CN102933754A - 喷嘴板 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种喷嘴板和用于产生纱线、优选硅胶纤维的喷嘴板的应用。

Description

喷嘴板
技术领域
本发明涉及一种喷嘴板和用于生产连续纱线、优选硅胶纤维的喷嘴板的应用。
背景技术
专利文献DE19609551C1和公开文献DE102004063599A1公开了一种用于生产硅胶纤维（Kieselgelfaser）的方法。该方法包括多个步骤。在第一步骤中产生纺丝材料（Spinnmasse），在第二步骤中该纺丝材料通过喷嘴从压力容器压出，并同时以纱线的形式排出。根据喷嘴的尺寸，该纱线具有约10至100μm的直径。
在公开文献DE 102004063599A1中公开了喷嘴的细节，纺丝材料被挤压通过喷嘴。使用7或19孔喷嘴板。孔的导向孔为3.0mm宽，孔直径D为0.15mm。毛细长度L为0.45mm时，L/D比例为3。该公开文献的图2以剖视图示意性示出喷嘴板和单个喷嘴。
这些现有技术中的喷嘴板具有缺点。像DE102004063599A1中公开的那样，在纺丝材料通过喷嘴的挤压过程的开始，排出的纺丝材料湿润了喷嘴口部周围的平坦的区域。纺丝材料在口部周围聚集，直至其由于重力逐渐地由喷嘴口部脱离并以液滴的形式落到底部，该液滴在其后部拉出纺丝纱。
单个的喷嘴显示出不同的时间特性。存在若干喷嘴，其中立即排出纱线，然而纱线的厚度起初不统一，因为排出的纺丝材料的一部分在围绕喷嘴口部的区域处保持附着/粘附，且在不同的时间之后直至为薄膜才从喷嘴板脱落。存在若干喷嘴，其中纱线断裂并在一定的时间之后形成新的均匀的纱线。除了不均匀性外，当处于喷嘴口部周围的区域中的纺丝材料仅极不完整地从喷嘴板脱落且留下的材料接触纱线时，这些纺丝材料会在整个纺丝过程中影响纱线形成。因此出现对纱线形成和运动的干扰，直至多股纱线缠结或者为周期性的滴落。
例如，这些问题导致，最初从喷嘴排出的纱线由于其不均匀性而必须被放弃。如果用于生产纱线的方法被中断，那么在很长的启动时间之后和费力地清洁喷嘴板之后才能再次生产均匀的纱线。因此，经常观察到，在纺丝材料从喷嘴板脱落后必然作为薄膜围绕喷嘴开口残留的纺纱材料导致了，在纺纱过程重新开始时，纺丝材料仅极不完全地从喷嘴板脱落，从而喷嘴板在其再次可使用之前，首先必须被清洁。
发明内容
因此，基于所述的现有技术，本领域技术人员的任务在于，找到解决纺丝材料在喷嘴口部附着以及随之而来的最初形成不均匀的纱线的问题的解决方案。该解决方案应该尤其适合用于生产硅胶纤维。
根据本发明，该任务借助于根据权利要求1的喷嘴板来实现。在从属权利要求中给出了优选的实施方案。
因此，本发明的主题是一种喷嘴板，其包括具有喷嘴开口的至少一个喷嘴，其中喷嘴开口具有A1尺寸的横截面，其中轮廓边缘以5°至90°范围内的角度β围绕喷嘴开口延伸，其中在喷嘴外部直接邻接到喷嘴开口上的且围绕喷嘴开口延伸的面具有A2尺寸的面，该喷嘴板的特点是，A2/A1的比例小于20。
通过喷嘴开口，材料从喷嘴向外挤压。喷嘴开口的尺寸确定了由喷嘴向外排出的条的厚度。喷嘴开口具有A1尺寸的横截面。
纺丝材料通过纺丝喷嘴的挤压可以通过不同的方式进行。在现有技术中，通常使用被加载气体的压力容器。可以通过同样的方式借助于合适的泵把纺丝材料挤压通过喷嘴板。根据使用领域，多种泵都适用于此，例如像活塞泵、齿轮泵、离心泵和螺杆泵。优选使用齿轮泵。同样可以借助于活塞把纺丝材料从圆柱状容器挤压通过喷嘴。
通过喷嘴开口向外排出的纺丝材料应该尽可能少地润湿喷嘴开口周围的区域，因为否则出现材料以不受控的方式聚集在喷嘴开口周围。这种聚集尤其开始导致不一致的纱线形成。
因此，处于喷嘴开口周围的轮廓边缘和在喷嘴开口外部围绕喷嘴开口延伸的面尽可能小地保持。
原则上，可以由此实现具有口部区域的最小化的面的轮廓边缘，即喷嘴设计为垂直地通过正锥体（gerade Kegel）的尖端延伸的通道（例如参见图3（a））。然而，出于制造技术的原因围绕这种开口始终存在具有有限宽度的环状部，所以A2/A1的比例不能任意地最小化。这通过图3（b）和图5解释。图3（b）以剖视图示出喷嘴的下部部分，其中具有有限宽度的环状部围绕喷嘴开口延伸。图5以仰视图示出同一个喷嘴。喷嘴开口具有A1尺寸的横截面，环状部具有A2尺寸的面。根据本发明，A2/A1的比例小于20。
A2/A1的比例优选小于15，尤其优选小于10，更尤其优选小于5且最优选小于1。
轮廓边缘的角度β优选处于10°至90°范围内，尤其优选处于20°至90°范围内，更尤其优选处于30°至90°范围内。
根据本发明的喷嘴板优选具有多个相同的喷嘴，该喷嘴具有上述特征。例如，喷嘴的数量在1至1000的范围内，优选在4至100的范围内。
可以通过钻孔和/或铣削在喷嘴板中制造喷嘴。优选模块化地构造喷嘴板。这表示，喷嘴板具有开口，喷嘴插入件可以插入到该开口中。例如可以考虑，喷嘴插入件收缩或旋入到喷嘴板中。
根据本发明的喷嘴板适合用于生产纱线，尤其是硅胶纤维，尤其在干燥纺丝过程中，例如像在DE19609551C1和DE102004063599A1中示例性地公开的那样。因此，本发明的主题也包括根据本发明的喷嘴板用于生产硅胶纤维的应用。
附图说明
下面更详细地描述根据本发明的优选的实施方案，然而本发明不应局限于这些例子。示出的喷嘴开口具有圆形的横截面。圆形的横截面始终是优选的，其中然而也可以考虑，把横截面设计为其它可考虑的形状，尤其是椭圆形。同样可以考虑，示出的单个的实施方案的特征彼此组合为另外的（未示出的）根据本发明的实施方案。
具体实施方式
图1以俯视图示意性示出根据本发明的喷嘴板的优选实施方案。该喷嘴板是圆形的且具有19个喷嘴。
图2以沿着虚线的剖视图示意性示出图1中的喷嘴板。各个喷嘴分别包括向下圆锥形渐缩的通道。
图3（a）至（e）示意性示出喷嘴的不同的实施方案。在图3（a）中示出通过通道形成的喷嘴开口，该通道延伸经过正锥体的尖端。通过该方式围绕喷嘴开口形成锐角的轮廓边缘。在锥形延伸的锥侧面和通过喷嘴开口的垂直线之间的角度β在10°至80°范围内，优选在20°至70°范围内且尤其优选在30°至60°范围内。
图3（b）中轮廓边缘的角度β为90°。环状部围绕喷嘴开口，该环状部具有尽可能小的宽度，以便出现尽可能小的润湿。
在图3（c）至3（e）的喷嘴中，喷嘴通道的圆柱形延伸的区域与图3（a）和3（b）的实施方案中相比被延长。由此得到较大的L/D比例。圆柱形区域的L/D比例处于0.5至10的范围内，优选处于1至5的范围内，尤其优选处于1.5至3的范围内。
在图3（b）、（d）和（e）中，面A1和A2彼此平行地延伸。然而也可以考虑，面A2相对于面A1成角度地延伸。例如，在图4（a）中示出这一点。角度ω优选处于0°至80°范围内，尤其优选处于0°至60°范围内。
也可以考虑，像图4（b）中示例性示出的那样，面A2弯曲。然而重要的是，作为用于由喷嘴开口排出的纱线的轮廓边缘起作用的边缘围绕喷嘴开口延伸。例如在图3（a）示出的实施方案中，该边缘的特征是角度β。
如果角度β为90°，那么面A1和A2彼此平行地延伸且根据本发明以下述方式使面A2的润湿最小化，即A2/A1的比例小于20，优选小于15，尤其优选小于10，更尤其优选小于5且最优选小于1。
图5以仰视图示意性示出根据图3（b）、3（d）、3（e）、4（a）和4（b）的喷嘴。
图6以喷嘴的剖视图示出根据本发明的图1和2中的喷嘴板的放大部分。
图7示出单个喷嘴的优选的实施方案。喷嘴设计为模块化的插入件，其可插入板的相应的穿通部中。喷嘴插入件包括竖直延伸的通道。在示出的图中，通道从上部被加载纺丝材料，该纺丝材料随后借助于压力在下部区域中离开通道。通道的形状沿流动方向首先为圆柱形，随后以相对于垂直线在10°至80°范围内，优选在20°至70°范围内，尤其优选在30°至60°范围内的角度γ锥形地渐缩，直至通道横截面的直径D减小到0.05mm至0.5mm范围内，优选0.1mm至0.3mm范围内，尤其优选0.12mm至0.18mm范围内的尺寸。在通道的锥形区域上连接了长度为L的圆柱形的区域。如在图3中的例子讨论的优选的L/D比例同样适合图7中示出的实施方案。

Claims (8)

1. 一种喷嘴板，其包括具有喷嘴开口的至少一个喷嘴，其中所述喷嘴开口具有A1尺寸的横截面，其中轮廓边缘以5°至90°范围内的角度β围绕所述喷嘴开口延伸，其中在所述喷嘴外部直接邻接到所述喷嘴开口上的且围绕所述喷嘴开口延伸的面具有A2尺寸的面，其特征在于，A2/A1的比例小于20。
2. 根据权利要求1所述的喷嘴板，其特征在于，A2/A1的比例优选小于15，尤其优选小于10，更尤其优选小于5且最优选小于1。
3. 根据权利要求1或2所述的喷嘴板，其特征在于，所述轮廓边缘的角度β处于10°至90°范围内，尤其优选处于20°至90°范围内，更尤其优选处于30°至90°范围内。
4. 根据权利要求1至3中任一项所述的喷嘴板，其特征在于，所述喷嘴板包括数量在1至1000的范围内的喷嘴。
5. 根据权利要求1至4中任一项所述的喷嘴板，其特征在于，所述喷嘴包括通道，所述通道首先为圆柱形，随后沿流动方向锥形地渐缩至A1尺寸的横截面，且直至所述喷嘴开口又以圆柱形延伸，其中邻接到所述喷嘴开口上的圆柱体具有长度L和直径D，其中对L/D的比例适用的是：0.5≤L/D≤10。
6. 根据权利要求5所述的喷嘴板，其特征在于，L/D的比例在1至5的范围内，优选在1.5至3的范围内。
7. 根据权利要求1至6中任一项所述的喷嘴板，其特征在于，所述喷嘴设计为喷嘴插入件，所述喷嘴插入件插入到所述喷嘴板的相应的开口中。
8. 根据权利要求1至7中任一项所述的、用于生产纱线、优选硅胶纤维的喷嘴板的应用。
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