Vorrichtung zur Behandlung von Textilsträngen
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum kontinuierlichen, raschen und gleichmässigen Behandeln von Textilsträngen in einem Behandlungsrohr, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr in seiner Längsrichtung abwechselnd kleine und grosse Querschnitte aufweist und dass Mittel vorhanden sind, um ein gasförmiges oder flüssiges Behandlungsmedium unter Druck durch das Rohr zu pressen.
Mit dieser Vorrichtung können gleichzeitig von einer Mehrzahl Spulen auf einem Spulengatter abgewickelte Kettfäden oder auf einem Kettbaum aufgewickelte Kettfäden sowie Garne aus Stapelkunstfasern, im Stapelfaser-Spinnverfahren erzeugte und durch Spezialbehandlung kontinuierlich gestaltete Faserbänder oder andere Garne in Form von Strängen behandelt werden.
Unter dem in der vorliegenden Beschreibung durchwegs verwendeten Begriff der Behandlung kommen, einzeln oder in Kombination, folgende Gas- oder Flüssigkeitsbehandlungen in Frage: Veredeln, Entfetten, Bleichen, Färben, Waschen, Rückgewinnung von Chemikalien, Schlichten, Trocknen, Wärmebehandlung, Dampfbehandlung und ähnliches.
Die Vorrichtung gemäss der vorliegenden Erfindung kann beispielsweise unter Druck bei einer Temperatur von 1000 C und darüber arbeiten.
Das Behandlungsrohr ist so konstruiert, dass es an zahlreichen Stellen verkleinerte Querschnitte aufweist, was zum Beispiel dadurch erreicht wird, dass das Rohr an einer Mehrzahl von Stellen, vorzugsweise in gleichen Abständen, gleich stark zusammengedrückt wird. Durch die Schaffung zahlreicher, zweckmässig in regelmässigen Abständen angeordneten Rohrstellen von kleinerem Querschnitt bietet die Vorrichtung eine Anordnung, welche die häufige und zwangläufige Aufnahme der Behandlungsflüssigkeit oder des Behandlungsgases durch das Textilmaterial, sowie das entsprechende Heraustreten dieser Flüssigkeit oder dieses Gases aus dem Material während der Behandlung im Rohr ermöglicht, wobei diese Behandlungsvorgänge häufig und in erstaunlich kurzer Zeit wiederholt werden können,
so dass infolgedessen die gewünschte gleichmässige und rasche Behandlung mit erstaunlich hoher Betriebsleistung und mit einem ausserordentlich raumsparenden Gerät verwirklicht werden kann.
An Hand der beiliegenden Zeichnung werden nachfolgend Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert.
Fig. 1 zeigt Längsschnitte A und B durch einen einstufigen Behandlungsapparat bzw. durch eine etwas abgeänderte Ausführungsform desselben.
Fig. 1C zeigt eine schematische Darstellung einer anderen Ausführungsform des Behandlungsrohres.
Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt einer Ausführungsform, welche ein geschlossenes Flüssigkeits-Umlaufsystem unter Druck aufweist.
Fig. 3 zeigt einen Längsschnitt durch einen senkrechten, mehrstufigen Apparat, welcher eine Reihe von unter Druck stehenden Behandlungsrohren aufweist, in welche die Behandlungsflüssigkeit zusammen mit den Fadensträngen eingeführt und am Ende herausgeführt wird.
Textilstränge 1 werden durch die Düse 2 eines Behandlungsrohres 3 von länglicher Form in dessen Inneres eingeführt, wobei die genannte Düse dazu dient, ein allfälliges Aussickern der in nachstehend ausführlich beschriebener Weise das Rohr durchlaufenden Flüssigkeit zu hemmen. Das Rohr 1 weist, wie dargestellt, in abwechselnder Anordnung vergrösserte Querschnitte 4 und verkleinerte Querschnitte 5 auf. Man wird demnach bemerken, dass die Geschwindigkeit der durch das Behandlungsrohr fliessenden Flüssigkeit auf der ganzen Rohrlänge variiert und von einer intensiven Durchwirbelung begleitet ist. Durch diese Anordnung wird die Berührung der Fadenstränge mit der Behandlungsflüssigkeit häufig geändert und die Behandlung der Textilfadenstränge kann äusserst gleichmässig gestaltet werden.
Die Fadenstränge 1, welche unter mechanischer Spannung zwangläufig geführt werden, durchlaufen eine Öffnung 2, welche das Aus sickern der unter Druck stehenden Flüssigkeit fast vollständig verhindert, und werden dann in ein Behandlungsrohr 3 eingeführt, welches gegen die Aussenluft hermetisch abgeschlossen ist.
Das sachgemäss und gleichmässig behandelte Material wird dann als behandelte Stränge 7 dem Rohr an dessen entgegengesetztem Ende durch eine weitere Druckdichtungsöffnung 6 entnommen, welche Öffnung wiederum dazu dient, das allfällige Aus sickern der Flüssigkeit aus dem Rohr auf ein Minimum zu reduzieren.
Um den Durchlauf der Behandlungsflüssigkeit durch das Rohr und um den in Fig. 1 (A) dargestellten Lauf zu gewährleisten, ist in der Nähe des Einlass endes des Rohres eine Flüssigkeitszuführungsleitung 8 mit dem Rohr verbunden, wogegen eine Ablassleitung 9 in der Nähe des Auslassendes mit dem genannten Rohr verbunden ist. In derselben Abbildung ist eine Anzahl kleiner Pfeile dargestellt, welche die Bewegungsrichtung des zu behandelnden und des behandelten Materials sowie die Strömungsrichtung der Behandlungsflüssigkeit angeben. In der vorliegenden Anordnung weist das Rohr 3 eine Verbindungsstelle 10 auf, wodurch die Herstellung vereinfacht werden kann.
Es versteht sich, dass die Anzahl dieser Verbindungsstellen je nach Länge der ganzen Anordnung beliebig vermehrt werden kann; Besteht das Behandlungsrohr aus Glas, so kann die Verbindungs- muffe aus Teflon , Gummi oder einem ähnlichen elastischen und zähen Material bestehen. Ferner dürfte ebenfalls klar sein, dass Länge, Abstand und Durch messer der verkleinerten Rohrabschnitte den Anforderungen entsprechend in geeigneter Weise dimensioniert werden können.
Ein in der Fig. 1 (13) dargestelltes, etwas abge ändertes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist so konstruiert, dass es nach dem Gegenstromprinzip arbeitet.
Bei dieser Vorrichtung sind im Innern eines Behandlungsrohres, das im Gegensatz zum runden Querschnitt des in Fig. 1 (A) dargestellten ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung vorzugsweise einen quadratischen oder rechteckigen Querschnitt aufweist, in Abständen Trennwände angeordnet, welche für den Durchlass der zu behandelnden Textilfadenstränge verkleinerte Öffnungen aufweisen. Der Querschnitt dieses Behandlungsrohres kann jedoch, falls erwünscht, ebenfalls rund sein. Wird die Dicke der Trennwand beträchtlich vergrössert, so wird diese die gleiche Wirkung erzielen wie die verengte Stelle der Rohrlängswand des ersten Ausführungsbeispiels.
Eine weitere Variante, das Behandlungsrohr 12, ist in Fig. 1 (C) dargestellt. Zur Herstellung dieses Rohres kann ein rundes Glasrohr dienen, welches in heissem Zustand in bestimmten Abständen an einer Mehrzahl Stellen senkrecht zur Längsachse beidseitig des Durchmessers eingedrückt wird. Wie abgebildet, sind die eingedrückten Stellen 5 mit einem elliptischen Querschnitt, wie bei 11, ausgebildet, wogegen die nicht ver formten Teile des Rohres ihren ursprünglichen Querschnitt, wie bei 12, beibehalten. Es ist wohl ohne weiteres klar, dass beide auf diese Weise erhaltenen Rohrstückarten zwar verschiedene Querschnitte, jedoch die gleiche Mantellänge aufweisen. Der Querschnitt der eingedrückten Teile ist selbstverständlich kleiner als derjenige der nicht eingedrückten Teile.
Was nun die abwechselnden Querschnitte des Behandlungsrohres selbst betrifft, so kann jede Gestaltungsart oder jede beliebige Kombination von Querschnittformen der beiden Rohrteile gewählt werden. So kann beispielsweise der verengte Rohrteil rund, elliptisch, rechteckig, quadratisch, rechteckig abgerundet, quadratisch abgerundet, plattenartig abgeflacht usw. sein. In gleicher Weise kann der Rohrteil mit grösserem Querschnitt in jeder beliebigen Form ausgebildet werden.
Es kann also für die beiden Rohrstücke jede beliebige Kombination zweier beliebiger Querschnittsformen gewählt werden, wenn spezielle Anforderungen der Materialbehandlung erfüllt werden müssen.
Als Material für das Rohr selbst ist Glas in hohem Masse empfehlenswert, denn erstens weist ein Glasrohr eine vollkommen glatte Innenfläche auf und kann zweitens zu verschiedenen Rohrelementen beliebigen Durchmessers oder zu einem durchgehenden Rohr dieser Art verformt werden. Den Umständen entsprechend kann jedoch für den Rohrkörper auch Metall oder Plastik verwendet werden, namentlich dann, wenn ein stärkeres und widerstandsfähigeres Behandlungsrohr erwünscht ist.
Wird die Behandlungsflüssigkeit veranlasst, in der Bewegungsrichtung der zu behandelnden Textilfadenstränge zu fliessen, begegnen diese letzteren bei ihrem Durchgang durch das Rohr einem wesentlich geringeren Widerstand, da ihre Bewegung durch den Flüssigkeitsstrom gefördert wird, so dass die Spannung in den Fadensträngen entsprechend reduziert wird. Sollen in oder auf diesen Textilfadensträngen oder in der Waschflüssigkeit abgelagerte Chemikalien wiedergewonnen werden, empfiehlt es sich, den Flüssigkeitsstrom entgegengesetzt zur Bewegung der Stränge zu leiten, um die Wirksamkeit der Behandlung zu erhöhen.
Die Proportion zwischen dem Querschnitt der zu behandelnden Fadenstränge und demjenigen des Behandlungsrohres kann je nach der Behandlungsart variieren.
Werden 30 bis 40% des verjüngenden Rohrquerschnittes von den zu behandelnden Fadensträngen und der Rest von der Behandlungsflüssigkeit eingenommen, dann ist der Durchlaufwiderstand der Stränge in den verengten Rohr teilen verhältnismässig gross; dies verursacht jedoch keinerlei Beschädigung des Textilmaterials.
Nehmen die Stränge, wie oben erwähnt, 30 bis 40% des Querschnittes ein, so wirkt die Oberfläche der Fasern als Reibungsfläche und verhindert ein allfälliges Vorbeifliessen der Behandlungsflüssigkeit. Auf diese Weise wird bei der Behandlung mit einer Flüssigkeit oder einem gasförmigen Medium der Druck innerhalb des Rohres proporional zur Faserdichte des Materials verringert. Ausführlicher gesagt, kann eine Faserdichte der obenerwähnten Grössenordnung vorzugsweise bei der Einlassdüse verwendet werden, um das Material in die Behandlungsröhre einzuführen. Anderseits kann je nach Art und Bedingungen des angewendeten Verfahrens die Faserdichte der Textilfadenstränge im Innern des Rohres beträchtlich variieren.
So wird zum Beispiel bei einem Trocknungsverfahren, bei welchem das Behandlungsmedium meistens ein Heissluftstrom ist, eine verhältnismässig geringe Faserdichte verwendet, um allfällige Druckverluste auf ein Minimum zu reduzieren.
So ist beispielsweise eine Faserdichte von t/30 1/20 mm2 pro denier, oder von 3-5 mm2 je Faden von 100 denier am verengten Rohrteil zu empfehlen.
Während dieser Behandlung dürfen sich die einzelnen Fäden unter Einwirkung des Heissluftstromes in jeder Richtung bewegen, soweit die Begrenzungen des Rohres dies gestatten. So wird jeder einzelne Faden eines Stranges getrocknet, währenddem er wiederholt abwechselnd die Nebenfäden berührt und von ihnen wieder getrennt wird.
Gelangen die Fäden in der Schlussphase der Behandlung in eine viskose Flüssigkeit, wie zum Beispiel bei der Kunstharzappretur, beim Schlichten usw., so erfolgt die Trocknung in der oben erwähnten Weise, wobei die Fäden im umlaufenden Heissluftstrom in ständiger Bewegung gehalten werden, so dass die Stränge im Gegensatz zum unbewegten Trocknungsverfahren als Ganzes behandelt werden können, wobei die einzelnen Fäden voneinander getrennt oder in einem solchen Zustand gehalten werden, dass sie nicht dazu neigen, stark zusammenzukleben und daher ohne weiteres getrennt werden können, wenn sie trocken sind.
So können unter Verwendung einer Mehrzahl dieser Vorrichtung, wobei jedes dieser Geräte gemäss der vorliegenden Erfindung konstruiert ist, zum Beispiel Zettelfäden, von einem Kettbaum ohne Unterbruch in einer Reihe aufeinanderfolgender Bearbeitungsstufen behandelt werden, wie zum Beispiel: Entbasten, Bleichen, Färben, Waschen, Kunstharz-Appretieren, Schlichten, Trocknen.
Mit Ausnahme der wie vorstehend erwähnt mit viskoser Flüssigkeit behandelten Fäden kann das Trocknen der Textilfadenstränge ohne jede Schwierigkeit auf jeder geeigneten üblichen Trocknungsvorrichtung erfolgen.
Es wurde vorangehend erläutert, dass die Faserdichte in bezug auf den Querschnitt des Behandlungsrohres je nach Art und Natur des Behandlungsverfahrens beträchtlich variieren kann. Werden zum Beispiel aus 1000 Fäden zu 100 deniers bestehende Kettfadenstränge, also insgesamt 100 000 deniers, bearbeitet, so wird in der Praxis der Durchmesser der verengten Rohrstellen 5-6 mm betragen, wogegen der Durchmesser der grossen Rohrpartien jedes geeignete Ausmass aufweisen kann, beispielsweise 10-15 mm bei einem Färbverfahren mit einem minimalen Flottenverhältnis. Beim Trocknen hingegen kann bei gleichen Kettfadenverhältnisssen wie oben der Durchmesser der verengten Rohrteile 70-100 mm betragen.
Bei gleicher denier-Gesamtzahl für die Textilfadenstränge kann die optimale Grösse des verengten Rohrteils innerhalb der oben angegebenen Begrenzungen abgeändert werden, je nach Art und Natur der zu behandelnden Stränge, d. h. zum Beispiel je nachdem, ob es sich um Faden oder gesponnenes Garn handelt. Weiterhin können die genannten Abmessungen für Werggarne abgeändert werden, je nachdem ob diese, ihrer Art und Natur entsprechend, gekreppt oder ungekreppt verwendet werden.
Je kleiner der Durchmesser der verengten oder eingedrückten Rohrteile ist, in desto kürzeren Abständen können sie angeordnet sein. So kann zum Beispiel zur Behandlung der obenerwähnten, aus 1000 Kettfäden bestehenden Textilfadenstränge ein Behandlungsrohr etwa 30 verengte Stellen je Meter aufweisen. Werden diese Stränge in einem Rohr von 10 m Länge mit einer Durchlaufgeschwindigkeit von 10 m in der Minute behandelt, so erhält man in der Minute 300 Wiederholungskontakte zwischen der Behandlungsflüssigkeit und dem Textilmaterial, so dass eine rasche, gleichmässige und wirksame Behandlung in erstaunlich kurzer Bearbeitungszeit erreicht werden kann.
Die verschiedenen, im Handel erhältlichen Kunstfaser-Stapelgarne weisen 200 000 bis 500 000 deniers auf, so dass der Durchmesser der verengten und der grossen Rohrteile etwa 8-12 resp. 15-30 mm betragen kann. Auf diese Weise enthält ein Meter Rohrlänge etwa 20 abrupte Durchmesseränderungen, so dass unter diesen Bedingungen eine zuverlässige und gleichmässige Behandlung erwartet werden kann.
Fig. 2 zeigt eine Behandlungsvorrichtung vom horizontalen Typ, bei welcher die Textilfadenstränge durch ein Behandlungsrohr hindurchgeführt werden, und ein unter Druck stehendes, flüssiges Medium von hoher Temperatur zur Behandlung durch das Innere des Rohres fliesst. Unter Bezugnahme auf die genannte Figur werden Textilfadenstränge 1 durch ein Paar Vorschubrollen 22 in das Einlassrohr 23 und die Düse 24, welche zum Verringern des Druckes dient, in ein kontinuierliches Behandlungsrohr 26 eingespeist, welches eine Reihe von in Abständen angeordneten, verjüngten Rohrteilen aufweist, wie im Zusammenhang mit Fig. 1 ausführlich beschrieben. Wie bereits erwähnt, kann das Rohr aus einer hitzebeständigen Glasröhre hergestellt werden, welche in einem Druckgehäuse 25 montiert wird.
Die in der Figur mit der Zahl 210 bezeichneten, behandelten Textilfadenstränge werden durch zwei Förderrollen 29 durch das den Druck verringernde Auslassrohr 27 und das Ventil 28 wieder an die Aussenluft befördert. Das Behandlungsmedium fliesst in derselben Richtung wie das sich vorwärtsbewegende Textilgut durch das Rohr, und trennt sich am Förderende des Gehäuses 25 vom Fördergut. Das flüssige Medium fliesst dann durch den Zwischenraum zwischen dem Rohr und dem Gehäuse in entgegengesetzter Richtung durch ein von einer Pumpe 212 betätigtes Saugrohr 211 in Richtung auf die Mitte des Gehäuses und wird dann dem Gehäuse zur Umwälzung wieder zugeführt.
Die auf diese Weise der als Führung dienenden Hälfte des Gehäuses 25 zugeleitete Behandlungsflüssigkeit gelangt zusammen mit den zu behandelnden Textilfadensträngen am Einlassende wieder in das Behandlungsrohr und setzt seinen Umlauf durch dieses fort. Dieser Behandlungs- und Umwälzungsvorgang wird durch die kleinen Pfeile in der Figur verdeutlicht. Um eine bessere Umwälzung des Behandlungsmediums zu gewährleisten, ist in der Mitte des Gehäuses eine Trennwand 213 vorgesehen, welche, wie dargestellt, das Innere des Gehäuses in zwei Abteile unterteilt. Der Stutzen des Förderrohres der Flüssigkeitsumwälzungspumpe mündet in die linke Gehäusekammer und der Stutzen des Saug- rohres 211 mündet in die gegenüberliegende oder rechte Kammer.
Ein Flüssigkeitsnachfüllrohr 214 und ein Ablaufrohr 215 sind an geeigneten Stellen mit dem Innern des Gehäuses 25 verbunden, welch letzteres, falls erforderlich, mit einem Heizmantel versehen sein kann, der jedoch in der Figur nicht dargestellt ist.
Bei Verwendung der in Fig. 2 dargestellten Behandlungsvorrichtung kann die Aufnahmegeschwindigkeit der Rollen 29 so eingestellt werden, dass sie geringer ist als diejenige der Förderrollen 22, wodurch die Fäden gelockert und während der Behandlung geschrumpft werden können. Werden anderseits die Zuführungsrollen 29 etwas schneller angetrieben als die Förderrollen 22, werden die Fäden in entsprechendem Verhältnis gestreckt.
Wird das Gehäuse 25 der genannten Vorrichtung zu einem Druckgefäss aus Metall ausgebildet und besteht das Behandlungsrohr 26 aus hitzebeständigem Glas, dann kann die so erhaltene Vorrichtung wirksam und sicher für die gewünschte Bearbeitung unter Druck und bei hoher Temperatur verwendet werden, da der auf die Innenwandungen einwirkende Innendruck nur der Umlaufdruck des Behandlungsmediums ist und einen verhältnismässig niedrigen Wert aufweist. Wie bereits angedeutet, kann das Behandlungsrohr falls erforderlich auch aus Metall hergestellt werden.
Beim Apparat der Fig. 2 wird die Flüssigkeit in einem geschlossenen Umlaufsystem verwendet und die Flüssigkeit, welche auf die bereits behandelten Stränge einwirkt, wird zusammen mit den Strängen, d. h. von diesen aufgesaugt, in die Aussenluft mitgeführt. Deshalb besteht ein schwacher Punkt dieser Ausführungsform darin, dass sie eine Vorrichtung zur Rückgewinnug der Flüssigkeit benötigt, falls die Verwendung der Flüssigkeit wirtschaftlich ins Gewicht fällt. Deshalb wird der nachstehend beschriebene Apparat der Fig. 3 im allgemeinen zum Färben, Bleichen und zur chemischen Behandlung verwendet, ausgenommen das Verstrecken von Kunstfasern in heissem Wasser, das Schrumpfen in heissem Wasser, die Behandlung mit gesättigtem Dampf, sowie die Heisslufttrocknung.
Um Ausschussware zu vermeiden, muss beim Apparat der Fig. 2 darauf geachtet werden, dass zwischen der mit den behandelten Strängen ausgestossenen Flüssigkeit und dem beim Beginn des Vorganges eingespeisten Behandlungsmedium Gleichgewicht besteht.
Fig. 3 stellt ein senkrechtes Gerät mit mehreren Rohren zur kontinuierlichen Behandlung von Textilfadensträngen für das Entbasten, Bleichen, Färben und ähnlichem dar, mit niedrigem, nur einige Ganzzahlen oder noch weniger betragendem Flottenverhältnis, unter der Einwirkung von Druckdampfbeheizung.
Textilfadenstränge werden von Zuführungsrollen 32 über eine Führungsrolle 33, ein druckreduzierendes Einlassrohr aus Metall und ein Ventil, beide unter derselben Hinweiszahl 34 dargestellt, in ein aus Glas bestehendes Behandlungsrohr 35 eingespeist, welches verschiedene Querschnitte aufweist und im übrigen gleich konstruiert ist wie unter Fig. 1 beschrieben. Über und in der Nähe des oberen Endes des Behandlungsrohres 35 ist ein Paar Keil-Nut-Rollen 37 angeordnet, welche die auf diese Weise behandelten Stränge aufnehmen und der nächsten Bearbeitungsstufe zuführen.
Das oben beschriebene Rohr für die erste Behandlungsstufe ist mit einer Muffe 36 versehen, welche zuverlässig einen hermetisch dichten Anschluss zwischen dem Metallrohr 34 und dem Behandlungsrohr 35 aus Glas gewährleistet, welch letzteres in einem Druckgehäuse 38 montiert ist. Dampf mit geeigneter Behandlungstemperatur wird durch eine Speiseleitung 39 in das Innere des Gehäuses eingeführt und bewirkt indirekt die Erwärmung der Textilfadenstränge und der Behandlungsflüssigkeit, welche das Innere des Rohres durchlaufen. Das sich bildende Kondensat wird durch ein Ablaufrohr 310 aus dem Gehäuse abgeleitet.
Wird die Führungsrolle 33 eingetaucht unter dem Spiegel der in einem Tank 311 sich befindenden Behandlungsflüssigkeit gehalten, nehmen die bewegten Textilfadenstränge bei ihrem Durchgang durch dieses Bad mehr als genügend Behandlungsflüssigkeit auf, und die überschüssige Flüssigkeit wird beim Eintritt in das Einlassrohr 34 abgestreift. Auf diese Weise wird eine angemessene Menge Behandlungsflüssigkeit von diesem Strängen aufgenommen und in wesentlich konstanter Proportion in das Behandlungsrohr mit eingeführt.
Wird im Gegensatz dazu die Führungsrolle hoch über dem Flüssigkeitsspiegel des Tanks 311 angeordnet, so wird die Behandlungsflüssigkeit mittels einer Dosierungspumpe 313 durch eine Speiseleitung 314 in das Innere des Behandlungsrohres eingespeist, wobei das Flottenverhältnis so gewählt wird, dass es der Durchlaufgeschwindigkeit des Textilmaterials entspricht. In diesem Falle ist es einfach, die Leitung der Pumpe so einzustellen, dass die von ihr abgegebene Flüssigkeit im Behandlungsrohr dieselbe Geschwindigkeit aufweist wie das durchlaufende Textilmaterial.
Die Dampfzufuhrleitnng 316 ist innerhalb der Kammer 315, in welcher die genannten zwei Keil-Nut-Rollen drehbar befestigt sind, so angeschlossen, dass Dampf mit angemessener Geschwindigkeit zugeführt werden kann, wodurch die behandelten Stränge zusammen mit der in der ersten Verfahrensstufe aufgenommenen Flüssigkeit erwärmt werden. Auf diese Weise kann, falls erforderlich, ein während der ersten Behandlung erfolgter Hitzeverlust ausgeglichen werden. Mit einer solchen Vorrichtung zur direkten Dampfeinwirkung kann das Kondensat die Behandlungsflüssigkeit verwässern und unter gewissen Umständen auch das gewünschte Behandlungsergebnis beeinträchtigen. Falls es erwünscht ist, diesen Nachteil auszuschalten, kann die Dampfzufuhr aus der Leitung 316 unterbrochen werden.
Oder es kann statt dessen eine grössere Heizfläche für die indirekte Beheizung durch die Wandung des Rohres 35 vorgesehen werden. Da in der ersten Stufe das obere oder Auslassende des Behandlungsrohres in das Innere der genannten Kammer 315 einmündet, fliesst der von der Leitung 316 zugeführte Dampf in Gegenstromrichtung in das Behandlungsrohr 35 an dessen Auslassende ein, wenn die von den Textilfadensträngen mitgeführte Flüssigkeitsmenge relativ gering ist, so dass das Innere des Rohres nicht genügend Raum für Faden und Flüssigkeit bietet, wodurch sich die Möglichkeit ergibt, einen Teil des Materials im Rohr direkt zu erwärmen und die günstige, gleichmässige Erwärmung dieses Materials während der Behandlung zu bewirken.
Werden die Dampfdrücke in den beiden Speiseleitungen 39 und 316 gleich hoch gewählt, so werden dadurch der Innen- und der Aussendruck des Rohres ausgeglichen, so dass ein Rohrbruch sogar dann wirksam vermieden werden kann, wenn das Rohr aus Glas besteht. Der hohe Betriebsdruck wird von der äussersten Gehäusewand aufgenommen.
In dem Verfahren, bei welchem die Stränge und die von ihnen mitgeführte Behandlungsflüssigkeit zwangsweise in das Behandlungsrohr eingeführt werden, und Druck und Temperatur in diesem Rohr auf vorgewählte Werte erhöht werden, besteht ein Druckgefälle zwischen dem Rohrinnern und der Atmosphäre. Deshalb neigt ein Teil der Behandlungsflüssigkeit und des Dampfes gleichgültig, welches das Mengen- und Bewegungsverhältnis zwischen Strängen und Behandlungsflüssigkeit ist - dazu, auszusickern, und dieses Aussickern erfolgt in Richtung auf den Einlass des Behandlungsrohres entgegengesetzt zur Bewegung der Stränge und der mitgeführten Flüssigkeit.
Dieser Gegenstrom durchfliesst auch abwechselnd die Teile des Behandlungsrohres mit grösserem und kleinerem Durchmesser, und das Aufeinandertreffen von normaler Strömung und Gegenströmung ergibt eine stärkere Durchwirbelung, welche ihrerseits einen besseren Kontakt zwischen den durchlaufenden Strängen und der Behandlungsflüssigkeit bewirkt.
Das Ergebnis ist eine bessere Wirkungsweise - d. h.
gleichmässigere Behandlung innert kürzerer Zeit. Diese Durchwirbelung ist im ersten Behandlungsrohr 35 (Fig.
3) am stärksten. An diesem Punkt der Behandlung wird hauptsächlich auf die Faseroberfläche eingewirkt. In den auf das erste Behandlungsrohr 35 folgenden Behandlungsrohren ist die Durchwirbelung zwar weniger kräftig, dient jedoch zur Verlängerung der Behandlung und gewährleistet das gleichmässige und tiefe Eindringen der Flüssigkeit in jede Faser. Dieser längeren Durchwir belung kommt allergrösste Bedeutung zu, da die Konzentration der Behandlungsflüssigkeit beim Durchlaufen der Behandlungsrohre, namentlich des ersten Rohres 35, allmählich abnimmt.
Die Flüssigkeitszufuhr am Einlass wird so berech- net, dass der genannte Leckverlust berücksichtigt wird.
Wird über ein bestimmtes Mengenverhältnis hinaus Behandlungsflüssigkeit hinzugefügt, so ist die Durchlaufgeschwindigkeit der Flüssigkeit grösser als diejenige der Fadenstränge. Da die Bewegung der Flüssigkeit einen Teil des Druckes aufnimmt, kann die zur Fortbewegung der Stränge im Behandlungsrohr erforderliche Zugkraft verringert werden. Wird die Behandlungsflüssigkeit mit verhältnismässig geringerer Förderleistung - zum Beispiel in einer Menge, welche 1-2 Mal dem Gewicht der Stränge oder 0,8-1,5 Mal dem Gewicht der Stränge, welche bereits Flüssigkeit aufgenommen haben und mittels Rollen oder Pressstempel ausgedrückt wurden, entspricht - in den Einlass eingepumpt, so wird das Behandlungsrohr durch BehandTungsflüssigkeit und Stränge nicht vollständig ausgefüllt.
In diesem Fall verursacht die durch den unter Druck stehenden Dampf erzeugte Strahlwirkung sofort nach der Einführung der Stränge in das Behandlungsrohr die oben beschriebene Durchwirbelung mit dem Ergebnis, dass Rückstrom und Aussickern einsetzen, so dass die sich über die gesamten Behandlungsrohre ausdehnende Durchwirbelung eine wirksame und gleichmässige Behandlung gewährleistet.
Um eine gleichmässige Behandlung zu erhalten, ist es deshalb nicht erforderlich, das Behandlungsrohr mit Flüssigkeit ganz aufzufüllen, vorausgesetzt, dass der Querschnitt der Rohrteile mit kleinerem Durchmesser klein genug gewählt wird, um zusammen mit den Teilen mit grösserem Durchmesser die erforderliche Kompression und Dekompression der Flüssigkeit zu bewirken, wodurch wiederum die Durchwirbelung erzeugt wird, welche zur Gewährleistung der häufigen Berührung zwischen Flüssigkeit und Strängen erforderlich ist. Dies bezieht sich auf ein in Übereinstimmung mit Fig. 3 hergestelltes, spezielles Ausführungsbeispiel, welches der Dampfbehandlung nach dem Andruckprinzip dient.
Die von den Keil-Nut-Rollen 37 geförderten Textilfadenstränge werden durch einen, in bezug auf den während der ersten Stufe erfolgten Durchgang um 1800 gedreht, zweiten Durchgang geführt und nach abwärts durch ein zweites Behandlungsrohr 317 geleitet, welches die zweite Stufe bildet. Dieses zweite Rohr 317 ist ebenfalls in einem Druckgehäuse 318 montiert und wird ebenfalls von aussen her durch Dampf, welcher durch eine Speiseleitung 319 zugeführt wird, indirekt beheizt, wobei das sich bildende Kondenswasser durch das Auslassrohr 320 abgeleitet wird. Die aus dem Textilmaterial durch Einwirkung der Keil-Nut-Rollen 37 herausgepresste Flüssigkeit sammelt sich auf dem Boden der Kammer 315 und wird dann vom Material wieder aufgenommen und in das zweite Behandlungsrohr mitgeführt.
Am unteren oder Auslassende des zweiten Behandlungsrohres 317 ist eine Muffe 321 vorgesehen, durch welche das Glasrohr mit einem Auslassrohr 322 aus Metall dicht verbunden wird. Nach dem Durchgang durch das Auslassrohr werden die Textilfadenstränge samt der von ihnen aufgenommenen Flüssigkeit durch eine Führungsrolle 323 mit positivem Antrieb erneut um 1800 gedreht und durch einen senkrechten Durchgang nach oben geführt, welcher durch ein drittes Behandlungsrohr 324 gebildet wird, das ebenfalls in einem Druckgehäuse 325 aus Metall montiert ist, mit welchem zur Beheizung des Rohres eine Dampfspeiseleitung 326 verbunden ist.
Das sich bildende Kondensat wird durch ein Ablassrohr 327 abgeleitet. Über dem Auslass des dritten Behandlungsrohres sind wiederum zwei Keil-Nut Rollen 328 vorgesehen, welche in Überwindung der gesamten Widerstandskraft die behandelten Textilfadenstränge durch die dritte Behandlungsstufe, einschliesslich Passieren des Einlass- und Auslassrohres, wie bereits erläutert, hindurchziehen. Der aus der Speiseleitung 329 zugeführte Dampf beheizt direkt eine Kammer 330, in welcher die Keil-Nut-Rollen 328 angeordnet sind.
Wenn diese Textilfadenstränge aus diesen Rollen heraustreten, werden sie wiederum um 1800 gedreht und so geführt, dass sie sich durch einen grundsätzlich senkrechten Durchgang nach abwärts bewegen, welcher eine vierte Behandlungsstufe darstellt, usw. Es dürfte nun verständlich sein, dass die Textilfadenstränge unten durch Führungsrollen und oben durch Keil-Nut-Rollen angetrieben werden, so dass sie einen senkrecht angeordneten, zickzackförmigen Weg beschreiben, welcher eine Anzahl von Behandlungsstufen aufweist. Diese Bewegung erfolgt innert einer vorausbestimmten Zeitspanne, welche lang genug ist, um das gewünschte Behandlungsergebnis zu gewährleisten, wobei diese Stränge in ihrer Bewegung von einer angemessenen Menge der Behandlungsflüssigkeit begleitet werden.
Schliesslich werden die behandelten Stränge durch ein druckdichtes Auslassrohr und eine verjüngte Düse (beide unter der Hinweiszahl 331 in der Figur dargestellt) geführt und an die Aussenluft gebracht. Die nun behandelten Stränge werden um eine letzte Führungsrolle 332 herumgeführt, von einem Paar Keil-Nut-Rollen 333 aufgenommen und schliesslich einer weiteren, hier nicht dargestellten Behandlungsmaschine zugeführt. Die überschüssige, von den Strängen aufgenommene und in der Druckreduzierungsdüse 331 der letzten Stufe abgestreifte Behandlungsflüssigkeit wird durch ein Ablassrohr 334 abgeführt.
Für die vorstehend beschriebenen Führungs- und Keil-Nut-Rollen können auch gewöhnliche Zylinderwalzen verwendet werden. In den Figuren sind jedoch Rollen dargestellt, welche an ihrem Umfang mit einer U- oder V-förmigen Nut 335 ausgebildet sind. In Verbindung mit Schutzrohren, wie in den entsprechenden Keil-Nut-Rollenkammern 315 und 330 dargestellt, sowie mit einem weiteren, zwischen der letzteren Führungsrolle 332 und den letzten Keil-Nut-Rollen 333 angeordneten Schutzrohre 337, erleichtern Rollen der beschriebenen Art die kontinuierliche Behandlung von Werggarusträngen unter Verwendung der vorliegenden, neuartigen Vorrichtung. Zwischen dem Schutzrohr 336 und dem dazugehörigen Behandlungsrohr 35, 317 oder 324 ist jeweils eine Lücke vorgesehen, durch welche die Flüssigkeit in das Behandlungsrohr hinein oder aus diesem herausgelangen kann.
Ist das zu behandelnde Textilmaterial langfädig, wie zum Beispiel bei Werggarnsträngen, Kettfäden oder ähnlichem, kann auf diese Schutzrohre verzichtet werden. Am oberen Ende des Behandlungsrohres, sowie zwischen diesem und der zugehörigen Kell-Nut-Rollenkammer, sind Stopfbüchsen 338 vorgesehen, welche gegenüber der am Boden der Kammer sich ansammelnden Flüssigkeit abdichtend wirken und verhindern, dass diese Flüssigkeit in den Raum zwischen dem Behandlungsrohr und der Druckgehäusewand eindringen kann. In gleicher Weise sind weitere Stopfbüchsen 340 zwischen der die Führungsrolle 323 enthaltenden Kammer 33-9 und den Material-Ein-und Auslassrohren 322 vorgesehen, um jedes Kommunizieren der in diesen Rohren enthaltenen Flüssigkeit zu unterbrechen.
Wie der Fachmann ahne weiteres verstehen wird, ist es erforderlich, die Maschine -vor der Inbetriebnahme erst einmal warmlaufen zu lassen. Das während dieses Vorganges in den Behandlungsrohren sich bildende Kondenswasser kann durch den Ablauf 341 abgelassen werden.
Nach Abschluss der Behandlung wird die überschüssige oder verbrauchte Behandlungsflüssigkeit aus dem der letzten Behandlungsstufe dienenden Rohr durch ein nahe bei dessen Auslassende angeordnetes Ablaufrohr 334 in den Tank 342 abgelassen, von wo aus sie durch ein weiteres Ablassrohr 343 an einen geeigneten Ort abgeführt wird.
Als Druckreduktionsmittel, wie sie in der vorliegenden Vorrichtung vorgesehen sind, können mit Vorteil die in den japanischen Patenten Nrn. 192 052 und 198 429 sowie im USA-Patent Nr. 2954687 beschriebenen Mittel verwendet werden.
Wie bereits erläutert, können die zur Behandlung in einer Vorrichtung gemäss der vorliegenden Erfindung bestimmten Textilfadenstränge 50000 bis 100000 denier betragen, wenn es sich um Kettfäden -auf einem herkömmlichen Kettbaum handelt; 200 000 bis 500 000 denier gelten für Stränge von Kunstfasergarnen und etwa 200000 bis 300000 denier für Stränge, welche aus 6-10 im herkömmlichen Kurzfaser-Spinnverfahren hergestellten Faserbändern bestehen; die Durchmesser der verengten Rohrteile betragen 5-15 mm und die normalen oder grossen Rohrteile können einen Durchmesser von 10-30 mm aufweisen, währenddem der Durchmesser des Druckgehäuses 30-50 mm betragen kann.
Mit diesem Abmessungen ist der Innenraum der Behandlungsrohre erstaunlich klein, so dass sie gefahrlos bei hohen Betriebsdrüclcen und -temperaturen verwendet werden können, wobei sich äusserst wirtschaftliche Herstellungs- und Betriebskosten ergeben.
Anwendungsbeispiel
Ein zusammengesetztes Faserband aus drei Elementen, deren jedes 65 000 denier aufweist und seinerseits aus 3 denier starken, aus handelsüblicher Toly- esterfaser hergestellten Fäden besteht, mit einer Länge von 750 m, wurde durch den in Fig. 3 dargestellten Apparat geführt, dessen Behandlungsrohre 30 verengte Rohrstücke pro Meter aufweisen. Der Innendurchmesser jedes dieser verengten Rohrteile betrug 7,5 mm. Das zusammengesetzte Faserband wurde mit einer Lösung vorbehandelt, welche 6% eines Dispersionsfarbstoffes, wie zum Beispiel Amakron L.S. , sowie 2% Resolin -blau TBL , IO%.thanol -und 0,1% eines geeigneten Netzmittels enthielt. Das Aufnahmeverhältnis betrug
120%.
Das auf diese Weise vorbehandelte Faserband wurde nun im Behandlungsapparat bei einer ununter brochenen Durchlaufgeschwindigkeit von 12 m/Min.
einer Behandlung mit gesättigtem Dampf von 1600 C während einer Minute ausgesetzt. Während dieses Vorganges wurde ungefähr 1/5 der Lösung durch das Innere der Rohre unter Druck stehende Medium am Einlass des Apparates durch das Drackreduktionsrohr herausgepresst, und .diese überschüssige Flüssigkeit wurde in geeigneter Weise wieder aufgefangen, währenddem der gesamte in der von den Bändern mitgeführten Flüssigkeit enthaltene Farbstoff vollständig und bis ins Innere des behandelten Materials eingedrungen war, ohne eine ungleichmässige Färbung zu bewirken. Es wurde festgestellt, dass das Behandlungsgut am Schluss alle nennenswerten Farbstoffmengen aus der Flüssigkeit enthielt und dass die Bänder vollständig dunkelbraun eingefärbt waren.