der Reflektor 4 zweckmäßig mit elliptischem Querschnitt ausgeführt, und in dem einen Brennpunkt der Querschnittsellipse der als Glühfaden ausgebildete Strahlungskörper 3 und in dem anderen Brennpunkt der zu behandelnde Körper 1 angeordnet. In Bild 4a ist der Reflektor 4 als spiegelnder Innenbelag des Mantelrohres 5 ausgebildet, welches zu diesem Zweck ebenfalls elliptischen Querschnitt besitzt. Der Raum zwischen dem Mantelrohr 5 und dem Führungsrohr 2 ist evakuiert oder mit einem geeigneten Gas gefüllt, wie das oben schon erwähnt ist.

Eine Vorrichtung zur Erzeugung eines besonders ausgeprägten Flüssigkeits- oder Gasmantels als Teil des Führungsrohres 2 zeigen Bild 5 und 6. Sie ist ähnlich einer Strahlpumpe gebaut und besteht aus zwei zylindrischen Mänteln, dem inneren Mantel 6 und dem äußeren Mantel 7, die an einem Ende im Durchmesser eingezogen sind und gemeinsam den Ringschlitz 8 bilden.

Am anderen Ende sind sie durch den Deckel 9, der eine zentrische Bohrung hat, abgeschlossen. Flüssigkeit oder Gas wird durch einen oder mehreren Stutzen 10 zugeführt und tritt nach Passieren eines Siebes 11 und eines Gleichrichters 12 zum Zwecke der Vergleichmäßigung der Strömungsgeschwindigkeit und der Unterdrückung desDralles aus dem Ringschlitz 8 aus. Die Richtung der Strömung im Ringschlitz 8 und die Druckverhältnisse werden normalerweise so gewählt, dass das durch den Stutzen 10 zugeführte Medium ganz in Richtung des abgesetzten Führungsrohrs 2 unter stärkerer oder schwächerer Ansaugung und Mitnahme von Medium aus dem Raum 13 weiterströmt. Strömungsrichtung und Druckverhältnisse können aber auch so gewählt werden, dass ein Teil des durch den oder die Stutzen 10 zugeführten Mediums in entgegengesetzter Richtung durch den Raum 13 abströmt.

Der wesentliche Vorteil dieser Ausführungsform ist, dass der zu behandelnde Körper von aus vorhergehenden Prozessen herrührenden anhaftenden Flüssigkeits- oder Gasteilen befreit und in die nicht verunreinigte Umgebung des bei 10 zugeführten Mediums gebracht werden kann. Zentral in der Apparateachse befindet sich oder läuft der zu behandelnde Körper 1. Er läuft gleichsinnig mit oder entgegengesetzt dem Hauptflüssigkeits- oder -gasstrom. Die Anordnung von Flüssigkeits- oder Gasstrom und dem zu behandelnden Körper kann auch vertauscht werden, das heißt, es können in enger Anlehnung an eine übliche Strahlpumpe die Flüssigkeit bzw. das Gas zentral in Achsrichtung und der zu behandelnden Körper von der Seite her durch den geeignet abgeänderten Saugstutzen, wie dies Bild 7 zeigt, zugeführt werden. In diesem Falle können Sieb 11 und Gleichrichter 12 wegfallen. Die aus den Teilen 6 bis 13 bestehende Vorrichtung kann einseitig dicht an die eigentliche Vorrichtung zum Übertragen von Strahlenenergie herangesetzt werden, ja einzelne ihrer Teile können mit Teilen der letzteren aus einem Stück gefertigt sein; sie kann aber auch unter Zwischenschaltung eines Spaltes unter Umständen mehrmals angesetzt werden. In diesem Fall wird weiteres Strömungsmedium durch den Spalt aus der Umgebung angesaugt bzw. kann dorthin abfließen.

Eine sehr günstige Anordnung ergibt sich, wenn mehrere der vorbeschriebenen Vorrichtungen hintereinander angeordnet werden, durch die der zu behandelnde Körper nacheinander hindurchgeführt wird, wie das Bild 8 zeigt. Dadurch ergibt sich die Möglichkeit, im Laufe der Behandlung gebildete störende Produkte, z.B. im Falle der Trocknung Wasserdampf, bei 14 abzuführen, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung eines gelochten Schirmes 15, und bei 10 beziehungsweise 13 neues Führungs- oder Behandlungsmittel, z.B. trockene Frischluft, zuzuführen.

DSie vorstehende Beschreibung nimmt wesentlich Bezug auf die Behandlung von Textilgut, da hierin ein Hauptverwendungsgebiet der Erfindung gesehen wird. Die Erfindung ist in ihrer Anwendung jedoch keineswegs hierauf beschränkt.

Claims (7)

1. Vorrichtung zum Übertragen von Strahlenenergie auf Körper vorwiegend linearer Ausdehnung, dadurch gekennzeichnet, dass der zu erwärmende, zu trocknende oder in seiner chemischen oder physikalischen Reaktion zu beeinflussende Körper (1) im Innern eines im wesentlichen linear sich erstreckenden Hohlkörpers (2) angeordnet oder geführt wird, dessen Stoff von der Strahlung mit geringen Verlusten oder mit Verlusten von bestimmter, durch die Wahl des Stoffes gewählter Größe durchsetzbar ist, und der in der Regel aus zwei Teilen, dem eigentlichen Führungsrohr (2) und einem Flüssigkeits- oder Gasmantel besteht, wobei jeder der beiden Teile zugunsten des anderen stark unterdrückt sein oder ganz in Wegfall kommen kann.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlkörper (2) konzentrisch von einem Strahlungskörper (3) umgeben ist oder von ihm begleitet wird, der als elektrisch oder durch heißes Gas beheiztes Rohr oder als elektrisch beheizte Glühwendel oder als vorwiegend linear sich erstreckendes paralleles Leiterpaar, das die Platten eines Kondensators bildet, ausgebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 un2, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlkörper (2) und der Strahlungskörper (3) konzentrisch von einem rohrförmigen Reflektor (4) aus geeignetem Werkstoff, gegebenenfalls mit einem Innenbelag aus anderem Werkstoff, umgeben sind, der die von dem Strahlungskörper (3) ausgehende Strahlung auf den in der gemeinsamen Achse liegenden oder laufenden, zu behandelnden Körper (1) konzentriert und verhindert, dass Strahlungsenergie ungenutzt nach außen angestrahlt wird.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlkörper (2), der Strahlungskörper (3) und der Reflektor (4) von einem zylindrischen Mantelrohr (5) umgeben sind, das an den Enden mit den Enden des aus festem Stoff bestehenden Teiles des Hohlkörpers (29, oder bei dessen Fehlen mit den Enden des rohrförmig ausgeführten Strahlungskörpers (3) dicht verbunden ist, sodass ein zylindrischer, Strahlungskörper (3) und Reflektor (4) enthaltender entsteht, in den die Strom- und Gaszuführungen zum Strahlungskörper (3) dicht eingeführt sind und der evakuiert oder mit einem geeigneten Gas gefüllt ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der aus einem Flüssigkeits- oder Gasmantel bestehende Teil des Hohlkörpers (2) durch eine einer Strahlpumpe ähnliche Vorrichtung (6 bis 13), durch die der zu behandelnde Körper (1) zentriert oder von der Seite her geführt ist, und die an die Vorrichtung zum Übertragen von Strahlungsenergie dicht oder mit einem zwischengeschalteten Spalt gesetzt wird oder einen Teil von ihr bildet, so verstärkt wird, dass er zur alleinigen Führung des zu behandelnden Körpers (1), aber auch zur Wegführung im Laufe der Behandlung ausgeschiedener Stoffe besonders geeignet wird.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die strahlpumpenähnliche Vorrichtung so ausgebildet ist, dass die mit ihrer Hilfe durch einen Stutzen (10) zugeführte Flüssigkeit oder das ebenso zugeführte Gas zum Teil nicht durch den wesentlich linear sich erstreckenden anschließenden Hohlkörper (2), sondern in entgegengesetzter Richtung abfließt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass deren mehrere hintereinander mit oder ohne Zwischenschaltung eines gelochten Schirmes (15) so angeordnet sind, dass der den zu behandelnden Körper (1) umgebenden Flüssigkeits- oder Gasmantel auf dem Wege des zu behandelnden Körpers an einer Stelle oder an mehreren Stellen aus frisch zugeführter Flüssigkeit oder aus frisch zugeführtem Gas neu gebildet wird.