DE1660298A1 - Vorrichtung zum Erhitzen bewegter kontinuierlicher Materialien - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE

DR.-ING. VON KREISLER DR.-INQ. SCHONWALD DR.-ING. TH. MEYER DR. FUES

KÖLN T, DEICHMANNH/

I7.I2.I965 B/Se

FIBER INDUSTRIES, INC.,

Box 1414, Charlotte, North Carolina, V.St.A.

Vorrichtung zum Erhitzen bewegter kontinuierlicher Materialien.

Die Erfindung betrifft eine verbesserte Heizvorrichtung und insbesondere eine Vorrichtung zum gleichmäßigen Erhitzen bewegter kontinuierlicher Materialien.

Bei der Herstellung von künstlichen Fäden ist es häufig erwünscht, die bewegten Fäden auf eine genau geregelte Temperatur zu erhitzen. Als ein Beispiel eines Vorganges, bei dem dies der Fall ist, kann das Ziehen von Fäden erwähnt werden, die aus synthetischen Polymeren hergestellt sind, wie z.B. Polyamiden, Polyestern und Polyolefinen. Bin Verfahren, diese Art des Heizvorganges zu bewirken, besteht darin, die Fäden mit einer erhitzten Walze in Berührung zu bringen. Bisher war es jedoch schwierig, Veränderungen der Temperatur zu vermeiden, auf welche die Fäden erhitzt werden* wenn In den Betriebsbedingungen kleine Veränderungen auftreten, beispielsweise in der Bewegungsgeschwindigkeit der Fäden oder in der Temperatur der Umgebung. Gegenstand der Erfindung ist eine erhitzte Walze, die sich für die Erhitzung bewegter Textilfaden als brauchbar erwiesen hat wegen der Leichtigkeit, mit welcher es möglich ist, die Temperatur, auf welche die Fäden erhitzt werden, genau zu regeln unter Bedingungen, von denen angenommen werden muß, daß dies schwierig sein wird.

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Die Heizvorrichtung ist gemäß der Erfindung gekennzeichnet durch eine hohle« drehbare Metallwalze, durch einen ortsfesten Metallkern von hoher Wärmekapazität innerhalb der Walze, wobei der größere Teil der Umfangsfläche des Kerns in geringem Abstand von der Innenseite der Walze liegt, durch eine Einrichtung zum Erhitzen des Kerns sowie durch eine die Wärme leitende Flüssigkeit oder einen frei fließenden festen Stoff, welche in dem Raum zwischen dem Kern und der Innenseite der Walze in einer Menge vorhanden sind, die zumindest ausreicht, den Raum auszufüllen, der den größeren Teil der Umf angsfläche des Kerns umgibt.

Die Wärme hat durch die Flüssigkeit oder den festen Stoff nur eine kurze Strecke vom Kern zur Walze zurückzulegen und dies gewährleistet zusammen mit der hohen Wärmekapazität des Kerns, daß jede Temperaturänderung der Walzenoberfläche rasch korrigiert wird. Die Einrichtung zum Erhitzen des Kerns kann ein elektrisches Heizelement sein. Vorzugsweise wird die Wärme jedoch dadurch zugeführt, daß ein durch den Kern hindurchgehendes erhitztes Medium in Umlauf gesetzt wird. Im letzteren \ Fall kann bei einer Anlage, die eine große Zahl von erhitzten j Walzen verwendet, die Wärme allen Walzen aus einer einzigen Quelle des erhitzten Mediums zugeführt werden. Das Medium kann gasförmig sein, z.B. Dampf, oder eine Flüssigkeit, z.B. gegen hohe Temperaturen widerstandsfähige öle, geschmolzenes Metall oder Inerte organische Verbindungen.

Für die übertragung der Wärme vom Kern auf die Walze können die vorstehend erwähnten Flüssigkeiten verwendet werden., aber auch Metallteilchen, insbesondere kleine Kugeln, oder Kombinationen von Flüssigkeiten und solchen Metallteilchen.

In den Zeichnungen ist eine beispielsweise Ausführungsfora der Erfindung dargestellt.

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Fig. 1 zeigt Bohematisch eine schaubildliche Ansicht einer Anlage mit in Reihe angeordneten erhitzten Walzen, die bei einem Streckzwirnvorgang verwendet werden.

Fig. 2 zeigt im Längsschnitt eine einzelne erhitzte Walze gemäß Fig. 1.

Fig. 3 ist ein Querschnitt nach der Linie 3-3 der Fig. 2.

Gemäß Fig. 1 führt ein Haupteinlafl IO für die von der Quelle herkommende Strömung des Heizmediums dasselbe unter einem geringen Druck durch die einzelnen Einlasse 12 dem Kern innerhalb jeder drehbaren Walze 11 zu. Das Heizmedium wird aus dem Kern durch die einzelnen Auslässe 13 abgezogen durch den Unterschied zwischen dem Druck des Mediums am Haupteinlaß 10 und an den einzelnen Einlassen 12 und dem Druck des Mediums am Hauptauslaß 14. Durch den Hauptauslaß wird das Heizmedium zur Heizvorrichtung zurückgeführt, überschüssiges Heizmedium, das nicht durch die Kerne in den Walzen 11 hindurchgeht, wird durch den RUcklauftell des Haupteinlasses 10 zur Heizvorrichtung zurückgeführt. Gewünschtenfalls können Heizelemente 15 an entsprechenden Stellen des Ha^ reinlasses und des Hauptauslasses angeordnet werden.

Wie Fig. 2 zeigt, ist die hohle drehbare Walze 16 mit einer drehbaren Welle 17 verbunden, um die gewünschte Drehbewegung zu erhalten. Am hinteren Teil der Walze 16 ist eine Verschlußplatte 18 befestigt. Diese ist mit einem ringförmigen Trog 19 versehen, der sich gegen den hohlen Teil der Walze 16 nach innen erstreckt. Die Verschlußplatte 18 ist derart geformt, daß ein auf dem ortsfesten Kern 21 angeordneter Tropfring 20 den Austritt des wärmeleitenden Materials 22 von der Innenseite des hohlen Teils der Walze 16 verhindert. Der ortsfeste Kern 21 ragt in den hohlen Teil der Walze 16 hinein und ist so-geformt, daß er im wesentlichen der Innenseite der Walze entspricht und gleichzeitig die drehbare Welle 17 umschließt.

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Innerhalb des Kerns 21 befindet sich ein Durchlaß 23 für die Strömung des Heizmediums, das zum Erhitzen des Kerns dient. Das Heizmedium zum Erhitzen des Kerns wird vom (nicht dargestellten) Haupteinlaß durch den Einlaß 24 zugeführt und zum (nicht dargestellten) Hauptauslaß durch den Auslaß 26 (Fig. 3) abgeführt. Mit der Strömung des Heizmediums durch den Durchlaß 23 des Kerns 21 wird von demselben Wärme dem wärmeleitenden Material 22 zugeführt, das mit der Außenseite des Kerns 21 und mit der Innenseite der Walze 16 in inniger Berührung steht. Das wärmeleitende Material 22 wird bei der Drehung der Walze 16 durch die Fliehkraft gleichmäßig verteilt. Durch dieses System wird eine äußerst hohe Wirksamkeit der Wärmeübertragung ermöglicht, da keine Lufträume vorhanden sind, welche die Wärmeübertragung behindern könnten. Rund um die Verschlußplatte 18 der drehbaren Walze 16 ist ein Schutzblech 25 angeordnet, um zu verhindern, daß wärmeleitendes Material 22 aus der Walze 16 austritt und Produkte, wie z.B. Textilfaden verunreinigt, die auf der Außenseite der Walze 16 erhitzt werden.

Fig. 3 zeigt den Einlaß 24 für die Strömung des Heizmediums zum Durchlaß 23 sowie den Auslaß 26. Diese Figur zeigt auch einen Behälter 27 für überschüssiges wärmeleitendes Material 22, der das ganze Material aufnehmen kann, wenn sich die Walze 16 nicht dreht.

Zur Herstellung der drehbaren Walze und des ortsfesten Kerns können die gewöhnlich zur Walzenherstellung dienenden Metalle verwendet werden, wie z.B. weicher Stahl, nicht rostender Stahl, Aluminium oder Messing.

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Claims (2)

1. Vorrichtung zum Erhitzen bewegter kontinuierlicher Materialien, gekennzeichnet durch eine hohle, drehbare Metallwalze zum Erhitzen des kontinuierlichen Materials, wenn sich dasselbe in Berührung mit der Walze bewegt, durch einen ortsfesten Metallkern von hoher Wärmekapazität innerhalb der Walze, wobei der größere Teil der Umfangsfläche des Kerns in geringem Abstand von der Innenseite der Walze liegt, durch eine Einrichtung zum Erhitzen des Kerns sowie durch eine die Wärme leitende Flüssigkeit oder einen frei fließenden festen Stoff, welche in dem Raum zwischen dem Kern und der Innenseite der Walze in einer Menge vorhanden sind, die zumindest ausreicht, den Raum auszufüllen, der den größeren Teil der Umfangsfläche des Kern umgibt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Einrichtung, die ein durch den Kern hindurchgehendes Heizmedium in Umlauf setzt.

J>, Anlage mit einer Vielzahl von Vorrichtungen zum Erhitzen bewegter kontinuierlicher Materialien nach den Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet durch eine gemeinsame Einrichtung zum Erhitzen des in Umlauf gesetzten und durch die Kerne hindurchgehenden Mediums.

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