DE10022297A1 - Düsenkörper zur Erzeugung von feinsten Flüssigkeitsstrahlen z.B. an Wasservernadelungseinrichtungen - Google Patents

Abstract

Die Wasserstrahlen an einem Düsenbalken für die hydrodynamische Wasservernadelung werden in einem Düsenkörper gebildet, der sich über die Länge des Düsenbalkens erstreckt. Das Material des Düsenblechs besteht z. B. aus Edelstahl, in das die Löcher für die Düsenstrahlen üblicherweise gestanzt oder gebohrt werden. Nach der Erfindung sollen jetzt die Löcher geschliffen, poliert werden. Dazu bestehen die Düsenstreifen aus zwei Hälften, die an der Trennkante plan zu schleifen und von dort dann in gleicher Teilung mit den Düseneinbuchtungen zu versehen sind. Die beiden zueinander passenden Hälften der Düsenstreifen sind in dem Düsenbalken gepresst aneinander zu halten.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Düsenkörper zur Erzeugung von feinsten Flüssig­ keitsstrahlen zur Strahlverflechtung von endlosen oder endlichen Fasern in Waren­ bahnen aus Chemie- oder Naturfasern in Nonwovens, Tissue, Geweben oder Gewir­ ken, der vorzugsweise in einem quer zur vorlaufenden Warenbahn sich erstreckenden, in seiner Länge der Breite der Warenbahn entsprechenden Düsenbalken flüssigkeits­ dicht gelagert ist, wobei in dem Düsenbalken ein Flüssigkeitsdruck bis zu 1000 bar erzeugt ist, der den Düsenkörper gegen eine mit einem Durchflussschlitz versehene Wandung des Düsenbalkens presst, wobei in den Düsenkörper zur Erzeugung der Flüssigkeitsstrahlen eine Vielzahl von dicht nebeneinander angeordneten, im Durch­ messer kleinste Löcher eingebracht sind.

Ein Düsenkörper oder -blech dieser Art ist z. B. aus der EP-A-0 725 175 bekannt. Er erstreckt sich über eine große Länge und ist im allgemeinen aus einem dünnen Blech aus Edelstahl mit z. B. mechanisch hergestellten Löchern gebildet. Dieses Düsenblech bzw. die in dieses eingebrachten Löcher haben eine in der Praxis ausprobierte und immer wieder verbesserte Geometrie, die im Herstellungsverfahren sehr teuer ist. Die Wandung der einzelnen bis zu 0,1 mm im Durchmesser großen Düsenlöcher muss äußerst glatt sein, weswegen die Löcher gebohrt oder gestanzt werden. Die Länge der Löcher ist von besonderer Bedeutung für die Ausbildung des Wasserstrahls, weswe­ gen im allgemeinen hinter einem den Wasserstrahl bestimmenden Düsenquerschnitt ein diffuser, konischer Teil über die Dicke des Düsenkörpers sich anschließt, auch um den gebildeten Wasserstrahl auf dem Wege zum Ende des Loches nicht durch Rei­ bung an den Wandungen des Loches aufzureißen. Außerdem werden die Löcher auf­ grund des von der Praxis immer höher gewünschten Wasserdruckes und auch wegen der ständigen Abrasion schnell in den Randbereichen unsauber. Dies erzeugt auch unscharfe, unrunde Wasserstrahlen, die nur eine unbefriedigende Energie in die dy­ namische Behandlung der Warenbahn bringen.

Ein besonderes Problem ist die Herstellung der Löcher mit einer überaus glatten Loch­ rautiefe, die für einen scharfen Wasserstrahl nur weniger als 1 µ sein darf. Dies gilt für jeden Werkstoff, also auch Keramik oder Hartmetall. Es wurde versucht mit der La­ sertechnik eine ausreichend glatte Oberfläche der Düsenlöcher herzustellen. Die Ver­ suche sind bisher nicht befriedigend ausgefallen. Dies hat zur Folge, dass sogar für die Haltbarkeit eines Düsenblechs vorteilhafte Materialien nicht verwendbar sind, und zwar nur, weil die nötige glatte Oberfläche in den Löchern nicht herstellbar ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Methode zu entwickeln, mit der auch bei besonders harten Materialien eine glatte Oberfläche im Lochquerschnitt und über die Länge des jeweiligen Loches herstellbar ist. Dabei ist darauf zu achten, dass jegli­ che Lochfiguration hergestellt werden kann, also auch über ihre Länge konische Lö­ cher oder angefaste.

Ausgehend von einem Düsenkörper anfangs genannter Art, wird die Lösung des Pro­ blems darin gesehen, dass zur Herstellung der Düsenstrahlöffnungen der Düsenkörper (Düsenblech) längs der vorgesehenen Lochreihe (Trennkante) getrennt ist, die Düsen­ strahlöffnungen im gewünschten Abstand voneinander in die Trennkante von der Seite her eingebracht und dann zwei einander zuzuordnende Trennstreifen in einer Ebene nebeneinanderliegend zusammengeführt in den Düsenbalken eingebracht sind.

An der Trennkante sind damit die Düsenlöcher offen, sie können seitlich der Trenn­ kante eingebracht, z. B. eingeschliffen werden. Ein Schleif- und Poliervorgang kann jeweils und bei allen Materialien mit der gewünschten Feinheit, mit einer geringen Rautiefe erzeugt werden. Nach dem Einbringen sind die beiden möglichst zusammen bearbeiteten Hälften eines Düsenblechs nebeneinander zu legen und so in den Dü­ senbalken einzuschieben. Um die Dichtigkeit im Bereich der Löcher zu gewährleisten sind die beiden Streifen an den plan geschliffenen Trennkanten aneinander zu pres­ sen. In Längsrichtung sind die Streifen so gegeneinander zu positionieren, dass die Löcher wie gewünscht, z. B. exakt rund aufgebildet sind. Eine feine Justiervorrichtung zum Gegeneinanderverschieben sollte vorgesehen sein.

Eine Vorrichtung der erfindungsgemäßen Art ist in der Zeichnung beispielhaft darge­ stellt. Es zeigen:

Fig. 1 Einen Schnitt quer durch einen Düsenbalken, wie er in der EP-A-0 725 175 offenbart ist,

Fig. 2 in vergrößerter Darstellung im Querschnitt und Draufsicht ein Düsenblech mit zylindrischen Löchern,

Fig. 3 in vergrößerter Darstellung im Querschnitt und Draufsicht ein Düsenblech mit auf der einen Seite angefasten Löchern und

Fig. 4 in vergrößerter Darstellung in der Draufsicht ein Düsenblech mit nur einseitig der Trennkante eingebrachten Düsenöffnungen.

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 Stirn­ seite offen und wieder durch Deckel flüssigkeitsdicht verschraubt. Die beiden Kam­ mern 4 und 5 sind durch eine Zwischenwandung voneinander getrennt. Über die Länge des Düsenbalkens verbinden eine große Anzahl von Durchflußbohrungen 9 in der Zwischenwandung die beiden Kammern, so daß die in die Druckkammer 4 einströ­ mende Flüssigkeit gleichmäßig verteilt über die Länge in die Druckverteilkammer 5 ausströmt, in der zusätzlich an Halterungen 21 ein Prallkörper 20 gehalten ist. Die Druckverteilkammer ist nach unten offen, und zwar durch den gegenüber dem Durch­ messer der Bohrung der Druckverteilkammer 5 schmalen Schlitz 10, der sich ebenfalls über die Länge des Balkens erstreckt.

Gemäß der Fig. 1 ist das Oberteil 1 mit dem Unterteil 2 fest und flüssigkeitsdicht ver­ schraubt. Die Dichtigkeit wird durch den O-Ring 11 bewirkt, der in einer Ringnut 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 einge­ paßt ist und für den O-Ring 12 eine Reparaturnut 26 aufweist, dessen Außenränder 25 gegen den Rand des Düsenblechs 14 gerichtet sind. In dem Boden der Nut 24 des Unterteils 2 ist wiederum eine Ringnut eingebracht, in der der O-Ring 12 zur Abdich­ tung des Düsenblechs 14 einliegt. In einer Linie unterhalb der Flüssigkeitsdurchfluss­ bohrungen 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.

Die Zeichnung ist hier nur im Zusammenhang mit der Lagerung des Düsenblechs, oder Düsenkörpers von Bedeutung. Der Düsenbalken kann auch ganz anders aussehen, z. B. wie er in der DE-A-199 21 694 offenbart ist.

Zur Herstellung der Düsenlöcher in dem Düsenblech 14 ist das in den Fig. 2, 3 und 4 unter b) in der Draufsicht dargestellte Düsenblech zu halbieren. Es ergibt sich an je­ dem Halbstreifen 14' und 14" eine Trennkante 27, von der aus mittels bekannter und nicht dargestellter Einrichtungen die gewünschte Form eines Halbloches gemäß Fig. 2, und Fig. 3, a) eingeschliffen und -poliert werden kann. Jede Figuration von Löchern ist möglich. Hier zeigt die Fig. 2 zylindrische Löcher 28, die Fig. 3 an der einen Seite an­ gefaste Löcher 29 und die Fig. 3 Löcher 30, die nur in den einen Streifen 14" U-förmig eingebracht sind, während der zugehörige Streifen 14' nur stirnseitig der Trennkante 27 plan geschliffen ist. Bei diesem Beispiel entfällt die Längsjustierung des Halbstrei­ fens 14', da Einbuchtungen an beiden Streifenhälften 14', 14" nicht zuzuordnen sind.

Die beiden zusammengehörenden Halbstreifen 14' und 14" sind an der Trennkante 27 plan zu schleifen und zu polieren. Hier muss die Rautiefe sehr gering sein, damit die Flächen der Trennkante 27 ohne zusätzliche Dichtung metallisch dicht aneinander pressbar sind.

Auf jeden Fall sind die beiden in einem Vorgang gemeinsam bearbeiteten Streifen­ hälften 14' und 14" mit Düsenlöchern exakt gleicher Teilung im Düsenbalken positio­ niert und aneinandergepresst zu halten. Dies ist in der Zeichnung Fig. 2-3 pauschal durch die Pfeile 31 angedeutet. Denkbare Vorrichtungen sind vielfältig. Nur so können die Kanten der eingebrachten Lochhälften genau zugeordnet und an der Trennkante 27 dicht gehalten werden.

Claims (9)

1. Düsenkörper zur Erzeugung von feinsten Flüssigkeitsstrahlen zur Strahlverflech­ tung von endlosen oder endlichen Fasern in Warenbahnen aus Chemie- oder Naturfasern in Nonwovens, Tissue, Geweben oder Gewirken, der vorzugsweise in einem quer zur vorlaufenden Warenbahn sich erstreckenden, in seiner Länge der Breite der Warenbahn entsprechenden Düsenbalken flüssigkeitsdicht gelagert ist, wobei in dem Düsenbalken ein Flüssigkeitsdruck bis zu 1000 bar erzeugt ist, der den Düsenkörper gegen eine mit einem Durchflussschlitz versehene Wandung des Düsenbalkens presst, wobei in den Düsenkörper zur Erzeugung der Flüssig­ keitsstrahlen eine Vielzahl von dicht nebeneinander angeordneten, im Durchmes­ ser kleinste Löcher eingebracht sind, dadurch gekennzeichnet, dass zur Herstel­ lung der Düsenstrahlöffnungen der Düsenkörper (14) (Düsenblech) längs der vor­ gesehenen Lochreihe (27) (Trennkante) getrennt ist, die Düsenstrahlöffnungen (28, 29, 30) im gewünschten Abstand voneinander in die Trennkante (27) von der Seite her eingebracht und dann zwei einander zuzuordnende Trennstreifen (14', 14") in einer Ebene nebeneinanderliegend zusammengeführt in den Düsenbalken eingebracht sind.

2. Düsenkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsenstrahlöff­ nungen (28, 29, 30) in die Höhe (a) des Düsenkörpers mechanisch eingearbeitet, wie eingeschliffen sind.

3. Düsenkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennkante (27) beider Düsenblechhälften (14', 14") übereinanderliegend gemeinsam plan geschliffen und gemeinsam mit den Düsenstrahlöffnungen (28, 29, 30) versehen sind.

4. Düsenkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, dass die beiden Trennkanten (27) eines Düsenkörpers (14) im Düsenbalken gegeneinander gepresst (31) sind.

5. Düsenkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, dass die eingeschliffenen Hälften der Düsenstrahlöffnungen (28, 29, 30) kreisrund, eckig, oval oder sonst wie geformt sind.

6. Düsenkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, dass Düsenstrahlöffnungen (30) durch die eingebrachten Öffnungen nur an einer Trennkante (27) erzeugt sind, also die andere Trennkante der zugehörigen Düsenblechhälfte (14') lediglich plan geschliffen ist.

7. Düsenkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, dass die Düsenstrahlöffnungen (28) über den Querschnitt des Düsenkörpers (14) zylindrisch eingebracht sind.

8. Düsenkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, dass die Düsenstrahlöffnungen (29) an der Flüssigkeitseintritts- oder -aus­ trittsseite eine Fase aufweisen.

9. Düsenkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, dass die Düsenstrahlöffnungen (29) sich über ihre Länge konisch erweitern.