DD220060B1

DD220060B1 - Duesenbalken an einer vorrichtung zur hydrodynamischen faserstoffverwirbelung

Info

Publication number: DD220060B1
Application number: DD83254329A
Authority: DD
Inventors: Eberhart Berger; Joachim Hendler; Klaus-Michael Schubert; Hans Anke; Ingbert Viertel; Werner Jaentsch; Manfred Lasch; Johannes Herdtler
Original assignee: Eberhart Berger; Joachim Hendler; Schubert Klaus Michael; Hans Anke; Ingbert Viertel; Werner Jaentsch; Manfred Lasch; Johannes Herdtler
Priority date: 1983-08-30
Filing date: 1983-08-30
Publication date: 1987-03-04
Also published as: DD220060A1

Description

Hierzu 7 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen Düsenbalken an einer Vorrichtung zur hydrodynamischen Faserstoffverwirbelung, wobei ein Vlies aus Fasern, Fäden und/oder Elementarfäden mittels Flüssigkeitsstrahlen aus diesem Düsenbalken so behandelt wird, daß sein Form- und Reibschluß erhöht und somit das vorgelegte Vlies verfestigt wird. Derartige Vliesstoffe im Flächengewichtsbereich von 10 bis 500g/m² sind insbesondere als medizinische Verbandstoffe, Operationskleidung, Deko- und Oberbekleidungsstoffe, Beschichtungsgrund-und Laminierstoffe sowie für technische Erzeugnisse wie Filter, Isoliermaterialien u.dgl. einsetzbar.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Grundverfahren zur Vliesverfestigung durch hydrodynamische Faserstoffverwirbelung werden z. B. in der DD-PS 143934, der DE-PS 1 635577 und in den US-Patentschriften 3493462,3560326 und 3485706 dargelegt. In diesen werden auch Vorrichtungen beschrieben, die der Ausbildung von feinsten Fluidstrahlen dienen. Unter diesen'Vorrichtungen, im folgenden als Düsenbalken bezeichnet, ist eine Serie von Einzeldüsen zu verstehen, die von einem gemeinsamen Druckverteilerraum mit Flüssigkeit beschickt werden und mit ihm eine Einheit bilden.

Des weiteren ist ein Düsenbalken aus der DD-PS 156275 bekannt. In der DD-PS 143934 wird das zu verfestigende Faservlies senkrecht zwischen Düsen hindurchgeführt.

Die in den genannten US-Patenten und der DE-PS 1 635577 beschriebenen Düsenbalken bestehen aus einem kompakten Druckverteilerraum als Oberteil und einer mittels eines Spannrahmens gehaltenen Düsenplatte, in die 5 bis 23 Kapillarbohrungen pro Zentimeter Arbeitsbreite mit einem Durchmesser von 0,05 bis 0,3mm eingebracht sind. Die Düsenplatte wird durch den Spannrahmen zentriert und zum Zwecke der Abdichtung durch Schraubenverbindungen an das Oberteil angepreßt. Ein Auswechseln der Düsenplatte z. B. aus Reinigungsgründen kann nur bei völliger Demontage des Spannrahmens erfolgen. Außerdem sind zur Schaffung der erforderlichen Montagefreiheit der Düsenbalken und/oder benachbarte zur Verfestigung erforderliche Apparaturen zu demontieren bzw. zumindest außer Arbeitsstellung zu bringen. Gleiche Nachteile in der Gestaltung des Düsenbalken weist auch die in der DD-PS 156275 beschriebene technische Lösung auf. Zum Auswechseln der Einzeldüsenplatten muß der Düsenplattenrahmen nach Lösen einer Vielzahl von Schraubverbindungen in Strahlarbeitsrichtung abgesenkt werden. Neben einem hohen Zeit- und Montageaufwand für den Aus- und Einbau der Düsenplatten ist außerdem ein hoher körperlicher Kraftbedarf zur Bewegungder schweren Bauelemente speziell bei Arbeitsbreiten von 1 000mm und mehr erforderlich.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht in der Verbesserung der zur hydrodynamischen Faserstoffverwirbelung eingesetzten Düsenbalken und der Elimination aller den bekannten technischen Lösungen anhaftenen Nachteile und Erschwernisse.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Verbesserung bzw. funktionssichere Ausführung der Abdichtung der Bauelemente gegen austretendes Arbeitsmittel sowie eine einfache, zeitsparende und unproblematische Verfahrensweise beim Wechsel der

Dusenplatten ohne Demontage peripherer Vorrichtungen und gebenenfalls auch ohne Anlagenstillstand zu erreichen Die Aufgabe wird erfindungsgemaß dadurch gelost, daß in einem Dusenbalken, bestehend aus einem Oberteil und einem Unterteil die mittels einer Vielzahl von Schrauben kraftschlussig miteinander verbunden sind, bei Druckbeaufschlagung durch das Fluid zwischen der im Unterteil angeordneten Dusenplatte und dem Oberteil eine Druckverteilerkammer besteht Das Oberteil ist so ausgebildet, daß es bei Druckbeaufschlagung durch das Fluid durch die von der Druckverteilerkammer ausgehenden Querkrafte formschlüssig mit dem Unterteil verbunden ist

Das Oberteil kann aus einem Stuck bestehen, d h einem Druckverteilergehause mit eingeschlossener Druckverteilerkammer, es kann aber auch zweigeteilt sein und aus dem Druckverteilergehause mit Druckverteilerkammer und einem gesonderten Distanzstuck bestehen

Die Dusenplatte ist im drucklosen Zustand im Unterteil des Dusenbalkens formschlüssig gelagert und zentriert Bei steigendem Arbeitsmitteldruck besteht durch die in der Druckverteilerkammer wirkenden Vertikalkrafte eine druckabhangige, selbst verstärkende kraftschlussige Verbindung zwischen der Dusenplatte und dem Unterteil Die Dusenplatte ist bei der erfindungsgemaßen Vorrichtung in einem stirnseitig im Unterteil angeordneten Einschubkanal gelagert und quasi ohne Demontageaufwand auswechselbar

Die Druckverteilerkammer ist dabei gegen austretendes Fluid bei Druckerhöhung an allen Dichtungsstellen mittels in umlaufenden Rechteck- oder Dreiecknuten angeordneter endloser Rundringdichtungen druckabhängig selbstverstarkend abgedichtet Diese Rundringdichtungen bestehen aus einem Stuck und sind endlos Die Dusenplatte ist im vorliegenden Fall ein einziges durchgehendes 0,5 bis 5 mm dickes Dusenblech und kann beliebiger Lange sein Sie ist als Ein- oder Mehrreihenduse in rapportmaßig gleich- oder ungleichförmiger Anordnung der Kapillaren ausgebildet DieZufuhroffnung fur das Fluid in die Druckverteilerkammer ist ein- oder beidseitig mit einem Abstand von mindestens 2X der Nennweite des Zufuhrrohres zur ersten Kapillare angeordnet

Die gepaarten Bauelemente sind so gestaltet und dimensioniert, daß im verschraubten Zustand zwischen dem Oberteil und dem Unterteil bzw zwischen dem Distanzstuck und dem Unterteil ein Kanal besteht, in den die aus einem Teil ausgeführte Dusenplatte durch eine stirnseitige Öffnung im Unterteil eingeschoben bzw im eingebauten Zustand herausgezogen werden kann Die Montageoffnung wird mittels eines Deckels verschlossen Die im unbelasteten Zustand leicht bewegliche Dusenplatte stutzt sich bei Druckbeaufschlagung auf den darunter befindlichen Langsbacken des Dusenplattenrahmens ab und bildet mit dem darüber angeordneten, als Druckverteilergehause gestalteten Oberteil eine isobare Druckverteilerkammer Das Druckverteilergehause ist erfindungsgemaß so gestaltet, daß das Arbeitsmittel ein- oder beidseitig in die Druckverteilerkammer einfließt Zur Beruhigung der Strömung des Arbeitsmittels betragt der Abstand vom Eintritt des fließenden Mediums in die Druckverteilerkammer bis zur ersten Einzelduse mindestens das Doppelte der Rohrnennweite des Zufuhrrohres Das Volumen der Druckverteilerkammer entspricht aus Gründen der isobaren Druckverteilung mindestens dem der zufuhrenden Rohrleitung gleicher Lange Die konstruktiven Ausfuhrungen ζ B als Ein- oder Mehrkammerverteiler sowie die Formen der Querschnitte spielen eine untergeordnete Rolle Sie haben lediglich Einfluß auf die festigkeitstechnische Auslegung des Druckverteilergehauses, welches alle am Dusenbalken auftretenden Quer- und Vertikalkrafte aufnimmt Zwischen dem Dusenplattenrahmen und der Dusenplatte ist erfindungsgemaß in einer im Unterteil eingebrachten umlaufenden Rechtecknut eine endlose Rundrmgdichtung angeordnet, aufweicher die Dusenplatte im drucklosen Zustand locker aufliegt Bei Druckerhöhung des Arbeitsmittels wird diese durch den steigenden Flachendruck bis zum vollflachigen Aufliegen an den Langsbacken des Dusenplattenrahmens gegen die in der Rechtecknut hegende Rundringdichtung gedruckt wodurch ein seitliches Herausdrangen der Dichtung aus der Nut auch bei höchsten Drucken verhindert wird Die so vorgespannte umlaufende Rundringdichtung bewirkt bei einseitiger Druckbeaufschlagung durch das die Dusenplatte seitlich unterwandernde Arbeitsmittel druckabhängig eine selbstverstarkende Abdichtung der Dnuckverteilerkammer zwischen der Dusenplatte und dem Dusenplattenrahmen

Die Abdichtung zwischen den anderen Bauelementen des Dusenbalkens erfolgt nach dem Prinzip der Rundringabdichtung durch in umlaufenden Rechteck- oder Dreiecknuten angeordnete form- oder mittels Schraubverbindungen kraftschlussig vorgespannte endlose Rundringe Der senkrecht auf die Rundrmgdichtung wirkende Arbeitsmitteldruck wirkt bei steigendem Druck selbstabdichtend bzw verstärkt die durch die Vorspannung aufgebrachte Dichtwirkung Die Rundnngdichtungen bestehen aus einem nahtlos aneinander gefugten endlosen flexiblen Material mit kreisförmigem Querschnitt

Die in ihrer Lange von der Arbeitsbreite der Verfestigungsvorrichtung bestimmte rechteckige Dusenplatte kann als Ein- oder Mehrreihenduse in rapportmaßig gleich- oder ungleichförmiger Anordnung der Kapillaren ausgebildet sein Die Dusenplatte ist erfindungsgemaß em Blech mit einer Starke von 0,5 bis 5 mm Es verfugt zur Erzeugung der zylinderformigen Fluidstrahlen über Kapillarbohrungen mit einem Durchmesser von 0,05 bis 0,3mm Zum Erreichen eines optimalen Stromungsverhaltens besitzen die Kapillarbohrungen einen konischen Einlauf, einen zylindrischen Mittelteil und eine divergierende Austnttsoffnung Dadurch werden auf einer Strahllange bis zu 80 mm säulenförmige Fluidstrahlen mit einem Divergenzwinkel zur Mittelachse von weniger als 5° und Stromungsgeschwindigkeiten von 10 bis 250m/s erzeugt

Ausfuhrungsbeispiele

Der erfindungsgemaße Dusenbalken wird nachfolgend anhand der schematischen Zeichnung naher erläutert Dabei zeigen

Fig 1a das Oberteil in einteiliger Form

Fig 1b das Dusenblech

Fig 1c den Dusenplattenrahmen als Unterteil

Fig 2 den kompletten Dusenbalken gemäß Fig 1 im Längsschnitt

Fig 3a dieDruckverteilerkammereineszweigeteiltenOberteils

Fig 3 b das Distanzstuck

Fig 3 c das Dusenblech

Fig 3d den Dusenplattenrahmen als Unterteil

Fig 4 den kompletten zweigeteilten Dusenbalken im Längsschnitt

Der in den Figuren 1 a-1 с gezeigte Dusenbalken weist ein massiv ausgebildetes Druckverteilergehause 1 als Oberteil und einen das Dusenblech 2 aufnehmenden Dusenplattenrahmen 3 als Unterteil auf Der Dusenplattenrahmen 3 ist mit seiner Ausnehmung 4 über eine Vielzahl von Schrabeun 5 mit dem Druckverteilergehause 1 verbunden, so daß sich über dem eingeschobenen Dusenblech 2 ein zweiteiliger Druckverteilerraum ausbildet Der aus einer quaderformigen Druckverteilerkammer 6, einer Vielzahl von Uberstromkanalen 7 und der zylinderformigen Vorkammer 8 bestehende Druckverteilerraum dient der isobaren Druckausbreitung des seitlich über das kreisrunde Zufuhrrohr 9 eintretenden Arbeitsmittels Die Querschnittsflache der zylinderformigen Vorkammer 8 sowie die Summe der Querschnittsflachen der Uberstromkanale 7 entsprechen mindestens der des Zufuhrrohres 9

Die Ausnehmung 4 des Dusenplattenrahmens3 dient sowohl der Zentrierung von Druckverteilergehause 1, Dusenblech 2 und Dusenplattenrahmen 3 als auch als Anschlag fur die in der umlaufenden Rechtecknut 10 angeordnete endlose Rundringschnur 11 gegen vertikales Herausschieben derselben durch das Arbeitsmittel, zur Abdichtung von Ober- und Unterteil Die auf dem Boden der Ausnehmung 4 in die Langsbacken 3a eingebrachte umlaufende Rechtecknut 12 nimmt die endlose Rundnngschnur 13 auf und dichtet zusammen mit dem eingeschobenenen Dusenblech 2 bei Druckanstieg den Druckverteilerraum gegen austretendes Arbeitsmittel ab

Das Wechseln des Dusenbleches 2 erfolgt, wie aus Fig 2 ersichtlich, durch Einschieben in einen stirnseitig in den Dusenplattenrahmen 3 eingebrachten, der Breite des Dusenbleches 2 entsprechenden durchgehenden Einschubkanal 14 Das seitliche Austreten des Arbeitsmittels durch den Einschubkanal 14 wird durch einen mittels Deckelschrauben 16a mit dem Dusenplattenrahmen 3 verschraubten und durch die Rundnngdichtung 15 abgedichteten Deckel 16 verhindert Das in die Ausnehmung 17 des Verschlußdeckels 16 hineinragende Ende des Dusenbleches 2 dient als Angriffsfläche beim Dusenblechwechsel

Das im drucklosen Zustand durch das Druckverteilergehause 1 und den Dusenplattenrahmen 3 nurformschlussig in seiner Lage fixierte Dusenblech 2 stutzt sich bei Druckbeaufschlagung auf den die Vertikalkrafte zu den Schrauben 5 ableitenden, zum Dusenplattenrahmen 3 gehörenden Langsbacken 3a ab Die mit den am Druckverteilergehause 1 eingebrachten Langsnuten 18 korrespondierenden, am Dusenplattenrahmen 3 herausgearbeiteten Stutzleisten 19 nehmen bei Druckbeaufschlagung die in der Druckverteilerkammer 6 wirkenden Querkrafte auf und stabilisieren den durch den zentralen Ausstromschlitz 20 labilen Dusenplattenrahmen 3 Durch den divergierenden Ausstromschlitz 20 treten die von den Kapillarbohrungen 21 gebildeten Fluidstrahlen aus dem erfindungsgemaßen Dusenbalken aus

Der in den Figuren 3a-3b dargestellte Dusenbalken weist ein quaderformiges Druckverteilergehause 22 als Oberteil auf, das durch den das Unterteil bildenden Dusenplattenrahmen 23, welcher das Distanzstuck 24 mit dem Dusenblech 25 aufnimmt, verschlossen ist Der im Oberteil durch die Ausnehmung 26 zentrierte Dusenplattenrahmen 23 ist mittels einer Vielzahl von Schrauben 27 verschraubt, so daß sich im Inneren des Dusenbalkens eine rechteckige Druckverteilerkammer 28 ausbildet Diese zweiteilige Druckverteilerkammer 28a und 28b dient der isobaren Druckverteilung des Arbeitsmittels, welches über ein stirnseitig eintretendes Zufuhrrohr 29 eingespeist wird

Die sich im verschraubten Zustand zwischen dem Druckverteilergehause 22 und dem Distanzstuck 24 ausbildende umlaufende Dreiecknut 30 übernimmt zusammen mit der eingelegten endlosen Rundrmgschnur31 die Abdichtung der Druckverteilerkammer 28 zum Druckverteilergehause 22 Die Ausnehmung 32 des Dusenplattenrahmens 23 dient sowohl der Zentrierung des Distanzstuckes 24 als auch als Anschlag fur die in der umlaufenden Rechtecknut 33 angeordnete endlose Rundnngschnur 34 gegen vertikales Herausschieben derselben durch das Arbeitsmittel, zur Abdichtung des Distanzstuckes 24 zum Dusenplattenrahmen 23 Die auf dem Boden der Ausnehmung 32 in die Langsbacken 23a eingebrachte umlaufende Rechtecknut 35 nimmt die endlose Rundringschnur 36 auf und dichtet bei Druckanstieg zusammen mit dem in die Ausnehmung 37 eingeschobenen und zentrierten Dusenblech 25 die Druckverteilerkammer 28 gegen austretendes Arbeitsmittel

Das Auswechseln des Dusenbleches 25 erfolgt, wie aus Fig 4 ersichtlich, durch Einschieben in einen stirnseitig in den Dusenplattenrahmen 23 eingebrachten, der Breite des Dusenbleches 25 entsprechenden durchgehenden Einschubkanal 38 Das seitliche Austretendes Arbeitsmittels durch den Einschubkanal 38 wird durch einen mittels Deckelschrauben 40 a mit dem Dusenplattenrahmen 23 verschraubten und durch die Rundringdichtung 39 abgedichteten Deckel 40 verhindert Das in die Ausnehmung 41 des Deckels 40 hineinragende Ende des Dusenbleches 25 dient als Angriffsflache beim Dusenblechwechsel Das in drucklosem Zustand durch das Distanzstuck 24 und den Dusenplattenrahmen 23 nurformschlussig in seiner Lage fixierte Dusenblech 25 stutzt sich bei Druckbeaufschlagung auf den die anliegenden Vertikalkrafte zu den Schrauben 27 ableitenden, zum Dusenplattenrahmen 23 gehörenden Langsbacken 23a ab

Neben der Aufnahme und Zentrierung des Dusenplattenrahmens 23 im Druckverteilergehause 22 nimmt die Ausnehmung 26 bei Druckbeaufschlagung die in der Druckverteilerkammer 28 wirkenden Querkrafte auf und stabilisiert den zentrisch geschlitzten Dusenplattenrahmen 23 und das Distanzstuck 24

Das durch den Überströmkanal 42 dem Dusenblech 25 zugeleitete Arbeitsmittel wird in den Kapillarbohrungen 43 zu Fluidstrahlen umgebildet, die über den divergierenden Ausstromschlitz 44 aus dem erfindungsgemaßen Dusenbalken austreten

Erfindungsgemaß ist es auch möglich, am Eintritt in den Druckverteilerkammerteil 28b zur Vermeidung des Zusetzens der Kapillarbohrungen 43 zusammen mit einem perforierten Stutzelement ein feinmaschiges Filterelement, dessen lichte Maschenweite kleiner als der Kapillardurchmesser ist, einzubringen Diese Möglichkeit der Anordnung eines Filterelementes in dem Druckverteilerkammerteil 28 b gestattet einen nochmaligen Druckausgleich unmittelbar vordem Dusenblech 25 Bei beiden Ausfuhrungsformen des erfindungsgemaßen Dusenbalkens bestehen in der Druckkammer über die gesamte Arbeitsbreite gleichmaßige Druckverhaltnisse zur Ausbildung von Arbeitsmittelstrahlen, die fur die Vliesverfestigung durch Faserstoffverwirbelung geeignet sind

Außerdem ist ein Dusenwechsel zwecks Reinigung oder bei Veränderung der Technologie ohne Schwierigkeiten in Arbeitsstellung des Dusenbalkens und ohne Demontage peripherer Vornchtungsteile möglich Der praktische und zeitliche Aufwand des Dusenwechsels ist so gering, daß bei Einsatz mehrerer Dusenbalken ein Dusenwechsel bei laufendem Verfestigungsaggregat möglich ist

Claims

Erfindungsanspruch:

1. Düsenbalken an einer Vorrichtung zur Verfestigung eines Vliesstoffes durch Faserverwirbelung mittels Fluidstrahler), bestehend aus einem Oberteil und einem Unterteil, die mittels einer Vielzahl von Schrauben kraftschlüssig miteinander verbunden sind, gekennzeichnet dadurch, daß mittels in umlaufenden Rechteck-oder Dreiecknuten (10,12,30, 33,35) angeordneter endloser Rundringdichtungen (11,13,31, 34, 36) durch eine selbstverstärkende formschlüssige Abdichtung zwischen Unterteil (3, 23) und einteiliger Düsenplatte (2, 25) einerseits sowie Unterteil (3, 23) und Oberteil (1) eine Druckverteilerkammer (6,28) besteht.

2. Düsenbalken nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Oberteil aus einem Druckverteilergehäuse (1) und der Druckverteilerkammer (6) besteht.

3. Düsenbalken nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Oberteil aus dem Druckverteilergehäuse (22), der Druckverteilerkammer (6, 28) und dem Distanzstück (24) besteht.

4. Düsenbalken nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Düsenplatte (2, 25) im drucklosen Zustand im Unterteil (3, 23) des Düsenbalkens formschlüssig gelagert und zentriert ist.

5. Düsenbalken nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Düsenplatte (2, 25) in einem stirnseitig im Unterteil (3, 23) angeordneten Einschubkanal (14, 38) gelagert ist.

6. Düsenbalken nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Rundringdichtungen (11,12, 31, 34,36) aus flexiblen Material und aus einem Stuck bestehen.

7. Düsenbalken nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Düsenplatte (2, 25) aus einem einzigen durchgehenden 0,5 bis 5mm dickem Düsenblech besteht und als Ein-oder Mehrreihendüse in rapportmäßiger Anordnung der Kapillaren (21,43) ausgebildet ist.

8. Düsenbalken nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Zuführöffnung für das Fluid in die Druckverteilerkammer (6,28) mit einem Abstand von mindestens 2 χ der Nennweite des Zuführrohres (9) zur ersten Kapillare (21,43) angeordnet ist.