DE19848745A1 - Behandlungskammer zum kontinuierlichen Wärmebehandeln von Fäden - Google Patents

Abstract

Eine Behandlungskammer zum kontinuierlichen Wärmebehandeln von Fäden enthält mehrere nebeneinander angeordnete Transporteinrichtungen, welche die Fäden in Form von Schlaufen durch die Behandlungskammer transportieren. Die Transporteinrichtungen sind durch Strömungs-Leitkanäle voneinander getrennt. Unterhalb der Transporteinrichtungen verengen sich die Strömungs-Leitkanäle zu Auslaufschlitzen. Die Behandlungskammer enthält mehrere Ventilatoren, die in einem Seitenkanal untergebracht sind, der gegenüber den Transporteinrichtungen abgeschirmt ist. Die Ventilatoren erzeugen eine quer zur Transportrichtung und von oben gegen die Schlaufen gerichtete Umlaufströmung eines erhitzten gasförmigen Behandlungsmediums. Die Umlaufströmung wird durch die Strömungs-Leitkanäle in einzelne Teilströme aufgeteilt, die sich unterhalb der Auslaufschlitze wieder vereinigen. Zum Vergleichmäßigen der Teilströme nimmt die Höhe der Behandlungskammer mit zunehmendem Abstand vom Seitenkanal ab.

Description

Die Erfindung betrifft eine Behandlungskammer zum kontinuier­ lichen Wärmebehandeln von Fäden, mit mehreren in Transportrich­ tung nebeneinander angeordneten, die Fäden in Schlaufen trans­ portierenden Transporteinrichtungen, die durch Strömungs-Leitka­ näle voneinander getrennt sind, welche sich unterhalb der Trans­ porteinrichtungen zu Auslaufschlitzen verengen, sowie mit mehre­ ren in Transportrichtung hintereinander angeordneten, in einem gegenüber den Transporteinrichtungen abgeschirmten Seitenkanal befindlichen Ventilatoren zum Erzeugen einer quer zur Transport­ richtung und von oben gegen die Schlaufen gerichteten Umlauf­ strömung eines erhitzten gasförmigen Behandlungsmediums, wobei sich die Umlaufströmung durch die Strömungs-Leitkanäle hindurch in einzelne Teilströme aufteilt, die sich unterhalb der Auslauf­ schlitze wieder vereinigen.

Eine Behandlungskammer dieser Art ist durch die DE 44 15 229 A1 Stand der Technik. Da sich mehrere Transporteinrichtungen neben­ einander in der gleichen Behandlungskammer befinden, kann es passieren, dass die Strömungsverhältnisse und damit die Behand­ lungstemperaturen nicht immer an jeder Transporteinrichtung gleich sind. Dies kann beim Wärmebehandeln der Fäden, beispiels­ weise beim Thermofixieren von Garnen oder Zwirnen mit überhitztem Wasserdampf, zu Unterschieden in der Fadenqualität führen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, die einzelnen den Transporteinrichtungen zugeordneten Teilströme so weit wie möglich aneinander anzugleichen, damit Unterschiede in den Fadenqualitäten möglichst vermieden werden.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Höhe der Behandlungs­ kammer mit zunehmendem Abstand vom Seitenkanal abnimmt.

Auf Grund von Berechnungen, die durch Versuche bestätigt wurden, hat sich gezeigt, dass die Höhe der Behandlungskammer im Bereich derjenigen Transporteinrichtung, die am weitesten von den Venti­ latoren entfernt ist, niedriger sein sollte als bei derjenigen Transporteinrichtung, die den Ventilatoren unmittelbar benachbart ist. Die besten Ergebnisse wurden dann erzielt, wenn der Boden der Behandlungskammer mit zunehmendem Abstand vom Seitenkanal ansteigt. Alternativ oder ergänzend dazu kann vorgesehen sein, dass die Decke der Behandlungskammer mit zunehmendem Abstand von Seitenkanal absinkt.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Behand­ lungskammer,

Fig. 2 einen Querschnitt durch die Behandlungskammer der Fig. 1.

Die dargestellte Behandlungskammer 1 ist ein wesentlicher Be­ standteil einer im Einzelnen nicht dargestellten Anlage zum kontinuierlichen Wärmebehandeln von Fäden, also von Garnen oder Zwirnen. Durch die Behandlungskammer 1 wird eine Mehrzahl von beispielsweise sechs Transporteinrichtungen in Transportrichtung A hindurchgeführt, denen jeweils Einlauföffnungen 2 und Auslauf­ öffnungen 3 zugeordnet sind. Jede Transporteinrichtung enthält im vorliegenden Fall Wickelmasten, die mit 4a bis 4f bezeichnet sind und die in Transportrichtung A nebeneinander angeordnet sind. Mit Hilfe dieser Wickelmasten 4a bis 4f werden die wärmezubehandeln­ den Fäden 5 in Form von Schlaufen durch die Behandlungskammer 1 hindurchgeführt.

Der Behandlungskammer 1 sind nicht dargestellte Wickelköpfe vorgeordnet, welche die Fäden 5 als Schlaufen auf den Transport­ einrichtungen ablegen. Der Behandlungskammer 1 sind außerdem nicht dargestellte Spuleinrichtungen nachgeordnet, auf welchen die wärmebehandelten Fäden 5 aufgewickelt werden.

Jedem Wickelmast 4a bis 4f sind vier Transportbänder 6, 7, 8 und 9 zugeordnet, die in Transportrichtung A durch die Behandlungskam­ mer 1 hindurchlaufen und deren jeweils rücklaufendes Trum nicht mit dargestellt ist. Die Transportbänder 6 bis 9 sind, wie insbesondere der Fig. 2 zu entnehmen ist, um den jeweiligen Wickelmast 4a bis 4f herum in Form eines Polygons angeordnet, wodurch die Schlaufen der Fäden 5 gebildet werden. Allerdings ist diese Art der Transportbänder 6 bis 9 nicht zwingend, sondern es können alternativ auch flache perforierte Transportbänder verwendet werden, auf denen die Fäden in Form von geordneten oder wilden Schlaufen abgelegt werden.

Der Behandlungskammer 1 ist am Einlauf und am Auslauf jeweils eine Vorzone 10 bzw. 11 zugeordnet, die das Eindringen kalter Falschluft in die Behandlungskammer 1 verhindern sollen. Den Vorzonen 10, 11 gehören Eintrittsöffnungen 12 und Austritts­ öffnungen 13 für die Transporteinrichtungen an. Den Vorzonen 10 und 11 sind außerdem Absaugstutzen 14 bzw. 15 zum Abführen von überflüssigem Behandlungsmedium, beispielsweise Wasserdampf, zugeordnet.

Das Behandlungsmedium, vorzugsweise überhitzter Wasserdampf, wird in einer in Fig. 2 durch eine Vielzahl von Pfeilen dargestellten Umlaufströmung den Transporteinrichtungen zugeführt und von diesen wieder abgeführt. Hierzu dienen Ventilatoren 16, von denen im vorliegenden Fall fünf in Transportrichtung A hintereinander angeordnet sind. Die Anzahl der Ventilatoren 16 ist nicht zwin­ gend, es können alternativ drei, vier oder sechs Ventilatoren 16 vorgesehen sein. Die Ventilatoren 16 befinden sich in der Nähe einer Seitenwand der Behandlungskammer 1, und zwar im unteren Bereich, und sind in einem gesonderten Seitenkanal 17 angeordnet, der durch eine Trennwand 18 gegenüber den Transporteinrichtungen abgeschirmt ist. Der jeweilige Antriebsmotor 19 befindet sich außerhalb der Behandlungskammer 1.

In der Nähe der Ventilatoren 16 ist eine Heizung 20 angebracht, die den über ein Zuführrohr 33 nachgespeisten Wasserdampf über­ hitzt, so dass eine Umlaufströmung von einem gasförmigen Medium erzeugt werden kann. Selbstverständlich ist die Erfindung auch für Umluft anwendbar.

Die durch die Ventilatoren 16 erzeugte Umlaufströmung ist quer zur Transportrichtung A von oben durch gelochte Düsenbleche 26 hindurch gegen die Schlaufen der einzelnen Fäden 5 gerichtet. Jede Transporteinrichtung ist gegenüber der benachbarten Trans­ porteinrichtung strömungstechnisch abgetrennt, was dadurch bewirkt wird, dass jeder Wickelmast 4a bis 4f sich in einem gesonderten Strömungsleitkanal 22a bis 22f befindet. Diese Strömungsleitkanäle 22a bis 22f teilen die Umlaufströmung in eine Mehrzahl von Teilströmen auf, die die jeweilige Transport­ einrichtung von oben nach unten durchströmen und dabei wärmebe­ handeln. Die Strömungsleitkanäle 22a bis 22f verengen sich nach unten hin zu Auslaufschlitzen 23a bis 23f. Die daraus austretenden Teilströme vereinigen sich anschließend wieder zu der genannten Umlaufströmung.

Es hat sich gezeigt, dass es nicht ganz einfach ist, die ein­ zelnen Teilströme gleichmäßig zu machen. Daraus können unter­ schiedliche Behandlungstemperaturen an den einzelnen Transport­ einrichtungen entstehen, was zu unterschiedlichen Fadenqualitäten führen kann.

Die folgenden Überlegungen sollen die Problematik näher erläu­ tern:
Nach jeder Abzweigung eines der genannten Teilströme reduziert sich zwangsläufig die Strömungsgeschwindigkeit der verbleibenden Restströmung, was andererseits eine Erhöhung des statischen Druckes zur Folge hat. Oberhalb des Strömungsleitkanals 22a ist der statische Druck somit höher als oberhalb des Strömungsleit­ kanals 22f. Beide Drücke sind ihrerseits höher als der Umgebungsdruck außerhalb der Behandlungskammer 1. Durch den oberen Bereich der Einlauföffnungen 2 und der Auslauföffnungen 3 hindurch wird daher warmes Behandlungsmedium nach außen gedrückt, und zwar umso mehr, je größer der Abstand zu den Ventilatoren 16 ist.

Analoges gilt unterhalb der Auslaufschlitze 23a bis 23f, wenn sich die Teilströme wieder vereinigen: Mit zunehmender Annäherung an die Ventilatoren 16 nimmt die Strömungsgeschwindigkeit zu, der statische Druck hingegen ab. Der statische Druck im Bereich des Auslaufschlitzes 23a ist somit größer als der statische Druck im Bereich des Auslaufschlitzes 23f, beide statischen Drücke sind ihrerseits hier aber niedriger als der Umgebungsdruck außerhalb der Behandlungskammer 1. Durch den unteren Bereich der Einlauföffnungen 2 und der Auslauföffnungen 3 hindurch wird daher kalte Luft in die Behandlungskammer 1 gesaugt, und zwar umso mehr, je kleiner der Abstand zu den Ventilatoren 16 ist.

Man hat also folgende Verhältnisse:
Mit größer werdendem Abstand zu den Ventilatoren 16 bzw. zum Seitenkanal 17 wird eine zunehmende Menge von warmem Behand­ lungsmedium aus der Behandlungskammer 1 herausgedrückt und eine abnehmende Menge von kalter Luft angesaugt; mit kleiner werdendem Abstand zu den Ventilatoren 16 bzw. zum Seitenkanal 17 wird eine abnehmende Menge von warmem Behandlungsmedium aus der Behand­ lungskammer 1 herausgedrückt und eine zunehmende Menge von kalter Luft angesaugt.

Ohne Vorhandensein der Einlauföffnungen 2 und der Auslauföff­ nungen 3 würde es genügen, an jedem Strömungsleitkanal 22a bis 22f die Druckdifferenzen gleich zu machen, auf die Absolutwerte der Drücke käme es nicht an. Bei Vorhandensein der Einlauföff­ nungen 2 und der Auslauföffnungen 3 jedoch muss zusätzlich darauf geachtet werden, dass auch die Absolutwerte an den einzelnen Strömungsleitkanälen 22a bis 22f sich möglichst weitgehend an­ gleichen.

Zur Abhilfe ist nun vorgesehen, dass die Höhe der Behandlungs­ kammer 1 an demjenigen Strömungsleitkanal 22a, der am weitesten von den Ventilatoren 16 entfernt ist, kleiner ist als die Höhe an dem Strömungsleitkanal 22f, der den Ventilatoren 16 benachbart ist. Oder anders ausgedrückt: Die Höhe der Behandlungskammer 1 nimmt mit zunehmendem Abstand vom Seitenkanal 17 ab.

Auf Grund der sich vermindernden Höhe der Behandlungskammer 1 wird die angesprochene, sich mit zunehmender Entfernung von den Ventilatoren 16 reduzierende Strömungsgeschwindigkeit teilweise kompensiert. Gleiches gilt für den statischen Druck.

Dadurch lässt sich erreichen, dass an allen Strömungsleitkanälen 22a bis 22f in etwa die gleiche Menge an warmem Behandlungsmedium durch die Einlauföffnungen 2 und die Auslauföffnungen 3 heraus­ gedrückt und in etwa auch die gleiche Menge an kalter Luft ange­ saugt wird.

Es hat sich gezeigt, dass die Teilströme bereits dann gleichmä­ ßiger werden, wenn entweder nur der Boden 24 der Behandlungskam­ mer 1 mit zunehmendem Abstand vom Seitenkanal 17 ansteigt oder nur die Decke 25 der Behandlungskammer 1 mit zunehmendem Abstand vom Seitenkanal 17 absinkt. Gemäß Fig. 2 ist jedoch vorteilhaft vorgesehen, dass sowohl der Boden 24 ansteigt als auch die Decke 25 absinkt. In diesem Fall werden auch die jeweiligen Druckdif­ ferenzen einander angeglichen.

In Ergänzung zu den genannten Maßnahmen kann zwischen dem Boden 24 und den den Ventilatoren 16 benachbarten Auslaufschlitzen 23e und 23f ein Kniestück 27 eingebaut werden, wodurch verhindert wird, dass aus den Auslaufschlitzen 23e und 23f zu viel Behand­ lungsmedium abgesaugt wird.

Ein weiterer Effekt, der zu einer ungleichmäßigen Strömungsver­ teilung in den Strömungsleitkanälen 22a bis 22f führt, ist die unvermeidbare Wirbelbildung, die der Umlaufströmung Energie entzieht. Wirbel entstehen beispielsweise bei Strömungsumlen­ kungen und Querschnittsveränderungen. Die Wirbelbildung ist unterschiedlich an den einzelnen Strömungsleitkanälen 22a bis 22f.

Es hat sich nun überraschend gezeigt, dass durch die erfindungsgemäßen Merkmale sich auch die Anzahl und Stärke von Wirbeln verringert.

Claims (3)

1. Behandlungskammer zum kontinuierlichen Wärmebehandeln von Fäden, mit mehreren in Transportrichtung nebeneinander angeord­ neten, die Fäden in Schlaufen transportierenden Transportein­ richtungen, die durch Strömungs-Leitkanäle voneinander getrennt sind, welche sich unterhalb der Transporteinrichtungen zu Aus­ laufschlitzen verengen, sowie mit mehreren in Transportrichtung hintereinander angeordneten, in einem gegenüber den Transport­ einrichtungen abgeschirmten Seitenkanal befindlichen Ventilatoren zum Erzeugen einer quer zur Transportrichtung und von oben gegen die Schlaufen gerichteten Umlaufströmung eines erhitzten gasför­ migen Behandlungsmediums, wobei sich die Umlaufströmung durch die Strömungsleitkanäle hindurch in einzelne Teilströme aufteilt, die sich unterhalb der Auslaufschlitze wieder vereinigen, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe der Behandlungskammer (1) mit zunehmendem Abstand vom Seitenkanal (17) abnimmt.

2. Behandlungskammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden (24) der Behandlungskammer (1) mit zunehmendem Abstand vom Seitenkanal (17) ansteigt.

3. Behandlungskammer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Decke (25) der Behandlungskammer (1) mit zunehmendem Abstand vom Seitenkanal (17) absinkt.