DE10205151A1

DE10205151A1 - Düsenbalken an einer Vorrichtung zur Erzeugung von Flüssigkeitsstrahlen

Info

Publication number: DE10205151A1
Application number: DE10205151A
Authority: DE
Original assignee: Fleissner GmbH
Current assignee: Truetzschler Nonwovens GmbH
Priority date: 2002-02-07
Filing date: 2002-02-07
Publication date: 2003-08-21
Also published as: ATE290620T1; EP1472397B1; DE50300348D1; EP1472397A1; WO2003066948A1

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.

Eine Vorrichtung dieser Art ist 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 Druckverteilkammer 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 gleichmäßig 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

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

a) 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. Düsenbalken nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchflussbohrungen (9) in der Zwischenwandung in der Flüssigkeitsabflussrichtung im Durchmesser zuerst eng (9') und dann größer (9) ausgebildet sind.