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Vorrichtung zum Aufbringen eines dünnen Flüssigkeits-
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filmes auf eine Warenbahn Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung
zum Aufbringen eines dünnen Flüssigkeitsfilmes großer Breite auf eine kontinuierlich
bewegte Warenbahn, mit einer Verteileinrichtung in Form eines sich über die ganze
Warenbahnbreite erstreckenden schmalen Behälters, in dessen Boden gleichmäßig über
die ganze Behälterbreite verteilte Auslauföffnungen vorgesehen sind, sowie mit einer
unterhalb der Verteileinrichtung angeordneten, geneigten Leitfläche, von deren unterem
Ende der Flüssigkeitsfilm auf die Warenbahn abläuft, gemäß P 25 48 890.8.
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Beim Aufbringen eines dünnen Flüssigkeitsfilmes auf eine kontinuierlich
bewegte Warenbahn größerer Breite treten immer wieder Schwierigkeiten bezüglich
eines über die ganze Warenbahnbreite vollkommen gleichen Flüssigkeitsfilmes auf.
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Aus der DE-GbmS 74 03 152 ist eine Vorrichtung bekannt, bei der eine
Art Flüssigkeitstrog vorgesehen ist, in den die Flüssigkeit mit Hilfe einer Pumpe
hineingefördert wird. In diesem Falle muß zur Beruhigung und Vergleichmäßigung der
durch die Pumpe zum Teil stoßweise zugeführten Flüssigkeit eine Art Vorverteileinrichtung
mit
Beruhigungselementen vorgesehen werden; hierbei wird jedoch insbesondere bei großen
Warenbahnbreiten noch nicht immer eine befrieigende Vergleichmäßigung des Flüssigkeitsfilmes
über die ganze Warenbahnbreite erreicht.
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Eine wesentliche Verbesserung stellt demgegenüber die Vorrichtung
gemäß der Hauptanmeldung (P 25 48 890.8) dar, die eine Vorrichtung zum Aufbringen
eines dünnen Flüssigkeitsfilmes großer Breite auf eine kontinuierlich bewegte Warenbahn
betrifft. Diese Vorrichtung enthält eine mit einem Flüssigkeitstrog in Verbindung
stehende Vorverteileinrichtung für die Flüssigkeit, wobei diese Vorverteileinrichtung
im wesentlichen in Form eines relativ hohen und schmalen Behälters mit im Behälterboden
gleichmäßig verteilten Auslauföffnungen ausgebildet ist, ferner ein sich an den
Flüssigkeitstrog anschließendes Überlaufwehr sowie eine dem Überlaufwehr nachgeordnete
Leitfläche, von deren unterem Rand der Flüssigkeitsfilm auf die Warenbahn abläuft.
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Bei dieser Vorrichtung gemäß der Hauptanmeldung kann die auf die
Warenbahn aufzubringende Flüssigkeit ohne Zuhilfenahme einer verhältnismäßig teueren
Dosierpumpe in den Flüssigkeitstrog eingebracht werden, wobei der die Flüssigkeit
in den Flüssigkeitstrog einbringende schmale Behälter gleichzeitig für die Flüssigkeitsdosierung
und Vorverteilung sorgt.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nun, die Vorrichtung gemäß
der Hauptanmeldung insbesondere in der Weise noch weiter zu verbessern, daß sich
ein
vereinfachter Aufbau ergibt und ein über die ganze Arbeitsbreite
gleichmäßiger Flüssigkeitsfilm auch über eine längere Betriebszeit aufrechterhalten
läßt.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Auslauföffnungen
durch Kanäle gebildet werden, deren Längen-Durchmesser-Verhältnis zwischen 2 : 1
und 10 : 1, vorzugsweise zwischen 3 : 1 und 6 : 1, und deren Durchmesser zwischen
0,5 und 2 mm liegt und deren Länge mindestens 2 mm beträgt.
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Bei den der Erfindung zugrundeliegenden Versuchen hat sich herausgestellt,
daß die Anordnung eines zwischen dem schmalen Behälter (Verteileinrichtung) und
der genannten Leitfläche die Anordnung eines gesonderten Flüssigkeitstroges mit
anschließendem Oberlaufwehr erübrigt, wenn die Auslauföffnungen des Behälters durch
Auslaufkanäle der erfindungsgemäßen Ausführung gebildet werden. Dies bringt gegenüber
der Hauptanmeldung zunächst eine beträchtliche bauliche Vereinfachung mit sich.
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Durch die erfindungsgemäß gewählte Größe der Aus auf kanäle werden
die aus diesen Auslaufkanälen austretenden Flüssigkeitsstrahlen über eine bestimmte
Länge geführt, so daß keinerlei Verunreinigungen den einzelnen Flüssigkeitsstrahl
ablenken können und alle Flüssigkeitsstrahlen in äußerst vorteilhafter Weise vergleichmäßigt
werden, bevor sie auf die geneigte Leitfläche auftreffen. Auf diese Weise wird ein
äußerst gleichmäßiger Flüssigkeitsfilm über die gesamte Arbeitsbreite auch bei längeren
Betriebszeiten erzielt.
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Die Austrittskanäle des Behälterbodens können auf verschiedene Weise
gebildet sein.
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Gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung besitzt der Boden
des schmalen Behälte.rs eine der Kanallänge entsprechende Dicke, und die Auslaufkanäle
sind in Form von geraden Durchgangsbohrungen in diesem Behälterboden vorgesehen.
Hierdurch ergibt sich eine verhältnismäßig einfache Konstruktion.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung sind in dem Boden
des schmalen Behälters Düseneinsätze mit geraden Durchgangsbohrungen vorgesehen,
die die Auslaufkanäle bilden.
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Für die Beibehaltung eines gleichmäßigen Flüssigkeitsfilmes über
längere Betriebszeiten hinweg ist es ferner von Vorteil, wenn der schmale Behälter
eine Einrichtung zur Aufrechterhaltung eines konstanten Flüssigkeitsniveaus oberhalb
des mit den Auslaufkanälen versehenen Behälterbodens enthält, so daß dadurch stets
der gleiche Flüssigkeitsdruck für die aus den Auslaufkanälen austretenden Flüssigkeitsstrahlen
vorhanden ist.
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Für die Erzielung eines gleichmäßigen Flüssigkeitsfilmes hat es sich
ferner als günstig erwiesen, wenn die Auslaufkanäle im wesentlichen vertikal ausgerichtet
sind und die darunter befindliche Leitfläche mit einer Neigung von etwa 30 bis 600,
vorzugsweise etwa 40 bis 500, gegenüber der Horizontalen geneigt angeordnet ist.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den übrigen Unteransprüchen
sowie der folgenden Beschreibung einiger in der Zeichnung veranschaulichter Ausführungsbeispiele.
Es zeigen Fig.1 eine ganz schematisch gehaltene Seitenansicht einer ersten Ausführungsform
der Erfindung; Fig.2 eine vereinfachte Perspektivdarstellung des als Vorverteileinrichtung
verwendeten schmalen Behälters (mit zum Teil herausgebrochenen Wandteilen); Fig.3
eine Schnitt-Darstellung durch das untere Ende des schmalen Behälters (Ausschnitt
III in Fig.1) gemäß einer ersten Ausführungsform des Behälterbodens; Fig.4 eine
gleichartige Teil-Schnitt-Ansicht wie in Fig.3, jedoch mit einem anderen Ausführungsbeispiel
für den Behälterboden; Fig.5 eine ähnliche schematische Seitenansicht der erfindungsgemäßen
Vorrichtung wie Fig.1, jedoch mit einer weiteren Ausführungsform des schmalen Behälters.
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In der in Fig.1 veranschaulichten Ausführungsform der Erfindung soll
auf eine in Richtung des Pfeiles 1 kontinuierlich bewegte Warenbahn 2 großer Breite
ein dünner Flüssigkeitsfilm aufgebracht werden; es handelt sich hierbei insbesondere
um das Aufbringen von Färbeflotte auf die Florseite eines Teppichs. Die Behandlungsflüssigkeit,
in diesem Beispiel also Färbeflotte, wird über eine Vorverteileinrichtung in Form
eines verhältnismäßig hohen und schmalen Behälters 3 zugeführt, der sich über die
ganze Warenbahnbreite (senkrecht zur Zeichenebene) erstreckt.
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Bei der in Fig.1 dargestellten Vorrichtung 4 ist das untere Ende
des Behälters 3 mit einem gewissen Abstand oberhalb einer nach unten geneigten Leitfläche
5 angeordnet, deren der Warenbahn 2 benachbarter unterer Randabschnitt durch eine
relativ dünne, gespannte Folie 6 gebildet ist, deren unterer Rand die Ablaufkante
6a für den dünnen Flüssigkeitsfilm auf die Warenbahn 2 bildet. Die Leitfläche 5
bildet gemeinsam mit ihrer dünnen Folie 6 eine Ebene, die gegenüber der Horizontalen
einen Winkel dJ bildet, der zwischen etwa 30 und 60°, vorzugsweise zwischen etwa
40 und 50°, liegt.
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Der schmale Behälter 3 besitzt an seinem unteren Ende einen Boden
7, in dem gleichmäßig über die ganze Behälterbreite verteilte Auslauföffnungen 7a
vorgesehen sind (vgl. Fig.2). Je nach der gewählten Querschnittsabmessung des Behälters
3 können diese Auslauföffnungen 7a in einer einzigen Reihe oder auch in
mehreren
nebeneinanderliegenden Reihen angeordnet sein (was auch von der Größe der gewählten
Aus auf öffungen abhängt).
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Ein wesentliches Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht darin,
daß die Auslauföffnungen des Behälters 3 durch Auslaufkanäle 7a gebildet werden,
die ein bestimmtes Längen-Durchmesser-Verhältnis aufweisen.
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Dieses Längen-Durchmesser-Verhältnis der Kanäle 7a liegt erfindungsgemäß
zwischen 2 : 1 und 10 : 1, vorzugsweise zwischen 3 : 1 und 6 : 1, wobei jedoch der
Durchmesser D der Kanäle 7a zwischen 0,5 und 2 mm liegt, während ihre Länge L mindestens
2 mm beträgt (vgl.
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Fig.3). Bei der Anordnung der Auslaufkanäle 7a im Behälterboden 7
ist ferner auf den Mittenabstand A zu achten, der zwischen etwa 5 und 30 mm, vorzugsweise
etwa 10 und 20 mm, liegen soll.
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Wie sich aus Fig.3 ferner erkennen läßt, besteht eine besonders einfach
herzustellende Ausführungsform der Erfindung darin, daß die Auslaufkanäle 7a im
Behälterboden 7 in Form von geraden Durchgangsbohrungen vorgesehen sind, wobei der
Behälterboden 7 dann mit einer Dicke ausgeführt ist, die der Kanallänge L entspricht.
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Damit in dem schmalen Behölter 3 stets ein im wesentlichen gleich
großer Flüssigkeitsdruck herrscht (zur Erzielung konstanter Flüssigkeitsstrahlen
durch die Auslaufkanäle 7a), enthält der Behälter 3 ferner eine Einrichtung 8, die
zur Aufrechterhaltung eines
konstanten Flüssigkeitsniveaus 9 innerhalb
des Behälters 3 sowie oberhalb des mit den Auslaufkanälen 7a vorgesehenen Behälterbodens
7 bestimmt ist. Diese Einrichtung 8 zur Niveau-Konstanthaltung ist im Beispiel'der
Fig.1 als einfacher Rohranschluß zum Abfließen übermäßig zugeführter Behandlungsflüssigkeit
angedeutet; selbstverständlich könnte auch eine übliche Schwimmereinrichtung oder
dgl. vorgesehen sein. In Abhängigkeit von der jeweiligen Behälterbreite und der
jeweils erforderlichen Durchflußmenge der Behandlungsflüssigkeit wird die Höhe des
Flüssigkeitsniveaus oberhalb des Behälterbodens 7 zwischen etwa 5 und 20 cm, vorzugsweise
zwischen 10 und 15 cm, betragen.
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Bei einem praktischen Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung
hat sich eine Länge L der Auslaufkanäle 7a von etwa 5 bis 10 mm als besonders günstig
für eine gute Führung der in Richtung auf die Leitfläche 5 austretenden Flüssigkeitsstrahlen
erwiesen, so daß also im Falle der Fig.3 die Dicke des Behälterbodens 7 etwa 5 bis
10 mm betragen würde.
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Der Abstand H der Leitfläche 5 (im Aufprallbereich der Flüssigkeitsstrahlen)
zur Unterseite des Behälterbodens 7 kann dabei in Abhängigkeit vom Kanaldurchmesser
und von den Kanalabständen gewählt werden und beispielsweise etwa 20 mm betragen.
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In Fig.4 ist ein anderes Ausführungsbeispiel insbesondere für den
unteren Teil des als Verteileinrichtung für die Flüssigkeit dienenden schmalen Behälters
in ähnlicher Darstellung wie Fig.3 veranschaulicht.
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Während im Beispiel der Fig.3 die Auslaufkanäle 7a als Bohrungen
in dem Behälterboden 7 vorgesehen sind, weist der in Fig.4 veranschaulichte schmale
Behälter 13 einen Behälterboden 17 auf, der eine verhältnismäßig geringe Dicke (beispielsweise
entsprechend der Wanddicke) besitzt. In diesen Behälterboden 17 sind Düseneinsätze
18 in gleicher Verteilung über den ganzen Behälterboden 17 vorgesehen, vorzugsweise
eingeschraubt. Diese Düseneinsätze 18 sind in diesem Falle mit geraden Durchgangsbohrungen
18a versehen, die die Auslaufkanäle des Behälterbodens 17 bilden. Diese Auslaufkanäle
18a können ansonsten mit dem gleichen Langen-Durchmesser-Verhältnis sowie mit gleichen
Minimal- und Maximal-Abmessungen für Durchmesser und Länge,wie anhand der Fig.3
erläutert worden ist, ausgeführt sein.
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Beim Einschrauben der Düseneinsätze 18 in den Behälterboden 17 wirkt
sich jedoch besonders vorteilhaft aus, wenn diese Düseneinsätze mit ihrem in den
Behälter 13 hineinragenden oberen Rand 18b gegenüber der Innenseite des Behälterbodens
17 etwas nach innen vorstehen.
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Der Vorteil dieser Ausführung ist darin zu sehen, daß eventuelle Verschmutzungen
in der Behandlungsflüssigkeit sich seitlich der Düseneinsätze 18 ablagern können
und somit gar nicht erst in die Auslaufkanäle 18a der Düseneinsätze 18 eintreten;
dieser Effekt kann bereits dadurch erzielt werden, daß der obere Rand 18b der Düseneinsätze
18
wenige Millimeter (z.B. 3 bis 5 mm) gegenüber dem Behälterboden
17 nach innen vorstehen.
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In Fig.5 ist schließlich ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung
veranschaulicht. Die hier dargestellte Vorrichtung 24 enthält ebenfalls eine Verteileinrichtung
in Form eines sich über die ganze Warenbahnbreite erstreckenden schmalen Behälters
23, dessen mit Auslaufkanälen 27a versehener Boden 27 mit entsprechendem Abstand
oberhalb der geneigten dünnen Leitfläche 25 angeordnet ist, von deren unterem Rand
25a wiederum der Flüssigkeitsfilm auf die Warenbahn (hier nicht dargestellt) abläuft.
Die Neigung dieser Leitfläche 25 gegenüber der Horizontalen soll in diesem Falle
etwa 450 (Winkel Sv ) betragen.
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Der wesentliche Unterschied der hier dargestellten Vorrichtung 24
ist in der Ausbildung des schmalen Behälters 23 zu sehen, der einen den Behälterboden
27 mit den Auslaufkanälen 27a enthaltenden, gesonderten unteren Teil 23a besitzt.
Dieser untere Behälterteil 23a hat einen etwas größeren Querschnitt als der übrige
Teil 23b dieses Behälters 23, und zwar in der Weise, daß der untere Behälterteil
23a von unten her auf den übrigen Behälterteil 23b aufgesteckt werden kann. Hierbei
sind vorzugsweise am oberen Rand des unteren Behälterteiles 23a noch geeignete Dichtungsstreifen
29 vorgesehen, die die Innenseite des oberen Randes des unteren Behälterteiles 23a
gegenüber der Außenseite des übrigen Behälterteiles 23b flüssigkeitsdicht abschließen.
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Diese gesonderte Ausbildung des unteren Behälterteiles 23a hat den
Vorteil, daß der mit den Aus auf kanälen versehene Behälterteil 23a im Bedarfsfalle
ausgetauscht werden kann, um beispielsweise größere oder kleinere Auslaufkanäle
am Behälter 23 vorzusehen.
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Ferner läßt sich mit dieser erfindungsgemäßen Ausbildung auch noch
in günstiger Weise eine Einstellung des Flüssigkeitsniveaus 30 innerhalb des Behälters
23 erzielen, indem der untere Behälterteil 23a mehr oder weniger weit nach oben
auf den übrigen Behälterteil 23b aufgeschoben wird, so daß sich die Entfernung zwischen
der Einrichtung 28 zum Konstanthalten des Flüssigkeitsniveaus 30 bzw. zwischen dem
Flüssigkeitsüberlauf und dem Behälterboden 27 entsprechend der jeweils gewünschten
Flüssigkeitsaustrittsmenge einstellen läßt.
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Die Ausbildung des Behälterbodens 27 sowie der darin vorgesehenen
Austrittskanäle 27a kann entsprechend den Erläuterungen anhand der Fig.3 und 4 vorgenommen
sein.
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