EP1472397B1 - Düsenbalken an einer vorrichtung zur erzeugung von flüssigkeitsstrahlen - Google Patents

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EP1472397B1
EP1472397B1 EP03737333A EP03737333A EP1472397B1 EP 1472397 B1 EP1472397 B1 EP 1472397B1 EP 03737333 A EP03737333 A EP 03737333A EP 03737333 A EP03737333 A EP 03737333A EP 1472397 B1 EP1472397 B1 EP 1472397B1
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EP
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bore holes
pressure distribution
distribution chamber
nozzle
nozzle bar
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Gerold Fleissner
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Truetzschler Nonwovens GmbH
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Fleissner GmbH
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    • DTEXTILES; PAPER
    • D04BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04HMAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H18/00Needling machines
    • D04H18/04Needling machines with water jets
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05BSPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B1/00Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
    • B05B1/14Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means with multiple outlet openings; with strainers in or outside the outlet opening
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05BSPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B15/00Details of spraying plant or spraying apparatus not otherwise provided for; Accessories
    • B05B15/60Arrangements for mounting, supporting or holding spraying apparatus
    • B05B15/65Mounting arrangements for fluid connection of the spraying apparatus or its outlets to flow conduits
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B05B15/60Arrangements for mounting, supporting or holding spraying apparatus
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    • B05B15/658Mounting arrangements for fluid connection of the spraying apparatus or its outlets to flow conduits the spraying apparatus or its outlet axis being perpendicular to the flow conduit
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B05B1/00Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
    • B05B1/02Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to produce a jet, spray, or other discharge of particular shape or nature, e.g. in single drops, or having an outlet of particular shape
    • B05B1/04Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to produce a jet, spray, or other discharge of particular shape or nature, e.g. in single drops, or having an outlet of particular shape in flat form, e.g. fan-like, sheet-like

Definitions

  • Such a nozzle bar is from US 5,933,931.
  • a device of this kind is also known from EP-A-725 175. It is characterized u. A. by a basically simple and compact construction, with a good fluid distribution over the length of the nozzle bar and thus a uniform Solidification image on the web is achievable. This good distribution of the liquid over the length of the nozzle bar is effected without noticeable pressure losses, because an ideal flow pattern is made possible.
  • the solution after the invention in that the previously known impact body preferably in the direction of the flow holes are arranged eccentrically in the pressure distribution chamber. It has shown that the flow around the impact body is thereby uniform, There is less turbulence in the pressure distribution chamber, the liquid flow from the narrower outflow area of the liquid at the liquid flow holes towards and around the baffle body, which by the eccentric arrangement to the Wall of Druckverteithunt towards a larger space for the subsequent Homogenization of the possible turbulences left open, allows a clean appearance of the forming in the nozzle strip water jets.
  • the housing of the nozzle beam consists of an upper part 1, with the lower part of the second often screwed over the length of the screws 3 from below.
  • the top 1 has along two bores 4 and 5, of which the upper pressure chamber. 4 and the lower is the pressure distribution chamber 5. Both chambers are at one end open and again screwed liquid tight by the lid 6 and 7. At the other end face, the pressure chamber 4 an opening 4 ', through which the under Pressurized liquid is introduced.
  • the two chambers 4 and 5 are through an intermediate wall 8 separated from each other. About the length of the nozzle bar connect a large number of flow holes 9 in the intermediate wall 8 the two chambers, so that the inflowing into the pressure chamber 4 liquid gle ichstructure distributed over the length in the pressure distribution chamber 5 flows out.
  • the pressure distribution chamber is open at the bottom, by the opposite to the diameter of the Bore the pressure distribution chamber 5 narrow slot 10, which is also on the Length of the beam extends.
  • the upper part 1 with the lower part 2 is screwed tight and liquid-tight.
  • the tightness is effected by the O-ring 11, which in an annular groove 11 ' of the upper part 1 rests.
  • a spring projection 23 which fits in a corresponding groove 24 of the lower part 2 is and with its outer edges 25, the nozzle plate by contact with the Nozzle strip 14 stops.
  • a Ring groove 12 ' is introduced, in which the O-ring 12 for sealing the nozzle plate fourteenth rests.
  • a slot 13 is introduced in the lower part 2, in its upper Range is only very narrow and only slightly more than the width of the effective nozzle openings the nozzle plate 14 leaves open.
  • Escaping with the covers 6, 7 and the rear Gesimousestirnwandung 15 is the Lower part 2 each screwed liquid-tight by another cover 16 and 17.
  • the lids 16, 17 is at the level of the nozzle plate 14 held in the lower part a groove 18, 19 are introduced, in which the nozzle plate 14 extends into and thus light can be taken after replacement of the cover 16 or 17 for replacement.
  • the pressure distribution chamber 5 is in the embodiment through a hole in the nozzle bar housing produced. The chamber 5 is thus closed down. To the exit of the liquid from the pressure distribution chamber 5 to the nozzle plate 14 is introduced the slot 10, which is smaller than the cross section of the pressure distribution chamber 5 is. The entering through the flow holes 9 liquid should be in the Distribute distribution chamber 5 more evenly.
  • the volume of the pressure distribution chamber serves this purpose 5 and a baffle 20, over the length of the pressure distribution chamber 5 between the holes 9 and the slot 10 is held.
  • the baffle 20 is with Held distance from the intermediate wall 8 and on all sides by the liquid flow around. To make this possible, the baffle body in the intermediate wall 8 several times over the Length of the nozzle bar by means of screws 21 held at a distance. In this way first meets the fluid from the flow holes 9 on the baffle body 20, is distributed in the distribution chamber 5 and then flows at the same pressure over its length of the beam. through the fine holes of the nozzle plate 14th
  • the circular impact body 20 is not centric, but in Direction to the flow holes 9 offset.
  • This eccentric arrangement causes the still free pressure distribution space 5 a quieter, lossless, streamlined liquid flow towards the nozzle strip 14 is formed.
  • the result is cleaner shaped water jets, which then also higher energy on the Can transfer web.

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Düsenbalken an einer Vorrichtung zur Erzeugung von Flüssigkeitsstrahlen zur Strahlverflechtung der Fasern einer entlang des Balkens geführten Faserbahn, der aus einem sich über die Arbeitsbreite der Faserbahn erstreckenden Oberteil und einem flüssigkeitsdicht daran befestigten Unterteil besteht, wobei
  • a. in dem Oberteil über seine Länge eine Druckkammer angeordnet ist, der die unter Druck stehende Flüssigkeit z. B. stirnseitig zugeführt ist, und
  • b. parallel dazu mit Zwischenwandung eine Druckverteilkammer vorgesehen ist, die mit der Druckkammer über in der Zwischenwandung angeordnete Flüssigkeitsdurchflussbohrungen verbunden ist, und
  • c. an dem Unterteil ein Düsenblech mit den Bohrungen für die Düsen flüssigkeitsdicht gelagert ist und
  • d. die Druckverteilkammer an dem den Flüssigkeitsdurchflussbohrungen gegenüberliegenden Bereich in einen Schlitz ausläuft, der auf die Bohrungen des Düsenblechs ausmündet, und
  • e. in der Druckverteilkammer zwischen den Flüssigkeitsdurchflussbohrungen und dem Schlitz ein Prallkörper über die Länge des Schlitzes angeordnet ist, der
  • f. über seine Länge und über seinen Querschnitt frei umströmbar in der Druckverteilkammer angeordnet ist.
  • Ein solcher Düsenbalken, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, ist aus US 5 933 931 bekannt.
    Eine Vorrichtung dieser Art ist ebenso durch die EP-A-725 175 bekannt. Sie zeichnet sich u. A. durch eine im Prinzip einfache und kompakte Konstruktion aus, mit der eine gute Flüssigkeitsverteilung über die Länge des Düsenbalkens und damit ein gleichmäßiges Verfestigungsbild auf der Warenbahn erzielbar ist. Diese gute Verteilung der Flüssigkeit über die Länge des Düsenbalkens ist bewirkt ohne bemerkenswerte Druckverluste, da ein idealer Strömungsverlauf möglich gemacht ist.
    Es besteht dennoch die Aufgabe, auch eine vorteilhafte Vorrichtung zu optimieren. Eine Verbesserung ist immer in der Ausbildung der einzelnen Wasserstrahlen wünschenswert. Dies ist möglich durch die exakte Ausbildung der einzelnen Löcher des Düsenstreifens, was z. B. durch ein anderes Material des Düsenstreifens gemäß der WO 01/15812, nämlich durch einen Düsenstreifen oder einzelne Düsen aus Hartmetall od. dgl. angestrebt wird. Wegen der schwierigen Bearbeitung oder Herstellung eines solchen Düsenstreifens konnte noch keine Verbesserung mit dieser Maßnahme erzielt werden. Es besteht also die Aufgabe, die Ausbildung der Düsenstrahlen am Düsenbalken zu verbessern.
    Ausgehend von dem Düsenbalken nach der EP-A-725 175 besteht die Lösung nach der Erfindung darin, dass der vorbekannte Prallkörper vorzugsweise in Richtung zu den Durchflussbohrungen exzentrisch in der Druckverteilkammer angeordnet ist. Es hat sich gezeigt, dass die Umströmung des Prallkörpers dadurch gleichmäßiger wird, es entstehen weniger Verwirbelungen in der Druckverteilkammer, die Flüssigkeitsströmung vom engeren Ausströmbereich der Flüssigkeit an den Flüssigkeitsdurchflussbohrungen hin und um den Prallkörper, der durch die exzentrische Anordnung zu der Wandung der Druckverteitkammer hin einen größeren Freiraum für die sich anschließende Vergleichmäßigung der evtl. entstandenen Verwirbelungen offen lässt, ermöglicht ein sauberes Erscheinungsbild der sich in dem Düsenstreifen ausbildenden Wasserstrahlen.
    Es ist vorteilhaft, wenn ggf. zusätzlich für eine Flüssigkeitsvergleichmäßigung bereits vor der Druckverteilkammer gesorgt wird. Dies ist z. B. möglich, indem die Flüssigkeitsströmung sich nicht nur im Druckverteilraum, sondern auch ausgehend von der Druckkammer von einem engeren Durchströmbereich in einen sich erweiternden Abströmbereich vergleichmäßigt, indem die Durchflussbohrungen in der Zwischenwandung in der Flüssigkeitsabflussrichtung im Durchmesser zuerst eng und dann größer ausgebildet sind.
    Eine Vorrichtung der erfindungsgemäßen Art ist in der Zeichnung beispielhaft dargestellt. Es zeigen:
    Fig. 1
    einen Schnitt längs durch einen Düsenbalken wie er Stand der Technik ist,
    Fig. 2
    die Ansicht der Stirnseite des Düsenbalkens nach Fig. 1,
    Fig. 3
    einen Schnitt entlang der Linie C - C nach Fig. 1 mit der Ansicht des Unterteils des Düsenbalkens,
    Fig. 4
    einen Schnitt quer durch den Düsenbalken nach Fig. 1 entlang der Linie A - A.
    Das Gehäuse des Düsenbalkens besteht aus einem Oberteil 1, das mit dem Unterteil 2 vielfach über die Länge durch die Schrauben 3 von unten verschraubt ist. Das Oberteil 1 weist längs zwei Bohrungen 4 und 5 auf, von denen die obere die Druckkammer 4 und die untere die Druckverteilkammer 5 ist. Beide Kammern sind an der einen Stirnseite offen und wieder durch die Deckel 6 und 7 flüssigkeitsdicht verschraubt. An der anderen Stirnseite weist die Druckkammer 4 eine Öffnung 4' auf, durch die die unter Druck gesetzte Flüssigkeit eingeführt wird. Die beiden Kammern 4 und 5 sind durch eine Zwischenwandung 8 voneinander getrennt. Über die Länge des Düsenbalkens verbinden ein große Anzahl von Durchflussbohrungen 9 in der Zwischenwandung 8 die beiden Kammern, so dass die in die Druckkammer 4 einströmende Flüssigkeit gle ichmäßig verteilt über die Länge in die Druckverteilkammer 5 ausströmt. Die Druckverteilkammer ist nach unten offen, und zwar durch den gegenüber dem Durchmesser der Bohrung der Druckverteilkammer 5 schmalen Schlitz 10, der sich ebenfalls über die Länge des Balkens erstreckt.
    Gemäß Fig. 4 ist das Oberteil 1 mit dem Unterteil 2 fest und flüssigkeitsdicht verschraubt. Die Dichtigkeit wird durch den O-Ring 11 bewirkt, der in einer Ringnut 11' des Oberteils 1 einliegt. In der Mitte zwischen dem O-Ring 11 umschließt den Schlitz 10 einen Federvorsprung 23, der in einer entsprechenden Nut 24 des Unterteils 2 eingepasst ist und mit seinen Aussenkanten 25 das Düsenblech durch Kontakt mit dem Düsenstreifen 14 hält. In dem Boden der Nut 24 des Unterteils 2 ist wiederum eine Ringnut 12' eingebracht, in der der O-Ring 12 zur Abdichtung des Düsenblechs 14 einliegt. In einer Linie unterhalb der Flüssigkeitsdurchflussbohrungen 9 und des Schlitzes 10 ist im Unterteil 2 ebenfalls ein Schlitz 13 eingebracht, der in seinem oberen Bereich nur sehr schmal ist und nur wenig mehr als die Breite der wirksamen Düsenöffnungen des Düsenbleches 14 offen lässt.
    Fluchtend mit den Deckeln 6, 7 bzw. der rückwärtigen Gehäusestirnwandung 15 ist das Unterteil 2 je durch einen weiteren Deckel 16 und 17 flüssigkeitsdicht verschraubt. In den Deckeln 16, 17 ist in Höhe des im Unterteil gehaltenen Düsenbleches 14 eine Nut 18, 19 eingebracht, in die sich das Düsenblech 14 hinein erstreckt und damit leicht nach Demontage des Deckels 16 oder 17 zum Austausch gefasst werden kann.
    Die Druckverteilkammer 5 ist beim Ausführungsbeispiel durch eine Bohrung in das Düsenbalkengehäuse hergestellt. Die Kammer 5 ist also auch nach unten verschlossen. Zum Austritt der Flüssigkeit aus der Druckverteilkammer 5 hin zum Düsenblech 14 ist der Schlitz 10 eingebracht, der damit kleiner als der Querschnitt der Druckverteilkammer 5 ist. Die durch die Durchflussbohrungen 9 eintretende Flüssigkeit soll sich in der Verteilkammer 5 gleichmäßiger verteilen. Dazu dient das Volumen der Druckverteilkammer 5 und ein Prallkörper 20, der über die Länge der Druckverteilkammer 5 zwischen den Bohrungen 9 und dem Schlitz 10 gehalten ist. Der Prallkörper 20 ist mit Abstand zur Zwischenwand 8 gehalten und allseitig von der Flüssigkeit umströmbar. Um dies zu ermöglichen, ist der Prallkörper in der Zwischenwand 8 mehrfach über die Länge des Düsenbalkens mittels Schrauben 21 auf Abstand gehalten. Auf diese Weise trifft die Flüssigkeit aus den Durchflussbohrungen 9 zunächst auf den Prallkörper 20, verteilt sich in der Verteilkammer 5 und strömt dann mit gleichem Druck über die Länge des Balkens. durch die feinen Bohrungen des Düsenbleches 14.
    Wie die Fig. 4 offenbart, ist der kreisrunde Prallkörper 20 nicht zentrisch, sondern in Richtung zu den Durchflussbohrungen 9 versetzt angeordnet. Diese exzentrische Anordnung bewirkt, dass im noch freien Druckverteilraum 5 eine ruhigere, verlustfreie, strömungsgünstigere Flüssigkeitsströmung hin zu dem Düsenstreifen 14 entsteht. Die Folge sind sauberer geformte Wasserstrahlen, die dann auch höhere Energie auf die Warenbahn übertragen können.
    Den gleichen Grund hat auch die Ausgestaltung der Durchflussbohrung 9, die nicht mit einem gleichbleibenden Durchmesser bis hinein in die Druckkammer 4 hergestellt ist, sondern im Bereich der Innenwandung der Druckkammer 4 ist der Durchmesser verengt mit der Zuflussöffnung 9'. Von dort strömt die höher beschleunigte Flüssigkeit in einen größeren Raum 9, was eine Beruhigung der entstandenen Wirbeln bewirkt. Auch in der Druckverteilkammer 5 strömt die auf den Prallkörper 20 auftreffende Flüssigkeit von dort in einen größeren Raum unterhalb des Prallkörpers 20, die Wasserströmung laminiert und wirkt mit höherer Energie auf den Düsenstreifen 14.

    Claims (8)

    1. Düsenbalken an einer Vorrichtung zur Erzeugung von Flüssigkeitsstrahlen zur Strahlverflechtung der Fasern einer entlang des Balkens geführten Faserbahn, der aus einem sich über die Arbeitsbreite der Faserbahn erstreckenden Oberteil und einem flüssigkeitsdicht daran befestigten Unterteil besteht, wobei
      a) in dem Oberteil über seine Länge eine Druckkammer angeordnet ist, der die unter Druck stehende Flüssigkeit z. B. stirnseitig zugeführt ist, und
      b) parallel dazu mit Zwischenwandung eine Druckverteilkammer vorgesehen ist, die mit der Druckkammer über in der Zwischenwandung angeordnete Flüssigkeitsdurchflussbohrungen verbunden ist, und
      c) an dem Unterteil ein Düsenblech mit den Bohrungen für die Düsen flüssigkeitsdicht gelagert ist, und
      d) die Druckverteilkammer an dem den Flüssigkeitsdurchflussbohrungen gegenüberliegenden Bereich in einen Schlitz ausläuft, der auf die Bohrungen des Düsenblechs ausmündet, und
      e) in der Druckverteilkammer zwischen den Flüssigkeitsdurchflussbohrungen und dem Schlitz ein Prallkörper über die Länge des Schlitzes angeordnet ist, der
      f) über seine Länge und über seinen Querschnitt frei umströmbar in der Druckverteilkammer angeordnet ist,
      dadurch gekennzeichnet, dass
      g) der Prallkörper (20) exzentrisch in der Druckverteilkammer (5) angeordnet ist.
    2. Düsenbalken nach Anspruch 1 mit einem Prallkörper, der im Querschnitt rund ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Prallkörper (20) in Richtung zu den Durchflussbohrungen (9) exzentrisch in der Druckverteilkammer (5) angeordnet ist.
    3. Düsenbalken nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Prallkörper (20) in der Achse der Durchflussbohrungen (9) und wenige von der Größe der Druckverteilkammer (5) abhängige mm, ggf. 1 - 10 vorzugsweise auch nur 2 mm, in Richtung der Durchflussbohrungen (9) versetzt angeordnet ist.
    4. Düsenbalken nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Prallkörper (20) wie bekannt kreisrund ausgebildet ist.
    5. Düsenbalken nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Prallkörper im Querschnitt oval und in der Achse der Durchflussbohrungen ausgebildet ist.
    6. Düsenbalken nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Prallkörper im Querschnitt konisch sich verbreiternd in der Achse der Durchflussbohrungen ausgebildet ist.
    7. Düsenbalken vorzugsweise nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeitsströmung sich nicht nur im Druckverteilraum (5), sondern auch ausgehend von der Druckkammer (4) von einem engeren Durchströmbereich (9') in einen sich erweiternden Abströmbereich (9) vergleichmäßigt.
    8. Düsenbälken nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchfl ussbohrungen (9) in der Zwischenwandung in der Flüssigkeitsabflussrichtung im Durchmesser zuerst eng (9') und dann größer (9) ausgebildet sind.
    EP03737333A 2002-02-07 2003-01-30 Düsenbalken an einer vorrichtung zur erzeugung von flüssigkeitsstrahlen Expired - Lifetime EP1472397B1 (de)

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    Publications (2)

    Publication Number Publication Date
    EP1472397A1 EP1472397A1 (de) 2004-11-03
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