DE102005008647A1

DE102005008647A1 - Düsenbalken mit integrierten Mitteln zur Reinigung sowie Verfahren zur Reinigung eines Düsenbalkens

Info

Publication number: DE102005008647A1
Application number: DE102005008647A
Authority: DE
Inventors: Jürgen Dr. Heller
Original assignee: Fleissner GmbH
Current assignee: Truetzschler Nonwovens GmbH
Priority date: 2005-02-25
Filing date: 2005-02-25
Publication date: 2006-08-31
Also published as: WO2006089601A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Düsenbalken mit integrierten Mitteln zur Reinigung, vorzugsweise einer Einrichtung zur Entsendung von Ultraschallwellen oder von Wärmewellen, um die zum Beispiel beim Betrieb einer Wasservernadelungsmaschine mit einem solchen Düsenbalken häufig auftretenden Verstopfungen einzelner Düsenaustrittsöffnungen in dem Düsenstreifen beseitigen zu können. Besonderer Vorteil hierbei ist, dass die Reinigung des Düsenstreifens ohne seinen Ausbau durchgeführt werden kann, vorzugsweise dann, wenn die Wasservernadelungsmaschine aus anderen Gründen für kurze Zeit zum Stillstand kommt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Düsenbalken an einer Vorrichtung zur Erzeugung von Flüssigkeitsstrahlen zur Behandlung von Fasern einer entlang des Düsenbalkens geführten Bahn. Der Balken besteht aus einem sich über die Arbeitsbreite der Faserbahn erstreckenden Oberteil und einem flüssigkeitsdicht daran befestigten Unterteil, wobei in dem Oberteil über die Länge des Balkens eine Druckkammer angeordnet ist, der die unter Druck stehende Flüssigkeit beispielsweise stirnseitig zugeführt wird. Parallel dazu ist nach einer Zwischenwandung eine Druckverteilkammer vorgesehen, die mit der Druckkammer über in der Zwischenwandung angeordnete Flüssigkeitsdurchflussbohrungen verbunden ist, wobei an dem Unterteil ein Düsenstreifen mit den Bohrungen für die Düsenflüssigkeit gelagert ist. Des Weiteren bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Ansteuerung einer Einrichtung an dem Düsenbalken.

Der Düsenstreifen sorgt für die Herstellung der Wasserstrahlen, die mit einem Druck von bis zu 1.000 bar erzeugt werden. Beim Betrieb einer Maschine zur Behandlung von Fasern, beispielsweise einer Wasservernadelungsmaschine, mit einem Düsenbalken wie oben beschrieben, kommt es häufig zu Verstopfungen einzelner Düsenlöcher, zumindest zu unerwünschten Ablagerungen an den Düsenlöchern im Düsenstreifen. Zur Herstellung einer streifenfreien Wasservernadelung ist jedoch ein voll funktionsfähiger Düsenstreifen notwendig. Das gilt besonders im Hinblick auf Produkte, die nach der Wasservernadelung zur Veredelung weiterverarbeitet werden sollen, wie zum Beispiel beim anschließenden Beschichten von Kunstleder oder beim Färben von textilem Gewebe.

Um das Verstopfen der Düsenlöcher zu verhindern, ist zunächst dafür Sorge zu tragen, dass nur vollständig gereinigtes Wasser den Düsenlöchern zufließt. Dennoch ist auf Dauer eine Verschmutzung des Düsenstreifens nicht zu vermeiden, deren negative Auswirkungen wie Streifenbildung oder ungleichmäßige Verfestigung der Faserbahn erst später bei der Beurteilung der fertig produzierten Waren feststellbar sind. Möglicherweise lässt sich eine Verstopfung der Düsenlöcher auch daran erkennen, dass die Wasserstrahlen ungleichmäßig aus den Düsenstrahlen austreten oder dass die Leistung der Pumpe für die Erzeugung des in der Druckkammer erforderlichen Drucks Schwankungen unterliegt.

Aus der EP 0 725 175 B1 ist ein Düsenbalken bekannt, der eine vergleichsweise einfache Demontage erlaubt, um eine Reinigung vorzunehmen. Hier wird der Düsenstreifen anschließend üblicherweise in einer gesonderten Hochdruck-Reinigungseinrichtung gesäubert. Als Nachteil tritt auf, dass der Düsenstreifen nur offline gereinigt werden kann, das bedeutet, dass zum Beispiel der Betrieb einer Wasservernadelungsmaschine hierfür zeitweise eingestellt werden muss.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Düsenbalken sowie ein entsprechendes Verfahren bereitzustellen, bei dem eine Reinigung des Düsenstreifens in der Maschine vorgenommen werden kann. Dies könnte dann beispielsweise in regelmäßigen Zeitintervallen oder auf Knopfdruck zu Zeitpunkten erfolgen, in denen die Maschine bereits aus anderen Gründen zeitweilig zum Stillstand kommt.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Düsenbalken gemäß Anspruch 1 sowie ein entsprechendes Verfahren gelöst.

Der erfindungsgemäße Düsenbalken befindet sich an einer Vorrichtung zur Erzeugung von feinsten Flüssigkeitsstrahlen zur hydrodynamischen Strahlbeaufschlagung von Fasern einer entlang des Düsenbalkens geführten Bahn und besteht aus einem sich über die Arbeitsbreite der Bahn erstreckenden Oberteil und einem Unterteil, wobei in dem Oberteil über die Länge des Düsenbalkens eine Druckkammer angeordnet ist, der die unter Druck stehende Flüssigkeit zugeführt wird, und parallel dazu in dem Unterteil eine Druckverteilkammer vorgesehen ist, die in einem Flüssigkeitsaustrittsschlitz ausläuft. Oberhalb des Flüssigkeitsaustrittsschlitzes ist ein Düsenstreifen flüssigkeitsdicht gelagert, aus dem eine Vielzahl von Fluidstrahlen nebeneinander aus ebenso vielen Düsen austrittsöffnungen tritt und so einen dichten Flüssigkeitsvorhang erzeugt. Als Besonderheit ist an dem Düsenbalken eine dem Düsenstreifen zugeordnete Einrichtung für die Beaufschlagung des Düsenstreifens mit Impulsen oder Wellen vorgesehen, wobei die Impulse oder Wellen sich in einer von der Fließrichtung der Fluidstrahlen abweichenden Richtung ausbreiten. Mittels dieser Einrichtung werden verschmutzte Düsenaustrittsöffnungen im Düsenstreifen von Verkrustungen gereinigt.

Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Einrichtung in Fließrichtung der Fluidstrahlen betrachtet vor oder hinter dem Düsenstreifen oder auch seitlich des Düsenstreifens angeordnet.

Die Einrichtung zur Entsendung von Wellen kann Ultraschallwellen oder Hitzewellen entsenden. In beiden Fällen führen die entsendeten Wellen zum Zerplatzen der Verkrustungen.

Im ersten Fall wird die von einem Ultraschallgenerator erzeugte Energie, beispielsweise in einem Frequenzbereich von 20 bis 40 kH, durch einen Schwinger in mechanische Energie umgewandelt. Auf diese Weise werden Longitudinalschwingungen erzeugt, welche die in der Druckverteilkammer befindliche Flüssigkeit periodisch verdichten und entspannen. Dieser Vorgang erzeugt in der Flüssigkeit sog. Kavitationsblasen. Dies sind winzige Unterdruckblasen, die vorzugsweise am Reinigungsgut, in diesem Fall dem Düsenstreifen, implodieren und somit die Reinigung bewirken.

Im zweiten Fall führt das Prinzip einer Reinigung durch periodische Zuführung von bestimmten Wärmemengen an den Öffnungen im Düsenstreifen zum Abplatzen der Verschmutzungen, da die Wärmedehnungskoeffizienten der Verkrustungen einerseits und des darunter liegenden Düsenstreifens andererseits im Regelfall unterschiedlich sind und hierdurch Spannungen auftreten, die letzt endlich zum Abplatzen der Verkrustungen vom Düsenstreifen führen, der in der Regel aus Metall gefertigt ist.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Einrichtung zur Entsendung von entlang der Oberfläche des Düsenstreifens sich ausbreitenden Impulsen oder Wellen ausgebildet.

Die Elemente der Einrichtung zur Entsendung von Ultraschallwellen oder zur impulsartigen Entsendung gewisser Wärmemengen können in beliebigen Abständen verteilt entweder am Oberteil oder am Unterteil des Düsenbalkens angeordnet sein, in jedem Fall so, dass die ausgesendeten Ultraschallwellen sowie die ausgesendeten Wärmewellen ungehindert auf die Austrittsöffnungen im Düsenstreifen treffen können.

Die Elemente der Einrichtung überdecken vorzugsweise nur einen Teil der Länge des Düsenstreifens und sind über einen größeren Teil der Länge des Düsenstreifens hin und her beweglich.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung weist der Düsenbalken in Fließrichtung der unter Druck stehenden Flüssigkeit betrachtet hinter dem Düsenstreifen eine Einrichtung zur Entfernung von Schmutzpartikeln auf.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Ansteuerung einer Einrichtung zur Entsendung von Wärmewellen an einem Düsenbalken steuert die Einrichtung vorzugsweise so an, dass sie mit einer vorgegebenen Frequenz Wärmewellen zur Erhitzung und anschließenden schnellen Abkühlung des Düsenstreifens aussendet.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Ansteuerung einer Einrichtung zur Entsendung von Ultraschallwellen an einem Düsenbalken steuert die Einrichtung ganz entsprechend vorzugsweise so an, dass sie mit einer vorgegebenen Frequenz Ultraschallwellen aussendet.

Eine weitere Ausgestaltung führt die Entsendung von Ultraschallwellen in eine bestimmte Richtung herbei, die im Wesentlichen parallel zum Düsenstreifen verläuft, so dass Verschmutzungen an den Düsenaustrittsöffnungen besonders gezielt angegangen werden.

Dabei werden die Elemente der Einrichtung in einer vorteilhaften Ausführung so bewegt, dass sie zumindest zeitlich nach und nach die ganze Länge des Düsenstreifens lückenlos abdecken.

Ein erfindungsgemäßer Düsenbalken wird im Folgenden anhand der Zeichnungen beispielhaft erläutert.
Es zeigen:
1 einen Längsschnitt durch einen üblichen Düsenbalken,
2 die Ansicht der Stirnseite des Düsenbalkens nach 1,
3 einen Schnitt entlang der Linie C-C nach 1 mit der Ansicht des Unterteils des Düsenbalkens,
4 einen Querschnitt durch den Düsenbalken entlang der Linie A-A nach 1.
Der aus den 1 bis 3 ersichtliche Düsenbalken ist bekannt und kann auch durch einen im Prinzip ähnlichen ersetzt werden. Das Gehäuse des Düsenbalkens besteht aus einem Oberteil 1, das mit einem Unterteil 2 vielfach über seine Länge durch nicht dargestellte Schrauben von unten verschraubt ist. Es sind auch andere flüssigkeitsdicht schließende Verbindungen denkbar. 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 4 und 5 sind an der einen Stirnseite durch Deckel 6 und 7 füssigkeitsdicht verschraubt. An der anderen Gehäusestirnwand 15 weist die Druckkammer 4 eine Öffnung 3 auf, durch die die unter einen Druck von bis zu 1.000 bar gesetzte Flüssigkeit eingeführt wird. Die beiden Kammern 4 und 5 sind durch eine Zwischenwandung 8 voneinander getrennt. Über die Länge des Düsenbalkens verbindet eine große Anzahl von Durchflussbohrungen 9 in der Zwischenwandung 8 die beiden Kammern 4 und 5, so dass die in die Druckkammer 4 einströmende Flüssigkeit gleichmäßig verteilt über die Länge in die Druckverteilkammer 5 ausströmt. Die Druckverteilkammer 5 ist nach unten offen, und zwar durch einen gegenüber dem Durchmesser der Bohrung der Druckverteilkammer 5 schmalen Flüssigkeitsaustrittsschlitz 10, der sich ebenfalls über die Länge des Düsenbalkens und damit über die Länge eines unterhalb des Flüssigkeitsaustrittsschlitzes 10 angeordneten Düsenstreifens 14 erstreckt. Die Dichtigkeit der Schraubverbindung zwischen dem Oberteil 1 und dem Unterteil 2 wird durch einen O-Ring 11 bewirkt, der in einer Ringnut 12 des Oberteils 1 liegt. In einer Linie unterhalb der Flüssigkeitsdurchflussbohrungen 9 und des Flüssigkeitsaustrittsschlitzes 10 ist im Unterteil 2 ein weiterer Schlitz 13 vorgesehen, der in seinem oberen Bereich sehr schmal ist und nur wenig mehr als die Breite der wirksamen Düsenaustrittsöffnungen des Düsenstreifens 14 offen lässt. Fluchtend mit den Deckeln 6 und 7 bzw. der gegenüberliegenden Gehäusestirnwand 15 ist das Unterteil 2 jeweils durch weitere Deckel 16 und 17 flüssigkeitsdicht verschraubt.
Die feinen Düsenaustrittsöffnungen im Düsenstreifen 14 verstopfen leicht. Im unteren Bereich der Druckverteilkammer 5 und eingelassen in das Oberteil 1 sind in der 4 nun zwei Elemente 27 und 28 der Einrichtung angeordnet, die zur Entsendung der Ultraschallwellen dienen. Sie müssen nicht zu beiden Seiten des Flüssigkeitsaustrittsschlitzes 10 angeordnet sein. Die Elemente der Einrichtung 27 und 28 können des Weiteren sowohl an einer Innenwand des Oberteils 1 als des Unterteils 2 befestigt sein. Ausschlaggebend ist, dass die Ultraschallwellen ungehindert auf die Düsenaustrittsöffnungen in dem Düsenstreifen 14 treffen können. Die Elemente 27 und 28 der Einrichtung können stationär arbeiten, ebenso vorteilhaft ist es jedoch, sie entlang des schmalen Flüssigkeitsaustrittsschlitzes 10 hin und her beweglich anzuordnen, damit sie eine größere Strecke der Düsenaustrittsöffnungen im Düsenstreifen 14 reinigen können.

1: Oberteil
2: Unterteil
3: Öffnung
4: Druckkammer
5: Druckverteilkammer
6: Deckel
7: Deckel
8: Zwischenwandung
9: Durchflussbohrung
10: Flüssigkeitsaustrittsschlitz
11: O-Ring
12: Ringnut
13: Schlitz
14: Düsenstreifen
15: Gehäusestirnwand
16: Deckel
17: Deckel
27: Element der Einrichtung
28: Element der Einrichtung

Claims

Düsenbalken an einer Vorrichtung zur Erzeugung von feinsten Flüssigkeitsstrahlen zur hydrodynamischen Strahlbeaufschlagung von Fasern einer entlang des Düsenbalkens geführten Bahn, der aus einem sich über die Arbeitsbreite der Bahn erstreckenden Oberteil (1) und einem Unterteil (2) besteht, wobei a) in dem Oberteil (1) über die Länge des Düsenbalkens eine Druckkammer (4) angeordnet ist, der die unter Druck stehende Flüssigkeit zugeführt wird, b) parallel dazu in dem Unterteil (2) eine Druckverteilkammer (5) vorgesehen ist, die in einem Flüssigkeitsaustrittsschlitz (13) ausläuft und c) oberhalb des Flüssigkeitsaustrittsschlitzes (13) ein Düsenstreifen (14) flüssigkeitsdicht gelagert ist, der mit der Vielzahl seiner Düsenaustrittsöffnungen und damit der Vielzahl von nebeneinander austretenden Fluidstrahlen einen dichten Flüssigkeitsvorhang erzeugt, dadurch gekennzeichnet, dass d) an dem Düsenbalken eine dem Düsenstreifen (14) zugeordnete Einrichtung (27, 28) für die Beaufschlagung des Düsenstreifens (14) mit Impulsen oder Wellen vorgesehen ist, wobei die Impulse oder Wellen sich in einer von der Fließrichtung der Fluidstrahlen abweichenden Richtung ausbreiten.
Düsenbalken nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (27, 28) in Fließrichtung der Fluidstrahlen betrachtet vor oder hinter dem Düsenstreifen (14) oder auch seitlich des Düsenstreifens (14) angeordnet ist.
Düsenbalken nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (27, 28) zur Entsendung von Ultraschallwellen ausgebildet ist.
Düsenbalken nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (27, 28) zur Entsendung von Wärmewellen ausgebildet ist.
Düsenbalken nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (27, 28) zur Entsendung von entlang der Oberfläche des Düsenstreifens (14) sich ausbreitenden Impulsen oder Wellen ausgebildet ist.
Düsenbalken nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (27, 28) nur einen Teil der Länge des Düsenstreifens (14) überdeckt und über einen größeren Teil der Länge des Düsenstreifens (14) hin und her beweglich ist.
Düsenbalken nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Fließrichtung der unter Druck stehenden Flüssigkeit betrachtet hinter dem Düsenstreifen (14) eine Einrichtung zur Entfernung von Schmutzpartikeln vorgesehen ist.
Verfahren zur Ansteuerung einer Einrichtung (27, 28) an einem Düsenbalken nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (27, 28) so angesteuert wird, dass sie mit einer vorgegebenen Frequenz Ultraschallwellen aussendet.
Verfahren zur Ansteuerung einer Einrichtung (27, 28) an einem Düsenbalken nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (27, 28) so angesteuert wird, dass sie die Ultraschallwellen bevorzugt in einer Richtung parallel zum Düsenstreifen (14) aussendet.
Verfahren zur Ansteuerung einer Einrichtung (27, 28) an einem Düsenbalken nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (27, 28) so angesteuert wird, dass sie in regelmäßigen Impulsen eine vorgegebene Wärmemenge zur Erhitzung und anschließenden schnellen Abkühlung des Düsenstreifens (14) abgibt.
Verfahren zur Ansteuerung einer Einrichtung (27, 28) an einem Düsenbalken nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (27, 28) dabei so hin und her bewegt wird, dass sie zumindest zeitlich nach und nach die ganze Länge des Düsenstreifens (14) lückenlos abdeckt.