DE2911701A1

DE2911701A1 - Verfahren und vorrichtung zur behandlung von materialbahnen in einer behandlungskammer

Info

Publication number: DE2911701A1
Application number: DE19792911701
Authority: DE
Inventors: Eugene Joseph Kurie
Original assignee: Midland Ross Corp
Current assignee: Midland Ross Corp
Priority date: 1978-10-10
Filing date: 1979-03-24
Publication date: 1980-04-24
Also published as: JPS5753256B2; IT7920967A0; ES478635A1; AU4489579A; SE439443B; GB2031036A; AU526703B2; BR7901675A; SE7901958L; CA1117754A; IT1111736B; JPS5584753A; GB2031036B; FR2438504A1

Description

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MIDLAND-ROSS CORPORATION, 55, Public Square, Cleveland,

Ohio 44113, USa

Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung von Materialbahnen in einer Behandiunaskammer

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf die Behandlung einer Materialbahn, insbesondere aber, weil insoweit besonders vorteilhaft, auf die Behandlung einer kontinuierlichen Metallbahn oder eines kontinuierlichen Metallbandes oder -Streifens, beispielsweise aus Stahl oder Aluminium. Unter behandlung ist im vorliegenden Fall jede Art des Einwirkens auf die kontinuierliche Materialbahn zu verstehen, bei der diese in Kontakt mit einem gasförmigen oder einer flüssigen Medium gebracht wird, wenn sich die Bahn in im wesentlichen horizontaler Wegbahn durch eine im wesentlichen geschlossene Behandlungskammer bewegt. Eine solche Behandlung einer durchlaufenden Materialbahn beinhaltet beispielsweise das Reinigen der Materialbahn durch Waschen und Spülen und jedes andere Präparieren der Materialbahn für ein nachfolgendes Beschichten, Trocknen oder Laminieren der Materialbahn und beinhaltet ferner eben diese Beschichtungs-, Trocknungs- oder Laminierungsvorgänge selbst.

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Derzeit auf dem Markt befindliche Behandlungssysteme zum Reinigen einer Metallbahn oder zum sonstigen Präparieren für eine nachfolgende Behandlung, wie beispielsweise ein Beschichten, verwenden normalerweise Quetschwalzen zwischen den verschiedenen Behandlungstanks, um überschüssige Behandlungsflüssigkeit von der durchlaufenden Metallbahn zu entfernen, so daß verhindert wird, daß Behandlungsflüssigkeit vom einen Tank zum anderen gelangt und die verschiedenen flüssigen Behandlungslösungen hierdurch miteinander vermischt, verdünnt, unwirksam gemacht und zerstört werden. Es hat sich jedoch gezeigt, daß diese Quetschwalzen alsbald Kerben und Auskehlungen erhalten oder auf andere Weise beschädigt werden, und zwar durch die Metallbahn selbst und auch bis zu einem Ausmaß, wo die Quetschwalzen praktisch unwirksam darin werden, eine Übertragung von Behandlungsflüssigkeit zwischen den Tanks zu verhindern. Derartige Anlagen benutzen ferner Stützoder Führungswalzen, die innerhalb der Tanks liegen und mit denen die durchlaufende Metallbahn in Berührung steht und mit denen sie durch das Flüssigkeitsbad geführt wird. Diese Stütz- oder Führungswalzen neigen in hohem Maße dazu, langsamer umzulaufen, als es der zugeordneten linearen Geschwindigkeit entspricht, mit der die Metallbahn über die Walzen wandert, so daß es zu Rutscheffekten zwischen den Walzen und der Metallbahn kommt und damit zu einer erheblichen Beeinträchtigung der Oberfläche der Metallbahn. Es besteht somit die Aufgabe, wenn eben möglich bei derartigen Behandlungen von Materialbahnen, insbesondere Metallbahnen, den Einsatz derartiger Walzen innerhalb und außerhalb der Tanks zu vermeiden.

Es ist generell bekannt, Mediumstrahlen von overhalb und unterhalb auf eine durchlaufende Materialbahn, auch eine

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durchlaufende Metallbahn, zu richten. Das Medium der Strahlen kontaktiert die Flächen der Metallbahn in Winkeln von im wesentlichen 90 zur Durchlaufebene der Metallbahn. Es hat sich dabei herausgestellt, daß die Verwendung derartiger Strahlen in Verbindung mit einer horizontal durchlaufenden Metallbahn eine ungleiche Behandlung der Oberseite und der Unterseite der Metallbahn hervorruft. So neigt beispielsweise eine Flüssigkeit, die gegen die Oberseite der Metallbahn prallt, dazu, Lachen von Flüssigkeit zu bilden, die sich sehr störend beim Aufprall nachfolgender Strahlen auf die Oberfläche auswirken. Im Prinzip kann gesagt werden, daß die Oberseite der Metallbahn dabei praktisch einem Bade— und Tränkungsprozeß unterworfen wird. Gegenteilig verhält es sich bei der Behandlung der Unterseite der durchlaufenden Materialbahn. Hier bewirkt nämlich die Schwerkraft das unmittelbare Abführen der Flüssigkeit, die durch die von unten gegen die Materialbahn gerichteten Strahlen herangebracht wird. Im Prinzip kann gesagt werden, daß die Unterseite der Materialbahn praktisch einem Ansprüh- und Abtropfprozeß unterworfen ist. So unterliegen die einander gegenüberliegenden Oberflächen der durchlaufenden Materialbahn erheblich unterschiedlichen Behandlungsbedingungen, so daß sich eine ungleichförmige Behandlung für diese beiden Flächen der Metallbahn ergibt.

Die US-PS 3 328 997 zeigt die Verwendung von Düsen, mit denen man eine Behandlungsflotte, speziell eine Reinigunsflotte, gegen die durchlaufende Materialbahn prallen lassen kann. Dort werden jedoch in dem Behandlungsbad eine Anzahl von Stütz- und Tragrollen verwendet, die, wie vorstehend ausgeführt, die Behandlung der Metallbahn im Bad sehr nachteilig beeinflussen.

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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Behandlung einer Materialbahn zu schaffen, durch die die Verwendung von die Materialbahnoberfläche negativ beeinflussenden Walzen vermieden wird.

Die erfindungsgemäßen Lösungen bezüglich des Verfahrens und der Vorrichtung ergeben sich aus dem kennzeichnenden Teil der jeweiligen Hauptansprüche.

Besondere Ausführungsformen und weitere Ausgestaltungen sind in den jeweiligen Unteransprüchen gekennzeichnet.

Dadurch, daß entgegen der Durchlaufrichtung der Materialbahn mit Winkeln von wesentlich weniger als 90° in der Behandlungskammer Behandlungsflüssigkeit gegen die Ober- und Unterseite der Materialbahn gerichtet werden, ergibt sich eine außerordentlich intensive Behandlung, beim Reinigen also beispielsweise ein sehr intensives Einnässen und Reinigen, praktisch eine Art Schrubben, wie es normalerweise bislang mit den üblichen Sprüheinrichtungen nicht zu erzielen v/ar. Dies führt so weit, daß die bislang üblichen Hilfseinrichtungen, wie Schrubb- und Reinigungsbürsten u.dgl., völlig in Fortfall kommen können. Darüber hinaus wird gleichzeitig ein die Materialbahn sicher tragendes Mediumbett gebildet, das die Verwendung von Stützwalzen jeglicher Art im Inneren der Behandlungskammer unnötig macht. Die Oberseite und die Unterseite der Materialbahn werden vollkommen gleichmäßig behandelt. Durch die in den entsprechenden Unteransprüchen gekennzeichnete besondere Ausgestaltung der Flüssigkeitsdichtung, ebenfalls in Form von Strömen des Behandlungsmediums, ergibt sich die Möglichkeit, ohne Quetschwalzen, Rakeln, Abstreifern oder sonstigen Dingen

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am Eingang und Ausgang der einzelnen Behandlungstanks die Behandlungsflüssigkeit sicher im Tank zurückzuhalten, so daß die Verunreinigung und Vermischung der Behandlungsflüssigkeiten in den einzelnen Tanks sicher vermieden wird, ohne dabei die bereits behandelte Oberfläche der Materialbahn anzugreifen. Dies kann durch die Kombination zusätzlicher Druckluftblasdüsen im Bedarfsfall noch intensiviert werden.

Auch der Behandlungseffekt in der Behandlungskammer kann im Bedarfsfall noch durch gemäß einer weiteren Ausgestaltung vorgesehenen zusätzlichen Turbulator gesteigert werden, der einen Mediumstrahl im Winkel von 90 auf die durchlaufende Materialbahn richten kann, so daß es zu einem Aufeinandertreffen der turbulenten Ströme aus den Düsen und dem Strom aus dem Turbulator kommt, wodurch sich eine noch größere Turbulenz im Grenzbereich der Oberflächen der durchlaufenden Materialbahn erzielen läßt.

Ein weiterer besonderer Vorteil besteht darin, daß durch die Verwendung derartiger Flüssigkeitsdichtungen immer wieder das Behandlungsmedium im Tank auf denkbar einfache Weise aufgefrischt und ergänzt werden kann, weil ja schließlich das Behandlungsmedium,'falls es behandelnde Partikel enthält, eben durch die Behandlung laufend an Konzentration und Wirksamkeit verliert. Die in den Ansprüchen herausgestellten besonderen Flüssigkeitsdichtungen haben insoweit eine Doppelfunktion.

Ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung gemäß der Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben.
Es zeigen

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Fig. 1 einen stark schematisierten Längsschnitt durch zwei eine Reinigungsanlage bildende Vorrichtungen gernäß der Erfindung,

Fig. 2 einen Querschnitt durch eine der Reinigungsvorrichtungen nach Fig. 1,

Fig. 3 eine vergrößerte Teilschnittdarstellung einer Flüssigkeitsdichtung mit zugeordnetem Blaswerk zur Abdichtung der Ein- oder Austrittsöffnungen der Materialbahn in die Behandlungslü kammer einer der Vorrichtungen,

Fig. 4 einen Teillängsschnitt durch eine Reinigungsvorrichtung gemäß Schnitt 4-4 der Fig. 2.

Die in Fig. 1 dargestellte Anlage 5 dient der Behandlung, dort der Reinigung, einer durchlaufenden Materialbahn, beispielsweise einer Metallbahn 6 aus Stahl oder Aluminium. Die Anlage beinhaltet zumindest zwei nebeneinander angeordnete,' in Form von Tanks ausgebildete Vorrichtungen 7,S, in denen die durchlaufende Metallbahn 6 einerseits gereinigt, andererseits gespült wird. Die Metallbahn 6 kommt von einer üblichen Speicherrolle 9 und wird in im wesentlichen horizontaler Wegbahn nacheinander durch die Waschvorrichtung 7 und die Spülvorrichtung S geleitet. Von dort gelangt die Metallbahn 6 auf eine handelsübliche Aufwickelvorrichtung 10, die mit einem Antriebsmechanismus M versehen ist.

Die Vorrichtungen 7, 8 haben jeweils in horizontaler Erstreckung längliche, rechteckige Behandlungskammern 11. Jede Bchandlungskammer weist sich in Längsrichtung er-

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streckende Seitenwinde 12, 13 auf, einander gegenüberliegende Stirnwände 14, 15 sowie einen äoden 16. Die Kammern 11 liegen jeweils zentral im Inneren und abständig von äußeren Gehäusewänden 17 der Vorrichtungen 7,8. Die Behandlungskamrnern 11 der aufeinanderfolgenden Vorrichtungen 7, S liegen abständig voneinander und im übrigen in Tandemanordnung.

In jeder der Behandlungskammern 11 sind zwei Reihen 18, 19 von einander gegenüberliegenden, in horizontaler Erstreckung fluchtenden länglichen Düsen 20, vorgesehen, die die durchlaufende Metallbahn 6 zwischen sich aufnehmen. Die Reihen 18, 19 der benachbarten Vorrichtungen 7, 8 sind dabei ebenfalls in horizontaler Richtung zueinander fluchtend angeordnet, um die Metallbahn 6 in einer im wesentlichen horizontalen wegbahn durch beide Vorrichtungen 7, 8 führen zu können. Die Behandlungsdüsen 20, 21 liegen, wie aus den Fig. 1, 2 und 4 ersichtlich, parallel und senkrecht zu der Laufrichtung der Metallbahn 6 und erstrecken sich mindestens über die Breite W der Metallbahn 6, wie aus Fig. 2 ersichtlich. Die Behandlungsdüsen 20, 21 sind im Aufbau einander gleich. Wie aus Fig. 4 ersichtlich, beinhaltet jede der Behandlungsdüsen eine im wesentlichen geschlossene Kammer 22, einen Einlaß 23, durch die Behandlungsmedium in die Kammer 22 eintreten kann, eine Leitfläche 24 zur gleichförmigen Verteilung des Behandlungsmediums zu einem durchgehenden Schlitz 25, der in derjenigen Fläche 26 der Behandlungsdüsen 20, 21 angeordnet ist, die der durchlaufenden Metallbahn 6 gegenüberliegt. Es ist ferner angrenzend an jeden Schlitz 25 ein Deflektor 27 vorgesehen, mit dem ein ständiger turbulenter Strom von Behandlungsflüssigkeit unter Druck aus dem Schlitz 25 im Winkel

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gegen die durchlaufende Metallbahn 6 gerichtet werden kann, und zwar in einer Richtung entgegen der Durchlaufrichtung der Metallbahn 6. Im gezeigten Ausführungsbeispiel werden aufeinanderfolgende Ströme von Wasch- oder Spülflüssigkeit unter Druck von den Behandlungsdüsen 20, 21 gegen die Metallbahn 6 unter Winkeln gerichtet, die wesentlich geringer als 90° relativ zur Durchlaufebene der Metallbahn 6 sind, insbesondere unter Winkeln kleiner als 45° und vorzugweise in einem Winkelbereich von 10° bis 30°. An einigen Stellen können dabei einander gegenüberliegende Düsen 28, 29 (s. insbesondere Fig. 4) vorgesehen sein, die mit zwei parallel zueinander liegenden kontinuierlichen Schlitzen und Deflektoren versehen sind, welch letztere so ausgerichtet sind, daß zwei im Winkel gegeneinanderlaufende, sich schneidende Flüssigkeitsströme gegen die Metallbahn 6 gerichtet werden, was zur Stabilisierung der Bewegung der Metallbahn in der horizontalen Wegbahn beiträgt. In den meisten Fällen ist dies jedoch nicht erforderlich und dann ist es wünschenswert, die Flüssigkeitsströme immer in ein und derselben Richtung gegen die durchlaufende Metallbahn 6 zu richten, um hoch turbulente Flüssigkeitsströme angrenzend und parallel zur Metallbahn 6, im Gegenstrom zu dieser, zu erreichen.

Eine weitere Verwirbelung und Steigerung der Turbulenz zur Steigerung des Behandlungseffektes, beispielsweise des Reinigungs- oder Spüleffektes, kann dadurch erreicht werden, daß ein Verwirbeler 30 zwischen jeweils zwei benachbarten Behandlungsdüsen 20, 21 vorgesehen wird.

Ein solcher Verwirbeler 30 kann einfach aus einer handelsüblichen Düse für hohen Abgabedruck bei niedrigem Abgabevolumen bestehen, die sich quer zur Metallbahn 6 erstreckt und die darauf ausgerichtet ist, einen Flüssig-

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keitsstrahl unter Druck direkt serkrecht^ also in einem Winkel von etwa 90° auf die durchlaufende Metallbahn 6 zu richten. Die Flüssigkeitsstrahlen von den Verwirbelern 30 brechen und verwirbeln die ständigen turbulenten Flüssigkeitsströme aus den Behandlungsdüsen 20, 21 und schaffen somit eine noch stärkere Turbulenz angrenzend an die Metallbahn 6.

Ein weiterer Reinigungseffekt kann dadurch erreicht werden, daß ein abrasives Reinigungsmaterial, wie beispielsweise Silicium, Sand oder Talkum in der Reinigungsflüssigkeit, die durch die Behandlungsdüsen 20, 21 und die Verwirbeler 30 zirkuliert, eingesetzt wird. Der Einsatz derartiger abrasiv wirkender Reinigungslösungen vermeidet selbst in schwierigen Fällen den Einsatz von Schrubbürsten u.dgl., die üblicherweise in den frühen Reinigungsphasen der Behandlung zum Entfernen von Rost, Zunder u.dgl. von der Metallbahn 6 eingesetzt werden müssen. Hierdurch läßt sich die insgesamt für eine ordnungsgemäße Behandlung der Metallbahn 6 erforderliche Zeit erheblich reduzieren. Im Hinblick auf den abrasiven Charakter eines derartigen Materials müssen die Behandlungsdüsen 20, 21, die Verwirbeler 30 und jedwede andere Düsen, durch die die abrasive Reinigungslösung zirkuliert, aus widerstandsfähigem, verschleißfestem Material bestehen, das der Beanspruchung durch die Lösung standhält. So können beispielsweise handelsübliche Stahldüsen mit Gummi, Kunststoff oder anderem gegen die abrasiven Eigenschaften der Reinigungslösung unempfindlichen Materialien ausgekleidet werden. Wiederum andere Materialien für die Düsen oder deren Auskleidung sind vorzusehen, wenn beispielsweise hochkorrosive Chemikalien, Säuren oder andere gefährliche Detergenzien im Behandlungsmedium zum Einsatz kommen.

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Die Vorrichtungen 7, 8 sind vorzugsweise bis zu einem Niveau mit Behandlungsflüssigkeit gefüllt, bei dem die Behandlungsdüsen 20, 21 und die Verwirbeler 30 in die Behandlungsflüssigkeit in jeder der Behandlungskammer 11 eingetaucht liegen. Es sind jedoch auch bestimmte Arten von Behandlungen der Metallbahn 6 vorhanden, bei denen es vorteilhafter sein kann, das Flüssigkeitsniveau in vertikaler Richtung unterhalb der untersten Reihe der Behandlungsdüsen 21 zu halten. Die Behandlungsdüsen 20, 21 und die Verwirbeler 30 sind genügend nahe an der Wegbahn der Metallbahn 6 angeordnet, um einen guten Behandlungseffekt, also hier einen guten Schrubb- und Reinigungseffekt, selbst dann zu gewährleisten, wenn sie vollständig in die Behandlungsflüssigkeit eingetaucht sind. Die aus den Behandlungsdüsen 20, 21 kommenden Flüssigkeitsströme haben eine zweifache Aufgabe, einerseits bewirken sie die Behandlung durch einen turbulenten Schrubbeffekt an den einander gegenüberliegenden unteren und oberen Oberflächen 31, 32 der Metallbahn 6 und sie bilden ferner ein Flüssigkeitsbett, in dem die Metallbahn 6 bei ihrer Wegbahn durch die Behandlungs-Kammern 11 der beiden Vorrichtungen 7 und 8 abgestützt, getragen und geführt wird.

Die Stirnwände 14, 15 einer jeden der Behandlungskammern 11 sind mit in horizontaler und seitlicher Richtung länglichen Ein- und Austrittsöffnungen 33, 34 versehen, die horizontal fluchtend liegen und durch die die Metallbahn 6 in die Kammern 11 eintritt und aus ihnen heraustritt. Eine besondere Flüssigkeitsdichtung 35, wie sie insbesondere in Fig. 3 gezeigt ist, ist vorgesehen, um jede der Öffnungen 33, 34 um die Metallbahn 6 herum so abzudichten, daß ein Austreten von Behandlungsflüssigkeit aus den Vorrichtungen 7, 8 durch die Öffnungen 33, 34 hindurch unmöglich ist. Übliche Dichtungsstreifen oder

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Dichtungslappen sind hier ungeeignet, weil die durchlaufende Metallbahn 6, insbesondere die gezackten verspleiß ten Enden und Kanten zweier überlappt liegender Metallbahnabschnitte derartige Dichtstreifen schnell verschleißen und zerstören, so daß die Anlage dann immer wieder stillgesetzt werden muß, um diese Dichtungen zu erneuern.

Die besonderen hier vorgesehenen Flüssigkeitsdichtungen 35 beinhalten zwei zueinander parallele, einander gegenüberliegende längliche Düsen 36, 37, die in ihrem Aufbau im wesentlichen den Behandlungsdüsen 20, 21 entsprechen. Die hier zu Dichtzwecken eingesetzten Düsen 36, 37 sind ebenfalls quer über die Metallbahn hinweg angeordnet und nehmen die durchlaufende Metallbahn 6 im Bereich der Öffnungen 33, 34 zwischen sich auf. Auch die hier zur Abdichtung eingesetzten Düsen 36, 37 haben jeweils eine im wesetnlichen geschlossene Kammer 38 mit einem Einlaß 39 sowie einer Leitfläche 40 für die gleichförmige Verteilung unter Druck stehender Flüssigkeit aus der Kammer 38 durch einen kontinuierlichen Schlitz 41, der in derjenigen Fläche 42 der Düse angeordnet ist, die zur durchlaufenden Metallbahn weist. Angrenzend an jeden Schlitz 41 ist jeweils ein Deflektor 43 vorgesehen, der einen kontinuierlichen Strom von Flüssigkeit unter Druck im Winkel gegen die durchlaufende Metallbahn 6 richtet, und zwar jeweils immer in Richtung auf die Behandlungskammern 11 zu. Die beiden Flüssigkeitsströme der gegenüberliegenden Düsen 36, 37 konvergieren auf die Metallbahn 6 in Richtung der Behandlungskammern 11 zu und bilden benachbart und parallel zu den oberen und unteren Flächen 31, der Metallbahn 6 einen turbulenten Flüssigkeitsrückstrom in die Behandlungskammern 11 hinein. Der ständige Strom

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von Behandlungsflüssigkeit, der von den der Abdichtung dienenden Düsen 36, 37 ausgeht, wird nach Volumen und Geschwindigkeit so eingestellt, daß er Behandlungsflüssigkeit, die aus der Behandlungskammer 11 durch die Öffnungen 33 und 34 hindurch austreten will, blockiert. Darüber hinaus wird auch hier wieder ein Flüssigkeitsbett zum zusätzlichen Abstützen und Tragen der Metallbahn 6 im Bereich der Stirnwände 14, 15 der Kammern 11 gebildet. Die Flüssigkeitsdichtungen 35 haben somit eine doppelte Aufgabe. Sie verhindern erstens die Übertragung von Behandlungsmedium zwischen zwei aufeinanderfolgenden Behandlungsvorrichtungen, die unterschiedliche Behandlungsflüssigkeiten einsetzen, deren Vermischung unerwünscht ist. Darüber hinaus bewirken sie eine zusätzliche Führung und Haltung der Metallbahn.

Es sind des weiteren im dargestellten Ausführungsbeispiel handelsübliche Blasdüsen 44, 45 außerhalb und benachbart zu den Öffnungen 33, 34 in den Stirnwänden 14, 15 vorgesehen, die abständig von den Behandlungskammern 11 liegen und die, wie auch die Düsen 36, 37 der Flüssigkeitsdichtungen 35, Ströme, und zwar Druckluftströme im Winkel gegen die Metallbahn 6 richten, und zwar in Winkeln wesentlich kleiner als 90 , bezogen auf die Durchlaufebene, und in Richtung auf die Behandlungskammern 11 zu. Dies trägt mit dazu bei, das Austreten von Behandlungsflüssigkeiten aus den Kammern 11 und das Übertragen von Behandlungsflüssigkeiten zwischen zwei benachbarten Behandlungsvorrichtungen zu verhindern.

Darüber hinaus bildet sich ein Luftkissen zur weiteren Abstützung und Führung der Materialbahn. Ein handelsübliches Gebläse kann dabei eingesetzt werden, um die Druckluft durch die Blasdüsen 44, 45 zirkulieren zu lassen. Des weiteren wird durch diese Blasdüsen auch

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noch Behandlungsflüssigkeit von der Metallbahn 6 abgeblasen. Diese wird, wie insbesondere aus Fig. 1 ersichtlich, durch Schwerkraft zu einem Speicher 46 geleitet, der sich unten in jeder der Vorrichtungen 7, 8 befindet. Von dem Speicher wird die aufgefangene Flüssigkeit wieder zu den Behandlungsdüsen 20,21, den die Abdichtung bewirkenden Düsen 36, 37 und den Verwirbelern 30 durch eine handelsübliche Pumpe 47 (Fig. 2) getrieben, die ebenfalls dazu benutzt werden kann, frische, unbenutzte Behandlungsflüssigkeit von einem entsprechenden Vorratsspeicher 48 in den Speicher 6 oder in die Behandlungskammern 11 mittels der Düsen 20, 21, 36, 37 und der Verwirbeler 30 zu fördern, bis die Behandlungsdüsen 20, 21 und die Verwirbeler 30 untergetaucht liegen und die Behandlungsflüssigkeit über den oberen Rand der Behandlungskammern 11 hinweg in den Speicher 46 überläuft. Auf diese Weise wird die Behandlungsflüssigkeit kontinuierlich im Kreislauf zwischen den Behandlungskammern 11 und den Speichern 46 gehalten. Ablässe 49, 50 sind in jeder der Behandlungskammern 11 und in jedem der Speicher 46 vorgesehen, um Behandlungsflüssigkeit von den Vorrichtungen 7, 8 abzuführen. Eine Zirkulation der Flüssigkeit zwischen den Kammern 11 und den Speichern kann auch dadurch aufrechterhalten werden, daß man den Auslaß 49 der Behandlungskammer 11 offen läßt und ihn so bemißt, daß sich ein vorgegebener konstanter Flüssigkeitsstrom einstellt.

Die Flüssigkeitsdichtungen 35 und die Blasdüsen 44, 45 steuern in sehr effektiver Weise die unerwünschte Übertragung von Flüssigkeit zwischen den Behandlungsvorrichtungen und machen den Einsatz der üblichen Quetschwalzen, wie sie bei der Verwendung üblicher Streifen- oder Lappendichtungen nötig sind, unnötig. In einigen Anwendungsfällen kann es dabei erwünscht sein, zusätzliche Blas-

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werke vorzusehen, weil die Blasdüsen 44, 45 darauf ausgelegt sind, ein vergleichsweise geringes Luftvoluraen bei relativ hohen Drücken abzugeben. In so einem Fall kann ein zweites Paar von eine Flotationsluftströmung abgebenden Düsen 51, 52 zwischen den Flüssigkeitsdichtungen 35 und den entsprechenden Ausblasdüsen 44, 45 vorgesehen sein. Diese Düsen 51, 52 sind darauf ausgelegt, ein vergleichsweise hohes Luftvolumen bei relativ niedrigen Drücken abzugeben, und sie sind, wie insbesondere aus Fig. 3 ersichtlich, in ihrem strukturellen Aufbau ähnlich den Düsen 36, 37 der Flüssigkeitsdichtungen 35. Die Verwendung derartiger Flotationsdüsen 51, 52 in Kombination mit den mit hohem Druck arbeitenden Ausblasdüsen 44, 45 kann eine erhebliche Energieersparung mit sich bringen, da die Flüssigkeitsmenge, die durch die Flüssigkeitsdichtungen 35 herausgelangt, von der Metallbahn 6 durch die größere Masse von Luft, die von den mit niedrigen Druck und hohem Volumen arbeitenden Flotationsdüsen 51, 52 stammt, entfernt werden kann, wobei die Düsen 51, 52 für einen Dauerbetrieb weniger Energie erfordern als die mit dem hohen Druck und niedrigem Volumen arbeitenden Ausblasdüsen 44, 45.

Aufgrund ihrer außerordentlichen Effektivität können die Flüssigkeitsdichtungen 35, allein oder in Kombina— tion mit den Ausblasdüsen 44, 45 und/oder mit den Flotationsdüsen 51, 52, auch anstelle der üblichen Quetschwalzen bei ansonsten handelsüblichen Behandlungsvorrichtungen eingesetzt werden, die die üblichen Sprühdüsen zur Aufbringung von Behandlungsflüssigkeit auf eine Materialbahn benutzen. Wie aus Fig. 1 ersichtlich, kann eine Mehrazhl von Flotationsdüsen 53 mit ein oder zwei kontinuierlichen Schlitzen oder mit intermittierend angeordneten Schlitzen zusammen mit rechteckigen oder augenlidfÖrmigen Deflektoren zwischen benachbarten Be-

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handlungsvorrichtungen 7,8 vorgesehen sein, um ein Luftkissen oder ein anderes geeignetes Strömungsbett zum Stützen, Tragen und Führen der Materialbahn 6 zwischen den Vorrichtungen 7 und 8 zu schaffen, wenn die letzteren einen entsprechenden Abstand voneinander haben.

Es ist hervorzuheben, daß andere Vorrichtungen oder Behandlungseinheiten, wie beispielsweise ein Trockner, in Tandembauweise mit der Spülvorrichtung 8 eingesetzt werden kann, wobei dann vergleichbare Behandlungsdüsen eingesetzt werden, die einerseits ein stützendes führendes Bett für die Materialbahn bilden und andererseits die Behandlung durch Erhitzen und Trocknen der Materialbahn durchführen. Entsprechende Vorrichtungen können zum darauffolgenden Beschichten mittels eines Beschichtungsbades, zum Trocknen, Kühlen und Anbacken der Beschichtung, vorgesehen werden, nachdem die Metallbahn entsprechend gereinigt und für diese Behandlungen vorbereitet wurde.

Die vorstehend beschriebene Vorrichtung sowie die aus den Vorrichtungen aufgebaute Anlage arbeitet walzenfrei und bildet aufeinanderfolgende unter Druck stehende Medienströme aus, die die durchlaufende Materialbahn in vergleichsweise kleinen, vorzugsweise spitzen Winkeln relativ zur Durchlaufebene kontaktieren, und zwar in einer Richtung entgegen der Durchlaufrichtung der Materialbahn. Eine derartige Vorrichtung eigent sich besonders zum Reinigen einer Metallbahn, bevor diese mit einem Schutzfilm, beispielsweise einem Anstrich, beschichtet wird. Die besonderen Flotationsdüsen in den aufeinanderfolgenden Vorrichtungen bilden dabei nicht nur ein die Materialbahn stützendes Mediumbett, sondern richten zugleich auch das Behandlungsmedium derart cjegen die Materialbahn, daß sich ein sehr inten-

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siver und sorgfältiger Behandlungseffekt, beispielsweise ein Reinigungs- und Schrubbeffekt, gleichmäßig auf den beiden Flächen der Materialbahn ergibt. Die Gleichmäßigkeit der Behandlung ist insbesondere dann gegeben, wenn die Behandlungsdüsen im Behandlungsbad untergetaucht liegen.

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Claims

MIDLAND-ROSS CORPORATION Dr. O. Lo Dipi ' ·. - --...."^eJc Patentansprüche

1. Verfahren zur Behandlung einer Materialbahn, insbesondere einer Metallbahn, in einer Behandlungskammer, mit einem gasförmigen oder flüssigen Medium, dadurch gekennzeichnet, daß im Inneren der oehandlungskaramer auf die beiden Materialbahnflüchen aufeinanderfolgende, turbulente Ströme des behandlungsmediums unter Druck so in einem Winkel von v/esentlich kleiner als 90 und entgegengesetzt der Bahndurchlaufrichtung gelenkt werden, daß die Bahn behandelt und zugleich durch das sich bildende Mediumbett in einer etwa horizontalen Wegbahn aurch die tsehandlungskammer geführt v/ird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu den aufeinanderfolgenden turbulenten Behandlungsmediumströmen auf den beiden Materialbahnflächen im Inneren der Kammer jeweils von außen auf die Eintritts- und Austrittsöffnungen der Behandlungskammer zu von unterhalb und oberhalb der durchlaufenden Materialbahn her in einem Winkel von wesentlich kleiner als 90 weitere, zueinander konvergierende, turbulente riehandlungsmediumströme solchen Volumens und solcher Geschwindigkeit jeweils in Richtung auf die Behandlungskammer zu auf die Materialbahnflächen gelenkt werden, daß sich ein das Auslaufen von liehandlungsmedium aus der Behandlungsknmrner verhindernder turbulenter Rückstrom einstellt.

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3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die einander gegenüberliegenden flächen der Materialbahn außerhalb eier oehandlungskammer mit mindestens zwei weiteren Druckluftströmen beaufschlagt v/erden, die zur zwischen ihnen durchlaufenden Materialbahn in Winkeln wesentlich kleiner als 90 konvergieren und die in Richtung auf die Behandlungskammer zu gerichtet sind.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden waterialbahnflachen zwischen zwei aufeinanderfolgenden turbulenten Strömen des Behandlungsmediums, die in einem Winkel von wesentlich kleiner als 90 aufgebracht werden, jeweils mit gesonderten, in einem Winkel von etv/a 90 aufprallenden LJi unter Druck beaufschlagt werden.

kel von etv/a 90° aufprallenden Behandlungsmediumstrahlen

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Behandlungsmedium eine Flüssigkeit verwendet wird, die abrasives Material enthält.

G. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialbahn sukzessive durch mindestens zwei getrennte, in horizontaler Richtung längliche und mit den Enden einander zugewandt liegende Behandlungskammern längs einer im wesentlichen horizontalen Wegbahn hindurchgeführt wird.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die durchlaufende Materialbahn in identisch der Behandlungsflüssigkeit eingetaucht gehalten wird, mit der sie in aufeinanderfolgenden turbulenten Strömen beidseitig kontaktiert wird.

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8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einer horizontalen, länglichen Behandlungskammer, die an ihren beiden Stirnenden Ein- und Austrittsöffnungen für die Materialbahn hat, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlungskammer (11) mindestens eine obere und eine untere Reihe (18,19) von Behandlungsdüsen (20,21) aufweist, die länglich in einer Richtung senkrecht zur Durchlaufrichtung der Materialbahn ausgebildet sind und so angeordnet sind, dai3 die Materialbahn zwischen den Reihen hindurchläuft, wobei jede der Düsen (20,21) einen länglichen, auf die durchlaufende Materialbahn weisenden Schlitz (25) aufweist, dessen Lange mindestens gleich der Materialbahnbreite ist, wobei die Düsen (20,21) darauf ausgerichtet sind, einen turbulenten Mediumstrom von den Schlitzen auf die Materialbahn in einem Winkel von v/esentlich kleiner als 90 dazu und in einer Richtung entgegen der Durchlaufrichtung der Materialbahn zu lenken.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß angrenzend an die Ein- und Austrittsöffnungen (33, 34) der Behandlungskammer (11) eine Flüssigkeitsdichtung (35) angeordnet ist, die zwei längs der Wegbahn der Materialbahn einander gegenüberliegende v/eitere Düsen (36,37) beinhaltet, die längliche Schlitze (41) sowie Deflektoren (43) haben, die darauf gerichtet sind, zueinander konvergierende Behandlungsmediumströme unter Druck zum und auf die durchlaufende Materialbahn in Winkeln von jeweils wesentlich weniger als 90 zu richten, wobei diese Behandlungsmedxumstrome jeweils auf das Innere der Behandiungskammer (11) zu gerichtet sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß benachbart den Flüssigkeitsdichtungen (35), aber

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jeweils in einem etwas größeren Abstand von der Behandlungskammer (11) als diese, zu beiden Seiten der Wegbahn der Materialbahn einander gegenüberliegende Ausblasdüsen (44,45) angeordnet sind, die darauf ausgerichtet sind, konvergierende Druckluftströme in einem Winkel von wesentlich weniger als 90 auf die Materialbahn zu richten, und zwar in Richtung auf die benachbarten Flüssigkeitsdichtungen (35) und die Behandlungskammer (11) zu.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß vertikal unterhalb der Behandlungskammer (11) ein Speicher (46) vorgesehen ist, der leitend mit den Vorrichtungszonen verbunden ist, in denen die Ausblasdüsen (44,45) Behandlungsmedium von der durchlaufenden Materialbahn abblasen.

12. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlungskammer (11) einen zu dem unter ihr befindlichen Speicher (46) führenden Auslaß (49) aufweist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die turbulenten Behandlungsmediumströme in einem Winkel von weniger als 45° relativ zur Durchlaufebene gegen die Materialbahn gerichtet sind.

14. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlungsdüsen (20,21) in der Behandlungskammer (11) in dem Behandlungsmedium untergetaucht liegen.

15. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen zwei benachbarten Behandlungsdüsen (20,21)

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einer jeden Düsenreihe jeweils mindestens ein Verwirbeler (3U) angeordnet ist, der darauf ausgelegt ist, einen Behandlungsmediumstrahl unter Druck in rechtem Winkel auf die durchlaufende Materialbahn zu richten.

16. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß Gt±B zumindest die Mehrzahl der Behandlungsdüsen (20,21) einer jeden Düsenreihe (18,19) eine im wesentlichen geschlossene, längliche Kammer (22) aufweist, die einen Einlaß (23) sowie einen einzelnen kontinuierlichen Schlitz (25) hat, der in der zu der durchlaufenden Materialbahn weisenden Fläche der Düse (20, 21) angeordnet ist, der ferner in leitender Verbindung mit der Kammer (22) steht und der sich mindestens über die Querbreite der Materialbahn erstreckt, wobei angrenzend an den Schlitz (25) ein Deflektor (27) vorgesehen ist, der der gewünschten F'iässigkeitsstromabgabe entsprechend zur Wegbahn der Materialbahn ausgerichtet ist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,

daß eine Pumpe (47) vorgesehen ist, mit der Behandlungsflüssigkeit im Kreislauf durch die Behandlungsdüsen (20, 21) und aus den Schlitzen (25) heraus in Richtung auf die Haterialbahn förderüar ist.

18. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß in der behandlungskammer (11) mindestens ein zu beiden Seiten der Materialwegbahn gegenüberliegendes Düsenpaar (28,29) vorgesehen ist, das jeweils zwei zueinander parallele, längliche Schlitze aufweist, deren Deflektoren (27) aufeinander zu konvergierend auf die Wegbahn der Materialbahn gerichtet sind.

Ö30017/0S87

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19. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zur Konstanthaltung des Flüssigkeitsspiegels in der Behandlungskammer (11) auf einem Niveau, bei dem die Behandlungsdüsen (20,21) untergetaucht liegen, vorgesehen ist.

20. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Behandlungsflüssigkeit ein abrasives Material vorgesehen ist.

21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß sich in der Behandlungsflüssigkeit Silicium, Sand oder Talkum befindet.

22. Vorrichtung nach Anspruch 8 und 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlungsdüsen (20,21) mit einem elastomeren, gegenüber dem verwendeten abrasiven Material verschleißfesten Material ausgekleidet sind.

23. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen jeder Flüssigkeitsdichtung (35) und den mit hohem Luftdruck arbeitenden Ausblasdüsen (44,45) ein eine Flotationsluftströmung abgebende Düse (51,52) angeordnet ist, die darauf ausgerichtet ist, ein relativ großes Luftvolumen geringen Druckes in einem Winkel wesentlich kleiner als 90° auf die durchlaufende Materialbahn zu richten, und zwar jeweils in Richtung auf die Flüssigkeitsdichtung (35) und die Behandlungskammer (11) zu, wobei diese die Flotationsströmung abgebenden Düsen (51, 52) in ihrem Aufbau den Behandlungsdüsen (20,21) im Inneren der Behandlungskammer (11) entsprechen.

G30017/QS8¹?