EP0193891A2 - Heizeinrichtung für eine Kräuselmaschine - Google Patents

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EP0193891A2
EP0193891A2 EP86102618A EP86102618A EP0193891A2 EP 0193891 A2 EP0193891 A2 EP 0193891A2 EP 86102618 A EP86102618 A EP 86102618A EP 86102618 A EP86102618 A EP 86102618A EP 0193891 A2 EP0193891 A2 EP 0193891A2
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EP
European Patent Office
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thread
heating device
air
fresh air
thread guide
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Withdrawn
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EP86102618A
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Karl Dr.-Ing. Bauer
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Oerlikon Barmag AG
Original Assignee
Barmag AG
Barmag Barmer Maschinenfabrik AG
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Publication date
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D02—YARNS; MECHANICAL FINISHING OF YARNS OR ROPES; WARPING OR BEAMING
    • D02J—FINISHING OR DRESSING OF FILAMENTS, YARNS, THREADS, CORDS, ROPES OR THE LIKE
    • D02J13/00—Heating or cooling the yarn, thread, cord, rope, or the like, not specific to any one of the processes provided for in this subclass

Definitions

  • the invention relates to a heating device for a crimping machine, in particular false crimping machine or air jet texturing machine, for continuous hot air treatment in the textured thermoplastic threads according to the preamble of claim 1.
  • thermoplastic threads in crimping machines are known, in which the threads are passed through tubular closed heating zones. This is the case with crimping machines with only a single heater for heat-fixing the threads in the production of HE games (high elasticity), in which the heater is arranged in front of the false twister or the like, but it is preferred with crimping machines with a heating device in front of and behind the false twister, these machines being used for the production of set games, the elongation of which is substantially reduced by heat stabilization and shrinking treatment in the presence of a thread tension.
  • HE games high elasticity
  • the heaters are usually electric, e.g. by resistance heating or by hot air or suitable liquid or vapor heating media, heated from the outside.
  • DE-PS 23 48 371 may be mentioned here, in which, in addition to curved contact heating rails, convection heating devices for crimping machines are also described, which are heated by a condensing organic heat transfer medium.
  • the object of the invention is to make the heat treatment more effective than before and to reduce the heat requirement for the same production quantity with the aim of achieving better heat transfer from the air to the threads.
  • fresh air is blown into the thread channel. This is done in that one or more air inlet openings are arranged on top of or directly above the thread channel.
  • the fresh air has the advantage over blown hot air that it is available everywhere, has a more uniform temperature from place to place and that pressure fluctuations that occur can be compensated for by an adjustable compressed air source. It has now been found that the anticipated cooling of the thread by the fresh air blown in is outweighed by a considerably improved heat transfer.
  • the fresh air stream is preferably supplied through an injector nozzle located on the thread channel before the start of the heating zone.
  • the fresh air flow first arrives via an air supply duct in a ring duct, which leads around the thread duct in a plane that is perpendicular to the axis of the thread duct. From this ring duct, one or more overflow ducts lying on a cone jacket emerge, which open diagonally into the thread duct. They open onto a shoulder with which the narrow entrance area of the thread channel merges into the further area of the thread channel, which is heated.
  • the injector nozzle can consist of two parts with an adjustable, conical upper nozzle part and a fixed nozzle block sitting on the thread channel.
  • the thread conveys a large amount of ambient air into the thread channel, since this ambient air surrounds the thread as an insulating sleeve.For this reason, the input part of the thread channel or the injector nozzle is narrowed, so that the ambient air entrained by the thread on Entrance of the thread channel is stripped.
  • the metering of the supplied fresh air flow can be done on the one hand by means of a solenoid valve on the central fresh air supply pipe and on the other hand by means of a metering device on each injector, e.g. by adjusting the adjustable, conical upper nozzle part.
  • the heated thread channel is advantageously equipped with knobs, beads, rings or the like over the entire circumference and the entire length. This further promotes heat transfer to the thread.
  • the fixing effect of the heating device could be significantly improved, and a high quality and uniformity of the crimp threads with high production output was achieved
  • Fig. 1 shows a longitudinal section of the heating device - (partially) with the injector nozzle.
  • the heating device for a crimping machine has a plurality of thread guide tubes.
  • an injector nozzle can be placed on each of these thread guide tubes.
  • the structure is described schematically on an injector nozzle with a subsequently heated thread guide tube.
  • the injector nozzle consists of a fixed nozzle block 1, which is seated on the heated part of the thread channel, and of the adjustable, conical upper nozzle part 2.
  • the nozzle opens into a thread channel 3 through which the thread (not shown) runs in the direction of rotation 4.
  • the thread channel 1 widens on the shoulder 5, with which the narrow part of the thread channel merges into the enlarged heated area 6.
  • an overflow channel which surrounds the thread channel in a conical shape, meets the thread channel.
  • An upstream of the overflow channel 7 is an annular channel 8, which leads in a plane perpendicular to the thread channel axis around the thread channel area.
  • the ring channel 8 merges into the overflow channel 7 on the lower side 9 facing the thread channel.
  • the fresh air supply can be adjusted by the adjustable, upper nozzle part 2 of the injector nozzle, in that the upper nozzle part is designed as a conical screw, which in its cylindrical region 10 is tightened with a screw winch 11 is equipped on the upper adjustable nozzle part there is a flat rotary knob 12 with a setting pointer 13 on the underside, whereby the screwing depth of the adjustable nozzle part into the nozzle block can be determined and thus the width of the overflow channel 7 can be adjusted.
  • the injector nozzle is connected to a compressed air source (not shown) via pipe 14.
  • the fresh air is conveyed into the ring channel 8 at a constant temperature, preferably room temperature, via a fresh air duct 15. From the injector nozzle 1, 2, the fresh air flows with the ambient air carried by the thread into the expanded heated part of the thread channel 6, which is equipped with knobs 16 over the circumference and the entire length of the heated thread channel.
  • the heating device consists of a heating box 17, in which - in addition to several similar ones - the tube 20 is tightly welded at the upper and lower ends.
  • the tubes are arranged essentially vertically.
  • a thread guide tube 18 is inserted into each tube 20, through which the thread passes during its heat treatment. This removes the heat from the heat transfer medium in the heating box, e.g. Saturated steam, transmitted via the tube gap 19 to the thread guide tube 18, care being taken to ensure good heat transfer from the tube gap 19 to the thread guide tube 18. The heat is transferred to the thread from the thread guide tube.
  • the heat transfer medium in the heating box e.g. Saturated steam
  • the diagram according to FIG. 2 shows, as a test result on the ordinate, the crimping of a wrongly textured and then heat-fixed thread.
  • the heat was fixed in a test with and in a test without fresh air injection without changing other test parameters.
  • the diagram shows the curl (DIN 53840) on the ordinate and the fresh air consumption of the nozzle on the abscissa. It becomes clear that with increased fresh air injection a significantly better crimping behavior of the threads is achieved than without air supply. The improvement occurs in the test facility from around 0.5 standard cubic meters per hour of fresh air injection. It has thus been proven that the heat transfer to the thread in the thread guide tube is considerably improved by blowing in fresh air, as a result of which a substantially better fixing effect of the threads is achieved. By optimizing the thread channel and the injector nozzle, the effective fresh air throughput can be further reduced.
  • the invention unexpectedly improves the heating of a thread by blowing in air which is at a much lower temperature than the thread temperature to be generated.
  • the blown air has a temperature of e.g. only 20 ° C.
  • the improvement is likely to be achieved by the blown air destroying the air flow carried by the thread and which surrounds the thread like an insulation jacket.
  • the air can be directed as a sharp jet vertically or obliquely onto the thread.
  • the air can also be blown into the entrance area of the heating tube by means of an injector.
  • the injector is designed so that the air flow (s) expand when they enter the heating tube and thus lead to turbulence.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Yarns And Mechanical Finishing Of Yarns Or Ropes (AREA)
  • Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

Eine Heizeinrichtung für eine Kräuselmaschine weist ein an seinem Außenumfang beheiztes Fadenführungsrohr (3) auf, das senkrecht oder schräg angeordnet ist. Zur Verbesserung des Wärmeübergangs auf den laufenden Faden ist auf die Fadeneinlaufseite eine Luftdüse (1, 2) gesetzt, durch die Frischluft, vorzugsweise Umgebungsluft in das Fadenlaufrohr eingeblasen wird.

Description

  • Gegenstand der Erfindung ist eine Heizeinrichtung für eine Kräuselmaschine, insbesondere Falschzwimkräuselmaschine oder Luftstrahltexturiermaschine, zum kontinuierlichen HeißluftbehandeIn der texturierten thermoplastischen Fäden nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Es sind verschiedene Heizeinrichtungen zum HeißluftbehandeIn von thermoplastischen Fäden in Kräuselmaschinen bekannt, bei denen die Fäden durch rohrförmige geschlossene Heizzonen geführt werden. Dies ist der Fall bei Kräuselmaschinen mit nur einem einzigen Heizer für die Wärmefixierung der Fäden bei der Herstellung von HE-Gamen (high elasticity), bei denen der Heizer vor dem Falschdrallgeber oder dergleichen angeordnet ist Bevorzugt ist es aber der Fall bei Kräuselmaschinen mit einer Heizeinrichtung vor und hinter dem Falschdrallgeber, wobei diese Maschinen zur Herstellung von Set-Gamen verwendet werden, deren Dehnung durch eine Wärmestabilisierung und Schrumpfbehandlung bei einer vorliegenden Fadenspannung wesentlichen verringert wird.
  • Die Heizeinrichtungen werden üblicherweise elektrisch, z.B. durch Widerstandsheizung oder durch Heißluft bzw. geeignete flüssige oder dampfförmige Heizmedien, von außen beheizt Lediglich beispielsweise sei hier die DE-PS 23 48 371 genannt, in der neben gekrümmten Kontaktheizschienen auch Konvektionsheizeinrichtungen für Kräuselmaschinen beschrieben sind, die durch einen kondensierenden organischen Wärmeträger beheizt werden.
  • Die Heizwirkung derartiger sog. "Röhrchenheizer" ist im Bereich praktikabler Längen proportional zu ihrer Länge. Bei hohen Gamgeschwindigkeiten kann die erforderliche Röhrchenlänge in dem verfügbaren Platz nicht untergebracht werden. Zur Verbesserung wurde vorgeschlagen, Heißluft in die Röhrchen einzuleiten (DE-OS 33 06 459). Hierzu ist ein hoher maschineller Aufwand notwendig und es treten Energieverluste auf- Temperaturdifferenzen von Stelle zu Stelle sind zu erwarten, falls die eingeleitete Heißlufttemperatur Unterschiede von Stelle zu Stelle aufweist
  • Durch die Erfindung wird die Aufgabe gelöst, die Wärmebehandlung wirkungsvoller als bisher zu gestalten und den Wärmebedarf bei gleicher Produktionsmenge zu verringern mit dem Ziel, einen besseren Wärmeübergang von der Luft auf die Fäden zu erzielen. Hierzu wird Frischluft in den Fadenkanal eingeblasen. Dies geschieht dadurch, daß oben am oder unmittelbar über dem Fadenkanal ein oder mehrere Luftzutrittsöffnungen angeordnet sind. Die Frischluft hat den Vorteil gegenüber eingeblasener Heißluft daß sie überall verfügbar ist, eine gleichmäßigere Temperatur von Stelle zu Stelle aufweist und daß auftretende Druckschwankungen durch eine einstellbare Druckluftquelle ausgeglichen werden können. Es wurde nun gefunden, daß die zu erwartende Kühlung des Fadens durch die eingeblasene Frischluft bei weitem aufgewogen wird durch einen erheblich verbesserten Wärmeübergang.
  • Vorzugsweise wird der Frischluftstrom durch eine vor dem Beginn der Heizzone auf dem Fadenkanal sitzende tnjektordüse zugeführt. Der Frischluftstrom gelangt über eine Luftzufuhrkanal zunächst in einen Ringkanal, der in einer Ebene, die senkrecht zur Achse des Fadenkanals liegt, rings um den Fadenkanal führt Von diesem Ringkanal gehen ein oder mehrre auf einem Kegelmantel liegende Überströmkanäle aus, die schräg in den Fadenkanal münden. Sie münden auf einer Schulter, mit der der enge Eingangsbereich des Fadenkanals in den weiteren Bereich des Fadenkanals übergeht, der beheizt ist. Die tnjektordüse kann aus zwei Teilen mit einem verstellbaren, konischen oberen Düsenteil und einem festen, auf dem Fadenkanal sitzenden Düsenblock bestehen.
  • Da die Überströmöffnungen der fnjektordüse auf einer Schulter münden, mit der der enge Eingangsbereich des Fadens fast in den weiteren Endbereich übergeht, kommt es zu einer Saugströmung, die den Faden in den breitesten Teil des Fadenkanals saugt wodurch der Einfädelvorgang erleichtert wird. Zur Erleichterung des Einfädelvorgangs ist es insbesondere auch möglich, die Frischluftzufuhr zum Einfädeln zu erhöhen.
  • Andererseits ist es unerwünscht, daß der Faden eine große Menge von Umgebungsluft mit in den Fadenkanal fördert, da diese Umgebungsluft den Faden als isolierende Hülle umgibt Aus diesem Grunde ist der Eingangsteil des Fadenkanals bzw. der Injektordüse verengt, so daß die vom Faden mitgeschleppt Umgebungsluft am Eingang des Fadenkanals abgestreift wird.
  • Die Dosierung des zugeführten Frischluftstroms kann zum einen durch eine Magnetventil am zentralen Frischluftzufuhrrohr und zum anderen durch eine Dosiereinrichtung an jedem tnjektor, also z.B. durch Einstellen des verstellbaren, konischen oberen Düsenteils erfolgen.
  • Der beheizte Fadenkanal ist vorteilhaft mit Noppen, Wülsten, Ringen oder dgl. über den ganzen Umfang und die gesamte Länge ausgestattet Hierdurch wird die Wärmeübertragung auf den Fade weiter gefördert. Die Fixierwirkung der Heizeinrichtung konnte wesentlich verbessert werden, und eine hohe Qualität und Gleichmäßigkeit der Kräuselfäden bei hoher Produktionsleistung wurde erreicht
  • Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert
  • Es zeigen
    • Fig. 1 Längsschnitt der Heizeinrichtung mit Injektordüse;
    • Fig. 2 Diagramm mit Versuchsergebnissen.
  • Fig. 1 stellt einen Längsschnitt der Heizeinrichtung - (teilweise) mit der Injektordüse dar. Die Heizeinrichtung für ein Kräuselmaschine besitzt eine Vielzahl von Fadenführungsrohren. Auf jedes dieser Fadenfürungsrohre kann erfindungsgemäß eine Injektordüse aufgesetzt werden. Der Aufbau wird schematisch an einer Injektordüse mit nachfolgend beheiztem Fadenführungsrohr beschrieben. Die injektordüse besteht aus einem festen Düsenblock 1, der auf dem beheizten Teil des Fadenkanals aufsitzt, sowie aus dem verstellbaren, konusförmigen oberen Düsenteil 2. Die Düse mündet in einen Fadenkanal 3, den der Faden (nicht dargestellt) mit Laufrichtung 4 durchläuft Der Fadenkanal 1 erweitert sich auf der Schulter 5, mit der der enge Teil des Fadenkanals in den erweiterten beheizten Bereich 6 übergeht. Auf der Ebene der Schulter 5 trifft ein Überströmkanal, der kegelmanteiförmig den Fadenkanal umgibt, auf den Fadenkanal. Dem Überströmkanal 7 vorgelagert ist ein Ringkanal 8, der in einer Ebene senkrecht zur Fadenkanalachse um den Fadenkanalbereich führt. Der Ringkanal 8 geht an der unteren, zum Fadenkanal weisenden Seite 9 in den Überströmkanal 7 über. Die Frischluftzufuhr läßt sich durch den verstellbaren, oberen Düsenteil 2 der lnjektordüse einstellen, dadurch, daß der obere Düsenteil als Konusschraube ausgebildet ist, der in seinem zylindrischen Bereich 10 mit einem Schraubengewinde 11 ausgestattet ist Am oberen verstellbaren Düsenteil befindet sich ein flacher Drehknopf 12 mit einem Stellzeiger 13 an der Unterseite, wodurch die Eindrehtiefe des verstellbaren Düsenteils in den Düsenblock festgestellt werden kann und somit die Weite des Überströmkanals 7 eingestellt werden kann. Die Injektordüse ist an einer Druckluftquelle (nicht dargestellt) über Rohr 14 angeschlossen. Die Frischluft wird mit konstanter Temperatur, vorzugsweise Raumtemperatur, über einen Frischluftkanal 15 in den Ringkanal 8 gefördert. Von der Injektordüse 1, 2 aus strömt die Frischluft mit der vom Faden mitgeführten Umgebungsluft in den erweiterten beheizten Teil des Fadenkanals 6, der mit Noppen 16 über den Umfang und die gesamte Länge des beheizten Fadenkanals ausgestattet ist.
  • Die Heizeinrichtung besteht aus einem Heizkasten 17, in den -neben mehreren gleichartigen anderen -das Rohr 20 am oberen und unteren Ende dicht eingeschweißt ist. Die Rohre sind im wesentlichen vertikal angeordnet. In jedes Rohr 20 ist ein Fadenführungsrohr 18 eingeschoben, durch welches der Faden während seiner Wärmebehandlung hindurchläuft. Damit wird die Wärme von dem im Heizkasten befindlichen Wärmeträger, z.B. Sattdampf, über den Rohrzwischenraum 19 auf des Fadenführungsrohr 18 übertragen, wobei auf einen guten Wärmeübergang von dem Rohrzwischenraum 19 auf das Fadenführungsrohr 18 geachtet wird. Vom Fadenführungsrohr wird die Wärme auf den Faden übertragen.
  • Das Diagramm nach Fig. 2 zeigt als Versuchsergebnis auf der Ordinate die Einkräuselung eines falschzwimtexturierten und sodann wärmefixierten Fadens. Dabei erfolgte die Wärmefixierung in einem Versuch mit und in einem Versuch ohne Frischlufteinblasung ohne Änderung weiterer Versuchsparameter. Das Diagramm zeigt auf der Ordinate die Einkräuselung (DIN 53840) und auf der Abszisse den Frischluftverbräuch der Düse. Es wird deutlich, daß mit vermehrter Frischlufteinblasung ein deutlich besseres Einkräuseiverhaiten der Fäden erreicht wird als ohne Luftzufuhr. Die Verbesserung stellt sich bei der Versuchseinrichtung ab etwa 0,5 Normkubikmeter pro Stunde Frischlufteinblasung ein. Somit ist erwiesen, daß der Wärmeübergang auf den Faden im Fadenführungsrohr durch Frischlufteinblasung erheblich verbessert wird, wodurch eine wesentliche bessere Fixierwirkung der Fäden erreicht wird. Durch Optimierung des Fadenkanals und der Injektordüse kann der wirksame Frischluftdurchsatz weiter vermindert werden.
  • Durch die Erfindung wird unerwarteterweise das Aufheizen eines Fadens verbessert durch Einblasen von Luft, die eine wesentlich geringere Temperatur hat, als die zu erzeugende Fadentemperatur. Während der Faden auf eine Temperatur von z.B. mehr als 120 °C aufgeheizt werden soll, hat die eingeblasene Luft eine Temperatur von z.B. nur 20 °C. Wahrscheinlich wird die Verbesserung dadurch erzielt, daß die eingeblasene Luft den Luftstrom zerstört, den der Faden mitschleppt und der den Faden wie ein Isolationsmantel umgibt. Hierzu kann die Luft als scharfer Strahl senkrecht oder schräg auf den Faden gerichtet werden. Wie in dem Ausführungsbeispiel kann die Luft auch mittels Injektor in den Eingangsbereich des Heizröhrchens geblasen werden. Dabei ist der Injektor so ausgelegt, daß der oder die Luftströme bei Eintritt in das Heizröhrchen expandieren und hierdurch zu Turbulenzen führen.
    • BEZUGSZEICHENAUFSTELLUNG
    • 1 fester Düsenblock
    • 2 oberes verstellbares Düsenteil
    • 3 Fadenkanal
    • 4 Laufrichtung des Fadens
    • 5 Schulter
    • 6 beheizter Bereich des Fadenkanals
    • 7 Überströmkanal
    • 8 Ringkanal
    • 9 zum Fadenkanal weisende untere Seite des Ringkanals
    • 10 Randkanten des oberen Düsenteils
    • 11 Schraubengewinde
    • 12 Drehknopf
    • 13 Stellzeiger
    • 14 Rohr
    • 15 Zuluftkanal
    • 16 Noppen
    • 17 Heizkasten
    • 18 Fadenführungsrohr, Fadenkanalrohr
    • 19 Rohrzwischenraum
    • 20 Rohr

Claims (10)

1. Heizeinrichtung für eine Kräuselmaschine, insbesondere Falschzwirnkräuselmaschine oder Luftstrahltexturiermaschine zum kontinuierlichen Heißluftbehandeln der texturierten thermoplastischen Fäden, bestehend aus einem - schrägen bzw. senkrechten Fadenführungsrohr, durch welches der Faden im wesentlichen berührungsfrei von oben nach unten geführt wird und welches außen beheizt ist,
dadurch aekennzeichnet. daß
während des laufenden Betriebs ständig von oben in Fadenlaufrichtung Frischluft in das Fadenführungsrohr eingeblasen wird.
2. Heizeinrichtung nach Anspruch 1,
dadurch aekennzeichnet, daß
die eingeblasene Luft Frischluft mit im wesentlichen Raumtemperatur ist.
3. Heizeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch aekennzeichnet, daß
eine oder mehrere Luftzutrittsöffnungen über dem Fadenführungsrohr angeordnet sind.
4. Heizeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet. daß
eine lnjektordüse dem Fadenkanalrohr vorgeschaftet ist.
5. lnjektordüse nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichne daß die Düse einstellbar ist
6. Heizeinrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet daß
die Injektordüsen einer Vielzahl von Fadenführungsrohren an einer gemeinsamen einstellbaren Druckluftquelle angeschlossen sind.
7. Heizeinrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß das Fadenführungsmhr von einem Heizkasten umgeben ist und durch Heißgas oder Heißdampf oder Sattdampf am Umfang und im wesentlichen über seine ganze Länge zwi
schen Fadenein-und -auslaß beheizt ist
8. Heizeinrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnei daß
das Fadenführungsrohr über die Länge und den Umfang mit den Querschnitt verengenden Ringen oder Noppen usw. ausgekleidet ist
9. Heizeinrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet. daß
während der Einfädelphase die Frischlufteinblasung verstärkt wird.
10. Heizeinrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet daß
bei Fadenbruch durch Betätigung eines Fadenwächters die Frischluftzufuhr abgedrosselt wird.
EP86102618A 1985-03-05 1986-02-28 Heizeinrichtung für eine Kräuselmaschine Withdrawn EP0193891A3 (de)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3507642 1985-03-05
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DE3514874 1985-04-25
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Publication Number Publication Date
EP0193891A2 true EP0193891A2 (de) 1986-09-10
EP0193891A3 EP0193891A3 (de) 1989-10-11

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US (1) US4680872A (de)
EP (1) EP0193891A3 (de)
CN (1) CN86101273B (de)

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