DE60307058T2

DE60307058T2 - Vorrichtung zur regelmässigen erzeugung von wasserstrahlen und deren anwendung in einer einrichtung zur bindung von nicht-gewebten fasern

Info

Publication number: DE60307058T2
Application number: DE60307058T
Authority: DE
Inventors: Frederic Noelle; Laurent Schmit
Original assignee: Rieter Perfojet SAS
Current assignee: Rieter Perfojet SAS
Priority date: 2002-02-26
Filing date: 2003-02-18
Publication date: 2007-01-25
Anticipated expiration: 2023-02-19
Also published as: FR2836401A1; AU2003224202A1; EP1480755B1; WO2003072261A1; FR2836401B1; ATE333944T1; DK1480755T3; DE60307058D1; EP1480755A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Vorrichtungen zur Erzeugung von Wasserstrahlen, die insbesondere zur Wasserstrahlverfestigung von Fasern aus Vliesstoffen, aber auch Stoff in Bahnform, wie Textilkomplexe, Filme, Papier, Gewebe und Gewirke, verwendet werden. Diese Verfestigung besteht aus dem Werfen eines Vorhangs von unter Druck stehenden Wasserstrahlen auf ein Vlies aus Fasern, um diese zu verflechten und daraus ein zusammenhängendes Vlies zu bilden, ohne dass die Verwendung von Bindemittel erforderlich ist.
Heutzutage werden Injektoren verwendet, die konkret gemäß den Lehren von 3 der internationalen Patentanmeldung PCT/FR00/01398 und den entsprechenden Textstellen der Beschreibung dieses Dokuments ausgeführt werden können.
Im Allgemeinen umfassen die Injektoren einen Körper, der es ermöglicht, vom Wasserdruck ausgeübten Beanspruchungen standzuhalten und in dessen oberem Teil eine innere Kammer mit im Allgemeinen zylindrischer Form angebracht ist, die mittels einer Rohrleitung und einer Pumpe mit unter Druck stehendem Wasser versorgt wird.
Im Inneren der Kammer ist eine Kartusche angeordnet, die beispielsweise aus einem perforierten Blechrohr besteht, das in seinem Innenteil mit einem metallischen Gewebe aus Edelstahl bedeckt ist und die Funktion eines Filtermediums sicherstellt.
An den unteren Teil des Körpers ist eine perforierte Platte mit Mikroperforationen angebracht, deren Durchmesser zwischen 50 und 500 Mikrometer und vorzugsweise zwischen 100 und 200. Mikrometer liegen kann, was das Ausbilden von Wasserstrahlen oder -nadeln ermöglicht.
Die Verteilung des Wassers von der Kammer des Körpers zur perforierten Platte kann mittels zylindrischen, dann konischen Bohrungen durchgeführt werden, die von einer unteren Kammer zur Verteilung ergänzt werden, wie in 1 der internationalen Anmeldung PCT/FR00/0139 beschrieben.
Die Verteilung des Wassers von der Kammer des Körpers zur perforierten Platte kann auch mittels eines engen Kanals durchgeführt werden, der sich über die gesamte Länge des Körpers erstreckt, wie in 3 der internationalen Anmeldung PCT/FR00/0139 beschrieben. Diese zweite technische Lösung ist der ersten hinsichtlich der Homogenität der Strömung des Wassers und insbesondere der höheren Drücke, die höheren Wassergeschwindigkeiten entsprechen, deutlich überlegen.
Diese zweite Lösung weist dennoch den Nachteil auf, dass eine große Menge von Werkstoffen im Körper über der Kammer erforderlich ist, um die mechanische Festigkeit des Körpers zu erzielen, wenn dieser dem Wasserdruck ausgesetzt wird. Die auf den Hauptblock wirkende Belastung ist umso größer, je länger der Kanal zwischen der Kammer und der perforierten Platte lang ist.
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung von Wasserstrahlen, die es ermöglicht, eine regelmäßige Verteilung des Wassers zu erzielen, ohne deswegen eine große Werkstoffmenge im Körper zu benötigen, wie in GB-2 319 266 beschrieben.
Eine solche Vorrichtung zur regelmäßigen Erzeugung von Wasserstrahlen weist einen druckfesten Körper auf, der eine innere Kammer begrenzt, die eine Eingangsmündung und Mittel zur Verbindung der Kammer mit einer Ausgangsöffnung umfasst, wobei die Verbindung eine Durchquerung einer Platte mit zumindest einer Reihe von Löchern umfasst, wobei diese Mittel, eingerichtet in dem Körper, Löcher mit einem geraden Abschnitt und rundem Ausgang umfassen, die von der Kammer in einen zu der Platte benachbarten Kanal münden, dessen größte Abmessung senkrecht zur Achse der Löcher ist. Die Abmessung des Kanals, d.h. die Breite, senkrecht zu besagter größten Abmessung und nicht parallel zur Achse der Löcher ist kleiner als der Durchmesser des geraden Abschnitts des Ausgangs der Löcher, wobei diese Breite insbesondere 10 % bis 90 % des Durchmessers entspricht.
Gemäß der Erfindung sind die Löcher ab ihren entfernt von der inneren Kammer, also nahe des Kanals liegenden Enden in einem Teil ihrer Länge, insbesondere in 10 bis 50 % ihrer Länge, entlang der Mantellinien, die sich im Wesentlichen in einer Ebene befinden, die durch die Achse des Lochs und die größte Abmessung des Kanals bestimmt ist, gespalten.
Diese Anordnung ermöglicht ein besseres Regulieren der Geschwindigkeit der Strahlen entlang mindestens einer Reihe von Perforationen. Die Wassergeschwindigkeit ist im Wesentlichen von einer Perforation zur anderen gleich, es werden Wirbel unterdrückt, die, falls nicht im Kanal, so in den Abständen zwischen zwei Löchern entstehen.
Damit eine Vorrichtung zur Erzeugung von Strahlen dieser Art einfach hergestellt werden kann, kann der Körper gemäß einer ersten Ausführungsform nicht nur aus zwei Teilen, nämlich einem Hauptteil und einer Backe, die das Anbringender perforierten Platte ermöglicht, sondern aus drei Teilen gebildet werden, wobei der Hauptteil aus zwei Unterteilen gebildet wird, so dass die Löcher und der Kanal leicht gefertigt werden können. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Verbindungsfläche der zwei Unterteile zur Fläche des Zusammenwirkens der Backe mit dem Hauptteil des Körpers parallel, so dass die zwei Unterteile und die Backe mittels gemeinsamer Befestigungsschrauben der Backe und der zwei Unterteile angebracht werden können.
Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist der Kanal in einem Anbauteil eingerichtet, das zwischen dem Ausgang der Löcher, die nun als erste Löcher bezeichnet werden, und der perforierten Platte angeordnet ist und gegenüber der Wände des Körpers, die die ersten Löcher bestimmen, Wände hat, die entsprechende zweite Löcher gegenüber den ersten Löchern haben, wobei die von der inneren Kammer entfernten Enden der zweiten Löcher in den Kanal münden, der durch die Wände des Anbauteils begrenzt ist und der für alle zweiten Löcher gemeinsam ist. Das Anbauteil wird so montiert, dass es in eine längliche Aufnahme gleitet, die in dem Körper eingerichtet ist und deren größte Abmessung zur Achse der inneren Kammer parallel ist. Dieses Anbauteil ist auf seinen Seiten gegenüber der Backe und dem Hauptteil mit ringförmigen Dichtungen versehen.
Die Löcher mit einem geraden Abschnitt und rundem Ausgang sind vorzugsweise zylindrisch, sie können jedoch auch konisch, sogar elliptisch sein. Der Durchmesser der Löcher liegt für gewöhnlich zwischen 3 und 25 mm und der Lochabstand, nämlich der Abstand zwischen den Achsen von zwei Löchern, liegt für gewöhnlich zwischen 4 und 30 mm. Die Tiefe der Löcher liegt für gewöhnlich zwischen 5 und 100 mm. Der Durchmesser der zweiten Löcher entspricht dem der ersten Löcher und der Abstand der zweiten Löcher entspricht dem Ab stand der ersten Löcher. Die Tiefe der zweiten Löcher liegt für gewöhnlich zwischen 1 und 50 mm. Der Kanal weist im Allgemeinen eine Breite zwischen 1 und 24 mm auf und seine Höhe liegt im Allgemeinen zwischen 10 und 100 mm.
In den angefügten, lediglich als Beispiel gegebenen Zeichnungen ist:
1 eine Schnittansicht der bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung zur Erzeugung von Wasserstrahlen gemäß der Erfindung;
2 eine Ansicht im Längsschnitt gemäß der Linie II-II von 1;
3 eine perspektivische Teilansicht eines Teils der in 1 und 2 dargestellten Ausführungsform; und
4 ist eine zu 1 analoge Ansicht einer Variante.
Mit Bezugnahme auf 1 und 2 weist die dargestellte Vorrichtung zur Erzeugung von Strahlen gemäß der Erfindung einen parallelepipedischen Körper auf, der über zwei große gegenüberliegende Seiten 2, 3, zwei kleine gegenüberliegende Seiten 4, 5 und zwei gegenüberliegende Frontseiten 6 verfügt. Der Körper 1 ist aus Stahl. In den Körper 1 ist eine längliche zylindrische Kammer 7 mit einer Achse 8 gebohrt, die von einer Frontseite 6 zur anderen verläuft. Auf den beiden Frontseiten 6 sind nicht dargestellte Verbindungen eingerichtet, die einen Eingang bilden, der mit einer Quelle von unter Druck stehendem Wasser verbunden ist, die nicht dargestellt ist. In der Kammer 7 ist ein zylindrischer Filter 9 mit der selben Form wie die Kammer 7, jedoch mit kleinerem Durchmesser angeordnet.
Die Seite 5 des Körpers besteht aus einer Backe 10, die mittels Schrauben 11 mit dem Rest des Körpers 1 verschraubt ist.
Auf einer Mantellinie der Kammer 7 erstrecken sich erste zylindrische Löcher 12 mit einem Durchmesser von 6 mm, die voneinander durch volle Teile 13 getrennt sind, die die Bestimmung dieser ersten Löcher 12 ermöglichen. Diese ersten Löcher haben eine Tiefe von 10 mm. Die Achse der Löcher ist senkrecht zu den Seiten 4 und 5 gerichtet.
Ein längliches Teil 14 (3) aus Metall oder Kunststoff ist in einer Aufnahme montiert, die zwischen der Backe 10 und dem Hauptteil 6 des Körpers bestimmt ist, wobei ringförmige O-Dichtungsringe 15 und 16 zwischen den Seiten des Teils 14, die sich gegenüber den Seiten der Backe 10 und dem Hauptteil 6 befinden, angeordnet sind. In diesem Teil sind so viele zweite Löcher 18 eingerichtet, wie es erste Löcher 12 gibt. Die Löcher 18 haben denselben Durchmesser und dieselbe Tiefe wie die Löcher 12 und befinden sich jeweils diesen gegenüber. Alle Löcher 18 münden in einen gemeinsamen Kanal 19, der durch die Innenwände des Teils 14 bestimmt ist. Die größte Abmessung dieses Kanals 19 ist zur Achse 8 parallel. Seine Breite, d. h. seine Abmessung, senkrecht zu dieser größten Abmessung, jedoch nicht parallel zur Achse der Löcher 12, ist kleiner als der Durchmesser des geraden Abschnitts des Ausgangs der Löcher 18. Im vorliegenden Fall weist der Kanal 19 eine Breite von 3 mm auf. Der Kanal 19 geht durch die Spalten 20 in die Löcher 18 auf einer Tiefe oder Länge von 5 mm hinauf, während die Löcher 18 eine Tiefe von 20 mm haben.
Der Kanal 19 mündet über einer perforierten Platte 21, deren Perforationen einen Durchmesser von 120 Mikrometer aufweisen. Die perforierte Platte ist so montiert, dass sie mittels einer ringförmigen O-Ringdichtung 22 in der Backe 10 gleitet. Direkt unter der perforierten Platte 22 bestimmt die Backe 10 in der Fläche 5 einen Ausgang 23.
In der 4 wird auf das Zwischenteil der Ausführungsform von 1 verzichtet, da der Hauptteil des Körpers aus zwei Unterteilen 24, 25 besteht, zwischen denen eine Dichtung 26 angeordnet ist. Schrauben 28 pressen zugleich die zwei Unterteile 24, 25 gegeneinander und eine Backe 29 ist auf dem Teil 24 verschraubt. Die Verbindungsfläche 33 zwischen den Teilen 24 und 25 erstreckt sich parallel zur perforierten Platte 30 und die Löcher 31 sowie der Kanal 34 sind in dem Unterteil 24 gefertigt.
Die Strahlen treten ohne Reinzone klar aus der Vorrichtung gemäß der Erfindung aus, ungeachtet der Position des Strahls längs der Vorrichtung.
Dadurch erhält man einen sehr homogenen Vliesstoff in einer Anordnung zur wasserstrahlverfestigung, die eine Vorrichtung zur Erzeugung von Wasserstrahlen umfasst, wobei die Strahlen in Richtung der Seitenfläche eines Zylinders gerichtet sind, über den ein zu verfestigendes Vlies läuft.

Claims

Vorrichtung zur Erzeugung von Wasserstrahlen, aufweisend einen druckfesten Körper (1), der eine innere Kammer (7) begrenzt, die eine Eingangsmündung und Mittel zur Verbindung der Kammer (7) mit einer Ausgangsöffnung (23) umfasst, wobei die Verbindung eine Durchquerung einer Platte (21) mit zumindest einer Reihe von Löchern umfasst, wobei diese Mittel, eingerichtet in dem Körper (1), Löcher (12, 18) mit einem geraden Abschnitt und rundem Ausgang umfassen, die von der Kammer (7) in einen zu der Platte (21) benachbarten Kanal (19) münden, dessen größte Abmessung senkrecht zur Achse der Löcher (12, 18) ist und dessen Abmessung, d.h. Breite, senkrecht zu besagter größten Abmessung und nicht parallel zur Achse der Löcher (12, 18) kleiner als der Durchmesser des geraden Abschnitts des Ausgangs der Löcher (12, 18) ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Wände, die ein Loch (18) festlegen, ab dem entfernt von der unteren Kammer (7) liegenden Ende des Lochs (18) in einem Teil ihrer Länge entlang der Mantellinien in einer Ebene, die durch die Achse des Lochs und durch die größte Abmessung des Kanals (19) bestimmt ist, gespalten sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite 10 % bis 90 % des Durchmessers des geraden Abschnitts des Ausgang der Löcher entspricht.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (19) in einem Anbauteil (14) eingerichtet ist, das zwischen dem Ausgang von ersten Löchern (12) und der perforierten Platte (21) angeordnet ist, und gegenüber der Wände des Körpers (1), die die ersten Löcher (12) bestimmen, Wände hat, die entsprechende zweite Lö cher (18) gegenüber den ersten Löchern (12) haben, wobei die von der unteren Kammer (7) entfernten Enden der zweiten Löcher (18) in den Kanal (19) münden, der durch die Wände der Anbauteils (14) begrenzt ist und der für alle zweiten Löcher (18) gemeinsam ist.
Anordnung zur Wasserstrahlverfestigung von Vliesstoffen, die einen Zylinder und eine Vorrichtung zur Erzeugung von Wasserstrahlen in Richtung Seitenfläche des Zylinders umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgestaltet ist.