DEP0049062DA

DEP0049062DA - Device for drying running yarn threads

Info

Publication number: DEP0049062DA
Authority: DE
Inventors: Rudolf Dipl.-Ing. Hamburg-Lokstedt Jensen; Fritz Dr. Hamburg Schöberle
Original assignee: Phrix-Werke AG, Hamburg
Publication date: 1951-04-26

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.The invention relates to a device for drying running yarn threads, in which the thread is drawn through a bath of hot, molten metal. Since the viscosity of the metal bath depends to a large extent on the temperature, and since the degree of drying achieved is largely influenced by even slight temperature fluctuations, it is necessary to avoid burning the thread on the one hand and insufficient drying on the other hand, Once the temperature of the metal bath has been selected, it depends primarily on the running speed of the thread and the drying time it takes to regulate it as precisely as possible. Keeping this temperature constant, however, causes particular difficulties because the moisture brought along by the running thread often assumes a different amount and in any case does not always have to be set to exactly the same value.

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.According to the invention, the device for drying running yarn threads consists of a tube which is provided with feeds and discharges for the running thread and in which the hot, liquid metal serving as desiccant is located. In order to achieve the desired temperature constancy, a heating device is built into this pipe, which is connected to an automatic temperature regulator. The simplest heating device consists of a closed pipe that is heated from the inside with steam. If the surface of a simple, smooth pipe is not sufficient to deliver the necessary heating power, the heating pipe can also be designed as a coiled pipe. The preferred temperature regulating device for this heating tube consists of an electrolyzer which generates the desired water vapor. In order to suppress the decomposition of the electrolyte as far as possible and to avoid corrosion, the electrolyzer is operated with alternating current. The temperature regulation is carried out in a particularly simple manner in that the electrical power of the electrolyzer is regulated by the pressure of the steam it generates. For this purpose, the electrolyser is connected to an equalizing vessel, into which the electrolyte is pushed over by the vapor developed, whereby the current line is interrupted, so that the output of the electrolyser drops to zero. As soon as This reduces the heating power, the vapor tension of the boiling water drops to the same extent, the electrolyte flows from the expansion tank back into the electrolyser, and the game starts all over again.

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.The accompanying drawing illustrates an embodiment of the invention, namely FIG. 1 shows the new drying device in longitudinal section, while FIG. 2 shows a cross section through FIG.

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.The tube 1 intended to receive the liquid metal carries the thread feed 2 on its one end face, which, in order to avoid thread kinks, is best made of a curved tube which can be lined with glass on the inside. The feed ends best on the underside of the metal container 1. On the opposite end face, the tubular container has an outlet opening 3 into which a thread outlet tube 4, which is best also bent, opens. This outlet pipe is best arranged on the upper side of the tubular container 1, so that the thread 5 to be dried is passed through the metal bath in an inclined ascending direction. On the upper side, the metal container 1 is provided with a tightly closing lid 6, which can be provided with a steam dome 7 to accommodate the water vapors escaping from the thread.

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.In the interior of the tubular container, the heating tube 8 is arranged, which is sealed pressure-tight at its one end and opens with its other end into the free space of the electrolyzer 9. As FIG. 2 shows, this steam pipe 8 is expediently arranged eccentrically in the pipe container 1 in order not to prevent the smooth passage of the thread to be dried from the introduction pipe 2 to the outlet opening 3.

Der Elektrolyseur 9 ist mit einem Elektrolyten 10 gefüllt, der aus einer Salzlösung passender Konzentration, beispielsweise aus einer Kochsalz- oder Glaubersalz-Lösung, bestehen kann.The electrolyzer 9 is filled with an electrolyte 10, which can consist of a salt solution of a suitable concentration, for example a common salt or Glauber's salt solution.

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.The electrode 11, which is insulated from the electrolyzer, is arranged in the bottom of the electrolyzer; the wall of the metal electrolyzer 9 serves to supply the second pole. As can be seen from the drawing, the electrode consists of a disc, the lower edge of which is slightly conical.

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.The electrolyser is connected through the line 12 to a compensating vessel 13 which is used to receive the excess electrolyte. In addition, the electrolyzer 9 is connected to the sealed end of the steam pipe 8 by a return line 14.

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.In order to put the device into operation, the tubular container 1 is first precipitated with a suitable metal or a metal alloy. Mercury or, if this is undesirable because of its toxic fumes, an easily melting alloy of tin, bismuth, cadmium, lead or the like, as they are known as Rosean or Wood's metal, can serve as the filling. The metal is best filled up to a level which is above the outlet opening 3 for the running thread, in order to prevent the thread from passing over a longer distance through the oxidation layer which easily forms on the surface of the liquid metal and in this way is contaminated with metal compounds. To prevent the formation of oxides, the metal bath can be covered with a high-boiling liquid that is insensitive to oxygen and behaves as indifferently as possible to the thread. Such a substance can be used, for example, paraffin, chlorinated naphthalene or chlorinated diphenyl, ie substances which have a boiling point in the region of 300 ° or above. The overlaying of the metal bath, especially in the outlet pipe 4 for the running thread, offers the advantage, in addition to preventing the formation of scale on the metal surface, that some metal traces carried along by the thread are wiped off in this liquid. If necessary, the ability to be wiped off can be composed in such a way that it also serves as a layer medium.

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 schrägeWhen the drying device is to be put into operation, the electrolyzer 9 is first energized. In order to avoid the formation of harmful decomposition products from the electrolyte, which can lead to rapid corrosion of the entire heating device, only alternating current can be used to operate the electrolyzer. The electrolyte soon boils and the vapors developed fill the cavity of the electrolyzer and the steam pipe 8. The level of the electrolyte, which escapes through the line 12 into the equalizing vessel 13, is depressed by the pressure developed. As soon as the level of the electrolyte falls below the surface of the electrode 11, the stimulus output is rapidly reduced. The size of the decrease in performance is determined by the incline

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.Design of the underside of the electrode made particularly effective. This reduces the development of water vapor, so that the pressure decreases and the electrolyte comes into contact with a larger part of the electrode again by climbing up, whereupon the above-described game repeats itself again.

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.In this way, the temperature can be kept constant within one or less tenths of a degree, regardless of the amount of water to be evaporated in the metal bath, which the thread to be dried brings with it.

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.The condensation water that forms on the inner walls of the steam pipe 8 over time can be returned to the electrolyte through the collecting line 14, on the one hand to keep its concentration as constant as possible and, on the other hand, not to impair the heat transfer on the surface of the heating pipe. In order to achieve rapid collection and drainage of the condensation water, the steam pipe 8 can expediently be arranged at a slight incline so that its lowest point is just at the mouth of the collecting line 14.

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.The device described is particularly suitable for drying running rayon threads, such as those obtained in the continuous manufacture of rayon by the wet spinning process. As a result of the precise temperature control, you can be sure that the dried thread always has exactly the same residual moisture content. With a suitable choice of the running speed of the thread in relation to the length of the drying tube and its temperature, a silk with a moisture content can easily be achieved which makes further conditioning of the thread superfluous. With a drying temperature of the bath of about 130-170 ° and a running speed of the thread of 60 m per minute, a dryness of about 75 seconds has proven to be sufficient.

Claims

1. Device for drying running yarn threads, characterized in that a heating device is built into a tube intended to receive hot, liquid metal and provided with feeds and discharges for the running thread, which is connected to an automatic temperature regulating device .

2. Device according to claim 1, characterized in that the heating device consists of a closed pipe heated from the inside with steam.

3. Device according to claims 1 and 2, characterized in that the temperature regulating device consists of an alternating current operated electrolyzer, the performance of which is regulated by the pressure of the steam generated by it.

4. Device according to claims 1 to 3, characterized in that the electrolyser is connected to an equalizing vessel into which the electrolyte is carried over by the vapor developed.

5. Device according to claims 1 to 4, characterized in that the built-in electrode in the lower part of the electrolyzer now consists of a flat-conical disc on the underside.

6. Device according to claims 1 to 5, characterized in that the heating tube is in communication with the electrolyzer through a return line for the condensed steam.

7. Device according to claims 1 to 6, characterized in that the heating tube is arranged eccentrically in the tube containing the hot, liquid metal.