WO1984002359A1 - Heating chamber for continuous filaments - Google Patents

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WO1984002359A1
WO1984002359A1 PCT/EP1983/000335 EP8300335W WO8402359A1 WO 1984002359 A1 WO1984002359 A1 WO 1984002359A1 EP 8300335 W EP8300335 W EP 8300335W WO 8402359 A1 WO8402359 A1 WO 8402359A1
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WO
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thread
heating chamber
chamber according
insert
channel
Prior art date
Application number
PCT/EP1983/000335
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English (en)
French (fr)
Inventor
Walter Runkel
Erich Lenk
Karl Bauer
Original Assignee
Barmag Barmer Maschf
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Priority claimed from DE19833308251 external-priority patent/DE3308251A1/de
Application filed by Barmag Barmer Maschf filed Critical Barmag Barmer Maschf
Priority to DE8484900279T priority Critical patent/DE3372793D1/de
Publication of WO1984002359A1 publication Critical patent/WO1984002359A1/de

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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
    • D02J13/001—Heating or cooling the yarn, thread, cord, rope, or the like, not specific to any one of the processes provided for in this subclass in a tube or vessel
    • 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
    • D02J13/005—Heating or cooling the yarn, thread, cord, rope, or the like, not specific to any one of the processes provided for in this subclass by contact with at least one rotating roll

Definitions

  • the invention relates to a heating chamber for running threads.
  • This heating chamber is suitable for the treatment of a thread with saturated water vapor (saturated steam) under increased pressure.
  • the advantage of heat treating a running thread, in particular multifilament chemical thread with saturated steam instead of strongly overheated steam or hot air is that the saturated steam has a large latent heat content (heat of vaporization). Because of the very high heat transfer coefficients in the case of condensation - in contrast to convection, radiation or direct heat conduction - strong heating of the thread at high thread speeds and short dwell times is made possible. Saturated steam treatment also results in an even temperature distribution and good temperature stability over the entire length of the treatment section.
  • the treatment section can also be specified as required by interconnecting several treatment chambers, since the required uniformity and consistency of the treatment temperature for several treatment chambers can be guaranteed by adjusting the pressure and by equalizing the pressure between the treatment chambers - with simultaneous removal of inert components.
  • the losses at the entrance and at the exit of the treatment section can be kept low and lower than with comparable air heating sections if the thread entry and thread exit locks are designed accordingly.
  • the thread is cooled at the thread outlet by evaporating the previously condensed water. If necessary, the thread can be additionally moistened in the area of the thread outlet.
  • Heating chambers with saturated steam treatment are therefore particularly suitable for those thread treatments in which a large amount of heat has to be transferred to the thread at a high thread speed within a relatively short dwell time and then immediately removed again, as is the case, for example, with synthetic fibers in spinning processes, spin stretching processes, spin texturing. or spin-draw texturing processes and draw-texturing, draw-twist, draw-winding and other drawing processes.
  • Gap seals are indeed suitable. With them, a large gap length causes a sufficiently large reduction in losses. However, with increasing gap length and small gap width, threading, in particular pneumatic threading, becomes an insurmountable problem.
  • the thread channel of the heating chamber is formed between two parts which are easy to manufacture in terms of production technology and which lie in their operating position with their surfaces on top of one another and are movable relative to one another between the operating position and a threading position.
  • the surfaces are adapted to each other so that by the ge between them formed a tight joint, the saturated steam does not escape even at high pressure (closing surfaces).
  • the thread guiding gap is formed by the fact that each surface has a recess, groove, step or similar warp perpendicular or transverse to the direction of movement, which extend along the thread path and are straight or curved, but overlap in their geometric shape.
  • warps of the surfaces form in one relative position of the surfaces a wide gap suitable for inserting the thread and also for pneumatic threading or an insertion slot (threading position) and in the other relative position a narrow thread guide gap, which is particularly narrow in the thread inlet and thread outlet it is enough to avoid impermissible pressure losses in the heating chamber, and it is shaped in such a way that a targeted pressure reduction occurs along the gap (operating position).
  • the thread channel that arises in the operating position has a gap width of, for example, 0.2 to 0.5 mm width, in particular at the thread inlet and / or thread outlet, so that a running thread can be guided undisturbed, but the losses of the heating medium are low.
  • the gap width in particular in the thread outlet area, can vary over the gap length.
  • Relaxation chambers or vacuum chambers can also be connected to the gap in order to obtain a specific pressure relaxation gradient along the thread path. When dimensioning the gap width, the diameter and the number of threads guided in a thread channel are taken into account within certain limits.
  • the thread channel In the threading position, in which the heating chamber is out of operation and is not under pressure, the thread channel is expanded in an embodiment of the heating chamber, in which each of the closing surfaces has a groove or a step, so that pneumatic threading of the thread is readily possible is.
  • the thread channel In another embodiment of the heating chamber, the thread channel is in the threading position on one long side opened so that an insertion gap is created through which a running thread - transverse to its direction of movement - can be inserted into the thread channel from the side.
  • the heating chamber can be provided with recesses in the central region of its gap length, so that the clear width of the thread channel widens here. This can be useful to allow some ballooning of the thread and / or to avoid or reduce wall friction of the thread.
  • the surfaces can be flat or slightly curved in the thread running direction and / or curved transversely to the thread running direction.
  • the surfaces of a body do not necessarily have to lie in one plane. They can also lie on two levels that intersect in the area of the fault and form a step.
  • the gap width of the thread channel is about 0.2 to 0.3 mm, which means a thread of 167 dtex without harmful wall friction with only minor losses and a gap length of only 60 mm at temperatures of 220 ° C, corresponding to a pressure of 24 bar can be treated with saturated steam.
  • this problem of instability could be solved for a wide range of operating conditions by the measures specified in claim 1.
  • this solution has the advantage that it becomes possible to apply sufficient contact forces between the closing surfaces in order to avoid impermissible losses of the saturated steam or inadmissible drop in the saturated steam pressure.
  • the decisive advantage is that at least one of the bodies on its front and back is exposed to the heating medium in a defined area opposite the thread channel, so that in addition to the pressure, there is also heating from the back and thus an equalization of the temperature results.
  • the thread channel due to its small width, has only such a small surface area that the amount of heat required to heat the heating chamber and to compensate for the heat losses cannot be transmitted through this surface.
  • the provision of an additional heating surface from the rear with the same heating medium and the same heating pressure, i.e. with the same temperature not only causes additional compensation for heat losses, but also makes the temperature more uniform over the cross-section of the heating chamber.
  • the heating chamber consists of an outer, rigid body which encloses an inner body in the form of a jacket.
  • It can be, for example, a rigid outer tube that surrounds an inner cylinder as a jacket.
  • it can also be a - in cross section - U-shaped rigid Act housing, between whose parallel flanks one or more plates are stacked one on top of the other, the thread channel being formed between the plates and / or between a plate and an inner wall of the housing.
  • the pressure zone to which saturated steam is applied also serves to heat the housing.
  • the measure according to the invention also makes it possible to manufacture inner bodies and outer bodies with greater tolerances.
  • the heat transfer takes place on the one hand through metallic contact between the inner body and the outer body, but on the other hand in the areas in which a metallic contact does not take place due to play, through condensation of the saturated steam, on the walls of the inner body on the one hand and of the outer body on the other . This ensures that the inner body and outer body are heated to the same temperature without any special regulation being necessary for this.
  • the area of the pressure zone that is effective for the contact pressure is made as large as the area parallel to it in the heating area of the thread channel.
  • the pressure forces exerted on the body in the heating area and in the pressing zone are balanced, so that the body between the heating area and the Pressure zone floats.
  • the area of the pressure zone which is effective for the pressing force is larger than the area of the heating area, so that the closing surfaces which enclose the thread channel do not have to be pressed against one another by an additional force.
  • the heating chamber according to the invention can be formed between two plates, each of which is provided with an identical step, the thread channel being enclosed by the steps. In this case, the saturated steam also exerts a force perpendicular to the steps during operation. Therefore, the pressing force caused by the pressing zone should cause a frictional force that is greater than these opening forces.
  • the two bodies forming the heating chamber have an essentially identical, high temperature in the region of the thread channel.
  • the heat transfer on the front of one body is not limited to the narrow thread channel.
  • sealing lips are arranged on both sides and along the thread channel, which are spaced apart and define a sealing area.
  • the sealing lips are preferably inserted in grooves, the upper edge of which they protrude slightly in the area of their elasticity in such a way that by pressing the closing surfaces with the intended contact force the closing surfaces essentially receive surface contact or form a close joint, into which saturated steam penetrates and both closing surfaces are heated up evenly .
  • a defined heating zone is created on both sides of the thread channel in this parting line.
  • the success of this measure has shown that the surface of the thread channel is not large enough to transmit the heat required to heat the heating chamber.
  • the heating zone material surrounding the thread channel can be heated by the heating zone surrounding the thread channel. This happens in that saturated steam can penetrate into the parting line between the closing surfaces, which condenses there and in the process gives off its heat of condensation via the closing surfaces enclosed by the sealing strips to the two bodies delimiting the thread channel.
  • a defined heating of the interfaces is effected on the front and on the back of at least one of the bodies. This is particularly advantageous if one body surrounds the other in the form of a jacket and the inner body contains the thread groove and the heating zone on one side and the pressure zone on the other side.
  • the outer body is also heated at two points.
  • further heating areas can be present in one or both bodies.
  • the task of keeping the temperature gradient within the heating device small, in particular when heating up, is also further served by the fact that at least one of the two bodies, preferably the immobile body, has a preheating channel - also called “detour channel” in the context of this application - which is preferably extends along the heating chamber and which is also fed with saturated steam.
  • the heating chamber can be connected to a saturated steam generator in such a way that the saturated steam first enters the preheating duct and from there into the thread duct and into the pressing zone on the other hand.
  • a valve can be provided between the preheating duct and the heating chamber.
  • the preheating duct is charged in its upper region, it being added that the preheating duct is preferably arranged obliquely or vertically.
  • the discharge between the preheating channel and the heating chamber is also in the upper area of the preheating duct. This creates a sack below the inlet and outlet, in which condensates and non-condensable vapors and air collect.
  • the lower part of the preheating channel is equipped with a drain, a sluice, aperture, gap opening or valve device for draining condensed water, air, inert gases, etc.
  • the outlet is preferably connected to a condensate collector.
  • preheating channels are that they increase the contact area required for the heat transfer from the saturated steam to the heating chamber.
  • the heat transfer to the heating chamber is further promoted by the fact that the surface distortion forming the thread channel, such as thread guide groove, is formed in an insert which is inserted into an insert groove of a body forming the heating chamber.
  • This insert can then be charged with saturated steam on its back.
  • the sealing area of the back is preferably larger in area than the sealing area on the closing surface of the insert, so that the insert is pressed against the shooting surface of the other body.
  • the sealing areas on the front and back of the insert are of the same size.
  • the inserts also have the advantage that they can be made of particularly wear-resistant material and that they can be easily replaced when worn or to change to another thread titer.
  • 1 - 3 show the longitudinal and cross-section of an embodiment with inner cylinder and outer cylinder
  • FIG. 9, 10 cross section and view of an embodiment with inserts in the pressure zone
  • FIG. 11 shows a longitudinal section of an exemplary embodiment with steam supply and condensate discharge
  • Fig. 12 - 14 cross sections through designs in plate construction
  • the embodiment of a heating chamber according to FIGS. 1 to 3 has the inner body 6, which is fixedly connected to the flange 3, and the outer body 4 with a handle 13 rotatably arranged around it.
  • the inner body 6 has the thread guide groove 10 over its entire length .
  • This thread guide groove is expanded in the central region 19 in the circumferential direction and in depth, so that there is an expanded thread channel in which the thread can move, swing or balloon without touching the walls.
  • Longitudinal seals 25 are provided on both sides of the thread guide groove 10 on the inner body 6, which seal the thread channel in the circumferential direction.
  • transverse seals 34 are also provided at the thread inlet and thread outlet.
  • These cross seals can be O-shaped sealing strips that extend from one longitudinal seal to another. However, it can also be an O-ring, which surrounds the entire inner part 6. Longitudinal and transverse seals are inserted in the grooves of the inner body. The depth of the grooves is less than the thickness of the sealing strips. Due to the pressure exerted by the rigid outer body, the sealing strips are pressed together so that they separate the joint between the
  • the inner body 6 has a central bore 27 which is closed at the top and communicates with the connecting tube 28 at the bottom. Through the connecting pipe 28, the bore 27 with pressurized saturated steam loaded.
  • the bore 27 is connected to the thread guide groove 10, in particular its central region 19 through holes 29. The water vapor can escape through the holes 29 into the enlarged central region 19 of the thread guide groove 10.
  • the cylindrical inner part 6 is surrounded by a cylindrical outer part 4, which has an insertion gap 32 for the thread. Instead, the outer part 4 can have a groove which is introduced into the inner jacket and the flanks of which run gently from the bottom of the groove onto the inner jacket.
  • the outer part 4 is covered by bandages 33 to increase the strength.
  • the outer part 4 can be rotated by means of a handle 13. In the position shown in FIG.
  • the insertion slot 32 opens radially on the thread guide groove 10. It should be mentioned that the insertion slot can also be directed secantially to tangentially.
  • the jacket is rotated so that the thread guide groove 10 is covered by the inner circumference of the jacket 4.
  • the thread guide groove 10 is limited by the inner wall of the outer body 4 to a very narrow thread channel, which prevents uneconomically large amounts of the pressure medium from escaping.
  • the gap width of the thread channel in the end regions of the heating chamber is of the order of less than 0.5 mm and is adapted to the number and thickness (denier) of the threads treated in the thread channel.
  • the inner part has on its rear side the longitudinal seals 35 shown in FIGS. 2 and 3 as well as transverse seals not visible here (corresponding to the transverse seal 34 on the front side) each at the thread entrance and thread exit.
  • the area between these longitudinal seals 35 and their transverse seals is fed with the saturated steam from tube 27 via line 36. Since the secantial distance between the longitudinal seals 35 on the rear of the inner part 6 is greater than the secantial distance of the sealing strips 25 on the front of the inner part 6, the vapor pressure presses the movable outer part 4 against the longitudinal seals 25 in the operating position according to FIG. 3 the front in the direction of the arrow 37.
  • a saturated steam cushion is thus created on the back of the inner part 6 in the joint between the inner part and the outer part in a surface area (pressure zone) which is larger than the heating zone.
  • the area of the thread channel and the sealing strips is created and, on the other hand, the rear of the inner part and in particular the outer part is directly heated by saturated steam.
  • the saturated steam is under the operating pressure, so that the heating temperature of the pressure zone is equal to the heating temperature of the heating zone.
  • the cylindrical inner part 6 is in turn firmly attached to the flange 3.
  • the outer part 4 is in turn designed as a rotatable jacket 4 provided with an insertion gap 32.
  • the insertion gap 32 opens into the thread guide groove 10 in one rotational position (not shown). In the other rotational position shown in FIGS. 5 and 6, the jacket 4 covers the thread guide groove.
  • a groove 38 (insert groove) running through from top to bottom is made in the inner part 6 and preferably has the same width and depth over its entire length.
  • Insert pieces 39 and 40 are inserted into the insert groove 38.
  • the inserts 39 form the thread input part and thread output part and have a narrow thread guide groove 10, as shown in Fig. 4, 5.
  • the insert 40 in the central region 19 of the heating chamber has - as shown in FIG. 4 and the cross section on plane XI according to FIG. 5 - a thread guide groove with an enlarged cross section.
  • the inserts 39 and 40 are sealed along their entire length by longitudinal seals 25 on both sides of the groove.
  • the inserts 39 - as already described for the exemplary embodiment according to FIG. 1 - have the transverse seals 34.
  • the flanks of the insert pieces are sealed on both sides by sealing strips 41 with respect to the insert groove 38. In order to achieve a certain degree of sealing mobility, the flanks of the insert groove and the insert parts are aligned parallel to one another.
  • the insert 40 of the central region 19 has on its rear side a longitudinal groove 42 which is penetrated by the holes 29 through which the thread guide groove 10 of the central region 19 is connected to the bore 27 for supplying steam. Since the secantial distance of the sealing strips 25 on the thread guide groove side of the insert parts 40 is smaller than the secantial distance of the sealing strips 41, the insert piece 40 is pressed against the inner circumference of the jacket by the vapor pressure.
  • the inserts 39 at the thread entrance and thread exit can, but do not have to be provided with a longitudinal groove 43 (dashed in cross section on plane XII according to FIG. 6) acted upon by steam pressure. Likewise, it is not absolutely necessary to provide a separate steam channel for the steaming of the longitudinal groove 43. Rather, the vapor pressure from the longitudinal groove 42 of the insert 40 will ensure sufficient vapor pressure also on the back of the insert 39. Even if the longitudinal groove 43 is not present or extends over only a short area from the insert 40 to the thread inlet or thread exit, the static vapor pressure forming behind the insert 39 is sufficient for a sufficient expression of the sealing lips 25 on the inner circumference of the Coat 4. It should be taken into account that in the area of the thread inlet and thread outlet, a flow in the thread channel is established in accordance with the pressure drop, so that the static pressure on the
  • the inner part 6, as is also shown in FIGS. 4 and 7, has an insert groove 38.
  • the flanks of this insert groove 38, as can be seen in FIG. 8, are shaped so convergingly that they provide a hold on both sides of a sealing lip 25 .
  • the heating chamber can also consist of an insert 40 in its central region. It can be seen that this insert 40 is also missing or can be replaced by individual shorter inserts.
  • the inserts 45 and 40 have flanks which are also adapted to the sealing lips 25. As a result, the insert pieces can be between the sealing lips 25 be clamped. Since there is a distance between the sealing lips, a static pressure will occur below the sealing lips, while a flow will arise above the sealing lips with a corresponding reduction in the static pressure. As a result, the sealing lips in this exemplary embodiment are also pressed forward against the inner circumference of the jacket 4, although the heating zone on the upper side and the pressing zone on the rear side of the insert pieces are the same size.
  • the insert parts in the exemplary embodiments according to FIGS. 4 to 8 can consist of particularly wear-resistant materials, such as, for example, ceramic, in particular sintered ceramic or also sintered metal.
  • the inserts can be easily removed when worn or when changing the thread titer to be processed. Furthermore, the inserts are easy to mass produce, while the production of a wide groove in the inner part 6 requires less manufacturing effort than the production of a very fine thread guide groove. In addition, however, due to their steam-heated back, the inserts ensure that the material area of the heating chamber surrounding the thread channel is heated to a temperature which essentially corresponds to the operating temperature in the thread channel. This effect is further improved by the heating zone formed on the front of the inserts between the sealing strips 25, since heat is also transferred to the jacket 4 in this heating zone.
  • the pressing zone is formed by metal inserts 46.
  • the insert pieces 46 are placed on the back of the inner part 6 in an insert groove 47.
  • This insert groove 47 idd Bore 27 from steamed through bore 48.
  • the longitudinal seals 49 are provided which seal the back of the insert 46 against the groove flanks. It should be mentioned that there are also corresponding transverse seals, which, however, cannot be represented in the given views.
  • the insert pieces 46 can have a more or extend less great length of the inner part 6.
  • the insert extends over a partial length and has a feather-shaped cross section.
  • an annular O-ring can be used as a longitudinal and transverse seal.
  • the insert groove 47 with the insert 46 is cylindrical.
  • the outer jacket is heated by metallic contact between the insert 46 and the outer jacket on a large contact area which is larger than the heating zone on the front of the inner body.
  • the heating chamber shown in longitudinal section in FIG. 11 consists of the tubular inner body 6 and the jacket 4 rotatable around it.
  • FIGS. 1 to 10 On the back of the inner body 6 facing away from the thread channel there is a groove 43 which is in any case as long as the central region 19 in which the thread channel 10 is widened.
  • the groove is connected at the top via bore 36 to the preheating duct 27.
  • the condensate can flow out of the groove 43 back into the preheating duct 27 through the bore 50 to run.
  • the groove 43 defines a pressure zone which is larger than the heating zone defined in the area of the thread channel.
  • the preheating channel 27 formed in the interior of the inner tube 6 is supplied with steam at its upper end via steam line 28.
  • the hole 29 through which the saturated steam passes from the preheating duct 27 into the central region 19 of the heating duct is also arranged in the upper region of the preheating chamber.
  • the condensates, in particular the condensed water and the inert gases, have a temperature which is below the temperature of the saturated steam.
  • the preheating channel has an opening 106 at the bottom, which opens into a separation chamber 107.
  • Another opening 110 of the separation chamber 107 leads to the outside or to a condensate collector, which is not shown here.
  • the opening 106 and the opening 110 both lie in a common plane.
  • a plate 111 On the bottom of the separation chamber 107 is a plate 111, which is freely movable here, but which can also be supported by a weak spring. It is important that the plate lies essentially parallel to the plane of the openings 106, 110 and is only a short distance from this plane.
  • the plate has spacers 112 on its underside, which have the effect that the static pressure of the separation chamber 107 also acts on the underside of the plate.
  • the plate is pressed against the two openings 106 and 110 and the separating chamber 107 is closed so that the static pressure is maintained there. Since the closure area at the openings 106 is smaller than the underside of the plate 111 and since only atmospheric pressure is present at the opening 110, the plate lies stably in front of the opening 106.
  • the plate is vertically movable against its gravity. It is also possible to guide the plate horizontally or pivotably and / or to replace the force of gravity with, for example, spring force.
  • the steam is supplied to the preheating duct 27 via the connecting line 28 and the 3-way valve 116.
  • the preheating duct 27 is either supplied with steam or relieved of pressure by this valve. Due to the relief, the pressure zone on the back of the inner part 6 is also relieved, so that the outer part 4 can be easily rotated relative to the inner part 6 into the threading position.
  • a heating chamber is shown in cross section, which consists of two flat plates 51 and 52.
  • This plate pack is enclosed in a solid housing 104, which is screwed together from the plates 64, 65, 66 and is stable enough to absorb the pressures arising in the interior of the thread channel and the forces caused thereby.
  • These plates can be displaced relative to one another parallel to their surface by means of cylinder-piston units 69-71.
  • the front edge 105 of the plate 51 recedes behind the thread guide groove 10, so that an opening is created in which the thread can be inserted.
  • the thread guide groove is closed.
  • the thread guide channel 10 is fed with saturated steam through bore 29 by opening a valve (not shown here) via steam feed line 27 (preheating channel).
  • the back of plate 52 is also charged with steam through bore 36.
  • the plate 52 which is sealed off from the housing 104 by circumferential seals 41, is pressed against the other plate 51, so that these plates, at least with their seals 25, lie on one another in a vapor-tight manner.
  • the area circumscribed by the circumferential seals 41 is greater than the area formed by the longitudinal seals 25 and the associated transverse seals.
  • Fig. 13 shows a similar embodiment, which differs from that in Fig. 12 in principle only in that the front of the plate 51 is provided with a step 108.
  • the embodiment according to FIG. 14 is also essentially similar. Its main difference from the embodiments according to FIGS. 12 and 13 is that the plate 51 does not release a threading slot above the thread guide groove in one end position, but rather has an enlarged longitudinal groove 109, which in the shown position (threading position), in which the heating chamber is out of operation, aligned with the thread guide groove 10 and forms an extended threading gap through which the thread can be easily threaded pneumatically or by means of bristles.
  • the threading groove 109 is provided on one side with a bevel so that the thread is pressed into the thread guide groove 10 by the bevel when the plate 51 is moved into its operating position shown in dashed lines.
  • the housing 104 which surrounds the plates 51, 52 forming the heating chamber on at least two opposite sides in the case of the exemplary embodiment according to FIG. 14, is designed to be stable and rigid enough to withstand the steam forces Record and ensure even when loaded with the steam pressure that the plates are close to each other in their contact surfaces and with their longitudinal and transverse seals.
  • 15a, 15b, 15c show cross and longitudinal sections of a further embodiment of a heating chamber in the operating position (FIGS. 15a, 15c) and in the threading position (FIG. 15b).
  • the plate 52 is movable in the direction of the arrow.
  • the plate 51 has two planes 73 and 74 which are plane-parallel to one another and are connected to one another by a step 54.
  • the displaceable plate 52 also has plane-parallel planes which are connected to one another by the steps 55.
  • the steps 54 and 55 of the plates 51, 52 are each straightened and of the same size. In the exemplary embodiment it is shown that the step form a plane. However, a different level training is also possible. In particular, it is possible to make the steps concave - in the cross section shown.
  • the plate 52 is slidably guided with its plane-parallel planes between the mutually facing planes of the plates 51 and 53. In the position shown in FIG.
  • a longitudinal slit is created in the area of the steps 55 of the plate 53 on the front face of the plates 51 and 52, since this step 55 projects slightly beyond the front face of the plates 51.
  • a thread running parallel to the longitudinal slots can be inserted transversely to its running direction into the gap between the plates 51 and 52.
  • the plate 52 is then moved back into a position which is shown in FIG. 15b. In this position, a narrow thread channel 10 is created.
  • the thread channel is formed by the plane 74 and the step 54 of the plate 51 and by the plane 73 and the step 55 of the plate 52.
  • the thread channel 10 is fed with saturated water vapor by steam connection 61 and a first preheating channel 58 and intermediate channel 60 and a second preheating channel 27.
  • a recess 77 is machined into the plane 74 and the step 54 of the plates 51 in the region of the mouth of the steam channel 29. This recess causes the thread to widen channel over part of its length in the central region, so that the narrow gap remains only in the inlet and outlet region of the thread.
  • a pressure zone is provided between the rear of the plate 52 and the plate 53 of the housing 104.
  • a further line 75 branches off from the first preheating duct 58 to the third preheating duct 76 with the bore 79.
  • the joint between the plate 53 and the plate 52 is sealed laterally by a sealing strip 41 in each case.
  • the area circumscribed by the sealing strips 41 forms the surface Pressure zone and is larger than the saturated steam-heated surface, which in this case is also defined by sealing strips 25 in the levels 73 and 74 of the plate 51.
  • the preheating ducts 58, 27, 76 extend essentially over the entire length of the thread duct 10, but in particular over the central region thereof.
  • the line system which connects the preheating ducts for the purpose of supplying steam is preferably on an upper level.
  • the preheating ducts have condensate drains that either lead to the outside via a condensate separator or to a common condensate collector.
  • the steam supply line takes place via a 3-way valve 116, which in the operating position according to FIG. 15a releases the steam supply and simultaneously releases the preheating ducts 58, 27, 76 from the heating chamber before retracting into the threading position according to FIG. 15b.
  • the pressure zone which is defined by the sealing lips on the back of the plate 52, must be so large that, given the vapor pressure, that generated between the plates 51 and 52
  • Frictional force is greater than the steam force acting on stage 55. This prevents the Plate 52 moves in the opening direction as a result of the vapor pressure or that additional mechanical means must be provided by which plate 52 is held in its operating position.
  • the step of one or the other plate, but in particular the stationary plate 51 can also be formed by designing one and / or another plate as a flat plate and then placing an intermediate plate on such a plate which corresponds to the step of the other plate in its thickness. This results in manufacturing simplifications.
  • Such an intermediate plate 78 is shown in FIGS. 15a and 15b.
  • the stage 54 of the plate 51 is generated by it.
  • the intermediate plate 78 is placed on the plate 51 e.g. fixed by screwing.

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Description

He i z k amme r für laufende Fäden
Die Erfindung betrifft eine Heizkammer für laufende Fäden. Diese Heizkammer ist zur Behandlung eines Fadens mit unter erhöhtem Druck stehendem, gesättigtem Wasserdampf (Sattdampf) geeignet.
Bei Aufheizung über 100 ºC besteht der Vorteil der Wärmebehandlung eines laufenden Fadens, insbesondere multifilen Chemiefadens mit Sattdampf anstatt mit stark überhitztem Wasserdampf oder Heißluft darin, daß der Sattdampf einen großen latenten Wärmeinhalt (Verdampfungswärme) hat. Wegen der sehr hohen Wärmeübergangszahlen bei Kondensation - im Gegensatz zur Konvektion, Strahlung oder direkten Wärmeleitung - wird eine starke Aufheizung des Fadens bei hohen Fadengeschwindigkeiten und kurzen Verweilzeiten ermöglicht. Die Sattdampfbehandlung bewirkt aber auch eine gleichmäßige Temperaturverteilung und eine gute Temperaturkonstanz über die gesamte Länge der Behandlungsstrecke. Auch kann die Behandlungsstrecke durch Hi nterei nanderschal - ten mehrerer Behandlungskammern beliebig vorgegeben werden, da die erforderliche Gleichmäßigkeit und Konstanz der Behandlungstemperatur für mehrere Behandlungskammern durch Einstellen des Drucks und durch Druckausgleich zwischen den Behandlungskammern - bei gleichzeitiger Entfernung von Inertanteilen - gewährleistet werden kann. Die Verluste am Eingang und am Ausgang der Behandlungsstrecke können bei entsprechender Gestaltung der Fadeneingangs- und Fadenausgangsschleusen gering und geringer als bei vergleichbaren Luftheizstrecken gehalten werden. Gleichzeitig erfolgt am Fadenausgang eine Kühlung des Fadens durch Verdampfen des zuvor kondensierten Wassers. Notfalls kann der Faden im Bereich des Fadenausgangs zusätzlich befeuchtet werden. Daher eignen sich Heizkammern mit Sattdampfbehandlung insbesondere für solche Fadenbehandlungen, bei denen bei hoher Fadengeschwindigkeit innerhalb einer relativ kurzen Verweilzeit eine große Wärmemenge auf den Faden übertragen und anschließend sofort wieder abgeführt werden muß, wie es z.B. bei Synthesefasern in Spinnprozessen, Spinnstreckprozessen, Spinn-Texturier- oder Spinnstreck-Texturier- prozessen und Strecktexturier-, Streckzwirn-, Streckwickel- und sonstigen Streckprozessen der Fall ist.
Das besondere Problem bei solchen Heizkammern besteht darin, daß durch den Fadeneinlaß und -auslaß der unter erhöhtem Druck stehende Sattdampf in so großen Mengen entweicht, daß der Betrieb der Heizkammer unwirtschaftlich ist.
Zur Abhilfe sind bereits Labyrinthdichtungen und Spaltdichtungen am Fadeneinlaß und Fadenauslaß bekannt. Während sich Labyrinthdichtungen grundsätzlich als ungeeignet erwiesen haben, da hierbei die Notwendigkeit eines ungestörten
Fadenlaufs nicht in Einklang zu bringen ist mit der Notwendigkeit, zur Vermeidung von Verlusten an Heizmedium einen stark gewundenen Auslaßweg vorzusehen. Spaltdichtungen sind zwar geeignet. Bei ihnen bewirkt eine große Spaltlänge eine ausreichend starke Verminderung der Verluste. Allerdings wird mit zunehmender Spaltlänge und geringer Spaltweite das Einfädeln, insbesondere das pneumatische Einfädeln des Fadens, zum unüberwindlichen Problem.
Dieses Problem wird dadurch gelöst, daß der Fadenkanal der Heizkammer zwischen zwei Teilen gebildet wird, die fertigungstechnisch einfach herstellbar sind und die in ihrer Betriebsstellung mit ihren Oberflächen aufeinander liegen und relativ zueinander zwischen der Betriebsstellung und einer Einfädel stell ung beweglich sind. Die Oberflächen sind einander derart angepaßt, daß durch die zwischen ihnen ge bildete enge Fuge der Sattdampf auch bei hohem Druck nicht entweicht (Schließflächen). Der der Fadenführung dienende Spalt wird dadurch gebildet, daß jede Oberfläche senkrecht oder quer zu der Bewegungsrichtung eine Aussparung, Nut, Stufe oder ähnliche Verwerfung aufweist, die sich längs des Fadenweges erstrecken und geradlinig oder gekrümmt sind, sich in ihrem geometrischen Verlauf jedoch überdecken. Diese Verwerfungen der Oberflächen bilden miteinander in der einen Relativlage der Oberflächen einen für das Einlegen des Fadens und auch für das pneumatische Einfädeln geeigneten weiten Spalt oder einen Einlegschlitz (Einfädelstellung) und in der anderen Relativlage einen engen Fadenführungsspalt, der insbesondere im Fadeneingang un d Fadenausgang eng genug ist, unzulässige Druckverluste der Heizkammer zu vermeiden, und der so geformt ist, daß längs des, Spaltes ein gezielter Druckabbau entsteht (Betri ebsstel - lung) .
Der in der Betriebsstell ung entstehende Fadenkanal hat insbesondere am Fadeneingang und/oder Fadenausgang eine Spaltweite von z.B. 0,2 bis 0,5 mm Weite, so daß zwar ein laufender Faden ungestört geführt werden kann, die Verluste des Heizmediums jedoch gering sind. Die Spaltweite insbesondere im Fadenauslaßbereich kann über die Spaltlänge unterschiedlich sein. Es können auch Entspannungskammern oder Vakuumkammern an den Spalt angeschlossen sein, um einen gezielten Druckentspannungsgradienten längs des Fadenlaufs zu erhalten. Bei der Bemessung der Spaltweite wird in gewissen Grenzen der Durchmesser und die Anzahl der in einem Fadenkanal geführten Fäden berücksichtigt. In der Einfädelstellung, in der die Heizkammer außer Betrieb ist und nicht unter Druck steht, ist der Fadenkanal in einer Ausführung der Heizkammer, bei der jede der Schließflächen eine Nut oder eine Stufe aufweist, so erweitert, daß ein pneumatisches Einfädeln des Fadens ohne weiteres möglich ist. In einer anderen Ausführung der Heizkammer wird der Fadenkanal in der Einfädelstellung an einer Längsseite geöffnet, so daß ein Einlegspalt entsteht, durch den ein laufender Faden - quer zu seiner Bewegungsrichtung - von der Seite her in den Fadenkanal eingelegt werden kann.
Die Heizkammer kann im mittleren Bereich ihrer Spaltlänge mit Ausnehmungen versehen sein, so daß sich die lichte Weite des Fadenkanals hier erweitert. Das kann nützlich sein, um ein gewisses Ballonieren des Fadens zu ermöglichen und/oder Wandreibung des Fadens zu vermeiden oder zu verringern.
Die Oberflächen können eben oder in Fadenlaufrichtung schwach gekrümmt und/oder quer zur Fadenlaufrichtung gekrümmt sein. Die Oberflächen eines Körpers müssen nicht notwendig in einer Ebene liegen. Sie können auch in zwei Ebenen liegen, die sich im Bereich der Verwerfung schneiden und eine Stufe bilden.
Bei dieser Ausführung ist es aber auch möglich, mehrere derartige Fadenheizkammern parallel zueinander auszurichten und durch eine einzige Leitung für das Heizmedium, insbesondere den Sattdampf miteinander zu verbinden. Hierbei werden DrosselVerluste zwischen den Fadenkanälen weitgehend vermieden und eine gute Konstanz der erzielten Fadentemperaturen von einem Fadenlauf zum anderen gewährleistet.
Die Spaltweite des Fadenkanals beträgt etwa 0,2 bis 0,3 mm, womit ein Faden von 167 dtex ohne schädliche Wandreibung bei nur geringen Verlusten und einer Spaltlänge von nur 60 mm bei Temperaturen von 220 °C, entsprechend ca. einem Druck von 24 bar mit Sattdampf behandelt werden kann.
Beim Betrieb einer derartigen Heizkammer mit Sattdampf hat sich herausgestellt, daß ein stabiler Betrieb nicht möglich ist. Es traten Temperaturschwankungen ein, die sich in ungleichmäßiger Erwärmung des laufenden Fadens äußerten. Diese Temperaturschwankungen waren unter Umständen begleitet von explosionsartigen Verpuffungen, die eine Störung des Fadenlaufs bedeuteten.
Durch die in Anspruch 1 angegebenen Maßnahmen konnte dieses Problem der Instabilität für einen weiten Bereich von Betriebsbedingungen gelöst werden. Diese Lösung bringt zum einen den Vorteil, daß es möglich wird, ausreichende Anpreßkräfte zwischen den Schließflächen aufzubringen, um unzulässige Verluste des Sattdampfes bzw. unzulässigen Abfall des Sattdampfdruckes zu vermeiden.
Der entscheidende Vorteil liegt jedoch darin, daß zumindest einer der Körper auf seiner Vor- und Rückseite mit dem Heizmedium in einem definierten, dem Fadenkanal gegenüberliegenden Flächenbereich beaufschlagt wird, so daß sich neben der Andrückung auch eine Aufheizung von der Rückseite und damit eine Vergleichmäßigung der Temperatur ergibt. Es hat sich nämlich herausgestellt, daß der Fadenkanal infolge seiner geringen Weite lediglich eine so geringe Oberfläche hat, daß über diese Oberfläche nicht die zur Erwärmung der Heizkammer und zum Ausgleich der Wärmeverluste erforderliche Wärmemenge übertragen werden kann. Die Bereitstellung einer zusätzlichen Heizfläche von der Rückseite her mit demselben Heizmedium und demselben Heizdruck, d.h. mit derselben Temperatur bewirkt nicht nur den zusätzlichen Ausgleich der Wärmeverluste, sondern auch die Vergleichmäßigung der Temperatur über den Querschnitt der Heizkammer.
Diese Maßnahme wirkt sich besonders vorteilhaft aus, wenn die Heizkammer aus einem äußeren, starren Körper besteht, welcher einen inneren Körper mantelförmig einschließt. Es kann sich hierbei z.B. um ein starres Außenrohr handeln, das einen Innenzylinder als Mantel umgibt. Es kann sich aber auch um ein - im Querschnitt - U-förmiges starres Gehäuse handeln, zwichen dessen parallele Flanken eine oder mehrere Platten zu Stapeln aufeinander gelegt sind, wobei zwischen den Platten und/oder zwischen einer Platte und einer Gehäuseinnenwand der Fadenkanal gebildet wird. In diesem Falle dient die mit Sattdampf beaufschlagte Andrückzone gleichzeitig auch der Aufheizung des Gehäuses. Bei dieser Ausführung gelingt es durch die erfindungsgemäße Maßnahme auch, Innenkorper und Außenkörper mit größeren Toleranzen zu fertigen. Ohne die erfindungsgemäße Maßnahme ist es erforderlich, jedes Spiel zwischen Innen- und Außenkörper zu vermeiden, da jedes Spiel zum einen zu Leckagen führt, zum anderen aber auch die Wärmeübertragung vom Innenkörper auf den Außenkörper verhindert bzw. beeinträchtigt. Nach der Erfindung erfolgt die Wärmeübertragung zum einen durch metallische Berührung zwischen dem Innenkörper und dem Außenkörper, zum anderen aber in den Bereichen, in denen eine metallische Berührung infolge Spiels nicht stattfindet, durch Kondensation des Sattdampfes, an den Wandungen des Innenkörpers einerseits und des Außenkörpers andererseits. Damit wird gewährleistet, daß Innenkörper und Außenkörper mit derselben Temperatur aufgeheizt werden, ohne daß eine besondere Regelung hierfür erforderlich ist. Durch die erzielten Verbesserungen der Stabilität konnte die Theorie aufgestellt werden, daß jede örtliche Kondensatbildung, z.B in Tropfenform, sich beim Aufheizen und beim Betrieb der Heizkammer durch erhebliche Temperatursprünge bemerkbar macht. Eine zu große Aufheizung führt dagegen dazu, daß der Sattdampf bei dem vorgegebenen Druck über die Siedetemperatur des Wassers hinaus aufgeheizt wird.
Es liegt im Rahmen dieser Erfindung, die für die Anpreßkraft wirksame Fläche der Andrückzone genauso groß zu gestalten wie die dazu parallele Fläche im Heizbereich des Fadenkanals. Dadurch halten sich die im Heizbereich und in der Andrückzone ausgeübten Druckkräfte auf den Körper die Waage, so daß der Körper zwischen dem Heizbereich und der Andrückzone schwimmt. Bevorzugt ist allerdings vorgesehen, daß die für die Andrückkaft wirksame Fläche der Andrückzone großer ist als die Fläche des Heizbereiches, so daß die Schließflächen, die den Fadenkanal einschließen, nicht durch eine zusätzliche Kraft aufeinander gedrückt werden müssen. Die erfindungsgemäße Heizkammer kann zwischen zwei Platten gebildet werden, die jeweils mit einer identischen Stufe versehen sind, wobei der Fadenkanal durch die Stufen umschlossen wird. In diesem Falle übt der Sattdampf im Betrieb eine Kraft auch senkrecht zu den Stufen aus. Daher sollte die durch die Andrückzone bewirkte Andrückkraft eine Reibkraft bewirken, die größer ist als diese Öffnungskräfte.
Für einen thermodynamisch stabilen Betrieb der Heizkammer kommt es mithin darauf an, daß die beiden die Heizkammer bildenden Körper im Bereich des Fadenkanals eine im wesentlichen identische, hohe Temperatur haben. Aus diesem Grunde ist bei einer vorteilhaften Ausführung die Wärmeübertragung auf der Vorderseite des einen Körpers nicht beschränkt auf den engen Fadenkanal. Vielmehr werden beidseits und längs des Fadenkanals Dichtlippen angeordnet, die einen Abstand dazu haben und einen Abdichtbereich definieren. Die Dichtlippen werden vorzugsweise in Nuten eingelegt, über deren Oberkante sie geringfügig im Bereich ihrer Elastizität derart hinausragen, daß durch Andrücken der Schließflächen mit der vorgesehenen Anpreßkraft die Schließflächen im wesentlichen Oberflächenkontakt erhalten oder eine enge Trennfuge bilden, in die Sattdampf eindringt und beide Schließflächen gleichmäßig aufheizt. Hierdurch entsteht der Vorteil, daß in dieser Trennfuge eine definierte Heizzone beidseits des Fadenkanals entsteht. Durch den Erfolg dieser Maßnahme hat sich herausgestellt, daß die Oberfläche des Fadenkanals nicht groß genug ist, um die zur Erwärmung der Heizkammer erforderliche Wärme zu übertragen. Durch die den Fadenkanal umgebende Heizzone kann das den Fadenkanal umgebende Material der Heizkammer erwärmt werden. Das geschieht dadurch, daß in die Trennfuge zwischen den Schließflächen Sattdampf eindringen kann, der dort auskondensiert und dabei seine Kondensationswärme über die von den Dichtleisten eingeschlossenen Schließflächen an die beiden den Fadenkanal eingrenzenden Körper abgibt. Bei dieser Ausführung der Erfindung wird auf der Vorderseite und auf der Rückseite zumindest eines der Körper eine definierte Aufheizung der Grenzflächen bewirkt. Das wirkt sich insbesondere dann vorteilhaft aus, wenn der eine Körper den anderen mantelförmig umgibt und der innere Körper auf der einen Seite die Fadennut und die Heizzone und auf der anderen Seite die Andrückzone enthält. Hierbei wird auch der Außenkörper an zwei Stellen flächig aufgeheizt.
Es liegt im Rahmen der Erfindung, daß auch weitere Heizbereiche in einem oder beiden Körpern vorhanden sein können. Der Aufgabe, den Temperaturgradienten innerhalb der Heizeinrichtung insbesondere beim Aufheizen klein zu halten, wird weiterhin auch dadurch gedient, daß zumindest einer der beiden Körper, vorzugsweise der nicht bewegliche Körper einen Vorheizkanal - im Rahmen dieser Anmeldung auch "Umwegkanal" genannt - erhält, welcher sich bevorzugt längs der Heizkammer erstreckt und welcher ebenfalls mit Sattdampf beschickt wird. Hierzu kann die Heizkammer derart an einen Sattdampferzeuger angeschlossen werden, daß der Sattdampf zunächst in den Vorheizkanal und von dort in den Fadenkanal e i n e rse i ts und in die Andrückzone andererseits gelangt.
Um den Vorheizkanal auch bei geöffneter Heizkammer heizen zu können, kann in einer vorteilhaften Ausführung ein Ventil zwischen Vorheizkanal und Heizkammer vorgesehen sein. Es wird hierbei allerdings zweckmäßig sein, nach dem öffnen und Schließen der Heizkammer die Druckbeaufschlagung der Gegenfläche bereits vorzunehmen, bevor das Ventil zur Heizkammer wiede r geöffnet und Sattdampf in die Heizkammer eingelassen wird. In einer bevorzugten Ausführung erfolgt die Beschickung des Vorheizkanals in ihrem oberen Bereich, wobei hinzuzufügen ist, daß der Vorheizkanal bevorzugt schräg oder senkrecht angeordnet ist. Ebenso liegt die Ableitung zwischen Vorhei zka n al und Heizkammer im oberen Bereich des Vorheizkanals. Dadurch entsteht unterhalb der Zuleitung und der Ableitung ein Sack, in welchem sich Kondensate und nicht kondensierbare Dämpfe sowie Luft sammeln. Diese Ansammlungen verhindern, daß der untere Bereich desvorheizkanals sich auf die Kondensationstemperatur des Sattdampfes bei gegebenem Druck aufwärmt. Zur Verhinderung dieses Nachteils wird vorgesehen, daß der untere Teil des Vorheizkanals mit einem Ablaß, einer Schleuse, Blende, Spaltöffnung oder Ventileinrichtung zum Ablassen von Kondenswasser, Luft, inerten Gasen usw. ausgerüstet ist. Der Auslaß ist vorzugsweise mit einem Kondensatsammler verbunden. Dabei besteht allerdings ein Nachteil von Blenden und engen Spalten darin, daß sie nicht nur den Durchtritt von Dampf, sondern auch den Durchtritt von Gasen sehr stark behindern, so daß unter Umständen die nicht kondensierbaren Gase, insbesondere Luft nicht in dernotwendigen Menge, m i t der diese Gase anfallen, auch abgeführt werden können. Andererseits besteht der Nachteil, daß über diese Blenden bzw. Spalte bzw. dergleichen auch Sattdampf entweicht. Die Aufgabe, nur Flüssigkeit und inerte Gase, nicht aber Sattdampf entweichen zu lassen, kann dadurch gelöst werden, daß ei n temperaturabhängiger Kondensatabscheider verwandt wird. Der Nachteil derartiger, an sich bekannter Kondensatabscheider besteht allerdings darin, daß diese Abscheider eine zu große Totzeit und eine zu starke Hysterese aufweisen, so daß die Ansprechgenauigkeit wesentlich größer als 1 °K ist. Der vorgenannten Funktion der Kondensatabschei düng wird in hervorragender Weise ein Kondensatabscheider gerecht, der in einer Abscheidekammer eine frei bewegliche Platte aufweist. Diese Platte verschließt in ihrer einen
Stellung die in einer Ebene liegenden Öffnungen, die einerseits zu dem Vorheizkanal und andererseits zu dem Konde satsammler führen, und diese frei bewegliche Platte liegt in ihrer anderen Position mit geringem Abstand unterhalb und parallel zu diesen Öffnungen. Wenn nun aus dem Vorheizkanal über den Verbindungskanal zur Abscheidekammer Sattdampf abströmt, so hat dieser eine so hohe Austrittsgeschwindigkeit, daß auf der Oberseite der Platte ein geringerer statischer Druck besteht als auf deren Unterseite, die über geeignete Abstandshalter einen Abstand von dem Boden der Abscheidekammer hat. Durch diese Druckdifferenz wird die Platte gegen die beiden Öffnungen gedrückt und verschießt diese. Wenn nun in dem unteren Bereich des Vorheizkanals Kondensate oder inerte Gase angesammelt werden, so fällt die Temperatur im unteren Bereich des Vorheizkanals und damit auch der Abscheidekammer geringfügig ab, so daß der statische Druck in der Abscheidekammer niedriger wird als der statische Druck in dem Vorheizkanal. Dadurch gibt die Platte unter ihrer Schwerkraft die Öffnungen frei. Ausströmende Kondensate haben so geringe Strömungsgeschwindigkeit, daß der statische Druck auf der Oberseite der Platte nicht beeinflußt wird. Ausströmende Gase haben zwar auch eine hohe Strömungsgeschwindigkeit, infolge ihrer niedrigeren Temperatur wird jedoch der Druck in der Abscheidekammer niedriger bleiben als der statische Druck in dem Vorheizkanal.
Der Vorteil derartiger Vorheizkanäle liegt darin, daß sie die notwendige Kontaktfläche für die Wärmeübertragung von dem Sattdampf auf die Heizkammer vergrößern.
Es liegt weiterhin auch im Rahmen dieser Erfindung, weitere Heizzonen in der Trennfuge zwischen den beiden Körpern vorzusehen, welche nicht eine Andrückkraft zwischen den Schließflächen bewirken, welche also im Gegensatz zu der parallelen Andrückzone senkrecht zu den Schließflächen liegen. Die Wärmeübertragung auf die Heizkammer wird ferner dadurch gefördert, daß die den Fadenkanal bildende Oberflächenverwerfung, wie z.B. Fadenführungsnut, in einem Einsatzstück gebildet wird, welches in eine Einsatznut eines die Heizkammer bildenden Körpers eingelegt ist. Dieses Einsatzstück kann sodann auf seiner Rückseite mit dem Sattdampf beaufschlagt werden. Dabei ist der Dichtbereich der Rückseite vorzugsweise flächengrößer als der Dichtbereich auf der Schließfläche des Einsatzstückes, so daß das Einsatzstück gegen die Schießfläche des anderen Körpers gedrückt wird. In einer anderen Ausführung sind die Dichtbereiche auf der Vor- und Rückseite des Einsatzstückes zwar gleich groß. Jedoch macht man sich für die Andrückung den Umstand zunutze, daß infolge der dynamischen Strömung auf der Schließfläche des Einsatzstückes dort ein geringerer statischer Druck herrscht als auf der Unterseite des Einsatzstückes. Die Einsatzstücke bieten darüberhinaus den Vorteil, daß sie aus besonders verschleißfestem Material hergestellt werden können und daß sie bei Verschleiß oder zur Umstellung auf einen anderen Fadentiter leicht auswechselbar sind.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben.
Es zeigen Fig. 1 - 3 Längs- und Querschnitt eines Ausführungsbeispiels mit Innenzylinder und Außenzylinder;
Fig. 4 - 6 Längs- und Querschnitt eines ersten,
Fig. 7, 8 eines zweiten Ausführungsbeispiels mit Einsätzen auf der Fadenführungsseite;
Fig, 9, 10 Querschnitt und Ansicht eines Ausführungsbeispiels mit Einsätzen in der Andrückzone;
Fig. 11 Längsschnitt eines Ausführungsbeispiels mit Dampfzufuhr und Kondensatabzug; Fig. 12 - 14 Querschnitte durch Ausführungen in Plattenbauweise; Fig. 15a, 15b, Querschnitt und Längsschnitt durch ein wei 15c teres Ausführungsbeispiel in Plattenbauweise.
Das Ausführungsbeispiel einer Heizkammer nach den Fig. 1 bis 3 weist den Innenkorper 6 auf, der fest mit dem Flansch 3 verbunden ist, sowie den darum herum drehbar angeordneten Außenkörper 4 mit Handgriff 13. Der Innenkörper 6 weist über seine gesamte Länge die Fadenführungsnut 10 auf. Diese Fadenführungsnut ist im mittleren Bereich 19 in Umfangsrichtung und in der Tiefe erweitert, so daß dort ein erweiterter Fadenkanal entsteht, in der der Faden sich ohne Berührung der Wandungen bewegen, schwingen oder ballonieren kann.
Es sind Längsdichtungen 25 (Dichtleisten) beidseits der Fadenführungsnut 10 am Innenkörper 6 vorgesehen, die eine Abdichtung des Fadenkanals in Umfangsrichtung bewirken.
Neben den Längsdichtungen 25 sind auch Querdichtungen 34 am Fadeneinlaß und Fadenauslaß vorgesehen. Diese Querdichtungen können O-förmige Dichtstreifen sein, die von einer Längsdichtung zur anderen reichen. Es kann sich jedoch auch um einen O-Ring handeln, welcher das gesamte Innenteil 6 umschließt. Längs- und Querdichtungen sind in Nuten des Innenkörpers eingelegt. Die Tiefe der Nuten ist geringer als die Dicke der Dichtleisten. Durch die von dem starren Außenkörper ausgeübte Anpreßkraft werden die Dichtleisten so zusammengepreßt, daß sie die Trennfuge zwischen dem
Außen- und dem Innenkörper in einem den Fadenkanal umgebenden Flächenbereich (Heizzone) abdichten.
Der Innenkörper 6 weist zentrisch eine Bohrung 27 auf, die nach oben hin verschlossen ist und nach unten hin mit dem Anschlußrohr 28 kommuniziert. Durch das Anschlußrohr 28 wird die Bohrung 27 mit unter Druck stehendem Sattdampf beschickt. Die Bohrung 27 steht mit der Fadenführungsnut 10, insbesondere deren mittleren Bereich 19 durch Löcher 29 in Verbindung. Der Wasserdampf kann durch die Löcher 29 in den erweiterten mittleren Bereich 19 der Fadenführungsnut 10 austreten. Das zylindrische Innenteil 6 wird von einem zylindrischen Außenteil 4 eingefaßt, welches einen Einlegespalt 32 für den Faden besitzt. Das Außenteil 4 kann stattdessen eine Nut aufweisen, die in dessen Innenmantel eingebracht ist und deren Flanken sanft vom Nutengrund auf den Innenmantel auslaufen. Das Außenteil 4 wird von Bandagen 33 zur Erhöhung der Festigkeit umfaßt. Das Außenteil 4 ist durch Handgriff 13 drehbar. In der in Fig. 2 dargestellten Position (Einlegstellung) mündet der Einlegschlitz 32 radial auf der Fadenführungsnut 10. Es sei erwähnt, daß der Einlegschlitz auch sekantial bis tangential gerichtet sein kann. In einer zweiten, in Fig. 3 dargestellten Drehstellung wird der Mantel so verdreht, daß die Fadenführungsnut 10 vom Innenumfang des Mantels 4 abgedeckt wird. In dieser Betriebsstellung wird die Fadenführungsnut 10 durch die Innenwandung des Außenkörpers 4 auf einen sehr engen Fadenkanal beschränkt, der den Austritt unwirtschaftlich großer Mengen des Druckmediums verhindert. Die Spaltweite des Fadenkanals in den Endbereichen der Heizkammer liegt in der Größenordnung von weniger als 0,5 mm und ist der Anzahl und Dicke (Denier) der in dem Fadenkanal behandelten Fäden angepaßt. Es sei erwähnt, daß bei einer Spaltweite von etwa 0,2 bis 0,3 mm und einer Spaltlänge von nur 60 mm ein Faden von 167 dtex ohne schädliche Wandreibung bei nur geringen Dampfverlusten am Fadeneingang und Fadenausgang bei Temperaturen von 220 °C, entsprechend ca. einem Druck von 24 bar mit gesättigtem Wasserdampf behandelt werden kann.
Weiterhin besitzt das Innenteil auf seiner Rückseite die in Fig. 2 und Fig. 3 ersichtlichen Längsdichtungen 35 sowie hier nicht sichtbare Querdichtungen (entsprechend der Querdichtung 34 auf der Vorderseite) jeweils am Fadeneingang und Fadenausgang. Die Fläche zwischen diesen Längsdichtungen 35 und ihren Querdichtungen wird über Leitung 36 mit dem Sattdampf aus Rohr 27 beschickt. Da der sekantiale Abstand zwischen den Längsdichtungen 35 auf der Rückseite des Innenteils 6 größer ist als der sekantiale Abstand der Dichtleisten 25 auf der Vorderseite deslnnenteils 6, drückt in der Betriebsstellung nach Fig. 3 der Dampfdruck das beweg l iche Außenteil 4 gegen die Längsdichtungen 25 auf der Vorderseite in Pfeilrichtung 37. Es entsteht also auf der Rückseite des Innenteils 6 in der Trennfuge zwischen Innenteil und Außenteil ein Sattdampfpolster in einem Flächenbereich (Andrückzone), der größer ist als die Heizzone. Das hat den Vorteil, daß zum einen eine wohldosierte Anpreßkraft des Außenteils auf den Innenteil im
Bereich des Fadenkanals und der Dichtleisten entsteht und zum anderen eine direkte Aufheizung der Rückseite des Innenteils und insbesondere des Außenteils durch Sattdampf erfolgt. Dabei steht der Sattdampf unter dem Betriebsdruck, so daß die Heiztemperatur der Andrückzone gleich der Heiztemperatur der Heizzone ist.
Bei den Au s füh ru n gs bei s p i el en nach Fig. 4 bis 6 ist wiederum auf dem Flansch 3 das zylindrische Innenteil 6 fest angebracht. Das Außenteil 4 ist wiederum als drehbarer, mit Einlegspalt 32 versehener Mantel 4 ausgebildet. Der Einlegspalt 32 mündet in der einen Drehstellung (nicht dargestellt) in die Fadenführungsnut 10. In der anderen dargestellten Drehstellung nach Fig. 5 und 6 verdeckt der Mantel 4 die Fadenführungsnut.
In das Innenteil 6 ist eine von oben bis unten durchlaufende Nut 38 (Einsatznut) eingebracht, die vorzugsweise über ihre ganze Länge gleiche Weite und Tiefe hat. In die Einsatznut 38 sind Einsatzstücke 39 und 40 eingelegt. Die Einsatzstücke 39 bilden den Faden eingangsteil und Fadenausgangsteil und besitzen eine enge Fadenführungsnut 10, wie in Fig. 4, 5 dargestellt. Das Einsatzteil 40 im mittleren Bereich 19 der Heizkammer hat - wie in Fig. 4 und dem Querschnitt auf Ebene XI nach Fig. 5 dargestellt - eine Fadenführungsnut mit erweitertem Querschnitt. Die Einsatzstücke 39 und 40 sind auf ihrer gesamten Länge durch Längsdichtungen 25 beidseits der Nut abgedichtet. Außerdem weisen die Einsatzstücke 39 - wie bereits zu dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 beschrieben - die Querdichtungen 34 auf. Die Flanken der Einsatzstücke werden beidseits durch Dichtleisten 41 gegenüber der Einsatznut 38 abgedichtet. Um eine gewisse dichtende Beweglichkeit zu erzielen, sind die Flanken der Einsatznut und der Einsatzteile parallel zueinander ausgerichtet.
Das Einsatzteil 40 des mittleren Bereiches 19 besitzt auf seiner Rückseite eine Längsnut 42, welche von den Löchern 29 durchdrungen wird, durch welche die Fadenführungsnut 10 des mittleren Bereiches 19 mit der Bohrung 27 zur Dampfzufuhr verbunden ist. Da der sekantiale Abstand der Dichtleisten 25 auf der Fadenführungsnutseite der Einsatzteile 40 kleiner ist als der sekantiale Abstand der Dichtleisten 41, wird das Einsatzstück 40 durch den Dampfdruck gegen den Innenumfang des Mantels gedrückt.
Die Einsatzstücke 39 am Fadeneingang und Fadenausgang können, müssen aber nicht mit einer durch Dampfdruck beaufschlagten Längsnut 43 (gestrichelt im Querschnitt auf Ebene XII nach Fig. 6) versehen sein. Ebenso ist es nicht unbedingt erforderlich, zur Dampfbeaufschlagung der Längsnut 43 einen separaten Dampfkanal vorzusehen. Vielmehr wird der Dampfdruck aus der Längsnut 42 des Einsatzstückes 40 für ausreichenden Dampfdruck auch auf der Rückseite der Einsatzstücke 39 sorgen. Auch wenn die Längsnut 43 nicht vorhanden ist oder sich über nur einen kurzen Bereich vom Einsatzstück 40 aus zum Fadeneingng bzw. Fadenausgang hin erstreckt, reicht der sich hinter dem Einsatzstück 39 bildende statische Dampfdruck aus, für einen ausreichenden Ausdruck der Dichtlippen 25 an den Innenumfang des Mantels 4 zu sorgen. Dabei ist zu berücksichtigen, daß im Bereich des Fadeneingangs und Fadenausgangs sich eine Strömung in dem Fadenkanal entsprechend dem Druckabfall einstellt, so daß der statische Druck auf der
Rückseite der Einsatzstücke 39 größer ist als der statische Druck auf ihrer Vorderseite. Im übrigen sorgen auch bei den Einsatzstücken 39 die Dichtleisten 41 dafür, daß die Rückseite dampfdicht abgeschlossen ist. Wie aus Fig. 4 ersichtlich, sind die Stirnflächen des Innenteils 6 durch die in den Innenumfang des Mantels 4 fest eingepaßten und abgedichteten Dichtplatten
44 abgedichtet.
In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 7, 8 werden insbesondere der Fadeneinlaßteil und der Fadenauslaßteil der Heizkammer durch relativ dünne Einsatzstücke
45 gebildet. Hierzu besitzt das Innenteil 6, wie es auch in den Fig. 4 und 7 dargestellt ist, eine Einsatznut 38. Die Flanken dieser Einsatznut 38 sind, wie sich aus Fig. 8 ergibt, derart konvergierend geformt, daß sie beidseits einer Dichtlippe 25 Halt geben.
Die Heizkammer kann in ihrem mittleren Bereich ebenfalls aus einem Einsatzstück 40 bestehen. Es ist ersichtlich, daß dieses Einsatzstück 40 auch fehlen oder aber durch einzelne kürzere Einsatzstücke ersetzt werden kann.
Die Einsatzstücke 45 wie auch 40 besitzen Flanken, die den Dichtlippen 25 ebenfalls angepaßt sind. Dadurch können die Einsatzstücke zwischen die Dichtlippen 25 geklemmt werden. Da zwischen den Dichtlippen ein Abstand besteht, wird sich unterhalb der Dichtlippen ein statischer Druck einstellen, während oberhalb der Dichtlippen eine Strömung mit entsprechender Verminderung des statischen Drucks entsteht. Dadurch werden auch die Dichtlippen in diesem Ausführungsbeispiel nach vorne gegen den Innenumfang des Mantels 4 gedrückt, obwohl die Heizzone auf der Oberseite und die Andrückzone auf der Rückseite der Einsatzstücke gleich groß sind. Die Einsatzteile können in den Ausführungsbeispielen nach Fig. 4 bis 8 aus besonders verschleißfesten Materialien bestehen, wie z.B. Keramik, insbesondere Sinterkeramik oder auch Sintermetall. Der Vorteil dieser Ausführung liegt darin, daß die Einsatzstücke leicht bei Verschleiß oder bei Umstellung des zu bearbeitenden Fadentiters ausgebaut werden können. Ferner sind die Einsatzstücke leicht als Massenware herzustellen, während die Herstellung einer breiten Nut in dem Innenteil 6 weniger fertigungstechnischen Aufwand erfordert als die Herstellung einer sehr feinen Fadenführungsnut. Darüberhinaus aber gewährleisten die Einsatzstücke infolge ihrer dampfbeheizten Rückseite, daß der den Fadenkanal umgebende Materialbereich der Heizkammer auf eine Temperatur aufgeheizt wird, die im wesentlichen der Betriebstemperatur im Fadenkanal entspricht. Dieser Effekt wird durch die auf der Vorderseite der Einsatzstücke zwischen den Dichtleisten 25 gebildeten Heizzone noch verbessert, da in dieser Heizzone auch Wärme auf den Mantel 4 übertragen wird.
Die Ausführungsbeispiele nach den Fig. 9, 10 z ei c h n en sich dadurch aus, daß die Andrückzone durch metalliche Einsatzstücke 46 gebildet wird. Die Einsatzstücke 46 sind auf der Rückseite des Innenteils 6 in eine Einsatznut 47 eingelegt. Diese Einsatznut 47 i d d Bohrung 27 aus über Bohrung 48 mit Dampfdruck beaufschlagt. Es sind wiederum die Längsdichtungen 49 vorgesehen, die die Rückseite des Einsatzstückes 46 gegenüber den Nutflanken abdichten. Es sei erwähnt, daß auch entsprechende Querdichtungen vorhanden sind, die jedoch in den vorgegebenen Ansichten nicht darstellbar sind. Je nach dem Flächenverhältnis der Fläche, die auf der Vorderseite des Innenteils 6 durch die Dichtleisten 25 und die entsprechenden Querdichtungen vorgegeben ist, zu der Fläche, die durch die Dichtleisten 49 und die entsprechenden Querdichtungen vorgegeben ist, können sich die Einsatzstücke 46 über eine mehr oder weniger große Länge des Innenteils 6 erstrecken. In Fig. 10 ist dargestellt, daß sich das Einsatzstück über eine Teilllänge erstreckt und einen paßfederförmigen Querschnitt hat. Hierbei kann ein ringförmiger O-Rϊng als Längs- und Querdichtung verwandt werden. Alternativ dazu ist in der Teildarstellung nach Fig. 10 die Einsatznut 47 mit dem Einsatzstück 46 zylinderförmig. Bei diesen Ausführungsbeispielen erfolgt die Aufheizung des Außenmantels durch metallische Berührung zwischen Einsatzstück 46 und Außenmantel auf einer großen Berührfläche, die größer als die Heizzone auf der Vorderseite des Innenkörpers ist.
Die in Fig. 11 im Längsschnitt gezeigte Heizkammer besteht aus dem rohrförmigen Innenkörper 6 und dem darum herum drehbaren Mantel 4 gebildet. Wegen Einzelheiten der Konstruktion kann insoweit auf die Fig. 1 bis 10 Bezug genommen werden. Auf der vom Fadenkanal abgewandten Rückseite des Innenkörpers 6 befindet sich eine Nut 43, die jedenfalls so lang ist wie der mittlere Bereich 19, in dem der Fadenkanal 10 erweitert ist. Die Nut ist oben über Bohrung 36 an den Vorheizkanal 27 angeschlossen. Durch Bohrung 50 kann das Kondensat aus der Nut 43 zurück in den Vorheizkanal 27 laufen. Die Nut 43 definiert eine Andrückzone, die größer ist als die im Bereich des Fadenkanals definierte Heizzone. Der im Inneren des Innenrohres 6 gebildete Vorheizkanal 27 wird auf seinem oberen Ende über Dampfleitung 28 mit Dampf beschickt. Das Loch 29, durch welches der Sattdampf aus dem Vorheizkanal 27 in den mittleren Bereich 19 des Heizkanals gelangt, ist ebenfalls im oberen Bereich der Vorheizkammer angeordnet. Dadurch entsteht im unteren Bereich des Vorheizkanals ein Sack, in dem sich Kondensat, aber auch inerte Gase, d.h. Gase und Dämpfe, die bei den gegebenen Druck- und Temperaturverhältnissen nicht kondensieren, sammeln, insbesondere solche Gase, die schwerer als Sattdampf sind. Die Kondensate, insbesondere das kondensierte Wasser und die inerten Gase haben eine Temperatur, die unterhalb der Temperatur des Sattdampfes liegen. Der Vorheizkanal weist unten eine Öffnung 106 auf, die in eine Abscheidekammer 107 einmündet. Eine weitere Öffnung 110 der Abscheidekammer 107 führt ins Freie bzw. zu einem Kondensatsammler, der hier nicht dargestellt ist. Die Öffnung 106 und die Öffnung 110 liegen beide in einer gemeinsamen Ebene. Auf dem Boden der Abscheidekammer 107 liegt eine Platte 111, die hier frei beweglich ist, die jedoch auch durch eine schwache Feder unterstützt sein kann. Wichtig ist, daß die Platte im wesentlichen parallel zu der Ebene der Öffnungen 106, 110 liegt und von dieser Ebene lediglich einen geringen Abstand hat. Auf ihrer Unterseite weist die Platte Abstandshalter 112 auf, die bewirken, daß der statische Druck der Abscheidekammer 107 auch auf die Unterseite der Platte einwirkt.
Es ist davon auszugehen, daß sich beim Aufheizen der Heizkammer zunächst Kondensate in dem unteren sackförmigen Bereich der Vorheizkammer 27 ansammeln. Diese Kondensate werden über Öffnungen 106, Abscheidekammer 107 und Öffnung 110 zum Kondensatsammler befördert. Nach beendetem Aufheizen fällt lediglich noch eine geringe Kondensatmenge an, so daß Sattdampf beginnt, durch die Öffnungen 106 und 110 abzuströmen. Dabei trifft der Sattdampfstrom auf die Platte 111, so daß er mit hoher Strömungsgeschwindigkeit zur Öffnung 110 strömt. Infolge dieser hohen Strömungsgeschwindigkeit fällt der statische Druck auf der Oberseite der Platte ab, während auf der Unterseite der Platte der statische Druck erhalten bleibt. Dadurch wird diePlatte gegen die beiden Öffnungen 106 und 110 gedrückt und die Abscheidekammer 107 geschlossen, so daß der statische Druck dort erhalten bleibt. Da die Verschlußfläche an den Öffnungen 106 kleiner ist als die Unterseite der Platte 111 und da an der Öffnung 110 lediglich Atmosphärendruck anliegt, liegt die Platte stabil vor der Öffnung 106.
Dieser Zustand bleibt erhalten, solange die Temperatur in der Abscheidekammer 107 erhalten bleibt. Wenn sich nun im unteren sackförmigen Bereich der Vorheizkammer 27 wieder Kondensat bzw. inerte Gase sammeln, fällt die Temperatur ab. Dadurch sinkt auch der Druck in der Abscheidekammer 107, die die Temperaturschwankungen des Vorheizkanals infolge der unmittelbaren wärmeleitenden Verbindung mit dem Innenkörper 6 mitmacht. Infolge des entstehenden Überdrucks an der Öffnung 106 öffnet die Platte zunächst die Öffnung 106, wodurch sich die Platte gegenüber der Öffnung 110 verkantet. Dadurch fällt der Druck in der Abscheidekammer 107 ab und die Platte 111 fällt zu Boden, so daß nunmehr das Kondensat bzw. die inerten Gase vollständig entweichen können. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Platte gegen ihre Schwerkraft senkrecht beweglich. Es ist auch möglich, die Platte horizontal oder schwenkbar zu führen und/oder die Schwerkraftwirkung durch z.B. Federkraftwirkung zu ersetzen. Die Dampfzufuhr zum Vorheizkanal 27 erfolgt über Anschlußleitung 28 und das 3-Wege-Ventil 116. Durch dieses Ventil wird der Vorheizkanal 27 wahlweise mit Dampf beschickt oder entlastet. Durch die Entlastung wird auch gleichzeitig die Andrückzone auf der Rückseite des Innenteils 6 entlastet, so daß der Außenteil 4 gegenüber dem Innenteil 6 leicht in die dem Einfädeln dienende Stellung gedreht werden kann.
In Fig. 12 ist im Querschnitt eine Heizkammer dargestellt, die aus zwei ebenen Platten 51 und 52 besteht. Dieses Plattenpaket ist eingefaßt in ein massives Gehäuse 104, das aus den Platten 64, 65, 66 zusammengeschraubt und stabil genug ist, die im Inneren des Fadenkanals entstehenden Drücke und die dadurch hervorgerufenen Kräfte aufzunehmen. Diese Platten sind durch Zylinder-Kolben-Einheit 69 - 71 relativ zueinander parallel zu ihrer Oberfläche verschiebbar. In der einen Endposition weicht die Vorderkante 105 der Platte 51 hinter die Fadenführungsnut 10 zurück, so daß eine Öffnung entsteht, in welche der Faden eingelegt werden kann. In der anderen, gestrichelt eingezeichneten Relativlage ist die Fadenführungsnut verschlossen. Im verschlossenen Zustand wird der Fadenführungskanal 10 durch öffnen eines - hier nicht dargestellten - Ventils über Dampfzuleitung 27 (Vorheizkanal) mit Sattdampf über Bohrung 29 beschickt. Durch Bohrung 36 wird auch die Rückseite der Platte 52 mit Dampf beschickt. Infolgedessen wird die Platte 52, die durch umlaufende Dichtungen 41 gegenüber dem Gehäuse 104 abgedichtet ist, gegen die andere Platte 51 gedrückt, so daß diese Platten zumindest mit ihren Dichtungen 25 dampfdicht aufeinander liegen. Von besonderer. Wichti gkeit ist dabei, daß der von den umlaufenden Dichtungen 41 umschriebene Flächeninhalt größer ist als der Flächeninhalt, der von den Längsdichtungen 25 und den zugehörigen Querdichtungen gebildet wird. Die Fig. 13 zeigt eine ähnliche Ausführung, die sich von der in Fig. 12 im Prinzip nur dadurch unterscheidet, daß die Vorderseite der Platte 51 mit einer Stufe 108 versehen ist.
Ebenfalls im wesentlichen ähnlich ist das Ausführungsbeispiel nach Fig. 14. Sein hauptsächlicher Unterschied zu den Ausführungen nach 12 und 13 besteht darin, daß die Platte 51 in der einen Endlage keinen Einfädelschlitz über der Fadenführungsnut freigibt, sondern eine vergrößerte Längsnut 109 aufweist, die in der dargestellten Position (Einfädelstellung), in der die Heizkammer außer Betrieb ist, mit der Fadenführungsnut 10 fluchtet und einen erweiterten Einfädelspalt bildet, durch den der Faden pneumatisch oder mittels Borste leicht eingefädelt werden kann. Einseitig ist die Einfädelnut 109 mit einer Abschrägung versehen, damit der Faden beim Verschieben der Platte 51 in ihre gestrichelt dargestellte Betriebstellung von der Abschrägung in die Fadenführungsnut 10 gedrückt wird.
In all diesen Ausführungsbeispielen ist es erforderlich, daß das Gehäuse 104, welches die die Heizkammer bildenden Platten 51, 52 auf zumindest zwei gegenüberliegenden Seiten im Falle des Ausführungsbeispiels nach Fig. 14 auf allen Seiten umschließt, stabil und steif genug ausgeführt wird, um die Dampfkräfte aufzunehmen und auch bei Belastung mit dem Dampfdruck zu gewährleisten, daß die Platten in ihren Berührflächen und mit ihren Längs- und Querdichtungen dicht aufeinander liegen.
Die Fig. 15a, 15b, 15c zeigen Quer- und Längsschnitt eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Heizkammer in der Betriebsstellung (Fig. 15a, 15c) und in der Einfädelstellung (Fig. 15b). In dem massiven Gehäuse 104 mit den Seitenplatten 51 und 53 ist die Platte 52 in Pfeilrichtung beweglich.
Die Platte 51 besitzt zwei Ebenen 73 und 74, die planparallel zueinander liegen und durch eine Stufe 54 miteinander verbunden sind. Die verschiebbare Platte 52 besitzt ebenfalls planparallele Ebenen, welche durch die Stufen 55 miteinander verbunden sind. Die Stufen 54 und 55 der Platten 51, 52 sind jeweils geradgerichtet und gleich groß. In dem Ausführungsbeispiel ist gezeigt, daß die Stufe eine Ebene bilden. Es ist jedoch auch eine andere Ausbildung der Stufe möglich. Insbesondere ist es möglich, die Stufen - in dem gezeigten Querschnitt - konkav auszubilden. Die Platte 52 ist mit ihren planparallelen Ebenen zwischen den einander zugewandten Ebenen der Platten 51 und 53 gleitend geführt. In der in Fig. 15a gezeigten Stellung entsteht auf der Vorderfront der Platten 51 und 52 ein Längsschlitz im Bereich der Stufen 55 der Platte 53, da diese Stufe 55 die Vorderfront der Platten 51 geringfügig überragt. Durch diese Längsschlitze kann ein parallel zu den Längsschlitzen laufender Faden quer zu seiner Laufrichtung in den Spalt zwischen den Platten 51 und 52 eingelegt werden. Sodann wird die P l atte 52 zurückverschoben in eine Stellung, die in Fig. 15b angezeigt ist. In dieser Stellung entsteht ein enger Fadenkanal 10. Der Fadenkanal ist durch die Ebene 74 und die Stufe 54 der Platte 51 und durch die Ebene 73 und die Stufe 55 der Platte 52 gebildet. Durch Dampfanschl uß 61 und einen ersten Vorheizkanal 58 sowie Zwischenkanal 60 und einen zweiten Vorheizkanal 27 wird der Fadenkanal 10 mit gesättigtem Wasserdampf beschickt. Hierzu ist - wie aus den Fig. 15a, 15b gestrichelt ersichtlich - im Bereich der Mündüng des Dampfkanals 29 eine Ausnehmung 77 in die Ebene 74 und die Stufe 54 der Platten 51 eingearbeitet. Diese Ausnehmung bewirkt eine Erweiterung des Faden kanals über einen Teil seiner Länge im mittleren Bereich, so daß der enge Spalt lediglich im Einlaßund Auslaßbereich des Fadens stehenbleibt.
Zwischen der Rückseite der Platte 52 und der Platte 53 des Gehäuses 104 ist eine Andrückzone vorgesehen. Hierzu zweigt von dem ersten Vorheizkanal 58 eine weitere Leitung 75 ab zu dem dritten Vorheizkanal 76 mit der Bohrung 79. Die Trennfuge zwischen der Platte 53 und der Platte 52 wird seitlich abgedichtet durch je eine Dichtleiste 41. Die von den Dichtleisten 41 umschriebene Fläche bildet die Andrückzone und ist größer als die Sattdampf-beaufschlagte Heizfläche, die in diesem Falle ebenfalls durch Dichtleisten 25 in den Ebenen 73 und 74 der Platte 51 definiert wird.
Es sei bemerkt, daß sich die Vorheizkanäle 58, 27, 76 im wesentlichen über die gesamte Länge des Fadenkanals 10, insbesondere aber über dessen mittleren Bereich erstrecken. Das Leitungssystem, das die Vorheizkanäle zum Zwecke der Dampfzufuhr miteinander verbindet, liegt vorzugsweise in einer oberen Ebene. An ihrem Grund weisen die Vorheizkanäle Kondensatablässe auf, die entweder über einen Kondensatabscheider ins Freie oder zu einem gemeinsamen Kondensatsammler führen. Die Dampfzuleitung geschieht über 3-Wege-Ventil 116, das in der Betriebsstellung nach Fig. 15a die Dampfzufuhr freigibt und zum Außerbetriebsetzen der Heizkammer vor Einfahren in die Einfädelstellung nach Fig. 15b die Vorheizkanäle 58, 27, 76 simultan druckentlastet. Es sei insbesondere darauf hingewiesen, daß bei diesem Ausführungsbeispiel die Andrückzone, die durch die Dichtlippen auf der Rückseite der Platte 52 definiert wird, so groß sein muß, daß bei dem gegebenen Dampfdruck die zwischen den Platten 51 und 52 erzeugte
Reibkraft größer ist als die auf die Stufe 55 einwirkende Dampfkraft. Dadurch wird verhindert, daß die Platte 52 sich infolge des Dampfdruckes in Öffnungsrichtung bewegt bzw. daß zusätzliche mechanische Mittel vorhanden sein müssen, durch die die Platte 52 in ihrer Betriebsstellung gehalten wird.
Es ist fernerhin darauf hinzuweisen, daß die Stufe der einen oder anderen Platte, insbesondere aber der ortsfesten Platte 51 auch dadurch gebildet werden kann, daß die eine und/oder andere Platte als ebene Platte ausgeführt wird und auf eine solche Platte sodann eine Zwischenplatte gelegt wird, welche dem Stufensprung der anderen Platte in ihrer Dicke entspricht. Hierdurch ergeben sich fertigungstechnische Vereinfachungen. Eine derartige Zwischenplatte 78 ist in Fig. 15a und 15b eingezeichnet. Durch sie wird die Stufe 54 der Platte 51 erzeugt. Die Zwischenplatte 78 wird auf der Platte 51 z.B. durch Verschraubung festgelegt.

Claims

A n s p r ü c h e
1. Heizkammer für laufende Fäden, insbesondere synthetische Fäden, in welcher die Fäden mit einem unter höherem Druck als Atmosphärendruck stehenden,gesättigten Wasserdampf (Sattdampf) behandelt werden und die zwei relativ zueinander bewegliche Körper aufweist, die in ihrer Betriebsstellung mit in ihrer Form im wesentlichen kongruenten Oberflächenbereichen (Schließflächen) unter Anpreßdruck aufeinanderliegen und durch eine Oberflächenverwerfung in der Oberfläche des ersten Körpers zwischen sich einen vom Faden in Längsrichtung durchlaufenen, engen Fadenkanal (10) bilden, der mit dem Sattdampf beschickt wird, dadurch gekennzeichnet, daß in der Betriebsstellung zumindest einer der Körper von seiner Rückseite her in einer Andrückzone (6, 52) mit dem Sattdampf druckbeaufschlagt wird und daß die Fläche der Andrückzone - projiziert auf die Schließflächen - zumindest gleich groß ist wie oder vorzugsweise größer ist als die mit dem Sattdampf druckbeaufschlagten Schließflächen im Bereich der Oberflächenverwerfung (Heizzone).
2. Heizkammer nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß in der Trennfuge zwischen den Schließflächen Dichtlippen (25) angeordnet sind, die sich längs des Fadenkanals (10) erstrecken und einen Abstand dazu haben.
3. Heizkammer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtbereich zwischen den Schließflächen des Fadenkanals (10) am Fadeneingang und/oder Fadenausgang durch Querdichtungen (34) , die den Fadenkanal durchdringen oder die bis nahe an ihn heranreichen, begrenzt wird.
4. Heizkammer nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Andrückzone auf der Rückseite der Körper durch Dichtleisten (35, 41) umschrieben wird.
5. Heizkammer nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Fadenkanal (10) und die Andrückzone (119) an dieselbe Sattdampfquelle angeschlossen sind.
6. Heizkammer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Fadenkanal einerseits und die Andrückzone andererseits an den gemeinsamen Dampfzufuhrkanal (28) über ein 3-Wege-Ventil (116) mit einem druckentlasteten Anschluß und einem Dampfanschluß verbunden sind.
7. Heizkammer nach einem der vorangegangenen Ansprüche 5, 6 dadurch gekennzeichnet, daß sich längs der Andrückzone (119) ein Vorheizkanal (27) über einen wesentlichen Teil der Länge des Fadenkanals (10) erstreckt. daß der Vorheizkanal mit dem Sattdampf-Zufuhrkanal (28) sowie über Verbindungsleitungen mit dem Fadenkanal und der Andrückzone verbunden ist, und daß Ventileinrichtungen vorgesehen sind, durch die die Sattdampfzufuhr sowohl zu dem Fadenkanal als auch zu der Andrückzone simultan absperrbar ist.
8. Heizkammer nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der eine starr ausgebildete Körper (Außenkörper 4, 104) den anderen Körper (Innenkörper 6, Innenplatte 52) auf dessen Vor- und Rückseite eng anliegend einschließt, und daß zwischen der Flächenpaarung der Vorseite die den Fadenkanal (10) bildende Oberflächenverwerfung und zwischen der Flächenpaarung der Rückseite die Andrückzone liegt.
9. Heizkammer nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Körper (4, 6) zylinderförmig ausgebildet sind, wobei der Innenzylinder (6) in den starren Außenzylinder (4) eingepaßt ist und beide Zylinder relativ zueinander verdrehbar sind, daß auf einer Mantellinie oder Schraubenlinie der Innenzylinder (6) eine den Fadenkanal (10) bildende
Fadenführungsnut und der Außenzylinder auf seinem Innenumfang eine Einfädelnut oder einen Einfädelschlitz aufweisen, welche sich in der Einfädelstellung überdecken, und daß auf der von dem Fadenkanal (10) abgewandten Rückseite des Innenzylinders eine mit Sattdampf beschickte
Andrückzone ausgebildet wird.
10. Heizkammer nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß sich in dem Innenzylinder über einen wesentlichen Teil seiner Länge der mit der Sattdampfzufuhr verbundene Vorheizkanal (27) erstreckt, der in einer mit dem Fadenkanal (10) und der Achse des Vorheizkanals im wesentlichen zusammenfallenden Ebene auf der einen Seite einen Stichkanal zur Andrückzone und auf der anderen Seite einen Stichkanal zum Fadenkanal (10) aufweist.
11. Heizkammer nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenzylinder ortsfest angeordnet ist, und daß der Außenzylinder zwischen einer Betriebsstellung und der Einfädelstellung um den Innenzylinder herum drehbar ist.
12. Heizkammer nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizkammer aus einer oder mehreren Platten besteht, die in einem starren Gehäuse (104) mit zu den Platten parallelen Flanken (51, 53; 64, 66) untergebracht sind, das die quer zur Berührebene der Platten gerichteten Dampfkräfte aufnimmt, und daß auf der Rückseite zumindest einer Platte zwischen dieser und dem starren Gehäuse eine Andrückzone gebildet wird.
13. Heizkammer nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der mit Andrückzone versehene Körper in dem Gehäuse (104) quer zu seiner Schließfläche gleitend geführt ist.
14. Heizkammer nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die den Fadenkanal bildende Oberflächenverwerfung (Fadennut 10) in einem Einsatzstück (39) gebildet wird, welches in einer Einsatznut (38) eines der die Heizkammer bildenden Körper eingelegt ist, und daß das Einsatzstück auf seiner von der Oberflächenverwerfung abgewandten Rückseite mit dem Sattdampf beaufschlagt wird.
15. Heizkammer nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Einsatzstück (39) beidseits der Oberflächenverwerfung (Fadennut 10) mit Dichtlippen versehen ist, wobei der dadurch umschriebene Flächenbereich kleiner ist als die Andrückzone auf der Rückseite des Einsatzstückes.
16. Heizkammer nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Einsatzstücke (39) im Bereich des Fadeneingangs und des Fadenausgangs mit einer engen Fadenführungsnut von vorzugsweise 0,2 bis 0,5 mm Weite versehen sind, daß die Einsatzstücke mit seitlich konkaven Ausbuchtungen versehen sind, daß die Einsatznutflanken gegensinnig konkave Ausbuchtungen mit eingelegter Dichtleiste haben, und daß sich die Einsatzstücke mit ihren seitlichen
Ausbuchtungen gegen die Dichtleisten abstützen.
17. Heizkammer nach Anspruch 14, 15 dadurch gekennzeichnet, daß das Einsatzstück gegenüber der Einsatznut durch Dichtleisten abgedichtet ist, welche eine größere Fläche umschreiben als die den Fadenkanal (10) umgebenden Dichtleisten (25, 34).
18. Heizkammer nach einem der vorangegangenen Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Einsatzstücke den Fadenlauf bilden.
19. Heizkammer nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die mehreren Einsatzstücke jeweils einen Abstand voneinander haben.
20. Heizkammer nach einem der Ansprüche 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Einsatzstücke des mittleren Bereiches eine größere Nutweite als die der Endbereiche haben.
21. Heizkammer nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Einsatzstücke nur am Fadeneingang und am Fadenausgang angeordnet sind.
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