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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Blasdüse zum Unterstützen eines
Schussfadens in einer Webmaschine, mit anderen Worten, eine Blasdüse zur Erzeugung
eines Fluidstrahls zum Transportieren eines Schussfadens entlang
dem Riet der Webmaschine durch das Webfach.
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In
erster Linie ist mit einer solchen Blasdüse eine Stafettendüse für eine Luftdüsenwebmaschine gemeint,
jedoch ist deutlich, dass auch allgemein andere Blasdüsen darunter
zu verstehen sind, auch für andere
Fluide als Luft.
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Es
ist bekannt, dass solche Blasdüsen
in verschiedenen Formen hergestellt werden können, sowohl in Bezug auf die
innere als auch die äußere Form.
Die innere Form bestimmt den Fluss des Fluids, das die Blasdüse verlässt, mit
anderen Worten, des austretenden Fluidstrahls. Hierbei wird natürlich angestrebt,
dass ein solcher Fluidstrahl so kräftig wie möglich ist und dass er sich
in eine spezifische Richtung erstreckt, umso effizient wie möglich auf
einen Schussfaden einwirken zu können.
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Aus
der
belgischen Patentanfrage
Nr. 1,012,608 ist eine Blasdüse zum Unterstützen eines Schussfadens
einer Webmaschine bekannt, die mit einer Durchflusskanalisation
für ein
Fluid versehen ist, die nahe dem freien Ende der Blasdüse eine
Biegung beschreibt, um anschließend
durch eine Auslassöffnung
in der Umgebung zu münden,
wobei in dieser Durchflusskanalisation ein Strahlrohr integriert ist,
um die Effizienz des austretenden Strahls zu verbessern. Das Strahlrohr
befindet sich hierbei in demjenigen Teil der Durchflusskanalisation,
der sich ab der vorgenannten Biegung bis an die Auslassöffnung erstreckt,
mit dem Nachteil, dass wenig Platz zur Optimierung der Strahldüse vorhanden
ist. Außerdem muss
das Fluid zuerst durch eine erste Verengung in der Biegung geführt werden,
bevor es den kritischen Abschnitt des Strahlrohrs erreicht. Aufgrund
dieser aufeinanderfolgenden Verengungen ist nicht ausgeschlossen,
dass unerwünschte
Turbulenzen erzeugt werden.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine verbesserte Blasdüse, womit
allgemein ein effizienterer Fluidstrahl erzielt werden kann und
welche spezieller die oben erwähnten
Nachteile beseitigt.
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Zu
diesem Zweck betrifft die Erfindung eine Blasdüse zum Unterstützen eines
Schussfadens in einer Webmaschine gemäß Anspruch 1. Durch Integrieren
des Strahlrohrs in die Biegung wird ein gleichmäßigerer Durchfluss erhalten.
Das Fluid wird hierbei gleichzeitig in einer glatten Bewegung durch
die Biegung gezwungen und dem Strahlrohreffekt unterzogen. Da die
obere Wand des Teils der Durchflusskanalisation ab dem kritischen
Abschnitt bis zur Auslassöffnung
ausschließlich
konkav ist, bietet dies den Vorteil, dass ab dem kritischen Abschnitt
bis zur Auslassöffnung
eine regelmäßige Ausdehnung
erhalten wird.
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Die
Durchflusskanalisation ist so gestaltet, dass sie sich von vor der
vorgenannten Biegung bis zu dem schmalsten Abschnitt der Blasdüse verengt. Auf
diese Weise wird erhalten, dass vor dem schmalsten Abschnitt der
Blasdüse
keine anderen Verengungen vorhanden sind, die einen negativen Einfluss
auf den Strahlrohreffekt haben.
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Die
Durchflusskanalisation ist vorzugsweise so gestaltet, dass sie sich
ab dem kritischen Abschnitt des oben erwähnten Strahlrohrs bis zur Auslassöffnung erweitert.
Hiermit ist gemeint, dass die gegenüberliegenden Wände in diesem
Teil der Durchflusskanalisation sich voneinander entfernen und/oder
höchstens
an bestimmten Stellen parallel zueinander sind. Hierdurch wird vermieden,
dass in diesem Teil Turbulenzen auftreten, und wird der Strahlrohreffekt
optimal bis in den die Auslassöffnung verlassenden
Fluidstrahl übertragen.
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Nach
einer bevorzugten Ausführungsform
ist die Blasdüse
dadurch gekennzeichnet, dass derjenige Teil der Durchflusskanalisation,
der sich ab dem kritischen Abschnitt des Strahlrohrs bis zu der
Auslassöffnung
erstreckt, eines oder mehrere der folgenden Merkmale aufweist:
- – dass
die obere Wand des oben erwähnten
Teils einen konkaven Verlauf mit einer schwachen Krümmung aufweist,
der für
eine allmähliche Richtungsänderung
der oberen Wand von höchstens
20 Grad sorgt, was den Vorteil bietet, dass dank dieser oberen Wand
keine Turbulenzen auftreten können;
- – dass
die untere Wand des oben erwähnten
Teils in Nähe
der Auslassöffnung
mindestens einen geraden Teil aufweist, sodass, in Nähe des anderen Endes,
keine unerwünschten
Expansionen oder Kompressionen mehr auftreten;
- – dass
mindestens derjenige Teil der unteren Wand des oben erwähnten Teils,
der direkt an den kritischen Abschnitt anschließt, konvex ausgeführt ist,
was den Vorteil bietet, dass dies zu Expansionswellen und damit
zu einem Überschallfluss
führt,
und dass unmittelbar eine Wandkrümmung
erhalten wird, die sich in die richtige Biegungsrichtung erstreckt,
sodass das Fluid ab dem kritischen Abschnitt weiter auf gleichmäßige Weise
umgebogen wird;
- – dass
die untere Wand des oben erwähnten
Teils ab den kritischen Abschnitt bis zur Auslassöffnung ausschließlich aus
einem konvexen Teil besteht, gefolgt von einem geraden Teil, wobei
die Vorteile der vorgenannten beiden Paragraphen kombiniert werden.
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Gemäß einem
besonders bevorzugten Merkmal weist der sich verengende Teil, der
dem kritischen Abschnitt des Strahlrohrs vorangeht, eine obere Wand
auf, die sich mindestens mit einem konkaven Teil in den kritischen
Abschnitt erstreckt, im Gegensatz zu einer herkömmlichen Konstruktion eines Strahlrohrs.
Somit wird das Fluid optimal durch die Biegung umgebogen, um anschließend direkt
in den kritischen Abschnitt zu gelangen.
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Die
Durchflusskanalisation weist an den Strahlrohr, beziehungsweise
den Strahlrohren, bevorzugt einen rechteckigen oder nahezu rechteckigen
Querschnitt auf, wodurch ein gleichförmiger Strahlrohreffekt in
der Breite erhalten wird. Dies ist besonders nützlich, wenn die untere Wand
und obere Wand asymmetrisch sind.
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Obwohl
die oben erwähnten
Merkmale gemäß verschiedenen
Möglichkeiten
kombiniert werden können,
zeigt die erfindungsgemäße Blasdüse vorzugsweise
mindestens die folgende Kombination von Merkmalen zur maximalen
Optimierung der Ausflussmerkmale: dass die Durchflusskanalisation
sich ab dem kritischen Abschnitt des oben erwähnten Strahlrohrs bis zur Auslassöffnung erweitert;
und dass derjenige Teil der Durchflusskanalisation, der sich ab
dem kritischen Abschnitt des Strahlrohrs bis zu der Auslassöffnung erstreckt,
eine untere Wand aufweist, die vor dem kritischen Abschnitt zuerst
einen konvexen Verlauf aufweist und dann einen geraden oder nahezu
geraden Verlauf hat.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
ist die Blasdüse
zum Unterstützen
eines Schussfadens einer Webmaschine mit einer Durchflusskanalisation für ein Fluid
versehen, die durch mindestens eine Auslassöffnung in die Umgebung mündet, wobei
in dieser Durchflusskanalisation ein Strahlrohr gebildet ist, das
sich somit nicht unbedingt in der oben genannten Biegung befindet,
wobei die Durchflusskanalisation sich ab dem Teil, der dem schmalsten
Abschnitt vorangeht, bis zu diesem schmalsten Abschnitt des Strahlrohrs
verengt; wobei die Durchflusskanalisation sich ab dem kritischen
Abschnitt bis zur Auslassöffnung
erweitert; und wobei derjenige Teil der Durchflusskanalisation,
der sich ab dem kritischen Abschnitt bis zu der Auslassöffnung erstreckt, eine
obere Wand aufweist, die ausschließlich konkav gestaltet ist,
und eine untere Wand aufweist, die ab dem kritischen Abschnitt zuerst
einen konvexen Verlauf und dann einen geraden oder nahezu geraden Verlauf
aufweist.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
ist die Blasdüse
zum Unterstützen
eines Schussfaden in einer Webmaschine mit einer Durchflusskanalisation für ein Fluid
versehen, die durch mindestens eine Auslassöffnung in die Umgebung mündet, wobei
diese Durchflusskanalisation mindestens einen Kanal aufweist, in
den ein Strahlrohr integriert ist, dadurch gekennzeichnet, dass
jeder betreffende Kanal mindestens in Höhe des zugehörigen Strahlrohrs
einen rechteckigen Querschnitt aufweist.
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Zur
besseren Verdeutlichung der Merkmale der Erfindung sind die folgenden
bevorzugten Ausführungsformen
beschrieben, nur als Beispiel, ohne in irgendeiner Weise einschränkend zu
sein, unter Verweis auf die begleitenden Zeichnungen, worin:
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1 schematisch
einen Teil einer Webmaschine mit mehreren Glasdüsen gemäß der Erfindung darstellt;
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2 einen
Querschnitt gemäß Linie
II-II in 1 in einem größeren Maßstab darstellt;
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3 die
Blasdüse,
die in 2 mit F3 dargestellt ist, im Querschnitt darstellt;
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4 den
in 3 durch F4 angedeuteten Teil in einem größeren Maßstab darstellt;
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5 einen
Querschnitt gemäß Linie
V-V in 4 darstellt; die
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6 und 7 Querschnitte
analog zu denen von 5, jedoch für zwei Varianten darstellen;
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8 noch
eine Ausführungsform
einer Blasdüse
gemäß der Erfindung
darstellt;
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9 schematisch
darstellt, wie die Ausführungsform
von 8 aufgebaut ist;
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10 eine
andere praktische Ausführungsform
der Erfindung darstellt;
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11 eine
Ansicht gemäß Pfeil
F11 in 10 darstellt;
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12 schematisch
darstellt, wie die Ausführungsform
der 10 und 11 aufgebaut
ist;
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13 einen
Querschnitt gemäß Linie
XIII-XIII in 11 darstellt;
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14 eine
Variante von 13 darstellt;
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15 eine
Variante von 4 darstellt.
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Die 1 und 2 stellen
schematisch eine Vorrichtung 1 zum Einbringen von Schussfäden 2 in
einer Webmaschine dar, die mit Blasdüsen 3 versehen ist,
die erfindungsgemäß ausgeführt sind.
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Die
Vorrichtung 1 umfasst eine Lade 4 mit einem Riet 5,
das mit einem Führungskanal 6 versehen ist,
durch den der Schussfaden 2 transportiert wird. Der Schussfaden 2 wird
mittels einer Hauptdüse 7 in den
Führungskanal 6 geblasen
und weiter durch Fluidstrahlen 8, in diesem Fall Luftstrahlen,
die mittels der Blasdüsen 3 erzeugt
werden, unterstützt.
Wie bekannt, können
mehrere Hauptdüsen 7–7A vorgesehen
sein, um ab verschiedenen Schussgarnen 9–10 Schussfäden 2 in
das Webfach einzubringen.
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Wie
in 2 dargestellt, erstrecken sich die Blasdüsen 3 während des
Einbringens des Schussfadens 2 mit ihren oberen Enden durch
die Schussfäden 11 bis
in das durch die unteren und oberen Schussfäden 11–12 gebildete
Fach 13. Sowohl die Hauptdüsen 7–7A als
auch die Blasdüsen 3 werden mittels
einer Fluidquelle 14, beispielsweise Druckluft, mit einem
Fluid unter Druck gespeist, und sie werden auf bekannte Weise mittels
Ventilen 15–16 oder
dergleichen angesteuert.
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Wie
in den 3 bis 5 dargestellt, sind die Blasdüsen 3 mit
einer Durchflusskanalisation 17 für das Fluid versehen, in diesem
Fall einem einzelnen Kanal, der mittels eine Auslassöffnung 18 in
die Umgebung mündet.
Diese Durchflusskanalisation 17 besteht hauptsächlich aus
einem Zufuhrteil 19, das sich hauptsächlich in der Längsrichtung
der Blasdüse 3 erstreckt,
und einer daran anschließenden
Biegung 20, wonach besagte Durchflusskanalisation 17 mittels
der obengenannten Auslassöffnung 18 direkt oder
indirekt in die Umgebung mündet.
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Die
vorliegende Erfindung ist darin besonders, dass ein Strahlrohr 21,
das in der Biegung 20 integriert ist, in der Durchflusskanalisation 17 gebildet
ist.
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Die
Durchflusskanalisation 17 ist als ein sich ständig verengendes
Teil 23 ab der oben erwähnten Biegung 20,
spezieller ab dem Ende des Zufuhrteils 19 bis zum schmalsten
Abschnitt des Strahlrohrs 21, insbesondere dem kritischen
Abschnitt 22, ausgebildet.
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Der
kritische Abschnitt 22 befindet sich mindestens teilweise
in der Hälfte
H1 der Blasdüse 3,
die sich in Bezug auf die Längsachse
L der Blasdüse 3 gegenüber der
Hälfte
H2 befindet, worin die Auslassöffnung 18 angebracht
ist. Der kritische Abschnitt 22 bildet hierbei einen Winkel
A mit der Längsachse
L, der mindestens 15 Grad beträgt,
und der vorzugsweise zwischen 15 und 40 Grad gelegen ist.
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Der
Teil 24 der Durchflusskanalisation 18, der sich
ab dem kritischen Abschnitt 22 bis zur Auslassöffnung 18 erstreckt,
ist so gestaltet, dass er sich nur erweitert.
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Der
Teil 24 weist, wie dargestellt, außerdem die folgende Kombination
von Merkmalen auf:
- – eine obere Wand 25,
die ab dem kritischen Abschnitt 22 bis zur Auslassöffnung 18 einen
ausschließlich
konkaven Verlauf aufweist und welche eine schwache Krümmung aufweist,
die eine allmähliche
Richtungsänderung
der oberen Wand 25 über
höchstens
20 Grad vorsieht, mit anderen Worten, dass der in 4 angedeutete
Winkel B kleiner oder gleich 20 Grad ist;
- – eine
untere Wand 26, wovon der Teil 27, der direkt
an den kritischen Abschnitt 22 anschließt, konvex gestaltet ist, wobei
dieser konvexe Teil 27 unmittelbar von einem geradlinigen
oder nahezu geradlinigen Teil 28 gefolgt wird, der sich
bis zu der Auslassöffnung 18 erstreckt.
Mit nahezu geradlinig ist so geradlinig als möglich gemeint.
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Der
schmaler werdende Teil 23, der dem kritischen Abschnitt 22 vorangeht,
weist eine obere Wand 29 auf, die sich mindestens mit einem
konkaven Teil bis in den kritischen Abschnitt 22 erstreckt.
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Wie
in 5 dargestellt, weist die Durchflusskanalisation 17,
jedenfalls wenn sie von einem einzigen Kanal 30 gebildet
wird, vorzugsweise mindestens an dem Strahlrohr 21 einen
rechteckigen Querschnitt auf, der entweder quadratisch oder nicht quadratisch
sein kann.
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Indem
die Innenwände
der Durchflusskanalisation 17 so ausgeführt werden, wie oben erwähnt, werden
die jeweiligen, in der Einleitung erwähnten Vorteile erhalten. Spezifischer
ermöglicht
es diese Gestaltung, dass einerseits Überschall-Fließgeschwindigkeiten
entwickelt werden, während
andererseits die Entstehung von Schockwellen trotzdem ausgeschlossen
oder mindestens minimiert wird.
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Durch
Zufuhr von Fluid unter Druck wird es, während es bereits gezwungen
wird, eine Biegung zu beschreiben, in den kritischen Abschnitt selbst
geleitet. Nach dem kritischen Abschnitt 22 folgt eine Expansion
mit Expansionslinien 31, wie in 4 abgebildet,
wobei 31A die letzte Expansionslinie darstellt.
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Hierbei
ist anzumerken, dass an der oberen Wand 25 kein konvexes
Teil direkt hinter dem kritischen Abschnitt 22 vorgesehen
ist. Ein solches Teil könnte
dem Fluid gestatten, sich auszudehnen, würde aber dieses Fluid auch
veranlassen, eine Biegung in der falschen Richtung durchzuführen. Dieser Nachteil
wird gemäß eine bevorzugten
Merkmal der Erfindung vermieden, indem direkt hinter dem kritischen
Abschnitt 22 mit einer konkaven oberen Wand 25 begonnen
wird. Außerdem
kann dieser konkave Teil so berechnet werden, dass keine Druckwellen oder
Schockwellen erzeugt werden, was verwirklicht wird, indem sichergestellt
wird, dass die Expansionslinien 31 sich ab dem kritischen
Abschnitt 22 gleichmäßig bis
in den in 4 dargestellten Standort der letzten
Expansionslinie 31A auffächern.
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Dank
des geringen konvexen Teils 27 wird das Fluid in die richtige
Richtung umgebogen und werden mittels des geradlinigen Teils 28 jedwede weitere
Expansionen oder Kompressionen nach der Expansionslinie 31A verhindert
und wird auch sichergestellt, dass der Fluidstrahl 8 die
Blasdüse 3 gemäß der Richtung
des Teils 28 verlässt,
so dass ein paralleles Ausströmen
erhalten wird.
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Es
ist deutlich, dass mehrere Varianten möglich sind. Somit können beispielsweise
mehrere Auslassöffnungen 18 in
einer einzigen Blasdüse 3 angebracht
werden, die jede mit ihrem eigenen Strahlrohr 21 versehen
sind. Die 6 und 7 stellen
zwei Beispiele dafür
dar, wobei die Auslassöffnungen
sich 18 nebeneinander befinden, in 6 auf derselben Höhe, und
in 7 stufenförmig
in der Höhe
versetzt.
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Wie
in den 6 und 7 dargestellt, haben sowohl
die Auslassöffnung 18,
als auch die davor befindlichen Kanäle 32 vorzugsweise
einen rechteckigen Querschnitt, der sich länglich in die Höhe erstreckt.
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Obwohl
es nicht ausgeschlossen ist, mehrere Auslassöffnungen 18 übereinander
anzubringen und sie jede mittels eines Strahlrohrs zu speisen, wird
bevorzugt, Auslassöffnungen 18 zu
verwenden, die ausschließlich
nebeneinander angebracht sind, sodass pro Auslassöffnung 18 die
maximale Höhe genutzt
werden kann, um ein Strahlrohr einzubauen.
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Die
Verwendung eines runden Querschnitt ist nicht ausgeschlossen. Dies
ist beispielsweise möglich,
indem die Kanäle 30–32 mit
kreisförmigen Querschnitten
ausgeführt
werden, wobei die Kreise oben mit einer oberen Wand 25 zusammenfallen,
wie vorangehend definiert, und unten mit einer unteren Wand 26 zusammenfallen,
wie vorangehend definiert.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform sind
die erfindungsgemäßen Blasdüsen 3 aus
Segmenten 33 zusammengesetzt, die, wie in den 8 und 9 dargestellt,
gegeneinander plaziert werden. Diese Segmente 33 sind vorzugsweise
plattenförmig
ausgeführt,
wie dargestellt. Insbesondere können
zu diesem Zweck Platten verwendet werden, die gegeneinander angebracht
sind und wobei aus bestimmten Platten Materialteile herausgenommen worden
sind, um die vorgenannten Kanäle 30–32 zu bilden.
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Ein
solcher Aufbau mit Segmenten 33 bietet den Vorteil, dass
die innere Form der Kanäle 30–32 sehr
präzise
verwirklicht werden kann, da die Innenseiten leicht zugänglich sind,
im Gegensatz zu dem Fall, wobei der Kanal 30 oder die Kanäle 32 in
einem massiven Körper
angebracht werden müssen.
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Die 10 bis 13 stellen
eine Ausführungsform
einer Blasdüse 3 mit
stufenweise geordneten Auslassöffnungen 18 dar,
wobei diese Blasdüse 3 auch
aus Segmenten 33 zusammengesetzt ist, um welche in diesem
Fall eine Umhüllung 34 angebracht
ist. Die Kanäle 32 sind
hierbei so angeordnet, dass die austretenden Fluidstrahlen, insbesondere die
Luftstrahlen 8, sowohl einen vertikalen als auch einen
horizontalen Winkel mit der Längsrichtung
des Riets 5 beschreiben. Der vertikale Winkel wird hierbei durch
die Richtung der anhand von 4 beschriebenen
geradlinigen Teile 28 bestimmt. Die Richtungen jedes dieser
Teile 28 sind hierbei vorzugsweise parallel zueinander.
Der horizontale Winkel wird erhalten, indem die plattenförmigen Segmente 33,
wie in 13 dargestellt, unter einem
Winkel angebracht werden.
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Es
ist auch nicht ausgeschlossen, wie in 14 dargestellt,
den Zwischenwänden
variable Dicken zu verleihen, beispielsweise so, dass die Durchflusskanalisation
sich gemäß der Strömungsrichtung
in Querrichtung erweitert, sodass ein dreidimensionales rechteckiges
Strahlrohr verwirklicht wird.
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Wie
in 15 dargestellt, ist die Durchflusskanalisation 17 der
Blasdüse 3 so
gestaltet, dass sie sich von dem Teil, der dem schmalsten oder kritischen
Abschnitt 22 vorangeht, bis zu diesem kritischen Abschnitt 22 der
Blasdüse
verengt. Aufgrund dessen wird der Luftstrom nicht negativ beeinflusst, gerade
bevor er an dem kritischen Abschnitt 22 endet. Der dem
kritischen Abschnitt 22 vorangehende, sich verengende Teil
weist eine obere Wand 29 auf, die mit einem konkaven Teil
in dem kritischen Abschnitt 22 endet. Zur Steigerung des
Strahlrohreffekts und zur Erhaltung eines glatten Flusses des Fluids
durch das Strahlrohr kann es vorteilhaft sein, eine obere Wand 29 anzubringen,
welche ein ausgenommenes Teil in der Außenseite der Biegung 20 der Düse aufweist.
Diese Form der oberen Wand 29 gestattet, dass genug Fluid
in Nähe
des oberen Endes des kritischen Abschnitts 22 zugeführt werden
kann, um für
einen glatten Fluss des Fluids nach dem kritischen Abschnitt 22 durch
das Strahlrohr zu sorgen. Dies ist insbesondere der Fall, wenn Fluid
auf einem hohen Druck zugeführt
wird, wodurch Überschall-Fließgeschwindigkeiten
des Fluids durch das Strahlrohr hervorgerufen werden.
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Es
ist anzumerken, dass mit „oberer
Wand" stets die
an der Außenseite
der Biegung 20 befindliche Wand gemeint ist, während mit „unterer
Wand" die an der
Innenseite der Biegung 20 befindliche Seite gemeint ist.
Es ist jedoch deutlich, dass eine solche Blasdüse 3 in der Praxis
in verschiedenen Positionen angewendet werden kann, wobei die „obere Wand" sich nicht unbedingt über der „unteren
Wand" befinden muss.
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Die
vorliegende Erfindung ist keineswegs auf die oben beschriebenen,
als Beispiel angegebenen und in den begleitenden Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen
beschränkt;
vielmehr kann eine solche Blasdüse
in verschiedenen Formen und Abmessungen verwirklicht werden, ohne
den Rahmen der Ansprüche
zu verlassen.