DE29503446U1

DE29503446U1 - Breitstrahldüse

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Publication number: DE29503446U1
Application number: DE29503446U
Authority: DE
Original assignee: Eduard Kuesters Maschinenfabrik GmbH and Co KG
Current assignee: Eduard Kuesters Maschinenfabrik GmbH and Co KG
Priority date: 1995-03-01
Filing date: 1995-03-01
Publication date: 1996-07-04
Anticipated expiration: 2005-03-02
Also published as: EP0801695A1; DE59600830D1; WO1996027042A1; EP0801695B1; US5906320A

Description

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DUS.SI..LDORF ESSEN ·.,« ,j, \.·\.· ,.'«bÜPL-PHYS. DR. H. SCHUMACHER

EUROPEAN PATENT ATTORNEYS

UNSHR 7.I-ICI IEN: Akten-Nr. 463 (94 426) DÜSSELDORF, den 2 8 . 0 2 . 19 9 5

Eduard Küsters Maschinenfabrik GmbH S Co. KG in 47805 Krefeld

Breitstrahldüse

Die Erfindung bezieht sich auf eine Breitstrahldüse der dem Oberbegriff des Anspruchs 1 entsprechenden Art.

Aus der DE 25 04 856 C 3 ergibt sich eine Breitstrahldüse, bei der die Zuführung des fluiden Mediums, beispielsweise von Waschwasser für textile Warenbahnen, von einem Ende her in Richtung der Längsrichtung des Gehäuses der Breitstrahldüse erfolgt. Das Gehäuse verjüngt sich von dem Zuführende gegen das gegenüberliegende Ende hin, so daß sich der Strömungsquerschnitt verringert und der Druck über die Breite des Strahls einigermaßen konstant bleibt. Dennoch ist eine Einseitigkeit des Düsenstrahls bei dieser Ausführungsform nicht leicht zu vermeiden. Diese Einseitigkeit bedeutet einen in Seitenrichtung wirkenden Kraftangriff an der Warenbahn, der meist vermieden werden muß.

Zu diesem Zweck sind in der DE 23 34 998 A 1 zwei derartige Breitstrahldüsen miteinander kombiniert, die jeweils von der Warenbahnmitte bis zu einem Rand der Warenbahn reichen und bei denen die Zuführung des fluiden Mediums über jeweils ein in der Mitte einmündendes, sich in Längsrichtung der Gehäuse der beiden Breitstrahldüsen

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erstreckendes Zuführrohr erfolgt.

Diese Ausführungsform ist aufwendig und hat konstruktive Nachteile, die mit der Notwendigkeit der Zuführung des fluiden Mediums von den beiden Seiten zusammenhängen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Breitstrahldüse so auszugestalten, daß sie nicht einseitig arbeitet und die Zuführung des fluiden Mediums mit weniger baulichem Aufwand und Platzbedarf verbunden ist.

Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 wiedergegebene Erfindung gelöst.

Das einzelne Zuführrohr mündet von oben oder unten in die Breitstrahldüse ein, so daß von der Zuführrichtung her die Einseitigkeit unterdrückt ist. Obwohl die Zuführung nur an einer Stelle in der Mitte der Breitstrahldüse erfolgt, ist dafür Sorge getragen, daß durch die mehrfache Umlenkung eine Vergleichmäßigung des Austrittsdruckes unter Vermeidung einer Bevorzugung der Umgebung der Mitte eintritt.

Zur Vergleichmäßigung des Austritts nach den Rändern hin kann auch bei der Erfindung in an sich bekannter Weise vorgesehen sein, daß sich der Querschnitt des Gehäuses von der Mitte aus nach beiden Seiten hin verringert (Anspruch 2).

Um einen ausreichenden Eintrittsquerschnitt zustandezubringen, kann das Zuführrohr in eine eigens vorgesehene Ausbuchtung des Gehäuses einmünden (Anspruch 3).

Die Ausgestaltungen der Ansprüche 4 und 5 dienen der Vergleichmäßigung des Flottenaustritts .

Mit dem Ausdruck "Flotte" sollen Behandlungsflüssigkeiten beliebiger Art erfaßt sein, also außer reinem Wasser z.B. auch Färbeflüssigkeit, Netzmittelflotten und sonstige Ausrüstungsflüssigkeiten.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.

Fig. 1 zeigt eine Ansicht der Breitstrahldüse gemäß Fig. 3 von rechts;

Fig. 2 zeigt eine Ansicht der Breitstrahldüse gemäß Fig. 1 von links;

Fig. 3 zeigt einen Schnitt nach der Linie III-III in Fig. 1 in stark vergrößertem Maßstab;

Fig. 4 und 5 zeigen Querschnitte nach den Linien IV-IV bzw. V-V in Fig. 1 in weniger vergrößertem Maßstab.

Die in Fig. 1 als Ganzes mit 100 bezeichnete Breitstrahldüse umfaßt ein längliches Gehäuse 10 aus abgekantetem und geschweißtem Blech, welches bis auf einen sich über die Länge des Gehäuses 10 erstreckenden Austrittsschlitz 30 und eine Zuführöffnung 2 geschlossen ist und einen Rechteckquerschnitt mit einer gemäß Fig. 3 oberen Begrenzungswandung 5, einer unteren Begrenzungswandung 6 und einer rechten und linken Begrenzungswandung 4,9 aufweist. Zu einer durch die Mitte der Zuführöffnung 2 verlaufenden, zur Längsrichtung des Gehäuses senkrechten Mittelebene M ist das Gehäuse 10 symmetrisch ausgebildet. Aus Fig. 1 ist ersichtlich, daß sich der Querschnitt des Gehäuses 10 von der Mittelebene M ausgehend bis zu den beiden Enden hin verringert, um den Druckabfall in der strömenden Flotte auszugleichen.

Im Bereich der Mittelebene M weist das Gehäuse 10 eine zu der Mittelebene M symmetrische nach der dem Austrittsschlitz 30 abgewandten Seite hin ausladende Ausbuchtung 2 0 auf, in deren Bereich das Zuführrohr 3 an der Zuführöffnung 2 in das Innere der Ausbuchtung 2 0 bzw. des Gehäuses 10 einmündet. Die Einmündung erfolgt senkrecht zur Austrittsstrahlebene, die in Fig. 1 parallel zur Zeichenebene gelegen ist. In dem Ausführungsbeispiel umfaßt das Zuführrohr 3 einen in die Zuführöffnung 2 einmündenden 90°-Rohrkrümmer 3', von dem aus das Zuführrohr 3 geradlinig seitlich weitergeht und an seinem außerhalb der Arbeitsbreite gelegenen Ende einen Anschlußflansch 19 aufweist. Im Randbereich sind das Gehäuse 10 und das Zuführrohr 3 durch einen Steg 17 miteinander verbunden.

Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, haben das Gehäuse 10 und die Ausbuchtung 2 0 etwa rechteckige Querschnitte glei-

eher Breite. Der Grundriß der Ausbuchtung 20 in der Ebene der Fig. 1 ist der eines zu der Mittelebene M symmetrisch angeordneten Trapezes. Die Zuführöffnung 2 befindet sich in der gemeinsamen Begrenzungswandung 4 des Gehäuses 10 und der Ausbuchtung 20. Der Querschnitt der Zuführöffnung 2 liegt zum überwiegenden Teil im Bereich der Ausbuchtung 20 und nur zu einem geringeren Teil im Bereich des Gehäuses 10. Auf diese Weise ist der aus Fig. 3 ersichtliche große Querschnitt des Zuführrohrs 3 unterzubringen. Die obere Begrenzungswandung 5 des Gehäuses 10 ist im Bereich der Ausbuchtung 20 weggeschnitten, wie es durch die fehlende Schraffur angedeutet ist. Es steht in diesem Bereich ein großer geschlossener Querschnitt für den Übertritt der Flotte aus der Ausbuchtung 20 in das Gehäuse 10 zur Verfügung, der größer ist als der Querschnitt des Zuführrohrs 3. Die Gestaltung im Bereich der Ausbuchtung 20 sorgt für eine Verlangsammung der Abströmung und eine gleichmäßige Verteilung der Flüssigkeitsmenge auf beide Seiten.

Im Bereich der Mittelebene M entspricht die Lage der oberen Begrenzungswandung 5 der in Fig. 3 unschraffiert wiedergegebenen Lage, bei der der Innenabstand von der unteren Begrenzungswandung 6 a beträgt. Die Lage der in der äußeren Ecke 5" (Fig. 1) gelegenen Kante 5' ist in Fig. 3 ebenfalls angedeutet. Der Innenabstand zur vorderen Begrenzungswandung 6 beträgt nur mehr b, also in dem Ausführungsbeispiel etwa die Hälfte. Auf diesen Betrag hat sich dementsprechend auch der Querschnitt des Gehäuses 10 nach außen hin verringert.

Die in den Fig. 2 und 3 linke Begrenzungswandung 9 ist an den Enden des Gehäuses 10 nach außen zulaufend abgeschrägt, wie aus Fig. 2 ersichtlich, so daß sich der Innenquerschnitt stetig verengt und tote Ecken vermieden sind. Das Gehäuse 10 ist ferner auf seiner ganzen Länge frei von inneren Einbauten wie Umlenkungen, Verstärkungen u.dgl., so daß keine Verungleichmäßigung der Austrittsströmung eintreten kann.

Zur Reduzierung des Staudruckes im Bereich des Flot-

teneintritts ist in dem Gehäuse 10 an der Stelle der Einmündung des Zuführrohrs 3 auf der Seite der Austrittsdüse 30 ein Leitkörper 22 in Gestalt eines zwischen die Begrenzungswandungen 4 und 9 mit der Achse zu dieser senkrecht eingeschweißten Rohrabschnitts vorgesehen, der etwa ein Drittel bis die Hälfte des Durchmessers des Zuführrohrs 3 hat und dessen oberer Scheitel gemäß Fig. 3 mit der tiefsten Stelle des Zuführrohrs 3 fluchtet. Unterhalb des Leitkörpers 22 verbleibt in dem Gehäuse 10 ein freier Strömungsquerschnitt. Der Leitkörper 22 wird umströmt und verhindert, daß in dem austretenden Strahl im Bereich des Zuführrohrs 3 ein "Loch" entsteht.

Die untere Begrenzungswandung 6 hat auf der Seite des Eintritts des Zuführrohrs 3 eine nach außen gerichtete rechtwinklige Abwinklung, die eine Düsenlippe 7 in Gestalt einer ebenen Begrenzung des Austrittsschlitzes 30 bildet. Die in Fig. 3 rechte Begrenzungswandung 4 des Gehäuses 10 ist in einer Stufe 8 heruntergezogen und ebenfalls zu einer Düsenlippe 11 abgewinkelt, die der Düsenlippe 7 in geringem Abstand d parallel gegenübersteht. Sie bildet die andere Begrenzung des Austrittsschlitzes 30. Die durch ebene Abwinklungen gebildeten Düsenlippen 7,11 definieren die Strahlebene 12 des aus dem Gehäuse 10 austretenden flachen Flottenstrahls. Das Verhältnis Düsenlippenlänge e zu der Düsenbreite d soll 8:1 nicht unterschreiten, e ist die in Strömungsrichtung gemessene Länge, auf der die Düsenlippen 7,11 einander parallel sind, d ihr lichter Abstand, e beträgt in einem Ausführungsbeispiel 18mm, d 2mm. Der Strahl soll also eine gewisse Führungslänge erhalten, was seiner Gleichmäßigkeit förderlich ist. Die freien Kanten der Düsenlippen 7,11 sollen an der Austrittskante 21 scharfkantig begrenzt sein, um einen exakten Strahl zu erzeugen. Dies ist bei kleineren durchgesetzten Flottenmengen besonders wichtig.

Die Flotte tritt durch das Zuführrohr 3 an der Zuführöffnung 2 in die Ausbuchtung 2 0 in das Innere der Ausbuchtung 20 und des Gehäuses 10 ein. Sie prallt ent-

sprechend ihrer Strömungsrichtung in dem Zuführrohr 3 bei 13 auf die in Fig. 3 linke Begrenzungswandung 16 der Ausbuchtung 20, die in die Begrenzungswandung 9 des Gehäuses 10 übergeht, auf und wird, weil sich dort die einzige Abströmmöglichkeit befindet, im Sinne des Pfeiles 13' erstmalig umgelenkt. Die Flotte prallt sodann mit ihrer neuen Strömungsrichtung bei 14 auf die untere Begrenzungswandung 6 und wird im Sinne des Pfeiles 14' nach rechts umgelenkt (Fig. 3). Dabei trifft die Flotte auf einen verengten Strömungsquerschnitt c und prallt bei 15 auf die Innenseite der unteren Düsenlippe 11, um im Sinne des Pfeiles 15' in den Austrittsschlitz 30 umgelenkt zu werden, indem sich der Strömungsquerschnitt c erneut erheblich verengt. Die Verringerung des Strömungsquerschnittes gegen den Austrittsschlitz 30 hin hat einen Staudruck zur Folge, der die Flotte nach den beiden Seiten hin, also senkrecht zur Zeichenebene der Fig. 3 verteilt. Durch die dreimalige Umlenkung 13',14',15' im Verein mit der Querschnittsverengung ergibt sich eine Vergleichmäßigung des Austrittsdrucks längs des Austrittsschlitzes, d.h. senkrecht zur Zeichenebene der Fig. 3. Durch geeignete Bemessung des Abschrägungswinkel der oberen Begrenzungsfläche 5 gegenüber der unteren Begrenzungsfläche 6 und der Querschnitte im Bereich des Austrittsschlitzes 30 kann eine weitgehend gleichmäßige Verteilung der Wassermenge in dem Austrittsstrahl 12 pro Längeneinheit längs des Austrittsschlitzes 3 0 erreicht werden, wobei die Richtung der Austrittsströmung über die ganze Erstreckung der Breitstrahldüse 100 gleichmäßig senkrecht zu der geraden Austrittskante 21 ist, wie es durch die Pfeile 18 in Fig. 1 angedeutet ist. Dies ist wichtig, wenn die Warenbahn eine Polware ist, damit der Flor nicht umgelenkt wird. Bei höheren Drücken ist allenfalls eine leichte Spreizung des Austrittsstrahls zu verzeichnen, wodurch eine sanfte Breithaltewirkung gegeben ist.

Claims

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UNSHR ZEICHEN: Akten-Nr. 463 (94426) DÜSSELDORF, den 23 . 02 . 1995

Eduard Küsters Maschinenfabrik GmbH & Co. KG in 47805 Krefeld

Schutzansprüche

1. Breitstrahldüse (100) zum Auftragen einer Flotte auf ein an der Breitstrahldüse (100) vorbeigefördertes Substrat, z.B. eine textile Warenbahn,

mit einem über die Substratbreite sich erstreckenden länglichen, aus abgewinkeltem Blech bestehenden Gehäuse (10), an welchem durch zwei in Längsrichtung des Gehäuses (10) sich erstreckende, abgewinkelte, einander parallel gegenüberliegende, eine Austrittsstrahlebene (12) definierende Düsenlippen (7,11) ein Austrittsschlitz (30) ausgebildet ist,

und mit einer in der Mitte des Gehäuses (10), quer zur Förderrichtung gesehen, in dieses einmündenden Zuführrohranordnung ,

dadurch gekennzeichnet,

daß ein einzelnes Zuführrohr (3) vorgesehen ist, welches senkrecht zur Strahlebene (12) in das Gehäuse (10) einmündet,

und daß in einer zur Längsrichtung des Gehäuses (10) senkrechten, durch die Achse des dem Gehäuse (10) benachbarten Teils (3') des Zuführrohrs (3) gehenden Ebene mindestens drei in Strömungsrichtung aufeinanderfolgende, zur lokalen Strömungsrichtung etwa senkrechte Prallflächen

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(13,14,15) vorgesehen sind, an denen die Strömung um jeweils 90° umlenkbar ist.
2. Breitstrahldüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Querschnitt des Gehäuses (10) von der Mittelebene (M) aus nach beiden Seiten hin verringert.
3. Breitstrahldüse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Mitte auf der dem Austrittsschlitz (30) abgelegenen Seite eine parallel zur Strahlebene (12) nach der dem Austrittsschlitz (30) abgelegenen Seite hin ausladende zur Mittelebene (M) des Gehäuses (10) symmetrisch gestaltete Ausbuchtung (20) des Gehäuses (10) vorgesehen ist, die mit dem Innern des Gehäuses (10) in Flüssigkeitsverbindung steht und in die das Zuführrohr (3) mit mindestens einem Teil seines Querschnittes mündet.
4. Breitstrahldüse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Innern des Gehäuses (10) zwischen den Wandungen (4,9) ein deren Abstand überbrükkender rohrförmiger Leitkörper (22) vorgesehen ist, der in der Mittelebene (M) unter dem Zuführrohr (3) angeordnet ist und dessen Durchmesser etwa ein Drittel bis die Hälfte des Durchmessers des Zuführrohrs (3) beträgt.
5. Breitstrahldüse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Düsenlippenlänge e zu der Düsenbreite d mindestens 8:1 beträgt.