DE4215602C2 - Vorrichtung zum Entfernen von Flüssigkeit von der Oberfläche eines bewegten Bandes - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Entfernen von Flüssigkeit von der Oberfläche eines bewegten Bandes, insbesondere eines Walzbandes an einem Walzgerüst, mittels auf das bewegte Band aufgeblasenen Gases, inbesondere Luft.

Derartige Vorrichtungen werden beispielsweise in Walzwerken eingesetzt, um von schnellaufenden metallischen Walzbändern Öl- und Emulsionsreste zu entfernen, welche beim Walzvorgang als Schmiermittel auf das Band aufgebracht wurden. Erfolgt diese Entfernung nicht im ausreichendem Maße, so wirken die beim Aufhaspeln des Bandes an einem Bandbund zwischen den einzelnen Windungen verbleibenden Flüssigkeitsreste wie ein Schmierfilm, der das Teleskopieren des Bandbundes begünstigt, das heißt, daß sich beim Aufhaspeln die Windungen in Haspelrichtung verschieben. Außerdem sind für die Weiterverarbeitung der Bänder üblicherweise sehr niedrige Schmiermittelrückstandsmengen, bezogen auf die Oberfläche des Walzbandes, vorgeschrieben.

Schon seit längerem wird versucht, die Schmiermittelrückstände vom Band durch Abblasen zu entfernen. Die dabei erzielte Wirkung ist jedoch nicht ausreichend.

Wegen dieser Schwierigkeiten bei bekannten Abblasesystemen werden an modernen Walzgerüsten fast ausschließlich mechanisch abstreifende Systeme verwendet. Diese mechanisch abstreifenden Systeme bestehen aus zwei hintereinander geschalteten Gummilippen, die auf die Bandoberfläche aufgedrückt werden. Zwischen diesen Gummilippen erfolgt eine Absaugung des mit den Lippen vom Band abgeschälten Schmiermittels. Der Nachteil dieser Einrichtungen ist, daß die Gummilippen empfindliche Bandoberflächen beschädigen, insbesondere wenn sich Schmutzpartikel an den Gummilippen festgesetzt haben.

Das Problem der Entfernung von Staubpartikeln und Reinigungsflüssigkeit von der Oberfläche eines Bandes stellt sich auch in anderen Bereichen der Technik als der Walzwerkstechnik. Bei einer bekannten Vorrichtung (DD 1 35 857), die der Entfernung von staubförmigen Verunreinigungen oder von vorher zur Verunreinigungsentfernung aufgebrachter Reinigungsflüssigkeit, insbesondere bei Warenbahnen in Form fotografischer Schichtträger dient, ist in Laufrichtung der über ein Umlenkrolle geführten Materialbahn vor und hinter einer gegen die Materialbahn gerichteten Schlitzstrahldüse für Blasluft jeweils ein Absaugspalt angeordnet. Die Neigung der Schlitzstrahldüse gegenüber dem Band ist einstellbar. Die Schlitzstrahldüse hat eine Schlitzweite von 0,2 mm, während ihr Abstand 2 bis 3 mm vom Band eingestellt ist. Betrieben wird die Schlitzstrahldüse mit einer Luftaustrittsgeschwindigkeit von 300 m/s.

Durch diese seit Jahrzehnten bekannte Vorrichtung zum Entfernen von Staub und Reinigungsflüssigkeiten auf einer Warenbahn für fotografische Zwecke sind entsprechende Vorrichtungen zum Entfernen von Emulsionen von Walzbändern nicht beeinflußt worden. Hier ist es bei den beschriebenen mechanischen Abstreifsystemen geblieben.

Gleiches gilt auch für eine bekannte Vorrichtung zum kontinuierlichen Entstauben von Materialbahnen, insbesondere Papier-, Kunststoff- und Gewebebahnen (CH 458 680), bei der die Warenbahn aus zwei Schlitzstrahldüsen mit schräg gegeneinander gerichteten Blasstrahlen beblasen wird und die Blasluft mittels einer zwischen den Schlitzstrahldüsen angeordneten Saugdüse abgesogen wird. Die Schlitzstrahldüsen und die Saugdüse bilden gemeinsam mit zwischen ihnen angeordneten Abdeckblechen und seitlichen Begrenzungswänden einen geschlossenen Absaugraum.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der es besser als bisher gelingt, von der Oberfläche eines schnellaufenden Bandes, insbesondere eines Walzbandes, Flüssigkeiten, insbesondere Öl- und Emulsionsreste, zu entfernen, ohne daß es zu den zuvor beschriebenen Schwierigkeiten, wie Teleskopieren des aufgewickelten Bandes und dergleichen, kommt.

Diese Aufgabe wird mit einer Vorrichtung zum Entfernen von Flüssigkeit von der Oberfläche eines bewegten Bandes, insbesondere eines Walzbandes an einem Walzgerüst, mittels auf das bewegte Band aufgeblasenen Gases, insbesondere Luft, gelöst, bei der quer zur Bandlaufrichtung zwei Schlitzstrahldüsen angeordnet sind, die mit einer Neigung von 45° bis 90° ihrer Strahlrichtung in und gegen die Bandlaufrichtung auf die Bandoberfläche gerichtet sind, wobei das Verhältnis aus Düsenabstand jeder Schlitzstrahldüse von dem bewegten Band zur Breite des Schlitzes im Bereich h/s = 2 bis h/s = 10 liegt, so daß die Austrittsgeschwindigkeit der mit den Schlitzstrahldüsen auf das Band aufgeblasenen Gasstrahlen im Bereich von 0,3 < Mach < 2 liegt, und wobei zwischen den beiden Schlitzstrahldüsen in einem Abstand von 5 bis 25 Düsenabständen in Laufrichtung des Bandes vor der Auftrefflinie des gegen die Bandlaufrichtung gerichteten Gasstrahles auf dem Band ein Absaugspalt angeordnet ist.

Bei dieser Lösung wird mit einem strömungstechnisch optimal ausgelegten Gasstrahl die zu einer ausreichenden Entfernung des Flüssigkeitsfilms von der Bandoberfläche notwendige Wandschubspannung am Band erzeugt und dieser vom Gasstrahl aufgeschobene Flüssigkeitsfilm mit einem in Bandlaufrichtung betrachtet vor dem Schlitzstrahl angeordneten Absaugspalt gleichmäßig über die Bandbreite abgesaugt. Dabei ist die Absaugekapazität des Gasstrahles derart auf den mit der Schlitzdüse ausgeblasenen Gasstrom abgestimmt, daß mindestens dieser Volumenstrom, welcher auch das abgeschälte Schmiermittel enthält, vom Saugspalt erfaßt und abgeführt wird. Auf diese Weise wird vermieden, daß abgeblasenes Schmiermittel sich an der Walzgerüstkonstruktion sammelt oder auf dem Band vor der Abblaseeinrichtung aufgestaut wird und wieder auf das bereits abgeblasene Band gelangen kann. Die beiden Schlitzdüsen sorgen dafür, daß die Absaugung besonders wirksam ist, so daß sie auch dann, wenn keine Abquetschwalzen vorhanden sind oder die Vorrichtung zur Entfernung von Walzöl oder Walzemulsion in einem größeren Abstand von den Abquetschwalzen angeordnet ist, die Flüssigkeit praktisch vollständig entfernt. Es versteht sich, daß der Absaugspalt bezüglich des Absaugvolumens derart zu bemessen ist, daß die von den beiden Schlitzdüsen auf das Band aufgeblasenen Gasströme einschließlich der Flüssigkeit von der Absaugung erfaßt werden.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß der wesentliche Grund für die unbefriedigende Entfernung der Schmiermittelrückstände vom Band durch Abblasen beim Stand der Technik darin begründet ist, daß die mit den Düsen am Band erzielte Auftreffgeschwindigkeit und damit die an der Bandoberfläche einwirkende Wandschubspannung infolge Strömungsbewegung zu gering ist. Dabei ist bei den üblichen Blasdüsen das Verhältnis von Düsenabstand zu Düsenschlitzbreite wesentlich größer als die Kernstrahllänge, beziehungsweise bei überexpandierenden kompressiblen Strahlen größer als die Strahllänge, in welcher Hochgeschwindigkeitszonen, sogenannte Überschalltönnchen, entstehen.

Gemäß der Erfindung liegt dagegen das Verhältnis aus Abstand h der Düsen von dem bewegten Band zur Breite s des Gasstrahles im Bereich von 2 bis 10. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß mit dem Gasstrahl tatsächlich die für eine bestimmte Zuströmsituation zur Düse höchstmögliche Auftreffgeschwindigkeit erreicht wird. So läßt sich mit der Erfindung auch unter wirtschaftlichen Aspekten ein befriedigendes Ergebnis erreichen. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung und Anordnung der Schlitzstrahldüse ist es möglich, die zur Entfernung von Walzöl von einem Metallband beim üblichen Betrieb der Abblasedüse mit Luft erforderlichen Geschwindigkeiten von 300 m/s oder mehr zu erreichen. Das gewünschte Ergebnis kann bei der Erfindung bereits mit vergleichsweise niedrigen Drücken von etwa nur maximal 2 bar erreicht werden, während bei bekannten Düsen ein Luftdruck von 4-6 bar zum Reinigen des Metallbandes noch nicht ausreichend ist.

Die erforderliche Auftreffgeschwindigkeit des aus der Düse strömenden Gases und damit der erforderliche Versorgungsdruck der Schlitzdüsen richtet sich nach den Eigenschaften der vom Band zu entfernenden Flüssigkeiten. Bei einem relativ warmen Band und Walzemulsion genügen relativ niedrige Auftreffgeschwindigkeiten im Bereich von etwa Mach 0,3 entsprechend ca. 100 m/s. Bei höher viskosen Walzölen sind für mittlere bis hohe Walzgeschwindigkeiten erfahrungsgemäß Ankunftsgeschwindigkeiten an der Bandoberfläche um Mach 1 entsprechend ca. 300 m/s erforderlich. Noch höhere Ankunftsgeschwindigkeiten können erreicht werden, wenn der Düsenspalt nach Art einer Lavall-Düse mit einem engsten Querschnitt und einem anschließenden nach gasdynamischen Gesichtspunkten geformten Erweiterungsteil ausgebildet ist, der eine Beschleunigung der Strömung auf Geschwindigkeiten höher als die Schallgeschwindigkeit erlaubt.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer ein Ausführungsbeispiel schematisch darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt einer Vorrichtung zum Entfernen von Flüssigkeit von der Oberfläche eines bewegten Bandes, und

Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt A der Vorrichtung nach Fig. 1 in einer abgewandelten Form.

Gemäß Fig. 1 befindet sich oberhalb und unterhalb des Bandes B je eine Abquetschrolle 1, 2. Damit keine Walzwirkung entsteht, sind die Achsen 1a, 2a dieser Abquetschrollen 1, 2 in Bandlaufrichtung geringfügig gegeneinander versetzt. In Bandlaufrichtung betrachtet hinter der Abquetschrolle 1 befindet sich eine Schlitzstrahldüse 3, welche einen Gasstrahl unter einem Winkel β zwischen 45° und 90° gegen die Laufrichtung L des Bandes B geneigt auf die Bandoberfläche richtet. Die Schlitzstrahldüse 3 ist in einem Abstand h zur Oberfläche des Bandes B angeordnet. Der aus ihr austretende Gasstrahl hat bei einer nicht erweiterten Düsenöffnung im Bereich der Düsenaustrittsöffnung die gleiche Breite s wie der Schlitz der Düse 3 selbst.

Ein Saugspalt 4 ist im dargestellten Fall auf der einen Seite durch den entsprechend geformten Düsenkörper 5 und auf der anderen Seite durch die Abquetschrolle 1 gebildet.

Die Unterseite 5a des Düsenkörpers 5 weist im Bereich zwischen dem Düsenspalt 3a und dem Saugspalt 4 eine Stufe 5b auf, welche dafür sorgt, daß der Düsenkörper 5 das Geschwindigkeitsfeld des Gasstrahls nicht beeinflußt. Auf diese Weise wirkt sich die volle Auftreffgeschwindigkeit des Gasstrahles bei der an der Bandoberfläche entstehenden Wandschubspannung aus. Die Schlitzdüse 3 wird von einem über die gesamte Bandbreite reichenden Versorgungskanal 5c versorgt.

Der Saugspalt 4 ist durch einen entsprechend schmalen Rechteckkanal über der gesamten Breite des Bandes B mit einem Absaugdrallrohr 6 verbunden. Von dem Absaugdrallrohr 6 wird der abzusaugende Volumenstrom zweckmäßigerweise zu beiden Seiten, also in der Darstellung sowohl nach vorne als auch nach hinten abgeführt. Bei kleineren Arbeitsbreiten kann auch die einseitige Ableitung des Saugstromes ausreichen. Die eingezeichneten Strömungspfeile verdeutlichen die Wirkung des Absaugdrallrohres 6.

Der Saugspalt 4 ist - abweichend von den aus Darstellungsgründen anderen Größenverhältnissen der schematischen Zeichnung - wesentlich größer bemessen als der Düsenspalt 3a, da zum einen die Absaugegeschwindigkeit wesentlich kleiner ist als die Ausblasegeschwindigkeit aus dem Düsenspalt 3a und zum anderen der abzusaugende Volumenstrom um den Anteil größer sein muß, der zusätzlich zu dem aus dem Düsenspalt austretenden Volumenstrom, z. B. an den Kanten des Bandes B angesaugt wird.

Bei einem Band B, das auf beiden Seiten getrocknet werden muß, was an Walzgerüsten üblicherweise der Fall ist, ist vor der unteren Abquetschrolle 2 eine gleichartige Einrichtung angeordnet, die in der Darstellung der Figur zur Vereinfachung weggelassen wurde.

Die Schlitzdüse 3 kann verschiedene Formen haben. Bei dem in Fig. 2 vergrößert gezeigten Ausführungsbeispiel weist sie ein Erweiterungsteil 3b im Düsenspalt 3a, ähnlich einer Lavall-Düse, auf. Bei dieser Düse ist die Breite des Schlitzstrahls gleich der Breite s an der engsten Stelle der Schlitzdüse 3. Durch das Erweiterungsteil 3b wird erreicht, daß die Strömung über die Schallgeschwindigkeit hinaus beschleunigt wird und mit einer noch höheren Ankunftsgeschwindigkeit auf das Band B auftrifft. Auf diese Weise läßt sich mit verhältnismäßig einfachen Mitteln, nämlich nur durch eine entsprechende Gestaltung des Düsenspaltes 3a, die Abstreifwirkung des aus der Düse 3 austretenden Gasstrahls noch weiter steigern, ohne daß dazu der Düsendruck in unwirtschaftlicher Weise erhöht werden muß.

Claims (5)

1. Vorrichtung zum Entfernen von Flüssigkeit von der Oberfläche eines bewegten Bandes (B), insbesondere eines Walzbandes an einem Walzgerüst, mittels auf das bewegte Band (B) aufgeblasenen Gases, insbesondere Luft, bei der quer zur Bandlaufrichtung (L) zwei Schlitzstrahldüsen (3) angeordnet sind, die mit einer Neigung (β) von 45° bis 90° ihrer Strahlrichtung in und gegen die Bandlaufrichtung (L) auf die Bandoberfläche gerichtet sind, wobei das Verhältnis aus Düsenabstand (h) jeder Schlitzstrahldüse (3) von dem bewegten Band (B) zur Breite (s) des Schlitzes im Bereich h/s = 2 bis h/s = 10 liegt, so daß die Austrittsgeschwindigkeit der mit den Schlitzstrahldüsen (3) auf das Band (B) aufgeblasenen Gasstrahlen im Bereich von 0,3 < Mach < 2 liegt, und wobei zwischen den beiden Schlitzstrahldüsen (3) in einem Abstand von 5 bis 25 Düsenabständen (h) in Laufrichtung (L) des Bandes (B) vor der Auftrefflinie des gegen die Bandlaufrichtung (L) gerichteten Gasstrahles auf dem Band (B) ein Absaugspalt (4) angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Absaugspalt (4) zum Absaugen des aufgeblasenen Gasstrahles mit einem Drallrohr (6) verbunden ist.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Seitenwand des Absaugspaltes (4) von einer Abquetschrolle (1) gebildet ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl an der Oberseite als auch an der Unterseite des Bandes (B) Mittel zum Entfernen von Flüssigkeit angeordnet sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitzdüse (3) nach Art einer Lavall-Düse mit einem engstem Querschnitt und anschließendem Erweiterungsteil (3b) ausgebildet ist.