DE2418854A1

DE2418854A1 - Vorrichtung zum aufbringen einer fluessigkeit

Info

Publication number: DE2418854A1
Application number: DE2418854A
Authority: DE
Inventors: Asjed A Jalil; Allen C Rich
Original assignee: Morgan Construction Co
Current assignee: Siemens Industry Inc
Priority date: 1973-04-23
Filing date: 1974-04-19
Publication date: 1974-10-31
Also published as: JPS5013210A; CA1001866A; GB1466084A; FR2226216B1; FR2226216A1; JPS5856656B2; US4106519A

Description

G 49348 -su

Firma Morgan Construction Company, 15 Belmont Street, Worcester, Massachusetts (USA)

Vorrichtung zum Aufbringen einer Flüssigkeit

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufbringen einer Flüssigkeit auf die Oberfläche eines sich axial bewegenden, länglichen Elements. Die Erfindung eignet sich insbesondere, jedoch nicht ausschließlich für Draht- und Stabwalzwerke, bei denen unmittelbar nach dem Walzbetrieb Kühlwasser auf die Oberfläche des Gutes aufgebracht wird.

Draht- und Stabprodukte werden von ihren Bearbeitungstemperaturen in Wassergekühlten Auslaßrohren auf ausgeglichene Temperaturen vor ca. 7oo° C bis 93o° C (I3oo° F bis 17oo° F) heruntergekühlt. Die Kühlung wird dadurch erzielt, daß Wasser durch verschiedene Einrichtungen auf die Oberfläche des Produkts gebracht wird, beispielsweise durch Wasserdüsen oder überflutete Kühlrohre. Ferner werden auch Durchziehdüsen verwendet, die Wasser in entgegengesetzter Richtung bzw. in einem Gegenstrom zur Produktbewegung zuführen, um das Wasser auf eine für eine gesteuerte Kühlung notwendige bestimmte benetzte Länge oder einen Bereich zu beschrän-

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In der Vergangenheit wurde beobachtet, daß das Gut in der Wasserauslaßleitung beträchtlich vibriert, und dieser unstabile Zustand führt wiederum zu einem schlechten Durchziehvorgang wie auch zu Stauchungen. Es wurde nunmehr festgestellt, daß das Problem der Draht- oder Stabvibration durch die Art und Weise begründet wird, in der das Kühlwasser aus den Kühldüsen austritt. Bisher entwikkelte sich im Kühlwasser eine beträchtliche Verwirbelung, wodurch eine heftige Vibration des Produkts begründet wurde.

Die Aufgabe der Erfindung besteht daher in der Schaffung einer verbesserten Vorrichtung oder Düse zum Aufbringen einer Flüssigkeit, wie Kühlwasser, auf ein sich axial erstreckendes, längliches Element oder eine Produktlänge, die eine Flüssigkeitsverwirbelung und eine hierdurch erzeugte Produktvibration verhindert oder zumindest weitgehend verringert.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe zeichnet sich eine Vorrichtung der genannten Art nach der vorliegenden Erfindung aus durch ein Gehäuse mit einer Innenkammer, durch die sich eine einen Durchgangskanal begrenzende Führungseinrichtung erstreckt, wobei der Durchgangskanal die Bewegung des länglichen Elements aufnimmt, ferner durch eine von der Kammer zum Durchgangskanal führende öffnung in der Führungseinrichtung, schließlich durch eine Einlaßeinrichtung im Gehäuse zum Zuführen von Flüssigkeit in die Kammer, von wo sie durch die Öffnung in den Durchgangskanal zum Aufbringen auf die Oberfläche des sich dadurch bewegenden Elements strömt, und durch eine Einrichtung zum Richten bzw. Leiten der Flüssigkeitsströmung aus der Kammer in die öffnung. Die Vorrichtung bzw. Düse weist somit ein Gehäuse mit einer Innenkammer auf, durch die sich eine Führungsanordnung bzw. -einrichtung aus austauschbaren Einsätzen erstreckt. Die Führungsanordnung begrenzt einen sich in Längsrichtung erstreckenden Durchgangskanal zur Aufnahme des sich dadurch bewegenden Produkts. Die angrenzenden Enden der austauschbaren und die Führungsanordnung ausmachenden Einsätze weisen einen gegenseitigen Abstand auf und bilden eine die Längsachse des Durch gangskanals umgebende öffnung. Das Kühlwasser wird in die Gehäusekammer eingeführt und gelangt durch die öffnung in den Durchgangs-

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kanal zum Aufbringen auf die Oberfläche des sich bewegenden Produkts. Die öffnung kann so angeordnet sein, daß sie einen konusförmigen Sprühnebel in dieselbe Richtung wie die Bewegungsrichtung des Produkts leitet, wobei die Düse in diesem Fall als Gleichstrom düse bezeichnet werden kann. Alternativ kann die öffnung auch eine] konusförmigen Sprühnebel in eine Richtung entgegengesetzt zu derjenigen der Produktbewegung richten, und eine derartige Düse kann als Gegenstromdüse bezeichnet werden. In beiden Fällen hindern radial angeordnete Flügel in der Kammer die in die öffnung eintretende Flüssigkeit an einem Verwirbeln um die Achse des Durchgangskanals, wodurch wiederum eine Produktvibration weitgehend verringert wird. Der Durchziehbetrieb der Gegenstromdüsen wird dadurch beträchtlich verbessert, während bei beiden Düsenafcten ein Auftreten von Staucherscheinungen bedeutend reduziert wird.

Diese und weitere Ziele sowie Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung zeichnerisch dargestellter Ausführungsbeispiele. Es zeigen:

Figur 1 - eine Ausführungsform einer Düse bzw. eines Mundstücks nach der vorliegenden Erfindung im Querschnitt, und zwar eine Gegenstrom-Durchziehdüse, mittels derer Kühlwasser in einem Walzwerk bzw. einer Walzstraße zu einer sich axial bewegenden Produktlänge geführt wird,

Figur 2 - im Querschnitt eine alternative Ausführungsform der Erfindung, und zwar eine Gleichstromdüse,

Figur 3 - eine Querschnittsansicht längs der Linie 3-3 aus Figur 1

Figur 4 - eine vergrößerte Ansicht eines Teils der in Figur 1 dargestellten Düse und

Figur 5 - eine Teilansicht längs der Linie 5-5 aus Figur 4, wobei ein Teil eines einen Flügel bzw. eine Steuerfläche haltenden Rings aufgebrochen ist.

In den Figuren 1 sowie 3 bis 5 ist eine allgemein mit Io bezeichnete Gegenstrom-Durchziehdüse entsprechend dem Prinzip der vorliegenden Erfindung dargestellt. Die Düse enthält ein allgemein T-förmiges Gehäuse 12, das aus einem ersten rohrförmigen Bereich 12a

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und einem zweiten, sich seitlich erstreckenden rohrförmigen Bereich 12b besteht.Das Gehäuse begrenzt eine Innenkammer 14, durch die sich eine allgemein mit 16 bezeichnete Führungsanordnung erstreckt. Diese besteht aus axial ausgerichteten, auswechselbaren Einsätzen 16a und 16b, von denen jeder an entgegengesetzten Enden des rohrförmigen Gehäusebereichs 12a durch irgendwelche geeignete Mittel festgelegt ist, beispielsweise durch starke Maschinenschrau ben 18. Die Einsätze 16a und 16b wirken zusammen und begrenzen einen Durchgangskanal 2o, der geeignet angepaßt und bemessen ist, um die Bewegung eines sich axial bewegenden, langgestreckten Elements bzw. einer Produktlänge 22 aufzunehmen.

Die Innenwandung des Einsatzes 16a ist mit einem zusammenläufenden Bereich 24, einem mittleren Bereich 26 und einem auseinanderlaufenden Bereich 28 versehen. Der zusammenlaufende Bereich 24 bildet eine Eintrittsmündung für das in den Durchgangskanal 2o eintretende Produkt 22. Der auseinanderlaufende Bereich 28 arbeitet mit einer unter Abstand gegenüberliegend angeordneten, geneigten Oberfläche 3o auf dem angrenzenden Ende des anderen Einsatzes 16b zur Bildung einer öffnung 32 zusammen, die den Bewegungspfad des Produkts 22 umschließt und aus der Kammer 14 in den Durchgangskanal 2o führt.

Das innere Ende des Einsatzes 16a ist ferner mit einer Anzahl radialer Schlitze 34 und einer kreis- bzw. ringförmigen Nut 36 versehen. Eine Anzahl flacher Flügelglieder 38 sitzt in den Schlitzen 34. Jedes Flügelglied weist einen seitlich hervorstehenden Ansatz bzw. ein entsprechendes Ohr 4o auf, das mit der Innenwandung 42 der Nut 36 in Eingriff steht. Ein Flügelhaltering 44 umgibt das geschlitzte Ende des Einsatzes 16a und hält die Flügel 38 in ihren entsprechenden Schlitzen 34.

Das untere Ende des rohrförmigen Gehäusebereichs 12b bildet einen Einlaß 46, der bei 48 in geeigneter Weise mit einem Gewinde für eine Verbindung mit einer Versorgungsleitung 5o versehen sein kann Im Betrieb wird eine Flüssigkeit, beispielsweise Kühlwasser, durch den Einlaß 46 in die Kammer 14 geführt. Von dort gelangt das Was-

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ser durch die öffnung 32 in den Durchgangskanal 2o, um auf die Oberfläche des Produkts 22 aufgebracht zu werden. Wenn das Wasser die Öffnung 32 erreicht, gelangt es durch die radial angeordneten Flügel 38. Diese richten das Wasser in die Öffnung 32 und verhindern ein Verwirbeln um die Längsachse des Durchgangskanals 2o. Hierdurch wird eine Vibration des Produkts im Durchgangskanäl 2o weitgehend verringert/ mit dem Ergebnis, daß der Durchziehbetrieb der Düse Io beträchtlich verbessert wird, während zur gleichen Zeit eine Neigung des Produkts zum Stauchen vermieden wird.

Figur 2 zeigt eine Gleichstromdüse 52 nach dem Prinzip der vorliegenden Erfindung. Wie bei der Düse Io aus Figuren 1 und 3 bis 5 enthält auch diese Düse ein T-förmiges Gehäuse 54 mit einem ersten rohrförmigen Bereich 54a und einem sich seitlich hiervon erstrekkenden zweiten rohrförmigen Bereich 54b. Das Gehäuse 54 begrenzt eine Innenkammer 56, durch die sich eine Führungsanordnung 58 aus zusammengehörigen, austauschbaren Einsätzen 58a und 58b erstreckt. Die Einsätze wirken zusammen und begrenzen einen Durchgangskanal 6o, der geeignet dimensioniert und angepaßt ist, um eine dadurch erfolgende Bewegung einer Produktlänge 62 aufzunehmen. Eine ringförmige Öffnung 64 führt von der Kammer 56 in den Durchgangskanal 6o. Die Öffnung 64 ist so angeordnet, daß sie die Flüssigkeit in einem konus- bzw._; kegelförmigen Sprühnebel führt, wobei ein Zusamsamenlaufen in derselben Richtung wie die axiale Bewegung des Produkts durch den Durchgangskanal 6o erfolgt. Das innere Ende des Einsatzes 58b ist wiederum mit einer Anzahl radialer Schlitze versehen, in denen Flügelglieder 66 sitzen. Diese ragen in die Öffnung bzw. Mündung 64 und werden radial zwischen dem Einsatzglied 58a und dem rohrförmigen Bereich 54a des Gehäuses 54 gehalten.

Die Flügelglieder 66 in dieser Düse haben dieselbe Funktion wie die Flügelglieder 38 der Düse lo, da sie die Flüssigkeit in einer solchen Weise durch die öffnung 64 führen sollen, daß eine Verwirbelung vermieden und so eine Vibration des Produkts verhindert oder zumindest weitgehend verringert werden.

Unter Berücksichtigung der vorstehenden Ausführungen ist es er-

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sichtlich, daß Änderungen und Modifikationen der lediglich beispielhaft beschriebenen Ausführungsformen ohne weiteres möglich sind und im Rahmen der Erfindung liegen. Beispielsweise können Veränderungen der Flügelform vorgenommen werden, um unterschiedliche Düsenformen zu erzeugen, was sich auch aus einem Vergleich der Flügel 38 und 66 ergibt. Der Querschnittsaufbau und/oder die Größe der Mündungen sowie die Ausführung and Anordnung der austauschbaren Einsätze können ebenfalls verändert werden.

- Patentansprüche -

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Claims

Patentansprüche

' 1.)Vorrichtung zum Aufbringen einer Flüssigkeit auf die Oberfläche — eines sich axial bewegenden, länglichen Elements, gekennzeichnet durch ein Gehäuse (1.2, 54) mit einer Innenkammer (14, 56), durch die sich eine einen Durchgangskanal (2o, 6o) begrenzende Führungseinrichtung (1.6, 58) erstreckt, wobei der Durchgangskanäl die Bewegung des länglichen Elements (22, 62) aufnimmt, ferner durch eine von der Kammer zum Durchgangskanal führende Öffnung (32, 64) in der Führungseinrichtung, schließlich durch eine Einlaßeinrichtung (1.2b) im Gehäuse zum Zuführen von Flüssigkeit in die Kammer, von wo sie durch die Öffnung in den Durchgangskanal zum Aufbringen auf die Oberfläche des sich dadurch bewegenden Elements strömt, und durch eine Einrichtung (38, 66) zum Richten bzw. Leiten der Flüssigkeitsströmung aus der Kammer in die Öffnung.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1.2, 54) die Innenkammer (1.4, 56) begrenzt, daß die Führungseinrichtung (1.6, 58) sich in Längsrichtung durch die Kammer erstreckt, daß die Öffnung (32, 64) bzw. Mündung in der Führungseinrichtung den Durchgangskanal (2o, 6o) umgibt, daß das längliche Element (22, 62) sich axial durch den Durchgangskanal .bewegt und daß eine Flügeleinrichtung (38, 66) in der Kammer zum Richten bzw. Leiten der Flüssigkeitsströmung vorgesehen und in bezug auf die Längsachse des Durchgangskanals radial angeordnet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Flügeleinrichtung aus einer Anzahl flacher Plattenglieder (38, 66) besteht, die aus an die Öffnung (32, 64) angrenzenden Positionen in die Kammer (1.4, 56) ragen.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1.2, 54) erste und zweite miteinander in Verbindung stehende rohrförmige Bereiche (1.2a, 12b; 54a, 54b) aufweist, die in einer allgemein T-förmigen Konfiguration angeordnet

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sind, wobei der erste Bereich (12a, 54a) die sich axial dadurch erstreckende Führungseinrichtung (16, 58) aufnimmt, während sich der zweite Bereich (12b, 54b) seitlich vom ersten Bereich erstreckt und an einem Einlaß endet.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungseinrichtung (1.6, 58)-aus zusammengehörigen Elementen (1.6a, 16b; 58a, 58b) besteht, die von entgegengesetzten Enden des" ersten rohrförmigen Gehäusebereichs (1.2a, 54a) in die Kammer (1.4, 56) ragen, wobei angrenzende Enden der zusammengehörigen Elemente zur Bildung der Öffnung (32, 64) einen gegenseitigen Abstand aufweisen.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eines der zusammengehörigen Elemente (16a, 58b) an einer an die öffnung (32, 64) angrenzenden Stelle mit einer Anzahl von in bezug auf die Längsachse des Durchgangskanals (2o, 6o) radial angeordneten Schlitzen (34) versehen ist und daß die Flügeleinrichtung aus flachen Plattengliedern (38, 66) besteht, die in den Schlitzen sitzen und aus diesen in die Kammer (14, 56) hervorragen.
7. Vorrichtung mit einer rohrförmigen Führungsanordnung und einer darin ausgebildeten sowie den Bewegungspfad des Elements umgebenden öffnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die sich radial erstrekkenden Flügel (3.8, 66) angrenzend an die öffnung (32, 64) auf dem Äußeren der Führungsanordnung (16, 58) angeordnet sind, um die in die öffnung eintretende Flüssigkeit an einem Verwirbeln um die Längsachse der Führungsanordnung zu hindern.

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