DE2733335C3

DE2733335C3 - Vorrichtung zum Behandeln einer eine Stützwalze oder einen Kühlzylinder teilweise umschließenden Warenbahn

Info

Publication number: DE2733335C3
Application number: DE2733335A
Authority: DE
Inventors: Fritz Gageur; Gerhard Dipl.-Ing. Troetscher
Original assignee: Lindauer Dornier GmbH
Current assignee: Lindauer Dornier GmbH
Priority date: 1977-07-23
Filing date: 1977-07-23
Publication date: 1980-12-04
Also published as: FR2397887B1; DE2733335A1; US4192251A; GB1576794A; DE2733335B2; IT7868692A0; FR2397887A1

Description

Die Erfindung befaßt sich mit einer Vorrichtung zum Behandeln einer eine Stützwalze oder einen Kühlzylinder teilweise umschließenden Warenbahn. /. B. Folienbahn u. ä., bestehend aus in Abständen voneinander ober- und unterhalb eines Flüssigkeitsspiegels angeordneten sich über die Breite der Warenbahn erstreckenden, aus einem äußeren mit einer Düse oder einem Schlitz versehenen und einem darin angeordneten und mit öffnungen oder Schlitzen versehenen zweiten Innenrohr mit in entgegengesetzter Richtung zur Düse bzw. zum Schlitz des Außeurohres angeordneten öffnungen oder Schlitzen ausgebildeten Schlitzdüsen bzw. Rakel zum Aufbringen eines Behandlungsmediums auf die Warenbahn.

Derartige Vorrichtungen werden z. B. bei Gießwalzen und Kühlzylindern verwandt, wo sie dazu dienen, ein Behandlungsgut auf der Oberfläche einer Warenbahn gleichmäßig zu verteilen und, soweit sie im Tauchprozeß verwandt werden, als Unterwasser-Rakel bezeichnet werden.

Ähnliche Vorrichtungen sind z. B. bekannt aus DE-AS 91 681 (I)₁DE-OS 25 21 407 (2), DE-OS 22 63 714 (3) und DE-PS 6 59 800 (4) und beziehen sich auf Vorrichtungen zum Behandeln einer laufenden Warenbahn z. B. aus Papier, Textil- oder Kunststoffmaterialien.

In (1) wird eine zu behandelnde Papierbahn um eine Stützwalze geführt, die teilweise in ein flüssiges Überzugsmaterial eintaucht. Unterhalb der Stützwalze sind unter der Oberfläche des flüssigen Überzugsmaterials mehrere zum Auftragen des Materials dienende Schienen bzw. Rakel angeordnet, mit denen das Oberzugsmaierial auf die Papierbahn aufgetragen wird. Um ein Entstehen eines Hohlraumes an der Rückseite der Rakel zu vermeiden, weisen diese .nehrere Öffnungen auf.

Bei der in (2) beschriebenen Vorrichtung sind anstelle von Rakeln unter- und oberhalb eines Flüssigkeitsspiegels und um eine um eine Stützwalze geführte Warenbahn verteilt angeordnete Schlitzdüsenpaare angeordnet, aus denen eine Behandlungsflüssigkeit gegen die Warenbahn gespritzt bzw. vor. ihr damit abgesaugt wird.

In (3 und 4) sind Rakel beschrieben, die aus einem äußeren mit einer Düse versehenen Rohr und einem darin angeordne*en zweiten Innenrohr bestehen. Das Innenrohr ist mit Öffnungen versehen, die in entgegengesetzter Richtung zu den Öffnungen des Außenrohres angeordnet sind. Nachteilig ist bei diesen bekannten Vorrichtungen die fixe schräge oder senkrechte Einstellung der Schlitzdüse zur Warenbahn. Das heißt, damit kt es nicht möglich, ein mit einem konstanten Druck aus der Schlitzdüse austretendes dünnes Medium

(z. B. Wasser oder Gas) in unterschiedlichen Bestrahlwinkeln und Abständen gegen die Warenbahn strömen zu lassen. Auch ist eine teilweise Mehrfachanordnung solcher Vorrichtungen um die Stützwalze nur unter großem konstruktivem Aufbau möglich.

Insbesondere ist bei durch Wasser innengekühlten Kühlzylindern von Nachteil, daß eine darauf laufende Folie nur einseitig gekühlt wird. Gleichfalls haben sich in ein Flüssigkeilsbad (Vollbad) eintauchende Stül/walzen oder Kühl/ylinder nicht bewährt, weil sich während des Eintauchens oder Abkühlens der heißen I olie an ihrer Oberfläche Dampfblasen bilden. Das heißt, an der Oberfläche der Folie findet ein unkontrollierter Wärmeübergang statt, wodurch Obcrflächenveränderungcn ausgelöst werden. Auch haben siih die aus der Praxis bekannten Luftrakel /um Anpressen der Folie auf dem Kühlzylindcr hinsichtlich des damit er/iellen Kühleffekles nicht bewährt. Bei den dabei verwendeten Schlitzdüsen sind zum Erreichen einer gleichmäßigen Schlitzbreite auf der Düsenbreite Stützstege notwendig.

die sich aber während des Betriebes durch Schattenbildungcn störend auswirken.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der eine zu behandelnde auf einer Stützwalze oder einem Kühlzylinder liegende Warenbahn durch ein mit konstantem Druck aus einer schwenkbaren Schlitzdüse ausströmendes Behandlungsmedium, vorzugsweise Wasser und Luft, besprühbar bzw. bestrahlbar ist. Dabei sollte die Schlitzdüse b/w. das aus ihr ausströmende Medium innerhalb eines bestimmten Winkelbereiches schwenkbar, höhenverstellbar und zugleich der dazu erforderliche Aus- und Anströmdruck regelbar sein. Der konstruktive Aufbau sollte klein und so getroffen sein, daß die Vorrichtung in mehreren Exemplaren um die Stützwalze anordenbar

Erfindungsggemäß sind zur Lösung dieser Aufgabe die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1 und die der ihm folgenden Unteransprüche vorgesehen.

Der Vorteil der Erfindung besteht insbesondere darin, daß durch das segmentartige Eintauchen der Stützwalze oder des Kühlzylinders in eine Flüssigkeit und durch die Anordnung der Schlitzdüsen bzw. Rakel unter dem Flüssigkeitsspiegel nahe der auf der eingetauchten

Segmentfläche der Stützwalze oder des Kühlzylinders aufliegende Warenbahn mit verschieden einstellbaren Düsenstrahlwinkeln eine Dampfblasen- und Schattenbiidung auf der Oberfläche der Warenbahn vermieden wird. Außerdem ist durch die exzentrische Ausbildung eines ersten äußeren Rohrmantels und die exzentrische Anordnung eines dünneren gleichwandigen zweiten Rohres innerhalb des ersten Rohres, sowie der um eine gemeinsame Achse verdreh- und verschiebbarer Anordnung, eine kontinuierliche und konstante Druckverteilung des Behandlungsmediums im Einströmbereich der Schlitzdüse und damit auch für deren Austritt an der Schlitzdüse gewährleistet Die damit erzielte variable Druckkonstanz bewirkt, daß der aus der Schlitzdüse austretende und gegen die Warenbahn gerichtete Strahl des Behandlungsmediums in seiner Intensität konstant bleibt, unabhängig davon, wie groß die Strahllänge ist, die aus dem Schwenkbereich der Schlitzdüse resultiert. Ferner erfolgt durch die Anordnung von verstellbaren Leitblechen zwischen den Schlitzdüsen bzw. Rakel eine Injektorwirkung mit der die Flüssigkeitsströmung zwischen den Leitblechen und der Warenbahn einen kontrollierten und veränderbaren Wärmeübergang zur Warenbahn ergibt. Dadurch wird die Dampfblasenbildung und ein unkontrollierter Wärmeübergang unterbunden.

Das Behandlungsmedium, vorzugsweise Wasser oder Luft, strömt zunächst durch das zweite, innere dünnwandige Rohr durch eine Aussparung (z. B. Längsschlitz oder Bohrungen), die der im ersten äußeren Rohr angeordneten Schlitzdüse gegenüber liegt, in den von der äußeren Wand des inneren und der inneren Wand des ersten Rohres gebildeten sichelförmigen Raum. Dabei strömt das Bchandlun^sincdium zunächst in den breiteren Teil dieses Raumes, um. von der Aussparung symmetrisch nach beiden sich vcrjün genden Raumhälften in den schmalen Eintrittsbereich der Schlitzdüse /u gelangen (siehe Pfeile). Der Eintrittsbereicli kann in seiner Dimension durch radiales Verschieben in Richtung Schlitzdüse des inneren zweiten Rohres variiert werden. Dadurch ist die Zufuhr des Behandlungsmediums bezüglich Menge und Druck regelbar, wodurch je nach Schwenkwinkel des ersten äußeren Rohres und der darin angeordneten Schlitzdüse der aus ihr austretende Strahl einstellbar ist. Der Bereich des Schwenkwinkels des ersten Rohres mit der darin angeordneten Schlitzdüse liegt dabei gleichfalls zwischen diesem Winkelbereich, womit gewährleistet ist, daß der auf die Warenbahn gerichtete Strahl, unabhängig von seiner Länge, immer gleiche Intensität hat und mit gleicher Stärke auf die zu behandelnde Warenbahn trifft. Die im zweiten inneren Rohr angeordneten Ausnehmungen sind in ihren Abmessungen über die Länge des Rohres unterschiedlich verteilt. Dadurch ist gewährleistet, daß das Behandlungsmedium entiang des Rohres gleichmäßig ausströmen kann.

Um zu verhindern, daß sich die Schlitzdüse durch den auf deren Rohrwandungen ausgeübten Druck weitet, besitzt diese, bezogen auf ihren sichelförmigen Querschnitt, eine nahezu gleiche Biegefestigkeit. Mit einer derartigen Querschnitts^· r. *er Schlitzdüse bzw. Düsenkörper entfallen die bislang verwendeten aber störenden Stützstege. Da der Düsenkörper einem gekrümmten Stab gleicher Festigkeit entspricht, gleicht der sichelförmige Querschnitt Unterschiede im Biegemoment aus. Dadurch bleibt die Spannung über den ganzen Umfang konstant. Das heißt, daß dadurch auch Druck- und damit Strahlveränderungen an den Schlitzdüsen ausgeschlossen sind.

Ausführungsbeispiele sind nachfolgend beschrieben und durch Skizzen erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine segmentweise in eine Flüssigkeit eititauchende Stützwalze mit auflieg-ender Warenbahn und darunter angeordneten Schlitzdüsen,

Fig.2 die prinzipielle Anordnung einer gegen eine Warenbahn gerichteten schwenkbaren Schlitzdüse.
In Fig. 1 taucht eine Stützwalze 1 mit auf ihrer

to Umfangsfläche aufliegenden Warenbahn 2 segmentweise in eine in einem Behälter 3 befindliche Flüssigkeit 4 (z. B. Wasserbad). Entlang des in die Flüssigkeit 4 eingetauchten Segmentes der Stützwalze 1 sind unterhalb des Flüssigkeitsspiegels 5 und nahe der auf ihr anliegenden Warenbahn 2 voneinander in Abständen getrennt Schlitzdüsen bzw. Rakel 6 angeordnet, deren Schlitzdüsen 6' unter verschiedenen Schwenk- bzw. Anstellwinkeln α Strahlen 7 eines Behandlungsmediums 8 (z. B. gekühltes Wasser), gegen die Warenbahn 2 führen. Zwischen den einzelnen hintereinander angeordneten Schlitzdüsen bzw. Rakel 6 sind gegebenenfalls Leitbleche 9 (von denen die Fig. eines zeigt) angeordnet. Mit deren Hilfe wird eine bessere Anströmung (siehe Pfeil) der Oberfläche der Warenbahn 2 mit dem Behandlungsmedium 8 erzielt und eine Bildung von Luft- und Dampfblasen beim Abkühlen einer z. B. heißen Folie vermieden (Injektorwirkung). Zum Entfernen (Abrakeln) des auf der Oberfläche der Warenbahn 2 haftenden Behandlungsmediunis 8 ist eine oder sind mehrere hintereinander geschaltete Schlitzdüsen bzw. Rakel 6" angeordnet, aus dessen Schlitzdüsen 6'" Strahlen T eines Behandlungsmediums 8' (z. B. Luft) gegen die Transportrichtung (siehe Pfeil) führt.

In Fig. 2 ist oben eine Stützwalze 1 (nur als TeilcUsschnitt gezeigt) umschließende in Pfeilrichtung bewegte Warenbahn 2 (z. B. Folienbahn oder ahnlich) dargestellt, die von unten mit einem Behandlungsmedium 8 (z. B. Wasser oder Luft) besprüht wird, das aus einer Schlitzdüse bzw. Rakel 6 bzw. 6' gegen die Warenbahn 2 strömt. Die Schlitzdüse 6' ist in einem Rohr 10 angeordnet, dessen Mantel bzw. Querschnitt 11 eine sichelförmige Ausgestaltung hat und wobei ihre Anordnung an der schwächsten Stelle des Mantels 11 getroffen ist. Im zum sichelförmigen Querschnitt des Mantels 11 exzentrisch liegenden Rohrinneren 10' bzw. ein dadurch gebildeter exzentrischer Kanal 10" ist ein zu diesem exzentrisch liegendes zweites gleichmanteliges dünneres Rohr 12 angeordnet, das der Schlitzdüse bzw. Rakel 6' entgegengesetzt, in seinem Mantel 13 eine Ausnehmung 14 (z. B. Schlitze oder Bohrungen) aufweist. Beide Rohre 10 und 12 sind in einer gemeinsamen Achse 15 gelagert und um diese gemeinsam verdreh- bzw. schwenkbar. Der Schwenkwinkelbereich liegt dabei zwischen einem Winkel tx. Das heißt, daß die im Mantel 11 des Rohres 10 angeordnete Schlitzdüse bzw. Rakel 6' und die im Mantel 13 des inneren zweiten Rohres 12 angeordneten Ausnehmungen 14 um diesen Schwenkwinkel bewegbar sind. Dadurch strömt der aus der Schlitzdüse bzw. Rakel 6'

to austretende Strahl 17 des aus dem Inneren 18, 19 der Rohre 10 und 12 strömenden Behandlungsmediums 8 senkrecht oder unter einem Winkel \ gegen die Warenbahn 2. Durch die radiale exzentrische Verstellung des inneren zweiten Rohres 12 ist der freie Querschnitt bzw. Kanal 10" des Rohrinneren 10' veränderbar, wodurch im schmalen Eintrittsbereich der Schlitzdüse 6' die Menge und der Druck und damit der Austritt aus der Schlitzdüse 6' des Behandlungsmediums

8 regelbar ist. Am Ausgang der Schlitzdüse 6 sind zur Vermeidung von Verwirbelungen des Strahles 17 zu deren beiden Seiten Kerbnuten 20, 21 in den Mantel 11 des ersten Rohres 10 eingelassen. Die beiden Rohre 10. und 12 unterliegen einem relativ hohen Druck (max. 8 atü) und sind Korrosionen ausgesetzt. Sie müssen daher aus einem entsprechend geeigneten Material (z. B. einer korrosionsbeständigen Legierung aus AIZnMgCu 0,5 F 48) hergestellt sein.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Behandeln einer eine Stützwalze oder einen Kühlzylinder teilweise umschließenden Warenbahn, z. B. Folienbahn u. ä., bestehend aus in Abständen voneinander ober- und unterhalb eines Flüssigkeitsspiegels angeordneten sich über die Breite der Warenbahn erstreckenden, aus einem äußeren mit einer Düse oder einem Schlitz versehenen und einem darin angeordneten und mit Öffnungen oder Schlitzen versehenen zweiten Innenrohr mit in entgegengesetzter Richtung zur Düse bzw. zum Schlitz des Außenrohres angeordneten öffnungen oder Schlitzen ausgebildeten Schlitzdüsen bzw. Rakel zum Aufbringen eines Behandlungsmediums auf die Warenbahn, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenrohr (12) gegenüber dem Außenrohr (10) exzentrisch verdreh- bzw. schwenkbar gelagert ist und das äußere Rohr bzw. Außenrohr (10) einen exzentrischen Mantelquerschnitt (11) aufweist, wobei beide Rohre (10, 12) gemeinsam um eine gemeinsame Achse (15) um einen Winkel (λ) verdrehbar und das Innenrohr (12) zur Schlitzdüse bzw. Rakel (6) radial verschiebbar sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (14) in inren Abmessungen verschieden ist.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt (11) des Rohres(lO) etwa gleiche Biegefestigkeit besitzt.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß /wischen den Schlitzdüsen bzw. Rakel (6) in Richtung des ausströmenden Behandlungsmediums (8) verstellbare Lcilbleche (9) angeordnet sind.