專利名稱：流道壁的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及流道橫斷面部分變化的一種流道壁。
從德國專利DE-A-11 61 412、DE-A-17 04 850、DE-A-2654 001、DE-A-28 23 99和DE-A-40 13 610中已知一些局部有限可調(diào)的圓形或環(huán)形流道。DE-A-44 00 069以及DE-A-195 35 930描述了局部可調(diào)的縫隙式流道。根據(jù)這些先有技術(shù)，圓形流道的變形區(qū)作成單壁。這種已知的裝置因其特殊的結(jié)構(gòu)局限于用在相對剛性的單壁環(huán)形元件，這種單壁環(huán)形元件必須通過螺釘產(chǎn)生變形到直徑大于100毫米的范圍。較小的流道橫斷面不能用這種解決辦法。
實際上，人們常常還希望達到局部限制流道斷面的大的變化。對這種情況，上述結(jié)構(gòu)同樣是不適合的，因為根據(jù)DE-A-40 13 610提出的柔性解決辦法可能達到的環(huán)形元件的絕對變形本身大約200微米是很小的。其原因在于，環(huán)形元件只容許在其線性彈性的變形范圍內(nèi)產(chǎn)生變形，為安全起見，在調(diào)節(jié)元件復(fù)原后，環(huán)形元件又重新具有精確的最初形狀。
但在限制柔性的情況下，DE-A-11 61 412描述的環(huán)形元件是有優(yōu)點的，即它所描述的解決辦法不產(chǎn)生密封問題。DE-A-26 54 001以及DE-A-28 23 99所描述的解決辦法雖然柔性一些，但產(chǎn)生了一定的不密封性，因為在調(diào)節(jié)時，該環(huán)必須在密封面的范圍內(nèi)移動。此外，當(dāng)這些環(huán)變形時，它們在流道內(nèi)產(chǎn)生微小死區(qū)，這種情況特別在塑料加工模具時會導(dǎo)致物料流的不希望出現(xiàn)的材料停滯和材料裂解。
此外，按DE-A-44 00 069，縫隙狀的流道的變形區(qū)只是單壁的。DE-A-195 35 930所描述的一種裝置，是通過一個板疊組成一個流道來擴大線性彈性調(diào)節(jié)范圍。但這種解決辦法在制造和強度方面存在許多缺點。從制造技術(shù)上講，往往很難甚至不可能在要求的部位焊接一個板疊。而且焊接特別柔性的很薄的鋼板一般都存在不少問題。如果原則上可以焊接，則在焊接時產(chǎn)生不可避免的焊接應(yīng)力而常常導(dǎo)致扭曲。即使在無扭曲焊接的情況下，由于焊接應(yīng)力也會降低板疊的變形能力，而且焊縫始終是一個機械的薄弱環(huán)節(jié)。此外，按這種解決辦法，流道壁的強度相對于通過該流道流動的介質(zhì)所經(jīng)受的內(nèi)壓力受到了限制，因為只有所謂的流道鋼板通過它的整個圓周與流道體進行了焊接。在這種解決辦法中，板疊的其余鋼板只是有條件地有助于流道壁的耐壓強度，因為這些板只是在它們的四個邊的一邊上與流道體焊接。也就是說，從靜力學(xué)上看，這是一邊固定的板。
在各種工業(yè)應(yīng)用中，對不斷運轉(zhuǎn)的設(shè)備或過程，很希望用某些方法來使流道的一定區(qū)域在其幾何形狀上能夠以盡可能大的程度進行純彈性變形，而不產(chǎn)生上述已知解決辦法所述的諸多缺點。
本發(fā)明旨在提出這樣的一種裝置，與先有技術(shù)比較，總的來說，一個擴大的絕對調(diào)節(jié)區(qū)和流道幾何尺寸鄰近區(qū)的一個較大的相對調(diào)節(jié)變成可能，并另外使抗內(nèi)壓強度盡可能增大，同時可保證不產(chǎn)生由此引起的不密封性和死區(qū)，并可制造具有很復(fù)雜幾何形狀的流道。
用本發(fā)明可實現(xiàn)這樣一種裝置用該裝置可輸送一種物料這樣通過流道，即在流經(jīng)流道時，物料的流速在很大程度上或者通過手工或者通過一控制裝置或一調(diào)節(jié)裝置局部有限地即通過流道的一部分的純線性的彈性變形來實現(xiàn)變化。但前提是，局部的物料流在一定的部位可按要求的方式相對于相鄰的流道區(qū)域進行調(diào)節(jié)。
根據(jù)本發(fā)明，這個目的是這樣實現(xiàn)的，即流道壁用一種勻質(zhì)材料組成并至少在一部分區(qū)域內(nèi)是多壁的。
為此，在流道中用一種勻質(zhì)材料組成一定的壁區(qū)，該壁區(qū)的部分范圍是多壁的。在本專利申請范圍內(nèi)，勻質(zhì)材料理解為，流道壁的單壁區(qū)域和多壁區(qū)域的單個壁用精確的相同材料組成，其中從多壁到單壁區(qū)的過渡區(qū)不存在例如粘接縫或焊接縫之類的不均勻性。在本專利申請的意義內(nèi)，只要在過渡區(qū)內(nèi)的單壁區(qū)和多壁區(qū)內(nèi)的流道壁的結(jié)構(gòu)是相同的，則由一種多組分材料例如化學(xué)纖維增強的塑料組成的壁也是均勻的。在本專利申請的意義內(nèi)，如果單壁的流道壁一部分范圍與過渡區(qū)和多壁區(qū)的單個壁在一道工序內(nèi)制成，該材料也是均勻的。
如果垂直于流動方向的一個截面至少交截兩個單獨的壁，則這樣的流道壁在這里就是多壁的。這種多壁性的優(yōu)點是，通過單個壁的厚度及單個壁的數(shù)量的變化可用簡單的方式改變流道壁的柔性并達到相對于流動介質(zhì)的內(nèi)壓力的流道壁的不同強度。如欲極大的柔性，則需選用極小的壁厚。此外，如果流道壁經(jīng)受高的內(nèi)壓力，則在多壁區(qū)最好用很多的單個壁，從而增加多壁區(qū)的總厚度D。由于在多壁情況中流道壁內(nèi)在相同變形時產(chǎn)生的最大伸長較小，所以即使將相同總厚度D的區(qū)域作成單壁，流道壁的變形范圍和柔性也會以明顯小的程度進行降低。此外，本發(fā)明的解決辦法還有這樣的優(yōu)點，即全部單壁各邊都與相鄰的流道體固定連接，這樣就能象原來的流道鋼板那樣以相同的方式承受壓力。與先有技術(shù)不同的是，這里的單壁是各邊牢固固定的壁。
這種流道壁既可用于氣體介質(zhì)又可用于液體介質(zhì)的流道?？蓧嚎s成一個寬的氣流，例如壓縮成噴氣刮刀，用它來壓縮一條較寬的通道，或者使流體分布在一個圈套的寬度上，其強度可在該寬度上進行很精確地調(diào)節(jié)。在印刷技術(shù)的領(lǐng)域內(nèi)，用本發(fā)明裝置可按理想的方式來調(diào)節(jié)例如流經(jīng)一個縫隙狀流道的油墨流的分布。最后，在塑料加工中，存在著各種的使用可能性，來調(diào)節(jié)在一個模具內(nèi)出現(xiàn)的熔流的分布。這些流道壁可組成全部可設(shè)想的流道幾何形狀，但最流行的是縫隙形、圓形和環(huán)形的流道幾何形狀。
流道壁由一種勻質(zhì)材料組成，并為了部分變形，至少在部分區(qū)域內(nèi)做成多壁的。這些流道壁最好組合在模具中，這樣，在模具內(nèi)存在的流道的幾何形狀就可根據(jù)要求在個別部位有目的地進行改變。
其他細節(jié)可從該裝置各種實施例的以下說明中以及結(jié)合附圖的各個裝置中得知，附圖表示
圖1一種勻質(zhì)流道壁的俯視圖，該流道壁在部分范圍內(nèi)是多壁的；圖2按圖1的Ⅱ-Ⅱ剖開的斷面圖；圖3按圖1的Ⅲ-Ⅲ部開的斷面圖；圖4多壁的區(qū)域做成彎曲的流道段的斷面圖；圖5多壁的柔性位于流道端部的一種裝置的斷面圖；圖6位于各單壁上的層由另一種材料組成的一個流道壁的斷面圖；圖7兩個流道會合的一個流道段的斷面圖；圖8兩個柔性的多壁的流道壁組成一體的一個流道段的斷面圖；圖9一種模具的斷面圖，該模具的流道壁在流動方向內(nèi)可局部平行調(diào)節(jié)。
如圖1所示，在本發(fā)明的流道壁1的俯視圖中可看出流道壁1的單壁區(qū)2和多壁區(qū)5之間的未擾動的勻質(zhì)過渡區(qū)3和4。在這種情況中，未擾動是指在流道壁的表面既不存在任何的材料變化，又不存在任何的連接縫，例如焊接縫或粘接縫。就是說，在俯視圖中看不到板的多壁區(qū)5。只有在斷面Ⅱ-Ⅱ(圖2)和Ⅲ-Ⅲ(圖3)中才能看出具有單個壁6-9的流道壁1的多壁區(qū)5。出于多壁區(qū)5的高的彈性考慮，單個壁6-9的壁厚d應(yīng)小于2毫米，最好甚至小于1毫米，以便在變形時使單個壁6-9表面上的最大伸長保持較小。在特殊情況中，單個壁厚度d用微米范圍也是有利的。在某些情況中，流道壁1至少在部分范圍內(nèi)支承在另一壁25的一邊上，如圖5所示，也是有利的。當(dāng)然也可用多個支承壁25。
對可能要求強度時，流道壁1最好用強度大于800兆帕，甚至大于1200兆帕的材料制成。在特殊情況中，為了增加柔性，多壁區(qū)中的單個壁厚度d在一定的長度內(nèi)減小，也是有利的。在縫隙形流道時，如果多壁區(qū)5是一維或多維彎曲的，則可擴大多壁區(qū)5的線性彈性變形范圍。圖4表示流動方向內(nèi)的一個彎曲的流道區(qū)域。當(dāng)用一個調(diào)整螺釘10壓到這個區(qū)域5的多壁區(qū)(虛線所示)5的一個部位時，只改變曲線的彎曲半徑。如果例如像圖1至3那樣不存在彎曲，則在多壁區(qū)的最小偏轉(zhuǎn)時勢必改變它的長度，從而導(dǎo)致多壁區(qū)內(nèi)附加的、不希望有的拉應(yīng)力。這種拉應(yīng)力與不可避免的彎曲應(yīng)力疊加，這就會導(dǎo)致可達到的線性彈性變形的減小，從而使流道15只能在調(diào)整螺釘10的范圍內(nèi)以很小的尺寸減小它的高度h，在多數(shù)情況中，如果多壁區(qū)5構(gòu)成流道1的端部，是有利的，如圖5所示。
如圖6所示，在至少一個單壁9的多壁區(qū)5中有另一層12用材料制成或在至少兩個單壁8和9之間的多壁區(qū)5中有一個中間層13用另一種材料制成，這種情況往往是有利的。這例如可能是流道表面的一層滑動層或防腐層12，或者例如也可能是單個壁8和9之間的滑動層或隔層13。特別有意思的是，如圖7所示，流道壁1的多壁區(qū)5在會合區(qū)14設(shè)置了兩個或多個流道15和16。在這種情況下，在主物料流17上方上游流動的第二物料流18例如用布置在其寬度或圓周上的簡單的調(diào)整螺釘10就可局部有限地改變它的寬度或它的圓周。也可不用螺釘10而用別的裝置作調(diào)整元件，例如液壓或氣動調(diào)節(jié)裝置或例如墊膨脹栓、壓電轉(zhuǎn)換器和伺服傳動。
如圖8所示，至少在流道壁15的一個區(qū)域中，多個流道壁19和20分別由一個區(qū)域式的多壁流道壁19和20組成以及多壁區(qū)域21和22借助于外部的調(diào)節(jié)元件10至少可局部產(chǎn)生變形，當(dāng)然可達到更大的調(diào)節(jié)效果。例如在圖8中將兩個多壁區(qū)域21和22對置起來，就可用調(diào)整螺釘10進行相互調(diào)節(jié)，這樣就可達到雙倍的節(jié)流效果。用圖9所示的裝置可對構(gòu)成一個流道15的兩個流道壁26和27的距離a在流動方向28內(nèi)借助于適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)裝置23和24在一定的長度1內(nèi)平行調(diào)節(jié)大于0.2毫米。長度1最好為5毫米。這可例如借助于兩個獨立的調(diào)節(jié)裝置23和24調(diào)節(jié)流道壁2來實現(xiàn)。這對使用中要求流道改變后達到流動穩(wěn)定總是有利的。
如果單個壁6-9緊密重疊，它們可用機械方式相互支撐，這對全部裝置來說，都是有利的。在多壁區(qū)域5進行局部調(diào)節(jié)時，總會實現(xiàn)流道壁幾何形狀的連續(xù)變化，這樣就可避免流速接近于零的死水區(qū)。由于均勻的流道壁沒有分界面，所在調(diào)節(jié)區(qū)也不可能產(chǎn)生不密封的問題。
如圖1-9所示的這些多壁的流道壁1可按本發(fā)明進行制造，即用一種化學(xué)的或物理的沉積法，或用噴涂法、涂刷法和層壓法或用燒結(jié)法或類似的逐層實施的方法逐段進行制造，其中在多壁區(qū)5內(nèi)，每個單個壁6-9的表面都這樣處理，即在下一個制造段時，新涂敷層不得與以前制成的單個壁6-9的表面連接。這種制造方法當(dāng)然可在任意的時間中斷。這里以電鍍沉積這種多壁的流道壁1為例來進行說明。在這種情況下，在一個具有理想流道壁表面的精確幾何形狀的模型上沉積要求的單個壁6厚度的例如第一鎳層。然后中斷沉積過程，并將已沉積的層的自由表面在流道壁要制作多層的區(qū)域5內(nèi)進行鈍化。在這種情況中，鈍化是指表面這樣進行處理，即在沉積過程繼續(xù)時，在已處理的區(qū)域5中，在新的沉積層7和已經(jīng)存在的第一層6之間不可能連接。這可例如涂敷隔離漆或粘貼隔離膜來實現(xiàn)。在鈍化區(qū)以外，第二層與已經(jīng)沉積的第一層緊密連接，于是在這個區(qū)域的流道壁1變成單壁。只有在鈍化區(qū)域才產(chǎn)生第二個流道壁7，該流道壁在其邊緣區(qū)域3和4中均勻地過渡到單壁區(qū)域2。原則上，可任意多次重復(fù)這個過程，這樣就可制造任意多的單個壁6-9，這些單個壁分別均勻地過渡到單壁的流道壁區(qū)域2。對這種多壁的流道壁1的多數(shù)應(yīng)用來說，最好鈍化成同時在單個壁之間具有滑動層的功能，以便在變形時減少單個壁6-9的表面之間的摩擦。但不必強制用一中間層13來實現(xiàn)鈍化。單個壁的表面也可通過表面負荷或表面張力的改變來實現(xiàn)鈍化。在這種情況中，在單個壁6-9之間不產(chǎn)生由另一種材料制成的中間層。本發(fā)明的制造方法還保證了單個壁6-9的相互支撐，因為在這種制造方法中，即使在復(fù)雜的多維的幾何形狀時也可通過工藝自動地使這些單個壁相互很緊密地布置在一起。
權(quán)利要求
1．部分改變流道橫斷面的流道壁(1)，其特征為，流道壁(1)由一種勻質(zhì)材料組成并至少在部分區(qū)域內(nèi)是多壁的。
2．按權(quán)利要求1的流道壁(1)，其特征為，流道壁(1)至少在多壁的區(qū)域(5)內(nèi)具有小于2毫米的單個壁厚度(d)。
3．按權(quán)利要求1的流道壁(1)，其特征為，流道壁(1)在一邊上至少部分地由別的一些壁(25)支撐著。
4．按權(quán)利要求1的流道壁(1)，其特征為，流道壁(1)由一種具有大于800兆帕強度的材料制成。
5．按權(quán)利要求1的流道壁(1)，其特征為，在多壁的區(qū)域(5)內(nèi)，單個壁厚(d)在一定的長度內(nèi)減小，以增加柔性。
6．按權(quán)利要求1的流道壁(1)，其特征為，多壁的區(qū)域(5)一維或多維彎曲。
7．按權(quán)利要求1的流道壁(1)，其特征為，多壁的區(qū)域(5)構(gòu)成流道(15)的端部。
8．按權(quán)利要求1的流道壁(1)，其特征為，在多壁的區(qū)域(5)內(nèi)，在至少一個單壁(9)上有另一層(12)由另一種材料制成。
9．按權(quán)利要求1的流道壁(1)，其特征為，在多壁的區(qū)域(5)內(nèi)，在至少兩個單壁(8和9)之間有一個由另一種材料制成的中間層(13)。
10．按權(quán)利要求1的流道壁(1)，其特征為，流道壁(1)的多壁區(qū)域(5)在會合區(qū)(14)設(shè)置了兩個或多個流道(17和18)。
11．按權(quán)利要求1的流道壁(1)，其特征為，至少在一個流道的一個區(qū)域內(nèi)，多個流道壁(19和20)分別由一個套筒或板(21和22)組成；用外部的調(diào)節(jié)元件(10)可使兩個套筒或板至少產(chǎn)生局部變形。
12．按權(quán)利要求1的流道壁(1)，其特征為，用適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)裝置(23和24)在一定的長度1上可使構(gòu)成一個流道(15)的兩個流道壁(26和27)的距離a在流動方向內(nèi)至少局部平行變化0.2毫米以上。
13．按權(quán)利要求1-12任一項所述的一個局部多壁的流道壁(1)的制造方法，其特征為，流道壁(1)逐段地用一種化學(xué)的或物理的沉積方法，或用噴涂、涂刷和層壓法，或用燒結(jié)方法或類似的逐層實施的方法進行制造，其中在多壁的區(qū)域(5)內(nèi)，每個單壁(6,7,8,9)的表面都這樣處理，即在下一個制造段時，新涂的層不得與此前制成的單個壁(6,7,8)的表面連接。
全文摘要
由一種勻質(zhì)材料制成的流道壁(1)在至少一部分區(qū)域(5)內(nèi)具有部分變形的幾個壁。本發(fā)明的流道壁最好組合在一種模具內(nèi),在該模具中,流道(17)的幾何形狀必須在一定部位進行特定的改變。這里勻質(zhì)材料理解為相同的材料,該材料組成單壁的流道區(qū)域和多壁的區(qū)域(5)的單個壁(6,7)。即使在多壁的區(qū)域和單壁的區(qū)域之間的過渡區(qū)域(3)內(nèi)也不得存在諸如粘接縫或焊接縫之類的非勻質(zhì)的部分。
文檔編號F16L55/00GK1313940SQ99809940
公開日2001年9月19日 申請日期1999年7月1日 優(yōu)先權(quán)日1998年7月14日
發(fā)明者海因茨·格羅斯 申請人:海因茨·格羅斯