DE3934095C2 - Vorrichtung zum Absaugen eines Oberflächenfilms auf Walzgut durch Luft - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Absaugen eines Oberflächenfilms auf Walzgut durch Luft.

Nach dem Stand der Technik ist es erforderlich, von Drähten, Stangen, Rohren, Profilen, Blechen und Bändern aus Stahl oder NE-Metallen Verschmutzungen in Form von Öl, Emulsionen oder Staub zu entfernen oder dosiert zu vermindern. Es ist bekannt, den Oberflächenfilm mit einer Luftströmung abzusaugen

Bekannt ist (DE-PS 28 43 449) ein Verfahren dieser Art, bei dem die Absaugung mittels eines Rohrventils erfolgt, verbunden mit Dichtleisten, welche am durchlaufenden Gut anliegen und dieses abstreifen. Dabei können harte Partikel am anhaftenden Film sich an den Abstreifelementen festsetzen und die Oberfläche des Gutes beschädigen. Außerdem kann diese bekannte Vorrichtung nur bei flachem Walzgut eingesetzt werden. Dies gilt im übrigen auch für weitere bekannte Absaugvorrichtungen, wie beispielsweise eine Vorrichtung zur Beseitigung des auf einem Materialband befindlichen Flüssigkeitsfilms (DE 28 26 367), wo das Wasser im Keilbereich zwischen Walzen abgesaugt wird, und bei einer Trockeneinrichtung, die Flüssigkeit von einer bewegten Oberfläche abzieht (DE 34 31 060), wo eine Unterdruckeinheit, mit einer Luftbürsteneinheit kombiniert, arbeitet.

Bekannt sind weiter Vorrichtungen und Verfahren, bei denen durchlaufendes Walzgut mit in eine Kammer eingeblasene Luft getrocknet beziehungsweise gereinigt wird. Bekannt ist diesbezüglich (US-PS 3,778,862) eine Vorrichtung, bei welcher Bänder oder Drähte aus Metall, die aus einer Behandlungsflüssigkeit kommen, eine Kammer durchlaufen mit dem Gut angepaßten Durchtrittsöffnungen. Zum Trocknen des Gutes wird entgegen der Bewegung desselben Luft eingeblasen. Bekannt ist weiterhin (DE-Z VDE Nachrichten vom 29. Juli 1983, Seite 11) die Oberfläche eines bewegten Gutes mit sehr schnell strömender Luft zu trocknen, die aus einer sehr flachen Schlitzdüse, einer sogenannten Luftklinge, strömt.

Der Luftstrahl ist der Bewegung des Gutes entgegengerichtet und schiebt dabei die Flüssigkeit als Spray ab.

Eine gezielte Beseitigung von festen Schmutzpartikeln vom Gut und eine umweltschonende Erfassung dieser Schmutzpartikel ist bei Vorrichtungen und Verfahren, die mit blasender Luft arbeiten, nicht zu erreichen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Entwicklung einer vielseitig einsetzbaren Vorrichtung, bei welcher der Oberflächenfilm von Walzgut ohne Beschädigung der Oberfläche des Gutes abgesaugt und erfaßt werden kann.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst. Die Unteransprüche haben verschiedene Ausführungsformen einer solchen Vorrichtung zum Inhalt.

Die Arbeitsweise einer Vorrichtung nach der Erfindung beruht auf rein strömungstechnischen Grundlagen. Dichtleisten und Schabewerkzeuge kommen nicht zum Einsatz. Damit ist eine theoretisch berührungslose Reinigung möglich, wenn das zu reinigende Material genau zentriert eine Unterdruckkammer durchläuft. Durch den Anschluß einer dem zu reinigenden Querschnitt angepaßten Vakuumpumpe werden im Reinigungsbereich Luftgeschwindigkeiten erzeugt, die im Überschallbereich liegen. Dabei werden Verschmutzungen mitgerissen, in einer nachfolgenden Expansionskammer räumlich von dem zu reinigenden Gut entfernt und mit dem Luftstrom abgeführt. Durch Auswahl einer entsprechenden Vakuumpumpe, durch Einstellung derselben, durch eine dem Querschnitt des Werkstücks angepaßte Blende oder durch einen entsprechenden Abstand der Blende zum Werkstück ist es möglich, von Fall zu Fall auch einen Restölfilm (Rostschutz) in einer gewünschten Stärke zu behalten.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung arbeitet umweltfreundlich, da alle Schmutzteile in einem unter Vakuum stehenden Vorbehälter gesaugt werden und nach entsprechender Aufbereitung, zum Beispiel als Öl oder Emulsion, wiederverwendet werden können.

Im Prinzip kann die Vorrichtung beim Einsatz entsprechender Blenden bei Rohren, Profilen oder bei flachem Walzgut eingesetzt werden.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind in einer Vakuumkammer auswechselbare scheibenförmige Blenden eingesetzt. Die Luft strömt dabei in axialer Richtung über Stirnwände in die Kammer ein. Bei einer weiteren Sonderausführung einer Unterdruckkammer sind jeweils ausgangsseitig und eingangsseitig zwei Ringe eingesetzt. Die zugehörige Düse wird durch die beiden Ringe gebildet und befindet sich der Länge nach zwischen den Lufteintrittsöffnungen und den Absaugöffnungen. Die beiden Ringe bilden Kanäle, die abfallend von den Lufteintrittsöffnungen zur Düse führen. Durch diese Anordnung wird eine besonders intensive Absaugwirkung erreicht. Auch Emulsionen und Öle mit hoher Adhäsion können mit einer solchen Anordnung entfernt werden.

Die Erfindung bezieht sich weiter auf eine Spezialausführung einer Unterdruckkammer, geeignet zur Reinigung von Bändern.

Im folgenden wird die Erfindung an Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 stellt im Prinzip eine Anlage zur Durchführung nach der Erfindung dar;

Fig. 2 und 3 zeigen perspektivisch zwei Ausführungsformen von Blenden zum Einsatz in eine Unterdruckkammer;

Fig. 4 ist ein Längsschnitt durch eine betriebsfertige Unterdruckkammer gemäß Fig. 1;

Fig. 5 zeigt einen Längsschnitt durch eine andere Ausführungsform einer Unterdruckkammer mit radialem Lufteintritt;

Fig. 6 zeigt eine weitere Ausführungsform für eine Unterdruckkammer speziell zur Reinigung von flachem Walzgut z. B. von Bändern;

Fig. 7 zeigt eine Ansicht der Unterdruckkammer nach Fig. 6 in Richtung des Pfeils VII.

Bei der Anlage wie sie auf Fig. 1 dargestellt ist, durchläuft das zu reinigende Werkstück 6, im vorliegenden Fall ein Rohr mit rundem Querschnitt, kontinuierlich eine zylindrische Unterdruckkammer 5 in Pfeilrichtung. Die Unterdruckkammer 5 ist über eine Saugleitung 7 an einen großen Vakuumbehälter 3 angeschlossen, mit Rückschlagventil 4. Der Behälter 3 hat Anschluß an eine Vakuumpumpe 1 dazwischen ist ein Filter 2 eingeschaltet.

Die Kammer 5 wird ständig unter Vakuum gehalten, dabei kann an beiden Stirnseiten, wo das Werkstück in die Kammer eingeht und ausgeht, Luft nachströmen. Dabei muß diese Luft sowohl eingangsseitig als auch ausgangsseitig jeweils durch eine Düse strömen, wo die Luftgeschwindigkeit bis in den Überschallbereich erhöht wird. Die Düse besteht jeweils aus einer quer in die Kammer eingesetzten Blende mit einer Durchgangsöffnung für das Gut, die geometrisch ähnlich dem Profilquerschnitt angepaßt ist derart, daß zwischen dem Öffnungsrand und der Gutoberfläche ringsum nur ein schmaler Spalt beispielsweise im Bereich von 0,3 mm bleibt. Durch die Bemessung des Luftunterdrucks einerseits und der Spaltbreite andererseits, wird eine äußerst hohe Geschwindigkeit der eintretenden Luft herbeigeführt, so daß die Luft in der Lage ist, den Film auf der Oberfläche des Werkstücks, der als Verschmutzungen in Form von Öl, Emulsionen, Staub usw. bestehen kann, mitzureißen. Das Gemisch aus Schmutz und Luft strömt über die Leitung 7 in den Vakuumbehälter 3, wo sich die Schmutzteile absetzen können. Bevor die Luft austritt, erfolgt eine Reinigung im Filter 2.

Das Werkstück wird bei seinem Durchlauf durch die Kammer durch besondere Einrichtungen derart zentriert, daß seine Achse stets in der Kammerachse liegt, so daß der Spalt an jeder Blende über dem Umfang des Werkstückes gleichbleibend ist und eine Berührung unterbleibt.

Fig. 2 stellt perspektivisch eine Blende 16a mit einer Durchgangsöffnung 17a dar, welche die Form eines regulären Sechseckes hat, entsprechend der Querschnittsform des Werkstückes. Nach Fig. 3 ist die Durchgangsöffnung 17b der Blende 16b nach einem Winkelprofil gestaltet. Die in Fig. 4 dargestellte Unterdruckkammer weist einen zylindrischen Mantel 11 auf in einem Gehäuse 10. Das die Kammer durchlaufende Werkstück 18 ist ein Rohr mit Kreisquerschnitt. Für die Zentrierung des Werkstücks sind am Gehäuse Führungsrollen 14 gehalten. In das Gehäuse sind zwei scheibenförmige Blenden 16 eingesetzt, die jeweils als Düse einen Ringspalt 17 um das Werkstück herum bilden. Die Stirnseiten des Mantels 11 sind jeweils durch Stirnwände 15 abgeschlossen. An diesen sind Durchgangsöffnungen 15a für die Luft gebildet. Aufgrund des in der Kammer aufrechterhaltenen Unterdrucks, das durch Absaugen der Luft über eine Saugleitung 12 entsteht, wird die in den Stirnwänden eintretende Luft durch die Düsen 17 an den beiden Blenden gezwängt und zu einer so hohen Geschwindigkeit beschleunigt - sie liegt im Überschallbereich -, daß die den Film bildenden Teile auf dem Werkstück von der Luft mitgerissen und über die Leitung 12 weiterbefördert werden. Zum Auswechseln der Blenden 16 sind die Stirnwände 15 abnehmbar.

Die Unterdruckkammer 20 nach Fig. 5, die ebenfalls von einem Rohr durchlaufen wird, hat im Prinzip ebenso wie die Kammer nach Fig. 4 eine zylindrische Form mit einer radial gerichteten Luftaustrittsöffnung 23 in der halben Länge. Die beiden Düsen 27 werden durch ringförmige Blenden 25 gebildet. Der Zylinder ist an jeder Stirnseite durch einen weiteren Ring 26 abgeschlossen, der nur einen geringen Abstand vom Werkstück hat. Der Lufteintritt in den Zylinder 22 erfolgt über Öffnungen 24 in der Zylinderwand in radialer Richtung. Von da aus gelangt die Luft über zum Luftaustritt 23 gerichtete abfallend geneigte Kanäle 25a, die durch die Formgestaltung der Ringe 25 und 26 gebildet werden, zu der Düse 27. Dadurch, wird die Luft in einer geneigten Richtung zu der Düse geleitet. Die beiden Ringe 25 und 26 sind auswechselbar. Ebenso wie bei der Unterdruckkammer nach Fig. 4 ist auch bei der Kammer nach Fig. 5 eine Zentriereinrichtung vorgesehen.

Eine Unterdruckkammer 30 nach Fig. 6 und 7 ist für ein Band 31 vorgesehen. Sie besteht aus einem Gehäuseoberteil 32a und einem Gehäuseunterteil 32b, die eine flache Form haben. Die beiden Gehäuseteile sind an einer Seite durch ein Gelenk 37, parallel zur Durchlaufrichtung, verbunden, so daß die beiden Teile durch Aufklappen geöffnet werden können. Für den Verschluß ist eine Verriegelung 39 vorgesehen. In der halben Länge, mittig haben die beiden Gehäuseteile jeweils ein radial gerichtetes Absaugrohr 34. Die Eintrittsöffnungen 32c für die Luft sind jeweils stirnseitig vorgesehen. Das gesamte Gehäuse ist durch Befestigungsbolzen 33 gehalten.

Jeweils im Bereich einer Eintrittsöffnung 32c ist eine Düse 36 gebildet, die so ausgebildet ist, daß die eintretende Luft eine hohe Geschwindigkeit erhält. Die Düse wird gebildet durch das jeweils an der Seite liegende Gehäuseteil und durch ein vom Gehäuse gehaltenes Einsatzteil 38 (Blende). Die Luft gelangt jeweils von der Düse 36 über einen Luftkanal 35 zum Absaugrohr 34. Der Luftkanal ist jeweils durch die Formgebung des Einsatzteils und des Gehäuses ansteigend ausgebildet.

Claims (5)

1. Vorrichtung zum Absaugen eines Oberflächenfilms auf Walzgut durch Luft, dadurch gekennzeichnet, daß eine Unterdruckkammer, durch die das Walzgut läuft, sowohl eingangsseitig als auch ausgangsseitig Düsen aufweist, die dem Querschnitt des Walzguts angepaßt sind, derart daß die Luft mit einer Geschwindigkeit im Überschallbereich zuströmt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das aus der Unterdruckkammer abgesaugte Gemisch vor dem Ausströmen in die Umgebung einen Filter (2) durchläuft.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die nachfolgend genannten Merkmale:

• - sie weist ein zylindrisches Gehäuse (11) auf, mit stirnseitigen Öffnungen für den Durchgang des Gutes und in halber Länge Absaugleitungen (12) in radialer Anordnung;
• - stirnseitig sind Führungselemente (14) zur axialen Führung des Gutes angebracht;
• - an den Stirnseiten sind Öffnungen (15a) für den Lufteintritt vorgesehen;
• - hinter den Öffnungen ist jeweils eine scheibenförmige Blende (16), welche die das Gut umgebende Düse bildet, auswechselbar gehalten.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die nachfolgend genannten Merkmale:

• - es ist ein zylindrisches Gehäuse (22) vorgesehen, mit stirnseitigen Zugangsöffnungen für das Gut und Führungselementen für einen zentrierten axialen Durchgang;
• - in halber Länge sind in radialer Anordnung Luftaustrittsöffnungen (23) vorgesehen;
• - in der Nähe jeder Stirnwand sind in radialer Anordnung Lufteintrittsöffnungen (24) gebildet;
• - zwischen den Lufteintrittsöffnungen und den Luftaustrittsöffnungen ist ein Ring (25) als Blende, der zum Gut hin eine Düse (27) bildet, auswechselbar eingesetzt;
• - zwischen der Blende (25) und der Stirnseite des Gehäuses ist ein weiterer Ring (26) eingesetzt, durch den zusammen mit der Blende (25) Kanäle (25a) gebildet werden, die von den Lufteintrittsöffnungen (24) abfallend geneigt zur Düse (27) führen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die nachfolgend genannten Merkmale:

• - ein Gehäuse besteht aus einem Oberteil (32a) und einem Unterteil (32b), welche um ein seitlich gelegenes Gelenk (37), parallel zur Durchlaufrichtung angeordnet, aufklappbar und durch eine Verriegelung (39) im Verschlußzustand gehalten sind;
• - am Gehäuse sind jeweils stirnseitig Lufteintrittsöffnungen (32c) gebildet;
• - Gehäuseoberteil und Gehäuseunterteil nehmen jeweils ein dem Gut angepaßtes Einsatzteil (38) auf;
• - im Bereich der Lufteintrittsöffnungen (32c) sind jeweils zwischen Einsatzteil (38) und Gehäuse Düsen (36) gebildet;
• - von den Düsen führen jeweils in ansteigender Richtung durch die Gehäuseteile und die Einsatzteile gebildete Luftkanäle (35) zu den Absaugrohren (34).