DEP0049062DA - Vorrichtung zum Trocknen laufender Garnfäden - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Trocknen laufender Garnfäden, bei welcher der Faden durch ein Bad aus heißem, geschmolzenem Metall hindurchgezogen wird. Da die Viskosität des Metallbades in starkem Maße von der Temperatur abhängig ist, und da weiterhin der Grad der erzielten Trocknung schon durch geringe Temperatur-Schwankungen weitgehend beeinflusst wird, ist es notwendig, um einerseits ein Verbrennen des Fadens und andererseits eine ungenügende Trocknung zu vermeiden, die einmal gewählte Temperatur des Metallbades, die in erster Linie von der Laufgeschwindigkeit des Fadens und der dadurch bedingten Trocknungsdauer abhängt, möglichst genau zu regulieren. Eine vollständige Konstanthaltung dieser Temperatur bereitet indessen aus dem Grunde besondere Schwierigkeiten, weil die von dem laufenden Faden mitgebrachte Feuchtigkeit häufig einen verschiedenen Betrag annimmt und jedenfalls nicht stets auf genau den gleichen Wert einzustellen ist.

Gemäß der Erfindung besteht die Vorrichtung zum Trocknen laufender Garnfäden aus einem mit Zu- und Abführungen für den laufenden Faden versehenen Rohr, in dem sich das als Trockenmittel dienende heiße, flüssige Metall befindet. Zur Erreichung der gewünschten Temperatur-Konstanz ist in dieses Rohr eine Heizvorrichtung eingebaut, die mit einer selbsttätigen Temperatur-Regulierung in Verbindung steht. Die Heizvorrichtung besteht am einfachsten aus einem geschlossenen Rohr, das mit Dampf von innen beheizt ist. Falls die Oberfläche eines einfachen, glatten Rohres zur Abgabe der nötigen Heizleistung nicht genügt, kann das Heizrohr auch als Schlangenrohr ausgebildet sein. Die bevorzugte Temperatur-Reguliervorrichtung für dieses Heizrohr besteht aus einem Elektrolyseur, welcher den gewünschten Wasserdampf erzeugt. Um die Zersetzung des Elektrolyten nach Möglichkeit zurückzudrängen und Korrosion zu vermeiden, wird der Elektrolyseur mit Wechselstrom betrieben. Die Temperatur-Regelung erfolgt in besonders einfacher Weise dadurch, dass die elektrische Leistung des Elektrolyseurs durch den Druck des von ihm erzeugten Dampfes reguliert wird. Zu diesem Zweck steht der Elektrolyseur mit einem Ausgleichsgefäß in Verbindung, in welches der Elektrolyt durch den entwickelten Dampf hinübergedrückt wird, wodurch die Stromleitung unterbrochen wird, so dass die Leistung des Elektrolyseurs auf Null herabsinkt. Sobald sich hierdurch die Heizleistung vermindert, sinkt im gleichen Maße die Dampfspannung des zum Sieden gebrachten Wassers, der Elektrolyt strömt aus dem Ausgleichsgefäß wieder in den Elektrolyseur zurück, und das Spiel beginnt von neuem.

Die beiliegende zeichnung veranschaulicht eine Ausführungsform der Erfindung, und zwar zeigt Figur 1 die neue Trocknungsvorrichtung im Längsschnitt, während Figur 2 einen Querschnitt durch Figur 1 darstellt.

Das zur Aufnahme des flüssigen Metalls bestimmte Rohr 1trägt an seiner einen Stirnseite die Fadenzuführung 2, die zur Vermeidung von Fadenknickungen am besten aus einem gebogenen Rohr besteht, welches innen mit Glas ausgekleidet sein kann. Die Zuführung mündet am besten an der Unterseite des Metallbehälters 1. An der entgegengesetzten Stirnseite besitzt der rohrförmige behälter eine Austrittsöffnung 3, in der ein am besten ebenfalls gebogenes Fadenaustrittsrohr 4 mündet. Dieses Austrittsrohr ist am besten an der Oberseite des rohrförmigen Behälters 1 angeordnet, so dass der zu trocknende Faden 5 in schräg aufsteigender Richtung durch das Metallbad hindurchgeführt wird. An der Oberseite ist der Metallbehälter 1 mit einem dichtschließenden Deckel 6 versehen, der zur Aufnahme der aus dem Faden entweichenden Wasserdämpfe mit einem Dampfdom 7 versehen sein kann.

Im Inneren des rohrförmigen Behälters ist das Heizrohr 8 angeordnet, das an seinem einen Ende druckdicht abgeschlossen ist und mit seinem anderen Ende in den freien Raum des Elektrolyseurs 9 mündet. Wie Figur 2 zeigt, ist dieses Dampfrohr 8 zweckmäßig exzentrisch in dem Rohrbehälter 1 angeordnet, um den glatten Durchlauf des zu trocknenden Fadens von der Einführungsröhre 2 zur Austrittsöffnung 3 nicht zu verhindern.

Der Elektrolyseur 9 ist mit einem Elektrolyten 10 gefüllt, der aus einer Salzlösung passender Konzentration, beispielsweise aus einer Kochsalz- oder Glaubersalz-Lösung, bestehen kann.

Im Boden des Elektrolyseurs ist die Elektrode 11 angeordnet, die gegen den Elektrolyseur isoliert ist; die Wandung des aus Metall bestehenden Elektrolyseurs 9 dient hierbei zur Zuführung des zweiten Pols. Wie aus der Zeichnung ersichtlich, besteht die Elektrode aus einer Scheibe, deren Unterkante schwach-konisch gestaltet ist.

Durch die Leitung 12 steht der Elektrolyseur mit einem Ausgleichsgefäß 13 in Verbindung, das zur Aufnahme des überschüssigen Elektrolyten dient. Außerdem ist der Elektrolyseur 9 mit dem dichtverschlossenem Ende des Dampfrohrs 8 durch eine Rückführungsleitung 14 verbunden.

Um die Vorrichtung in Betrieb zu setzen, wird zunächst der rohrförmige Behälter 1 mit einem geeigneten Metall oder einer Metalllegierung gefällt. Als Füllung kann Quecksilber oder, wenn dieses seiner giftigen Dämpfe wegen unerwünscht ist, eine leicht schmelzende Legierung aus Zinn, Wismuth, Cadmium, Blei oder dgl., wie sie als Rosesches oder Woodsches Metall bekannt sind, dienen. Das Metall wird am besten bis zu einem Niveau eingefüllt, welches über der Austrittsöffnung 3 für den laufenden Faden liegt, um zu verhindern, dass der Faden auf einer größeren Strecke durch die auf der Oberfläche des flüssigen Metalls sich leicht bildende Oxydationsschicht hindurchstreicht und auf diese Weise mit Metallverbindungen verunreinigt wird. Um die Oxydbildung zu verhindern, kann das Metallbad mit einer hochsiedenden, gegen Sauerstoff unempfindlichen Flüssigkeit überschichtet werden, die sich gegen den Faden möglichst indifferent verhält. Als solche Substanz kann beispielsweise Paraffin chloriertes Naphtalin oder chloriertes Diphenyl verwendet werden, also Stoffe, die einen Siedepunkt in der Gegend von 300° oder darüber besitzen. Die Überschichtung des Metallbades, besonders auch in das Austrittsrohr 4 für den laufenden Faden, bietet außer der Verhinderung einer Zunderbildung auf der Metalloberfläche den Vorteil, dass etwas vom Faden mitgerissene Metallspuren in dieser Flüssigkeit abgestreift werden. Gegebenenfalls kann die Abstreiflässigkeit derart zusammengesetzt sein, dass sie gleichzeitig als Schichtmittel dient.

Wenn die Trockenvorrichtung in Betrieb genommen werden soll, wird zunächst der Elektrolyseur 9 unter Spannung gesetzt. Um die Bildung schädlicher Zersetzungsprodukte aus dem Elektrolyten zu vermeiden, die zu einer raschen Korrosion der gesamten Heizeinrichtung führen können, kommt für den betrieb des Elektrolyseurs nur Wechselstrom in Betracht. Der Elektrolyt kommt alsbald zum Sieden, und die entwickelten Dämpfe füllen den Hohlraum des Elektrolyseurs und des Dampfrohres 8. Durch den entwickelten Druck wird das Niveau des Elektrolyten heruntergedrückt, der durch die Leitung 12 in das Ausgleichsgefäß 13 ausweicht. Sobald das Niveau des Elektrolyten unter die Oberfläche der Elektrode 11 sinkt, wird die Reizleistung rasch vermindert. Die Größe der Leistungsabnahme wird durch die schräge

Gestaltung der Unterseite der Elektrode besonders wirksam gestaltet. Hierdurch wird die Wasserdampfentwicklung verringert, so dass der Druck nachlässt und der Elektrolyt wieder durch Hochsteigen mit einem größeren Teil der Elektrode in Berührung kommt, worauf sich das oben geschilderte Spiel von neuem wiederholt.

Auf diese Weise lässt sich also eine sehr genaue Konstanthaltung der Temperatur innerhalb eines oder weniger zehntel Grade erreichen, und zwar unabhängig von der in dem Metallbad zu verdampfende Wassermenge, welche der zu trocknende Faden mitbringt.

Das sich im Laufe der Zeit an den Innenwänden des Dampfrohres 8 bildende Kondenswasser kann durch die Sammelleitung 14 zum Elektrolyten zurückgeführt werden, um einerseits dessen Konzentration möglichst konstant zu halten und andererseits die Wärmeübertragung an der Oberfläche des Heizrohres nicht zu beeinträchtigen. Um ein rasches Sammeln und Abfließen des Kondenswassers zu erreichen, kann man das Dampfrohr 8 zweckmäßig ein wenig geneigt anordnen, so dass sich seine tiefste Stelle gerade an der Mündung der Sammelleitung 14 befindet.

Die beschriebene Vorrichtung eignet sich in vorzüglicher Weise zum Trocknen laufender Kunstseidenfäden, wie sie bei der kontinuierlichen Herstellung von Kunstseide nach dem Nassspinnverfahren erhalten werden. Infolge der genauen Temperatur-Regelung ist man sicher, dass der getrocknete Faden stets genau den gleichen Restfeuchtigkeitsgehalt aufweist. Bei passender Wahl der Laufgeschwindigkeit des Fadens im Verhältnis zur Länge des Trockenrohres und seiner Temperatur lässt sich ohne weiteres eine Seide mit einem Feuchtigkeitsgehalt erzielen, der ein weiteres Konditionieren des Garns überflüssig macht. Bei einer Trockentemperatur des Bades von etwa 130-170° und einer Laufgeschwindigkeit des Fadens von 60 m in der Minute hat sich eine Trockenheit von etwa 75 Sekunden las ausreichend erwiesen.

Claims (7)

1. Vorrichtung zum Trocknen laufender Garnfäden, dadurch gekennzeichnet, dass in ein zur Aufnahme heißen, flüssigen Metall bestimmtes, mit Zu- und Abführungen für den laufenden Faden versehenes Rohr eine Heizvorrichtung eingebaut ist, die mit einer selbsttätigen Temperatur-Regulier-Vorrichtung in Verbindung steht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizvorrichtung aus einem geschlossenen, von innen mit Dampf beheizten Rohr besteht.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur-Regulier-Vorrichtung aus einem mit Wechselstrom betriebenen Elektrolyseur besteht, dessen Leistung durch den Druck des von ihm erzeugten Dampfes reguliert wird.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektrolyseur mit einem Ausgleichsgefäß in Verbindung steht, in welches der Elektrolyt durch den entwickelten Dampf hinübergeführt wird.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die im unteren Teil des Elektrolyseurs eingebaute Elektrode nun einer auf der Unterseite flach-konisch gestalteten Scheibe besteht.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizrohr durch eine Rückführungsleitung für den kondensierten Dampf mit dem Elektrolyseur in Verbindung steht.

7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizrohr in dem das heiße, flüssige Metall enthaltenden Rohr exzentrisch angeordnet ist.