EP3281705A1 - Düsenvorrichtung - Google Patents
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- EP3281705A1 EP3281705A1 EP17185015.9A EP17185015A EP3281705A1 EP 3281705 A1 EP3281705 A1 EP 3281705A1 EP 17185015 A EP17185015 A EP 17185015A EP 3281705 A1 EP3281705 A1 EP 3281705A1
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- B21B45/0233—Spray nozzles, Nozzle headers; Spray systems
Definitions
- the invention relates to a nozzle device with a nozzle head for atomizing a fluid or a fluid mixture, according to the preamble of claim 1.
- strand guiding device of a slab or thin slab continuous casting plant
- single-substance and / or multi-substance nozzles in particular two-substance nozzles, are generally used to cool the strand.
- the strand guiding device consists of a series of segments, the number of which is determined by the respective requirements of the strand.
- One-fluid nozzles are usually operated with water.
- two-fluid nozzles are generally operated with a mixture of compressed air and water.
- Single-fluid nozzles are distinguished by the fact that they are essentially represented by a nozzle head, that is to say a mouthpiece, which is applied to the end of a secondary water-carrying pipeline.
- Two-fluid nozzles are provided between the mixing body and the nozzle head with a pipe that can be of different lengths depending on the requirements.
- the mixing body can also be connected directly to the nozzle head or mouthpiece.
- the aforementioned nozzle variants have in common that a fluid or a fluid mixture is passed through the nozzle head.
- the fluid or the fluid mixture is processed in such a way that through the outlet opening of a defined spray is formed, which is then fed to the strand to be cooled in the strand guiding device.
- an outer surface of a nozzle head in particular adjacent to the outlet opening formed therein, is provided with a special coating which is intended to prevent the adhesion of impurities in the atmosphere.
- a coating are costly and can not completely prevent the formation of contaminants on the outer surface of the die head.
- cleaning programs for the nozzles in their installed state can also be carried out.
- cleaning programs solve the problem of adhering contaminants on the outer surface of a nozzle head, but also insufficient.
- the invention has for its object to provide a nozzle device which is less susceptible to adhesion of deposits on an outer surface of the associated nozzle head as a result of impurities present in the atmosphere and thereby also has an increased life.
- a nozzle device comprises a nozzle head through which a fluid or a fluid mixture can be discharged or atomized.
- an outlet opening is formed in the nozzle head, in particular at its end face, through which a fluid or a fluid mixture can be discharged from the nozzle head to the environment.
- the nozzle device further comprises at least one tube element connected to the nozzle head, through which a fluid or a fluid mixture is supplied to the nozzle head.
- interfering means are provided, such that atmosphere, which flows past the outer surface of the nozzle head in the region of the interfering means, is fluidized.
- a nozzle device During operation of a nozzle device causes the fluid or medium, which is discharged or expelled to the outside through an outlet opening of the nozzle head to the outside, in the region of this outlet opening a negative pressure, through which the surrounding atmosphere is sucked. As a result, an increased amount of atmosphere and impurities contained therein flow along an outer surface of the nozzle head, whereby these contaminants can then deposit on the outer surface of the nozzle head.
- the invention is based on the essential finding that the disruptive means provided on the outer surface of the nozzle head lead to a specific change in the surface of the nozzle head, and it is thereby possible for the atmosphere which flows past the outer surface of the nozzle head in the region of this interfering means to be suitable is swirled.
- This effect is independent of the nozzle shape or the nozzle type of the nozzle device according to the invention.
- the interference means it is ensured by the interference means that a possible deposition of these impurities forms only in those areas of the outer surface of the nozzle head, which do not adjoin the outlet opening and thus do not change or impair the spray pattern of the nozzle device.
- the invention is suitable for use with nozzle heads with which a fluid, e.g. in the form of a liquid or a gas, or a fluid mixture of these two media, are discharged or ejected from an outlet opening formed therein, thereby selectively atomizing a cooling medium.
- a fluid e.g. in the form of a liquid or a gas, or a fluid mixture of these two media
- the interfering means may be formed on the outer surface of the nozzle head in the form of at least one recess or in the form of at least one projection which protrudes from the outer surface of the nozzle head.
- the depression or the bump may e.g. be formed annular or polygonal, and thereby enclose the outlet opening of the nozzle head. This ensures that the atmosphere which flows past the outer surface of the nozzle head is suitably swirled and thus does not lead to an adhesion of impurities immediately adjacent to the outlet opening. Thus, an undesirable deterioration of the spray pattern of the nozzle device is effectively prevented.
- the interfering means are arranged on the outer surface of the nozzle head at a predetermined distance from the outlet opening. This ensures that upon turbulence of the atmosphere flowing past the outer surface of the nozzle head, the impurities contained therein either are not deposited at the outlet opening, or possibly adhere only in areas of the outer surface of the nozzle head, which areas are sufficiently spaced from the outlet opening. so that's out of the Outlet outlet fluid and thus the spray pattern of the nozzle device are not affected by these deposits.
- the interfering means in the form of a plurality of elevations or depressions are formed, expediently such that these elevations or depressions on the outer surface of the nozzle head are evenly spaced from each other.
- these bumps or depressions form a "defined area" in which the turbulence of the atmosphere is specifically caused to thereby prevent deposition of contaminants at least immediately adjacent to the exit opening.
- it may also be advantageous that the bumps (or depressions) are not evenly spaced, e.g. depending on the rate at which fluid is expelled from the exit orifice of the die head and the resulting suction effect for the atmosphere adjacent the exit orifice.
- the survey or the surveys can be integrally formed in conjunction with the outer surface of the nozzle head.
- This has the advantage of a simplified manufacturing process for the nozzle head, because a complex attachment or joining of the individual protrusions to the outer surface of the nozzle head, e.g. by soldering, gluing or welding, is eliminated.
- this leads to an improved stability of the nozzle head and the elevations formed thereon, whereby the service life of the nozzle device according to the invention is increased.
- the elevations can be combined to form an assembly, such that this assembly can be attached as such on the outer surface of the nozzle head.
- the elevations may be rod-shaped, such that these elevations protrude in particular perpendicular from the outer surface of the nozzle head.
- the rod-shaped elevations project obliquely from the outer surface of the nozzle head. Due to the extent of the elevations in their longitudinal direction is achieved that atmosphere is swirled specifically not only directly in the boundary layer to the outer surface of the nozzle head, but also in layers above it, whereby a deposition of impurities is even better prevented.
- the interfering means may be in the form of a mat-shaped element, e.g. made of wire mesh and / or felt material.
- This mat-shaped element can be applied flat on the outer surface of the nozzle head. In this way, it is ensured that adhesion or deposition of impurities is not possible on the entire outer surface of the nozzle head, in particular on its end side or adjacent to the outlet opening formed therein, or possibly occurs on the mat-shaped element.
- the assembly in which the plurality of elevations are combined, or the mat element with the outer surface of the nozzle head may be positively connected.
- This makes it possible to disassemble the assembly or the mat element in a simple manner and in particular residue-free, preferably without the need for using a special tool, from the outer surface and replace it accordingly.
- impurities have already deposited on the assembly or the mat element. Namely, by replacing only the assembly or the mat member, it is not necessary to disassemble the whole nozzle apparatus from an associated machine equipment or the like.
- the invention is suitable for use in cooling systems with nozzle heads from which a cooling medium in the form of a fluid or a fluid mixture is discharged or ejected.
- the present invention can be used in a continuous casting plant, in accordance with the subject matter of claim 15. Additionally or alternatively, it is also possible to use a nozzle device according to the present invention in other systems.
- nozzle device is in principle greatly simplified in the drawing and in particular not shown to scale.
- Fig. 1 shows a side cross-sectional view of a nozzle device 1 according to the invention, which has a nozzle head 10.
- a nozzle head 10 On an end face 12 of the nozzle head 10, an outlet opening 14 is formed.
- a pipe member 16 To the nozzle head 10, a pipe member 16 is connected, through which a fluid, for example a liquid or a gas, or a fluid mixture formed from these media is supplied to the outlet opening 14.
- a fluid for example a liquid or a gas, or a fluid mixture formed from these media is supplied to the outlet opening 14.
- a fluid, or a fluid mixture are discharged through the outlet opening 14 to the environment U and thereby atomized suitable.
- Such an atomization of the fluid to the environment U is in the representation of Fig. 1 simplified by arrows F illustrated.
- interfering means S On an outer surface 16 of the nozzle head 10 interfering means S are provided. These interfering means S cause atmosphere that flows past the outer surface 18 of the nozzle head 10 to be suitably swirled, so that contaminants contained in the atmosphere do not deposit on the outer surface 18 in the region of the exit opening 14.
- the interfering means may be in the form of an annular recess 20, wherein the outlet opening 14 is enclosed by this annular recess 20 ( Fig. 2 ).
- the interfering means may be formed in the form of an annular elevation 22, wherein the outlet opening 14 is enclosed by this annular elevation 22 ( Fig. 3 ).
- the survey may also be in the form of a polygonal web 23 ( Fig. 4 ).
- the above-mentioned swirling of the atmosphere flowing past the outer surface 18 is effected by the depression 20 or the elevation 22, 23, in any case to prevent deposition of impurities at the outlet opening 14 or in its vicinity.
- the interfering means may also be in the form of rod-shaped elevations 24.
- Fig. 5 illustrates that a plurality of such rod-shaped elevations 24 are provided in particular at the same distance from each other on the outer surface 18 of the nozzle head 10.
- the rod-shaped elevations 24 are understood to mean that they have a longitudinal extension and can protrude substantially perpendicularly from the outer surface 18 of the nozzle head 10.
- the interfering means may also be in the form of projections 26 ( Fig. 6 ).
- a plurality of such bumps 26 are - in the same manner as the rod-shaped projections 24 - provided at the same distance from each other on the outer surface 18 of the nozzle head 10.
- both the rod-shaped elevations 24 and the projections 26 can be provided on the outer surface 18 of the nozzle head 10. This is simplified in the representation of Fig. 1 indicated.
- the rod-shaped elevations 24 or the projections 26 can also be combined in the form of an assembly.
- the rod-shaped elevations 24 and the bosses 26 are first produced as an assembly, and then then - as a combined assembly - attached to the outer surface 18 of the nozzle head 10 suitably attached.
- the interfering means S are formed in the form of a plurality of circular recesses 21 which are respectively provided in the outer surface 18 of the nozzle head 10 and inserted therein.
- the interfering means are each arranged at a predetermined distance from the outlet opening 14.
- This predetermined distance of the interfering means S to the outlet opening 14 is in the illustration of Fig. 1 shown by way of example and denoted by "A".
- the predetermined distance A in the embodiments according to the Fig. 2 to 4 may be present.
- the predetermined distance A ensures that the impurities contained in the atmosphere on the outer surface 18 are not deposited directly in the region of the outlet opening 14, but possibly only in areas of the outer surface 18 adhere, where an interaction with the outlet opening 14 and thus an impairment of the spray pattern of the nozzle device 1 does not occur.
- the interfering means are formed in the form of a mat-shaped element 28, for example, made of wire mesh or felt material.
- the mat-shaped element 28 is attached to the nozzle head 10 such that its outer surface 18 is completely covered by the mat-shaped element 28.
- contaminants contained in the atmosphere can be prevented from depositing directly on the outer surface 18 of the nozzle head. Should there be a deposition of these contaminants on the mat-shaped element 28, this can be disassembled as needed and in a simple manner from the outer surface 18, and replaced with a "fresh" mat member.
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft eine Düsenvorrichtung mit einem Düsenkopf zur Verdüsung eines Fluids oder eines Fluid-Gemischs, nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
- In der Strangführungsvorrichtung einer Brammen- oder Dünnbrammenstranggießanlage werden zur Kühlung des Strangs in der Regel Einstoff- und/oder Mehrstoffdüsen, insbesondere Zweistoffdüsen, eingesetzt. Die Strangführungsvorrichtung besteht aus einer Reihe von Segmenten, deren Anzahl von den jeweiligen Anforderungen an den Strang bestimmt wird. Vorzugsweise zwischen jedem Segment und jeder Rolle, also in jedem Zwischenraum einer Strangführungsvorrichtung, werden die vorstehend genannten Düsen zur Kühlung des Strangs eingesetzt.
- Einstoffdüsen werden üblicherweise mit Wasser betrieben. Demgegenüber werden Zweistoffdüsen im Allgemeinen mit einem Gemisch aus komprimierter Luft und Wasser betrieben. Einstoffdüsen zeichnen sich dadurch aus, dass sie im Wesentlichen durch einen Düsenkopf, das heißt ein Mundstück, dargestellt werden, welches am Ende einer Sekundärwasser führenden Rohrleitung aufgebracht ist. Zweistoffdüsen sind zwischen Mischkörper und Düsenkopf mit einer Rohrleitung versehen, die je nach Anforderung unterschiedlich lang sein kann. Im Grenzfall kann der Mischkörper auch direkt mit dem Düsenkopf bzw. Mundstück verbunden sein.
- Den vorstehend genannten Düsenvarianten ist gemeinsam, dass ein Fluid- bzw. ein Fluid-Gemisch durch den Düsenkopf geführt wird. In dem Düsenkopf wird das Fluid bzw. das Fluid-Gemisch derart aufbereitet, dass durch dessen Austrittsöffnung ein definierter Sprühstrahl entsteht, der dann dem zu kühlenden Strang in der Strangführungsvorrichtung zugeführt wird.
- In Bezug auf einen Düsenkopf der vorstehend genannten Düsentypen besteht ein Nachteil dahingehend, dass sich an der Außenoberfläche Verschmutzungen in Folge von in der Atmosphäre vorhandenen Verunreinigungen ablagern können. Weil in einem solchen Fall auch eine Austrittsöffnung des Düsenkopfes, aus dem das Kühlmedium in Form eines Fluids oder eines Fluid-Gemisches austritt, betroffen ist, kommt es meist zu einem fehlerhaften Sprühbild oder gar zu einem vollständigen Verstopfen der Düse, so dass entweder ein vollständiger Austausch der Düse oder zumindest eine aufwendige Reinigung erforderlich ist.
- Nach dem Stand der Technik ist es zur Vermeidung des soeben genannten Nachteils bekannt, dass eine Außenoberfläche eines Düsenkopfes, insbesondere angrenzend an die darin ausgebildete Austrittsöffnung, mit einer speziellen Beschichtung versehen wird, die das Anhaften von in der Atmosphäre befindlichen Verunreinigungen verhindern soll. Gleichwohl sind solche Beschichtungen kostspielig, und können die Ausbildung von Verunreinigungen an der Außenoberfläche des Düsenkopfes nicht gänzlich unterbinden. Alternativ oder ergänzend zur Ausbildung einer Beschichtung an der Außenoberfläche des Düsenkopfes können auch Reinigungsprogramme für die Düsen in deren eingebauten Zustand durchgeführt werden. Solche Reinigungsprogramme lösen das Problem von anhaftenden Verunreinigungen an der Außenoberfläche eines Düsenkopfes jedoch ebenfalls nur unzureichend.
- Entsprechend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Düsenvorrichtung zu schaffen, die gegen ein Anhaften von Ablagerungen an einer Außenoberfläche des zugehörigen Düsenkopfes in Folge von in der Atmosphäre vorhandenen Verunreinigungen weniger anfällig ist und dadurch auch eine erhöhte Lebensdauer aufweist.
- Die obige Aufgabe wird durch eine Düsenvorrichtung mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
- Eine Düsenvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung umfasst einen Düsenkopf, durch den ein Fluid oder ein Fluid-Gemisch ausgetragen bzw. verdüst werden kann. Hierzu ist in dem Düsenkopf insbesondere an dessen Stirnseite eine Austrittsöffnung ausgebildet, durch die ein Fluid oder eine Fluid-Mischung aus dem Düsenkopf an die Umgebung ausgeleitet werden kann. Die Düsenvorrichtung umfasst weiter zumindest ein an den Düsenkopf angeschlossenes Rohrelement, durch das ein Fluid oder ein Fluid-Gemisch an den Düsenkopf zugeführt wird. An einer Außenoberfläche des Düsenkopfes, insbesondere in einem vorbestimmten Abstand zu der darin ausgebildeten Austrittsöffnung, sind Störmittel vorgesehen, derart, dass Atmosphäre, die an der Außenoberfläche des Düsenkopfes im Bereich der Störmittel vorbeiströmt, verwirbelt wird.
- Im Betrieb einer Düsenvorrichtung verursacht das Fluid bzw. Medium, welches durch eine Austrittsöffnung des Düsenkopfes nach außen an die Umgebung ausgeleitet bzw. ausgestoßen wird, im Bereich dieser Austrittsöffnung einen Unterdruck, durch den die umgebende Atmosphäre angesogen wird. Dies hat zur Folge, dass vermehrt Atmosphäre und darin enthaltene Verunreinigungen an einer Außenoberfläche des Düsenkopfes entlangströmen, wobei sich dann diese Verunreinigungen an der Außenoberfläche des Düsenkopfes ablagern können.
- Der Erfindung liegt die wesentliche Erkenntnis zugrunde, dass die an der Außenoberfläche des Düsenkopfes vorgesehenen Störmittel zu einer gezielten Veränderung der Oberfläche des Düsenkopfes führen, und es hierdurch möglich ist, dass die Atmosphäre, welche an der Außenoberfläche des Düsenkopfes im Bereich dieser Störmittel vorbeiströmt, geeignet verwirbelt wird. Dieser Effekt ist unabhängig von der Düsenform bzw. des Düsentyps der erfindungsgemäßen Düsenvorrichtung. In Folge dessen lagern sich in der Atmosphäre enthaltene Verunreinigungen zumindest weniger oder gar nicht an der Außenoberfläche des Düsenkopfes ab. Jedenfalls wird durch die Störmittel gewährleistet, dass sich eine mögliche Ablagerung dieser Verunreinigungen lediglich in solchen Bereichen der Außenoberfläche des Düsenkopfes bildet, die nicht an die Austrittsöffnung angrenzen und somit auch nicht das Sprühbild der Düsenvorrichtung verändern bzw. beeinträchtigen.
- Die Erfindung eignet sich zur Verwendung bei Düsenköpfen, mit denen ein Fluid z.B. in Form einer Flüssigkeit oder eines Gases, oder eine Fluid-Mischung aus diesen beiden Medien, aus einer darin ausgebildeten Austrittsöffnung ausgeleitet bzw. ausgespritzt werden, um dadurch ein Kühlmedium gezielt zu verdüsen.
- In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung können die Störmittel an der Außenoberfläche des Düsenkopfes in Form von zumindest einer Vertiefung oder in Form von zumindest einer Erhebung, die von der Außenoberfläche des Düsenkopfs abragt, ausgebildet sein. Die Vertiefung oder die Erhebung können z.B. ringförmig oder polygonförmig ausgebildet sein, und umschließen dabei die Austrittsöffnung des Düsenkopfes. Hierdurch ist gewährleistet, dass Atmosphäre, welche an der Außenoberfläche des Düsenkopfes vorbeiströmt, geeignet verwirbelt wird und es dadurch nicht zu einer Anhaftung von Verunreinigungen unmittelbar angrenzend zur Austrittsöffnung kommt. Somit wird eine nicht gewünschte Beeinträchtigung des Sprühbildes der Düsenvorrichtung wirkungsvoll verhindert.
- Zweckmäßigerweise sind die Störmittel an der Außenoberfläche des Düsenkopfs in einem vorbestimmten Abstand zu der Austrittsöffnung angeordnet. Hierdurch wird gewährleistet, dass bei einer Verwirbelung von an der Außenoberfläche des Düsenkopfs vorbeiströmenden Atmosphäre die darin enthaltenen Verunreinigungen entweder gar nicht an der Austrittsöffnung abgelagert werden, oder ggf. nur in Bereichen der Außenoberfläche des Düsenkopfs anhaften, welche Bereiche ausreichend von der Austrittsöffnung beabstandet sind, so dass das aus der Austrittsöffnung ausgeleitete Fluid und somit das Sprühbild der Düsenvorrichtung nicht von diesen Ablagerungen beeinträchtigt werden.
- In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung sind die Störmittel in Form einer Mehrzahl von Erhebungen oder Vertiefungen ausgebildet, zweckmäßigerweise derart, dass diese Erhebungen bzw. Vertiefungen an der Außenoberfläche des Düsenkopfs gleichmäßig zueinander beabstandet sind. Somit bilden diese Erhebungen bzw. Vertiefungen ein "definiertes Gebiet", in dem die Verwirbelung der Atmosphäre gezielt verursacht wird, um dadurch eine Ablagerung von Verunreinigungen zumindest unmittelbar angrenzend an die Austrittsöffnung zu verhindern. Bei bestimmten Anwendungen der Erfindung kann es auch von Vorteil sein, dass die Erhebungen (oder die Vertiefungen) nicht in gleichmäßigem Abstand zueinander angeordnet sind, z.B. in Abhängigkeit der Geschwindigkeit, mit der Fluid aus der Austrittsöffnung des Düsenkopfes ausgestoßen wird, und der daraus resultierenden Sogwirkung für die Atmosphäre angrenzend zur Austrittsöffnung.
- In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung kann die Erhebung bzw. können die Erhebungen in Verbindung mit der Außenoberfläche des Düsenkopfes einstückig ausgebildet sein. Hiermit ist der Vorteil eines vereinfachten Herstellungsprozesses für den Düsenkopf verbunden, weil ein aufwendiges Anbringen bzw. Verbinden der einzelnen Erhebungen mit der Außenoberfläche des Düsenkopfes, z.B. durch Löten, Kleben oder Verschweißen, entfällt. Zudem führt dies zu einer verbesserten Stabilität des Düsenkopfes und der daran ausgebildeten Erhebungen, wodurch die Lebensdauer der erfindungsgemäßen Düsenvorrichtung erhöht wird.
- In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung können die Erhebungen zu einer Baugruppe zusammengefasst sein, derart, dass diese Baugruppe als solche an der Außenoberfläche des Düsenkopfs angebracht werden kann. Dies führt zu den Vorteilen, dass die Baugruppe, d.h. die Gesamtheit aller Erhebungen, von dem Düsenkopf demontiert und ausgetauscht werden kann, falls es daran zu einer Ablagerung von Verunreinigungen gekommen sein sollte. Ferner ist die Herstellung der Erhebungen wesentlich vereinfacht, weil diese erst dann, wenn sie zu einer Baugruppe zusammengefasst worden sind, an der Außenumfangsfläche des Düsenkopfes angebracht werden.
- Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung können die Erhebungen stabförmig ausgebildet sein, derart, dass diese Erhebungen insbesondere lotrecht von der Außenoberfläche des Düsenkopfes abragen. Alternativ hierzu ist es auch möglich, dass die stabförmigen Erhebungen schräg von der Außenoberfläche des Düsenkopfes abragen. Bedingt durch die Erstreckung der Erhebungen in ihrer Längsrichtung wird hierdurch erreicht, dass Atmosphäre nicht nur unmittelbar in der Grenzschicht zur Außenoberfläche des Düsenkopfes, sondern auch in Schichten oberhalb davon gezielt verwirbelt wird, wodurch eine Ablagerung von Verunreinigungen noch besser verhindert wird.
- In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung können die Störmittel in Form eines mattenförmigen Elements ausgebildet sein, das z.B. aus Drahtgeflecht und/oder aus Filzmaterial hergestellt ist. Dieses mattenförmige Element kann flächig auf der Außenoberfläche des Düsenkopfs aufgebracht sein. Hierdurch ist gewährleistet, dass an der gesamten Außenoberfläche des Düsenkopfes, insbesondere an dessen Stirnseite bzw. angrenzend zur darin ausgebildeten Austrittsöffnung, dann ein Anhaften bzw. Ablagern von Verunreinigungen nicht möglich ist bzw. allenfalls an dem mattenförmigen Element auftritt.
- In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung können die Baugruppe, in der die Mehrzahl von Erhebungen zusammengefasst sind, bzw. das Mattenelement mit der Außenoberfläche des Düsenkopfs formschlüssig verbunden sein. Hierdurch ist es möglich, die Baugruppe bzw. das Mattenelement in einfacher Weise und insbesondere rückstandsfrei, vorzugsweise auch ohne die Notwendigkeit zur Verwendung eines besonderen Werkzeugs, von der Außenoberfläche zu demontieren und entsprechend auszutauschen. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn sich Verunreinigungen bereits an der Baugruppe bzw. dem Mattenelement abgelagert haben. Durch einen Austausch lediglich der Baugruppe bzw. des Mattenelements ist es nämlich nicht erforderlich, die ganze Düsenvorrichtung von einer zugehörigen Maschineneinrichtung oder dergleichen zu demontieren.
- In Bezug auf die obigen Ausführungsformen darf darauf hingewiesen werden, dass auch eine Kombination der genannten verschiedenen Formen der Störmittel möglich ist, z.B. ein "Mix" aus Erhebungen, Vertiefungen und Mattenelementen.
- Die vorliegende Erfindung führt zu folgenden Vorteilen:
- Verminderte Ablagerung von in der Atmosphäre vorhandenen Verunreinigungen an einer Außenoberfläche des Düsenkopfes; und/oder
- Gezielte Ablagerung von Verunreinigungen an der Außenoberfläche des Düsenkopfes lediglich in solchen Bereichen, in denen diese Ablagerungen weniger stören und insbesondere das Sprühbild der Düsenvorrichtung nicht beeinträchtigen; und/oder
- Erhöhung der Lebensdauer der Düsenvorrichtung; und/oder
- Verringerung von Wartungskosten.
- Im Allgemeinen eignet sich die Erfindung zur Verwendung bei Kühlsystemen mit Düsenköpfen, aus denen ein Kühlmedium in Form eines Fluids oder einer Fluid-Mischung ausgeleitet bzw. ausgespritzt wird. Im konkreten Fall kann die vorliegende Erfindung bei einer Stranggießanlage zum Einsatz kommen, in Entsprechung des Gegenstands von Anspruch 15. Ergänzend oder alternativ ist es auch möglich, eine Düsenvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung bei anderen Anlagen einzusetzen.
- Nachstehend sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer schematisch vereinfachten Zeichnung im Detail beschrieben. Es zeigen:
- Fig.1 1
- eine prinzipiell stark vereinfachte Querschnittsansicht eines Düsenkopfs einer erfindungsgemäßen Düsenvorrichtung, und
- Fig. 2 - 8
- jeweils verschiedene Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Düsenvorrichtung, nämlich jeweils in einer Draufsicht (a) und in einer Seitenansicht (b) eines zugehörigen Düsenkopfes.
- Nachstehend sind verschiedene Ausführungsformen für eine Düsenvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung erläutert. Diesbezüglich darf darauf hingewiesen werden, dass die Düsenvorrichtung in der Zeichnung prinzipiell stark vereinfacht und insbesondere nicht maßstabsgetreu dargestellt ist.
-
Fig. 1 zeigt eine seitliche Querschnittsansicht einer erfindungsgemäßen Düsenvorrichtung 1, die einen Düsenkopf 10 aufweist. An einer Stirnseite 12 des Düsenkopfes 10 ist eine Austrittsöffnung 14 ausgebildet. An den Düsenkopf 10 ist ein Rohrelement 16 angeschlossen, durch das ein Fluid, zum Beispiel eine Flüssigkeit oder ein Gas, oder eine aus diesen Medien gebildete Fluid-Mischung an die Austrittsöffnung 14 zugeführt wird. Somit ist es möglich, dass ein Fluid, oder ein Fluid-Gemisch, durch die Austrittsöffnung 14 an die Umgebung U ausgeleitet und hierdurch geeignet verdüst werden. Eine solche Verdüsung des Fluids an die Umgebung U ist in der Darstellung vonFig. 1 vereinfacht durch Pfeile F veranschaulicht. - An einer Außenoberfläche 16 des Düsenkopfs 10 sind Störmittel S vorgesehen. Diese Störmittel S bewirken, dass Atmosphäre, die an der Außenoberfläche 18 des Düsenkopfs 10 vorbeiströmt, geeignet für verwirbelt wird, so dass in der Atmosphäre enthaltene Verunreinigungen sich nicht an der Außenoberfläche 18 im Bereich der Austrittsöffnung 14 ablagern.
- Nachstehend sind verschiedene mögliche Ausbildungen der Störmittel S unter Bezugnahme auf die
Fig. 2 bis 7 im Detail erläutert, wobei in diesen Figuren mit (a) jeweils eine Draufsicht auf eine stirnseitige Außenoberfläche 18 des Düsenkopfes 10, und mit (b) jeweils eine vereinfachte Seitenansicht des Düsenkopfes 10 gezeigt sind. - Die Störmittel können in Form einer ringförmigen Vertiefung 20 ausgebildet sein, wobei die Austrittsöffnung 14 von dieser ringförmigen Vertiefung 20 umschlossen wird (
Fig. 2 ). Alternativ hierzu können die Störmittel in Form einer ringförmigen Erhebung 22 ausgebildet sein, wobei die Austrittsöffnung 14 von dieser ringförmigen Erhebung 22 umschlossen wird (Fig. 3 ). In ähnlicher Weise kann die Erhebung auch in Form eines polygonförmigen Stegs 23 ausgebildet sein (Fig. 4 ). Jedenfalls wird durch die Vertiefung 20 bzw. die Erhebung 22, 23 die vorstehend genannte Verwirbelung der an der Außenoberfläche 18 vorbeiströmenden Atmosphäre bewirkt, um eine Ablagerung von Verunreinigungen jedenfalls an der Austrittsöffnung 14 oder in deren Nähe zu verhindern. - Gemäß einer weiteren möglichen Ausführungsform können die Störmittel auch in Form von stabförmigen Erhebungen 24 ausgebildet sein.
Fig. 5 verdeutlicht, dass eine Mehrzahl von solchen stabförmigen Erhebungen 24 insbesondere in gleichem Abstand zueinander an der Außenoberfläche 18 des Düsenkopfes 10 vorgesehen sind. Im Sinne der vorliegenden Erfindung sind die stabförmigen Erhebungen 24 dahingehend zu verstehen, dass diese eine Längserstreckung aufweisen und von der Außenoberfläche 18 des Düsenkopfes 10 im Wesentlichen lotrecht abragen können. - Gemäß einer weiteren möglichen Ausführungsform können die Störmittel auch in Form von Buckeln 26 ausgebildet sein (
Fig. 6 ). Eine Mehrzahl von solchen Buckeln 26 sind -in gleicher Weise wie die stabförmigen Erhebungen 24 - in gleichem Abstand zueinander an der Außenoberfläche 18 des Düsenkopfes 10 vorgesehen. - In Bezug auf die Ausführungsformen nach den
Fig. 5 und6 versteht sich, dass an der Außenoberfläche 18 des Düsenkopfs 10 sowohl die stabförmigen Erhebungen 24 als auch die Buckel 26 vorgesehen sein können. Dies ist vereinfacht in der Darstellung vonFig. 1 angedeutet. - Ergänzend wird in Bezug auf die stabförmigen Erhebungen 24 bzw. die Buckel 26 darauf hingewiesen, dass diese auch in Form einer Baugruppe zusammengefasst sein können. Bei der Produktion der Düsenvorrichtung 1 werden die stabförmigen Erhebungen 24 bzw. die Buckel 26 zunächst als Baugruppe hergestellt, und anschließend dann - als zusammengefasste Baugruppe -an der Außenoberfläche 18 des Düsenkopfes 10 geeignet angebracht bzw. befestigt. Beispielsweise ist es möglich, die stabförmigen Erhebungen 24 bzw. die Buckel 26 auf einer Basisplatte auszubilden, wobei diese Basisplatte dann an der Außenoberfläche 18 des Düsenkopfes 10 angebracht wird.
- Bei einer weiteren Ausführungsform, in
Fig. 7 dargestellt, sind die Störmittel S in Form einer Mehrzahl von kreisförmigen Vertiefungen 21 ausgebildet, die jeweils in der Außenoberfläche 18 des Düsenkopfes 10 vorgesehen bzw. darin eingebracht sind. - Für alle der vorstehend genannten Ausführungsformen nach den
Fig. 1 bis 7 wird darauf hingewiesen, dass hierbei die Störmittel jeweils in einem vorbestimmten Abstand zu der Austrittsöffnung 14 angeordnet sind. Dieser vorbestimmte Abstand der Störmittel S zu der Austrittsöffnung 14 ist in der Darstellung vonFig. 1 beispielhaft gezeigt und mit "A" bezeichnet. Diesbezüglich versteht sich, dass der vorbestimmte Abstand A auch bei den Ausführungsformen gemäß derFig. 2 bis 4 vorliegen kann. Der vorbestimmte Abstand A gewährleistet, dass die in der Atmosphäre enthaltenen Verunreinigungen an der Außenoberfläche 18 nicht unmittelbar im Bereich der Austrittsöffnung 14 abgelagert werden , sondern ggf. nur in Bereichen der Außenoberfläche 18 anhaften, wo eine Wechselwirkung mit der Austrittsöffnung 14 und somit eine Beeinträchtigung des Sprühbildes der Düsenvorrichtung 1 nicht eintritt. - Schließlich ist es nach einer weiteren Ausführungsform (
Fig. 8 ) möglich, dass die Störmittel in Form eines mattenförmigen Elements 28 ausgebildet sind, dass z.B. aus Drahtgeflecht oder Filzmaterial hergestellt ist. Nach dieser Ausführungsform ist es zweckmäßig, dass das mattenförmige Element 28 derart an dem Düsenkopf 10 angebracht wird, dass dessen Außenoberfläche 18 von dem mattenförmigen Element 28 vollständig abgedeckt ist. Somit wird verhindert, dass Verunreinigungen, die in der Atmosphäre enthalten sind, sich unmittelbar auf der Außenoberfläche 18 des Düsenkopfes ablagern können. Falls es zu einer Ablagerung dieser Verunreinigungen an dem mattenförmigen Element 28 komme sollte, kann dieses bei Bedarf und in einfacher Weise von der Außenoberfläche 18 demontiert werden, und gegen ein "frisches" Mattenelement ausgetauscht werden. - Zum Austauschen einer Baugruppe von Erhebungen 24 oder eines mattenförmigen Elements 28 ist es zweckmäßig, wenn die Baugruppe bzw. das mattenförmige Element 28 formschlüssig mit der Außenoberfläche 18 verbunden sind. Für ein bedarfsweises Demontieren der Baugruppe bzw. des mattenförmigen Elements 28 genügt dann in einfacher Weise ein Lösen dieser formschlüssigen Verbindung.
-
- 1
- Düsenvorrichtung
- 10
- Düsenkopf
- 12
- Stirnseite (des Düsenkopfs)
- 14
- Austrittsöffnung
- 16
- Rohrelement
- 18
- Außenoberfläche
- 20
- Ringförmige Vertiefung
- 21
- Kreisförmige Vertiefung
- 22
- Erhebung
- 24
- stabförmige Erhebung
- 26
- Buckel
- 28
- mattenförmiges Element
- A
- vorbestimmter Abstand der Störmittel S zur Austrittsöffnung 14
- F
- Fluid
- L
- Längsachse (der Düsenvorrichtung)
- S
- Störmittel
- U
- Umgebung
Claims (15)
- Düsenvorrichtung (1), umfassend
einen Düsenkopf (10) zur Verdüsung eines Fluids oder eines Fluid-Gemischs, wobei in dem Düsenkopf (10) insbesondere an dessen Stirnseite (12) eine Austrittsöffnung (14) ausgebildet ist, durch die ein Fluid (F) oder eine Fluid-Mischung aus dem Düsenkopf (10) an die Umgebung (U) ausleitbar ist, und
zumindest ein an den Düsenkopf (10) angeschlossenes Rohrelement (16), durch das ein Fluid (F) oder ein Fluidgemisch an den Düsenkopf (10) zugeführt wird,
dadurch gekennzeichnet,
dass an einer Außenoberfläche (18) des Düsenkopfs (10) insbesondere in einem vorbestimmten Abstand (A) zur Austrittsöffnung (14) Störmittel (S) vorgesehen sind, derart, dass Atmosphäre, die an der Außenoberfläche (18) des Düsenkopfs (10) im Bereich der Störmittel (S) vorbeiströmt, verwirbelt wird. - Düsenvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Störmittel (S) in Form von zumindest einer Vertiefung (20, 21) ausgebildet sind.
- Düsenvorrichtung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefung ringförmig (20) ausgebildet ist, wobei die Austrittsöffnung (14) von der ringförmigen Vertiefung (20) umschlossen wird.
- Düsenvorrichtung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Störmittel (S) in Form einer Mehrzahl von Vertiefungen (21) ausgebildet sind, vorzugsweise, dass die Vertiefungen (21) an der Außenoberfläche (18) des Düsenkopfs (10) gleichmäßig zueinander beabstandet sind.
- Düsenvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Störmittel (S) in Form von zumindest einer Erhebung (22, 23, 24, 26) ausgebildet sind, die von der Außenoberfläche (18) des Düsenkopfs (10) abragt.
- Düsenvorrichtung (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhebung in einer Ebene parallel zur Außenoberfläche (18) des Düsenkopfs (10) ringförmig (22) oder polygonförmig (23) ausgebildet ist, wobei die Austrittsöffnung (14) von der ring- oder polygonförmigen Erhebung (22, 23) umschlossen wird.
- Düsenvorrichtung (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Störmittel (S) in Form einer Mehrzahl von Erhebungen ausgebildet sind, vorzugsweise, dass die Erhebungen an der Außenoberfläche (18) des Düsenkopfs (10) gleichmäßig zueinander beabstandet sind.
- Düsenvorrichtung (1) nach Anspruch 5 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhebung (24) bzw. die Erhebungen (24) stabförmig ausgebildet ist bzw. sind.
- Düsenvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 5, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhebung bzw. die Erhebungen (22, 23, 24, 26) in Verbindung mit der Außenoberfläche (18) des Düsenkopfs (10) einstückig ausgebildet ist bzw. sind.
- Düsenvorrichtung (1) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhebungen (22, 23, 24, 26) zu einer Baugruppe zusammengefasst sind, derart, dass diese Baugruppe als solche an der Außenoberfläche (18) des Düsenkopfs (10) anbringbar ist, vorzugsweise, dass die Baugruppe austauschbar ist.
- Düsenvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Störmittel (S) in Form eines mattenförmigen Elements (28) ausgebildet sind, das auf der Außenoberfläche (18) des Düsenkopfs (10) angebracht ist.
- Düsenvorrichtung (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das mattenförmige Element (28) von der Außenoberfläche (18) des Düsenkopfs (10) demontierbar und somit austauschbar ist.
- Düsenvorrichtung (1) nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass das mattenförmige Element (28) aus Drahtgeflecht und/oder aus Filzmaterial hergestellt ist.
- Düsenvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Baugruppe bzw. das mattenförmige Element (28) mit der Außenoberfläche (18) des Düsenkopfs (10) formschlüssig verbindbar ist.
- Stranggießanlage zum Führen eines gegossenen Strangs nach Verlassen einer Kokille, umfassend
Kühlmittel, durch die der gegossene Strang gekühlt wird,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Kühlmittel zumindest eine Düsenvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 14 umfassen.
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