EP1348785A1 - Vorrichtung zum Behandeln von langgestrecktem Gut, insbesondere von fadenartigen Textilgarnen - Google Patents

Vorrichtung zum Behandeln von langgestrecktem Gut, insbesondere von fadenartigen Textilgarnen Download PDF

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EP1348785A1
EP1348785A1 EP03007035A EP03007035A EP1348785A1 EP 1348785 A1 EP1348785 A1 EP 1348785A1 EP 03007035 A EP03007035 A EP 03007035A EP 03007035 A EP03007035 A EP 03007035A EP 1348785 A1 EP1348785 A1 EP 1348785A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
treatment room
yarn
treatment
textile
treating
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP03007035A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Ludwig Resch
Josef Wimmer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Power- heat-set GmbH
Original Assignee
Power- heat-set GmbH
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.)
Filing date
Publication date
Application filed by Power- heat-set GmbH filed Critical Power- heat-set GmbH
Publication of EP1348785A1 publication Critical patent/EP1348785A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06B—TREATING TEXTILE MATERIALS USING LIQUIDS, GASES OR VAPOURS
    • D06B3/00—Passing of textile materials through liquids, gases or vapours to effect treatment, e.g. washing, dyeing, bleaching, sizing, impregnating
    • D06B3/04—Passing of textile materials through liquids, gases or vapours to effect treatment, e.g. washing, dyeing, bleaching, sizing, impregnating of yarns, threads or filaments
    • D06B3/045—Passing of textile materials through liquids, gases or vapours to effect treatment, e.g. washing, dyeing, bleaching, sizing, impregnating of yarns, threads or filaments in a tube or a groove
    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a device for Treating elongated goods, especially thread-like textile yarns made from natural materials and / or synthetic fabrics.
  • Such machines are used in particular to improve the Yarn quality after spinning or twisting textile yarns used.
  • the form in which the yarn is stabilized after spinning or twisting while increasing the volume of the textile yarn for example, the form in which the yarn is stabilized after spinning or twisting while increasing the volume of the textile yarn.
  • Fixing devices known in which the yarn one superheated steam-air mixture in a lock or bath is exposed.
  • the invention has for its object a device for Treatment of elongated goods, especially of thread-like textile yarns made from natural materials and / or to provide synthetic substances with which on cost-effective way to treat the goods to be given qualitative properties can be adjusted.
  • the object is achieved by a device according to claim 1 and solved a method according to claim 13.
  • a device for treating elongated good and especially of thread-like Textile yarns made from natural materials and / or synthetic materials provided which has at least one treatment room, through which the yarn is guided essentially continuously becomes.
  • this treatment room the yarn becomes a treatment subject to specified process parameters.
  • the treatment room at least one is connected upstream and / or downstream Sealing area through which the yarn enters the Treatment room or after leaving the treatment room is performed and which has state variables that in are essentially thermodynamic in nature at least one state variable of state variables of the Differentiate treatment room.
  • elongated goods are treated, with preference thread-like textile yarns made from natural materials and / or synthetic Fabrics are treated.
  • thread-like textile yarns made from natural materials and / or synthetic Fabrics are treated.
  • individual textile yarns also treating a large number of textile yarns at the same time undergo in the device.
  • the present invention is based on thread-like Textile yarns described, but it should be noted that other, especially elongated, goods, which do not belong to the group of thread-like textile yarns with the device and / or the method according to the present Invention can be treated.
  • State variables characteristic properties of a medium especially a fluid, which essentially are thermodynamic in nature. These include, for example Understand pressure, temperature, dew point, etc. Further State variables can result from the process technology Requirements for the treatment of textile yarns.
  • flowable materials such as liquids, gases, fillings, Powder, etc referred to as fluids
  • their physical state is gaseous and / or liquid and / or solid and their Flow behavior essentially through fluid mechanical Properties can be described.
  • the thread-like textile yarns made from individual threads or from one Variety of individual threads.
  • the threads exist from at least one natural substance and / or synthetic substance, which is selected from the group of substances, which fibers, vegetable fibers, wool, polyester, polyacrylonitrite, Polyamide, polyamide-6, polyamide-66, polypropylene, cotton, Cellulose, cellulose derivatives, acetate, elastane, flax, hemp, Polyvinyl alcohol, silk, PVC, triacetate, polyacrylic acetate, Contains polyacrylic, sisal, jute and combinations thereof.
  • the Treatment room at least one inlet and outlet opening through which a fluid, preferably a gas, particularly preferably also a gas-liquid mixture such as Water vapor flows.
  • a fluid preferably a gas, particularly preferably also a gas-liquid mixture such as Water vapor flows.
  • the inlet and outlet openings are in place with each other in gas and / or liquid connection.
  • that in front of the inlet opening for the fluid in the Treatment room is a room in which the flowing fluid is heated by a heat source.
  • this heat source can be a electric heater, such as one electrical resistance, a PTC element and / or a Be a heat exchanger.
  • the device has a distributor for the fluid, which before the treatment room is arranged. By a given number the distributor with the treatment room is on flow paths connected.
  • Distributors also have a heat source arranged around the flowing fluid according to the type described above heat in particular to overheat.
  • the textile yarn in the treatment room certain treatment by predetermined process parameters is defined. These process parameters are under due to the temperature in the treatment room, Humidity, dew point and pressure determined. About the dwell time Transport speed of the textile yarn and the differential speed between the inlet and outlet of the Treatment room can be additional process parameters define.
  • a different Transport speed of the transport device between one and Outlet opening of the textile yarn a predetermined differential speed of the yarn by means of which the yarn a given shrinking or stretching process in Treatment room is subjected.
  • a defined shrinkage or elongation the volume or Influence and control the density of the textile yarn For example the volume of the Textile yarns, the so-called bulk, can be increased.
  • Process parameters further parameters can be defined in order defines the quality and property of the treated goods to be able to influence.
  • the Device a space for separating the fluid in the Treatment room and the fluid in the sealing area, through which the yarn is fed continuously.
  • This room, too Called separation chamber has at least one additional opening for Discharge of gases or liquids.
  • This opening can for example be a rigid opening be formed or in a preferred embodiment Valve. In a particularly preferred embodiment, the Opening a regulated valve or control loop.
  • the device a control loop for controlling the position of a boundary layer two liquid media.
  • This control loop is used in Separation area between the media mixing them in the to significantly reduce.
  • This control loop has a flow path for Leakage fluid, a valve that the volume flow at least influenced a medium and at least partially limited flexible space with a control fluid, which Control fluid in response to physical, in particular thermodynamic conditions of the leakage fluid expands or contracted, with at least one flexible space Volume flow through the valve controls.
  • a below a boundary layer is used Understanding the transition area between two media. It can be act as a spatially delimited volume within which the two media meet and at least meet mix partially.
  • the boundary layer can be any Have thicknesses, but will preferably be narrowly limited.
  • a flow path is understood to be a path on which a fluid is at least partially forced.
  • Under a leakage fluid is a medium within the scope of the invention to understand from which preferably a predetermined amount the above boundary layer flows.
  • control fluid characterizes this Invention a medium, in particular a liquid, which change their own physical properties like this can this change cause processes outside the Control fluids can be controlled.
  • the media preferably have different temperatures, the first medium being particularly preferably a gas, especially air with a temperature between 5 degrees Celsius and 60 degrees Celsius, preferably between 10 degrees Celsius and 40 Degrees Celsius and particularly preferably between 10 degrees Celsius and is 20 degrees Celsius.
  • the second medium is preferably a Gas, especially steam with a temperature between 80 degrees Celsius and 180 degrees Celsius, preferably between 90 degrees Celsius and 150 degrees Celsius and particularly preferably between 100 degrees Celsius and 130 degrees Celsius.
  • the Control fluid a high compared to water Coefficient of thermal expansion.
  • the control fluid at least one fluid from a group of Fluids containing alcohols, such as ethanol, methanol, Propanol and the like, mercury, acetone, ammonia, Benzene, formic acid, hydrogen cyanide, ethyl ether, pentane, Silicone oils, carbon tetrachloride, methylene plurite, hexane, Chloroform, any mixed forms and the like.
  • a mechanical connection provided, which at least to this contributes to a change in position of the valve to effect the change in volume of the control fluid. It is preferably as a reset device for the valve Preloading device, in particular a spring, is provided.
  • the one room one of the media and the second room has the other medium.
  • the two rooms are special preferably at least the two rooms by a first, in essential elastic separating layer gas and / or separated liquid-tight.
  • a Pressure difference between the two rooms one Change in position of the valve, in particular by means of mechanical connection.
  • the mechanical connection can be formed in one part or in several parts.
  • a second flow path to the valve which adjoins the first room at least in one section, being between the second flow path and the first space a flexible layer is arranged.
  • the present invention understood a device which is particularly suitable for mechanical movement transfer.
  • the device has Treating elongated goods at least one Transport device on, before and after the treatment room is arranged.
  • this transport device before and / or after Sealing area arranged.
  • the arrangement before Treatment room and after the sealing report or before Sealing area and after the treatment room are possible Variants for the arrangement of a transport device Contraption.
  • the transport device also in the treatment room and / or in Sealing area may be arranged. Even the separate arrangement the transport device and the sealing device is in the Purpose of the present invention.
  • this has the advantage that the amounts of fluids reduced in consumption and the requirement regarding a gentle transport or as far as possible complete sealing can be achieved better. Also the Reducing the required energy requirement represents another Advantage.
  • the transport device is controlled in one particularly preferred embodiment depending on the Characteristic characteristics of the end product, such as that Volume and the production speed of pre or downstream machines and processes.
  • the device has a cooling section on, which is arranged after the treatment room and according a particularly preferred embodiment with compressed air is a cooled transport route for the textile yarn.
  • This cooling section has a feed-through for the textile yarn at least one further opening for introducing a liquid and / or a gas.
  • this can Cooling section combined with the function of the sealing area become.
  • Air, water, oils and Combinations of these can be used.
  • a cooling section or a so-called conditioning section and / or arranged after the treatment room to the good before treating.
  • Process conditions in the cooling sections and / or Sealing areas in at least one process parameter from the given process parameters in the treatment room differ. According to a particularly preferred Embodiment this is for example the temperature Humidity, etc.
  • the transport device has at least two essentially parallel to each other, designed as sealing rollers, Rotational body on.
  • this follows this rotating body to a receiving device which the Treatment room and / or the sealing area together with the Sealing rollers are essentially pressure-tight to the environment concludes.
  • the Sealing rolls in at least a portion of the surface elastic material.
  • Thermoplastics such as polyethylene, polypropylene, Polystyrene, etc.
  • thermosets such as Polyurethane, polyester resins, silicones, Teflon etc. selected becomes.
  • the present invention has a device Control device with which the process parameters in Treatment room and / or the process parameters in the sealing area the cooling section and / or the pretreatment area and / or the Transport device can be controlled.
  • Process parameters according to specified quality properties such as for example the shrink, the stretch, the bulge, the Control morphology of the good.
  • the invention is further enhanced by a method for treating elongated goods, especially thread-like textile yarns dissolved from natural substances or synthetic substances, which besides the essentially continuous transport of the textile yarn along a given transport route through at least a treatment room, the textile yarn in at least one of these treatment rooms with specified process parameters treated and that the state variables in the treatment room, which are essentially thermodynamic state variables, by at least one different state variable in at least one sealing area can be set.
  • this is essentially done continuous transport with a transport device that before and / or after the treatment room, preferably before and / or after the sealing area.
  • a gas and / or a liquid used to treat textile yarn in Treatment room uses a gas and / or a liquid.
  • This can be steam, preferably saturated steam and particularly preferably overheated steam.
  • gases and / or liquids for treating the textile yarn considered according to the present invention.
  • liquids such as water, oils, suspensions, Dispersions and solutions for treating the yarn of the present invention.
  • the Transport path of the textile yarn at least before and / or after Treatment room with a gas, preferably air, especially preferably with compressed air.
  • the treatment room is filled with a compressed gas and / or a liquid spatially at least in one dimension limited, so that for example at constant Transport speeds of the textile yarn the duration of treatment is limited to the distance in the treatment room.
  • a particularly preferred embodiment of the present invention has the method of treating elongated goods on a separation chamber that in the area arranged between the sealing area and the treatment room and which is due to a predetermined outflow of a part the fluids from the treatment room and the sealing area Mixing these fluids, for example in the treatment room, largely avoided.
  • a predetermined outflow of a part the fluids through a separation chamber for example during use of gaseous fluids in the border area between Treatment room and sealing area in the condensate Separation chamber collected and through an opening in the separation chamber derived from the device.
  • the invention also relates to the use of a Device for treating elongated goods and especially of thread-like textile yarns made from natural materials and / or synthetic substances.
  • the invention is essentially an im Manufacturing process integrated device for treating elongated good has been described, but it is also in Purpose of the present invention, this device as use independent device, being for such Arrangement of additional unwinding or reeling devices or after the device for treating elongated material should be provided.
  • the exemplary embodiments shown below relate to preferred embodiments of a treatment device for Textile yarn, especially for heavy textile yarn such as Carpet yarns and the like, according to the present invention.
  • one or more threads preferably a thread a given route and space treated in the way that the shape in which the yarn is after spinning or twisting located, stabilized and / or fixed and increased in volume, d. H. is swapped.
  • This treatment device is also used, among other things, as a fixing device designated and is according to that shown here Embodiment designed so that it is in an upstream Manufacturing stage of textile yarn production, such as. B. the Calibration, twisting, spinning, spooling and any Combinations of these can be integrated.
  • Fig. 1 shows a treatment device according to the present Invention for textile yarns consisting essentially of two Transport devices 2, 11, two separation chambers 4, 8, one Treatment section 5 and a cooling section 9 there.
  • the two transport devices 2, 11 have one Sealing sluice which, in addition to transporting the textile yarn 1, controls the tension or shrinkage of the yarn, and the Transport path of the yarn between the transport devices 2, 11 seals.
  • the saturated steam flows from the distributor 7 through the bores 12 into the actual treatment room 5.
  • That which forms at the boundary layer of compressed air and saturated steam Condensate is collected in the separation chamber 4, 8 and via the outlet points 25, 27 due to the prevailing Pressure in the device, driven out independently.
  • the production volume can be controlled.
  • a defined one Differential speed of the yarn 1 between the Transport device 2 and the transport device 11 leaves targeted influencing of predetermined property parameters the yarn too.
  • the device also has a cooling section 9, which with With the help of compressed air cooling, drying and / or Conditioning of the yarn enables. Cooling the yarn allows immediate further processing in the Connection to this device and on the other hand works Ironing effect of yarn d. H. a smoothing and that associated loss of volume when leaving lock 11 opposite.
  • the device has in the sealing area, the outlet openings 14, 17 and Treatment room the outlet openings 15, 16. she allow continuous flow of the corresponding Medium through the respective transport route or Transport path.
  • the sealing rollers close to the lock rollers 22, 23 20, 21, which together with the receiving device 3, 10 den Transport route, in particular the sealing areas 24, 28, seal against the environment.
  • the opening 26 is with the inlet opening 6 in the Fluid connection and thus enables a controlled Flow through the distributor with saturated steam, especially if the opening is equipped with a regulated valve.
  • the treatment of a textile yarn in such a way that the yarn properties such. B. the bulk, the volume, the morphology specifically influenced can be.
  • the relatively high pressure of the treatment medium in the Treatment room enables an even fixation over the entire cross section of the yarn.
  • a so-called Yellowing of the yarn avoided.
  • the immediate cooling of the Yarns following the treatment room improve the Stabilization of the yarn volume.
  • FIG. 2 shows an alternative embodiment of the present Invention as a so-called "open" system.
  • the treatment device is according to this embodiment from the transport devices 117, 116 with the transport rollers 101, 102, 114, 115. These take over the transport of the yarn 100 and control the tension via the transport speed or the shrinkage of the yarn 100.
  • the device also has a room 107 in which a heat source in particular an electric heater 105 is arranged. This concludes the distributor 108 with nozzles 120 and the actual one Treatment room 109.
  • the inlet 110 Saturated steam passed into room 107.
  • This saturated steam flows along the heater 105 and is overheated, for example.
  • This superheated steam is released into the region 104 Distributed 108 and from there via a predetermined Number of nozzles 120 passed into the treatment room.
  • in the Treatment room finds the actual fixation and that Bulking the textile yarn instead.
  • the specified number of nozzles and their orientation also ensures that the thread is centered in the transport path guided and tensile forces are largely avoided.
  • the textile yarn in its property characteristics, especially in its Construction properties are specifically influenced.
  • a yellowing is prevented by the use of cleaning steam.
  • the immediate cooling of the textile yarn stabilizes the product Volume of textile yarn.
  • Fig. 3 shows a detailed representation of the transport device from Fig. 1.
  • the sealing rollers 200, 201 and the recording device 204 are the sealing rollers 200, 201 and the recording device 204.
  • the Sealing rollers 200, 201 are, for example, by friction driven with the lock rollers 202, 203.
  • the Sealing rollers 200, 201 are at least horizontally displaced, for example to pass the thread through the device or to clean the device.
  • FIG. 4 shows a sectional illustration of the sealing rollers from FIG. 3 along the line I.
  • the roller bodies 300, 301 are to recognize the plastic sections 302, 303; the in her Point of contact 305 the elastic and largely tight one or Spout for the transport of the yarn in or out of the Sealing areas and / or treatment room of the device provide.
  • Fig. 5 shows a transport device according to the present Invention in the open state.
  • the sealing rollers 404, 405 and the receiving device 406 recognizable.
  • Fig. 5 represents the Outlet of a transport device in the open state.
  • FIG. 6 shows a further particularly preferred embodiment a treatment device, which with two according to the invention Control devices are provided around the boundary layer between the treatment room and the sealing area.
  • the figure shows the treatment device with the Inlet of thread-like material 518, a first one Transport device 511, which according to a particular preferred embodiment of the present invention within the sealing area, i.e. within the Compressed air zone, in front of the treatment room located.
  • a first Sealing area 528 arranged through the separation chamber 580 is separated from the treatment room 550.
  • the main flow direction is the steam via line 519 a further transition area between the sealing area 524 and the separation chamber 540 also to avoid for example, condensate is heated in the guide area of the yarn and leaves this area essentially via the derivative 516, in which, for example, a condensate separator 516 is arranged.
  • Leakage valves 510 and 520 are the leakage valves for the separation chambers 540 and 580 marked.
  • Leakage valves are a given, preferred continuous volume flow, especially a mixture of two fluids, from the sealing area and the treatment room dissipated and as a so-called control variable for regulating the Pressure and temperature conditions in the treatment room or Sealing area supplied to the control valves 501 and 500.
  • reference number 517 is the general one Compressed air supply to the device, in particular the Device for treating yarns and control valves 501 and 500 shown.
  • Reference numerals 512 denote the steam supply for both the treatment device and also for the application of the control valves.
  • control valve or the Control loop received.
  • the mixing temperature itself is an indication of in what ratio the volumes of the two media stand when they step through the leak.
  • the Mixing temperature is an indicator of the extent to which the Boundary layer in the direction of one or the other medium must have moved. The temperature or the change in this Mixing temperature is then used to determine the position of the To regulate the boundary layer.
  • the device 640 is used to detect faults caused by a Migration of the boundary layer counteract. For this purpose, a media mix is carried out access 634 to device 640.
  • the device is, as I said, based on the principle that the two media in the device 630 in particular also with regard to their temperature differ, since it is one medium preferably around high temperature steam, for example in Range of 120 degrees Celsius and the other medium around Compressed air at a temperature in the range of 10 to 20 degrees Celsius acts.
  • the position of the boundary layer or a Change in the position of the boundary layer of both media a deviation of the mixing temperature of both media at the entrance 632 detected.
  • the mixing temperature should preferably be one have a fixed value.
  • the media mixture reaches a lower area 634 Room area 642 of device 640.
  • This room area is 642 limited on the one hand by the housing of the device 640 and on the other hand through a wall 648. This is where it comes from Mixed media in contact with another Room area 647. More specifically, the media mix comes in Touching the wall 648, which in turn is the area 647 limited in one direction.
  • the room area 647 is next to the Wall 648 also through the housing as well as one preferably at least partially elastic membrane 657 limited.
  • the wall 648 is preferably not elastic and has a high Heat transfer coefficients to measure temperature changes to be transferred as quickly as possible to room area 647.
  • This area 647 is preferably a liquid with a high coefficient of thermal expansion, for example Alcohol, preferably in a small amount.
  • This Liquid is also referred to below as control fluid.
  • This control fluid can change depending on the sign of the Extend temperature change of the medium mixture or contract. Since it is only a small amount of Control fluid acts, finds a quick response Temperature changes of the incoming media mixture take place.
  • Expansion of the control fluid causes the elastic layer 657 in Fig. 3 moved to the right because that Control fluid is only in the direction of the elastic layer can expand, because it is in the other directions by im essential rigid elements is limited.
  • the elastic layer 657 becomes a mechanical connection, here a plunger 641, shifted to the right in the drawing.
  • This causes the total number to be marked with 649 Area a larger amount of compressed air in the chamber area 646 can occur.
  • the compressed air is over to area 649 a reservoir 675 and a valve 667 are supplied.
  • Of there the medium, i.e. the compressed air passes through a Line 512 and an opening in the area of Separating device, whereby the transition area in Fig. 6 after is shifted to the left because the pressure rises in the area 635.
  • the reference numerals 673 and 675 refer to storage containers for the two media and that means a storage container for the vaporous medium and a storage container for the Compressed air.
  • Compressed air not only enters room 646 635, but also through a junction in room 651. This creates a pressure balance between the rooms 646 and 651. Between room areas 646 and 651 an elastic layer 656 is also arranged.
  • the vapor pressure or Amount of steam supplied was kept substantially constant. In this embodiment, therefore, regulation takes place via a Regulation of the compressed air instead. However, it is also possible vice versa to keep the compressed air constant and a regulation to carry out via the vapor pressure. It would also be conceivable to have one Regulation by changing both media compared to the Perform device 630.
  • the medium entering area 634 is more precisely the media mixture, have a lower temperature and therefore the liquid medium 647 contracts.
  • the plunger 641 to move under the Effect of a spring 643 lowers and thus the compressed air supply is reduced in the area 649.
  • the spring force can preferably be variable, so that external regulation of the system is possible.
  • the invention works to equal the pressures to keep, on the principle of a pressure reducer, but with the difference that the pressure of the one medium through the Pressure of the other medium is specified. So will for example the air pressure in our example through the Vapor pressure determined.
  • the control loop as stated above, one filled with compressed air and the other filled with steam Room 652. As mentioned, these spaces are through the membrane or separating layer 653 separated from one another.
  • the membrane is with the mechanical connection, in this case a plunger 641, connected.
  • An increase in the vapor pressure or Steam temperature causes membrane 653 to deflect and the plunger 641 moves to the right.
  • By lifting the Tappet can push compressed air into the system, i.e. room 646, flow.
  • the plunger 641 can be made in one piece be as well as be divided into several segments, whereby preferably the plunger through the space boundaries, such as for example membrane 653 or membrane 658 becomes.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum behandeln von langgestrecktem Gut, insbesondere von fadenartigen Textilgarnen, bei welcher das Garn im wesentlichen kontinuierlich geführt und wenigstens in,einem Behandlungsraum einer Behandlung mit vorgegebenen Prozessparametern unterworfen wird, wodurch wenigstens eine Eigenschaft wie zum Beispiel das Volumen des Garns gezielt geändert oder stabilisiert werden kann. <IMAGE>

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Behandeln von langgestrecktem Gut, insbesondere von fadenartigen Textilgarnen aus Naturstoffen und/oder synthetischen Stoffen.
Solche Maschinen werden insbesondere zur Verbesserung der Garnqualität nach dem Spinnen bzw. dem Zwirnen von Textilgarnen verwendet.
Bei dieser Behandlung wird beispielsweise die Form, in der sich das Garn nach dem Spinnen oder Zwirnen befindet, stabilisiert und gleichzeitig das Volumen des Textilgarnes erhöht.
Im Stand der Technik sind solche Maschinen als sogenannte Fixiereinrichtungen bekannt, bei welchen das Garn einem überhitzten Dampf-Luft-Gemisch in einer Schleuse oder einem Bad ausgesetzt wird.
Neben qualitativen Einbußen des so behandelten Textilgarns haben diese bekannten Fixiereinrichtungen den Nachteil, dass sie räumlich groß, in ihrer Investitionssumme sehr teuer und somit unwirtschaftlich sind. Ein weiterer Nachteil liegt im diskontinuierlichen Behandlungsverfahren, bei welchem die zu fixierenden Garnspulen aufgewickelt, transportiert, behandelt und wieder abgewickelt werden müssen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Behandlung von langgestrecktem Gut, insbesondere von fadenartigen Textilgarnen aus Naturstoffen und/oder synthetischen Stoffen bereitzustellen, mit welcher auf kosteneffizienter Weise das zu behandelnde Gut an vorgegebene qualitative Eigenschaften angepasst werden kann.
Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 und ein Verfahren gemäß Anspruch 13 gelöst.
Bevorzugte Gestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Erfindungsgemäß ist eine Vorrichtung zum Behandeln von langgestrecktem Gut und insbesondere von fadenartigen Textilgarnen aus Naturstoffen und/oder synthetischen Stoffen vorgesehen, welche wenigstens einen Behandlungsraum aufeist, durch welchen das Garn im wesentlichen kontinuierlich geführt wird. In diesem Behandlungsraum wird das Garn einer Behandlung mit vorgegebenen Prozessparametern unterworfen. Dem Behandlungsraum vor- und/oder nachgeschaltet ist wenigstens ein Abdichtbereich, durch welchen das Garn vor Eintritt in den Behandlungsraum oder nach Austritt aus dem Behandlungsraum geführt wird und welcher Zustandsgrößen aufweist, die im wesentlichen thermodynamischer Natur sind und sich in wenigstens einer Zustandsgröße von Zustandsgrößen des Behandlungsraums unterscheiden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann in dieser Vorrichtung langgestrecktes Gut behandelt werden, wobei bevorzugt fadenartige Textilgarne aus Naturstoffen und/oder synthetischen Stoffen behandelt werden. Neben den einzelnen Textilgarnen kann auch eine Vielzahl von Textilgarnen gleichzeitig der Behandlung in der Vorrichtung unterzogen werden.
Die vorliegende Erfindung wird anhand von fadenartigen Textilgarnen beschrieben, es sei jedoch darauf hingewiesen, dass auch andere, insbesondere langgestreckte, Güter, welche nicht zu der Gruppe von fadenartigen Textilgarnen gehören, mit der Vorrichtung und/oder dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung behandelt werden können.
Gemäß der vorliegenden Erfindung versteht man unter Zustandsgrößen, Eigenschaftskennwerte eines Mediums insbesondere eines Fluids, die im wesentlichen thermodynamischer Natur sind. Hierunter sind beispielsweise der Druck, die Temperatur, der Taupunkt, etc. zu verstehen. Weitere Zustandsgrößen können sich aus den prozesstechnologischen Anforderungen für die Behandlung von Textilgarnen ergeben.
Des weiteren werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung fließfähige Materialien wie Flüssigkeiten, Gase, Schüttungen, Pulver, etc als Fluide bezeichnet, deren Aggregatzustand gasförmig und/oder flüssig und/oder fest ist und deren Fließverhalten im wesentlichen durch strömungsmechanische Eigenschaften beschrieben werden kann.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform bestehen die fadenartigen Textilgarne aus einzelnen Fäden oder aus einer Vielzahl von einzelnen Fäden. Insbesondere bestehen die Fäden aus wenigstens einem Naturstoff und/oder synthetischem Stoff, der aus der Gruppe von Stoffen ausgewählt ist, welche Fasern, pflanzliche Fasern, Wolle, Polyester, Polyacrylnitrit, Polyamid, Polyamid-6, Polyamid-66, Polypropylen, Baumwolle, Zellulose, Zellulosederivate, Acetat, Elasthan, Flachs, Hanf, Polivinylalkohol, Seide, PVC, Triacetat, Polyacrylacetat, Polyacryl, Sisal, Jute und Kombinationen hiervon enthält.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist der Behandlungsraum wenigstens eine Einlass- und Auslassöffnung auf, durch welche ein Fluid, bevorzugt ein Gas, besonders bevorzugt auch ein Gas-Flüssigkeitsgemisch wie zum Beispiel Wasserdampf strömt. Die Ein- und Auslassöffnung stehen miteinander in Gas- und/oder Flüssigkeitsverbindung.
Ferner ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, dass vor der Einlassöffnung für das Fluid in den Behandlungsraum ein Raum angeordnet ist, in welchem das durchströmende Fluid mittels einer Wärmequelle erwärmt wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann diese Wärmequelle eine elektrische Heizeinrichtung, wie zum Beispiel einen elektrischen Widerstand, ein PTC-Element und/oder ein Wärmetauscher sein.
In einer Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung weist die Vorrichtung einen Verteiler für das Fluid auf, welcher vor dem Behandlungsraum angeordnet ist. Durch eine vorgegebene Zahl an Strömungswegen ist der Verteiler mit dem Behandlungsraum verbunden.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform kann in einem Verteiler auch eine Wärmequelle angeordnet sein, um das durchströmende Fluid gemäß der zuvor beschriebenen Art zu erwärmen insbesondere zu überhitzen.
In einer bevorzugten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung wird das Textilgarn im Behandlungsraum einer bestimmten Behandlung, die durch vorgegebene Prozessparameter definiert ist, unterzogen. Diese Prozessparameter werden unter anderem durch die im Behandlungsraum herrschende Temperatur, Feuchte, Taupunkt und Druck bestimmt. Über die Verweilzeit, die Transportgeschwindigkeit des Textilgarns und die Differenzgeschwindigkeit zwischen Ein- und Auslassöffnung des Behandlungsraumes lassen-sich zusätzliche Prozessparameter definieren.
So läßt sich beispielsweise durch eine unterschiedliche Transportgeschwindigkeit der Transporteinrichtung zwischen Einund Auslaßöffnung des Textilgarns eine vorbestimmte Differenzgeschwindigkeit des Garnes einstellen, mittels welcher das Garn einem vorgegebenen Schrumpfungs- oder Dehnungsprozeß im Behandlungsraum unterzogen wird. Insbesondere läßt sich durch eine definierte Schrumpfung oder Dehnung das Volumen bzw. die Dichte des Textilgarns beeinflussen und steuern. Beispielsweise kann durch einen gezielten Schrumpf das Volumen des Textilgarns, der sog. Bausch, erhöht werden.
Neben der Differenzgeschwindigkeit haben jedoch auch weitere Prozeßparameter direkten oder indirekten Einfluß auf diesen Eigenschaftskennwert des Garns.
Es sei darauf hingewiesen, dass neben den hier aufgezählten Prozessparametern weitere Parameter definiert werden können, um die Qualität und Eigenschaft des behandelten Gutes definiert beeinflussen zu können.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist die Vorrichtung einen Raum zum Trennen des Fluids im Behandlungsraum und dem Fluid im Abdichtbereich auf, durch welchen das Garn kontinuierlich geführt wird. Dieser Raum, auch Trennkammer genannt, weist wenigstens eine weitere Öffnung zum Ableiten von Gasen oder Flüssigkeiten auf.
Diese Öffnung kann beispielsweise als starre Öffnung ausgebildet sein oder in einer bevorzugten Ausführungsform ein Ventil. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Öffnung ein geregeltes Ventil bzw. ein Regelkreis.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Vorrichtung einen Regelkreis zur Steuerung der Position einer Grenzschicht zweier flüssiger Medien auf. Dieser Regelkreis dient dazu, im Trennbereich zwischen den Medien eine Vermischung derselben im wesentlichen zu erhindern.
Dieser Regelkreis weist einen Strömungsweg für ein Leckagefluid, ein Ventil, welches den Volumenstrom wenigstens eines Mediums beeinflusst und einen zumindest teilweise begrenzten flexiblen Raum mit einem Steuerfluid auf, wobei das Steuerfluid in Reaktion auf physikalische, insbesondere thermodynamische Bedingungen des Leckagefluids expandiert oder kontraktiert, wobei wenigstens der eine flexible Raum den Volumenstrom durch das Ventil steuert.
Unter einer Grenzschicht wird dabei im Rahmen der Erfindung ein Übergangsbereich zweier Medien verstanden. Dabei kann es sich um ein räumlich abgegrenztes Volumen handeln, innerhalb dessen die zwei Medien aufeinander treffen und sich zumindest teilweise durchmischen. Die Grenzschicht kann dabei beliebige Dicken aufweisen, wird aber bevorzugt schmal begrenzt sein.
Unter einem Strömungsweg wird ein Pfad verstanden, auf welchem ein Fluid wenigstens teilweise zwangsweise geführt wird.
Unter einem Leckagefluid ist im Rahmen der Erfindung ein Medium zu verstehen, aus welchem bevorzugt eine vorgegebenen Menge aus der obengenannten Grenzschicht abfließt.
Der Begriff "Steuerfluid" kennzeichnet im Rahmen dieser Erfindung ein Medium, insbesondere eine Flüssigkeit, welche ihre eigenen physikalischen Eigenschaften derart verändern kann, dass durch diese Veränderung Prozesse außerhalb des Steuerfluids gesteuert werden können.
Unter dem Begriff "zumindest teilweise flexibel begrenzt" wird verstanden, dass der Raum einerseits vollständig von einem flexiblen Medium umgeben sein könnte, andererseits aber auch nur in einer bestimmten vorgegebenen Raumrichtung bzw. in einem geringen Oberflächenbereich flexibel gestaltet ist.
Bevorzugt weisen die Medien unterschiedliche Temperatur auf, wobei besonders bevorzugt das erste Medium ein Gas, insbesondere Luft mit einer Temperatur zwischen 5 Grad Celsius und 60 Grad Celsius, bevorzugt zwischen 10 Grad Celsius und 40 Grad Celsius und besonders bevorzugt zwischen 10 Grad Celsius und 20 Grad Celsius ist. Das zweite Medium ist bevorzugt ein Gas, insbesondere Dampf mit einer Temperatur zwischen 80 Grad Celsius und 180 Grad Celsius, bevorzugt zwischen 90 Grad Celsius und 150 Grad Celsius und besonders bevorzugt zwischen 100 Grad Celsius und 130 Grad Celsius.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das Steuerfluid einen im Vergleich zu Wasser hohen Wärmeausdehnungskoeffizienten auf. Besonders bevorzugt enthält das Steuerfluid wenigstens ein Fluid aus einer Gruppe von Fluiden, welche Alkohole, wie zum Beispiel Ethanol, Methanol, Propanol und dergleichen, Quecksilber, Aceton, Ammoniak, Benzol, Ameisensäure, Zyanwasserstoff, Ethyläther, Pentan, Silikonöle, Tetrachlorkohlenstoff, Methylenplurit, Hexan, Chloroform, beliebige Mischformen und dergleichen aufweist.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist eine mechanische Verbindung vorgesehen, welche wenigstens dazu beiträgt, eine Stellungsänderung des Ventils in Abhängigkeit der Volumenänderung des Steuerfluids zu bewirken. Dabei ist bevorzugt als Rückstelleinrichtung für das Ventil eine Vorspanneinrichtung, insbesondere eine Feder, vorgesehen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind zwischen dem flexiblen Raum des Steuerfluids und dem Ventil wenigstens zwei Räume angeordnet, wobei der eine Raum eines der Medien und der zweite Raum das andere Medium aufweist. Dabei sind besonders bevorzugt wenigstens die zwei Räume durch eine erste, im wesentlichen elastische Trennschicht voneinander gas- und/oder flüssigkeitsdicht getrennt.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform bewirkt eine Druckdifferenz zwischen den beiden Räumen eine Positionsänderung des Ventils, insbesondere mittels der mechanischen Verbindung. Die mechanische Verbindung kann einteilig oder mehrteilig ausgebildet sein.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist im Anschluss an das Ventil ein zweiter Strömungsweg angeordnet, welcher wenigstens in einem Abschnitt an den ersten Raum angrenzt, wobei zwischen dem zweiten Strömungsweg und dem ersten Raum eine flexible Schicht angeordnet ist.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind wenigstens die elastischen Schichten in der Weise mit der mechanischen Verbindung verbunden, dass eine Bewegung der Schicht eine Bewegung der mechanischen Verbindung bewirkt.
Unter einer mechanischen Verbindung wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine Einrichtung verstanden, welche insbesondere dazu geeignet ist, eine mechanische Bewegung zu übertragen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Vorrichtung zum Behandeln von langgestrecktem Gut wenigstens eine Transporteinrichtung auf, die vor und nach dem Behandlungsraum angeordnet ist. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist diese Transporteinrichtung vor und/oder nach dem Abdichtbereich angeordnet. Auch die Anordnung vor dem Behandlungsraum und nach dem Abdichtbericht oder vor dem Abdichtbereich und nach dem Behandlungsraum sind mögliche Varianten für die Anordnung einer Transporteinrichtung der Vorrichtung.
Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform kann die Transporteinrichtung auch im Behandlungsraum und/oder im Abdichtbereich angeordnet sein. Auch die getrennte Anordnung der Transporteinrichtung und der Abdichteinrichtung liegt im Sinn der vorliegenden Erfindung.
Dies hat unter anderem den Vorteil, dass die Mengen der Fluide in ihrem Verbrauch reduziert und die Anforderung bezüglich eines schonenden Transportes bzw. bezüglich einer möglichst vollständigen Abdichung besser erreicht werden können. Auch die Reduzierung des benötigten Energiebedarfs stellt einen weiteren Vorteil dar.
Die Steuerung der Transporteinrichtung erfolgt in einer besonders bevorzugten Ausführungsform in Abhängigkeit der Eigenschaftskennwerte des Endprodukts, wie beispielsweise dem Volumen und der Produktionsgeschwindigkeit von vor- bzw. nachgeschalteter Maschinen und Prozessen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Vorrichtung eine Kühlstrecke auf, die nach dem Behandlungsraum angeordnet ist und gemäß einer besonders bevorzugen Ausführungsform ein mit Preßluft gekühlter Transportweg für das Textilgarn ist. Neben einer Durchführung für das Textilgarn weist diese Kühlstrecke wenigstens eine weitere Öffnung zum Einleiten einer Flüssigkeit und/oder eines Gases auf.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform kann diese Kühlstrecke mit der Funktion des Abdichtbereichs kombiniert werden.
Des weiteren wird in einer besonders bevorzugten Ausführungsform durch eine vorbestimmte Strömung des Fluids, insbesondere der Flüssigkeit und/oder des Gases im Transportweg, das Garn oder die Garne so geführt, dass eine Berührung des Garns mit der inneren Wandung des Transportwegs weitgehend vermieden wird.
In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform wird durch die Strömung des Fluids im Transportweg die Berührung der Garne weitgehend vermieden.
Als Flüssigkeiten und/oder Gase können Luft, Wasser, Öle und Kombinationen hiervon verwendet werden.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform kann auch eine Kühlstrecke oder eine sogenannte Konditionierstrecke vor und/oder nach dem Behandlungsraum angeordnet werden, um das Gut vor zu behandeln.
Unter Konditionieren wird gemäß der vorliegenden Erfindung der Ausgleich von Feuchteunterschieden im Behandlungsgut durch beispielsweise Klimatisierung, Abkühlung oder Trocknung verstanden.
Es sei ferner darauf hingewiesen, dass sich die Prozessbedingungen in den Kühlstrecken und/oder Abdichtbereichen in mindestens einem Prozessparameter von den vorgegebenen Prozessparametern im Behandlungsraum unterscheiden. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist dies beispielsweise die Temperatur, Feuchte, etc.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Vorrichtung weist die Transporteinrichtung wenigstens zwei im wesentlichen parallel zueinander angeordnete, als Dichtrollen ausgebildete, Rotationskörper auf.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform schließt sich an diese Rotationskörper eine Aufnahmeeinrichtung an, welche den Behandlungsraum und/oder den Abdichtbereich zusammen mit den Dichtrollen im wesentlichen druckdicht gegenüber der Umgebung abschließt.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform weisen die Abdichtrollen wenigstens in einem Abschnitt der Oberfläche ein elastisches Material auf. Besonders bevorzugt ist dieser elastische Bereich der Abdichtrolle so angeordnet, dass sie zusammen mit wenigstens einer weiteren Abdichtrolle, neben dem Transport des langgestreckten Guts, auch den anschließenden Raum der Vorrichtung, bevorzugt den Abdichtbereich, besonders bevorzugt den Behandlungsraum, im wesentlichen dicht abschließen.
Beispielsweise weist wenigstens die Oberfläche in einem solchen Abschnitt der Abdichtrolle ein elastisches Material auf, das wenigstens ein Material enthält, das aus der Gruppe von Thermoplasten, wie beispielsweise Polyethylen, Polypropylen, Polystyrol, etc. und/oder Duroplasten, wie beispielsweise Polyurethan, Polyesterharze, Silicone, Teflon etc. ausgewählt wird.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Vorrichtung eine Steuereinrichtung auf, mit welcher die Prozessparameter im Behandlungsraum und/oder die Prozessparameter im Abdichtbereich der Kühlstrecke und/oder dem Vorbehandlungsbereich und/oder die Transporteinrichtung gesteuert werden. Insbesondere ist in einer bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, die Prozessparameter gemäß vorgegebener Qualitätseigenschaften, wie beispielsweise den Schrumpf, die Dehnung, den Bausch, die Morphologie des Gutes zu steuern.
Die Erfindung wird ferner durch ein Verfahren zum Behandeln von langgestrecktem Gut, insbesondere von fadenartigen Textilgarnen aus Naturstoffen oder Synthetikstoffen gelöst, welches neben dem im wesentlichen kontinuierlichen Transport des Textilgarns entlang eines vorgegebenen Transportweges durch wenigstens einen Behandlungsraum, das Textilgarn in wenigstens einem dieser Behandlungsräume mit vorgegebenen Prozessparametern behandelt und dass die Zustandsgrößen im Behandlungsraum, welche im wesentlichen thermodynamische Zustandsgrößen sind, durch wenigstens eine unterschiedliche Zustandsgröße in wenigstens einem Abdichtbereich eingestellt werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung erfolgt der im wesentlichen kontinuierliche Transport mit einer Transporteinrichtung, die vor und/oder nach dem Behandlungsraum, bevorzugt vor und/oder nach dem Abdichtbereich, angeordnet ist.
Es liegt jedoch auch im Sinn der vorliegenden Erfindung, wie bereits zuvor erläutert, die Transporteinrichtung innerhalb des Behandlungsraumes und/oder innerhalb des Abdichtbereiches anzuordnen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird zur Behandlung des Textilgarns im Behandlungsraum ein Gas und/oder eine Flüssigkeit verwendet. Dies kann Dampf, bevorzugt Sattdampf und besonders bevorzugt überhitzter Dampf sein. Auch der Einsatz alternativer Gase und/oder Flüssigkeiten zur Behandlung des Textilgarns werden gemäß der vorliegenden Erfindung berücksichtigt. Insbesondere auch der Einsatz von Flüssigkeit wie Wasser, Öle, Suspensionen, Dispersionen und Lösungen zum Behandeln des Garns, entsprechen der vorliegenden Erfindung.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird der Transportweg des Textilgarns wenigstens vor und/oder nach dem Behandlungsraum mit einem Gas, bevorzugt Luft, besonders bevorzugt mit Druckluft, durchströmt.
Durch eine entsprechende Vorgabe und/oder durch Regelung der Prozessparameter lässt sich sowohl der Behandlungsraum gegenüber den angrenzenden Bereichen abdichten, als auch ein Nachbehandeln des Garns, wie beispielsweise das Konditionieren oder Kühlen im Kühlbereich realisieren.
Der Behandlungsraum wird durch ein verdichtetes Gas und/oder eine Flüssigkeit wenigstens in einer Dimension räumlich begrenzt, so dass beispielsweise bei konstanten Transportgeschwindigkeiten des Textilgarns die Behandlungsdauer auf die Wegstrecke im Behandlungsraum begrenzt wird.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist das Verfahren zum Behandeln von langgestrecktem Gut eine Trennkammer auf, die im Bereich zwischen dem Abdichtbereich und dem Behandlungsraum angeordnet ist und welche durch eine vorgegebene Abströmung eines Teils der Fluide aus dem Behandlungsraum und dem Abdichtbereich ein Mischen dieser Fluide, beispielsweise im Behandlungsraum, weitgehend vermeidet.
Dies ist insbesondere von Bedeutung, da die Behandlung des langgestreckten Guts auf den Bereich des Behandlungsraums begrenzt und somit die Eigenschaftskennwerte des Guts gezielt beeinflusst werden können.
Des weiteren wird durch eine vorgegebene Abströmung eines Teils der Fluide über eine Trennkammer, beispielsweise beim Einsatz von gasförmigen Fluiden, das im Grenzraum zwischen Behandlungsraum und Abdichtbereich entstehende Kondensat in der Trennkammer gesammelt und über eine Öffnung in der Trennkammer aus der Vorrichtung abgeleitet.
Die Erfindung betrifft ferner auch die Verwendung einer Vorrichtung zum Behandeln von langgestrecktem Gut und insbesondere von fadenartigen Textilgarnen aus Naturstoffen und/oder synthetischen Stoffen.
Auch langgestrecktes Gut, insbesondere fadenartige Textilgarne aus Naturstoffen und/oder synthetischen Stoffen, welches einer erfindungsgemäßen Behandlung mit den Verfahrensschritten eines im wesentlichen kontinuierlichen Transports entlang eines vorgegebenen Transportweges, durch wenigstens einen Behandlungsraum, der Behandlung in wenigstens einem dieser Behandlungsräume mit vorgegebenen Prozessparametern und dem Einstellen der Zustandsgrößen im Behandlungsraum unterworfen wird, entspricht der vorliegenden Erfindung.
Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Ansprüchen und der Zeichnung.
Obwohl die Erfindung im wesentlichen als eine im Herstellungsprozess integrierte Vorrichtung zum Behandeln von langgestrecktem Gut beschrieben wurde, liegt es jedoch auch im Sinn der vorliegenden Erfindung, diese Vorrichtung als eigenständige Vorrichtung zu verwenden, wobei für eine solche Anordnung zusätzliche Abroll- bzw. Aufrollvorrichtungen vor bzw. nach der Vorrichtung zum Behandeln von langgestrecktem Gut vorgesehen sein sollten. Die Ergänzung mit weiteren Prozessstufen, welche sich nicht unmittelbar an den Herstellungsprozess des Garns, sondern beispielsweise offline von diesem Prozess befinden, können gemäß der vorliegenden Erfindung auch in einen solchen Prozessschritt, der sich als eigenständige Behandlungsstufe für beispielsweise ein Textilgarn, in diesem Offline-Prozess darstellt, integriert werden.
Unter dem Begriff "Steuern" ist im Sinne der vorliegenden Erfindung insbesondere "Regeln" und/oder "Steuern" gemäß der Deutschen Industrienorm zu verstehen. Entsprechendes gilt für von dem Begriff "steuern" abgeleitete Begriffe.
Die Ausführungsbeispiele sind nicht als Einschränkung der Erfindung zu verstehen. Vielmehr sind im Rahmen der vorliegenden Offenbarung zahlreiche Abänderungen und Modifikationen möglich, insbesondere solche Varianten, Elemente und Kombinationen und/oder Materialien, die zum Beispiel durch Kombination oder Abwandlung von einzelnen in Verbindung mit den in der allgemeinen Beschreibung und Ausführungsform sowie den Ansprüchen beschriebenen und in der Zeichnung enthaltenen Merkmalen bzw. Elementen oder Verfahrensschritten für den Fachmann im Hinblick auf die Lösung der Aufgabe entnehmbar sind und durch kombinierbare Merkmale zu einem neuen Gegenstand oder zu neuen Verfahrensschritten bzw. Verfahrensschrittfolgen führen, soweit sie Herstellungs-, Prüf- und Arbeitsverfahren betreffen.
Im folgenden werden bevorzugte Aspekte der Erfindung anhand der Figuren beschrieben. Die Erfindung soll jedoch hierdurch nicht beschränkt werden.
Dabei zeigt beispielhaft:
Fig. 1
eine Behandlungsvorrichtung für Textilgarn gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2
eine weitere Ausführungsform einer Behandlungsvorrichtung für Textilgarne gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 3
eine Detaildarstellung einer Transporteinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 4
Schnittdarstellung eines Abdichtrollenpaars aus Fig. 3 entlang der Linie I;
Fig. 5
eine Transporteinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung im geöffneten Zustand;
Fig. 6
eine weitere Ausführungsform einer Behandlungsvorrichtung mit zwei Regelungsvorrichtungen;
Fig. 7
Regelvorrichtung zum Steuern der Grenzschicht der beiden Fluide gemäß Fig. 6.
Die nachfolgend dargestellten Ausführungsbeispiele betreffen bevorzugte Ausführungsformen einer Behandlungsvorrichtung für Textilgarn, insbesondere für schweres Textilgarn wie beispielsweise Teppichgarne und dergleichen, gemäß der vorliegenden Erfindung.
Entsprechend der vorliegenden Erfindung werden mittels dieser Vorrichtung ein oder mehrere Fäden, bevorzugt ein Faden, auf einer vorgegebenen Strecke und Raum in der Art behandelt, dass die Form, in der sich das Garn nach dem Spinnen oder Zwirnen befindet, stabilisiert und/oder fixiert und im Volumen erhöht, d. h. gebauscht wird.
Diese Behandlungsvorrichtung wird unter anderem auch als Fixiereinrichtung bezeichnet und ist gemäß der hier dargestellten Ausführungsform so gestaltet, dass sie in eine vorgelagerte Fertigungsstufe der Textilgarnherstellung, wie z. B. dem Kalibrieren, Zwirnen, Spinnen, Spulen und beliebige Kombinationen hiervon integriert werden kann.
Fig. 1 zeigt eine Behandlungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung für Textilgarne, welche im wesentlichen aus zwei Transporteinrichtungen 2, 11, zwei Trennkammern 4, 8, einer Behandlungsstrecke 5 und einer Kühlstrecke 9 besteht.
Die beiden Transporteinrichtungen 2, 11 weisen eine Dichtschleuse auf, die neben dem Transport des Textilgarns 1, die Spannung bzw. den Schrumpf des Garns steuert, und den Transportweg des Garns zwischen den Transporteinrichtungen 2, 11 abdichtet.
In den Behandlungsraum 5 wird über eine Öffnung 6 und den Verteiler 7, beispielsweise aus einer zentralen Dampfversorgung, Sattdampf mit vorgegebenem Druck und Temperatur geleitet.
Vom Verteiler 7 aus strömt der Sattdampf über die Bohrungen 12 in den eigentlichen Behandlungsraum 5.
Der Transportweg zwischen dem Behandlungsraum 5 und den Abdichtrollen 21, 20, 30, 29 wird mit Druckluft, welche den identischen Druck des Dampfes im Behandlungsraum aufweist, über die Anschlüsse 13, 18 beaufschlagt.
Im Bereich der Trennkammern 4, 8 stellt sich unter definitiven Prozeßbedingungen eine Grenzschicht zwischen dem Sattdampf in Behandlungsraum und der Druckluft in den Abdichtbereichen 24, 28 ein.
Durch ein kontinuierliches Ableiten einer vorgegebenen Menge der beiden Medien über die Trennkammern 4, 8 wird sicher gestellt, dass sich der Dampf aus dem Behandlungsraum und die Luft aus den Abdichtbereichen nicht mischen und die Grenzschicht weitgehend an einer vorbestimmten Position bestehen bleibt. Insbesondere wird ein wandern der Grenzschicht verhindert. Über die Steuerung der Ablassmenge und den Luftdruck im Abdichtbereich 24, 28 kann das System geregelt und in einer stabilen Balance gehalten werden.
Das sich an der Grenzschicht von Druckluft und Sattdampf bildende Kondensat wird in den Trennkammer 4, 8 aufgefangen und über die Auslassstellen 25, 27 aufgrund des vorherrschenden Drucks in der Vorrichtung, selbstständig ausgetrieben.
Durch die Druckluft wird ferner die Schleuse 2, 11 und die Transporteinrichtung vor Feuchtigkeit und Wärme geschützt.
Über die Umfangsgeschwindigkeit der Schleusenrollen 22, 23, 31, 32 lässt sich das Produktionsvolumen steuern. Eine definierte Differenzgeschwindigkeit des Garns 1 zwische der Transporteinrichtung 2 und der Transporteinrichtung 11 lässt eine gezielte Beeinflussung vorbestimmter Eigenschaftskennwerte der Garne zu. Durch verändern der Prozessparameter können alle bekannten Qualitäten für Textilgarne, wie beispielsweise unterschiedlicher Bausch, erzielt werden.
Die Vorrichtung weist ferner eine Kühlstrecke 9 auf, welche mit Hilfe von Druckluft eine Kühlung, Trocknung und/oder Konditionierung des Garnes ermöglicht. Die Kühlung des Garns erlaubt einerseits eine sofortige Weiterverarbeitung im Anschluss an diese Vorrichtung und wirkt andererseits einem Bügeleffekt des Garns d. h. einer Glättung und dem damit verbundenen Verlust an Volumen beim Verlassen der Schleuse 11 entgegen.
Neben den bereits dargestellten Einlassöffnungen weist die Vorrichtung im Abdichtbereich die Auslassöffnungen 14, 17 und im Behandlungsraum die Auslassöffnungen 15, 16 auf. Sie ermöglichen das kontinuierliche Durchströmen des entsprechenden Mediums durch den jeweiligen Transportweg bzw. Transportwegabschnitt.
An die Schleusenrollen 22, 23 schließen sich die Abdichtrollen 20, 21 an, die zusammen mit der Aufnahmeeinrichtung 3, 10 den Transportweg, insbesondere die Abdichtbereiche 24, 28, gegenüber der Umgebung abdichten. Entsprechendes gilt für die Abdichtrollen 29, 30 und die Aufnahmeeinrichtung 10, die den Auslassbereich der Vorrichtung für das Garn abdichten.
Die Öffnung 26 steht mit der Einlassöffnung 6 in der Fluidverbindung und ermöglicht somit eine gesteuerte Durchströmung des Verteilers mit Sattdampf, insbesondere wenn die Öffnung mit einem geregelten Ventil versehen ist.
Durch diese Vorrichtung kann die Behandlung eines Textilgarns in der Weise erfolgen, dass die Garneigenschaften, wie z. B. der Bausch, das Volumen, die Morphologie gezielt beeinflusst werden können. Der relativ hohe Druck des Behandlungsmediums im Behandlungsraum ermöglicht eine gleichmäßige Fixierung über den gesamten Querschnitt des Garns. Auch wird durch die Behandlung mit einer weitgehend reinen Sattdampfatmosphäre ein sogenanntes Vergilben des Garnes vermieden. Die sofortige Abkühlung des Garns im Anschluss an den Behandlungsraum verbessern die Stabilisierung des Garnvolumens. Durch den weitgehend kontaktfreien Transport des Garns zwischen dem Ein- bzw. Auslauf der Vorrichtung wird eine einheitliche und gleichmäßige Garnqualität erreicht.
Fig. 2 zeigt eine alternative Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, als sogenanntes "offenes" System.
Die Behandlungsvorrichtung besteht gemäß dieser Ausführungsform aus den Transporteinrichtungen 117, 116 mit den Transportrollen 101, 102, 114, 115. Diese übernehmen den Transport des Garns 100 und steuern über die Transportgeschwindigkeit die Spannung bzw. den Schrumpf des Garns 100. Die Vorrichtung weist ferner einen Raum 107 auf, in welchem eine Wärmequelle insbesondere eine elektrische Heizung 105 angeordnet ist. Hieran schließt sich der Verteiler 108 mit Düsen 120 und der eigentliche Behandlungsraum 109 an.
Am Einlauf und am Auslauf des Behandlungsraumes befinden sich zwei Kammern 103, 111, welche mit einem beispielsweise geregeltem Vakuum beaufschlagt sind und den Dampf in diesem Bereich aus dem Transportweg absaugen. An die Kammer 111 schließt sich gemäß dieses Ausführungsbeispiels eine Kühlstrecke 112 an, welche mit Pressluft über die Einlassöffnung 113 beaufschlagt wird.
Über den Einlass 110 wird gemäß dieses Ausführungsbeispiels Sattdampf in den Raum 107 geleitet. Dieser Sattdampf strömt entlang der Heizung 105 und wird beispielsweise überhitzt. Dieser überhitzte Dampf wird über den Bereich 104 in den Verteiler 108 geleitet und von dort über eine vorgegebene Anzahl an Düsen 120 in den Behandlungsraum geleitet. Im Behandlungsraum findet die eigentliche Fixierung und das Bauschen des Textilgarnes statt.
Die vorgegebene Anzahl an Düsen und deren Ausrichtung gewährleistet ferner, dass der Faden zentrisch im Transportweg geführt und Zugkräfte weitgehend vermieden werden.
Durch eine definierte Differenzgeschwindigkeit des Garns zwischen Einlauf 117 und Auslauf 116 kann die Qualität des Garns insbesondere der Bausch vorgegebenen Eigenschaftskennwerten angepasst werden. Durch die im Anschluss an den Behandlungsraum angeordnete Kühlstrecke wird das.Garn für die anschließende Weiterverarbeitung gekühlt und konditioniert.
Gemäß der beschriebenen Vorrichtung kann das Textilgarn in seinen Eigenschaftskennwerten insbesondere in seinen Bauscheigenschaften gezielt beeinflusst werden. Ein Vergilben wird durch den Einsatz von reinenden Dampf verhindert. Die sofortige Kühlung des Textilgarnes stabilisiert das erzeugte Volumen Bausch des Textilgarnes. Die in weiten Bereichen optimale Einstellung des Feuchtengehalts der Garne erlaubt ferner den Verzicht auf eine Nachkonditionierung, wobei durch den Auflagefreien Transport der Garne eine einheitliche und gleichmäßige Qualität des behandelten Garns erzeugt werden kann.
Fig. 3 zeigt eine Detaildarstellung der Transporteinrichtung aus Fig. 1. Neben den Schleusenrollen 202, 203 sind die Abdichtrollen 200, 201 und die Aufnahmeeinrichtung 204 zu erkennen. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Faden zwischen den beiden Abdichtrollen 200, 201 geführt und mündet über die Aufnahmeeinrichtung 204 in den Transportweg des Abdichtbereichs 205.
Gemäß dieses Ausführungsbeispiels sind die beiden Schleusenrollen 202, 203 angetrieben und können wenigstens in horizontaler Richtung [entlang der Pfeile 206, 207] verschoben werden. Die Abdichtrollen 200, 201 werden beispielsweise durch Reibschluss mit den Schleusenrollen 202, 203 angetrieben.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform können auch die Abdichtrollen 200, 201 wenigstens horizontal verschoben werden, um beispielsweise den Faden durch die Vorrichtung zu führen oder die Vorrichtung zu reinigen. Alternative Antriebskonzepte, wie z. B. ein Einzelantrieb der Rollen, entsprechen der vorliegenden Erfindung.
Fig. 4 zeigt eine Schnittdarstellung der Abdichtrollen aus Fig. 3 entlang der Linie I. Neben den Walzenkörpern 300, 301 sind die Kunststoffabschnitte 302, 303 zu erkennen; die in ihrem Berührungspunkt 305 den elastischen und weitgehend dichten Einoder Auslauf für den Transport des Garns in bzw. aus den Abdichtbereichen und/oder Behandlungsraum der Vorrichtung bereitstellen.
Fig. 5 zeigt eine Transporteinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung im geöffneten Zustand. Neben den Schleusenrollen 401, 403 sind die Abdichtrollen 404, 405 und die Aufnahmeeinrichtung 406 zu erkennen. Im Gegensatz zur Fig. 3 stellt die Fig. 5 den Auslaß einer Transportvorrichtung im geöffneten Zustand dar.
Fig. 6 zeigt eine weitere besonders bevorzugte Ausführungsform einer Behandlungsvorrichtung, welche mit zwei erfindungsgemäßen Regelungsvorrichtungen versehen sind, um die Grenzschicht zwischen dem Behandlungsraum und dem Abdichtbereich zu steuern.
Hierbei zeigt die Figur die Behandlungsvorrichtung mit dem Einlass des fadenförmigen Gutes 518, einer ersten Transportvorrichtung 511, die sich gemäß eines besonders bevorzugten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung innerhalb des Abdichtbereiches, das heißt innerhalb der mit Druckluft beaufschlagten Zone, vor dem Behandlungsraum befindet. Im Anschluss an den Transportbereich ist ein erster Abdichtbereich 528 angeordnet, welcher durch die Trennkammer 580 vom Behandlungsraum 550 getrennt ist.
Bei der Behandlung von fadenförmigem Gut wird dieses durch diese Bereiche geführt und verlässt den Behandlungsraum über die Trennkammer 540 in den zweiten Abdichtbereich 524, in welchem entsprechend dem Einlassbereich die Transporteinrichtung 511 mit angeordnet ist. Die Abdichtvorrichtung für den mit Druckluft beaufschlagten Abdichtbereich ist in der Fig. 6 nicht dargestellt.
Gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel wird der Behandlungsraum mit Dampf über die Zuleitung 512 in der Art beaufschlagt, dass insbesondere zur Vermeidung von Kondensatbildung innerhalb der Vorrichtung der Übergangsbereich zwischen Abdichtbereich und Trennkammer durch die Dampfführung erwärmt.Im Anschluss hieran über eine Verbindung 513 dem Behandlungsraum 550 zugeführt wird. In der Hauptströmungsrichtung wird der Dampf über die Leitung 519 einem weiteren Übergangsbereich zwischen dem Abdichtbereich 524 und der Trennkammer 540 ebenfalls zur Vermeidung von beispielsweise Kondensat im Führungsbereich des Garns erwärmt und verlässt diesen Bereich im wesentlichen über die Ableitung 516, in welchem beispielsweise auch ein Kondensatabscheider 516 angeordnet ist.
Mit den Bezugszeichen 510 und 520 sind die Leckageventile für die Trennkammern 540 bzw. 580 gekennzeichnet. Über diese Leckageventile wird ein vorgegebener, bevorzugt kontinuierlicher Volumenstrom, insbesondere eine Mischung der beiden Fluide, aus dem Abdichtbereich und dem Behandlungsraum abgeführt und als sogenannte Steuergröße zur Regelung der Druck- und Temperaturverhältnisse im Behandlungsraum bzw. Abdichtbereich den Regelungsventilen 501 bzw. 500 zugeführt.
Mit dem Bezugszeichen 517 ist die allgemeine Druckluftversorgung der Vorrichtung, insbesondere der Vorrichtung zum Behandeln von Garnen und der Regelungsventile 501 bzw. 500 dargestellt. Die Bezugszeichen 512 kennzeichnen die Dampfversorgung sowohl für die Behandlungsvorrichtung als auch für die Beaufschlagung der Regelungsventile.
Die Regelungsventile selbst werden nachfolgend in Bezug auf Fig. 7 dargestellt.
Im folgenden wird grundsätzlich auf das Regelventil bzw. den Regelkreis eingegangen.
Bei einen Aufeinandertreffen zweier Fluide tritt generell das Problem auf, dass zwangsläufig ein Grenzbereich zwischen einem Fluid, z. B. einem Medium unter atmosphärischem Druck und dem zweiten Fluid, z. B. einem Dampfgemisch zur Fixierung des Garns auftritt. Zumindest bei längerem Betriebszeiten würde es zu einer Durchmischung der Medien kommen. Auch wenn sich die Medien nicht durchmischen würden, würde der Grenzbereich zwischen den Medien dennoch zu wandern beginnen. Ursachen für ein Wandern der Grenzschicht oder des Grenzbereichs können beispielsweise schleichende Verluste des einen oder anderen Medium sein oder die Förderung von zu behandelndem Gut - im Falle der Erfindung das Garn - durch die Medien sein beispielsweise durch Kondensationsverluste. Ein derartiges Durchmischen der Medien durch das Wandern der Grenzschicht muss aber in jedem Fall unterbunden werden, da nur auf diese Weise gewährleistet werden kann, dass zu jeder Zeit genau festgelegte Behandlungsparameter vorliegen. Um diesen Effekt eliminieren zu können, wird an der Stelle, an der man die Grenzschicht beider Medien wünscht, eine minimale künstliche Leckage, insbesondere in Form einer Düse, angeordnet, an der sich beide Medien mischen und in kleinster Menge entweichen können. Dieser durch diese Leckage fließende Fluidstrom verhindert im wesentlichen das Durchmischen der Medien, wenn sichergestellt ist, dass die Grenzschicht nicht zu wandern beginnt. Durch das lokal begrenzte Mischen beider Medien ergibt sich darüber hinaus in dem Leckagestrom auch eine Mischtemperatur beider Medien.
Die Mischtemperatur selbst ist ein Anhaltspunkt dafür, in welchem Verhältnis die Volumina der beiden Medien stehen, wenn sie durch die Leckage treten. Darüber hinaus ist die Mischtemperatur ein Gradmesser dafür, inwieweit sich die Grenzschicht in Richtung des einen oder des anderen Medium bewegt haben muss. Die Temperatur bzw. die Veränderung dieser Mischtemperatur wird dann verwendet, um die Position der Grenzschicht zu regeln.
Die Vorrichtung 640 dient dazu, Störungen, welche durch ein Wandern der Grenzschicht hervorgerufen werden, entgegenzuwirken. Zu diesem Zweck wird ein Mediengemisch durch einen Zugang 634 der Vorrichtung 640 zugeführt. Der Vorrichtung liegt, wie gesagt, das Prinzip zugrunde, dass die beiden Medien in der Vorrichtung 630 sich insbesondere auch hinsichtlich ihrer Temperatur unterscheiden, da es sich bei dem einen Medium vorzugsweise um Dampf hoher Temperatur, beispielsweise im Bereich von 120 Grad Celsius und bei dem anderen Medium um Druckluft einer Temperatur im Bereich von 10 bis 20 Grad Celsius handelt.
Wie erwähnt, wird die Position der Grenzschicht bzw. eine Veränderung der Position der Grenzschicht beider Medien durch eine Abweichung der Mischtemperatur beider Medien am Zugang 632 festgestellt. Die Mischtemperatur sollte bevorzugt einen genau festgelegten Wert haben.
Das Mediengemisch gelangt über den Bereich 634 in einen unteren Raumbereich 642 der Einrichtung 640. Dieser Raumbereich 642 ist einerseits durch das Gehäuse der Vorrichtung 640 begrenzt und andererseits durch eine Wand 648. In diesem Bereich kommt das Mediengemisch in Berührungskontakt mit einem weiteren Raumbereich 647. Genauer gesagt, kommt das Mediengemisch in Berührung mit der Wand 648, die ihrerseits den Raumbereich 647 in einer Richtung begrenzt. Der Raumbereich 647 wird neben der Wand 648 auch durch das Gehäuse sowie eine vorzugsweise wenigstens teilweise elastische Membran 657 begrenzt. Die Wand 648 ist vorzugsweise nicht elastisch und weist einen hohen Wärmeübertragungskoeffizienten auf, um Temperaturänderungen möglichst schnell auf dem Raumbereich 647 zu übertragen. In diesem Raumbereich 647 ist vorzugsweise eine Flüssigkeit mit einem hohen Wärmeausdehnungskoeffizienten, beispielsweise Alkohol, in einer vorzugsweise geringen Menge vorgesehen. Diese Flüssigkeit wird im folgenden auch als Steuerfluid bezeichnet. Dieses Steuerfluid kann sich je nach dem Vorzeichen der Temperaturänderung des Mediumgemisches ausdehnen oder zusammenziehen. Da es sich lediglich um eine geringe Menge an Steuerfluid handelt, findet eine schnelle Reaktion auf Temperaturänderungen des eintretenden Mediengemisches statt.
Falls sich in dem Bereich 580 die Mischzone in Fig. 6 nach links Richtung verschiebt, wird die Temperatur des aus der Öffnung 520 austretenden Gemisches ansteigen und damit das Gemisch höherer Temperatur in einen Raum 642 eintreten. Dies bewirkt, dass sich das Steuerfluid in dem Raum 647 ausdehnt. Falls sich in dem Bereich 580 die Mittelzone nach rechts in Fig. 6 bewegt, wird die Temperatur des aus der Öffnung 632 austretenden Gemisches absinken und damit ein Gemisch niedrigerer Temperatur in den Raum 642 eintreten. Dies bewirkt eine Abkühlung der Wand 648 und damit auch des Raums 647. Dadurch zieht sich die Flüssigkeit im Raum 647 zusammen.
Eine Ausdehnung des Steuerfluids bewirkt, dass sich die elastische Schicht 657 in Fig. 3 nach rechts bewegt, da das Steuerfluid sich nur in Richtung der elastischen Schicht ausdehnen kann, da es in den anderen Richtungen durch im wesentlichen starre Elemente begrenzt wird. Durch die Bewegung der elastischen Schicht 657 wird eine mechanische Verbindung, hier ein Stößel 641, in der Zeichnung nach rechts verschoben. Dies bewirkt, dass durch den insgesamt mit 649 gekennzeichneten Bereich eine größere Menge an Druckluft in den Kammerbereich 646 eintreten kann. Die Druckluft wird dem Bereich 649 über einen Vorratsbehälter 675 und ein Ventil 667 zugeführt. Von dort gelangt das Medium, das heißt die Druckluft, über eine Leitung 512 und eine Öffnung in den Bereich der Trennvorrichtung, wodurch der Übergangsbereich in Fig. 6 nach links verschoben wird, da der Druck im Bereich 635 ansteigt. Die Bezugszeichen 673 und 675 beziehen sich auf Vorratsbehälter für die beiden Medien und das heißt einen Vorratsbehälter für das dampfförmige Medium und einen Vorratsbehälter für die Druckluft.
Aus dem Raum 646 gelangt die Druckluft nicht nur in den Raum 635, sondern auch durch eine Verbindungsstelle in den Raum 651. Auf diese Weise wird ein Druckgleichgewicht zwischen den Räumen 646 und 651 hergestellt. Zwischen der Raumbereichen 646 und 651 ist ebenfalls eine elastische Schicht 656 angeordnet.
Dabei wird in dieser Ausführungsform der Dampfdruck bzw. die Menge an zugeführtem Dampf im wesentlichen konstant gehalten. Eine Regelung findet daher in dieser Ausführungsform über eine Regelung der Druckluft statt. Es ist jedoch auch möglich, umgekehrt die Druckluft konstant zu halten und eine Regelung über den Dampfdruck durchzuführen. Auch wäre es denkbar, eine Regelung durch eine Veränderung beider Medien gegenüber der Vorrichtung 630 durchzuführen.
Falls umgekehrt sich der Übergangsbereich in Fig. 6 nach rechts verschiebt, wird das in den Bereich 634 gelangende Medium, genauer das Mediengemisch, eine geringere Temperatur aufweisen und sich daher das flüssige Medium 647 zusammenziehen. Auf diese Weise wird bewirkt, dass sich der Stößel 641 unter der Wirkung einer Feder 643 absenkt und damit die Druckluftzufuhr im Bereich 649 vermindert wird. Die Federkraft kann dabei bevorzugt variabel sein, so dass auch eine externe Regulierung des Systems möglich ist.
Dies führt dazu, dass dem Bereich 580 weniger Druckluft zugeführt wird, und sich der Grenzbereich in Fig. 6 wieder nach links verschiebt.
In dem Raumbereich 655 der Vorrichtung 40 wird Dampf eingeführt und den Raum 651 Druckluft. Diese beiden Raumbereiche sind durch eine Membran 653 voneinander getrennt, wobei die Membran wiederum mit der mechanischen Verbindung, das heißt dem Stößel 641, verbunden ist. Diese beiden Kammern dienen dazu, eventuell auftretende Druckungleichmäßigkeiten auszugleichen. Falls in dem Raum 651 der Dampfdruck ansteigt, wird sich die Membran 653 in der Zeichnung nach rechts bewegen, wodurch sich auch der Stößel 641 nach rechts bewegt und dadurch sich die Menge an Druckluft, die über die Zuleitung 661 der Öffnung 636 zugeführt wird, erhöht. Auf diese Weise wird wieder ein Gleichgewicht zwischen den beiden Medien in der Einrichtung hergestellt.
Mit anderen Worten arbeitet die Erfindung, um die Drücke gleich zu halten, nach dem Prinzip eines Druckminderers, jedoch mit dem Unterschied dass der Druck des einen Mediums durch den Druck des anderen Mediums vorgegeben wird. So wird beispielsweise der Luftdruck in unserem Beispiel durch den Dampfdruck bestimmt. Der Regelkreis weist, wie oben ausgeführt, einen mit Druckluft gefüllten 651 und den mit Dampf gefüllten Raum 652 auf. Diese Räume sind, wie erwähnt, durch die Membran bzw. Trennschicht 653 voneinander getrennt. Die Membran ist mit der mechanischen Verbindung, in diesem Fall einem Stößel 641, verbunden. Eine Erhöhung des Dampfdruckes bzw. der Dampftemperatur bewirkt, dass sich die Membran 653 auslenkt und der Stößel 641 sich nach rechts bewegt. Durch das Heben des Stößels kann Druckluft in das System, das heißt den Raum 646, einströmen. Sobald die Druckluft wieder dem Dampfdruck entspricht, senkt sich die Membran 653 wieder, das heißt bewegt sich in Fig. 3 nach links und der Stößel 641 schließt den Lufteinlass. Der Stößel 641 kann sowohl einteilig ausgebildet sein als auch in mehrere Segmente aufgeteilt sein, wobei bevorzugt der Stößel durch die Raumabgrenzungen, wie beispielsweise die Membran 653 oder die Membran 658, begrenzt wird.
Falls umgekehrt der Dampfdruck in dem Raumbereich 655 absinkt, wird sich die Membran 653 nach links bewegen und mit ihr die mechanische Verbindung, das heißt der Stößel 641. Auf diese Weise wird der Druckluftauslaß aus dem Raum 646 vermindert, und damit auch die Druckluftzufuhr in dem Raumbereich 51, wodurch wieder ein Gleichgewicht zwischen den beiden Kammer 651 und 655 hergestellt wird.
Über eine Öffnung 644 wird das Medium, des über die Öffnung 632 aus der Vorrichtung 630 abgeleiteten Fluids aus der Vorrichtung 644 abgeleitet.

Claims (33)

  1. Vorrichtung zum Behandeln von langgestrecktem Gut, insbesondere von fadenartigen Textilgarnen (1) aus Naturstoffen und/oder synthetischen Stoffen, mit
    wenigstens einem Behandlungsraum,(5) durch welchen das Garn im wesentlichen kontinuierlich geführt wird, und in welchem das Garn (1) einer Behandlung mit vorgegebenen Prozessparametern unterworfen wird, und
    wenigstens einem, dem Behandlungsraum vor- und/oder nachgeschalteten Abdichtbereich, (24, 28) durch welchen das Garn (1) vor Eintritt in den Behandlungsraum oder nach Austritt aus dem Behandlungsraum, geführt wird und welcher Zustandsgrößen aufweist, die im wesentlichen thermodynamischer Natur sind und sich in wenigstens einer Zustandsgröße von Zustandsgrößen des Behandlungsraums unterscheiden.
  2. Vorrichtung zum Behandeln von langgestrecktem Gut gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
    die fadenartigen Textilgarne (1) aus einzelnen Fäden oder aus einer Vielzahl von einzelnen Fäden bestehen und wenigstens einen Naturstoff und/oder synthetischen Stoff aus der Gruppe von Stoffen, die pflanzliche Fasern, Wolle, Polyester, PAN, Polyamid, Polyamid 6, Polyamid 66, Polypropylen, Baumwolle, Cellulose, Cellulosederivate, Acetat, Elastan, Flachs, Hanf, Polyvinylalkohol, Seide, PVC, Triacetat, Polyacryl, Sisal, Jute enthält, aufweist.
  3. Vorrichtung zum Behandeln von langgestrecktem Gut gemäß wenigstens einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    der Behandlungsraum (5) wenigstens eine Ein- (6) und Auslassöffnung (26) für ein Fluid, bevorzugt für ein Gas, besonders bevorzugt für Wasserdampf, aufweist, welche miteinander in Gas- und/oder Flüssigkeitsverbindung stehen.
  4. Vorrichtung zum Behandeln von langgestrecktem Gut gemäß wenigstens einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    nach der Einlassöffnung (110) für das Fluid ein Raum (107) vorgesehen ist, in welchem das durchströmende Fluid mittels einer Wärmequelle (105) erhitzt wird.
  5. Vorrichtung zum Behandeln von langgestrecktem Gut gemäß wenigstens einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    vor den Behandlungsraum (5, 100) (7, 108) ein Verteiler für das Fluid vorgesehen ist, der durch eine vorgegebene Zahl an Strömungswegen (12, 120) mit dem Behandlungsraum verbunden ist.
  6. Vorrichtung zum Behandeln von langgestrecktem Gut gemäß wenigstens einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    die vorgegebenen Prozessparameter im Behandlungsraum (5) aus der Gruppe von Prozessparametern ausgewählt sind, welche Temperatur, Feuchte, Druck, Verweilzeit, Transportgeschwindigkeit, Differenzgeschwindigkeit enthält.
  7. Vorrichtung zum Behandeln von langgestrecktem Gut gemäß wenigstens einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    die Vorrichtung wenigstens eine Transporteinrichtung (2, 11) aufweist, die vor und/oder nach dem Behandlungsraum, (5) bevorzugt vor und/oder nach dem Abdichtbereich (24, 28) angeordnet ist.
  8. Vorrichtung zum Behandeln von langgestrecktem Gut gemäß wenigstens einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    im Grenzbereich zwischen dem Behandlungsraum (5) und dem Abdichtbereich (24, 28) eine Trennkammer (4, 8) angeordnet ist, welche wenigstens eine Öffnung (25, 27) zum Durchführen des Textilgarns und wenigstens eine weitere Öffnung zum Ableiten von Gasen und/oder Flüssigkeiten aufweist.
  9. Vorrichtung zum Behandeln von langgestrecktem Gut gemäß wenigstens einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    nach dem Behandlungsraum eine Kühlstrecke, (9) insbesondere ein gekühlter Transportweg für das Textilgarn angeordnet ist, welche eine Öffnung zum Durchführen des Textilgarns und wenigstens eine Öffnung (18) zum Einleiten einer Flüssigkeit und/oder eines Gases aufweist.
  10. Vorrichtung zum Behandeln von langgestrecktem Gut gemäß wenigstens einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    die Transporteinrichtung (2, 11) wenigstens zwei im wesentlichen parallel zueinander angeordnete, als Abdichtrollen (21, 20, 30, 29) ausgebildete, Rotationskörper und eine Aufnahmeeinrichtung (3, 10) aufweist, welche den Behandlungsraum (5) und/oder der Abdichtbereich (24, 88) im wesentlichen druckdicht abschließen.
  11. Vorrichtung zum Behandeln von langgestrecktem Gut gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass
    wenigstens eine der Abdichtrollen (300, 301) wenigstens in einem Abschnitt der Oberfläche (302, 300) ein elastisches Material aufweist, das wenigstens ein Material aus der Gruppe von Materialien aufweist, welche Thermopaste wie Polyethylen, Polypropylen, Polystyrol, etc und Duroplaste wie Polyurethan, Polyesterharze, Silicon, Teflon etc. enthält.
  12. Vorrichtung zum Behandeln von langgestrecktem Gut gemäß wenigstens einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    die Vorrichtung eine Steuereinrichtung aufweist, mit welcher die Prozessparameter zum Behandeln des Textilgarns gesteuert werden.
  13. Verfahren zum Behandeln von langgestrecktem Gut, insbesondere von fadenartigen Textilgarnen aus Naturstoffen und/oder synthetischen Stoffen, mit wenigstens folgenden Verfahrensschritten:
    im wesentlichen kontinuierlicher Transport des Textilgarns entlang eines vorgegebenen Transportweges durch wenigstens einen Behandlungsraum (5);
    Behandeln des Textilgarns in wenigstens einem dieser Behandlungsräume mit vorgegebenen Prozessparametern;
    Einstellen der Zustandsgrößen im Behandlungsraum, welche im wesentlichen thermodynamische Zustandsgrößen sind, durch wenigstens eine unterschiedliche Zustandsgröße in einem Abdichtbereich(24, 28).
  14. Verfahren zum Behandeln von langgestrecktem Gut, insbesondere von fadenartigen Textilgarnen aus Naturstoffen und/oder synthetischen Stoffen gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass
    zur Behandlung des Textilgarns im Behandlungsraum (5) ein Gas und/oder eine Flüssigkeit, insbesondere Dampf, bevorzugt Sattdampf und besonders bevorzugt überhitzter Dampf, verwendet wird.
  15. Verfahren zum Behandeln von langgestrecktem Gut, insbesondere von fadenartigen Textilgarnen aus Naturstoffen und/oder synthetischen Stoffen gemäß wenigstens einem der Ansprüche 13 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass
    der Transportweg des Textilgarns wenigstens vor und/oder nach dem Behandlungsraum (5) mit einem Gas, bevorzugt Luft, besonders bevorzugt Druckluft, durchströmt wird.
  16. Verfahren zum Behandeln von langgestrecktem Gut, insbesondere von fadenartigen Textilgarnen aus Naturstoffen und/oder synthetischen Stoffen gemäß wenigstens einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass
    der Behandlungsraum (5) durch ein verdichtetes Gas und/oder eine Flüssigkeit wenigstens in einer Dimension räumlich begrenzt wird.
  17. Verfahren zum Behandeln von langgestrecktem Gut, insbesondere von fadenartigen Textilgarnen aus Naturstoffen und/oder synthetischen Stoffen gemäß wenigstens einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass
    zur Kühlung des Garns nach dem Behandlungsraum (5) ein Gas, bevorzugt Luft und besonders bevorzugt Druckluft, verwendet wird.
  18. Verfahren zum Behandeln von langgestrecktem Gut, insbesondere von fadenartigen Textilgarnen aus Naturstoffen und/oder synthetischen Stoffen gemäß wenigstens einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass
    durch eine vorgegebene Abströmung eines Teils der Fluide des Abdichtbereichs (24, 28) und des Behandlungsraums (5) in einer Trennkammer (4, 8) ein Mischen dieser Fluide im Behandlungsraum weitgehend vermieden wird.
  19. Verwendung einer Vorrichtung gemäß der Ansprüche 1 bis 12 zum Behandeln von langgestrecktem Gut, insbesondere von fadenartigen Textilgarnen aus Naturstoffen und/oder synthetischen Stoffen.
  20. Langgestrecktes Gut, insbesondere fadenartige Textilgarne aus Naturstoff und/oder synthetischen Stoffen, welches einer Behandlung gemäß wenigstens einem der Ansprüche 13 bis 15 unterworfen wurde.
  21. Vorrichtung insbesondere nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, insbesondere dadurch gekennzeichnet, dass ein Regelkreis zur Steuerung der Position einer Grenzschicht (33) zweier fluidförmiger Medien (81, 35) vorgesehen ist, mit:
    einem Strömungsweg (32, 42) für ein Leckagefluid;
    einem Ventil (49), welches den Volumenstrom wenigstens eines Mediums beeinflusst;
    einem zumindest teilweise flexibel begrenzten Raum (47) mit einem Steuerfluid, welches sich in Reaktion auf physikalische Bedingungen des Leckagefluids expandiert oder kontraktiert, wobei der wenigstens eine flexible Raum den Volumenstrom durch das Ventil (49) steuert.
  22. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Medien (21, 35) unterschiedliche Temperatur aufweisen.
  23. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das erste Medium ein Gas, insbesondere Luft mit einer Temperatur zwischen 5 Grad Celsius und 60 Grad Celsius, bevorzugt zwischen 10 Grad und 40 Grad Celsius und besonders bevorzugt zwischen 10 Grad Celsius und 20 Grad Celsius ist.
  24. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das zweite Medium ein Gas, insbesondere Dampf mit einer Temperatur zwischen 80 Grad Celsius und 180 Grad Celsius, bevorzugt zwischen 90 Grad Celsius und 150 Grad Celsius und besonders bevorzugt zwischen 100 Grad Celsius und 130 Grad Celsius ist.
  25. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Steuerfluid einen im Vergleich zu Wasser hohen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweist.
  26. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Steuerfluid wenigstens ein Fluid aus einer Gruppe von Fluiden enthält, welche Alkohole, wie z.B. Ethanol, Methanol, Propanol und dergleichen, Quecksilber, Aceton, Ammoniak, Benzol, Ameisensäure, Zyanwasserstoff, Diethylether, Pentan, Siliconöle, Tetrachlorkohlenstoff, Methylenchlorid, Hexan, Chloroform, beliebige Mischformen und dergleichen aufweist.
  27. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    eine mechanische Verbindung (41) vorgesehen ist, welche wenigstens dazu beiträgt, eine Stellungsänderung des Ventils (49) in Abhängigkeit der Volumenänderung des Steuerfluids zu bewirken.
  28. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    als Rückstelleinrichtung (43) für das Ventil (49) eine Vorspanneinrichtung, insbesondere eine Feder vorgesehen ist.
  29. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    zwischen dem flexiblen Raum des Steuerfluids (47) und dem Ventil (49) wenigstens zwei Räume (51, 55) angeordnet sind, wobei der eine Raum (51) eines der Medien und der zweite Raum (52) das andere Medium aufweist.
  30. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    wenigstens die zwei Räume (51, 55) durch eine erste, im wesentlichen elastische, Trennschicht (53) voneinander gas- und/oder flüssigkeitsdicht getrennt sind.
  31. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    eine Druckdifferenz zwischen den beiden Räumen (51, 55) eine Positionsänderung des Ventils (49) insbesondere mittels der mechanischen Verbindung (41) bewirkt.
  32. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    dass im Anschluss an das Ventil (49) ein zweiter Strömungsweg (46) angeordnet ist, welcher wenigstens in einem Abschnitt an den ersten Raum (51) angrenzt, wobei zwischen dem zweiten Strömungsweg (46) und dem ersten Raum (51) eine flexible Schicht (56) angeordnet ist.
  33. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    wenigstens die elastischen Schichten (53, 56, 57, 58) in der Weise mit der mechanischen Verbindung (41) verbunden ist, dass eine Bewegung der Schicht eine Bewegung der mechanischen Verbindung bewirkt.
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