EP3526385A1 - Düsenbalken für die bearbeitung von fasern mit wasserstrahlen - Google Patents

Düsenbalken für die bearbeitung von fasern mit wasserstrahlen

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EP3526385A1
EP3526385A1 EP17768061.8A EP17768061A EP3526385A1 EP 3526385 A1 EP3526385 A1 EP 3526385A1 EP 17768061 A EP17768061 A EP 17768061A EP 3526385 A1 EP3526385 A1 EP 3526385A1
Authority
EP
European Patent Office
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pressure distribution
distribution chamber
pressure
chamber
nozzle
Prior art date
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Granted
Application number
EP17768061.8A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP3526385B1 (de
Inventor
Bernd Stork
Antonio GUZMAN NAVARRO
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Truetzschler GmbH and Co KG
Original Assignee
Truetzschler GmbH and Co KG
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Filing date
Publication date
Application filed by Truetzschler GmbH and Co KG filed Critical Truetzschler GmbH and Co KG
Publication of EP3526385A1 publication Critical patent/EP3526385A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3526385B1 publication Critical patent/EP3526385B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H18/00—Needling machines
    • D04H18/04—Needling machines with water jets

Definitions

  • the present invention relates to a nozzle beam for the treatment of fibers with water jets, comprising a longitudinally extending upper part, in which an elongate pressure chamber is introduced, wherein the pressure chamber has an end side with an opening for supplying water and an opposite closed end side, and wherein in the upper part of a pressure distribution chamber is introduced, which extends parallel to the pressure chamber and distributed over the length of the upper part a plurality of flow holes in the intermediate wall between the pressure chamber and the pressure distribution chamber are introduced, through which the water from the pressure chamber in the pressure distribution chamber is feasible, and wherein in the pressure distribution chamber, a baffle body is arranged, which is rod-shaped and centered in the pressure distribution chamber extends longitudinally therethrough, and comprising a longitudinally extending lower part, the stattkeitsdi on the upper part is arranged, and wherein a nozzle strip is received with bores for the water outlet in or at the lower part, and wherein in the upper part of a slot is inserted, which extends between the pressure distribution chamber and the
  • a nozzle bar for the processing of a textile product with water jets is known.
  • the processing of the textile goods is carried out with a variety of generated in a row Water jets, for example, extend over the entire width of a moving under the water jets textile web and act on these.
  • the nozzle bar on a water connection, with the water via the opening is fed into the pressure chamber.
  • the water for example, passes through the opening into the pressure chamber with a generated pressure of 250 bar, whereby the inflow velocity of the water through the opening is for example up to 8 m / s, and approximately in the middle of the pressure chamber the flow velocity still has a value of 2.5 m / s up.
  • the nozzle beam is elongate and thus slender, wherein the nozzle beam is formed substantially by the elongated upper part and the elongated lower part.
  • the lower part is arranged liquid-tight on the lower side of the upper part, which faces the textile goods, and on the lower part and arranged in the lower part or on the lower part nozzle strips, the water jets are generated by the plurality of bores, which are introduced into the nozzle strip ,
  • the pressure chamber is formed separately from the pressure distribution chamber, and between the pressure chamber and the pressure distribution chamber, a plurality of flow openings extend in the intermediate wall between the pressure chamber and the pressure distribution chamber.
  • the pressure is equalized over the width of the nozzle bar, so not close to the inlet opening for feeding the water, a high pressure and on the opposite to the feed side, a lower pressure of the water prevails in front of the nozzle strip. Only by a uniform formation of the water jets over the entire width of the nozzle beam uniform processing of the textile goods can be ensured.
  • nozzle bars are permanently under water, so that any pressure loss in the nozzle bar at the same time brings a loss of energy during operation of the system. Consequently, the goal in the construction of nozzle beam in addition to a uniform formation of all water jets as low a pressure loss, starting from the opening for feeding water into the pressure chamber to the outflow of water from the holes in the nozzle strip.
  • an impact body is introduced, which is formed with a circular cross section and which extends longitudinally through the pressure distribution chamber.
  • the baffle is accommodated with spacers eccentrically in the pressure distribution chamber, so that it is displaced upwards in the direction of the mouths of the flow holes in the intermediate wall and thus out of the center of the pressure distribution chamber out. This should allow a more uniform flow around the impact body, so that less turbulence minimizes the pressure loss.
  • nozzle bars must be cleaned at regular intervals, in particular the impact body must be removed in a simple manner.
  • geometric adjustments can allow a further reduction of the pressure loss.
  • it can already cause an optimization of the flow that the screws are replaced to support the baffle against spacers, which rest on the baffle and which are supported against the inner wall of the pressure distribution.
  • the object of the invention is the further improvement of a nozzle beam for the treatment of fibers with water jets, such as a textile web, wherein the nozzle beam is to have a low total pressure loss, and wherein the nozzle beam is to be developed so that generated by the holes in the nozzle strip Water jets over the entire width of the nozzle beam as possible to be formed equal to each other. Furthermore, the nozzle bar should experience as minimal as possible space configuration, without leaving the upstream tasks of the invention unsolved.
  • the invention includes the technical teaching that between the outside of the baffle and the inside of the pressure distribution chamber, a circumferential annular gap is formed with a gap width of 5mm to 8mm.
  • the main advantage of the inventive design of the annular gap which has a constant gap width with the greetings according to the invention over the circumference of the impact body, is that on the one hand a flow constriction is avoided, which leads to an unintentionally high flow resistance, and on the other side a homogenization of the flow is achieved, so that vortices are avoided and a homogeneous pressure distribution prevails.
  • the gap width is primarily determined by the diameter of the impact body, so that the diameter of the pressure distribution chamber, for example, 35mm or 40mm.
  • the advantage of an adapted gap width is utilized to a greater extent when the gap width has a value of 6 mm to 7 mm. It is particularly advantageous if the gap width has a value of 6.5 mm. This value has shown that a particularly low-vortex flow can be achieved and the pressure loss is minimal.
  • the special design of the annular gap with a gap width according to the invention thus results in a surprisingly positive effect on the equalization of the outlet pressure over the length of the slot in the direction of the nozzle strip at a simultaneously low total pressure loss in the nozzle bar.
  • the nozzle bar is in particular designed for the feeding of water at a speed of up to about 8 m / s at a pre-pressure of 250 bar. Due to the geometric conditions in the pressure distribution chamber results in an advantageous flow through the water through the pressure distribution and a nearly laminar flow around the baffle, especially if the annular gap has a gap width with a value of 6.5mm.
  • the impact body is rod-shaped, has a circular cross section with a diameter of 20mm to 30mm, in particular it is advantageous if the diameter is 22.5mm.
  • the baffle body has distributed over its length a plurality of spacers which are applied to the cylindrical impact body and are supported on the outside against the inner wall of the pressure distribution.
  • the spacers are for example as sheet metal elements trained and sit like a collar on the outer peripheral surface of the impact body.
  • the outer diameter of the spacers can be supported against the inside of the Druckverteilkannnner, such that the baffle despite its arranged on this spacer still in its longitudinal direction from the pressure distribution chamber can be pulled out, for example, to clean the pressure distribution chamber.
  • the baffle body is advantageously guided by means of the spacers against the inner wall of the pressure distribution chamber.
  • the pressure distribution chamber is closed in the upper part at its opposite end sides of the upper part with closure elements, wherein the impact body is received with its ends between the closure elements.
  • the baffle body on the closure elements can serve screw elements with which the baffle body can be screwed in particular from the outside of the nozzle beam with the closure elements.
  • the advantageously arranged on both sides of the upper closure elements are also bolted to the opening sides of the cylindrical pressure distribution chamber, for example on the outside.
  • the closure elements may have centering sections, which project into the pressure distribution chamber at the ends in order to center the closure elements.
  • the pressure chamber located above the pressure distribution chamber is closed with closure elements, wherein one of the opposing closure elements has the opening for the water feed into the pressure chamber.
  • the further Closure element without the opening can accommodate a pressure measuring means, so for example a manometer.
  • Figure 1 is a cross-sectional view through a nozzle bar for the
  • Figure 2 is a cross-sectional view through the nozzle bar according to
  • Figure 3 is a simplified cross-sectional view through the
  • Nozzle bar with the representation of the pressure chamber, the pressure distribution chamber and the baffle body, which is centered in the pressure distribution chamber is introduced.
  • FIGS. 1 and 2 show a cross-sectional view through a nozzle bar 1 for processing a textile product with water jets
  • Figure 2 shows along the section line A-A is a cross-sectional view through the nozzle bar 1, wherein the sectional plane A-A extends transversely to the sectional plane through the nozzle bar 1 of FIG.
  • the nozzle bar 1 is described in more detail in FIGS. 1 and 2.
  • the housing of the nozzle beam 1 has an upper part 10, which is screwed to the lower part 16 over the length of many times by screws 24.
  • the upper part 10 has two holes 1 1 and 13 extending in the longitudinal direction, of which the upper bore forms a pressure chamber 1 1 and the lower bore forms a pressure distribution chamber 13. Both chambers 1 1 and 13 are made open at the end sides of the upper part 10 and by closure elements 22 for the pressure chamber 1 1 and through Closure elements 23 for the pressure distribution chamber 13 sealed liquid-tight.
  • a pressure measuring means 25 is screwed, and the closure element 22 for closing the pressure chamber 1 1 on the right side has an opening 12, via the water with a water connection not shown in the pressure chamber 1 first can be fed.
  • the two chambers 1 1 and 13 are separated by an intermediate wall 15, wherein the intermediate wall 15 is formed by a cross-sectional area of the upper part 10.
  • Over the length of the nozzle bar 1 connects a large number of flow holes 14 in the intermediate wall 15, the two chambers 1 1 and 13, so that in the pressure chamber 1 1 inflowing water flows evenly distributed over the length of the nozzle beam 1 in the pressure distribution chamber 13.
  • the pressure distribution chamber 13 is open at the bottom, through the narrow compared to the diameter of the bore of the pressure distribution chamber 13 slot 19, which also extends over the length of the nozzle beam 1.
  • the upper part 10 is firmly and fluid-tightly screwed to the lower part 16 by means of the screws 24.
  • the tightness is effected by the O-ring 26 which is seated in a groove 19 extending around the slot.
  • a spring projection 27 is seated in a corresponding groove in the lower part 16, and in the groove is another O-ring 28, which serves to seal the nozzle strip 17.
  • FIG. 1 shows the nozzle strip 17, which has a plurality of bores 18, wherein the bores 18 in the longitudinal direction to each other equally spaced pass through the nozzle strip 17.
  • the pressurized water from the pressure distribution chamber 13 and from the adjoining slot 19th acts on the nozzle strip 17 on the inside, and the water penetrates through the holes 18 therethrough and forms an emerging from each of the holes 18 water jet.
  • the water which flows under pressure through the opening 12 in the closure element 22 into the pressure chamber 1 1, uniformly pass through the plurality of flow holes 14 in the intermediate wall 15 and enter the pressure distribution chamber 13.
  • a plurality of spacers 29 are arranged on the baffle body 20, which are designed disk-like and center the baffle body 20 in the pressure distribution chamber 13.
  • FIG. 3 shows a simplified cross-section of the nozzle bar 1 with the uppermost pressure chamber 11 and with the pressure distribution chamber 13 arranged underneath.
  • the diameter of the pressure chamber 1 1 is according to the embodiment 80mm, and the diameter D1 of the pressure distribution chamber 13 is 35mm.
  • the chambers 1 1 and 13 have over the entire length of the nozzle beam 1 across a substantially cylindrical cross-section.
  • the impact body 20 has a diameter D2 of 22 mm, so that an annular gap S with a gap width of 6.5 mm results.
  • a spacer 29 is shown, which is welded on the outer circumference of the impact body 20.
  • the resulting side view of the impact body 20 illustrates that the outer side is grooved, so that a water exchange between the sides of the spacer 29 is possible, so that the spacers 29, the pressure distribution chamber 13 is not divided into segments sealed to each other.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Nonwoven Fabrics (AREA)
  • Treatment Of Fiber Materials (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Düsenbalken (1) für die Bearbeitung von Fasern mit Wasserstrahlen, aufweisend ein sich länglich erstreckendes Oberteil (10), in dem eine länglich ausgebildete Druckkammer (11) eingebracht ist, wobei die Druckkammer (11) eine Endseite mit einer Öffnung (12) zur Einspeisung von Wasser und eine gegenüberliegende geschlossene Endseite aufweist, und wobei im Oberteil (10) eine Druckverteilkammer (13) eingebracht ist, die sich parallel zur Druckkammer (11) erstreckt und wobei über der Länge des Oberteils (10) verteilt mehrere Durchflussbohrungen (14) in der Zwischenwandung (15) zwischen der Druckkammer (11) und der Druckverteilkammer (13) eingebracht sind, durch die das Wasser von der Druckkammer (11) in die Druckverteilkammer (13) führbar ist, und wobei in der Druckverteilkammer (13) ein Prallkörper (20) angeordnet ist, der stabförmig ausgebildet ist und sich zentriert in der Druckverteilkammer (13) längs durch diese hindurch erstreckt, und aufweisend ein sich länglich erstreckendes Unterteil (16), das am Oberteil (10) flüssigkeitsdicht angeordnet ist, und wobei ein Düsenstreifen (17) mit Bohrungen (18) für den Wasseraustritt im oder am Unterteil (16) aufgenommen ist, und wobei im Oberteil ein Schlitz (19) eingebracht ist, der sich zwischen der Druckverteilkammer (13) und dem Düsenstreifen (17) zur Wasserbeaufschlagung des Düsenstreifens (17) erstreckt. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass zwischen der Außenseite des Prallkörpers (20) und der Innenseite der Druckverteilkammer (13) ein umlaufender Ringspalt (S) mit einer Spaltbreite von 5mm bis 8mm ausgebildet ist.

Description

Titel: Düsenbalken für die Bearbeitung von Fasern mit Wasserstrahlen
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Düsenbalken für die Bearbeitung von Fasern mit Wasserstrahlen, aufweisend ein sich länglich erstreckendes Oberteil, in dem eine länglich ausgebildete Druckkammer eingebracht ist, wobei die Druckkammer eine Endseite mit einer Öffnung zur Einspeisung von Wasser und eine gegenüberliegende geschlossene Endseite aufweist, und wobei im Oberteil eine Druckverteilkammer eingebracht ist, die sich parallel zur Druckkammer erstreckt und wobei über der Länge des Oberteils verteilt mehrere Durchflussbohrungen in der Zwischenwandung zwischen der Druckkammer und der Druckverteilkammer eingebracht sind, durch die das Wasser von der Druckkammer in die Druckverteilkammer führbar ist, und wobei in der Druckverteilkammer ein Prallkörper angeordnet ist, der stabförmig ausgebildet ist und sich zentriert in der Druckverteilkammer längs durch diese hindurch erstreckt, und aufweisend ein sich länglich erstreckendes Unterteil, das am Oberteil flüssigkeitsdicht angeordnet ist, und wobei ein Düsenstreifen mit Bohrungen für den Wasseraustritt im oder am Unterteil aufgenommen ist, und wobei im Oberteil ein Schlitz eingebracht ist, der sich zwischen der Druckverteilkammer und dem Düsenstreifen zur Wasserbeaufschlagung des Düsenstreifens erstreckt.
Aus der DE 10 2005 055 939 B3 ist ein Düsenbalken für die Bearbeitung einer textilen Ware mit Wasserstrahlen bekannt. Die Bearbeitung der textilen Ware erfolgt dabei mit einer Vielzahl von in einer Reihe erzeugten Wasserstrahlen, die sich beispielsweise über die gesamte Breite einer unter den Wasserstrahlen bewegten textilen Warenbahn erstrecken und auf diese einwirken. Hierfür weist der Düsenbalken einen Wasseranschluss auf, mit dem über die Öffnung Wasser in die Druckkammer eingespeist wird. Das Wasser gelangt beispielsweise mit einem erzeugten Vordruck von 250bar durch die Öffnung in die Druckkammer, wobei die Einströmgeschwindigkeit des Wassers durch die Öffnung beispielsweise bis zu 8m/s beträgt, und etwa in der Mitte der Druckkammer weist die Strömungsgeschwindigkeit noch einen Wert von 2,5m/s auf. Um eine erhöhte Wirbelbildung des Wassers in der Druckkammer zu vermeiden, hat sich gezeigt, dass die einseitige Einspeisung von Wasser über eine Öffnung in die Druckkammer vorteilhaft ist. Der Düsenbalken ist dabei länglich und damit schlank ausgebildet, wobei der Düsenbalken im Wesentlichen gebildet wird durch das länglich ausgebildete Oberteil und das länglich ausgebildete Unterteil. Das Unterteil ist dabei an der unteren Seite des Oberteils flüssigkeitsdicht angeordnet, die zur textilen Ware hin weist, und über das Unterteil und über den im Unterteil oder am Unterteil angeordneten Düsenstreifen werden die Wasserstrahlen durch die Vielzahl der Bohrungen erzeugt, die in dem Düsenstreifen eingebracht sind.
Um eine möglichst gleichmäßige Ausbildung der Wasserstrahlen durch die Bohrungen im Düsenstreifen zu erzeugen, ist es wünschenswert, den Druck über der großen Länge des Düsenbalkens im Wesentlichen gleich zu verteilen. Hierfür wird die Druckkammer getrennt von der Druckverteilkammer ausgebildet, und zwischen der Druckkammer und der Druckverteilkammer erstrecken sich mehrere Durchflussöffnungen in der Zwischenwandung zwischen der Druckkammer und der Druckverteilkammer. Dadurch vergleichmäßigt sich der Druck über der Breite des Düsenbalkens, sodass nicht nahe der Einströmöffnung zur Einspeisung des Wassers ein hoher Druck und auf der gegenüberliegenden, zur Einspeisung fernen Seite ein niedrigerer Druck des Wassers vor dem Düsenstreifen vorherrscht. Erst durch eine gleichmäßige Ausbildung der Wasserstrahlen über der gesamten Breite des Düsenbalkens kann eine gleichmäßige Bearbeitung der textilen Ware sichergestellt werden.
Vorrangiges Ziel beim Bau derartiger Düsenbalken ist es, über die Vergleichmäßigung des Wasserdruckes innenseitig vor den Bohrungen im Düsenstreifen einen möglichst geringen Gesamt-Druckverlust zu erhalten. In Anlagen, in denen derartige Düsenstreifen Verwendung finden, stehen die Düsenbalken dauerhaft unter Wasserbeaufschlagung, sodass jeder Druckverlust im Düsenbalken zugleich einen Energieverlust beim Betrieb der Anlage mit sich bringt. Folglich ist das Ziel beim Bau von Düsenbalken neben einer gleichmäßigen Ausbildung sämtlicher Wasserstrahlen ein möglichst geringer Druckverlust beginnend von der Öffnung zur Einspeisung von Wasser in die Druckkammer bis hin zur Ausströmung des Wassers aus den Bohrungen im Düsenstreifen.
In der Druckverteilkammer ist ein Prallkörper eingebracht, der mit einem kreisrunden Querschnitt ausgebildet ist und welcher sich längs durch die Druckverteilkammer hindurch erstreckt. Der Prallkörper ist mit Abstandshaltern exzentrisch in der Druckverteilkammer aufgenommen, sodass dieser nach oben in Richtung der Mündungen der Durchflussbohrungen in der Zwischenwandung hin und damit aus der Mitte der Druckverteilkammer heraus verlagert ist. Dadurch soll eine gleichmäßigere Umströmung des Prallkörpers möglich werden, sodass durch weniger Verwirbelungen der Druckverlust minimiert wird.
In der EP 0 725 175 B1 wird mit einem Ausführungsbeispiel vorgeschlagen, den Prallkörper mit einem kreisrunden Querschnitt auszuführen und mittig in der ebenfalls mit einem kreisrunden Querschnitt ausgebildeten Druckverteilkammer anzuordnen. Zur Halterung des Prallkörpers in der Druckverteilkammer werden Schrauben vorgeschlagen, die einseitig nach oben in Richtung zu den Durchflussbohrungen in der Zwischenwandung geführt sind. Damit liegt der Prallkörper in Richtung zu dem sich unterseitig anschließenden Schlitz frei.
Weiterhin ist es wünschenswert, einen Düsenbalken möglichst konstruktiv einfach auszuführen und eine einfache Wartung zu ermöglichen. Beispielsweise müssen Düsenbalken in regelmäßigen Zeitabständen gereinigt werden, insbesondere muss der Prallkörper auf einfache Weise entnommen werden können. Bei einer strömungsoptimierten Ausgestaltung des Oberteils mit der Druckkammer und der Druckverteilkammer hat sich gezeigt, dass geometrische Anpassungen eine weitere Minderung des Druckverlustes ermöglichen können. So kann es bereits eine Optimierung der Strömung bewirken, dass die Schrauben zur Halterung des Prallkörpers ausgetauscht werden gegen Abstandshalter, die auf dem Prallkörper aufsitzen und die gegen die Innenwandung der Druckverteilkammer abgestützt sind.
Die allgemeine Betrachtung des Strömungsverhaltens des Wassers zur Durchströmung der Druckkammer, der Druckverteilkammer und schließlich des Schlitzes mit dem sich anschließenden Düsenstreifen zeigt, dass eine Minimierung des Gesamtströmungswiderstandes und damit des Gesamt- Druckverlustes möglich ist, wobei zugleich das weitere Ziel verfolgt wird, einen über der gesamten Länge des Düsenbalkens möglichst gleichförmigen Wasseraustritt zu erreichen, sodass ein gleichförmiger Wasservorhang zur Beaufschlagung der textilen Ware gebildet wird. Insbesondere die Ausgestaltung der Druckverteilkammer mit dem sich durch diese erstreckenden Prallkörper mit jeweils entsprechenden geometrischen Abmessungen spielt für den möglichst gleichförmigen Wasseraustritt eine entscheidende Rolle. Aufgabe der Erfindung ist die weitere Verbesserung eines Düsenbalkens für die Bearbeitung von Fasern mit Wasserstrahlen, beispielsweise einer textilen Warenbahn, wobei der Düsenbalken einen geringen Gesamt- Druckverlust aufweisen soll, und wobei der Düsenbalken so weitergebildet werden soll, dass die über die Bohrungen im Düsenstreifen erzeugten Wasserstrahlen über der gesamten Breite des Düsenbalkens möglichst zueinander gleich ausgebildet sein sollen. Weiterhin sollte der Düsenbalken eine möglichst bauraumminimale Ausgestaltung erfahren, ohne die vorgelagerten Aufgaben der Erfindung ungelöst zu belassen.
Diese Aufgabe der Erfindung wird ausgehend von einem Düsenbalken für die Textilbearbeitung mit Wasserstrahlen gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 in Verbindung mit den kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass zwischen der Außenseite des Prallkörpers und der Innenseite der Druckverteilkammer ein umlaufender Ringspalt mit einer Spaltbreite von 5mm bis 8mm ausgebildet ist.
Der wesentliche Vorteil der erfindungsgemäßen Ausgestaltung des Ringspaltes, der über dem Umfang des Prallkörpers eine konstante Spaltbreite mit der erfindungsgemäßen Grüße aufweist, liegt darin, dass auf der einen Seite eine Strömungsverengung vermieden wird, die zu einem ungewollt hohen Strömungswiderstand führt, und auf der anderen Seite wird eine Vergleichmäßigung der Strömung erreicht, sodass Wirbel vermieden werden und eine homogene Druckverteilung vorherrscht. Die Spaltbreite wird dabei vorrangig über den Durchmesser des Prallkörpers bestimmt, sodass der Durchmesser der Druckverteilkammer beispielsweise 35mm oder 40mm aufweist.
Erfindungsgemäß wir der Vorteil einer angepassten Spaltbreite noch stärker ausgenutzt, wenn die Spaltbreite einen Wert von 6mm bis 7mm aufweist. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Spaltbreite einen Wert von 6,5mm aufweist. Bei diesem Wert hat sich gezeigt, dass eine besonders wirbelarme Strömung erzielbar ist und der Druckverlust ist minimal.
Die spezielle Ausgestaltung des Ringspaltes mit einer erfindungsgemäßen Spaltbreite ergibt damit einen überraschend positiven Effekt auf die Vergleichmäßigung des Austrittsdruckes über der Länge des Schlitzes in Richtung zum Düsenstreifen bei einem zugleich geringen Gesamt- Druckverlust im Düsenbalken. Der Düsenbalken ist dabei insbesondere ausgelegt für die Einspeisung von Wasser mit einer Geschwindigkeit bis zu etwa 8m/s bei einem Vordruck von 250bar. Durch die geometrischen Verhältnisse in der Druckverteilkammer ergibt sich eine vorteilhafte Durchströmung des Wassers durch die Druckverteilkammer und eine nahezu laminare Umströmung des Prallkörpers, insbesondere dann, wenn der Ringspalt eine Spaltbreite mit einem Wert von 6,5mm aufweist.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Prallkörper stabförmig ausgebildet ist, einen kreisrunden Querschnitt mit einem Durchmesser von 20mm bis 30mm aufweist, insbesondere ist es vorteilhaft, wenn der Durchmesser 22,5mm beträgt.
Vorteilhafterweise weist der Prallkörper auf seiner Länge verteilt mehrere Abstandshalter auf, die auf dem zylinderförmigen Prallkörper aufgebracht sind und außenseitig gegen die Innenwandung der Druckverteilkammer abgestützt sind. Die Abstandshalter sind beispielsweise als Blechelemente ausgebildet und sitzen kragenförmig auf der Außenumfangsfläche des Prallkörpers auf. Der Außendurchmesser der Abstandshalter kann sich dabei gegen die Innenseite der Druckverteilkannnner abstützen, derart, dass der Prallkörper trotz der auf diesem angeordneten Abstandshalter noch in seiner Längsrichtung aus der Druckverteilkammer herausziehbar ist, um beispielsweise die Druckverteilkammer zu reinigen. Dabei wird der Prallkörper vorteilhafterweise mittels der Abstandshalter gegen die Innenwandung der Druckverteilkammer geführt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Druckverteilkammer im Oberteil an ihren gegenüberliegenden Endseiten des Oberteils mit Verschlusselementen verschlossen, wobei der Prallkörper mit seinen Enden zwischen den Verschlusselementen aufgenommen ist. Zur Aufnahme des Prallkörpers an den Verschlusselementen können Schraubelemente dienen, mit denen der Prallkörper insbesondere von der Außenseite des Düsenbalkens mit den Verschlusselementen verschraubbar ist. Die vorteilhafterweise auf beiden Seiten des Oberteil angeordneten Verschlusselemente sind ebenfalls an den Öffnungsseiten der zylinderförmigen Druckverteilkammer beispielsweise an der Außenseite verschraubt. Mittels einer Zentrierung der Verschlusselemente in den Endseiten der Druckverteilkammer und mittels einer weiteren Zentrierung des Prallkörpers an den Verschlusselementen kann schließlich der Prallkörper in der Druckverteilkammer zentriert werden. Hierfür können die Verschlusselemente Zentrierabschnitte aufweisen, die zur Zentrierung der Verschlusselemente in der Druckverteilkammer endseitig in diese hineinragen.
Weiterhin ist es denkbar, dass auch die oberhalb der Druckverteilkammer liegende Druckkammer mit Verschlusselementen verschlossen ist, wobei eines der sich gegenüberliegenden Verschlusselemente die Öffnung für die Wassereinspeisung in die Druckkammer aufweist. Das weitere Verschlusselement ohne die Öffnung kann ein Druckmessmittel aufnehmen, also beispielsweise ein Manometer.
Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen:
Figur 1 eine Querschnittsansicht durch einen Düsenbalken für die
Bearbeitung einer textilen Ware mit Wasserstrahlen, wobei der Querschnitt längs durch den Düsenbalken verläuft,
Figur 2 eine Querschnittsansicht durch den Düsenbalken gemäß
Figur 1 entlang der dargestellten Schnittlinie A-A und
Figur 3 eine vereinfachte Querschnittsansicht durch den
Düsenbalken mit der Darstellung der Druckkammer, der Druckverteilkammer und dem Prallkörper, der zentriert in der Druckverteilkammer eingebracht ist.
Figur 1 zeigt eine Querschnittsansicht durch einen Düsenbalken 1 für die Bearbeitung einer textilen Ware mit Wasserstrahlen, und Figur 2 zeigt entlang der Schnittlinie A-A eine Querschnittsansicht durch den Düsenbalken 1 , wobei die Schnittebene A-A quer zur Schnittebene durch den Düsenbalken 1 gemäß Figur 1 verläuft. Im Folgenden wird der Düsenbalken 1 in Zusammenschau den Figuren 1 und 2 näher beschrieben.
Das Gehäuse des Düsenbalkens 1 weist ein Oberteil 10 auf, das mit dem Unterteil 16 vielfach über die Länge durch Schrauben 24 verschraubt ist. Das Oberteil 10 weist in Längsrichtung verlaufend zwei Bohrungen 1 1 und 13 auf, von denen die obere Bohrung eine Druckkammer 1 1 und die untere Bohrung eine Druckverteilkammer 13 bildet. Beide Kammern 1 1 und 13 sind an den Endseiten des Oberteils 10 offen ausgeführt und durch Verschlusselemente 22 für die Druckkammer 1 1 und durch Verschlusselemente 23 für die Druckverteilkammer 13 flüssigkeitsdicht verschlossen. Im linken Verschlusselement 22 zum Verschluss der Druckkammer 1 1 ist ein Druckmessmittel 25 eingeschraubt, und das Verschlusselement 22 zum Verschluss der Druckkammer 1 1 auf der rechten Seite weist eine Öffnung 12 auf, über die mit einem nicht näher dargestellten Wasseranschluss Wasser in die Druckkammer 1 1 eingespeist werden kann.
Die beiden Kammern 1 1 und 13 sind durch eine Zwischenwandung 15 voneinander getrennt, wobei die Zwischenwandung 15 durch einen Querschnittsbereich des Oberteils 10 gebildet ist. Über die Länge des Düsenbalkens 1 verbindet eine große Anzahl von Durchflussbohrungen 14 in der Zwischenwandung 15 die beiden Kammern 1 1 und 13, sodass in die Druckkammer 1 1 einströmendes Wasser gleichmäßig verteilt über die Länge des Düsenbalkens 1 in die Druckverteilkammer 13 überströmt. Die Druckverteilkammer 13 ist nach unten offen, und zwar durch den gegenüber dem Durchmesser der Bohrung der Druckverteilkammer 13 schmal ausgeführten Schlitz 19, der sich ebenfalls über die Länge des Düsenbalkens 1 erstreckt.
Gemäß Figur 2 ist das Oberteil 10 mit dem Unterteil 16 fest und flüssigkeitsdicht mittels der Schrauben 24 verschraubt. Die Dichtigkeit wird durch den O-Ring 26 bewirkt, der in einer um den Schlitz 19 verlaufenden Nut einsitzt. Ein Federvorsprung 27 sitzt in einer korrespondierenden Nut im Unterteil 16 ein, und in der Nut befindet sich ein weiterer O-Ring 28, der zur Abdichtung des Düsenstreifens 17 dient.
Die Querschnittsansicht in Figur 1 zeigt den Düsenstreifen 17, der eine Vielzahl von Bohrungen 18 aufweist, wobei die Bohrungen 18 in Längsrichtung zueinander gleich beabstandet den Düsenstreifen 17 durchsetzen. Das unter Druck stehende Wasser aus der Druckverteilkammer 13 und aus dem sich anschließenden Schlitz 19 beaufschlagt den Düsenstreifen 17 innenseitig, und das Wasser dringt durch die Bohrungen 18 hindurch und bildet einen aus jeder der Bohrungen 18 austretenden Wasserstrahl.
Durch die beschriebene Ausgestaltung des Düsenbalkens 1 kann das Wasser, das unter Druck stehend durch die Öffnung 12 im Verschlusselement 22 in die Druckkammer 1 1 einströmt, gleichverteilt durch die Vielzahl der Durchflussbohrungen 14 in der Zwischenwandung 15 hindurchtreten und in die Druckverteilkammer 13 gelangen. Durch die zylindrische Ausbildung des Prallkörpers 20, der zwischen den beiden Verschlusselementen 23 haltend aufgenommen ist, und der zentrisch in der Druckverteilkammer 13 einsitzt, wird eine Homogenisierung der Druckverteilung entlang der Erstreckungsrichtung des Düsenbalkens 1 erreicht, sodass der Düsenstreifen 17 unter Beibehaltung eines minimalen Druckverlustes über seiner gesamten Länge im Wesentlichen mit dem gleichen Druck beaufschlagt wird. Über der Länge des Prallkörpers 20 verteilt sind mehrere Abstandshalter 29 am Prallkörper 20 angeordnet, die scheibenartig ausgestaltet sind und den Prallkörper 20 in der Druckverteilkammer 13 zentrieren. Dafür sitzen die Abstandshalter 29 mit ihrer Außenkontur innenseitig in der Druckverteilkammer 13 ein und stützen sich so gegen die Innenwand ab. Die Abstandshalter 29 können dafür fest auf dem stabformigen oder zylinderförmigen Prallkörper 20 aufsitzen, beispielsweise durch eine Aufschweißung. Im Ergebnis ergeben sich bei einem Hindurchtreten des Wassers durch die Vielzahl der Bohrungen 18 gleichmäßige Wasserstrahlen, sodass die Bearbeitung der textilen Ware über der gesamten Breite der Ware gleichmäßig erfolgen kann. Auch wird der Vorteil erreicht, dass bei einer Demontage eines der Verschlusselemente 23 der Prallkörper 20 beispielsweise zu Reinigungszwecken aus der Druckverteilkammer 13 entnommen werden kann. In Figur 3 ist ein vereinfachter Querschnitt des Düsenbalkens 1 mit der oben liegenden Druckkammer 1 1 und mit der darunter angeordneten Druckverteilkammer 13 dargestellt. Der Durchmesser der Druckkammer 1 1 beträgt gemäß dem Ausführungsbeispiel 80mm, und der Durchmesser D1 der Druckverteilkammer 13 beträgt 35mm. Die Kammern 1 1 und 13 weisen dabei über der gesamten Länge des Düsenbalken 1 hinweg einen im Wesentlichen zylindrischen Querschnitt auf. Der Prallkörper 20 besitzt einen Durchmesser D2 von 22mm, sodass sich ein Ringspalt S mit einer Spaltbreite von 6,5mmm ergibt. In der Querschnittsansicht ist ein Abstandshalter 29 dargestellt, der auf dem Außenumfang des Prallkörpers 20 aufgeschweißt ist. Die sich ergebene Seitenansicht des Prallkörpers 20 verdeutlicht, dass die Außenseite genutet ist, sodass ein Wasseraustausch zwischen den Seiten des Abstandshalters 29 möglich ist, sodass die Abstandshalter 29 die Druckverteilkammer 13 nicht in zueinander abgedichtete Segmente unterteilt.
Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf das vorstehend angegebene bevorzugte Ausführungsbeispiel. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht. Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung oder den Zeichnungen hervorgehenden Merkmale und/oder Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelheiten oder räumlicher Anordnungen, können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein.
Bezugszeichen
1 Düsenbalken 10 Oberteil
1 1 Druckkammer
12 Öffnung
13 Druckverteilkammer
14 Durchflussbohrung
15 Zwischenwandung
16 Unterteil
17 Düsenstreifen
18 Bohrung
19 Schlitz
20 Prallkörper
21 Ende
22 Verschlusselement
23 Verschlusselement
24 Schraube
25 Druckmessmittel
26 O-Ring
27 Federvorsprung
28 O-Ring
29 Abstandshalter
30 Schraubelement
31 Zentrierabschnitt
S Ringspalt
D1 Durchmesser der Druckverteilkammer D2 Durchmesser des Prall körpers

Claims

Patentansprüche
1 . Düsenbalken (1 ) für die Bearbeitung von Fasern mit Wasserstrahlen, aufweisend ein sich länglich erstreckendes Oberteil (10), in dem eine länglich ausgebildete Druckkammer (1 1 ) eingebracht ist, wobei die Druckkammer (1 1 ) eine Endseite mit einer Öffnung (12) zur Einspeisung von Wasser und eine gegenüberliegende geschlossene Endseite aufweist, und wobei im Oberteil (10) eine Druckverteilkammer (13) eingebracht ist, die sich parallel zur Druckkammer (1 1 ) erstreckt und wobei über der Länge des Oberteils (10) verteilt mehrere Durchflussbohrungen (14) in der Zwischenwandung (15) zwischen der Druckkammer (1 1 ) und der Druckverteil kammer (13) eingebracht sind, durch die das Wasser von der Druckkammer (1 1 ) in die Druckverteilkammer (13) führbar ist, und wobei in der Druckverteilkammer (13) ein Prallkörper (20) angeordnet ist, der stabformig ausgebildet ist und sich zentriert in der Druckverteilkammer (13) längs durch diese hindurch erstreckt, ein sich länglich erstreckendes Unterteil (16), das am Oberteil (10) flüssigkeitsdicht angeordnet ist, und wobei ein Düsenstreifen (17) mit Bohrungen (18) für den Wasseraustritt im oder am Unterteil (16) aufgenommen ist, und wobei im Oberteil ein Schlitz (19) eingebracht ist, der sich zwischen der Druckverteilkammer (13) und dem Düsenstreifen (17) zur Wasserbeaufschlagung des Düsenstreifens (17) erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Außenseite des Prallkörpers (20) und der Innenseite der Druckverteilkammer (13) ein umlaufender Ringspalt (S) mit einer Spaltbreite von 5mm bis 8mm ausgebildet ist.
2. Düsenbalken (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Spaltbreite 6mm bis 7mm beträgt.
3. Düsenbalken (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Spaltbreite 6,5mnn beträgt.
5
4. Düsenbalken (1 ) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Prallkörper (20) einen Durchmesser (D2) von 20mm bis 30mm und/oder einen Durchmesser von 22,5mm aufweist. i o 5. Düsenbalken (1 ) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Prallkörper (20) Abstandshalter (29) aufweist, die auf dem zylinderförmigen Prallkörper (20) aufgebracht sind und außenseitig gegen die Innenwandung der Druckverteilkammer (13) abgestützt sind.
15
6. Düsenbalken (1 ) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckverteilkammer (13) im Oberteil (10) an ihren gegenüberliegenden Endseiten des Oberteils (10) mit Verschlusselementen (23) verschlossen ist, wobei der Prallkörper
20 (20) mit seinen Enden (21 ) zwischen den Verschlusselementen (23) aufgenommen ist.
7. Düsenbalken (1 ) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Prallkörper (20) mit den Verschlusselementen (23) mittels
25 Schraubelementen (30) lösbar verbunden ist.
8. Düsenbalken (1 ) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Prallkörper (20) mittels der Verschlusselemente (23) in der Druckverteilkammer (13) zentriert ist.
30
9. Düsenbalken (1 ) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschlusselemente (23) Zentrierabschnitte (31 ) aufweisen, die zur Zentrierung der Verschlusselemente (23) in der Druckverteil kammer (13) endseitig in
5 diese hineinragen.
10. Düsenbalken (1 ) nach einem der Ansprüche 6 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckkammer (1 1 ) im Oberteil (10) an wenigstens einer ihrer Endseiten des Oberteils (10) mit einem i o Verschlusselement (22) verschlossen ist, wobei ein
Verschlusselement (22) die Öffnung (12) für die Wassereinspeisung in die Druckkammer (1 1 ) aufweist.
15
20
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