專利名稱：一種利用高壓水射流處理薄片材料的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對利用高壓水射流處理薄片材料裝置的改進，其中高壓水射流以水針的方式作用于物質(zhì)表面。這種裝置尤其適用于處理非紡織物結(jié)構(gòu)，可使其具有更好的內(nèi)聚力和/或改進其表面狀況。
這種技術(shù)已經(jīng)使用了數(shù)十年，例如美國專利No.3 214 819和3485 706所公開的，其中薄片結(jié)構(gòu)承受來自一個或多個連續(xù)的噴射器軌的水射流的作用，薄片或織物支撐于多孔或穿孔的傳送帶或旋轉(zhuǎn)滾筒，并設(shè)置了回收水的吸引源。
這種裝置的一個主要部分是形成水射流或水針的系統(tǒng)，一般稱之為“噴射器”。
更具體地，本發(fā)明涉及新型的包括噴射器的孔板，此孔板是形成水射流或水針的主要部件。
近來，歐洲專利EP400249(對應(yīng)于美國專利5 054 349)提出一種改進的噴射器，不僅能以極高的壓力(大于100巴)噴射水，而且其結(jié)構(gòu)允許微射流通過的孔板方便容易地安裝和取下，例如在進行清潔時。
附

圖1以普通的方式顯示了噴射器的結(jié)構(gòu)。
參考該圖，該組件具有連續(xù)的噴射器軌的形式，噴射器軌相對待處理的薄片材料(F)，如無紡織物，的移動方向橫向延伸，其長度與所述材料的寬度相同。
這種噴射軌包括主體(1)，其可以承受水壓力造成的變形，主體的上部有通常為圓柱形的腔室(2)，可通過泵(未顯示)輸送經(jīng)導(dǎo)管(30)的高壓水。
在腔室(2)中設(shè)置了筒體(4)，由襯有過濾布的帶孔圓柱體構(gòu)成，過濾布不僅用作過濾器還用作分配器。
進入腔室(2)內(nèi)的高壓水然后流過圓柱導(dǎo)孔(5)，圓柱導(dǎo)孔沿噴射器的整個寬度以有規(guī)律的間距分開設(shè)置，孔的直徑通常在4毫米到10毫米之間，兩個相連的孔之間的壁厚大約3到5毫米。
具有錐形出口端的圓柱孔(5)可以與下腔室(6)接通，在下腔室的底部設(shè)置了帶有微孔的板(7)，微孔的直徑可在50到500微米之間，最好在100到200微米之間，可使所形成的水射流或水針(8)直接作用于待處理的材料(F)表面，例如非紡織物。
根據(jù)歐洲專利400249，孔板(7)利用受到液壓缸作用的縱向夾板(9)固定在噴射器的主體上。液壓缸通過沿噴射器設(shè)置的橫桿和拉桿組成的系統(tǒng)進行夾緊動作。
密封件(未顯示)設(shè)置在孔板(7)和主體(1)的底部之間。
目前，能夠產(chǎn)生射流的孔板(7)通過在不銹鋼薄帶上鉆孔或沖孔制成。
這些帶的厚度在0.6和1.2毫米之間。
圖2是現(xiàn)在使用的孔板的剖視圖。
在該板中，使射流得以形成的毛細管(10)，如上所述，通過鉆孔或沖孔形成。其形狀包括通過擴張壁延伸的圓柱形入口區(qū)(11)，若射流的運動方向遵循孔的話。
當噴射器的水壓小于200巴時，這樣的孔板是令人滿意的，但是不能應(yīng)用于工業(yè)上的高壓場合，這種高壓可能產(chǎn)生高達300米/秒的高速流體。
這是因為，注意到不銹鋼制成的孔板的平均壽命在壓力為400巴時不超過24小時。
此外，用于生產(chǎn)毛細管的鉆孔和沖孔技術(shù)不能保證鉆出的內(nèi)壁有理想的表面狀況，不能保證在各毛細管的入口處的銳邊以精確和標準方式產(chǎn)生，在高速流體的情況下，這將使流體中形成湍流，導(dǎo)致射流質(zhì)量的下降。
此外，根據(jù)本發(fā)明的新型孔板可以得到流速高達300米/秒或更高的射流，并在板的全長上具有非常高的均勻性和規(guī)律性。
另外，還注意到，與現(xiàn)有技術(shù)相比，根據(jù)本發(fā)明的孔板得到的射流在很長的長度上仍舊是連貫的。
因而，一般地，本發(fā)明涉及稱作“噴射器”的裝置，可通過水射流/水針對薄片材料(無紡織物，復(fù)合織物，薄膜，紙張等)進行處理。所述裝置包括供應(yīng)高壓水的主體，包括沿所述主體全長延伸的供應(yīng)腔，在所述供應(yīng)腔內(nèi)所述高壓水被引導(dǎo)通過過濾器；沿整個處理寬度上分配高壓水的分配區(qū)，包括設(shè)有許多微孔的板，由此，所述板上的所述孔形成了可直接射到待處理的材料表面的水針；本發(fā)明的特征在于，所述微孔或毛細管在由硬材料制成的插入體內(nèi)形成，所述插入體可插入沿所述板整個厚度延伸的預(yù)制孔中。所述硬材料包括氧化鋯，紅寶石，蘭寶石，陶瓷或其它具有同樣硬度的材料。
根據(jù)一個實施例，插入體的厚度最好小于所述板上的孔的深度。
此外， 雖然所述插入體可以在所述板的全長上設(shè)置成一排，也可以設(shè)置成平行的兩排。一排上的毛細管或微孔與另一排上的孔互相偏置。
各個插入體上的微孔或毛細管具有圓柱形入口區(qū)，對于現(xiàn)有技術(shù)孔板上的微孔，圓柱形入口區(qū)的直徑在50到500微米之間，最好是在100到200微米之間。此圓柱部分通過具有圓頂或圓錐狀的發(fā)散區(qū)延伸，或通過直徑大于入口區(qū)的出口區(qū)形成突然擴展。
孔板的厚度最好是在1到3毫米之間，插入體將插入的加工孔的直徑在0.5到2毫米之間。
插入體的底面可以位于相對孔板底面的凹進位置。
采用這種孔板設(shè)計，可以產(chǎn)生具有與現(xiàn)有技術(shù)的孔板的射流直徑和數(shù)量相同的射流，其優(yōu)點在于形成射流的噴嘴的幾何形狀，表面條件和硬度都是特殊的。
這些新孔板帶有由氧化鋯，紅寶石，蘭寶石，或其它具有同樣硬度的材料如陶瓷制成的插入體，除了延長壽命，還允許在高壓下進行操作，同時射流具有非常好的規(guī)律性，并且孔板的壽命得到提高。此外，令人驚奇的是，這種板當處理非紡織物時造成所得到的產(chǎn)品強度有所提高。
本發(fā)明及其優(yōu)點將通過舉例的方式從下面示例性和非限制性的實施例得到更清楚的了解，實施例顯示于附圖中。其中，如上所述，圖1示意性地顯示了沿根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的噴射器結(jié)構(gòu)的對稱垂直平面的剖面；圖2是剖視圖，顯示了用于現(xiàn)有技術(shù)噴射器的孔板的結(jié)構(gòu)；圖3是放大的剖視圖，顯示了根據(jù)本發(fā)明的孔板的結(jié)構(gòu)；圖4和圖5顯示了根據(jù)本發(fā)明的用來得到孔板的插入體的兩個為了形成微射流，由氧化鋯，紅寶石，蘭寶石，或其它具有同樣硬度的材料制成的插入體(13)插入各個孔(12)中。
這種插入體(13)的外徑等于孔(12)的直徑，因此外徑在0.5到2毫米之間。
在這個實施例中，插入體的厚度小于板(7)的厚度，故當插入體安裝好后，其位于相對孔板底面(14)凹進的位置。
各個插入體在其厚度方向上包括直徑在100到200微米之間的毛細管或微孔(15)，在底部通過具有圓頂或圓錐形式的發(fā)散區(qū)(16)延伸。
設(shè)置了這種發(fā)散區(qū)(16)，考慮到插入體(13)相對孔板(7)底面(14)凹進的事實，意味著毛細管(15)的開口開在各個孔(12)的內(nèi)部空間。
令人驚奇的是，這種結(jié)構(gòu)形式具有改進射流形成的作用。
為了說明本發(fā)明具有的優(yōu)點，在本發(fā)明人的“Jetlace2000”型裝置上進行了對比實驗，在裝置上配置了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)制成的如圖2所示的噴射器；并在噴射器上配置了根據(jù)本發(fā)明制成的孔板(7)，在相同水壓條件下進行了第二組實驗。
在對比實驗中，具有如圖1所示結(jié)構(gòu)的噴射器具有下列結(jié)構(gòu)特征上部腔室(4)的直徑 50毫米導(dǎo)孔(5)的直徑 6毫米兩個連續(xù)導(dǎo)孔的軸間距離 10毫米導(dǎo)空(5)的高度 35毫米下部腔室(6)的高度 10毫米在第一組實驗(實驗1)中，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)制成的微孔板包括兩排120微米的微孔，各排微孔互相的間距為1.2毫米，一排的微孔偏置于另一排微孔。每排包括833個微孔，因此造成一個板每米包括1666個微孔。
制造孔板所用不銹鋼帶的厚度是1毫米。
另一組實驗(實驗2)是在根據(jù)本發(fā)明的同樣用不銹鋼帶制造的孔板上進行，但鋼帶厚度為2毫米。
在這種板中，微孔在可插入直徑為0.7毫米的孔(12)的插入體(13)上制成。
各個插入體(13)的厚度為0.2毫米并包括位于中心部分的直徑為120微米的毛細管(15)，其通過發(fā)散區(qū)(16)延伸。
這些插入體是用氧化鋯制成，當孔板是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)制成時，布置成兩排，每排也包括833個孔，各個孔的直徑為120微米，各排間距為1.2毫米，因此導(dǎo)致一個板每米包括1666個孔。
在下面兩個特定的示例中，實驗1是在傳統(tǒng)的孔板上進行，而實驗2是在根據(jù)本發(fā)明的帶有氧化鋯插入體的孔板上進行的。示例1在前述條件下，稱重150克/米2、1.7分特/40毫米的粘膠纖維構(gòu)成的無紡織物進行了處理。
通過下表對處理條件和得到的產(chǎn)品性質(zhì)將有清楚的認識。

示例2第二組實驗是對稱重330克/米2、1.7分特/38毫米聚酯纖維構(gòu)成的無紡織物進行。處理條件(壓力)和得到的產(chǎn)品性質(zhì)匯總于下表中。

在兩組對比實驗中，可以發(fā)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明制成的孔板，處理后的產(chǎn)品強度得到了提高。而且在加工方向和橫向兩方向上都得到了提高。
此外，在使用中，注意到根據(jù)本發(fā)明制成的板持久性要比現(xiàn)有技術(shù)的孔板好很多。
另外，還注意到從示例1中得到的產(chǎn)品，因而具有粘膠纖維基底，在根據(jù)本發(fā)明的處理范圍內(nèi)進行處理后具有非常均勻的表面狀況，但用傳統(tǒng)孔板處理的產(chǎn)品上出現(xiàn)有射流痕跡。
圖4和圖5顯示了兩個實施例，使得在使用中可能損壞的插入體(13)更容易更換，圖中還顯示了毛細管形狀的變化。
因此，在圖4顯示的實施例中，插入體(13)未直接固定在導(dǎo)孔(12)的內(nèi)部，而是經(jīng)過中間支撐件(20)設(shè)置在導(dǎo)孔(12)內(nèi)部，因此導(dǎo)孔的直徑要大于圖3中顯示的導(dǎo)孔。
支撐件的硬度小于插入體(13)的硬度，可以用不銹鋼制造。
在這個實施例中，毛細管(15)在整個長度上是圓柱形的，其開口開在導(dǎo)致突然發(fā)散的大直徑導(dǎo)孔(12)之內(nèi)。
在圖4顯示出的變化中，同樣是用氧化鋯制成的插入體(13)的上部設(shè)置了可位于孔板(7)頂面的凸緣(22)。
毛細管還包括通過大直徑區(qū)域(23)延伸的圓柱形導(dǎo)孔(15)，同樣造成突然發(fā)散。
這種設(shè)計有助于為了更換而取下插入體。
最后，盡管示例中顯示出插入體設(shè)置在相對孔板底面的凹進位置，可以想象插入體也可以與底面平齊。
當然，本發(fā)明并不限于上面介紹的示例性實施例，而是包括本發(fā)明精神實質(zhì)內(nèi)的所有變化。
權(quán)利要求
1.一種利用水射流/水針處理薄片材料的裝置，其包括供應(yīng)高壓水的主體，包括沿所述主體全長延伸的供應(yīng)腔，在所述供應(yīng)腔內(nèi)所述高壓水被引導(dǎo)通過過濾器；沿整個處理寬度分配高壓水的分配區(qū)，包括設(shè)有許多微孔的板(7)，由此，所述板上的所述孔形成了可直接射到待處理的材料表面的水針；本發(fā)明的特征在于，所述微孔(15)在由硬材料制成的插入體(13)內(nèi)形成，所述插入體可插入沿所述板整個厚度延伸的預(yù)制孔(12)中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述插入體由氧化鋯，紅寶石，蘭寶石，陶瓷或其它具有同等硬度的材料制成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，所述插入體(13)的厚度小于在所述板(7)上的孔(12)的深度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1到3中任一項所述的裝置，其特征在于，各個所述插入體(13)上的微孔或毛細管具有圓柱形入口區(qū)(15)，此圓柱部分通過具有圓頂或圓錐狀的發(fā)散區(qū)(16)延伸。
5.根據(jù)權(quán)利要求1到4中任一項所述的裝置，其特征在于，所述插入體(13)插入的加工孔(12)的直徑在0.5到2毫米之間，所述各插入體的所述毛細管或微孔的直徑在50到500微米之間，最好是在100到200微米之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求1到4中任一項所述的裝置，其特征在于，所述插入件(13)固定在所述孔(12)內(nèi)的中間支撐件(20)上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1，2，3，5和6中任一項所述的裝置，其特征在于，所述圓柱形導(dǎo)孔(15)的開口開在到較大直徑的導(dǎo)孔(21-23)內(nèi)，帶來突然擴展。
全文摘要
一種利用水射流/水針處理薄片材料的裝置，其包括高壓水供應(yīng)主體和分配區(qū)。高壓水供應(yīng)主體由沿所述主體全長延伸的供應(yīng)腔構(gòu)成，在供應(yīng)腔內(nèi)高壓水引導(dǎo)通過過濾器。沿整個處理寬度分配高壓水的分配區(qū)包括帶有許多微孔的板(7)，由此，板上的孔形成了可直接射到待處理的材料表面的水針。本發(fā)明的特征在于微孔(15)在由硬材料制成的插入體(13)內(nèi)形成，插入體可插入沿板整個厚度延伸的預(yù)制孔(12)中。
文檔編號B05B1/00GK1411519SQ0081731
公開日2003年4月16日 申請日期2000年11月16日 優(yōu)先權(quán)日1999年12月17日
發(fā)明者F·內(nèi)勒, B·羅什 申請人:里特·珀佛杰特