專利名稱：噴嘴板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種噴嘴板和用于生產(chǎn)連續(xù)紗線、優(yōu)選硅膠纖維的噴嘴板的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
專利文獻(xiàn)DE19609551C1和公開(kāi)文獻(xiàn)DE102004063599A1公開(kāi)了一種用于生產(chǎn)硅膠纖維(Kieselgelfaser)的方法。該方法包括多個(gè)步驟。在第一步驟中產(chǎn)生紡絲材料(Spinnmasse)，在第二步驟中該紡絲材料通過(guò)噴嘴從壓力容器壓出，并同時(shí)以紗線的形式排出。根據(jù)噴嘴的尺寸，該紗線具有約10至100 μ m的直徑。在公開(kāi)文獻(xiàn)DE 102004063599A1中公開(kāi)了噴嘴的細(xì)節(jié)，紡絲材料被擠壓通過(guò)噴嘴。使用7或19孔噴嘴板。孔的導(dǎo)向孔為3. Omm寬，孔直徑D為O. 15mm。毛細(xì)長(zhǎng)度L為O. 45mm時(shí)，L/D比例為3。該公開(kāi)文獻(xiàn)的圖2以剖視圖示意性示出噴嘴板和單個(gè)噴嘴。這些現(xiàn)有技術(shù)中的噴嘴板具有缺點(diǎn)。像DE102004063599A1中公開(kāi)的那樣，在紡絲材料通過(guò)噴嘴的擠壓過(guò)程的開(kāi)始，排出的紡絲材料濕潤(rùn)了噴嘴口部周圍的平坦的區(qū)域。紡絲材料在口部周圍聚集，直至其由于重力逐漸地由噴嘴口部脫離并以液滴的形式落到底部，該液滴在其后部拉出紡絲紗。單個(gè)的噴嘴顯示出不同的時(shí)間特性。存在若干噴嘴，其中立即排出紗線，然而紗線的厚度起初不統(tǒng)一，因?yàn)榕懦龅募徑z材料的一部分在圍繞噴嘴口部的區(qū)域處保持附著/粘附，且在不同的時(shí)間之后直至為薄膜才從噴嘴板脫落。存在若干噴嘴，其中紗線斷裂并在一定的時(shí)間之后形成新的均勻的紗線。除了不均勻性外，當(dāng)處于噴嘴口部周圍的區(qū)域中的紡絲材料僅極不完整地從噴嘴板脫落且留下的材料接觸紗線時(shí)，這些紡絲材料會(huì)在整個(gè)紡絲過(guò)程中影響紗線形成。因此出現(xiàn)對(duì)紗線形成和運(yùn)動(dòng)的干擾，直至多股紗線纏結(jié)或者為周期性的滴落。例如，這些問(wèn)題導(dǎo)致，最初從噴嘴排出的紗線由于其不均勻性而必須被放棄。如果用于生產(chǎn)紗線的方法被中斷，那么在很長(zhǎng)的啟動(dòng)時(shí)間之后和費(fèi)力地清潔噴嘴板之后才能再次生產(chǎn)均勻的紗線。因此，經(jīng)常觀察到，在紡絲材料從噴嘴板脫落后必然作為薄膜圍繞噴嘴開(kāi)口殘留的紡紗材料導(dǎo)致了，在紡紗過(guò)程重新開(kāi)始時(shí)，紡絲材料僅極不完全地從噴嘴板脫落，從而噴嘴板在其再次可使用之前，首先必須被清潔。

發(fā)明內(nèi)容
因此，基于所述的現(xiàn)有技術(shù)，本領(lǐng)域技術(shù)人員的任務(wù)在于，找到解決紡絲材料在噴嘴口部附著以及隨之而來(lái)的最初形成不均勻的紗線的問(wèn)題的解決方案。該解決方案應(yīng)該尤其適合用于生產(chǎn)硅膠纖維。根據(jù)本發(fā)明，該任務(wù)借助于根據(jù)權(quán)利要求I的噴嘴板來(lái)實(shí)現(xiàn)。在從屬權(quán)利要求中給出了優(yōu)選的實(shí)施方案。因此，本發(fā)明的主題是一種噴嘴板，其包括具有噴嘴開(kāi)口的至少一個(gè)噴嘴，其中噴嘴開(kāi)口具有Al尺寸的橫截面，其中輪廓邊緣以5°至90°范圍內(nèi)的角度β圍繞噴嘴開(kāi)口延伸，其中在噴嘴外部直接鄰接到噴嘴開(kāi)口上的且圍繞噴嘴開(kāi)口延伸的面具有A2尺寸的面，該噴嘴板的特點(diǎn)是，A2/A1的比例小于20。通過(guò)噴嘴開(kāi)口，材料從噴嘴向外擠壓。噴嘴開(kāi)口的尺寸確定了由噴嘴向外排出的條的厚度。噴嘴開(kāi)口具有Al尺寸的橫截面。紡絲材料通過(guò)紡絲噴嘴的擠壓可以通過(guò)不同的方式進(jìn)行。在現(xiàn)有技術(shù)中，通常使用被加載氣體的壓力容器?？梢酝ㄟ^(guò)同樣的方式借助于合適的泵把紡絲材料擠壓通過(guò)噴嘴板。根據(jù)使用領(lǐng)域，多種泵都適用于此，例如像活塞泵、齒輪泵、離心泵和螺桿泵。優(yōu)選使用齒輪泵。同樣可以借助于活塞把紡絲材料從圓柱狀容器擠壓通過(guò)噴嘴。
通過(guò)噴嘴開(kāi)口向外排出的紡絲材料應(yīng)該盡可能少地潤(rùn)濕噴嘴開(kāi)口周圍的區(qū)域，因?yàn)榉駝t出現(xiàn)材料以不受控的方式聚集在噴嘴開(kāi)口周圍。這種聚集尤其開(kāi)始導(dǎo)致不一致的紗線形成。因此，處于噴嘴開(kāi)口周圍的輪廓邊緣和在噴嘴開(kāi)口外部圍繞噴嘴開(kāi)口延伸的面盡可能小地保持。原則上，可以由此實(shí)現(xiàn)具有口部區(qū)域的最小化的面的輪廓邊緣，即噴嘴設(shè)計(jì)為垂直地通過(guò)正錐體(gerade Kegel)的尖端延伸的通道(例如參見(jiàn)圖3 (a))。然而，出于制造技術(shù)的原因圍繞這種開(kāi)口始終存在具有有限寬度的環(huán)狀部，所以A2/A1的比例不能任意地最小化。這通過(guò)圖3 (b)和圖5解釋。圖3 (b)以剖視圖示出噴嘴的下部部分，其中具有有限寬度的環(huán)狀部圍繞噴嘴開(kāi)口延伸。圖5以仰視圖示出同一個(gè)噴嘴。噴嘴開(kāi)口具有Al尺寸的橫截面，環(huán)狀部具有A2尺寸的面。根據(jù)本發(fā)明，A2/A1的比例小于20。A2/A1的比例優(yōu)選小于15，尤其優(yōu)選小于10，更尤其優(yōu)選小于5且最優(yōu)選小于I。輪廓邊緣的角度β優(yōu)選處于10°至90°范圍內(nèi)，尤其優(yōu)選處于20°至90°范圍內(nèi)，更尤其優(yōu)選處于30°至90°范圍內(nèi)。根據(jù)本發(fā)明的噴嘴板優(yōu)選具有多個(gè)相同的噴嘴，該噴嘴具有上述特征。例如，噴嘴的數(shù)量在I至1000的范圍內(nèi)，優(yōu)選在4至100的范圍內(nèi)。可以通過(guò)鉆孔和/或銑削在噴嘴板中制造噴嘴。優(yōu)選模塊化地構(gòu)造噴嘴板。這表示，噴嘴板具有開(kāi)口，噴嘴插入件可以插入到該開(kāi)口中。例如可以考慮，噴嘴插入件收縮或旋入到噴嘴板中。根據(jù)本發(fā)明的噴嘴板適合用于生產(chǎn)紗線，尤其是硅膠纖維，尤其在干燥紡絲過(guò)程中，例如像在DE19609551C1和DE102004063599A1中示例性地公開(kāi)的那樣。因此，本發(fā)明的主題也包括根據(jù)本發(fā)明的噴嘴板用于生產(chǎn)硅膠纖維的應(yīng)用。


下面更詳細(xì)地描述根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方案，然而本發(fā)明不應(yīng)局限于這些例子。示出的噴嘴開(kāi)口具有圓形的橫截面。圓形的橫截面始終是優(yōu)選的，其中然而也可以考慮，把橫截面設(shè)計(jì)為其它可考慮的形狀，尤其是橢圓形。同樣可以考慮，示出的單個(gè)的實(shí)施方案的特征彼此組合為另外的(未示出的)根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案。
具體實(shí)施例方式圖I以俯視圖示意性示出根據(jù)本發(fā)明的噴嘴板的優(yōu)選實(shí)施方案。該噴嘴板是圓形的且具有19個(gè)噴嘴。圖2以沿著虛線的剖視圖示意性示出圖I中的噴嘴板。各個(gè)噴嘴分別包括向下圓錐形漸縮的通道。圖3 (a)至(e)示意性示出噴嘴的不同的實(shí)施方案。在圖3 (a)中示出通過(guò)通道形成的噴嘴開(kāi)口，該通道延伸經(jīng)過(guò)正錐體的尖端。通過(guò)該方式圍繞噴嘴開(kāi)口形成銳角的輪廓邊緣。在錐形延伸的錐側(cè)面和通過(guò)噴嘴開(kāi)口的垂直線之間的角度β在10°至80°范圍內(nèi)，優(yōu)選在20°至70°范圍內(nèi)且尤其優(yōu)選在30°至60°范圍內(nèi)。圖3(b)中輪廓邊緣的角度β為90°。環(huán)狀部圍繞噴嘴開(kāi)口，該環(huán)狀部具有盡可能小的寬度，以便出現(xiàn)盡可能小的潤(rùn)濕。在圖3 (C)至3 (e)的噴嘴中，噴嘴通道的圓柱形延伸的區(qū)域與圖3 (a)和3 (b)的實(shí)施方案中相比被延長(zhǎng)。由此得到較大的L/D比例。圓柱形區(qū)域的L/D比例處于O. 5至10的范圍內(nèi)，優(yōu)選處于I至5的范圍內(nèi)，尤其優(yōu)選處于I. 5至3的范圍內(nèi)。 在圖3 (b)、(d)和(e)中，面Al和A2彼此平行地延伸。然而也可以考慮，面A2相對(duì)于面Al成角度地延伸。例如，在圖4 (a)中示出這一點(diǎn)。角度ω優(yōu)選處于0°至80°范圍內(nèi)，尤其優(yōu)選處于0°至60°范圍內(nèi)。也可以考慮，像圖4 (b沖示例性示出的那樣，面Α2彎曲。然而重要的是，作為用于由噴嘴開(kāi)口排出的紗線的輪廓邊緣起作用的邊緣圍繞噴嘴開(kāi)口延伸。例如在圖3 (a)示出的實(shí)施方案中，該邊緣的特征是角度β。如果角度β為90°，那么面Al和Α2彼此平行地延伸且根據(jù)本發(fā)明以下述方式使面Α2的潤(rùn)濕最小化，即Α2/Α1的比例小于20，優(yōu)選小于15，尤其優(yōu)選小于10，更尤其優(yōu)選小于5且最優(yōu)選小于I。圖5以仰視圖示意性示出根據(jù)圖3 (b)、3 (d)、3 (e)、4 (a)和4 (b)的噴嘴。圖6以噴嘴的剖視圖示出根據(jù)本發(fā)明的圖I和2中的噴嘴板的放大部分。圖7示出單個(gè)噴嘴的優(yōu)選的實(shí)施方案。噴嘴設(shè)計(jì)為模塊化的插入件，其可插入板的相應(yīng)的穿通部中。噴嘴插入件包括豎直延伸的通道。在示出的圖中，通道從上部被加載紡絲材料，該紡絲材料隨后借助于壓力在下部區(qū)域中離開(kāi)通道。通道的形狀沿流動(dòng)方向首先為圓柱形，隨后以相對(duì)于垂直線在10°至80°范圍內(nèi)，優(yōu)選在20°至70°范圍內(nèi)，尤其優(yōu)選在30°至60°范圍內(nèi)的角度Y錐形地漸縮，直至通道橫截面的直徑D減小到O. 05_至O. 5mm范圍內(nèi)，優(yōu)選O. Imm至O. 3mm范圍內(nèi)，尤其優(yōu)選O. 12mm至O. 18mm范圍內(nèi)的尺寸。在通道的錐形區(qū)域上連接了長(zhǎng)度為L(zhǎng)的圓柱形的區(qū)域。如在圖3中的例子討論的優(yōu)選的L/D比例同樣適合圖7中示出的實(shí)施方案。
權(quán)利要求
1.一種噴嘴板，其包括具有噴嘴開(kāi)口的至少一個(gè)噴嘴，其中所述噴嘴開(kāi)口具有Al尺寸的橫截面，其中輪廓邊緣以5°至90°范圍內(nèi)的角度β圍繞所述噴嘴開(kāi)口延伸，其中在所述噴嘴外部直接鄰接到所述噴嘴開(kāi)口上的且圍繞所述噴嘴開(kāi)口延伸的面具有Α2尺寸的面，其特征在于，Α2/Α1的比例小于20。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的噴嘴板，其特征在于，Α2/Α1的比例優(yōu)選小于15，尤其優(yōu)選小于10,更尤其優(yōu)選小于5且最優(yōu)選小于I。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的噴嘴板，其特征在于，所述輪廓邊緣的角度β處于10°至90°范圍內(nèi)，尤其優(yōu)選處于20°至90°范圍內(nèi)，更尤其優(yōu)選處于30°至90°范圍內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I至3中任一項(xiàng)所述的噴嘴板，其特征在于，所述噴嘴板包括數(shù)量在I至1000的范圍內(nèi)的噴嘴。
5.根據(jù)權(quán)利要求I至4中任一項(xiàng)所述的噴嘴板，其特征在于，所述噴嘴包括通道，所述通道首先為圓柱形，隨后沿流動(dòng)方向錐形地漸縮至Al尺寸的橫截面，且直至所述噴嘴開(kāi)口又以圓柱形延伸，其中鄰接到所述噴嘴開(kāi)口上的圓柱體具有長(zhǎng)度L和直徑D，其中對(duì)L/D的比例適用的是0. 5彡L/D彡10。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的噴嘴板，其特征在于，L/D的比例在I至5的范圍內(nèi)，優(yōu)選在I.5至3的范圍內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求I至6中任一項(xiàng)所述的噴嘴板，其特征在于，所述噴嘴設(shè)計(jì)為噴嘴插入件，所述噴嘴插入件插入到所述噴嘴板的相應(yīng)的開(kāi)口中。
8.根據(jù)權(quán)利要求I至7中任一項(xiàng)所述的、用于生產(chǎn)紗線、優(yōu)選硅膠纖維的噴嘴板的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種噴嘴板和用于產(chǎn)生紗線、優(yōu)選硅膠纖維的噴嘴板的應(yīng)用。
文檔編號(hào)D01D4/02GK102933754SQ201180025931
公開(kāi)日2013年2月13日 申請(qǐng)日期2011年5月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月26日
發(fā)明者M.海尼曼, A.布勞恩, T.科尼希, K-R.布斯, L.拉希曼 申請(qǐng)人:拜爾創(chuàng)新有限責(zé)任公司