JP2019531421A5 - - Google Patents

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水ジェットによる繊維加工のためのノズルバー
本発明は、水ジェットによる繊維加工のためのノズルバーに関し、当該ノズルバーが、縦長に延在する上部材を有し、この上部材に、縦長に形成された圧力チャンバが内設されていて、当該圧力チャンバは、水の給入のための開口部を伴う端部辺及び、対向する閉じた端部辺を有し、及び上部材に圧力分配チャンバが内設されていて、この圧力分配チャンバが、圧力チャンバに平行に延在し、及び複数の貫流孔が、上部材の長さにわたって分配され、圧力チャンバと圧力分配チャンバ間の中間壁に内設され、水が、これら貫流孔を通って、圧力チャンバから圧力分配チャンバ内に案内可能であり、及び縦長に延在する下部材を有し、この下部材は、上部材に液密に配置されていて、及びノズルプレートが、水流出のためのボアと伴に下部材内で、又は下部材に収容されていて、及び上部材中にスリットが内設されていて、当該スリットは、ノズルプレートの水噴射のために、圧力分配チャンバとノズルプレートの間で延在する。
特許文献1より、水ジェットでの織物の加工のためのノズルバーが公知である。この際、織物加工は、多数の単列で生成された水ジェットで行われ、この水ジェットは、例えば、水ジェット下で動かされる織物連続体の全幅にわたって延在し、且つこの連続体に作用する。このために、ノズルバーが、給水コネクタを有し、この給水コネクタにより、水は開口部を介して圧力チャンバ内に給入される。例えば、水は生成された250barの予圧を伴い、開口部を通って、圧力チャンバ内に到り、開口部を通る水の流入速度は、例えば8m/sまでの値を示し、及び流速は、およそ圧力チャンバの中央で、未だ2,5m/sの値を有する。圧力チャンバ内における水の上昇された渦流形成を抑制するために、開口部を介して圧力チャンバ内へ水を一方的に給入することが有利であることは、顕著である。この際、ノズルバーは、縦長に且つ、これにより細長く形成され、ノズルバーは、縦長に形成された上部材によって、及び縦長に形成された下部材によって、基本的に形成される。下部材は、この際、上部材の側面に液密に配置されていて、この上部材の側面は、織物に対面し、及び下部材上に、並びに下部材内に、又は下部材において配置されたノズルプレート上で、水ジェットが、ノズルプレートに内設された多数のボアによって生成される。
水ジェットの可能な限り均等な形成を、ノズルプレート内のボアによって生成するために、ノズルバーの大きな長さにわたって、圧力を基本的に等しく分配することが望ましい。このために、圧力チャンバは、圧力分配チャンバから分離して形成され及び、圧力チャンバと圧力分配チャンバ間における複数の貫流開口部が、圧力チャンバと圧力分配チャンバ間の中間壁内で延在する。これによって、圧力がノズルバーの幅にわたって均等化し、結果として、水給入のための流入開口部近傍でないところで、高い圧力が支配し、及び隔たって対向する給入用の側で、低い水圧力が、ノズルプレート前において支配する。ノズルバー全幅にわたる水ジェットの均等な形成によって、織物の均等な加工が、初めて保証され得る。
このようなノズルバー構築における優先的目的は、水圧の均等化を介して、ノズルプレート内におけるボア前の内側で、可能な限り少ない総圧力失を実現することである。このようなノズルプレートが使用される施設内で、ノズルバーは、持続的に水噴射下にあり、結果としてノズルバー内のあらゆる圧力失は、つまり施設の稼働に際してエネルギ失に繋がる。ノズルバー構築に際する目的は、つまり全水ジェットの均等な形成に加えて、可能な限り少ない圧力失であり、この可能な限り少ない圧力失は、圧力チャンバ内への水給入のための開口部に端を発し、ノズルプレート内ボアからの水流出に到る。
特許文献2の中で、スリットは、ノズルプレート内の流出ボア前での水圧の均等化のために、ノズルプレートの均等な噴射ための強化された水乱流が、内側面から生成されるように作製されるが、同時に、増大した圧力失が生じ得る。
さらに、ノズルバーを可能な限り構造上簡単に作製し、及び容易なメンテナスを実現することが望ましい。例えばノズルバーは、定期的な時間間隔で浄化されなくてならず、ノズルプレートは、特に容易な方法で取り外され可能でなくてはならない。圧力チャンバと圧力分配チャンバを有する上部材における最適な流動を促す発展形について、圧力失のさらなる低減を幾何学的適合が実現し得、特許文献2に解説されているように、結果としてノズルプレートにおいて、例えば圧力分配チャンバの放出端用の細いスリットが、最良化され得ることが明らかである。
特許文献3によって、水ジェットによる繊維製品加工のための別様のノズルバーが公知であり、このノズルバーは、縦長に延在する上部材を有し、この上部材に、縦長に形成された圧力チャンバが内設されていて、当該圧力チャンバは、水給入のための開口部を伴う端部辺及び、対向する閉じた端部辺を有し、及び上部材に圧力分配チャンバが内設されていて、この圧力分配チャンバが、圧力チャンバに平行に延在し、及び複数の貫流孔が、上部材の長さにわたって分配され、圧力チャンバと圧力分配チャンバ間の中間壁に内設され、これら貫流孔を通って、水が圧力チャンバから圧力分配チャンバ内に案内可能であり、及び縦長に延在する下部材を有し、この下部材は、上部材に液密に配置されていて、及びノズルプレートが、水流出のためのボアと伴に下部材内で、又は下部材に収容されていて、及び上部材にスリットが内設されていて、当該スリットは、ノズルプレートの水噴射のために、圧力分配チャンバとノズルプレートの間で延在する。貫流孔に関して、これら貫流孔は、比較的小さな直径を有する圧力チャンバに隣接する第一区間を有することが解説される。この第一区間から、水が高い速度で、比較的大きな直径を伴う接続する第二区間内に流れ込み、このことが発生する乱流の鎮静をもたらす。その上、比較的小さい直径を有する第一区間で起こる絞り作用が、水の貫流速度は、全ての貫流孔によって凡そ同一に終始する。その結果は、圧力分配チャンバの一層調和した加圧水噴射である。
独国特許発明第102005055939号明細書 欧州特許第0725175号明細書 欧州特許第1472397号明細書
圧力チャンバ、圧力分配チャンバ、最終的に接続するノズルプレートを有するスリットの貫流のための水流動挙動を総じて観察すると、全体の流動抵抗の低減及び、それによる総圧力失の低減が可能であり、同時にノズルバーの全長さにわたって可能な限り同一形状の水流出に達するという更なる目的を追求し、結果として繊維製品に噴射するための同一形状のウォーターカーテンが形成されることが顕著である。特にチャンバ間に延在する貫流孔を有する圧力チャンバと圧力分配チャンバの発展形は、可能な限り同一形状の水流出にとっての決定的役割を担う。
本発明の課題は、水ジェットによる繊維加工のためのノズルバーをさらに改良することであり、このノズルバーは、僅かな総圧力失を有し、且つノズルプレート内のボア上で生成された水ジェットが、ノズルバー全幅にわたって、可能な限り相互に等しく形成されるように発展形成されていなくてはならない。さらにノズルバーは、先行する本発明の課題を未解決のままにすることなく、可能な限り最小の構築空間を伴う発展形を得ることが望ましい。
この本発明の課題は、請求項1の上位概念にしたがう水ジェットによる繊維加工のためのノズルバーに発し、その顕著な特徴との関連において解決される。本発明の有利な発展形態は、従属請求項に記載されている。
本発明は、圧力チャンバと圧力分配チャンバ間の貫流孔が、上部材の縦長の延在方向に関して、相互に25mm〜35mm間隔、及び/又は28mm〜32mm間隔、及び/又は30mmの間隔を有するという技術的構成例を含む。
貫流孔の特殊な発展形は、ノズルプレートへの方向におけるスリットを介するノズルバー内の同様に僅かな総圧力失おける流出圧力の均等化にとって意外に有利な効果を生み出す。この際、ノズルバーは特に250barの圧において、最高で8m/sの速度による水給入ために設計されている。特に貫流孔相互の間隔が30mmの値を有する時、貫流孔の幾何学的関係によって、例えば最高で11m/sの速度を有する圧力チャンバから、圧力分配チャンバ内への有利な水流動が生じる。
貫流孔が、其々相互に大きすぎる間隔、又は小さすぎる間隔で中間壁内に設置される時、デッドウォーター領域又は、強化された渦流形成領域が、圧力分配チャンバ内で生じ、これら領域は、圧力分配の不本意な不均質性を惹起する。このような圧力分配と総圧力失に関する不利な影響は、貫流孔の幾何学的最良化に際して最小化される。
圧力チャンバの又は圧力分配チャンバの縦長の延在方向において、1メートル毎に約25〜40個の貫流孔を中間壁内に形成することが、特に有利であると判明した。特に、1メートル毎に32〜35個の貫流孔が有利である。本発明したがうノズルプレート長さ1メートル毎の貫流孔総数との組み合わせにおいて、圧力チャンバが円柱状に作製されていて、並びに70mm〜90mmの直径を有する円形断面を有する時、及び圧力分配チャンバが、円柱状に作製されていて、並びに30mm〜40mmの直径を有する円形断面を有する時、さらに有利である。
貫流孔が、円形断面を有し且つ、圧力チャンバに隣接する第一区間を有し、この第一区間が、圧力分配チャンバに隣接する第二区間より、比較的小さな直径を有する時、さらに有利であることが明らかとなった。とりわけ本発明に係る貫流孔相互の間隔値との関係において、第一区間から、水がより速い速度で、より大きな直径を伴って接続する第二区間内に流れ込むという有利な効果が利用され得て、このことが発生する乱流の鎮静という結果をもたらす。その上、比較的小さい直径を有する第一区間で生じるスロットル作用は、水の貫流速度が全ての貫流孔によって凡そ同一に終始するという結果をもたらす。その結果は、圧力分配チャンバの著しく静かな加圧水噴射である。
貫流孔は、例えば第一区間で、3〜4mmの直径を、及び第二の区間で、5〜7mmの直径を有する。貫流孔は、有利にも第一区間で、8〜12mmの長さを、及び第二区間で、22〜26mmの長さを有する。長さと直径の有利な関係は、例えば11m/sといった水の流入速度を結果としてもたらし、このことが、有利として明らかとなった。
別の重要な影響が、圧力チャンバと圧力分配チャンバの間の中間壁内の貫流孔の長さによって確認され、この長さは、約33mm〜35mmによって定められ得る。つまり、圧力分配チャンバ中央軸に対する圧力チャンバ中央軸の間隔は、同様にノズルバー内における全圧力失に対する影響を、及びボア前内側におけるノズルプレートの長さにわたる可能な限り均質の水圧力分配に対する影響を有する。圧力チャンバ中央軸と圧力分配チャンバ中央軸との間隔は、特に有利にも80mm〜100mm、好ましくは85mm〜95mm、及び特に好ましくは92mmである。結果的に、34,5mmの貫流孔長さが生じる。この際、別の利点を伴う貫流孔は、段付きで作製されていることが可能で、及び圧力チャンバ内への貫流孔の注ぎ口は、圧力分配チャンバ内への貫流孔の注ぎ口より、さらに小さい直径を有する。
さらなる利点と伴に、圧力分配チャンバ内で円柱状に配置されているバッフル体が設けられていて、このバッフル体は、縦長のシリンダ形状を有し、及び20mm〜25mmの直径を、及び/又は22,5mmの直径を有する。特別な利点によって、バッフル体が、縦長のシリンダ形状の端部において収容されていて、及び/又はバッフル体が、その長さにわたって分配されて、スペーサを有し、これらスペーサによって、バッフル体が、圧力分配チャンバ中の真中に配置されて、保持されている。上述のように、バッフル体が、圧力分配チャンバ内の中心に配置されている時、特に有利な流動関係が、圧力分配チャンバ内に生じる。言い換えれば、バッフル体は、全周範囲に圧力分配チャンバの壁部に対する等しい間隔を形成し、結果として、水の貫流断面は、貫流孔からスリット内にまで、基本的に等しくあり続けながら、バッフル体周囲で形成されている。バッフル体のこのような発展形において、及び圧力分配チャンバ内におけるバッフル体の配置において、最小限度の、乃至、皆無の渦流形成が生じることが、この際に確認され得た。結果的に、圧力失は、同様に可能な限り良好な圧力分配に際して、ノズルバーの長さにわたって最小化されている。
さらなる利点は、上部材内の圧力チャンバが、少なくとも1つの上部材の端部辺で、閉鎖部材によって閉鎖されている時に、且つ鎖部材が、圧力チャンバ内への水給入のための開口部を有する時に、達成される。圧力チャンバは、この際、開口部を有する閉鎖部材に対向する側面上で、上部材の材料によって閉鎖されていることも考えられる。作製技術的理由から、上部材が、その全長さにわたって、基本的に等しい材料断面有する時、有利である。
さらに、その上部材の対向する端部辺における上部材中で、圧力分配チャンバが、同様に閉鎖部材によって閉鎖されている時、有利である。この際、バッフル体は、特別な利点を伴って、バッフル体の閉鎖部材間の端部とともに収容されていることが可能である。バッフル体が、例えば圧力分配チャンバを浄化する目的で、このチャンバから取り外されなければならない時、両閉鎖部材の1つを上部材端部辺から外すことで既に十分である。
本発明を改良する別の方策が、下記において、本発明の好ましい実施例の解説と伴に、図によって一層詳しく示される。下記の図面を提示する。
水ジェットでの繊維加工のためのノズルバーを通る断面図であって、断面が、ノズルバーを縦に通って延びる。 図示された裁断線A−Aに沿って、図1にしたがうノズルバーを通る断面図である。
図1は、織物連続体といった繊維の水ジェットによる加工のためのノズルバー1をとおる断面図を示し、及び図2は、裁断線A‐Aに沿って、ノズルバー1をとおる断面図を示し、裁断面A‐Aが、図1にしたがうノズルバー1をとおる裁断面に対して横向きに延びる。続いて図1と図2の概観において、ノズルバー1が、一層詳細に解説される。
ノズルバー1のハウジングは、上部材10を有し、この上部材は、その長さにわたって、ネジ24によって下部材16に幾重にも螺合されている。上部材10が、長手方向において延びる2つのボア11と13を有し、この2つのボアの上側ボアが、圧力チャンバ11を、及び下側ボアが、圧力分配チャンバ13を形成する。両チャンバ11と13は、上部材10の端部辺で開放されて作製されていて、及び圧力チャンバ11のための閉鎖部材22によって、及び圧力分配チャンバ13のための閉鎖部材23によって液密に閉鎖されている。圧力チャンバ11を閉鎖するための閉鎖部材22は、圧力測定手段25を有し、及び右の側面における圧力チャンバ11の閉鎖のための閉鎖部材22が、開口部12を有し、この開口部を介して、詳細には図示されていない給水コネクタで、水が圧力チャンバ11内に給入され得る。
中間壁15によって、両チャンバ11と13が、相互に分離されていて、中間壁15が、上部材10の断面領域をとおって形成されている。ノズルバー1の長さにわたって、中間壁15内の大数量の貫流孔14が、両チャンバ11と13を結合し、結果として、圧力チャンバ11内に流入する水が、等しく分配されつつ、ノズルバー1の長さにわたって、圧力分配チャンバ13内に流動する。圧力分配チャンバ13は、下に向かって開放していて、及び、つまり圧力分配チャンバ13のボアの直径に対して細く作製されたスリット19を通っていて、このスリットは、同様にノズルバー1の長さにわたって延在する。
上部材10は、図2にしたがって、ネジ24によって確固として且つ液密に、下部材16に螺合されている。Oリング26によって封止性が実現され、このOリングは、スリット19を環回する溝部に嵌合する。ばね突起27が、下部材16内の各溝部に嵌合し、及び溝部内に別のOリング28があり、このOリングは、ノズルプレート17をパッキングするのに役立つ。
図1における断面図が、ノズルストリップ17を示し、このノズルストリップは、多数のボア18を有し、ボア18は、長手方向に相互に等しく離間しノズルストリップ17を鏤める。圧力分配チャンバ13と接続するスリット19からの水が、圧力下にあって、ノズルプレート17を内側で噴射し、及び水が、ボア18を通過し、且つ個々のボア18から流出する水ジェットを形成する。
水は、ノズルバー1の解説された発展形によって等しく分配され、中間壁15内の多数の貫流孔14を通過し、及び圧力分配チャンバ13内に到り得、この水は圧力下にあって、閉鎖部材22内の開口部12を通って、圧力チャンバ11内に流入する。バッフル体20の円柱状の形成によって、圧力分配のさらなる均質化が、ノズルバー1の延在方向に沿って実現され、このバッフル体は、両閉鎖部材23の間で保持されつつ収容されていて、及び圧力分配チャンバ13内の中心で嵌合し、結果として、ノズルプレート17が、最小限の圧力失の維持下で、全長さにわたって本質的に等しい圧力で噴射される。複数のスペーサ29は、バッフル体20の長さにわたって分配されつつ、バッフル体20に配置されていて、これらスペーサは、ディスク形状に成形されていて、及び圧力分配チャンバ13内でバッフル体20をセンタリングする。このために、スペーサ29は、その外輪郭を内側に、圧力分配チャンバ13に嵌合し且つ、そうして内壁に対して支持する。このために、スペーサ29は、棒形状の、又はシリンダ形状のバッフル体20に確固として、着座していることが可能である。結果的に、水の通過に際して、多数のボア18によって均等な水ジェットが発生し、結果として、織物加工が、織物の全幅にわたって均等に行われ得る。バッフル体20は、閉鎖部材23の1つを取り外す際、例えば浄化目的で、圧力分配チャンバ13から外され得るという利点も達成され得る。
圧力チャンバ(11)と圧力分配チャンバ(13)間の貫流孔(14)は、上部材10の縦長の延在方向に関して、相互に25mm〜35mmの間隔、及び/又は28mm〜32mmの間隔、及び/又は30mmの間隔を有する。圧力チャンバ11又は圧力分配チャンバ13の縦長の延在方向において、1メートル毎に25〜40個の貫流孔14が、中間壁15内で形成されている。その上、貫流孔14は、円形断面を有し、及び圧力チャンバ11に当接する第一区間Iを有し、この区間Iは、圧力分配チャンバ13に当接する第二区間IIより小さな直径を有する。この例は、3,5mmの直径を有する貫流孔14を第一区間I内に、及び6mmの直径を有する貫流孔を第二区間II内に示す。第一区間Iの長さは、10mmの値を有し、及び第二区間IIの長さが、24,5mmの値を有する。上部材10の縦長の延在方向に関し、貫流孔14は、3630mmの長さ上に、単列で相互に同一配分されて、配置されていて、且つ121個の貫流孔14が、単列で同一に配分され、中間壁15内に配置されている。
圧力チャンバ11の直径が、実施例にしたがって80mmの値を有し、及び圧力分配チャンバ13の直径が、35mmの値を有する。この際、ノズルバー1の全長さにわたって、チャンバ11と13が、基本的に円柱状の断面を有する。両圧力チャンバ11と13の中央軸の間隔は、92mmの値を有する。これによって、貫流孔14の理想的長さは、可能な限り均質に且つ、ノズルバー1の広がりにわたって均等に圧力分配チャンバ13内へ、圧力下にある水が流入するために生じ、この長さは、例えば34,5mmの値を示す。バッフル体20の圧力分配チャンバ13内における中心的な配置によって、同様に均質化された、且つ好ましくは圧力下にある水の乱流の少ない、圧力分配チャンバ13に接続するスリット19内への流入が生じ、結果としてノズルプレート17が、その全長さにわたって基本的に均等に、水で噴射される。
本発明は、その実施形態において、上に記載の好ましい実施例に限定されない。むしろ、ある数量の異形が考えられ得、これら異形は、解説された解決方法を、基本的に異なって生じる実施形態においても使用する。請求項、明細書、又は図面から生じる全特徴及び/又は利点は、構造上の詳細又は空間的配置を含み、それ自体、及び著しく多岐にわたる組み合わせにおいても発明本質的であり得る。
1 ノズルバー
10 上部材
11 圧力チャンバ
12 開口部
13 圧力分配チャンバ
14 貫流孔
15 中間壁
16 下部材
17 ノズルストリップ
18 ボア
19 スリット
20 バッフル体
21 端部
22 閉鎖部材
23 閉鎖部材
24 ネジ
25 圧力検知手段
26 Oリング
27 ばね突起
28 Oリング
29 スペーサ
I 第一区間
II 第二区間

Claims (9)

  1. 水ジェットによる繊維加工のためのノズルバー(1)であって、当該ノズルバーは、縦長に延在する上部材(10)を有し、この上部材に縦長に形成された圧力チャンバ(11)が内設されていて、圧力チャンバ(11)が、水給入のための開口部(12)を伴う端部辺及び、対向する閉じた端部辺を有し、及び上部材(10)に圧力分配チャンバ(13)が、内設されていて、この圧力分配チャンバが、圧力チャンバ(11)に平行に延在し、及び上部材(10)の長さにわたって分配されつつ、複数の貫流孔(14)が、圧力チャンバ(11)と圧力分配チャンバ(13)間の中間壁(15)に内設されていて、これら貫流孔を通って圧力チャンバ(11)からの水が、圧力分配チャンバ(13)内に案内可能であり、且つ前記ノズルバーは、縦長に延在する下部材(16)を有し、この下部材が、上部材(10)に液密に配置されていて、及びノズルプレート(17)が、水流出のためのボア(18)と伴に下部材(16)内、又は下部材において収容されていて、及び上部材にスリット(19)が、内設されていて、このスリットが、圧力分配チャンバ(13)とノズルプレート(17)の間で、ノズルプレート(17)の水噴射のために延在する前記ノズルバーにおいて、圧力チャンバ(11)と圧力分配チャンバ(13)間の貫流孔(14)が、上部材(10)の縦長の延在方向に対して、相互に25mm〜35mmの間隔、及び/又は28mm〜32mmの間隔、及び/又は30mmの間隔を有することを特徴とする水ジェットによる繊維加工のためのノズルバー(1)。
  2. 圧力チャンバ(11)の又は圧力分配チャンバ(13)の縦長の延在方向において、25〜40個の貫流孔(14)が、1メートル毎に中間壁(15)内に形成されていることを特徴とする請求項1に記載のノズルバー。
  3. 貫流孔(14)が、円形断面を有し、及び圧力チャンバ(11)に当接する第一区間(I)を有し、この第一区間は、圧力分配チャンバ(13)に当接する第二区間(II)に比して、より小さな直径を有することを特徴とする請求項1又は2に記載のノズルバー(1)。
  4. 第一区間(I)内の貫流孔(14)が、3〜4mmの直径を有することを、及び/又は第二区間(II)内の貫流孔(14)が、5〜7mmの直径を有することを特徴とする請求項3に記載のノズルバー(1)。
  5. 第一区間(I)の長さが、8〜12mmの値を有し、及び/又は第二区間(II)の長さが、22〜26mmの値を有することを特徴とする請求項3又は4に記載のノズルバー(1)。
  6. 圧力分配チャンバ(13)内の中央に配置されているバッフル体(20)が、設けられていて、バッフル体(10)が、縦長のシリンダ形状を有し、及び20mm〜25mmの直径を、及び/又は22,5mmの直径を有することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載のノズルバー(1)。
  7. バッフル体(20)が、縦長シリンダ形状のバッフル体端部(21)に収容されていて、及び/又はバッフル体(20)が、その長さにわたって分配されて、スペーサ(29)を有し、このスペーサによってバッフル体(20)が、圧力分配チャンバ(13)内の真中に配置され、保持されていることを特徴とする請求項6に記載のノズルバー(1)。
  8. 上部材(10)内の圧力チャンバ(11)が、上部材(10)の端部辺の少なくとも1つにおいて、閉鎖部材(22)によって閉鎖されていて、閉鎖部材(22)が、圧力チャンバ(11)内への水給入のための開口部(12)を有することを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載のノズルバー(1)。
  9. 上部材(10)内の圧力分配チャンバ(13)が、上部材(10)の、その対向する端部辺において閉鎖部材(23)によって閉鎖されていて、バッフル体(20)が、その端部(21)と伴に閉鎖部材(23)間に収容されていることを特徴とする請求項7又は8に記載のノズルバー(1)。
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