Vorrichtung zur Behandlung platten- und bahnenförmigen Materials mittels Flüssigkeiten
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Behandlung platten- und bahnenförmigen Materials mit Flüssigkeiten, mit einem Flüssigkeitszuströmrohr und einer der Bildung eines Flüssigkeitsvorhanges dienenden, mit einer geradlinigen Abreisskante versehenen Ablauffläche.
Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art, welche beispielsweise zum einseitigen Färben von Lederbahnen verwendbar ist, wird der zum Färben des Leders dienende Lack kurz vor dem Passieren der Ablauffläche bis zu einem gewissen Niveau aufgestaut. Diese Vorrichtungen, bei welchen die Ablauffläche nach dem Überlaufverfahren beschickt wird, reagieren, wie die Erfahrung gezeigt hat, sehr empfindlich auf Vibrationen der angrenzenden Maschinen bzw. Gebäudeteile, was sich sehr ungünstig auf die Kontinuität und Gleichmässigkeit des gewünschten Lackvorhanges auswirkt. Ausserdem sind diese Vorrichtungen relativ teuer.
Es ist ferner versucht worden, die Flüssigkeit aus einem langgestreckten Behälter nach unten, durch eine im Behälterboden angeordnete Schlitzdüse austreten zu lassen. Diese Vorrichtungen haben sich aber ebenfalls als sehr störanfällig erwiesen, da sich in der Düsenöffnung erfahrungsgemäss leicht Schmutzpartikeln festsetzen und ein Reissen des Flüssigkeitsfilms bewirken.
Dank der vorliegenden Erfindung werden diese Nachteile dadurch behoben, dass die Ablauffläche in unmittelbarer Nähe, jedoch im wesentlichen unterhalb des Zuströmrohres angeordnet ist und das parallel zur Ablauffläche angeordnete Zuströmrohr auf seiner der Ablauffläche zugewandten Seite, jedoch oberhalb des Abschnittes geringsten gegenseitigen Abstandes zwischen Ablauffläche und Zuströmrohr, einen zur Rohrachse parallelen Austrittsschlitz aufweist und die dem zu behandelnden Material zugewandte Kante der Ablauffläche selbst als Abreisskante ausgebildet ist, derart, dass die aus dem Schlitz des Zuströmrohres stetig austretende Flüssigkeit vom Austritt aus dem genannten Schlitz bis zum Passieren der Abreisskante in ständiger Berührung mit der Ablauffläche, und zum Teil auch mit dem Umfang des Zuströmrohres, ist.
Bei einer speziellen Ausführungsform ist ein Teil der Ablauffläche im Abstand um einen Teil des Zuströmrohr-Umfanges herumgeführt und der Abschnitt des gegenseitigen geringsten Abstandes zwischen Zuströmrohr und Ablauffläche erstreckt sich über etwa 90". Zweckmässigerweise ist innerhalb des Zuströmrohres ein konzentrisches, mit Austrittsöffnungen versehenes, an eine Flüssigkeitsquelle angeschlossenes Speiserohr angeordnet.
Das genannte Speiserohr weist vorzugsweise auf seiner dem Ausströmschlitz des Zuströmrohres abgewandten Seite eine Reihe im gegenseitigen Abstand angeordneter Durchgangsbohrungen auf, deren Durchmesser in der Zuströmrichtung der Flüssigkeit ständig zunehmen.
Das Speiserohr kann in bezug auf das Zuströmrohr um seine eigene Achse drehbar ausgebildet sein. Auch ist es zweckmässig, die Ablauffläche um die Achse des Zuströmrohres oder eine zu dieser parallele Achse schwenkbar auszubilden.
Auf der beiliegenden Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes veranschaulicht.
Fig. 1 ist eine vereinfachte und teilweise aufgeschnittene Perspektivdarstellung einer Vorrichtung, die sich beispielsweise zum kontinuierlichen Färben von Lederbahnen verwenden lässt, und
Fig. 2 ist eine Schnittdarstellung dieser Vorrichtung.
Die in Fig. 1 in ihrer Gesamtheit mit 1 bezeichnete Vorrichtung, welche in der Branche auch als Giesskopf bekannt ist, weist ein Flüssigkeitszuströmrohr 2 auf, innerhalb welchem ein konzentrisches Speiserohr 3 angeordnet ist. Das Zuströmrohr 2 ist mit seinen stirnseitigen Endabschnitten jeweils in einer Halteplatte 4 drehstarr verankert, während das Speiserohr 3 innerhalb des Zuströmrohres 2 so gelagert ist, dass es in bezug auf das Zuströmrohr um seine eigene Längsachse gedreht werden kann.
An den Innenflächen der beiden Halteplatten 4, von welchen die dem Betrachter zugewandte der Deutlichkeit halber weggelassen ist, ist eine Giesskopfschale 6 befestigt, welche als Hohlkörper ausgebildet und mit einem Giessharz 5, beispielsweise Araldito, ausgegossen ist. Die dem Flüssigkeitszuströmrohr 2 zugewandte Oberfläche der Giesskopfschale 6 bildet eine Ablauffläche 7, welche gewünschtenfalls mit einem nicht dargestellten Gewebe bedeckt sein kann. Der die Giess kopfschale 6 bildende Hohlkörper besteht vorzugsweise aus rostfreiem Stahlblech, dessen nach unten weisende, d.h. der zu färbenden Lederbahn zugewandte geradlinige Kante 8 mit einer Schräge 9 versehen und somit als Abreisskante für die Bildung des gewünschten Flüssigkeitsvorhanges ausgebildet ist.
Die Ablauffläche 7 ist in einem bestimmten Bereich, der sich im vorliegenden Fall über einen Winkel a von etwa 90" erstreckt, um das Zuströmrohr 2 herumgeführt. In diesem Bereich hat der gegenseitige Abstand zwischen dem Zuströmrohr 2 und der Ablauffläche 7, welcher in Fig. 1 mit a bezeichnet ist, seinen geringsten Wert. Direkt oberhalb des genannten Bereiches ist das Zuströmrohr 2 mit einem Längsschlitz 10 versehen, der sich über die ganze Länge des Zuströmrohres erstreckt. Das Speiserohr 3 ist innerhalb des Zuströmrohres 2 so angeordnet, dass zwischen der Aussenwand des Speiserohres 3 und der Innenwand des Zuströmrohres 2 noch ein Zwischenraum von ringförmigem Querschnitt frei bleibt. Dieser Zwischenraum steht mit dem Inneren des an eine Flüssigkeitsquelle, beispielsweise einen Lackbehälter angeschlossenen Speiserohres 3 über Löcher 11 in Verbindung.
Die Löcher 11 sind in der Wandung des Speiserohres 3 so angeordnet, dass diese praktisch auf einer Achsparallelen des Speiserohres 3 liegen und dass der Durchmesser der Löcher in Richtung der zuströmenden Flüssigkeit ständig zunimmt.
Da die Flüssigkeit in Richtung des Pfeiles 12 in das Speiserohr 3 einströmt, ist somit das äusserste, nichtsichtbare, am rechten Endabschnitt des Rohres 3 benachbarte Loch 11 das kleinste.
Bei einer speziellen Ausführungsform kann das Zuströmrohr 2 beispielsweise einen Innendurchmesser von 20 mm aufweisen. Der Abstand zwischen der Innenwandung des Zuströmrohres 2 und der Aussenwandung des Speiserohres 3 beträgt dabei etwa 1 mm, und die Durchmesser der im Speiserohr 3 angebrachten Löcher können zwischen 4 und 7 mm abgestuft sein.
Beim Betrieb der beschriebenen Vorrichtung strömt die Behandlungsflüssigkeit, beispielsweise ein Lack, über eine Pumpe oder unter Schwerkraftwirkung in Richtung des Pfeiles 12 in das Speiserohr 3 ein und tritt aus den Löchern 11 in Richtung der Pfeile 13 nach unten aus. Nach dem Durchströmen des Zwischenraumes zwischen dem Speiserohr 3 und dem Zuströmrohr 2 gelangt die Flüssigkeit sodann durch den Austrittsspalt 10 auf die Ablauffläche 7. Hier strömt die Flüssigkeit nun unter Schwerkraftwirkung nach unten, wobei sie zunächst sowohl mit der Ablauffläche 7 als auch mit der Aussenfläche des Zuströmrohres 2 in Verbindung ist und anschliessend den vorderen Teil der Ablauffläche 7 in Form eines Films gleichmässiger Dicke überflutet.
An der Abreisskante 8 löst sich die Flüssigkeit von der Ablauffläche 7 und bildet einen dünnen, ununterbrochenen Flüssigkeitsvorhang, welcher auf das zu behandelnde Material, beispielsweise eine kontinuierlich bewegte Lederbahn, auftrifft.
Im Gegensatz zu den bisher bekannten Konstruktionen solcher Giessköpfe ist die aus dem Spalt 10 des Zuströmrohres 2 stetig austretende Flüssigkeit somit vom Austritt aus dem genannten Spalt bis zum Passieren der Abreisskante 8 in ständiger Berührung mit der Ablauffläche 7 und im Bereich des Winkels a auch mit dem Umfang des Zuströmrohres 2.
Dadurch wird eine gleichmässige Verteilung und ein störungsfreies Abströmen des Flüssigkeitsfilms gewährleistet. Die Flüssigkeit ist dank ihrer ständigen Verbindung mit der Ablauffläche 7 von den Vibrationen der angrenzenden Maschinen und Gebäudeteile relativ unabhängig. Im Gegensatz zu den bisher bekannten Giessköpfen lässt sich diese Vorrichtung schon mit einer Mindestmenge von etwa 10 Liter Flüssigkeit in Betrieb setzen und kann dank ihrer einfachen Konstruktion in kürzester Frist gereinigt bzw. revidiert werden.
Die gewünschte Dicke des Flüssigkeitsvorhanges lässt sich über die Fördermenge der Flüssigkeitspumpe regulieren. Weitere Möglichkeiten der Regulierung liegen in der Verdrehbarkeit des Speiserohres 3 in bezug auf das Zuströmrohr 2; auch wird die Giesskopfschale 6 zweckmässigerweise innerhalb der Halteplatten 4 so angeordnet, dass sich diese um die Achse des Zuströmrohres 2 oder eine zugehörige Parallele verschwenken lässt. Hierdurch lässt sich das Gefälle der Ablauffläche 7 nach Belieben verstellen, so dass der Viskosität der jeweils verwendeten Flüssigkeit Rechnung getragen werden kann.
Die beiden Rohre 2 und 3 sowie die Wandung der Giesskopfschale 6 bestehen vorzugsweise aus rostfreiem Stahl, doch lassen sich hierfür auch andere Metalle, sowie Kunststoffe, Glas oder Keramik verwenden.
Eine Möglichkeit der Montage der beiden Rohre 2 und 3 an den seitlichen Halteplatten 4 ergibt sich aus der Schnittdarstellung gemäss Fig. 2. Die Rohre sind an ihrem einen Endabschnitt mit Flanschen 14 bzw. 15 versehen und werden unter Zwischenlegung von Dichtungen 16 bzw. 17 mittels Schrauben 18 an der Halteplatte 4 gesichert. Das aussenliegende Zuströmrohr 2 ist auf der gegenüberliegenden Seite am Umfang eines Bundes 19 drehstarr befestigt. Das innenliegende Speiserohr 3 ist mit seinem Endabschnitt dagegen am Umfang eines frei drehbaren zylindrischen Teiles 20 befestigt, der mittels einer Schraube 21 befestigt ist. An den Durchtrittsstellen der Schrauben 18 ist der zum Speiserohr 3 gehörige Flansch 14 selbstverständlich mit bogenförmigen Schlitzen versehen, welche die gewünschte Verdrehung des Speiserohres 3 gestatten.
Auch das Zuströmrohr 2 kann um seine eigene Längsachse schwenkbar ausgebildet sein. Die Verdrehung der beiden Rohre 2 und 3 erfolgt in einfachster Weise von Hand nach dem Lösen der Schrauben 18.
Device for the treatment of sheet and sheet material using liquids
The present invention relates to a device for treating sheet-like and web-shaped material with liquids, with a liquid inflow pipe and a drainage surface which is used to form a liquid curtain and is provided with a straight tear-off edge.
In a known device of this type, which can be used, for example, for one-sided dyeing of leather strips, the lacquer used for dyeing the leather is dammed up to a certain level shortly before it passes the drainage area. As experience has shown, these devices, in which the drainage area is charged using the overflow method, react very sensitively to vibrations from the adjacent machines or building parts, which has a very negative effect on the continuity and evenness of the desired paint curtain. In addition, these devices are relatively expensive.
Attempts have also been made to let the liquid exit downward from an elongated container through a slot nozzle arranged in the container bottom. However, these devices have also proven to be very susceptible to failure, since experience has shown that dirt particles easily settle in the nozzle opening and cause the liquid film to tear.
Thanks to the present invention, these disadvantages are eliminated in that the drainage surface is arranged in the immediate vicinity, but essentially below the inflow pipe, and the inflow pipe arranged parallel to the drainage surface on its side facing the drainage surface, but above the section of the smallest mutual distance between the drainage surface and inflow pipe , has an outlet slot parallel to the pipe axis and the edge of the drainage surface facing the material to be treated is itself designed as a tear-off edge, in such a way that the liquid continuously exiting from the slot of the inflow pipe is in constant contact with from the exit from said slot until it passes the tear-off edge the drainage area, and partly also with the circumference of the inflow pipe.
In a special embodiment, part of the drainage surface is led around part of the inflow pipe circumference at a distance and the section of the mutual smallest distance between the inflow pipe and the drainage surface extends over about 90 ". A concentric, with outlet openings is expediently within the inflow pipe a liquid source connected feed pipe arranged.
Said feed pipe preferably has, on its side facing away from the outflow slot of the inflow pipe, a series of through bores arranged at a mutual distance, the diameter of which constantly increases in the inflow direction of the liquid.
The feed pipe can be designed to be rotatable about its own axis with respect to the inflow pipe. It is also expedient to design the drainage surface to be pivotable about the axis of the inflow pipe or an axis parallel to this.
An exemplary embodiment of the subject matter of the invention is illustrated in the accompanying drawing.
1 is a simplified and partially cut-away perspective illustration of a device which can be used, for example, for the continuous dyeing of leather webs, and
Fig. 2 is a sectional view of this device.
The device designated in its entirety by 1 in FIG. 1, which is also known in the industry as a pouring head, has a liquid inflow pipe 2 within which a concentric feed pipe 3 is arranged. The inflow pipe 2 is anchored with its front end portions in a retaining plate 4, while the feed pipe 3 is mounted within the inflow pipe 2 so that it can be rotated around its own longitudinal axis with respect to the inflow pipe.
On the inner surfaces of the two holding plates 4, of which the one facing the viewer has been omitted for the sake of clarity, a casting head shell 6 is attached, which is designed as a hollow body and filled with a casting resin 5, for example Araldito. The surface of the pouring head shell 6 facing the liquid inflow pipe 2 forms a drainage surface 7 which, if desired, can be covered with a fabric, not shown. The hollow body forming the pouring head shell 6 is preferably made of stainless steel sheet, the downward-facing, i.e. the straight edge 8 facing the leather web to be colored is provided with a bevel 9 and is thus designed as a tear-off edge for the formation of the desired liquid curtain.
The drainage surface 7 is guided around the inflow pipe 2 in a certain area, which in the present case extends over an angle α of approximately 90 ". In this area, the mutual distance between the inflow pipe 2 and the drainage surface 7, which is shown in FIG. 1, its lowest value. Directly above the area mentioned, the inflow pipe 2 is provided with a longitudinal slot 10 which extends over the entire length of the inflow pipe. The feed pipe 3 is arranged inside the inflow pipe 2 so that between the outer wall An intermediate space of annular cross-section remains free between the feed pipe 3 and the inner wall of the inflow pipe 2. This intermediate space communicates with the interior of the feed pipe 3 connected to a liquid source, for example a paint container, via holes 11.
The holes 11 are arranged in the wall of the feed pipe 3 in such a way that they are practically on an axis parallel to the feed pipe 3 and that the diameter of the holes increases continuously in the direction of the inflowing liquid.
Since the liquid flows into the feed pipe 3 in the direction of the arrow 12, the outermost, invisible hole 11 adjacent to the right end section of the pipe 3 is the smallest.
In a special embodiment, the inflow pipe 2 can have an inside diameter of 20 mm, for example. The distance between the inner wall of the inflow pipe 2 and the outer wall of the feed pipe 3 is about 1 mm, and the diameter of the holes made in the feed pipe 3 can be graduated between 4 and 7 mm.
During operation of the device described, the treatment liquid, for example a paint, flows via a pump or under the action of gravity in the direction of the arrow 12 into the feed pipe 3 and exits the holes 11 in the direction of the arrows 13 downwards. After flowing through the space between the feed pipe 3 and the inflow pipe 2, the liquid then passes through the outlet gap 10 onto the drainage surface 7. Here the liquid now flows downwards under the action of gravity, initially with both the drainage surface 7 and the outer surface of the Inflow pipe 2 is connected and then floods the front part of the drainage surface 7 in the form of a film of uniform thickness.
At the tear-off edge 8, the liquid separates from the drainage surface 7 and forms a thin, uninterrupted liquid curtain, which strikes the material to be treated, for example a continuously moving leather strip.
In contrast to the previously known constructions of such pouring heads, the liquid constantly emerging from the gap 10 of the inflow pipe 2 is in constant contact with the drainage surface 7 and in the area of the angle a also with the from the exit from the mentioned gap until it passes the tear-off edge 8 Circumference of the inflow pipe 2.
This ensures a uniform distribution and a trouble-free flow of the liquid film. Thanks to its constant connection with the drainage surface 7, the liquid is relatively independent of the vibrations of the adjacent machines and parts of the building. In contrast to the previously known watering heads, this device can be put into operation with a minimum of about 10 liters of liquid and, thanks to its simple construction, can be cleaned or revised in the shortest possible time.
The desired thickness of the liquid curtain can be regulated via the flow rate of the liquid pump. Further possibilities of regulation are the rotatability of the feed pipe 3 with respect to the inflow pipe 2; The pouring head shell 6 is also expediently arranged within the holding plates 4 in such a way that it can be pivoted about the axis of the inflow pipe 2 or an associated parallel. This allows the gradient of the drainage surface 7 to be adjusted as desired, so that the viscosity of the liquid used in each case can be taken into account.
The two tubes 2 and 3 and the wall of the pouring head shell 6 are preferably made of stainless steel, but other metals, such as plastics, glass or ceramics, can also be used for this purpose.
One possibility of mounting the two tubes 2 and 3 on the lateral retaining plates 4 results from the sectional view according to FIG. 2. The tubes are provided with flanges 14 and 15 at one end section and are secured with gaskets 16 and 17 in between Screws 18 secured to the retaining plate 4. The external inflow pipe 2 is attached on the opposite side to the circumference of a collar 19 in a torsionally rigid manner. The inner feed pipe 3, on the other hand, is attached with its end section to the circumference of a freely rotatable cylindrical part 20 which is attached by means of a screw 21. At the passages of the screws 18, the flange 14 belonging to the feed pipe 3 is of course provided with arcuate slots which allow the desired rotation of the feed pipe 3.
The inflow pipe 2 can also be designed to be pivotable about its own longitudinal axis. The two tubes 2 and 3 are rotated in the simplest manner by hand after loosening the screws 18.