DE2502647B2 - Lochdüse - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Lochdüse, insbesondere an Düsenkästen, zum Aufbringen eines gasförmigen Behandlungsmittels auf eine Warenbahn, die von einem Gasstrom beaufschlagt wird, de^r im wesentlichen parallel zur Düsenebene zuströmt, und an ihrem dem Gasstrom zugewandten Rand durch eine zur Richtung des Gasstroms senkrechte Gerade begrenzt ist. Sie betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung der Lochdüse.

Bei einem aus der DE-AS 11 24 658 bekannten Düsenkasten (oder auch Düsenkanal bzw. Blaskasten), der sich bei Betrieb quer zur Bewegungsrichtung der Warenbahn erstreckt, ist die die Lochdüse enthaltende Wand des Düsenkanals an den Sitzstellen der Lochdüsen in der Weise schräg geneigt, daß die aus der Strömungsgeschwindigkeit der Luft im Kanal sich ergebende Schrägkomponente der austretenden Strahlen durch die Schrägneigung der Auslässe ausgeglichen wird. Solche Düsenkästen, insbesondere mit dreieckförmig verjüngtem Querschnitt, können als Blasdüsenkästen in Düsentrocknern und Fixiermaschinen zur Behandlung von textlien Warenbahnen Verwendung finden. In diesen Blasdüsenkästen mit in deren Boden vorgesehenen Lochdüsen als Auslässe wird im Bekannten der Boden an seinen die Lochdüsen enthaltenden Stellen durch Stauchen, Drücken oder Ausbeulen in die zum Ausgleich der Schrä^komponente der Austrittsstrahlen erforderliche Schrägstellung zur Ebene des Düsenkastenbodens verformt. Durch geeignete Formgebung der die Lochdüsen enthaltenden Stellen des Düsenkastens kann — abhängig von der Länge des letzeren bzw. von der Breite der zu behandelnden Warenbahn — erreicht werden, daß die Austrittsstrahlen senkrecht zur durch die Gesamtzahl der in einer Fläche liegenden Lochdüse gegebenen Ebene austreten. Im Bekannten sind dazu mehrere Arbeitsgänge erforderlich, die, was das Biegen und Stauchen der die Lochdüse enthüllenden Stellen des Düsenkastens angeht, nur sehr zeitaufwendig von Spezialisten ausführbar sind.

Bei einem aus der DE-PS 9 75 015 bekannten Düsentrockner für Spannrahmen sind Blaskästen mit quer zur Förderrichtung der zu behandelnden Warenbahn verlaufenden Düsenspalten vorgesehen. Innerhalb des Blaskastens sind dabei — gesehen in Strömungsrichtung des Behandlungsmittels — an die Rückseite der Düsenspalte stegartige Leitschienen angesetzt, die gegen die Strömungsrichtung geneigt sind. Dadurch

lu sollen Umlenkverluste des Behandlungsmittels verkleinert werden. Dieser Aufbau ist jedoch aufwendig: außerdem führt er zu einer Strahlbündelung und damit zu einer annähernd punkt- bzw. linienförmigen Belastung der zu behandelnden Warenbahn, wodurch beispielsweise beim Fixieren von Warenbahnen aus texturierten Fäden eine zu starke Beanspruchung auftreten kann.

Aus der DE-AS 12 77 754 ist ferner eine senkrecht zu ihrer Ebene von einem Gasstrom beaufschlagte

2<i Lochdüse zum Aufbringen eines gasförmigen Behandlungsmittels auf eine Warenbahn bekannt. Die Düse weist an einem Rand eine Leitfläche auf. Hierbei erfolgt eine Strahlablenkung durch Anlegen der Strömung an die Leitfläche. Der Düsenstrahl nimmt dadurch im wesentlichen die durch die Neigung der Leitfläche vorgegebene Richtung an. Da eine senkrecht auf die Düsenebene geblasener Strahl ohnehin senkrecht aus der Rückseite der Düse austritt, hat die bekannte Leitfläche nur dann einen Sinn, wenn ein Ablenken des

jo Strahls aus der senkrechten Richtung gewünscht ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lochdüse der anfangs angegebenen Gattung zu schaffen, bei der die Austrittssirahlen senkrecht zu der Ebene austreten, die durch das die Düse bildende Loch

3") gegeben ist. Der Austrittsstrahl soll dabei nicht — etwa zu einem Kernstrahl — gebündelt sein, sondern sich durch Strahlaufteilung auf eine relativ große Fläche der Warenbahn verteilen. Die Herstellung der entsprechenden Lochdüsen soll vereinfacht, insbesondere soll das aufwendige Biegen oder Stauchen der die Lochdüsen enthaltenen Stellen überflüssig gema':ht werden. Bei Anwendung der Düse zu einem langgestreckten, eine Vielzahl von nebeneinanderliegenden Düsen aufweisenden Düsenkästen soll die von dessen der Breite der zu behandelnden Warenbahn angepaßter Länge abhängige Düsenausbildung einfacher als im Bekannten beherrschbar werden. Unabhängig von der Länge des Düsenkastens sollen die Austrittsstrahlen aus allen Düsen senkrecht zu der Ebene austreten, die durch die Vielzahl von in einer Fläche liegenden Lochdüsen gegeben ist. Die Länge des Düsenkastens sei dabei in Richtung des ihn bei Betrieb durchfließenden Gasstroms gemessen.
Die Lösung ist im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 beschrieben. Einige günstige Fortbildungen der Erfindung, zu denen auch ein Verfahren zum Herstellen der Düse gehört, sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.

Durch die Erfindung wird erreicht, daß der austretende Impuls des die Düse durchfließenden Gasstroms senkrecht zur Ebene des Düsenlochs bzw. bei Anwendung der Düse in einem zum Aufbringen eines gasförmigen Behandlungsmittels auf eine Warenbahn vorgesehenen Düsenkasten senkrecht zur Düsenfläche

f)5 und damit auch senkrecht zur Warenbahnebene gerichtet ist, obwohl die Lochdüsen als einfache rechteckige oder quadratische Löcher in der Düsenkastenfläche ausgebildet sind. Der Impuls des aus der

erfindung'Sgemäßen Düse austretenden Strahls steht :ilso senkrecht zur Düsenfläche bzw. Düsenkastenfläche.

Die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 beschriebene Lösung bietet aber neben dem Vorteil des senkrechten Impulsaustrittes zugleich den wesentlichen Vorteil, daß bei erfindungsgemäßer Ausbildung der Düse der diese verlassende Gasstrahl in zwei Teile aufgeteilt ist und die von ihm etwa auf eine zu behandelnde Warenbahn abgegebene Impulskraft a-if eine größere Fläche verteilt ist als das bisher bei einem ungestörten Kernstrahl der Fall war. Bei Anwendung der Düse in einem Düsenkasten zum Aufbringen eines gasförmigen Behandlungsmittels auf eine Warenbahn wird auf diese Weise erreicht, daß die bei hohen Behand'ungstemperaturen (z. B. 220⁰C beim Thermofixieren) zu behandelnde Warenbahn (z. B. Texlilien aus texturierten Fäden) wesentlich geringeren mechanischen Belastungen ausgesetzt ist. Die Anwendung der erfindungsgemäßen Düse hat also auch eine Qualitätssieigerung des hergesieJJlen Produkts zur Folge.

Die Herstellung der erfindungsgemäßen Prallflache ist äußerst einfach. Es hat sich «ils günstig erwiesen, die Lochdüsen durch Ausstanzen von drei Seiten eines Rechtecks bzw. Quadrats und durch Umbiegen des zungenartigen Stanzteils in Richtung auf den bei Betrieb der Düse zuzuführenden Gasstrom herzustellen. Es ist dabei also nur eine Stanzarbeit (oder ähnliches) incl ein Herausbiegen des teilweise ausgestanzten Teils aus der Düsenlochebene bzw. aus der Ebene der Düsenkastenfläche erforderlich.

Wenn ein ausgestanztes zugenartiges Teil ais Prallfläche zu lang sein sollte, kann es auf einfache Weise entweder gleich beim Stanzen auf die gewünschte Länge gekürzt oder aber entsprechend zusammengefaltet werden.

Die erfindungsgemäßen Prallflächen lassen sich einstückig und zugleich mit der Düse aus dem zur Herstellung des Düsenlochs ohnehin anfallenden Stanzteil herstellen. Normalerweise bestehen die Prallflächen also aus dem gleichen Material wie die Fläche, aus der die Düse ausgestanzt ist, in der Regel also aus Blech. Der bei den ais der DE-AS 1 i 24 658 bekannten Lochdüsen erforderliche Arbeitsgang des Stauchens, Drückens oder Aui.beulens der die Lochdüsen enthaltenden Stellen entfällt erfindungsgemäß also vollkommen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Düsenkasten im Querschnitt,

F i g. 2 die Lochdüse enthaltende Fläche des Düsenkastens in der Draufsicht,

Fig. 3 ein Diagramm zum Zusammenhang zwischen Düsenkastenlänge und Höhe der Prallfläche,

Fig. 4, a, b, und c verschiedene Ausbildungen der erfindungsgemäßen Lochdüse und

Fig. 5 ein Beispiel von zur Herstellung einer w Lochdüse geeigneten Stanzschnitten.

In Fig. 1 ist ein in Richtung des Pfeils 1 des Gasstroms bzw. des Behandlungsmittels sich clreieckförmig verjüngender Düsenkasten 2 im Querschnitt dargestell-:. Der Düsenkasten 2 erstreckt sich quer zur bO Bewegungsrichtung der Warenbahn 3. Es ist also angenomnen, daß sich die Warenbahn 3 im Ausführungsbeispiel gemäß F i g. I senkrecht zur Rechnungsebene bewegt. Auf der der Warenbahn gegenüberliegenden Fläche des Düsenkaslens 2 sind Lochdüsen 4 to vorgesehen. Auf dem dem Gasstrom 1 zugewandten Rand weisen die Lochdüseü gemäß F i g. 1 etwa senkrecht /u der Düsenkastenfläche 5 stehende iVallflächeneauf.

Würden die Prailflächen 6 nicht vorhanden sein, so würde bei den in glatt durchlaufender Wandebene 5 liegenden Lochdüsen 4 das Behandlungsmittel infolge der durch den Pfeil 1 angedeuteten Einströmrichtung in den Düsenkanal mit starker Neigung in Richtung des Gasstroms aus den Lochdüsen 4 austreten, wie dies durch den gestrichelten Pfeil 7 angedeutet ^;st.

Um diese Schrägkomponente auszugleichen, das heißt eine Ausströmung in Richtung der ausgezogenen Pfeile 8 zu erhalten, welche senkrecht zu der die Lochdüsen 4 enthaltenden Düsenkastenfläche 5 verlaufen, sind erfindungsgemäß auf dem dem Gasstrom zugewandten Rand der Lochdüsen 4 Prailflächen 6 vorgesehen. Die Letzteren, die in F i g. 1 senkrecht zur Kastenfläche 5 in das (nnere des Kastens ragende ebene Bleche sind, sorgen dafür, daß der Gasstrom im Bereich der Löcher nicht nur verwirbelt, sondern auch senkrecht zu seiner ursprünglichen Strömungsrichtung I umgelenkt wird und in der gewünschten Richtung 8 senkrecht auf die Warenbahn 3 ausströmt.

In Fig. 2 ist die Draufsicht (von innen) auf die Düsenkastenfläche 5 gemäß Fig. 1 dargestellt. Als Beispiel ist dabei angenommen, daß die Lochdüsen 4 rechteckigen Querschnitt haben. Die Prailflächen 6 sind in F i g. 2 als Doppelstriche zu sehen.

Wenn der Düsenkasten wie gemäß Fig. 1 Dreieck form hat, ist bei einem bestimmten Öffnungswinkel dos Dreiecks die Gasgeschwindigkeit auf der ganzen Länge des Düsenkasten konstant (vgl. die diesbezüglichen Ausführungen in der schon genannten DE-AS 11 24 658). Trotzdem haben die aus einfachen Lochdüsen austretenden Luftstrahlen eine Schrägkomponente in Strömungsrichtung der Luft im Düsenkasten. Die Umlenkung der Austrittsstrahlen so, daß sie die Lochdüse senkrecht zur Düsenfläche verlassen, wird erfindungsgemäß mit Hilfe der Prallflächen bewirkt. Der Austrittswinkel, der mit Hilfe der erfindungsgemäßen Prailflächen zu Null gemacht werden kann, ist zum Beispiel bei Düsenkästen mit zwecks gleichbleibender Gasaustrittsgeschwindigkeit über die Länge des Kastens dreieckförmig verjüngtem Querschnitt bekanntlich abhängig vom Verhältnis des Eintrittsquerschnitts Fi zu dem durch die Gesamtzahl der Auslässe gegebenen Austrittsquerschnitt F₂. Mit zunehmendem Verhältnis F\IFi nähen sich die Ausströmrichtung mehr und mehr der Senkrechten zu der die Lochdüsen enthaltenden Düsenkastenfläche.

Der Zusammenhang zwischen der Höhe /?(in mm) der Prallfläche und des von der Länge des Düsenkastens abhängigen Öffnungsverhältnisses F1/F2 (Eintrittsquerschnitt zur Summe der Austrittsquerschnitte) ist in Fig. 3 als Diagramm dargestellt. Der Kurvenverlauf in Fig. 3 ist durch Messung ermittelt worden. Man entnimmt daraus, daß mit zunehmender Länge des Düsenkastens, also zunehmender Gesamtfläche F₂ der Austrittsquerschnitte die Höhe h der Prailflächen vergrößert werden muß, weil dann das Verhältnis Fi/Fi kleiner wird. Versuche haben jedoch ergeben, daß die Länge der erfindungsgemäßen Prallflächen fertigungstechnisch große Toleranzen erlaubt.

In F i g. 4 sind erfindungsgemäße Ausführungsbeispie-Ic von Lochdüsen schematisch dargestellt. Die Strömungsrichtung des Behandlungsmittels ist dabei wiederum durch den Pfeil 1 gekennzeichnet. Von den perspektivischen Lochdüsendarstellungen in F i g. 4 entspricht die Lochdüse gemäß Fig. 4a derjenigen in F i g. I. Die Prallfläche in F i g. 4b ist etwas niedriger als

dasjenige von Fig.4a. Die Verkürzung ist dadurch entstanden, daß die aus Blech bestehende Prallfläche etwa auf zwei Dritteln ihrer Länge (Höhe) umgeklappt ist. Die Prallfläche gemäß l^r i g. 4c ist tragflächenartig in Richtung auf den Behandlungsmittelslrom 1 hin umgebogen.

In F i g. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel von Schnittlinien längs deren eine erfindungsgemäße Lochdüse aus einem zur Herstellung eines Düsenkastens verwendeten Blech ausgestanzt werden kann. Die Richtung, in der bei Verwendung der Düse später der Behandlungsmittelstrom fließt, ist wiederum durch einen Pfeil 1 angedetutet. Das beispielsweise rechteckige Loch 4 wird dadurch hergestellt, daß längs der Linien 10 und II, die parallel /um Behandlungsmittclsironi 1 verlaufet sowie längs der Linien 12 und 13, welche senkrecht /in Richtung I des Behandlungsmittclstroms stehen, ausge stanzt wird. Beim Stanzen fällt das durch die Stan/.linici 10, II, 12 und 13 begrenzte Stück 14 ab. Bein Slan/.vorgang kann gleichzeitig das durch die Stan/Ii nien 10, Il und 12 gebildete zungenarlige Teil um dii gestrichelte Linie 15 aus der Hbene des Blech! herausgebogen werden, so daß eine Prallfläche wie it I- i g. 1 oder 4a entsteht. Ks ist ersichtlich, daß dem bein Stanzen entstehenden /.ungenarligen Blechteil ohne Schwierigkeit eine umgeklappte oder gebogene l'orn wie in I' i g. 4b oiler e gegeben werden kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Lochdüse, insbesondere an Düsenkästen, zum Aufbringen eines gasförmigen Behandlungsmittels auf eine Warenbahn, die von einem Gasstrom beaufschlagt wird, der im wesentlichen parallel zur Düsenebene zuströmt, und an ihrem dem Gasstrom zugewandten Rand durch eine zur Ricntung des Gassiroms senkrechte Gerade begrenzt ist, d a durch gekennzeichnet, daß dieser Rand eine in den Gasstrom (1) hineinreichende Prallfläche (6) aufweist, die etwa senkrecht zur Richtung des Gasstroms (1) steht.

2. Lochdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Prallfläche (6) eben ist (Fig. 4a).

3. Lochdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Prallfläche (6) tragflächenförmig entgegen der Richtung (1) des zuzuführenden Gasstroms umgebogen ist (F i g. 4c).

4. Verfahren zur Herstellung einer Lockdüse nach einem der Ansprüche I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das zungenförmige Stanzteil beim Stanzen auf die gewünschte Länge der Prallfläche (6) verkürzt oder entsprechend zusammengefaltet wird (F ig. 4b, F ig. 5).