EP0401204A1 - Apparatus for treating tow with a liquid - Google Patents
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- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
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- B05B11/0091—Dispensing tubes movable, e.g. articulated on the sprayer
- B05B11/0094—Dispensing tubes movable, e.g. articulated on the sprayer movement of the dispensing tube controlling a valve
Definitions
- the invention relates to a device for treating fiber cables with a liquid, the device having a washing tube and an injector, and to a method for treating fiber cables using such a device.
- the fibers can be cut and suspended and passed as a staple fiber fleece on sieve belts through various bath sprinkling zones.
- a gentler and more efficient variant of the after-treatment leads the continuous fiber cable through a closed pipe system, which is flushed through by an after-treatment liquid.
- a jet pressure of the injectors of up to 3.0 bar is required.
- this “hard jet” causes fiber tears.
- Fiber tears in this area have a negative impact on further processing, but also on product quality.
- One example is the content of long fibers in the production of staple fibers: fiber tears mean that the fibers can no longer be cut reliably, so that undesirable long fibers are found in staple fibers that are to be cut to a certain length.
- the invention has set itself the task of overcoming these disadvantages and improving the device of the type mentioned in such a way that an endless fiber cable can be introduced into a washing pipe and washed through without causing fiber breaks or fiber tears.
- the injector is designed as a double injector consisting of an upper and a lower injector unit, each with a hollow nozzle needle and a nozzle assembly.
- the inner diameter of the nozzle needle and the nozzle assembly in the upper and in the lower injector unit are approximately the same and if the inner diameter of the lower injector unit is larger than the inner diameter of the upper injector unit. As a result, there is enough space in the lower injector unit that the fiber cable is surrounded by a sufficiently thick layer of liquid and is thereby protected.
- the jet pressure of the upper and the jet pressure of the lower injector unit are preferably independently adjustable.
- annular chamber is provided above each nozzle opening, into which the inflows of the moving medium open.
- the jet pressure difference between the upper and lower injector unit is 0.5-2 bar, preferably approximately 1.0 bar, and if the ratio of the amounts of liquid which are supplied by the upper and lower injector unit is between 1: 1 and 1: 5 and preferably 1: 3. It is possible to treat fiber cables consisting of 6,000 - 5,000,000 single filaments.
- FIG. 1 shows a double injector as can be used according to the invention in a device for treating fiber cables;
- Fig. 2 shows a modification thereof; and
- FIG. 3 shows the pressure conditions in the injector according to FIG. 1.
- the double injector consists of a fixed middle part 1, the upper part of which forms the nozzle assembly of the upper injector unit 2 and the lower part of which represents the nozzle needle of the lower injector unit 3.
- a tubular upper part 16 which can be moved by screws is provided as the nozzle needle for the upper injector unit 2.
- the nozzle opening 4 can be adjusted by moving this upper part 16 up and down.
- this upper part has a funnel-shaped extension 18 for receiving and guiding a fiber cable 6.
- the lower injector unit 3 consists of a likewise movable, tubular lower part 17, the uppermost part of which forms the nozzle assembly.
- the nozzle opening 5 of the lower injector unit is formed. Open laterally above the nozzle openings 4 and 5 the inflows 7 and 8 of the moving medium into annular chambers 9 and 10 before the medium comes into contact with the fiber cable under pressure through the nozzle openings 4 and 5, respectively.
- the shape of the annular chamber 9 and 10 is designed so that there is no lateral overpressure.
- the fiber bundle 6 can be drawn into the double injector very gently with a jet pressure reduced compared to the lower injector unit 3 and part of the total washing liquid.
- the fiber bundle 6 is embedded in washing liquid and fed to the lower injector unit 3.
- the lower injector unit 3 can be operated with a jet pressure which is up to 2 bar higher than that of the upper injector unit 2; the remaining amount of washing liquid is added.
- the high jet pressure no longer reaches the individual fibers, because these are surrounded by the liquid supplied in the upper injector unit 2 and thus protected.
- the desired, safe insertion of the fiber bundle into the individual washing zones can thus take place in a gentle manner.
- the funnel-shaped part which introduces the fiber cable into the double injector can additionally be equipped with pull-in aids.
- FIG. 11 represents the inflow of the rinsing liquid which, via the annular chamber 12, passes the overflow channels 13 into the nozzle annular chamber 14 and detects the fiber cable immediately after it emerges from the annular gap 15 and continues to wash it.
- the nozzle cross-sections can be changed by moving the nozzle needles in the nozzle assembly and thus the flow conditions can be optimized so that fiber breaks are excluded.
- An endless fiber cable made of HWM fibers * consisting of 530,000 filaments with a single titer of 1.7 dtex is drawn off at a speed of 25 m / min and inserted into a pipe washing system using a double injector.
- the jet pressure in the upper injector is 0.5 bar. 1000 l of acid water are pumped through per hour.
- the jet pressure in the lower injector is 1.5 bar.
- FIG 3 illustrates the flow conditions in the individual sections of the double injector, which occur in this example. For this purpose it is shown next to it.
- the fiber speed v is shown in broken lines
- the quantity of bath Q is shown in dotted lines
- the liquid velocity w is shown in broken lines.
- a squeeze roller can be provided, which causes bath separation.
- the cable can then be introduced into the next post-treatment bath using a second double injector.
- An endless fiber cable made of viscose fibers that have incorporated graphite consists of 312,000 filaments with a single titer of 5.5 dtex. It is drawn off at a speed of 25 m / min and introduced into a pipe washing system using a double injector.
- the jet pressure in the upper injector is 0.5 bar. 2000 l of acid water are pumped through per hour.
- the jet pressure in the lower injector is 2.0 bar.
- the amount of liquid is 5000 l / h.
- An endless fiber cable made of viscose-cotton type (ZS fiber production) consisting of 53,000 filaments with a single titer of 1.3 dtex is taken off at a speed of 60 m / min pulled and introduced into a pipe washing system by means of a double injector.
- the jet pressure in the upper injector is 0.7 bar. 500 l of acid water are pumped through per hour.
- the jet pressure in the lower injector is 1.5 bar.
- the amount of liquid is 1200 l / h.
- An endless fiber cable made of cellulose fibers consisting of 10,000 filaments with a single titer of 1.7 dtex is drawn off at a speed of 60 m / min and introduced into a pipe washing system using a double injector.
- the jet pressure in the upper injector is 0.5 bar. 500 l of wash water / hour are pumped through.
- the jet pressure in the lower injector is 1.0 bar.
- the amount of liquid is 5000 l / h.
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Behandlung von Faserkabeln mit einer Flüssigkeit, wobei die Vorrichtung ein Waschrohr und einenInjektor aufweist, sowie ein Verfahren zur Behandlung von Faserkabeln unter Verwendung solch einer Vorrichtung.The invention relates to a device for treating fiber cables with a liquid, the device having a washing tube and an injector, and to a method for treating fiber cables using such a device.
Zur vollständigen Entfernung von Verunreinigungen aus Fasern nach dem Spinnen ist es notwendig, diese Fasern einer Nachbehandlung zu unterwerfen.To completely remove impurities from fibers after spinning, it is necessary to subject these fibers to post-treatment.
Dazu können die Fasern geschnitten und aufgeschwemmt werden und als Stapelfaservlies auf Siebbändern durch verschiedene Badberieselungszonen hindurchgeführt werden. Eine schonendere und effizientere Variante der Nachbehandlung führt das Endlos-Faserkabel durch ein geschlossenes Rohrsystem, das von einer Nachbehandlungsflüssigkeit durchspült wird.For this purpose, the fibers can be cut and suspended and passed as a staple fiber fleece on sieve belts through various bath sprinkling zones. A gentler and more efficient variant of the after-treatment leads the continuous fiber cable through a closed pipe system, which is flushed through by an after-treatment liquid.
Gegenüber herkömmlicher Nachbehandlung ist es möglich, die Einzelfilamente innerhalb kurzer Zeit mit größeren Mengen Waschflüssigkeit in Kontakt zu bringen, sodaß eine gute Auswaschung bewirkt wird. Dieses wesentlich höhere Verhältnis Waschflüssigkeit zu Faseroberfläche kann bei herkömmlichen Siebband- und Rasternachbehandlungen nicht erreicht werden.Compared to conventional aftertreatment, it is possible to bring the individual filaments into contact with larger amounts of washing liquid within a short time, so that a good washout is achieved. This much higher ratio of washing liquid to fiber surface cannot be achieved with conventional screen belt and screen treatments.
Verfahren dieser Art sind beispielsweise in CH-PS 273 357 und US-PS 2 713 784 beschrieben. Besondere Ausführungsformen der sogenannten Rohrwäsche, wie sie unter anderem in "Chemiefasern nach dem Viskoseverfahren" K. Goetze 3884/885 (1967) beschrieben ist, verzichten auf mechanische Abziehhilfen gänzlich und spülen das Faserkabel durch das Rohrsystem hindurch. In diesem Fall erlangen Injektoren, die das Faserkabel in das Waschrohr einführen und das Faserbündel mit Nachbehandlungs flüssigkeit durchdringen und fortbewegen, eine wichtige Bedeutung.Methods of this type are described for example in CH-PS 273 357 and US-PS 2,713,784. Special embodiments of the so-called pipe washing, as described, inter alia, in "man-made fibers according to the viscose process" K. Goetze 3884/885 (1967), dispense entirely with mechanical pulling aids and rinse the fiber cable through the pipe system. In this case, injectors which insert the fiber cable into the washing tube and the fiber bundle with aftertreatment are obtained Penetrating and moving liquid is important.
Um das Faserbündel in entsprechender Weise aufzunehmen und die Produktionssicherheit zu gewähren, ist ein Strahldruck der Injektoren von bis zu 3,0 bar erforderlich. Bei empfindlichen Fasern, beispielsweise bei feinen Fasern oder solchen, die modifizierende Zusätze, wie Ruß, Pigmente oder andere anorganische Partikel enthalten, verursacht dieser "harte Strahl" Faserrisse.In order to pick up the fiber bundle in a corresponding manner and to ensure production safety, a jet pressure of the injectors of up to 3.0 bar is required. In the case of sensitive fibers, for example fine fibers or those which contain modifying additives such as carbon black, pigments or other inorganic particles, this “hard jet” causes fiber tears.
Faserrisse in diesem Bereich beeinflussen die Weiterverarbeitung, aber auch die Produktqualität in sehr negativer Weise. Als Beispiel sei der Gehalt an Langfasern bei der Herstellung von Stapelfasern erwähnt: Faserrisse bewirken, daß sich die Fasern nicht mehr zuverlässig schneiden lassen, sodaß sich in Stapelfasern, die auf eine bestimmte Länge geschnitten sein sollen, unerwünschte Langfasern befinden.Fiber tears in this area have a negative impact on further processing, but also on product quality. One example is the content of long fibers in the production of staple fibers: fiber tears mean that the fibers can no longer be cut reliably, so that undesirable long fibers are found in staple fibers that are to be cut to a certain length.
Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gemacht, diese Nachteile zu überwinden und die Vorrichtung der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß ein Endlos-Faserkabel in ein Waschrohr eingebracht und hindurchgeschwemmt werden kann, ohne Faserbrüche oder Faserrisse zu verursachen.The invention has set itself the task of overcoming these disadvantages and improving the device of the type mentioned in such a way that an endless fiber cable can be introduced into a washing pipe and washed through without causing fiber breaks or fiber tears.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Injektor als Doppelinjektor bestehend aus einer oberen und einer unteren Injektoreinheit mit jeweils einer hohlen Düsennadel und einem Düsenstock ausgebildet ist.This object is achieved in that the injector is designed as a double injector consisting of an upper and a lower injector unit, each with a hollow nozzle needle and a nozzle assembly.
Es ist zweckmäßig, wenn der Innendurchmesser der Düsennadel und des Düsenstockes in der oberen und in der unteren Injektoreinheit jeweils etwa gleich sind und wenn die Innendurchmesser der unteren Injektoreinheit größer sind als die Innendurchmesser der oberen Injektoreinheit. Dadurch ist in der unteren Injektoreinheit genug Platz vorhanden, daß das Faserkabel von einer ausreichend dicken Flüssigkeitsschicht umgeben und dadurch geschützt ist.It is expedient if the inner diameter of the nozzle needle and the nozzle assembly in the upper and in the lower injector unit are approximately the same and if the inner diameter of the lower injector unit is larger than the inner diameter of the upper injector unit. As a result, there is enough space in the lower injector unit that the fiber cable is surrounded by a sufficiently thick layer of liquid and is thereby protected.
Vorzugsweise sind der Strahldruck der oberen und der Strahldruck der unteren Injektoreinheit unabhängig einstellbar.The jet pressure of the upper and the jet pressure of the lower injector unit are preferably independently adjustable.
Es ist zweckmäßig, wenn oberhalb jeder Düsenöffnung eine ringförmige Kammer vorgesehen ist, in die die Zuflüsse des bewegten Mediums münden.It is expedient if an annular chamber is provided above each nozzle opening, into which the inflows of the moving medium open.
Beim Betrieb dieser Vorrichtung ist es zweckmäßig, wenn die Strahldruckdifferenz zwischen oberer und unterer Injektoreinheit 0,5 - 2 bar, vorzugsweise etwa 1,0 bar beträgt und wenn das Verhältnis der Flüssigkeitsmengen, die durch die obere und untere Injektoreinheit zugeführt werden, zwischen 1:1 und 1:5 liegt und vorzugsweise 1:3 beträgt. Es ist möglich, Faserkabel bestehend aus 6 000 - 5 000 000 Einzelfilamenten zu behandeln.When operating this device, it is expedient if the jet pressure difference between the upper and lower injector unit is 0.5-2 bar, preferably approximately 1.0 bar, and if the ratio of the amounts of liquid which are supplied by the upper and lower injector unit is between 1: 1 and 1: 5 and preferably 1: 3. It is possible to treat fiber cables consisting of 6,000 - 5,000,000 single filaments.
Anhand der Figuren soll ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert werden. Fig. 1 zeigt einen Doppelinjektor, wie er erfindungsgemäß in einer Vorrichtung zur Behandlung von Faserkabeln eingesetzt werden kann; Fig. 2 zeigt eine Abwandlung davon; und Fig. 3 zeit die Druckverhältnisse im Injektor gemäß Fig. 1.An embodiment of the invention will be explained in more detail with reference to the figures. 1 shows a double injector as can be used according to the invention in a device for treating fiber cables; Fig. 2 shows a modification thereof; and FIG. 3 shows the pressure conditions in the injector according to FIG. 1.
Der Doppelinjektor besteht aus einem feststehenden Mittelteil 1, dessen oberer Teil den Düsenstock der oberen Injektoreinheit 2 bildet und dessen unterer Teil die Düsennadel der unteren Injektoreinheit 3 darstellt. Als Düsennadel für die obere Injektoreinheit 2 ist ein durch Schrauben bewegbares rohrförmiges Oberteil 16 vorgesehen. Die Düsenöffnung 4 kann durch Auf- und Abbewegen dieses Oberteiles 16 eingestellt werden. Am obersten Ende weist dieser Oberteil eine trichterförmige Erweiterung 18 zur Aufnahme und Führung eines Faserkabels 6 auf. Die untere Injektoreinheit 3 besteht aus einem ebenfalls beweglichen, rohrförmigen Unterteil 17, dessen oberster Teil den Düsenstock bildet.The double injector consists of a
Gemeinsam mit dem als Düsennadel ausgebildeten, feststehenden Mittelteil 1 wird die Düsenöffnung 5 der unteren Injektoreinheit gebildet. Seitlich oberhalb der Düsenöffnungen 4 und 5 münden die Zuflüsse 7 und 8 des bewegten Mediums in ringförmige Kammern 9 und 10, bevor das Medium durch die Düsenöffnung 4 bzw. 5 unter Druck mit dem Faserkabel in Berührung gelangt. Die Form der Ringkammer 9 und 10 ist so ausgelegt, daß kein seitlicher Überdruck zustande kommt.Together with the
Mittels der oberen Injektoreinheit 2 kann das Faserbündel 6 mit einem gegenüber der unteren Injektoreinheit 3 reduzierten Strahldruck und einem Teil der Gesamtwaschflüssigkeit sehr schonend in den Doppelinjektor eingezogen werden. Dabei wird das Faserbündel 6 in Waschflüssigkeit gebettet und der unteren Injektoreinheit 3 zugeführt.By means of the
Die untere Injektoreinheit 3 kann mit einem bis zu 2 bar gegenüber der oberen Injektoreinheit 2 erhöhten Strahldruck betrieben werden; dabei wird die restliche Waschflüssigkeitsmenge zugeführt.The
Der hohe Strahldruck erreicht nun nicht mehr die einzelnen Fasern, denn diese sind mit der in der oberen Injektoreinheit 2 zugeführten Flüssigkeit umgeben und dadurch geschützt.The high jet pressure no longer reaches the individual fibers, because these are surrounded by the liquid supplied in the
Somit kann das gewünschte, sichere Einführen des Faserbündels in die einzelnen Waschzonen in schonender Weise erfolgen.The desired, safe insertion of the fiber bundle into the individual washing zones can thus take place in a gentle manner.
Unterhalb des in Fig. 1 dargestellten Doppelinjektors schließt dann das eigentliche Waschrohr an; da dieses zum Stand der Technik gehört, wurde es zur Vereinfachung nicht dargestellt.The actual washing pipe then connects below the double injector shown in FIG. 1; since this is part of the prior art, it has not been shown for the sake of simplicity.
In einer besonderen Ausführungsform des Doppelinjektors kann der trichterförmige Teil, der das Faserkabel in den Doppelinjektor einbringt, zusätzlich mit Einzugshilfen ausgestattet sein.In a special embodiment of the double injector, the funnel-shaped part which introduces the fiber cable into the double injector can additionally be equipped with pull-in aids.
In Fig. 2 ist eine beispielhafte Ausführungsform dieser Art dargestellt. 11 stellt den Zulauf der Spülflüssigkeit dar, die über die Ringkammer 12 die Überströmkanäle 13 in die Düsenringkammer 14 gelangt und unmittelbar nach Austritt aus dem Ringspalt 15 das Faserkabel erfaßt und weiterschwemmt.An exemplary embodiment of this type is shown in FIG. 11 represents the inflow of the rinsing liquid which, via the
Bei Wechsel der Faserart im Kabel können die Düsenquerschnitte durch Verschieben der Düsennadeln im Düsenstock verändert und damit die Strömungsverhältnisse optimiert werden, sodaß Faserbrüche ausgeschlossen sind.When changing the type of fiber in the cable, the nozzle cross-sections can be changed by moving the nozzle needles in the nozzle assembly and thus the flow conditions can be optimized so that fiber breaks are excluded.
* Anmerkung: diese Fasern heißen auch Modal-Fasern. Sie haben einen hohen Naßmodul (HWM = heigh wet modulas), d. h. sie reißen auch im nassen Zustand nicht.
* Note: these fibers are also called modal fibers. They have a high wet modulus (HWM = heigh wet modulas), ie they do not tear even when wet.
Ein Endlos-Faserkabel aus HWM-Fasern*bestehend aus 530.000 Filamenten mit einem Einzeltiter von 1,7 dtex wird mit einer Geschwindikgkeit von 25 m/min abgezogen und mittels eines Doppelinjektors in ein Rohrwaschsystem eingebracht.An endless fiber cable made of HWM fibers * consisting of 530,000 filaments with a single titer of 1.7 dtex is drawn off at a speed of 25 m / min and inserted into a pipe washing system using a double injector.
Der Strahldruck im oberen Injektor beträgt 0,5 bar. Es werden 1000 l Sauerwasser/Stunde durchgepumpt.The jet pressure in the upper injector is 0.5 bar. 1000 l of acid water are pumped through per hour.
Der Strahldruck im unteren Injektor beträgt 1,5 bar. Die Flüssigkeitsmenge 3000 l/h.The jet pressure in the lower injector is 1.5 bar. The amount of liquid 3000 l / h.
Die Fig. 3 veranschaulicht die Strömungsverhältnisse in den einzelnen Abschnitten des Doppelinjektors, die bei diesem Beispiel auftreten. Zu diesem Zweck ist dieser nochmals daneben dargestellt.3 illustrates the flow conditions in the individual sections of the double injector, which occur in this example. For this purpose it is shown next to it.
Die Fasergeschwindigkeit v ist strichliert, die Badmenge Q punktiert und die Flüssigkeitsgeschwindigkeit w strichpunktiert dargestellt.The fiber speed v is shown in broken lines, the quantity of bath Q is shown in dotted lines and the liquid velocity w is shown in broken lines.
Am Ende der ersten Waschzone kann eine Abquetschwalze vorgesehen sein, die eine Bädertrennung bewirkt. In das nächste Nachbehandlungsbad kann das Kabel dann durch einen zweiten Doppelinjektor eingebracht werden.At the end of the first washing zone, a squeeze roller can be provided, which causes bath separation. The cable can then be introduced into the next post-treatment bath using a second double injector.
Ein Endlos-Faserkabel aus Viskosefasern, die Graphit inkorporiert haben, besteht aus 312.000 Filamenten mit einem Einzeltiter von 5,5 dtex. Es wird mit einer Geschwindigkeit von 25 m/min abgezogen und mittels eines Doppelinjektors in ein Rohrwaschsystem eingebracht.An endless fiber cable made of viscose fibers that have incorporated graphite consists of 312,000 filaments with a single titer of 5.5 dtex. It is drawn off at a speed of 25 m / min and introduced into a pipe washing system using a double injector.
Der Strahldruck im oberen Injektor beträgt 0,5 bar. Es werden 2000 l Sauerwasser/Stunde durchgepumpt.The jet pressure in the upper injector is 0.5 bar. 2000 l of acid water are pumped through per hour.
Der Strahldruck im unteren Injektor beträgt 2,0 bar. Die Flüssigkeitsmenge beträgt 5000 l/h.The jet pressure in the lower injector is 2.0 bar. The amount of liquid is 5000 l / h.
Ein Endlos-Faserkabel aus Viskosefasern-Baumwolltype (ZS-Faserproduktion) bestehend aus 53.000 Filamenten mit einem Einzeltiter von 1,3 dtex wird mit einer Geschwindigkeit von 60 m/min abge zogen und mittels eines Doppelinjektors in ein Rohrwaschsystem eingebracht.An endless fiber cable made of viscose-cotton type (ZS fiber production) consisting of 53,000 filaments with a single titer of 1.3 dtex is taken off at a speed of 60 m / min pulled and introduced into a pipe washing system by means of a double injector.
Der Strahldruck im oberen Injektor beträgt 0,7 bar. Es werden 500 l Sauerwasser/Stunde durchgepumpt.The jet pressure in the upper injector is 0.7 bar. 500 l of acid water are pumped through per hour.
Der Strahldruck im unteren Injektor beträgt 1,5 bar. Die Flüssigkeitsmenge beträgt 1200 l/h.The jet pressure in the lower injector is 1.5 bar. The amount of liquid is 1200 l / h.
Ein Endlos-Faserkabel aus Zellulosefasern bestehend aus 10.000 Filamenten mit einem Einzeltiter von 1,7 dtex wird mit einer Geschwindigkeit von 60 m/min abgezogen und mittels eines Doppelinjektors in ein Rohrwaschsystem eingebracht.An endless fiber cable made of cellulose fibers consisting of 10,000 filaments with a single titer of 1.7 dtex is drawn off at a speed of 60 m / min and introduced into a pipe washing system using a double injector.
Der Strahldruck im oberen Injektor beträgt 0,5 bar. Es werden 500 l Waschwasser/Stunde durchgepumpt.The jet pressure in the upper injector is 0.5 bar. 500 l of wash water / hour are pumped through.
Der Strahldruck im unteren Injektor beträgt 1,0 bar. Die Flüssigkeitsmenge beträgt 5000 l/h.The jet pressure in the lower injector is 1.0 bar. The amount of liquid is 5000 l / h.
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