一种歧管发明领域
本发明涉及一种歧管,尤其涉及一种设置在鼓风机/干燥机输送端的歧管,其用于
向织物材料、纤维素材料或其它纤维材料吹流体,例如热风。
背景技术
WO03/038364A公开用于拉幅机的一种废热回收装置,一种清洁水自动过滤装置和
一种废气再生装置。在所述装置中,由织布机编织的纺织品(TX)浸泡在沉降槽(ST)内的水,
树脂和化学品混合物,通过轧布机(MG)进行脱水,以及利用数个腔室(CH1-CH4)进行干燥和
热处理,以提高其质量。每一腔室(CH1-CH4)包括被绝缘材料(IS)所围绕的主体(CM)以及数
百个用于将热风喷射至经过主体中心(CM)的纺织品(TX)上下侧的热风喷嘴(HN)。热风喷嘴
(HN)设置在数个与热风管(HP)相接的热风分布箱(HD)上,热风鼓风机(HB)用于使经加热器
(HT)加热的热风在热风管(HP)内循环。每一腔室(CH1-CH4)的上侧设置一个排气管(GP),排
气管(GP)与一个主排气管(GM)相连通,排风机(BW)与主排气管(GM)相接。换言之,分别通过
入口/出口流入/流出每一腔室内的冷风与在腔室内循环的空气混合,经加热器(HT)加热至
预定温度,加热后的热风通过热风管(HP)和热风分布箱(HD)借助热风鼓风机(HB)流至热风
喷嘴(HN),并且经过上下热风喷嘴(HN)之间的纺织品(TX)利用经热风喷嘴(HN)喷射的热风
进行干燥和加热。当进行纺织品(TX)的干燥和热处理过程时,纺织品(TX)内的水分在干燥
过程中蒸发形成蒸汽,树脂和化学品中的气体是在热处理过程中从纺织品(TX)产生的。
然而,上述装置不能对材料(织物)产生对称且均匀的空气射流冲击。
编号为US4586268的美国专利阐述一种用于对纺织品领域中所使用的纤丝材料如
纤维,丝线或薄膜狭条进行处理的水平热处理隧道,其中待热处理的材料通过水平安装的
隧道以无限长度形式沿传播路径并行传送;所述隧道包括热绝缘外壳,风机腔室,风机装
置,加热器装置,风机入口连接装置,风机排气装置,分隔墙装置,用于密封加热器装置边缘
区的装置以及导向装置;热绝缘外壳具有处理腔室,允许材料进入的入口装置以及允许材
料从外壳移除的出口装置;风机装置安装在风机腔室,用于使所述外壳内且流经处理腔室
内的气态处理介质循环;加热器装置安装在处理腔室内的风机装置的下游,用于在处理介
质与通过处理腔室沿传播途径运动的纤丝材料接触之前加热所述处理介质;风机入口连接
装置单独设置以将气态处理介质从传播途径抽离;风机排气装置单独设置以通过纤丝材料
将气态处理介质导向传播途径以及风机入口连接装置;所述风机入口连接装置包括风机入
口腔室,所述风机入口腔室以远离传播途径两侧且朝向传播途径中心成圆锥形变窄,用于
促进经过纤丝材料的处理介质的均匀流动;与传播途径平行且紧密并列形式延伸的所述加
热器装置贯穿传播途径的整长度和宽度;分隔墙装置安装在加热器装置的上下方,用于调
节经过加热器装置的处理介质的流动,使得热量保留在所述加热器周围;通过用于密封加
热器装置边缘区的装置,所述边缘区为不透气的,以防止加热器装置的热损失;导向装置位
于热绝缘外壳的外侧,用于在外壳内通过处理腔室沿传播路径以无接触方式传送纤丝材
料。
然而上述装置不可表明或阐述本发明的主题。
拉幅机和类似设备,例如热风烘干机,松弛干燥机或皮带干燥机利用织物空气处
理,尤其通过干燥和/或热定型纺织品或纸织物对织物宽度进行拉伸。
为此,通常通过加热元件加热至220度的空气/流体利用歧管(未示出)的许多孔/
开口应用于连续导向经过歧管织物一侧或双侧。在此过程中,维持来自歧管的热风/流体的
均匀出口分布非常重要,因此处理结果为对称其均匀地穿过织物材料、纤维素材料或其它
纤维材料的整宽。
利用所述歧管进行热风分布,所述歧管具有孔/开口,孔/开口形成在织物材料、纤
维素材料或其它纤维材料的上下方,且预热后的热风利用至少一个鼓风机通过孔/开口提
供。
现有技术中使用的不同歧管设计的不足点可参见附图中的图1(a)(i)-(a)(iii),
1(b)(i)-1(b)(iii)和图1(c)(i)-1(c)(iii)。
图1(a)(i)显示现有技术中使用的歧管上的开口/孔的俯视图;
图1(a)(ii)显示现有技术中使用的歧管上的开口/孔的正视图;
图1(a)(iii)显示图1(a)(i)所示开口/孔的计算流体流程图的正视图;
图1(b)(i)显示现有技术中使用的歧管板上带有障碍边的开口/孔的俯视图;
图1(b)(ii)显示现有技术中使用的歧管板上带有障碍边的开口/孔的正视图;
图1(b)(iii)显示现有技术中使用的歧管板上带有障碍边且如图1(b)(i)所示的
开口/孔的正视图;
图1(c)(i)显示现有技术中使用的歧管板上带有之字形设计的开口/孔的俯视图;
图1(c)(ii)显示现有技术中使用的歧管板上带有之字形设计的开口/孔的正视
图;
图1(c)(iii)显示现有技术中使用的歧管板上带有之字形设计其如图1(c)(i)所
示开口/孔的计算流体流程图的正视图;
在上述附图中,下述数字表示所述数字所陈述/描述的物件/部件:
12-织物;
21-从歧管流出的空气/液流;
23-歧管内侧的空气/液流;
24-倾角;
25-歧管板上的障碍边;
26-歧管板上的圆形孔;
27-歧管板上的之字形设计;
29-歧管板上的方口。
如图1(a)(i)-(a)(iii)所示的歧管设计的缺点是流量相关效应,引起从歧管圆形
开口(26)流出的热风流的流动方向,即歧管端倾斜并且与织物面不垂直。倾角(24)为歧管
开口(26)的出气口横截面积与进气口横截面积之比-之和的反余弦结果。此结果为冲击织
物(12)的空气(21)并非均匀地向歧管的横向左右侧倾斜,而是更多空气流向歧管端方向右
侧而非相反方向。这意味着歧管端方向的织物边缘区域比远离歧管端的织物边缘区域具有
更多的高流速工艺空气。在干燥以及沉降和后整理工序(所述右/左非均一性)期间,织物上
的热传递差异导致边缘区域不可接受的差异以及不同的织物浪费。
众所周知,工艺方法的不同状态可防止一下缺点:
在一种方法中,采用如图1(b)(i)-(b)(iii)“障碍边”(25),其确保通过涡流形成
从具有方形开口(29)的歧管形成的大致垂直的空气排放(21),从而确保织物(12)上的均匀
空气排放。然而,此方法因方形开口导致的涡流形成和不利制约因素而引起的空气动力学
损失非常高。
在另一方法中,如图1(c)(i)-(c)(iii)所示歧管的出口孔交错,用以从歧管圆形
开口(26)获得垂直的空气排放(21),歧管具有针对垂直面的补偿角,采用歧管壁之字形设
计(27),用以在歧管具有笔直,即非交错出口孔设计的情况下尽可能准确地补偿排放角。然
而,此方法制作更加复杂,由于折叠的微之字形歧管板(27)导致额外空气动力学损失。
发明目的
本发明目的在于提供一种设置在鼓风机/干燥机输送端的空气动力学有效歧管,
其用于对经过织物材料、纤维素材料或其它纤维材料进行处理,在歧管内可实现经过歧管
长度和宽度方向的流体的均匀分布且织物材料、纤维素材料或其它纤维材料处理结果好。
为实现此目的,提供至少一种设置在鼓风机/干燥机输送端的歧管,其具有板;板
具有至少一个圆锥形出口孔,出口孔具有面向分配通道内侧的窄入口和与板外表面平齐的
宽出口,其中液流从经过板长度方向的出口孔均匀流出,且通过改变圆锥形出口孔的深度
来控制流动方向。
发明内容
一种设置在鼓风机输送端的歧管(14/16),其用于对经过所述歧管(14/16)的板
(44)的织物材料、纤维素材料或其它纤维材料(12)进行流体处理,且包括:
封闭分配通道(50),其一端具有一入口(46);以及板(44),其具有至少一个出口孔
(63);
所述歧管特征在于
出口孔(63)为圆锥形,具有面向分配通道(50)内侧的窄入口(64)和与板(44)外表
面平齐的宽出口(65),织物材料、纤维素材料或其它纤维材料(12)经过所述出口孔(63)。
上述描述的代表性歧管特征在于其分配通道(50)从入口(46)至另一端逐渐变窄。
上述描述的代表性歧管特征在于其板(44)具有贯穿其长度和宽度的开口孔(63)。
上述描述的代表性歧管特征在于出口孔(63)设置成一排或多排,且入口孔之间具
有或不具有偏移。
上述描述的代表性歧管其特征在于出口孔为接近于圆形或椭圆形。
上述描述的代表性至少两种歧管,其特征在于所述至少两个歧管为彼此的镜像。
上述描述的代表性至少两种歧管,其特征在于其出口孔(63)具有变化的深度
(68)。
上述描述的代表性至少两种歧管,其特征在于其至少一个出口孔(63)与其它出口
孔(63)深度不同。
具体实施方式
通过附图描述本发明,其中附图中相同的数字用于表示相同部件。而附图仅说明
本发明但不限制本发明。
以下描述和权利要求中的术语和词汇不限于书面含义,发明人使用其仅为更清楚
一致地理解本发明。以下本附加权利要求及其相等物中定义的发明示例性实施例的描述仅
为说明本发明,而绝非旨在限制本发明,这对本领域技术领域人员是显而易见的。
在附图中:
图2(i)显示根据本发明的歧管的正视图。
图2(ii)显示根据本发明的歧管的侧视图。
图2(iii)显示图2(ii)所示歧管的出口孔的放大图。
图2(iv)显示图2(iii)所示出口孔的计算流体流程图的立视图。
图2(v)显示图2(iii)所示出口孔的计算流体流程图的侧视图。
图3(i)显示根据本发明的歧管的开口孔的俯视图。
图3(ii)显示流体从根据本发明的出口孔流出的流程图。
图4(a)(i),4(b)(i)and 4(c)(i)分别显示图4(a)(ii),4(b)(ii)and 4(c)(ii)所
示深度沿线A-A变化的出口孔的剖视图。
图4(a)(ii),4(b)(ii)and 4(c)(ii)显示具有变化的深度的出口孔的高度。
图4(a)(iii),4(b)(iii)and 4(c)(iii)显示具有变化的深度的圆锥形出口孔的
计算流体流程图的立视觉图。
图5显示根据本发明设置在鼓风机/干燥机输送端的一对歧管的原理图。
在上述附图中,下述数字表示所述数字所陈述/描述的物件/部件:
12-织物材料、纤维素材料或其它纤维材料;
14/16-根据本发明的歧管;
21-从分配通道流出的流体;
22-鼓风机的进料道;
23-分配通道内侧的液流;
24-倾角;
44-分配通道的板;
46-分配通道的入口;
50-歧管的分配通道;
63-出口孔;
64-出口孔的窄入口;
65-出口孔的宽入口;
66-热风/流体的湍流;
68-圆锥形出口孔的深度。
根据本发明,歧管(14/16)设有分配通道(50),分配通道(50)具有通过鼓风机/干
燥机(未示出)的进料道(22)与输送端连接的入口(46)。分配通道(50)的另一端封闭,使其
为封闭分配通道(50)。在本发明一优选实施例中,分配通道(50)从入口(46)至另一封闭端
逐渐变窄,其通常近似烟囱的圆拱形,可避免织物材料、纤维素材料或其它纤维材料的处理
不均匀。因此,分配通道(50)的横截面积朝封闭端减小。歧管(14/16)包括板(44),板(44)具
有至少一个圆锥形出口孔(63),出口孔(63)具有面向分配通道(50)内侧的窄入口(64)和与
板(44)外表面平齐的宽出口(65),织物材料、纤维素材料或其它纤维材料(12)经过所述出
口孔(63)。在本发明一优选实施例中,歧管(14/16)的板(44)上具有至少一个出口孔(63)。
流体(23)通过入口(46)从鼓风机/干燥机的进料道(22)送入歧管(14/16)。液流(23)从入口
(46)流入分配通道(50),然后通过板(44)上的圆锥形出口孔(63)吹入织物材料、纤维素材
料或其它纤维材料。
在本发明一优选实施例中,不管圆锥形出口孔(63)与端口面积(46)距离为多少,
分配通道(50)的截面积近似所有圆锥形出口孔(63)排出的流体的相同数量。
流体(23)从歧管(14/16)的板(44)上的圆锥形出口孔(63)的窄入口(64)流至宽出
口(65)并且与板(44)垂直流出。
圆锥形出口孔(63)将内部空气动力学损失减至最小,因而提高质量流率并提供更
多流线型层流。由于质量流率的提高,在等量的能量消耗前提下,提高干燥/冷却效率。
在根据本发明另一优选实施例中,圆锥形出口孔(63)为接近于圆形或椭圆形。由
于圆锥形出口孔(63)的接近于圆形/椭圆形非常光滑,可实现高速度流体的较少湍流,因此
质量流率更高且干燥/冷却效率更好。进一步地,所述圆锥形出口孔(63)优选为压印于板
(44)内。
由于通过实施简单且空气动力学上利于实施的创新圆锥形出口孔设计,避免了出
流角的个别补救措施例如障碍边以及歧管上出口孔的交错设置,优秀的空气动力学可轻松
实现,降低制造成本以及系统的能耗。
在本发明另一优选实施例中,设计圆锥形出口孔(63)以确保通过将圆锥形出口孔
(63)的宽出口(65)与板(44)的外表面平齐,无锐缘与织物材料、纤维素材料或其它纤维材
料,尤其针织布接触。
在本发明另一优选实施例中,如图2(i)所示,板(44)具有贯穿其长度和深度的圆
锥形出口孔(63)。
在本发明另一优选实施例中,圆锥形出口孔(63)设置为一排或多排,且互相之间
具有或不具有偏移。
在本发明另一优选实施例中,板(44)作为分配通道(50)的墙壁且放置于分配通道
(50)的顶侧。
在本发明另一优选实施例中,歧管(14/16)为彼此的镜像。图5为一个此优选实施
例的图解,显示了鼓风机/干燥机的输送端的一对歧管(14和16)的原理图。
如图3(ii)所示,液流(23)近似水平地流经分配通道(50)且以近垂直方向转向至
圆锥形出口孔(63)的蒸汽出口(21)。液流(23)从圆锥形出口(63)的窄入口(64)流至宽出口
(65),这使得在在圆锥形出口孔(63)半侧的湍流(66)位于流体进入歧管(14/16)的方向,即
与分配通道(50)内侧的流体的流向相反。液流(23)引起低压,且当其通过圆锥形出口孔
(63)流经蒸汽出口(21)时以90度垂直方向推动液流。类似于流体动力学中的柯安达效应。
基于出口孔(63)的流体出口横截面积与流体入口横截面积之比-总和,需要或多或少低压
以实现液流(21)的90度垂直方向。这可通过改变圆锥形出口孔(63)的深度(68)得以实现。
流体的90度垂直流出确保织物材料、纤维素材料或其它纤维材料(12)上的流体(21)的90度
垂直冲击,反过来使得沿织物材料、纤维素材料或其它纤维材料(12)双边方向的织物材料、
纤维素材料或其它纤维材料(12)的流体下方流出更均匀。均匀的下方流出使得织物材料、
纤维素材料或其它纤维材料(12)长度和宽度方向上的干燥/冷却均匀。
在本发明另一优选实施例中,在待处理的织物材料、纤维素材料或其它纤维材料
(12)两侧安装数排歧管(14/16),歧管之间的空间用于将通过出口孔(63)的吹出的流体
(21)排出。
在本发明另一优选实施例中,歧管(14/16)的出口孔(63)具有变化的深度。
在本发明另一优选实施例中,歧管(14/16)的至少一个出口孔(63)与其它出口孔
(63)的深度不同。
有益效果
本发明有益效果如下:
1.歧管设计成本低且空气动力学有效。
2.其维持更均匀的液流出口分布,确保横跨织物材料、纤维素材料或其它纤维材
料(12)宽度的均匀处理。
3.低制造成本和时间。
4.易于维护。
5.易于限定歧管变体宽度。
6.由于空气动力学损失减少,出口流速提高。
7.由于空气动力学损失减少,质量流率。
8.提高干燥/冷却效率。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种歧管(14/16),其用于对经过所述歧管(14/16)的板(44)的织物材料、纤维素材
料或其它纤维材料进行流体处理,且包括:
封闭分配通道(50),其一端具有一入口(46),该入口(46)用于将流体输送至所述分配
通道(50);以及
板(44),其具有至少一个出口孔(63);
所述歧管,其特征在于,
出口孔(63)为圆锥形,具有面向分配通道(50)内侧的窄入口(64)和与板(44)外表面平
齐的宽出口(65),织物材料、纤维素材料或其它纤维材料(12)经过所述出口孔(63)。
2.如权利要求1所述的歧管,其特征在于,其分配通道(50)从入口(46)至另一端逐渐变
窄。
3.如权利要求1所述的歧管,其特征在于,其板(44)具有贯穿其长度和宽度的出口孔
(63)。
4.如权利要求3所述的歧管,其特征在于,圆锥形出口孔(63)设置为一排或多排,且互
相之间具有或不具有偏移。
5.如权利要求1、3和4所述的歧管,其特征在于,出口孔(63)为接近于圆形或椭圆形。
6.如权利要求3和4所述的歧管,其特征在于,其至少一个出口孔(63)与其它出口孔
(63)的深度不同。