CN1313940A - 流道壁 - Google Patents

Abstract

由一种匀质材料制成的流道壁(1)在至少一部分区域(5)内具有部分变形的几个壁。本发明的流道壁最好组合在一种模具内,在该模具中,流道(17)的几何形状必须在一定部位进行特定的改变。这里匀质材料理解为相同的材料,该材料组成单壁的流道区域和多壁的区域(5)的单个壁(6,7)。即使在多壁的区域和单壁的区域之间的过渡区域(3)内也不得存在诸如粘接缝或焊接缝之类的非匀质的部分。

Description

流道壁

本发明涉及流道横断面部分变化的一种流道壁。

从德国专利DE-A-11 61 412、DE-A-17 04 850、DE-A-2654 001、DE-A-28 23 99和DE-A-40 13 610中已知一些局部有限可调的圆形或环形流道。DE-A-44 00 069以及DE-A-195 35 930描述了局部可调的缝隙式流道。根据这些先有技术，圆形流道的变形区作成单壁。这种已知的装置因其特殊的结构局限于用在相对刚性的单壁环形元件，这种单壁环形元件必须通过螺钉产生变形到直径大于100毫米的范围。较小的流道横断面不能用这种解决办法。

实际上，人们常常还希望达到局部限制流道断面的大的变化。对这种情况，上述结构同样是不适合的，因为根据DE-A-40 13 610提出的柔性解决办法可能达到的环形元件的绝对变形本身大约200微米是很小的。其原因在于，环形元件只容许在其线性弹性的变形范围内产生变形，为安全起见，在调节元件复原后，环形元件又重新具有精确的最初形状。

但在限制柔性的情况下，DE-A-11 61 412描述的环形元件是有优点的，即它所描述的解决办法不产生密封问题。DE-A-26 54 001以及DE-A-28 23 99所描述的解决办法虽然柔性一些，但产生了一定的不密封性，因为在调节时，该环必须在密封面的范围内移动。此外，当这些环变形时，它们在流道内产生微小死区，这种情况特别在塑料加工模具时会导致物料流的不希望出现的材料停滞和材料裂解。

此外，按DE-A-44 00 069，缝隙状的流道的变形区只是单壁的。DE-A-195 35 930所描述的一种装置，是通过一个板叠组成一个流道来扩大线性弹性调节范围。但这种解决办法在制造和强度方面存在许多缺点。从制造技术上讲，往往很难甚至不可能在要求的部位焊接一个板叠。而且焊接特别柔性的很薄的钢板一般都存在不少问题。如果原则上可以焊接，则在焊接时产生不可避免的焊接应力而常常导致扭曲。即使在无扭曲焊接的情况下，由于焊接应力也会降低板叠的变形能力，而且焊缝始终是一个机械的薄弱环节。此外，按这种解决办法，流道壁的强度相对于通过该流道流动的介质所经受的内压力受到了限制，因为只有所谓的流道钢板通过它的整个圆周与流道体进行了焊接。在这种解决办法中，板叠的其余钢板只是有条件地有助于流道壁的耐压强度，因为这些板只是在它们的四个边的一边上与流道体焊接。也就是说，从静力学上看，这是一边固定的板。

在各种工业应用中，对不断运转的设备或过程，很希望用某些方法来使流道的一定区域在其几何形状上能够以尽可能大的程度进行纯弹性变形，而不产生上述已知解决办法所述的诸多缺点。

本发明旨在提出这样的一种装置，与先有技术比较，总的来说，一个扩大的绝对调节区和流道几何尺寸邻近区的一个较大的相对调节变成可能，并另外使抗内压强度尽可能增大，同时可保证：不产生由此引起的不密封性和死区，并可制造具有很复杂几何形状的流道。

用本发明可实现这样一种装置：用该装置可输送一种物料这样通过流道，即在流经流道时，物料的流速在很大程度上或者通过手工或者通过一控制装置或一调节装置局部有限地即通过流道的一部分的纯线性的弹性变形来实现变化。但前提是，局部的物料流在一定的部位可按要求的方式相对于相邻的流道区域进行调节。

根据本发明，这个目的是这样实现的，即流道壁用一种匀质材料组成并至少在一部分区域内是多壁的。

为此，在流道中用一种匀质材料组成一定的壁区，该壁区的部分范围是多壁的。在本专利申请范围内，匀质材料理解为，流道壁的单壁区域和多壁区域的单个壁用精确的相同材料组成，其中从多壁到单壁区的过渡区不存在例如粘接缝或焊接缝之类的不均匀性。在本专利申请的意义内，只要在过渡区内的单壁区和多壁区内的流道壁的结构是相同的，则由一种多组分材料例如化学纤维增强的塑料组成的壁也是均匀的。在本专利申请的意义内，如果单壁的流道壁一部分范围与过渡区和多壁区的单个壁在一道工序内制成，该材料也是均匀的。

如果垂直于流动方向的一个截面至少交截两个单独的壁，则这样的流道壁在这里就是多壁的。这种多壁性的优点是，通过单个壁的厚度及单个壁的数量的变化可用简单的方式改变流道壁的柔性并达到相对于流动介质的内压力的流道壁的不同强度。如欲极大的柔性，则需选用极小的壁厚。此外，如果流道壁经受高的内压力，则在多壁区最好用很多的单个壁，从而增加多壁区的总厚度D。由于在多壁情况中流道壁内在相同变形时产生的最大伸长较小，所以即使将相同总厚度D的区域作成单壁，流道壁的变形范围和柔性也会以明显小的程度进行降低。此外，本发明的解决办法还有这样的优点，即全部单壁各边都与相邻的流道体固定连接，这样就能象原来的流道钢板那样以相同的方式承受压力。与先有技术不同的是，这里的单壁是各边牢固固定的壁。

这种流道壁既可用于气体介质又可用于液体介质的流道。可压缩成一个宽的气流，例如压缩成喷气刮刀，用它来压缩一条较宽的通道，或者使流体分布在一个圈套的宽度上，其强度可在该宽度上进行很精确地调节。在印刷技术的领域内，用本发明装置可按理想的方式来调节例如流经一个缝隙状流道的油墨流的分布。最后，在塑料加工中，存在着各种的使用可能性，来调节在一个模具内出现的熔流的分布。这些流道壁可组成全部可设想的流道几何形状，但最流行的是缝隙形、圆形和环形的流道几何形状。

流道壁由一种匀质材料组成，并为了部分变形，至少在部分区域内做成多壁的。这些流道壁最好组合在模具中，这样，在模具内存在的流道的几何形状就可根据要求在个别部位有目的地进行改变。

其他细节可从该装置各种实施例的以下说明中以及结合附图的各个装置中得知，附图表示：

图1一种匀质流道壁的俯视图，该流道壁在部分范围内是多壁的；

图2按图1的Ⅱ-Ⅱ剖开的断面图；

图3按图1的Ⅲ-Ⅲ部开的断面图；

图4多壁的区域做成弯曲的流道段的断面图；

图5多壁的柔性位于流道端部的一种装置的断面图；

图6位于各单壁上的层由另一种材料组成的一个流道壁的断面图；

图7两个流道会合的一个流道段的断面图；

图8两个柔性的多壁的流道壁组成一体的一个流道段的断面图；

图9一种模具的断面图，该模具的流道壁在流动方向内可局部平行调节。

如图1所示，在本发明的流道壁1的俯视图中可看出流道壁1的单壁区2和多壁区5之间的未扰动的匀质过渡区3和4。在这种情况中，未扰动是指在流道壁的表面既不存在任何的材料变化，又不存在任何的连接缝，例如焊接缝或粘接缝。就是说，在俯视图中看不到板的多壁区5。只有在断面Ⅱ-Ⅱ(图2)和Ⅲ-Ⅲ(图3)中才能看出具有单个壁6-9的流道壁1的多壁区5。出于多壁区5的高的弹性考虑，单个壁6-9的壁厚d应小于2毫米，最好甚至小于1毫米，以便在变形时使单个壁6-9表面上的最大伸长保持较小。在特殊情况中，单个壁厚度d用微米范围也是有利的。在某些情况中，流道壁1至少在部分范围内支承在另一壁25的一边上，如图5所示，也是有利的。当然也可用多个支承壁25。

对可能要求强度时，流道壁1最好用强度大于800兆帕，甚至大于1200兆帕的材料制成。在特殊情况中，为了增加柔性，多壁区中的单个壁厚度d在一定的长度内减小，也是有利的。在缝隙形流道时，如果多壁区5是一维或多维弯曲的，则可扩大多壁区5的线性弹性变形范围。图4表示流动方向内的一个弯曲的流道区域。当用一个调整螺钉10压到这个区域5的多壁区(虚线所示)5的一个部位时，只改变曲线的弯曲半径。如果例如像图1至3那样不存在弯曲，则在多壁区的最小偏转时势必改变它的长度，从而导致多壁区内附加的、不希望有的拉应力。这种拉应力与不可避免的弯曲应力叠加，这就会导致可达到的线性弹性变形的减小，从而使流道15只能在调整螺钉10的范围内以很小的尺寸减小它的高度h，在多数情况中，如果多壁区5构成流道1的端部，是有利的，如图5所示。

如图6所示，在至少一个单壁9的多壁区5中有另一层12用材料制成或在至少两个单壁8和9之间的多壁区5中有一个中间层13用另一种材料制成，这种情况往往是有利的。这例如可能是流道表面的一层滑动层或防腐层12，或者例如也可能是单个壁8和9之间的滑动层或隔层13。特别有意思的是，如图7所示，流道壁1的多壁区5在会合区14设置了两个或多个流道15和16。在这种情况下，在主物料流17上方上游流动的第二物料流18例如用布置在其宽度或圆周上的简单的调整螺钉10就可局部有限地改变它的宽度或它的圆周。也可不用螺钉10而用别的装置作调整元件，例如液压或气动调节装置或例如垫膨胀栓、压电转换器和伺服传动。

如图8所示，至少在流道壁15的一个区域中，多个流道壁19和20分别由一个区域式的多壁流道壁19和20组成以及多壁区域21和22借助于外部的调节元件10至少可局部产生变形，当然可达到更大的调节效果。例如在图8中将两个多壁区域21和22对置起来，就可用调整螺钉10进行相互调节，这样就可达到双倍的节流效果。用图9所示的装置可对构成一个流道15的两个流道壁26和27的距离a在流动方向28内借助于适当的调节装置23和24在一定的长度1内平行调节大于0.2毫米。长度1最好为5毫米。这可例如借助于两个独立的调节装置23和24调节流道壁2来实现。这对使用中要求流道改变后达到流动稳定总是有利的。

如果单个壁6-9紧密重叠，它们可用机械方式相互支撑，这对全部装置来说，都是有利的。在多壁区域5进行局部调节时，总会实现流道壁几何形状的连续变化，这样就可避免流速接近于零的死水区。由于均匀的流道壁没有分界面，所在调节区也不可能产生不密封的问题。

如图1-9所示的这些多壁的流道壁1可按本发明进行制造，即用一种化学的或物理的沉积法，或用喷涂法、涂刷法和层压法或用烧结法或类似的逐层实施的方法逐段进行制造，其中在多壁区5内，每个单个壁6-9的表面都这样处理，即在下一个制造段时，新涂敷层不得与以前制成的单个壁6-9的表面连接。这种制造方法当然可在任意的时间中断。这里以电镀沉积这种多壁的流道壁1为例来进行说明。在这种情况下，在一个具有理想流道壁表面的精确几何形状的模型上沉积要求的单个壁6厚度的例如第一镍层。然后中断沉积过程，并将已沉积的层的自由表面在流道壁要制作多层的区域5内进行钝化。在这种情况中，钝化是指表面这样进行处理，即在沉积过程继续时，在已处理的区域5中，在新的沉积层7和已经存在的第一层6之间不可能连接。这可例如涂敷隔离漆或粘贴隔离膜来实现。在钝化区以外，第二层与已经沉积的第一层紧密连接，于是在这个区域的流道壁1变成单壁。只有在钝化区域才产生第二个流道壁7，该流道壁在其边缘区域3和4中均匀地过渡到单壁区域2。原则上，可任意多次重复这个过程，这样就可制造任意多的单个壁6-9，这些单个壁分别均匀地过渡到单壁的流道壁区域2。对这种多壁的流道壁1的多数应用来说，最好钝化成同时在单个壁之间具有滑动层的功能，以便在变形时减少单个壁6-9的表面之间的摩擦。但不必强制用一中间层13来实现钝化。单个壁的表面也可通过表面负荷或表面张力的改变来实现钝化。在这种情况中，在单个壁6-9之间不产生由另一种材料制成的中间层。本发明的制造方法还保证了单个壁6-9的相互支撑，因为在这种制造方法中，即使在复杂的多维的几何形状时也可通过工艺自动地使这些单个壁相互很紧密地布置在一起。

Claims (13)

1．部分改变流道横断面的流道壁(1)，其特征为，流道壁(1)由一种匀质材料组成并至少在部分区域内是多壁的。

2．按权利要求1的流道壁(1)，其特征为，流道壁(1)至少在多壁的区域(5)内具有小于2毫米的单个壁厚度(d)。

3．按权利要求1的流道壁(1)，其特征为，流道壁(1)在一边上至少部分地由别的一些壁(25)支撑着。

4．按权利要求1的流道壁(1)，其特征为，流道壁(1)由一种具有大于800兆帕强度的材料制成。

5．按权利要求1的流道壁(1)，其特征为，在多壁的区域(5)内，单个壁厚(d)在一定的长度内减小，以增加柔性。

6．按权利要求1的流道壁(1)，其特征为，多壁的区域(5)一维或多维弯曲。

7．按权利要求1的流道壁(1)，其特征为，多壁的区域(5)构成流道(15)的端部。

8．按权利要求1的流道壁(1)，其特征为，在多壁的区域(5)内，在至少一个单壁(9)上有另一层(12)由另一种材料制成。

9．按权利要求1的流道壁(1)，其特征为，在多壁的区域(5)内，在至少两个单壁(8和9)之间有一个由另一种材料制成的中间层(13)。

10．按权利要求1的流道壁(1)，其特征为，流道壁(1)的多壁区域(5)在会合区(14)设置了两个或多个流道(17和18)。

11．按权利要求1的流道壁(1)，其特征为，至少在一个流道的一个区域内，多个流道壁(19和20)分别由一个套筒或板(21和22)组成；用外部的调节元件(10)可使两个套筒或板至少产生局部变形。

12．按权利要求1的流道壁(1)，其特征为，用适当的调节装置(23和24)在一定的长度1上可使构成一个流道(15)的两个流道壁(26和27)的距离a在流动方向内至少局部平行变化0.2毫米以上。

13．按权利要求1-12任一项所述的一个局部多壁的流道壁(1)的制造方法，其特征为，流道壁(1)逐段地用一种化学的或物理的沉积方法，或用喷涂、涂刷和层压法，或用烧结方法或类似的逐层实施的方法进行制造，其中在多壁的区域(5)内，每个单壁(6,7,8,9)的表面都这样处理，即在下一个制造段时，新涂的层不得与此前制成的单个壁(6,7,8)的表面连接。

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