DE2159660A1 - Verfahren und Vorrichtung zum kontinuierlichen Entspannen von Textilgarnen - Google Patents

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Dr.W/Wo

■ Patentanwälte

L - IMC*. F- HOSEN!« Stuttgart, den 1.12.1971

7000 5i«"0Ort

Gyrnnosiumälr. 31* 1133

0711/291133 2159660

Betr.: Patentanmeldung P 4i8i/54a

Anmelder: MITSUBISHI RAYON COMPANY LIMITED 8, Kyobashi 2-chome, Chuo-ku

Tokyo Japan

Verfahren und Vorrichtung zum kontinuierlichen Entspannen von Textilgamen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Entspannen von Textilgarnen, wie zum Beispiel natürliche und synthetische MuIt!filamente, gesponnenes Garn und synthetisches Pasergarn. Im allgemeinen werden die aus synthetischen Pasern bestehenden dichten Garne mit den folgenden Verfahren üblicherweise behandelt:

1. Bei hoher Temperatur wird ein synthetischer Paserstrang

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gezogen. Ein Teil dieses Paserstranges wird abgezogen, so daß er einen Kammzug von Stapelfasern bildet; dieser Kaminzug wird unter spannungβίοsen Bedingungen wärmebehandelt, um ihn zu entspannen. Der andere Teil des gezogenen Paserstranges wird zu' Stapelfasern geschnitten und diese Stapelfasern wiederum werden zu Kammzug geformt. Der entspannte Faserkammzug und der nicht entspannte Paserkammzug werden dann in einem bestimmten Verhältnis gemischt und der so gemischte Kammzug wird zu Garn versponnen. Das fertig gesponnene Garn wird anschließend mit einem Heizmedium, wie beispielsweise Dampf wärmebehandelt und zwar unter spannungslosen Bedingungen, so daß dadurch das gesponnene Garn zu einem hochfesten Garn wird.

2. Pasergarn, das aus mehreren synthetischen Fasern zusammengesetzt ist, von denen jede aus zwei Polymerbestandteilen zusammengesetzt ist, die über die ganze Länge der Paser aneinanderliegen und verschiedene Schrumpfeigenschaften besitzen, wird unter spannungslosen Bedingungen wärmebehandelt, um in ein dichtes Garn übergeführt zu werden, in dem die zusammengefügten Pasern aufgrund der verschiedenen Schrumpfeigenschäften ihrer Bestandteile von selbst zusammenkrumpft.

Bei diesen oben erwähnten konventionellen Verfahren wird die Wärmebehandlung zur Erzeugung der Garndichte mit dem auf Haspeln aufgewickelten Pasergarn und gesponnenen Garn vorgenommen; danach werden die Haspeln einer weiteren Behandlung, wie z.B. dem Ausspülen, Bleichen oder Färben unterzogen, d.h. also, daß die Wärmebehandlung diskontinuierlich in einem sogenannten Chargensystem durchgeführt wird. Solch ein diskontinuierliches Verfahrer weist die Nachteile auf, daß das Aufwickeln des Garnes zu einer Haspel verhältnismäßig umständlich ist und daß es darüber hinaus notwendig ist, das Garn wieder von der Haspel abzuwickeln. Dazu kommt auch noch, daß es dann, wenn eine größe-re Anzahl von Garnhaspeln in mehrere Gruppen aufgeteilt wird und auch in

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mehreren Chargen wärmebehandelt wird, sehr schwierig ist, eine Änderimg der Schrumpfung des Garnes von Charge zu Charge zu verhindern. Diese Veränderung ist auf Unterschiede in der Qualität des erzeugten dichten Garnes und auf eine ungleichmäßige Färbung zurückzuführen.

Wenn es möglich wäre, den Entspannungsvorgang kontinuierlich durchzuführen, während gleichzeitig das ursprüngliche Garn weitergeführt wird, dann könnten die oben erwähnten Nachteile vollständig vermieden werden und es wäre daher möglich, ein . hochfestes Garn von vollständig gleicher Qualität bei niedrigen Kosten und hohem Wirkungsgrad herzustellen.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung vorzuschlagen, mit dem Textilgarne kontinuierlich entspannt.werden können und die daher fähig sind, die oben angegebenen Nachteile der bisher bekannten Methoden zu vermeiden. Durch die Erfindung soll auch ein Verfahren vorgeschlagen werden, das ein kontinuierliches und leichte! Entspannen von Textilgarnen in Verbindung mit einem Aufwickelvorgang des Garnes ermöglicht. Schließlich soll die Erfindung auch eine Vorrichtung vorschlagen, mit der einmal Textilgarn kontinuierlich entspannt werden kann und die zum anderen an eine Aufwickelvorrichtung für das Garn angebaut werden kann.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum kontinuierlichen Entspannen von Textilgarn ist durch die folgenden Verfahrensschritte gekennzeichnet;

a) Vorentspannen des Textilgarnes durch Einsaugen des Garnes in ein Entspannungsrohr mit Hilfe eines in der Förderrichtung des Gamee in das Rohr eintretenden Heizraediumsstrahles, der das Garn durch das Entspannungsrohr treibt,

b) weiteres Entspannen des Garnes, das in einem Sammelrohr unter spannungslosen Bedingungen angesammelt, von dem Heizmedium durchströmt und gleichzeitig durch das Sammelrohr gefördert wird,

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c) Herausführen des entspannten Garnes aus dem offenen Ende des Sammelrohres,

d) Kühlen des entspannten Garnes am offenen Ende des Sammelrohres mit einem entgegengesetzt zu dessen Förderrichtung gerichteten und an der Lieferstrecke des Garnes entlangstreichenden Kühlmittelstrom, der auch Knäuel und Verwicklungen des angesammelten Garnes entwirrt und ein Überlaufen des Garnes aus dem Sammelrohr verhindert.

e) Kräftiges Absaugen des durch das angesammelte Garn geströmten Heizmediums und des durch die Lieferstrecke bewegten Kühlmittelstromes.

Durch dieses erfindungsgemäße Verfahren und mit der auf dessen Grundlage arbeitenden Vorrichtung wird es möglich, den Schritt des Entspannens des Garnes und den des Aufwickeins, die bisher stets getrennt ausgeführt werden mußten, nacheinander aber kontinuierlich auszuführen, so daß die Behandlungszeit wesentlich verkürzt werden kann und schließlich auch ein dichtes Garn von gleichmäßiger Qualität erzeugt werden kann.

Das Verfahren der vorliegenden Erfindung kann durch eine Vorrichtung verwirklicht werden, die mit einer Zuführdüse für einen das Textilgam ansaugenden Heizmediumstrahl ausgerüstet ist, ferner mit einem Entspannungsrohr, durch das das Garn durch die Strömung des Heizmediums geführt und dabei vorentspannt wird, die außerdem ein Sammelrohr besitzt, in dem das Garn aufgestaut wird, um weiter unter spannungslosen Bedingungen behandelt zu werden und durch das der Garnstau durch die Strömung des Heizmediums bewegt wird, bei der eine Umhüllung für das Sammelrohr und eine Lieferdüse für das entspannte Garn vorgesehen sind, in deren Bereich das Garn gekühlt wird und schließlich auch noch Mittel vorgesehen sind, um das Heiz- und Kühlmedium kräftig abzusaugen.

Besonders vorteilhaft wird bei dieser Vorrichtung eine zufülirdüse vorgesehen, die eine öffnung zum Zuführen des Games in

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das Entspannungsrohr und eine Düse für einen in das Entspannungsrohr führenden Heizmittelstrahl "besitzt. Die Düse kann zu diesem Zweck ihre Mündung am Eintritt in das Entspannungsrohr besitzen und die Garnzuführöffnung so umgeben, daß der durch den Düsenschlitz gebildete Heizmittelstrahl das Garn in die Entspannungsstrecke durch die Garnzuführöffnung hereinsaugt. Das Entspannungs rohr erstreckt sich dann von der Zuführdüse bis zum Sammelrohr. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn das Sammelrohr auf seinem Umfang mehrere Öffnungen aufweist und auf der dem Entspannungsrohr abgewandten Seite offen ist. Dieses Sammelrohr kann zweckmäßig von einem Gehäuse umgeben sein, das um das Entspannungsrohr herum geschlossen und an dem offenen Ende des Sammelrohres ebenfalls offen ist. Die Lieferdüseneinrichtung kann vorteilhaft mit einer Durchtrittsöffnung für das entspannte Garn und mit einer Düse zum Durchblasen des Kühlmediums versehen sein. Diese Düse öffnet sich gegenüber dem offenen Ende des Samraelrohres und umgibt die Durchtrittsöffnung so, daß das aus dem Sammelrohr gelieferte Garn durch den aus dem Düsensehlitz austretenden Kühlmittelstrahl abgekühlt wird. Die Absaugeinrichtung für das Heiz- und Kühlmittel schließlich ist an das Gehäuse angeschlossen und mit dem offenen Ende des Sammelrohres unidem Kühlmitteldüsenschlitz verbunden.

Die Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind im einzelnen den beigefügten Zeichnungen zu entnehmen. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer Einrichtung mit drei erfindungsgemäßen Behandlungseinheiten

Fig. 2 bis 4 jeweils aufgeschnittene Vorderansichten an verschiedenen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung und die

Fig. 5 bis 8 jeweils perspektivische Darstellungen von Ausführungsformen des Sammelrohres der er-

erfindungsgemäßen Vorrichtung. 209826/0643

Die Fig. 1 zeigt eine Anordnung mit drei Behandlungseinheiten zum kontinuierlichen Entspannen und anschließenden Aufwickeln eines Textilgarnes, wie "beispielsweise einem gesponnenen Garn, einem Multifilament oder einem Einzelfasergaxn, In der Fig. wird ein Garn A von einem Zufuhrballen 1. einer Entspannungsvorrichtung 30 über ein Paar Zuführrollen 2a und 2b in einem vorbestimmten Verhältnis zugeführt. Wie in den Fig. 2 bis gezeigt ist, besteht die Entspannungsvorrichtung 30 aus einer Zuführdüse 3_f die anschließend an die Zuführwalzen 2a und 2b angeordnet ist. An die Düse 3 ist ein Entspannungsrohr 6 angeschlossen und ein Gehäuse 7» das ein Sammelrohr 19 umgibt, welches in den Fig. 2 bis 4, aber nicht ±n. der Fig. 1 gezeigt gfc ist und an das Entspannungsrohr 6 angeschlossen ist. Eine Lieferdüseneinrichtung 10 schließt an das Gehäuse 7 an.

In die Zuführdüse 3 wird ein Heizmedium durch eine Hauptleitung 4 und eine Abzweigleitung 5 eingeleitet und dann durch die Düse in das Entspannungsrohr 6 strahlenförmig eingeblasen. Das Garn A wird durch die Wirkung des Heizmittelstrahles hinter den Zuführrollen 2a und 2b in das Entspannungsrohr 6 durch die Zuführdüse 3 hereingesaugt. Das so eingesaugte Garn A gelangt mit dem Heizmittelstrom durch das Entspannungsrohr 6 nach oben und wird während dieses Weges durch die Wärmewirkung des Heizmittels vorentspannt. Dann wird das Garn A in dem im Gehäuse 7 angeordneten Sammelrohr 19 unter spannungs-™ .losen Bedingungen angestaut, und zwar eine vorbestimmte Zeit lang, so daß es vollständig durch die Wärmeeinwirkung des Heizmediums entspannt wird. Das angestaute Gam A wird innerhalb des Sammelrohres 19 durch die Strömung des Heizmittels nach oben bewegt und am offenen oberen Ende des Sammelrohres 19 durch die Lieferdüseneinrichtung 10 mit Hilfe von Lieferwalzen 12a und 12b entnommen. Durch die Lieferdüseneinrichtung 10 wird am oberen Ende des Sammelrohres 19 ein Kühlmittel zum Kühlen des entspannten Garnes A in Richtung auf das obere offene Ende des Sammelrohres 19 geblasen. Dieses Kühlmittel entweicht zusammen mit dem Heizmitel, das durch den Stau des Garnes A im Sammelrohr 19 hindurchgeströmt ist, durch eine

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Abzweigleitung 8 und die Hauptabsaugleitung 9 in die Atmosphäre.

Das Garn A wird durch Führungsrollen 11 a und 11b und durch Lieferwalzen 12a und 12b weiter gefördert und v/ird dann mit Hilfe einer Antriebswalze 13 auf eine Aufnahmehaspel 14 aufgewickelt.

Wie aus der Fig. 1 deutlich wird, sind die Einzelteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung zu einer Baueinheit zusammengefügt, die unterhalb einer konventionellen Aufwickeleinrichtung, wie beispielsweise einer Aufwickeltrommel oder Aufwickelspindel, angebracht werden kann, so daß eine leichte Handhabung möglich wird.

Die Fig. 2 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Apparates. In der Fig. 2 besteht die Zuführdüse 3 aus einem äußeren Rohr 3a, einem Zwischenrohr 3b und einem Innenrohr 15b. Das Innenrohr 15b besitzt eine Eintrittsöffnung 15a zum Einsaugen des Garnes A. Zwischen der Außenfläche des Innenrohres 15b und der Innenfläche des Zwischenrohres 3a ist eine konusförmige Düse 16 gebildet, die sich nach oben verjüngt. Das Außenrohr 3a ist mit einer Ringnut 17b versehen, die den · gesamten Umfang des Zwischenrohres 3b umgibt. Die konusförmige Düse 16 steht mit der Ringnut 17b durch mehrere Öffnungen 17& in Verbindung, die im Zwischenrohr 3b angeordnet sind. Die Ringnut 17b ihrerseits ist an eine Leitung 5 angeschlossen, die mit einer Heizmittelquelle (nicht in der Zeichnung gezeigt) in Verbindung steht.

Die konusförmige Düse 16 besitzt einen kleineren Öffnungsquerschnitt als die Leitung 5· Wird also das Heizmittel durch die Leitung 5 der konusförmigen Düse 16 zugeführt, so strömt das Heizmittel in das Entspannungsrohr durch die konusförmige Düse 16 mit einer Geschwindigkeit ein, die größer ist als die in der Leitung 5. Das Garn A wird dadurch in das Entspannungsrohr 6 durch die Eintrittsöffnung 15a hereingesaugt und durch das Entspannungsrohr 6 durch die Strömung des 'Heizmediums weiter- «;wegt. Während dieser Bewegung durch das Entspannungsrohr 6 ird das Garn A vom Heizmittel aufgeheizt, verliert seine inneren Spannungen und wird vorgeschrumpft. Das Entspannungsrohr 6 kann auch mit einer Heizeinrichtung 18 an seinem Umfang versehen sein, so wie es in der Fig. 2 gezeigt ist. Die Heiz- .

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einrichtung 18 kann eine elektrische Heizung oder ein Heizmantel mit einer von einem Heizmittel durehflossenen Heizspirale sein. Auch andere Heizeinrichtungen können vorgesehen sein.

Es ist wesentlich, daß das Garn A beiseiner Bewegung die Innenwand des Entspannungsrohres 6 nicht berührt. Wenn das Garn A nämlich diese Innenseite berührt, kann es schmelzen und an der Innenseite ankleben, oder es kann auch die vom Garn A hervorgerufene Verflugung durch die Berührung an der Innenseite festschmelzen. Solches Ankleben des Garnes oder Festschmelzen der Verflugung ruft eine ungleiche Strömung des Heizmittels in dem Entspannungsrohr 6 hervor und diese un-™^! gleichmäßige Strömung beschleunigt ihrerseits wieder das unerwünschte Ankleben und Festschmelzen. Jede Berührung des Garnes A mit der Innenseite des Entspannungsrohres 6 muß daher vermieden werden. Um das zu erreichen darf der Heizmittelstrahl durch die konusförmige Düse 16 keine Verwirbelung innerhalb des Entspannungsrohres 6 hervorrufen. Es kommt daher sehr darauf an, daß die Düse 3 keine konäbrukt ionsbedingt en Eigenschaften aufweist, die eine solche Wirbelbildung des Heizmittelstromes begünstigen können.

* Das obere Ende des Entspannungsrohres 6 ist mit dem unteren Ende 19a eines Sammelrohres 19 verbunden, das mehrere Öffnungen 20 auf seinem Umfang aufweist. Wie oben bereits ausgeführt wurde, wird das Garn A durch den ISL zmit te Istrom nach oben in das Sammelrohr 19 getrieben und dort aufgestaut, um unter spannungslosen Bedingungen eine bestimmte Zeit lang zu verweilen. Während dieses Aufenthaltes im Sammelrohr 19 wird das Garn A vollkommen entspannt und durch die Hitze des Heizmittels geschrumpft. Das Heizmittel gelangt nach dem Durchströmen des Garnstaues durch die Öffnungen 20 in das Gehäuse 7. Während dieser Zeit blockiert der Stau des Garnes A teilweise diese Öffnungen 20, so daß die Strömung des Heizmittels durch diese Öffnungen unterbrochen ist. Der unterbrochene Heizmittelstrom drückt dem Stau des Garnes A daher nach oben und fördert ihn nach

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und nach durch das Sammelrohr 19.

Die Lieferdüeeneinriohtung 10 besteht aus einem Innenrohr 31a, das in seinem Innern eine Austrittsöffnung 31b für das Garn A besitzt und aus einem äußeren Rohr 32a, das das Innenrohr 3ia umgibt. Eine sich nach unten verjüngende konusförmige Düse 32b wird zwischen der Außenfläche des Innenrohres 31a und· der Innenfläche des Außenrohres 32a gebildet. Diese konusförmige Düse 32a steht mit einer Kühlmittelquelle (in der Zeichnung nicht dargestellt) über eine Leitung 21 in Verbindung.

Wenn das Garn A vollkommen entspannt und geschrumpft ist, wird es aus dem offenen Ende 19b des Sammelrohres 19 durch die Austritt söffnung 31b entnommen. Das Kühlmittel wird von seiner Quelle aus über die Leitung 21 in die konusförmige Düse 32b geführt und durch den konsuförmigen Schlitz 32b in Richtung auf das offene Ende 19b des Sammelrohres 19 geblasen. Das bedeutet, daß das Kühlmedium entlang der Lieferstrecke des Garnes A entgegengesetzt zur Förderrichtung des Garnes A geblasen wird und auf diese Weise das Garn A im Gegenstromprinzip kühlt. Das derartige Ausblasen des Kühlmediums weist folgende Vorteile auf:

1. Da das Kühlmittel entgegengesetzt zur Bewegungsrichtung des Garnes A geblasen wird, wird das Garn A während seiner Bewegung zwischen dem Sammelrohr 19 und der Austrittsöffnung 31b stets dem frischen Kühlmedium ausgesetzt. Das Garn A kann daher mit hohem Wirkungsgrad gekühlt werden.

2". Da das Kühlmittel entlang der Lieferstrecke des Garnes / A in entgegengesetzter Richtung zur Lieferrichtung des Garnes A geblasen wird, werden durch die Wirkung des Kühlmediums auch Knäuel oder Verwirrungen, die während des Anstauens des Garnes A entstanden sein können, entwirrt. Dadurch kann die Austrittsöffnung 31b von einer Verstopfung durch das Durcheinander des verknäuelten oder

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verwickelten Garnes Δ bewahrt werden.

3. Da das Kühlmedium unter "beträchtlichen Druck in Richtung auf den Stau des Garnes A im Staurohr 19 geblasen wird, wird auch verhindert, daß der vom Heizmittelstrom nach / oben geförderte Garnstau aus dem Sammelrohr 19 überläuft.

Das so geblasene Kühlmittel strömt durch eine Leitung 8, die mit dem Gehäuse 7 verbunden ist, zusammen mit dem Heizmittel, das durch die Öffnungen 20 in das Gehäuse 7. geströmt ist, in einen Absaugkanal und die so gebildete Mischung von Kühl- und Heizmittel wird mit Hilfe einer in der Zeichnung nicht dargestellten kräftigen Saugeinrichtung in die Atmosphäre ausge- . - -blasen. Eine Drosselklappe oder ein Sperrschieber 22 in der Leitung 8 sorgt dafür, daß die Absaugmenge geregelt werden kann.

Die Fig. 3 zeigt eine andere bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Apparates. In der Zeichnung ist eine zusätzliche Absaugöffnung 23a am Umfang des Gehäuses 7 zu erkennen. Ein Teil des aus den Öffnungen 20 des Sammelrohres

19 strömenden Heizmediumfgelangt bei dieser Ausführungsform durch die zusätzliche Absaugleitung 23b in einen zusätzlichen Absaugkanal 25 und tritt so ohne Saugeinrichtung in die Atmosphäre aus. Eine zusätzliche Drosselklappe 24 sitzt in der Leitung 23b, um auch die Strömung des Heizmediums unter Kontrolle zu haben. Es ist entscheidend, daß der zusätzliche Abstrom nicht durch zusätzliche Fördermittel nach außen gezwungen wird· Wenn der zusätzliche Abstrom nämlich, beispielsweise durch ein Absauggebläse erzeugt wird, dann kann auch ein Teil des angestauten Garnes in dem Sammelrohr 19 durch die Saugwirkung des Heizmediums in die Öffnungen

20 gezogen werden. Dieser Umstand würde nicht nur den Nachteil mit sich bringen, daß die Öffnungen 20 durch das Garn A völlig verschlossen werden, sondern auch den Nachteil, daß der in die Öffnungen 20 gezogene Teil des Garnes A die Aufwärts-

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bewegung des Staues des Garnes A verhindert. Eine erzwungene Absaugung würde außerdem auch den Nachteil mit sich bringen, daß auch zusätzliches Kühlmittel in die Zusatzleitung 25 durch den Stau des Garnes A hindurch im Sammelrohr 19 gezogen werden würde, so daß der Stau, der dadurch zu sehr gekühlt werden würde, auch an einer weiteren Aufwärtsbewegung gehindert wäre. Schließlich ■ würde dieser Umstand auch dazu führen, daß das Heizmittel im Gehäuse 7 kondensieren würde.

Verglichen mit der Anordnung der Pig. 2 hat die Ausführungsform der Pig. 3 die nachfolgenden Vorteile:

Wird in der Vorrichtung der Pig. 2 gesättigter oder überhitzter Dampf als Heizmedium verwendet, dann kann es vorkommen, daß der aus dem Sammelrohr austretende Abdampf im Gehäuse 7 kondensiert, ehe er den Abfuhrkanal 8 erreicht, insbesondere kondensiert 9· der durch die im unteren Teil des Sammelrohres 19 angeordneten Öffnungen strömende Abdampf im Gehäuse 7. Je weiter nun die Öffnungen 20 von dem Austrittskanal 8 des Heizmittels entfernt sind, um so geringer ist auch der Saugeffekt der Öffnungen 20« Das Heizmittel wird daher durch die im unteren Bereich des Sammelrohres 19 angeordneten Öffnungen 20 mit einer niedrigeren Geschwindigkeit abströmen, als durch die Öffnungen 20, die im oberen Teil angeordnet sind. Da, wie bereits erwähnt, das Absaugen des Heizmittels im unteren Teil des Sammelrohres 19 nicht stetig vor sich gehen kann, hat der Boden des Staues des Garnes A die Tendenz, mit der Änderung der durch die unteren Teile des Sammelrohres 19 strömenden . Menge des Heizmediums auch seine Lage zu variieren. In der Vorrichtung der Pig. 3 kann das Heizmedium durch die ' Öffnungen 20 im unteren Teil des Sammelrohres 19 jedoch vollkommen gleichmäßig durch die zusätzliche Absaugleitung 23b und den zusätzlichen Absaugkanal 25 in die Atmosphäre abgeführt werden. Die erwähnten Nachteile der Vorrichtung der Fig. 2 treten daher bei der Vorrichtung der Pig. 3 nicht auf.

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Die Einrichtung, wie sie in der Pig. 4 gezeigt ist, eignet sich zum kontinuierlichen Entspannen und Schrumpfen des Garnes A- bei hoher Geschwindigkeit. Weist das Garn A hohe Schrumpfeigenschaften auf, dann kann es von Fall zu Fall vorkommen, daß das Garn A durch das durch die Düse 3 gelieferte Heizmittel nicht vollkommen geschrumpft werden kann. In diesem Fall ist es also, um die vollständige Schrumpfung durchführen zu können, notwendig, daß, wie in der Fig. 4, das Gehäuse 7 durch eine Teilwand 27 in eine obere Kammer 7a und eine untere Kammer 7b unterteilt wird und daß eine zusätzliche Heizmittelzufuhrleitung 26 an der unteren Kammer 7b angeschlossen wird. Das eine bestimmte Temperatur aufweisende Heizmittel wird in die untere Kammer 7b durch die Zuführleitung 26 eingeführt und strömt dann in den unteren Teil des Sammelrohres 19 durch dessen Öffnungen 20 ein. Das Garn A, das im Sammelrohr 19 angestaut ist, wird so einmal durch das Heizmittel beheizt, das durch die Düse 3 und das Entspannungsrohr 6 zugeführt wird und zum anderen durch das zusätzliche Heizmittel, das zum Zweck einer vollständigen Entpsannung und Schrumpfung des Garnes dur-ch die untere Kammer 7b und die Öffnungen 20 in das Sammelrohr 19 · eintritt. Das Heizmittel im Sammelrohr 19 strömt dann durch die Öffnungen 20 im oberen Teil des Umfanges des Sammelrohres in die Kammer 7a aus. Bei Verwendung der Vorrichtung der Fig. besitzt das durch das Sammelrohr 19 strömende Heizmedium eine größere Strömungsgeschwindigkeit und einen größeren Druck als bei den Vorrichtungen der Fig. 2 und 3. Da die höhere Strömungsgeschwindigkeit und. der höhere Druck dazu führen können, daß das Garn A aus dem Sammelrohr 19 oben überläuft, ist es wünschenswert, daß in diesem Fall das Kühlmittel ebenfalls unter einem Druck und mit einer Geschwindigkeit zugeführt wird, die höher als bei den Vorrichtungen bei den Fig. 2 und 3 sind.

In der Fig. 4 sind die zusätzliche Zuführleitung 26 und das Gehäuse 7 von einer Heizung 28 umgeben, um die Temperatur des

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durchströmenden Heizraediums und den Entspannungseffekt auf das

Garn zu erhöhen.

Bei der Verwirklichung der vorliegenden Erfindung spielt das Sammelrohr 19 zur Erfüllung der erfindungsgemäßen Aufgabe eine wesentliche Rolle. Das Sammelrohr muß daher folgende Eigenschaften besitzen:

1. Der Garnstau innerhalb des Sammelrohres muß stetig und ohne unerwünschte Knäuel und Verwirrungen des Garnes nach oben geführt werden,

2. das Sammelrohr muß genügend groß sein und mit mehreren Öffnungen versehen sein. Die Öffnungen müssen so ausgegebildet sein, daß ihr gesamter Durchschnittsquerschnitt auf die Menge des innerhalb des Samraelrohres anzusteuernden Garnes abgestimmt ist. Der im folgenden verwendete Ausdruck "Prozentuales Öffnungsverhältnis" bezeichnet das Verhältnis des Gesamtdurchschnittsquerschnittes aller Öffnungen im Verhältnis zur gesamten Umfangsflache des Sammelrohres in Prozent.

3. Die Bemessung und Gestaltung der Öffnungen müssen auf die Dicke des Garnes und die Feinheit der Fasern abgestimmt sein.

Die Fig. 5 bis 8 zeigen nun verschiedene Sammelrohre, die in der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwendet werden können. Diese Aus führung sb ei spiele sollen jedoch keine Beschränkung für die nach der Lehre der vorliegenden· Erfindung einzusetzenden Arten von Sammelrohre darstellen.

In der Fig. 5 ist das Sammelrohr 19 ein mit mehreren Öffnungen 20 versehener Zylinder. Das Sarameirohr 19 kann beispielsweise ein Fassungsvermögen von 24,21 mm und ein "Öffnungsverhältnis" von 14,4 # besitzen. Die Öffnungen 2(Vselbst besitzen

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einen kreisförmigen Querschnitt -und einen Bunchmesser von 1,6 ram. Es hat sich gezeigt, daß ein Sammelrohr mit diesen Abmessungen zur Behandlung eines Garnes mit den metrischen Faden Nr. 6 bis 18 geeignet ist und 8 bis 9 Meter des Garnes in sich aufnehmen kann. In der Fig. 6 verjüngt sich das Sammelrohr 19 nach unten zu und weist den Vorteil auf, daß das Garn innerhalb des Rohres in stabiler Lage verbleibt und mit weniger Knäuel und Verwirrungen als in der Ausführungsform 5 gestaut wird. Der Garnstau wird auch daran gehindert, sich umzudrehen. Das Sammelrohr der Fig. 6 hat beispielsweise ein inneres Volumen von 19,31 mm , ein Öffnungsverhältnis vom 11,3 # und kreisförmige Öffnungen mit einem Durchmesser von 1 mm. Ein Sammelrohr m±t diesen Abmessungen hat sich als geeignet .zur Behandlung von Garn mit den metrischen Faden Nr. 12 bis 36 erwiesen und kann einen Stau von 7 bis 8 Meter dieses Garnes aufnehmen.

Das Sammelrohr der Fig. 7 besteht aus einem sich nach oben verjüngenden oberen Kones und einem sich nach unten verjüngenden unteren Kones,.die miteinander verbunden si«d. Solche Sammelrohre sind ganz besonders dazu geeignet, eine Knäuelbildung und ein Verwirren des Garnes zu verhindern und den Garnstau an einer Umkehr zu hindern. Das Sammelrohr der Fig. 7 ist auch ganz besonders geeignet, Mischfasergarne mit feinem Deniergrad zu behandeln, die "dazu neigen, zu knäueln und den Garnstau umzudrehen; es ist auch geeignet, gesponnenes Garn mit niedriger Fademiummer zu behandeln, welches die Neigung hat, zahlreiche feinste Fasernseiner Außenfläche zu bilden. Das Sammelrohr der Fig. 7 kann beispielsweise ein Innenvolumen von 9,692 mm und ein Öffnungsverhältnis von 9,1 # aufweisen, sowie mit kreisförmigen Öffnungen von 0,6 mm Durchmesser versehen sein. Es hat sich gezeigt, daß ein Sammelrohr mit diesen Abmessungen für gesponnenes Garn mit den metrischen Faden Nr. von 24 bis 64 und für ein konjugiertes Garn von 80 bis 500 Denier

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geeignet ist.

In der Fig. 8 verjüngt sich aas Sammelrohr 19 nach unten zu· unä besitzt mehrere Schlitze 20a über seine gesamte Rohrlänge. Dieses Sammelrohr 19 hat "beispielsweise ein inneres Volumen von 32,62 mm^ und ein Öffnungsverhältnis von 8,2 ^, während die Schlitze eine Breite von 2mm haben. Derartige Sammelrohre eignen sich zum Entspannen von konjugiertem Garn und. gesponnenem Garn mit relativ großer Dicke,

Die folgenden Beispiele sollen den Einsatz der vorliegenden Erfindung zeigen, ohne jedoch den Schutzumfang zu beeinträchtigen.

Beispiel 1

Gespönnes Garn von 2/36^s aus Acrylonitrilpolymeren mit einer Schrumpfung in kochendem Wasser von 24,5 °/° wurde kontinuierlich durch den Einsatz einer Vorrichtung nach den Fig. 1 und 3 zu einem hochfesten Garn geschrumpft. In dieser Vorrichtung hat das Sammelrohr die in der Fig. 6 gezeigte Form und ein inneres Volumen von 19,31 mm . Das Sammelrohr war mit mehreren kreisförmigen Öffnungen von 1 mm Durchmesser mit einem Öffnungsverhältnis von 11,3 9^ versehen. Das Entspannungsrohr war von einer elektrischen Heizung von 120 Watt umgeben. Das gesponnene Garn wurde in das Entspannungsrohr durch die Einfuhröffnung der Zufuhrdüse mit einer Geschwindigkeit von■ '420 Meter pro Minute eingeführt. Zum Erhitzen des zugeführten gesponnenen Garnes wurde gesättigter Dampf mit einem Druck von 1,1 kp pro QuadratZentimeter (1,1 kg cm .G) in das Entspannungsrohr durch die Düse mit einer Geschwindigkeit von 1,1 kg pro Stunde (1 kg/hr) und einer Temperatur von 128° CeIcius in das Entspannungsrohr eingeführt. Das gesponnene Garn wurde durch das Entspannungsrohr geführt und dann über eine Länge von 9 Metern 1,7 Sekunden lang im Sammelrohr gestaut, um genügend entspannt und geschrumpft zu werden. Das geschrumpfte Garn wurde durch Luft von Raumtemperatur

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mit einem Druck von 0,5 kp pro Quad rat Zentimeter (0,5 kg cm .G) gekühlt, die durch den Düsenschlitz der Lieferdüse geblasen wurde. Das gekühlte Garn wurde mit einer Geschwindigkeit von 327 Metern pro Minute durch die Lieferöffnung der Lieferdüse entnommen, d.h. das -gesponnene Garn wurde mit einer Übergeschwindigkeit von 22 ⁰Jo zugeführt. Der Ausdruck "Übergeschwindigkeit¹¹ der hier verwendet wird, bezieht sich auf das Verhältnis der Differenz zwischen der Zuführgeschwindigkeit und der Liefergeschwindigkeit zu der Zuführgeschwindigkeit des . Garnes. Das resultierende Garn hatte einen Schrumpffaktor in kochendem Wasser von 1,8 ^a/° und eine ausgezeichnete Dichte.

Beispiel 2

Das Verfahren des Beispiels 1 wurde für ein gesponnenes Garn von 1/56^S wiederholt, das aus Acrylonitrilpolymerfasern bestand und eine Schrumpfung in kochendem Wasser von 25 f° hatte. Eingesetzt wurde die Vorrichtung, wie se in den Fig. 1 und 3 gezeigt ist. Bei dem verwendeten Apparat hatte das ;i■Sammelrohr eine Gestalt nach Fig. 7 mit einem inneren Volumen von 9,692 mm und war mit mehreren kreisförmigen Öffnungen von 0,6 mm versehen. Das Öffnungsverhältnis betrug 9,1 °/° und die Entspannungsstrecke war von einer elektrischen Heizung von 110 Watt umgeben. Die Behandlung des gesponnenen Garnes fand unter folgenden Bedingungen statt:

W- 1. Heizmittel: gesättigter Dampf von ein kp pro Quadratzentimeter Druck,

2. Zuführgeschwindigkeit des Heizmediums: 0,95 kg pro Stunde (kg/hr),

3. Temperatur des Dampfes in der Entspannungsstrecke: 125° CeIciu

4. Garngeschwindigkeit: 680 Meter pro Minute,

5. Liefergeschwindigkeit des Garnes: 523 Meter pro Minute,

6. Übergeschwindigkeitsverhältnis: 23 ·;ί,

2 0 98 26/(Mi 4 3 · -^r/

7. Länge des gestauten Garnes: 32 Meter,

8. Verweilzeit: 3,6 Sekunden,

9. Kühlmittel: Luft von Raumtemperatur mit einem Druck von

0,3 kp pro QuadratZentimeter (kg cm .G)

Das resultierende Garn wies in kochendem Wasser eine Schrumpfung von 1,8 # auf und hatte eine ausgezeichnete Dichte.

Beispiel 3

Das Verfahren des Beispieles·1 wurde zum Entspannen und Schrumpft eines Polypropilen-konjugierten Fasergarmes von 180 Denier/60 Fasern wiederholt. Dieses Garn hatte eine Schrumpfung in kochendem Wasser von 25 i° und es wurde die Vorrichtung der Fig. 1 und 3 eingesetzt. Die Schrumpfung in kochendem Wasser, die erwähnt wurde, wurde aus dem Garn in Haspelform bestimmt. Bei dieser Vorrichtung hatte das Sammelrohr eine Gestalt gemäß Fig. 7 mit einem inneren Volumen von 9,692 mm und war mit mehreren kreisförmigen Öffnungen von 0,6 mm Durchmesser mit einem Öffnungsverhältnis von 9,1 ^a/<> versehen. Das Entspannungsrohr war von einer elektrischen Heizung von 115 Watt umgeben. Die Behandlung des Polypropilen-Fasergarnes wurde unter folgenden Bedingen durchgeführt;

1. Heizmedium: gesättigter Dampf von 1,0 kp pro Quadratzen

timeter Druck (kg cm· .G) ,

2. Heizmittelmenge: 0,95 feg pro Stunde (kg/hr),

3· Temperatur des Dampfes im Entspannungsrohr: 126° Celcius,

4. Garngeschwindigkeit: 820 Meter pro Minute,

5. Liefergeschwindigkeit des Garnes: 492 Meter pro Minute,

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6. Übergeschwindigkeitsverhältnis: 40 %,

7. Länge des Garnstaues: 24 Meter,

8. Verweilzeit: 2,9 Sekunden,

9·. Kühlmedium: Luft von Raumtemperatur mit einem Druck von 0,35 kp pro QuadratZentimeter (kg cm .G).

Das resultierende Garn wies in kochendem Wasser eine Schrumpfung von 3,3 $> auf und einen Krumpffaktor von 23 $>· Der Krumpf faktor wurde wie folgt bestimmt:

Das gekrumpfte Garn wurde eine Minute lang unter einer Belastung von 100 Milligramm/d auf eine Länge 1<J gezogen und ebenfalls eine Minute lang unter der Last von einem Milligramm/d auf eine Länge 12. Der Schrumpf faktor des Garnes kann dann durch folgende Gleichung ausgedrückt werden:

Krumpffaktor in Prozent = 11 - 12 ^ _1Q0

Beispiel 4

Das Verfahren des Beispieles 1 wurde für ein gesponnenes Garn von2/36^s wiederholt, das aus A cry lonitrilpolymer fasern bestand und einen Schrumpf faktor in kochendem Wasser von 29 "f° aufwies. Eingesetzt wurde die Vorrichtung der Fig. 1 und 2. Die Vorrichtung war mit einem Sammelrohr versehen gem. Fig. 5, das ein inneres Volumen von 24,21 mm besaß und mit mehreren kreisförmigen Öffnungen von 1,6 mm Durchmesser mit einem Ge samt Öffnungsverhältnis von 14,4 °β> versehen war. Das Entspannungsrohr wurde von einer elektrischen Heizung von 130 Watt umgeben. Die Behandlung wurde unter folgenden Bedingungen ausgeführt:

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1. Heizmedium: gesättigter Dampf mit einem Druck von 1,2 kp pro QuadratZentimeter (kg cm .G),

2. Heizmittelmenge: 1,4 kg pro Stunde (kg/hr),

3. Temperatur des Dampfes im Entspannungsrohr: 132 Celcius,

4. Garngeschwindigkeit: 420 Meter pro Minute,

5. Liefergeschwindigkeit des Games: 327 Meter pro Minute,

6. Übergeschwindigkeitsverhältnis: 22 $,

7. Länge des gestauten Garnes: 10 Meter,

8. Stauzeit: 1,8 Sekunden,

9. Kühlmittel: Luft '»bei Raumtemperatur mit einem Druck von 0,6 kp pro QuadratZentimeter (kg cm .G) .

Das resultierende Garn wies einen Schimpffaktor von 2,8 $ und eine ausgezeichnete Dichte auf,

Beispiel 5

Der Vorgang des Beispieles 4 wurde für dasselbe gesponnene Garn wie im Beispiel 4 wiederholt, wobei die Vorrichtung der Fig. 1 und 4 eingesetzt wurde. Das Staurohr und das Entspannungsrohr waren dieselben wie die des Beispieles 4 und die zusätzliche Zuführung für das Heizmedium war durch eine elektrische Heizung von 140 Watt abgedeckt. Die Behandlung des gesponnenen Garnes fand unter folgenden Bedingungen statt:

1. Heizmittel an der Zuführdüse und an dem zusätzlichen Zuführkanal;, gesättigter Dampf mit einem Druck von

1,2 kp pro QuadratZentimeter (kg cm .G) ,

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2. Heizmittelmenge am Düsenschlitz: 1,4 kg pro Stunde (kg/hr),

3. Temperatur des Dampfes im Entspannungsrohr; 132°'Celcius,

4. G-arngeschwindigkeit: 680 Meter pro Minute,

5. Liefergeschwindigkeit des Garnes: 531 Meter pro Minute,

6. Übergeschwindigkeitsverhältnis: 22 $,

7· Heizmittelmenge in der zusätzlichen Zuführung: 2,4 kg pro Stunde. (kg/hr. sp),

8. Länge des Garnstaues: 7 Meter,

9. Stauzeits 0,8 Sekunden,

10. Kühlmittel: Luft von Raumtemperatur mit einem Druck von

0,9 kp pro QuadratZentimeter (kg cm .G).

Das resultierende Garn wies einen Schrumpffaktor in kochendem Wasser von 1,9 % auf. Vergleicht man das Ergebnis des Bei-. spieles 4 mit dem des Beispieles 5, dann wird deutlich, daß die Vorrichtung der Fig. 4 Garn mit einer wesentlich höheren Geschwindigkeit und einem größeren Schrumpffaktor behandeln kann, als das mit der Vorrichtung in der Fig. 2 der Fall ist. Das ist auf die zusätzliche Zufuhr von gesättigtem Dampf zu dem Garnstau zurückzuführen.

Beispiel 6 ' ·

Gesponnenes Garn von 3/6,5^S aus Acrylonitrilpolymerfasem mit einem Schrumpf faktor in kochendem Wasser von 26 °/o wurde zu einem hochfesten Garn mit Hilfe einer Vorrichtung gemäß den Fig. 1 und 3 entspannt und geschrumpft, das beispielsweise zum Handstricken verwendet werden kann. Die Vorrichtung

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besaß ein Sammelrohr mit einer Gestalt nach Fig. 6 und mit einem relativ großen Innenvolumen von 144,1 mm^J und war mit mehreren kreisförmigen Öffnungen mit jeweils 2,2 mm Durchmesser versehen. Da.s gesamte Öffnungsverhältnis betrug 12,3 Das Entspannungsrohr war mit einer elektrischen Heizung von 145 Watt versehen. Die Behandlung fand unter folgenden Bedingungen statt:

1. Heizmittel: gesättigter Dampf mit einem Druck von 1,3 kp

pro Quadratzentimeter (kg cm .G),

2. Heizmittelmenge: 1,4 kg pro Stunde (kg/hr),

3. Dampftemperatur im Entspannungsrohr: 143° Celcius,

4. Garngeschwindigkeit: 185 Meter pro Minute,

5. Liefergeschwindigkeit des Garnes: 143 Meter pro Minute,

6. Üoergeschwindigkeitsverhältnis: 23 $,

7. Staulänge: 8 Meter,

8. Stauzeit: 3 Sekunden,

9. Kühlmedium: Luft mit Raumtemperatur und einem Druck von

0,8 kp pro QuadratZentimeter (kg cm .G).

Das entspannte Garn wies in kochendem Wasser einen Schrumpffaktor von 1,7 1" und eine ausgezeichnete Dichte auf.

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Claims (9)

1. Patentansprüche

   Verfahren zum kontinuierlichen Entspannen von Textilgarn, gekennzeichnet durch' die folgenden Verfahrensschritte:

   a) Vorentspannen des Textilgarnes durch Einsaugen des Garnes in ein Entspannungsrohr mit Hilfe eines in ,der Förderrichtung des Garnes in das Rohr eintretenden Heizmediumstrahles, der das Garn durch das Entspannungsrohr führt,

   b) weiteres Entspannen des Garnes, das in einem Sammelrohr • unter spannungslosen Bedingungen angesammelt wird und von dem Heizmedium durchströmt und gleichzeitig durch das Sammelrohr gefördert wird,

   c) Herausführen des entspannten Garnes aus dem offenen Ende des Sammelrohres,

   d) Kühlen des entspannten Garnes am offenen Ende des Sammelrohres mit einem entgegengesetzt zu seiner Förderrichtung gerichteten und an der Lieferstrecke des Garnes entlang strefchenden Kühlmittelstrom, der auch Knäuel und Verwicklungen des angesammelten Garnes entwirrt und ein Überlaufen des Garnes aus dem Sammelrohr verhindert und

   e) kräftiges Absaugen des durch das angesammelte Garn geströmten Heizmediums und des durch die Lieferstrecke bewegten Kühlmittelstromes.

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2. 2. Verfahren nach Anspruch X, bei dem ein Teil· des Heizmediums der durch den Garnstau geströmt ist, kräftig abgesaugt wird, während der verbleibende Teil des Heizmediums auf natürliche V/eise durch eine zusätzliche Abfuhrleitung ausströmt.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß.ein zusätzliches Heizmittel durch den unteren Teil der Garnansammlung zugeführt wird.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Entspannungsrohr zur Verhinderung von Kondensation des durchfließenden Heizmittels beheizt ist.
5. 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das in das Sammelrohr heremfließende Heizmittel zur Verhinderung von Kondensation beheizt ist.
6. 6. Verfahren nach Anspruch 1, das als Heizmittel Heizluft, übersättigter oder überhitzter Dampf verwendet wird.
7. 7- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß . als Kühlmittel kalte Luft verwendet wird.
8. 8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch

   a) eine Zuführdüse (3) mit einer Einführöffnung (15a) für 'das Garn (A) und einem Düsenschlitz, der die Einführöffnung für das Garn umgibt und der zur Zufuhr des Heizmittels dient,

   b) ein Entspannungsrohr (6),das an diese Zuführdüse anschließt,

   c) ein Sammelrohr (19),das an das Entspannungsrohr anschließt und das mit mehreren an seinem Umfang vor-

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   gesehenen Öffnungen (20) versehen und an seinem dem Entspannungsrohr abgewandten Ende (19b) offen ist',.

   d) ein Gehäuse (7), das um das Sammelrohr herum angeordnet ist,

   e) eine Lieferdüse (10) mit einer Lieferöffnung (31b) für das Garn und einem Düsenschlitz zur Bildung eines Kuhlmitte !strahle s lim die Lief er öffnung herum, der gegenüber dem offenen Ende des Sammelrohres mündet und

   f) Einrichtungen, um das Heizmittel und das Kühlmittel kräftig absaugen zu können und die mit dem das Sammelrohr umgebende Gehäuse (7) dem Kühlmitteldüsenschlitz und dem offenen Ende des Sammelrohres (19) in Verbindung stehen.

   .9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich Austrittsöffnungen (23a) für einen Teil des Heizmittels vorgesehen sind, die mit dem Gehäuse (7) verbunden sind.

   10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (7) in eine obere Kammer (7a) und in eine untere Kammer (7b) unterteilt wird und daß die untere Kammer (7b) mit einer Heizmittelzufuhrleitung (26) versehen ist.

   11. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch'gekennzeichnet, daß _t das Entspannungsrohr von einer Heizung (18) umgeben ist.

   12. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (7) von einer Heizung umgeben ist.

   13· Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Sammelrohr (19) zylindrisch ist.

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   14. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,

   daß das Sammelrohr (19) ein sich nach unten verjüngender Konus ist (Fig. 6) .

   15. Vorrichtung nach Anspruch 8, daß das Sammelrohr (19) aus einem oberen, sich nach oben verjüngenden Konusteil (I9b) und aus einem unteren, sich nach unten verjüngenden Konusteil (19a) bestehenden zusammengesetzten Eohr besteht;

   16. Vorrichtung-nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (20) in dem Umfang des Sammelrohres kreisförmig ausgebildet sind.

   17. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen in dem Umfang des Sammelrohres (i
9. 9) Schlitze (2Oa) sind, die sich über die gesamte Länge des Sammelrohres erstrecken.

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