DE3046960C2

DE3046960C2 - Strömungsverteiler zur Erzeugung eines Flüssigkeitsfilms

Info

Publication number: DE3046960C2
Application number: DE3046960A
Authority: DE
Inventors: Douglas Appleton Wis. Wahren; Rolf Åke Lennart Karlstad Åkesson
Original assignee: KARLSTADS MEKANISKA WERKSTAD KARLSTAD SE AB; Karlstads Mekaniska Werkstad AB
Current assignee: Valmet Technologies Oy
Priority date: 1979-12-17
Filing date: 1980-12-12
Publication date: 1984-07-19
Also published as: FI803920L; SE436620B; US4340011A; FI68534C; GB2068781A; DE3046960A1; FI68534B; IT8068885A0; IT1188885B; SE7910358L; GB2068781B; CA1149157A

Description

λ ist die gewählte maximale Länge der Verengungen (55), L ist die Länge des Auslaßschlitzes (53),

N ist die Ordnungszahl der Verengung (55), deren Länge zu berechnen ist. M ist die Gesamtzahl der Verengungen (55) in der Reihe, J ist der Lochdurchmesser der Verengung (55). deren Länge zu berechnen ist, D ist der Durchmesser der Speiseleitung (29),

b ist die Steigung der in einem doppelt logarithmischen Diagramm (Fig. 4) einer Geraden angenäherten Viskositätskurve der Flüssigkeit (5) mit der dynamischen Viskosität (μ) der Flüssigkeit als Ordinate und der Schubgröße (rate of shear) der Flüssigkeit als Abszisse,

R ist die Rückführ-Strömungsgeschwindigkeit in Prozent der Gesamt-Strömungsgeschwindigkeit in

der Speiseleitung (29),

k ist eine empirisch bestimmte Konstante mit einem Wert zwischen 0 und I, der sich 0 nähert, wenn - ausgehend von der Wand der Leitung (29) - die Lagen der Einlasse der Verengungen (55) sich dem Zentrum der Speiseleitung nähern,

/ ist die ideale Länge der Verengung (55/ mit der Ordnungsnummer N

und wobei mehrere in der Reihe aufeinanderfolgende Verengungen (55) mit im wesentlichen gleicher idealer

Länge (/) alle mit gleicher Länge herstellbar sind.

N /i/V**⁴ Γ M(I +/g/100) -/vV^f" _ ,.
~M\d) ■ L I - Λ/Ι00 J *' "

Die Erfindung betrifft einen Strömungsverteiler zur Erzeugung eines von einem lenggestreckten Auslaßschlitz mit entlang dessen Länge im wesentlichen konstanter breite ausgehenden, über die Länge des Schlitzes mit im wesentlichen gleicher Geschwindigkeit strömenden Hüssigkeitsfilms mit einer sich im wesentlichen parallel zum Schlitz erstreckenden Speiseleitung für die Flüssigkeit mil mehreren, eine Verbindung zwischen t>> der Leitung und dem Schlitz herstellenden Verengungen, die in einer Reihe parallel miteinander verbunden und über die Länge der Speiseleitung mit gleichen Abstünden verteilt angeordnet sind und die ausreichend nahe beieinander liegen, so dall örtliche Geschwindigkeiisgradicnlcn vermieden werden, die von den Verengungen ausgehen und die nach einer möglichen Ablenkung der Slrömungsrichtung /wischen den Verengungen und

dem Auslaßschlitz verbleiben könnten und die eine unzulässige Ungleichförmigkeit in der Strömung vom Auslaßächlitz erzeugen, wobei die Verengungen so dimensioniert sind, daß ein Druckabfall über der Reihe von Verengungen größer ist als ein Druckabfall über der Speiseleitung und größer als ein Druckabfall über dem Schlitz, und mit einer Vorrichtung zur Zuführung der Flüssigkeit mit konstanter aber einstellbarer Strömungsgeschwindigkeit zur Speiseleitung, wobei die Verengungen langgestreckt ausgebildet sind und einen Bohrungsdurchmes- s ser aufweisen, der über eine Länge, die mehrmals größer ist als der Bohrungsdurchmesser, konstant ist.

Eine ähnliche Vorrichtung, die in einem Düsen-Auftragswerk zur Beschichtung von Bahnen verwendet wird, ist durch die US-PS 34 18 970 bekannt. Die bekannte Vorrichtung enthält eine Auftragsstange mit einer Längsnut oder einem Längsschlitz mit über die Länge konstanter Breite und einer Reihe von Löchern, die in den Boden der Nut rr linden. Die Auftragsstange ist dkht mit einem Zuführungsrohr verbunden, das mit einer ähnlichen Reihe von Löchern versehen ist. Zwischen der Auftragsstange und dem Zuführungsrohr kann eine Zumeß-Stange mit einer ähnlichen Reihe von Zumeß-Löchern in Ausrichtung mit den getrennten Löchern in der Lochreivie in der Auftragsstange und der Reihe von Löchern in dem Zuführungsrohr vorgesehen sein. Die Zumeß-Löcher sind so dargestellt, daß sie einen Durchmesser haben, der mehrmals größer ist als die axiale Länge der Löcher, wodurch die sich ergebende Verengung jedes Loches eben so ist wie diejenige einer dünnen Blendenscheibe. Um sicherzustellen, daß die Strömung von der Nut über die Länge der Nut oder des Schlitzes gleichförmig ist, ist es theoretisch möglich, das Zuführungsrohr mit einer konstanten Querschnittsfläche auszubilden und den Durchmesser der Zumeß-Löcher von Loch zu Loch einzustellen, so daß die Strömungsgeschwindigkeiten durch die Löcher einander gleich sind. In der Praxis hat es sich aber gezeigt, daß der Lochdurchmesser so kritisch ist, daß es schwierig ist, auf diese Weise eine gleichmäßige Strömungsgeschwindigkeit über die Länge der Nut oder des Schlitzes zu erhalten.

Eine ähnliche Art eines Düsen-Aüftragäwerkes ist durch die US-PS 32 85 225 bekannt, in dieser Vorrichtung wird die Bahn über eine Beschichtungskammu geleitet, die mit einer flüssigen Beschichtung über eine Reihe mit Abstand angeordneter Durchgänge oder Löcher gespeist wird, die über die Breite der Beschichtungskammer angeordnet sind und mit einer Speiseleitung verbunden sind. Jeder Durchgang hat ein verengtes unteres Ende, um so eine gleichförmigere Strömung über die Breite der Beschichtungskammer zu erhalten. Diese verengten Endteile haben eine ähnliche Funktion wie die Zumeß-Löcher nach der US-PS 34 18 970. Infolgedessen werden die Abmessungen der Verengungen kritisch, und es ist wie bei der Vorrichtung nach der US-PS 34 18 970 schwierig, mit einer solchen Anordnung eine gleichförmige Strömungsgeschwindigkeit zu erreichen.

Es ist auch ein Strömungsverteiler der eingangs genannten Art bekannt (US-PS 35 21 602), bei welchem die Länge aller Verengungen konstant ist. Bei einem so ausgebildeten Strömungsverteiler ist es schwierig, die Strömungsgeschwindigkeit über die Länge des Schlitzes gleich zu halten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Strömungsverteiler der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welchem in vergleichsweise einfacher Weise eine gleiche Strömungsgeschwindigkeit über die Länge des Auslaßschlitzes erreichbar ist.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Länge der Verengungen sich übsr die Länge des Auslaßschlitzes verändert.

Hierdurch ist es möglich, die Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeil in dem Auslaßschlitz über dessen gesamte Breite auf gleiche Werte einzustellen.

Zweckmäßig ist die Länge der kürzesten Verengung wenigstens gleich dem halben Durchmesser der Speiseleitung. Hierdurch ist eine gleichmäßige Strömungsverteilung leichter erreichbar.

Wenn die Flüssigkeit eine Suspension ist, die suspendierte TeiLnen enthält (die Flüssigkeit kann zum Beispiel eine Beschichtungsmasse sein), ist es zweckmäßig, daß der Durchmesser der Verengungen wenigstens 6 mm, vorzugsweise wenigstens 8 mm, beträgt. Hierdurch können eine Verstopfung durch Ansammlung von Teilchen oder ähnliche Funktionsschwierigkeiten vermieden werden.

Zweckmäßig besitzt die Speiseleitung einen Durchmesser von wenigstens 0,1 m, vorzugsweise von wenigstens etwa 0,15 m. Bei einem so großen Durchmesser verbessern sich die notwendigen Bedingungen für eine laminare Strömung, und damit wird auch eine gleichmäßigere Verteilung der Strömungen durch die Verengungen erreicht.

In manchen Fällen ist es zweckmäßig, an das freie Ende der Speiseleitung eine Rückführleitung für einen Teil der Flüssigkeit anzuschließen, um so eine gleichförmige Strömungsgeschwindigkeit über die Länge des Auslaßschlitzes zu erleichtern.

In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung sind die Verengungen als Rohre ausgebildet, die sich in die Speiseleitung hineinerstrecken und vorzugsweise bis in die Nähe .'js Zentrums dieser Speiseleitung verlaufen. Hierdurch liegen die Einlasse zu den Verengungen an einer Stelle, an der die örtlichen Geschwindigkeitsgradienten für die Strömung durch die Speiseleitung ein Minimum sind und an der tiie Strömung am stetigstem und am geeignetsten ist, eine gleichförmige Strömungsgeschwindigkeit entlang der Länge des Auslaßschlitzes zu erhalten.

Vorzugsweise entsprechen die Längen der Verengungen der folgenden Formel:

Ä fA¹"** ΓΜ(ΐ+Λ/ιοο)-

) L

/νΓ*

M \DJ L 1 -Λ/100

wobei die verwendeten Bezeichnungen folgende Bedeutungen haben:

λ ist die gewählte maximale Länge der Verengungen,
L ist die Länge d<;s Auslaßschlitzes,

Λ/ ist die Ordnungszahl der Verengung, deren Länge zu berechnen ist,

M ist die Gesamtzahl der Verengungen in der Reihe,

d ist der Lochdurchmesser der Verengung, deren Länge zu berechnen ist,

D ist der Durchmesser der Speiseleitung, S * ist die Steigung der in einem doppelt logarithmischen Diagramm einer Geraden angenäherten Viskosi

tätskurve der Flüssigkeit mit der dynamischen Viskosität der Flüssigkeit als Ordinate und der Schuhgröße der Flüssigkeit als Abszisse,

der Speiseleitung,

k ist eine empirisch bestimmte Konstante mit einem Wert zwischen 0 und 1, der sich 0 nähert, wenn - ausgehend von der Wand der Leitung - die Lagen der Einlasse der Verengungen sich dem Zentrum der Speiseleitung nähern,

/ ist die ideale Länge der Verengung mit der Ordnungsnummer N,

und wobei mehrere in der Reihe aufeinanderfolgende Verengungen mit im wesentlichen gleicher idealer

Länge alle mit gleicher Länge herstellbar sind. Eine Anpassung der Länge der Verengungen an diese Formel

erleichtert die Erreichung einer gleichförmigen Strömungsgeschwindigkeit über die Länge des Auslaßschlitzes beträchtlich, insbesondere dann, wenn die Flüssigkeit eine Nicht-Newtonsche-Flüssigkeit ist.

In Bezug auf die Klassifikation von Nicht-Newtonschen-Flüssigkeiten und die Strömung dieser Flüssigkeiten

Jn in Rohren und Leitungen wird hingewiesen auf Wilkinson. W. L.. »Non-Newtonian-Fluids«. London (Oxford. New York, Paris) 196fJ, Seiten 1 bis 19 und 50 bis 92.

Die Erfindung kann auf einer Anzahl verschiedener Gebiete angewendet werden, z. B. zum Strangpressen einer Bahn aus polymerem Material aus einem Schlitz (Seiten 86 bis 92 in der genannten Veröffentlichung von Wilkinson) oder zur Beschichtung oder zur Oberflächenleimung einer Papierbahn. Die Hauptvorteile treten aber auf bei der Beschichtung von Papierbahnen mit einer Beschichtungsmasse. Eine solche Beschichtungsmasse ist in der Regel bezüglich der Fließeigenschaft ein Nicht-Newtonsches Medium mit vorherrschend pseudoplastischen Eigenschaften, so daß - wenigstens in dem laminaren Bereich - die Viskosität der Flüssigkeit mit zunehmender Schubgröße (rate of shear) der Flüssigkeit abnimmt. Bisher hat es diese Eigenschaft sehr erschwert, eine annehmbar gleichförmige Strömung aus dem Auslaßschlitz eines; Düsen-Auftragwerkes zur

JO Beschichtung von Bahnen aus verschiedenen Materialien zu erhalten.

Die Erfindung ist im folgenden anhand der Zeichnung an Ausfuhrungsbeispielen näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. ί eine schematische Seitenansicht einer Beschichtungsstation mit einem Düsen-Auftragswerk bei welcher eine bevorzugte Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwendet ist,

Fig. 2 einen Querschnitt des Düsen-Auftragswerkes,

Fig. 3 einen Längsschnitt des Düsen-Auftragswerkes, entlang der Linie Ul-IH in Fig. 2 und Fig. 4 ein Viskositäts-Diagramni für ein Nicht-Newtonsches Medium, einer Beschichtungsmasse, welches zeigt, wie sich die dynamische Viskosität μ mit der Schubgröße (rate of shear) γ ändert. In der in Fig. 1 gezeigten Beschichtungsstation wird eine laufende Papierbahn 3,die durch eine Stützwalze 1 gehalten wird, mit einer Beschichtungsmasse S beschichtet, die auf die Bahn mit Hilfe eines Düsen-Auftragswerkes 7 aufgebracht wird. Die Beschichtungsmasse ist ein Brei zur Beschichtung von Papier oder Pappe, der Pigment in einer Lösung aus Bindemittel und möglicherweise Farbstoff sowie Dispersionsmittel, einem die Viskosität steuernden Mitlei usw. enthält und der - zumindest mit einem geringen Pigmentgehalt - als Nicht-Newtonsches Medium pseudoplastischer Art bezeichnet werden kann, bei welchem die dynamische Viskosität// mit größer werdender Schubgröße y abnimmt.

Die Beschichtungsmasse 5 wird auf einem Behälter 9 durch eine Pumpe 13 über eine Speiseleitung 11 dem Düsen- Auftragswerk 7 zugeführt. Die Pumpe 13 ist zweckmäßig so ausgebildet, daß sie eine konstante aber einstellbare Strömungsgeschwindigkeit erzeugen kann. Beispielsweise ist sie eine Mono-Pumpe. Eine MonoPumpe ist eine positive Verdrängungspumpe mit einem nachgiebig verformbaren Stator, der wie eine doppelte

so innere Schraube geformt ist, und mit einem einzigen schraubenförmigen Drehkolben, der in dem Stator mit einer leicht exzentrischen Bewegung wandert. Eine Rückfuhrleitung 15 für die Beschichtungsmasse führt von dem Düsen-Auftragswerk 7 zurück zum Gefäß 9. Das Düsen-Auftragswerk 7 ist in einem Vakuumgehäu^e 17 eingeschlossen, die teilweise zu der von der Stützwalze 1 gehaltenen Bahn 3 hin offen ist. Ein Vakuumgebläse 19 oder eine ähnliche Vorrichtung zur Erzeugung eines Vakuums der erforderlichen mittleren Größe ist mit der Innenseite des Gehäuses 17 durch eine Leitung 21 verbunden. Ein oberer Teil einer Rückwand des Gehäuses 17 - Bewegungsrichtung der Bahn 3 gesehen - ist als Schwenkblatt 23 ausgebildet, das die Schicht, die durch das Düsen-Auftragswerk 7 aufgebrachte Beschichtung glättet und eine übermäßige Beschichtung abschabt. Eine solche überschüssige Beschichtung kann in den Bodenteil des Gehäuses 17 laufen, von wo es durch eine Leitung 25 in den Behälter 9 zurückgebracht wird.

Das Düsen-Auftragswerk 7 ist mit weiteren Einzelheiten in den Fig. 2 und 3 dargestellt. In dem gezeigten Ausführungsbeispiei enthält sie zwei verhältnismäßig große Leitungen, eine Bodenleitung 27 und eine obere Leitung 29, die gleichen Durchmesser haben und die mit geringem Abstand voneinander quer zur Breite der Bahn 3 und parallel zueinander und zu der Stützwalze 1 verlaufen. Das Bodenrohr oder untere Rohr 27 ist mit einem Ende mit der Zuführleitung 1! für die Beschichtungsmasse verbunden oder besteht mit diesem Teil der Leitung aus einem Stück. Das andere Ende der Leitung 27 ist durch eine Querverbindung 31 mit dem benachbartem Ende der oberen Leitung 29 verbunden, an deren anderes Ende die Rückführleitung 15 mit einem Regelventil 33 zur Einstellung einer gewählten Rückführströmung angeschlossen ist. Das Düsen-Auftragswerk 7 enthält auch einen langgestreckten Tauchkopf, der oberhalb der oberen

->U

Leitung 29 angeordnet ist. Der Tauchkopf enthält folgende Teile:

eine Grundplatte 35, eine vordere Kanlenleistc 37, die in Bezug auf die Bewegungsrichtung der Bahn 3 nach rückwärts geneigt ist und kurz vor der Fläche der Stützwalze 1 endet, ein Blatt 39, das noch weiter nach rückwärts geneigt ist und das weniger als I mm vor der Stützwalze 1 endet, eine Grundleiste 41, die an der Grundplatte befestigt ist, eine vordere Klemmleiste 43 und eine rückwärtige Klemmleiste 45, die an der Grundleiste 41 befestigt sind und das Blatt 39 zwischen sich einklemmen, und zwei Endverschlüsse 46, von denen einer gezeigt ist, und eine Belastungsleiste 47. Eine der Schmalseiten dieser Leiste 47 ist am oberen Ende der Grundleiste 41 befestigt, und es ist ihre andere Schmalseite abgeschrägt, und sie berührt den Boden des Blattes 39 in der Nähe der Kan'.c der freien Längsseite. In einigem Abstand von der Bodenschmalseite der Leiste 47 ist eine verhältnismäßig tief.: Nut in einer der Breitseiten dieser Leiste vorgesehen, die sich in Richtung ihrer Länge erstreckt. Es sind auch mehrere vertikale Schlitze vorgesehen, die sich von der abgeschrägten Schmalseite nach unten zur Bodenkante der Nut erstrecken, so daß die Bliitt-Belastungsleiste 47 in verschiedenen Zungen unterteilt ist, die im Bereich der Nut mit Hilfe von nichtdargestcllten Stellschrauben unabhängig voneinander leicht gebogen werden können. Diese Stellschrauben erstrecken sich in die rückwärtige Klemmleiste 45 und sind dazu vorgesehen, das Spiel des Blattes 39 zu der von der Stützwalze 11 getragenen Bahn einzustellen.

Die Grundplatte 35, die Grundleiste 41 und der Boden der vorderen Klemmleiste 43 schließen zwischen sich eine Ablcnkkammer49 ein, die mit dem Auslaßschlitz 53 der Tauch-Auftragsvorrichtung übereine Öffnung 51 in Verbindung steht, die zwischen der Grundplatte 35 und der vorderen Klemmleiste 43 gebildet ist, wobei der Auslaßschlitz 53 zwischen der Rückseite der vorderen Klemmleiste 37 und dem Oberteil der vorderer) Klemmleiste 43 und (!cm Blatt 39 gebildet ist und in Stromungsrichtung auseinanderläuft, der aber über seine Länge quer zur Bewegungsrichtung der Bahn 3 eine konstante Breite hat.

Das innere der oberen Leitung 29 bildet eine Einlaßleitung für die Flüssigkeit oder die Beschichtungsmasse 5, und es erstreckt sich diese Leitung im wesentlichen parallel zum Auslaßschlitz 53. Die Einlaßleitung 29 ist mit dem Auslaßschlitz 53 durch mehrere Verengungen 55 verbunden, die in einer Reihe angeordnet sind. Die Verengungen sind parallel miteinander verbunden und gleichmäßig über die Länge der Leitung 29 verteilt angeord- 2s net. Diese Verengungen, die, wie dargestellt, in die Ablenkkammer 49 münden sind ausreichend nahe beieinander angeordnet, so daß örtliche Geschwindigkeitsgradienten vermieden werden, die durch die Verengungen hervorgerufen werden und die nach einer Strömungsrichtungsänderung in der Ablenkkammer 49 und an der Öffnung 51 verbleiben könnten und die eine unannehmbare Ungleichförmigkeit in der von dem Auslaßschlitz 53 ausgehenden Strömung ergeben könnten. Ferner sind die Verengungen 55 so ausgebildet und proportioniert, daß der Druckabfall über die Reihe von Verengungen größer ist als der Druckabfall über der Einlaßleitung 29 und gr.ßer als der Druckabfall über dem nach abwärts gerichteten Strömungsweg der Verengungen 55.

Gemäß der Erfindung sind die Verengungen 55 langgestreckt, und sie haben über eine Länge / einen konstanten Bohrungsdurchmesser, wobei die Länge mehrmals größer ist als der Bohrungsdurchmesser. In dem bevorzugtem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 2 und 3 bestehen die Verengungen aus Rohren 55, die sich von der Grundplatte 35 aus bis in die Nähe des Zentrums der Einlaßleitung 29 erstrecken. Um eine glatte und stetige Strömung zu erhalten, ist es zweckmäßig, daß turbulente Bedingungen in der Leitung 29 vermieden werden. Ein geeigneter Durchmesser D fur die Einlaßleitung 29 ist deshalb wenigstens etwa 0,1 Meter, vorzugsweise wenigstens etwa 0,15 Meter. Dies bedeutet, daß den Verengungen 55 ohne Nachteile eine beträchtliche Länge in Bezug auf ihren Bohrungsdurchmesser gegeben werden kann. Während die Länge / der kürzesten Verengung zweckmäßig wenigstens gleich der halben Größe (D/2) der Einlaßleitung 29 in Längsrichtung der Verengungen ist, sollte der Bohrungsdurchmesser d der Verengungen 55 wenigstens etwa 6 mm, vorzugsweise wenigstens etwa 8 mm, wenigstens dann betragen, wenn die Flüssigkeit eine Suspension, wie z. B. eine Beschichtungsmasse, ist, um nicht nur eine Verstopfung, sondern auch die Störungen, die mit der Anfangsstufe einer vollständigen Stauung verbunden sind, zu vermeiden.

Es hat sich gezeigt, daß es von besonderem Vorteil ist, die längen der Verengungen 55 entsprechend der folgenden Formel zu wählen:

*ϊ

M \Dj I 1 -Ä/100 '

wobei die verwendeten Bezeichnungen folgende Bedeutungen haben:

λ ist die gewählte maximale Länge der Verengungen 55,

L ist die Länge des Auslaßschlitzes 53, W ist die Ordnungszahl der Verengung 55, deren Länge zu berechnen ist, M ist die Gesamtzahl der Verengungen 55 in der Reihe,

d ist der Lochdurchmesser der Verengung 55, deren Länge zu berechnen ist,

D ist der Durchmesser der Einlaß- oder Speiseleitung 29,

b ist die Steigung der in einem doppelt logarithmischen Diagramm (s. Fig. 4) einer Geraden angenäherten Viskositätskurve der Flüssigkeit 5 mit der dynamischen Viskosität μ der Flüssigkeit 5 als Ordinate und der Schubgröße (rate of shear) der Flüssigkeit als Abszisse,

R ist die Rückführ-Strömungsgeschwindigkeit durch die Leitung 15 als Prozentsatz der Gesamt-Strömungsgeschwindigkeit in der Einlaßleitung 29,

k ist eine empirisch bestimmte Konstante mit einem Wert zwischen 0 und 1, der sich 0 nähert, wenn - ausgehend von der Wand der Leitung 29 - die Lagen der Einlasse der Verengungen 55 sich dem Zentrum der Speiseleitung 29 nähern.

to

I ist die ideale Länge der Verengung 55 mit der Ordnungszahl /V,

und wobei mehrere in der Reihe aufeinanderfolgende Verengungen mil τη wesentlichen gleicher idealer Länge alle gleicher Länge herstellbar sind.

Viskositätskurven der in Fig. 4 gezeigten Art müssen für jede Flüssigkeit hergestellt werden, für die die Neigung bestimmt werden muß. Die in F i g. 4 gezeigte Viskositätskurve bezieht sich auf eine Beschichtungsmasse mit einer dynamischen Viskosität von 1,216 Ns/m² bei einer Schubgröße von Is"¹ und mit einer Neigung von -0,5. Wenn außerdem / = 90 mm; L - 2 m,M= 66 (der Abstand zwischen den Verengungen ist dann 30,3 mm), d = 8 mm, D = 0,1 m, R = 0% und A = 0, werden die folgenden Beziehungen zwischen N und / erhalten:

,V	/ (mm)
1	89,6
4	88,3
7	87,1
10	85.9
13	84,8
16	83,8
19	82,9
22	82,0
25	81,2
28	80,5
31	79,9
34	79,5
37	79,1
40	78.8
43	78,7
46	78,7
49	78,9
52	79,3
55	80,0
58	81.0
61	82,5
64	85.0

Wie ersichtlich, nimmt die Länge / der Verengung von einem Ausgangswert allmählich ab bis zu einem Mini-

malwert, der erreicht ist, wenn etwa zwei Drittel der Anzahl von Verengungen vorbei sind. Dann nimmt die | Länge / aiimäniich auf einen Endwen zu, der niedriger liegt als der Anfangswert. Wenn die Steigung b von ihrem obengenannten negativen Wert gegen 0 zunimmt, verringert sich die Längendifferenz zwischen der längsten und der kürzesten Verengung. Je mehr b negativ ist, umso mehr verschiebt sich die Lage der kürzesten Verengung in Richtung auf die letzte Verengung in der Reihe in Richtung der Strömung. Ein Anstieg der Rückführ-Strömungsgeschwindigkeit ergibt eine entsprechende Verschiebung der Lage der kürzesten Verengung. Eine hohe Rückruhr-Strömungsgeschwindigkeit zusammen mit einem ausgesprochen negativen Wert der Steigung b kann dazu führen, daß die letzte Verengung in der Reihe auch die kürzeste ist.

Die Steigung b ist negativ für pseudoplastische Medien, Null für Newtonsche Medien - d. h. die Viskosität ist unabhängig von der Schubgröße γ - und positiv für dilatante Medien.

Die Abweichung der Viskositätskurve in Fig. 4 von einer geraden Linie bei hohen Schubgrößen hängt wahrscheinlich ab von einem Übergang von einer laminaren zu einer beginnenden turbulenten Strömung, wie eine

Orientierung der Kettenmoleküle des Mediums in Strömungsrichtung.

Die Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern sie kann innerhalb des Schutzbereiches der Ansprüche abgewandelt werden. In manchen Fällen - z. B. wenn die Flüssigkeit anstatt pseudoplastisch zu sein und eine Newtonsche Flüssigkeit ist und deshalb ein ausgeprägteres Geschwincligkeitsprofil hat - kann es zweckmäßig sein, daß sich alle Verengungen 55 genau bis zum Zentrum der Speiseleitung 29 erstrecken, wobei sie dann verschiedene Längen in die Ablenkkammer 49 hinein vorspringen.

Ferner ist es möglich, daß anstelle von Verengungen in Form von Rohren, wie dargestellt, die Verengungen als Reihen in geeigneter Weise hergestellte Bohrungen in einer Stange mit sich entlang ihrer Länge verändernder Dicke ausgebildet sind. Wahlweise kann die Stange eine konstante Dicke besitzen, und es sind die Bohrungen abgestufte Bohrungen anstatt Bohrungen mit einem Durchmesser, der sich von einem Wert zum anderen vergrößert, wenn die beabsichtigte Länge der Bohrung erreicht worden ist. Wenn optimale Strömungsbedingungen in der Zuführungsleitung 29 angestrebt werden, sollten die untere Leitung 27 und die Querverbindung31 durch einen Eingangstrom ersetzt werden, der unmittelbar vor der ersten Verengung in der Reihe liegt. Dieser Eingangsstrom soll gerade und koaxial zur Speiseleitung 29 sein und einen konstanten Durchmesser haben, und zwar den gleichen Durchmesser wie die Leitung 29. Außerdem soll er eine ausreichende Länge haben, um es zu ermöglichen, daß ein für die Flüssigkeit normales Geschwindigkeitsprofil vor der ersten Verengung gebildet wird. Außerdem können, wenn gewünscht, der Saugkasten 17 und das Vakuumgebläse 19, die Leitung 21 und das

Schwenkblatt 23 durch ein übliches getrenntes Blatt mit einer üblichen Belastungsvorrichtung zusammen mit einem Loch zur Ansammlung abgeschabter überschüssiger Beschichtung ersetzt werden. Es ist in bekannter Weise auch möglich, das Blatt gegen eine drehbare Schabe.stange auszutauschen.

Es ist leicht ersichtlich, daß die obenbeschriebene Erfindung nicht nur für Düsen-Auftragswerke zur Beschichtung oder für andere Oberflächenanwendungen, z. B. Oberilächenlcimung von Papierbahnen um! ahn- s liehen Bahnen aus irgendeinem Material verwendet werden kann, sondern auch für andere Vorrichtungen zur Erzeugung eines ausfließenden Flüssigkeitslllms aus einem Auslaßschlitz mit über seine Länge konstanter Breite, wobei die Aufiragsgeschwindigkeit über die Länge des Schlitzes im wesentlichen konstant ist, z. B. für Vorrichtungen zur Erzeugung einer bahnförmigen Beschichtung aus polymerem Material durch Strangpressen einer polymeren Schmelze. io

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Strömungsverteiler zur Erzeugung eines von einem langgestreckten Ausiaßschlitz mit entlang dessen Länge im wesentlichen konstanter Breite ausgehenden, über die Länge des Schlitzes nicht im wesentlichen gleicher Geschwindigkeit strömenden Flüssigkeitsfilms mit einer sich im wesentlichen parallel zum Schlitz erstreckenden Speiseleitung für die Flüssigkeit mit mehreren, eine Verbindung zwischen der Leitung und dem Schlitz herstellenden Verengungen, die in einer Reihe parallel miteinander verbunden und über die Länge der Speiseleitung mit gleichen Abständen verteilt angeordnet sind und die ausreichend nahe beieinander liegen, so daß örtliche Geschwindigkeitsgradienten vermieden werden, die von den Verengungen ausgehen und die nach einer möglichen Ablenkung der Strömungsrichtung zwischen den Verengungen und dem Auslaßschlitz verbleiben könnten und die eine unzulässige Ungleichförmigkeit in der Strömung vom Ausiaßschlitz erzeugen, wobei die Verengungen so dimensioniert sind, daß ein Druckabfall über cijr Reihe von Verengungen größer ist als ein Druckabfall über der Speiseleitung und größer als ein Druckabfall über dem Schlitz, und mit einer Vorrichtung zur Zufuhrung der Flüssigkeit mit konstanter aber einstellbarer Strö mungsgeschwindigkeit zur Speiseleitung, wobei die Verengungen langgestreckt ausgebildet sind und einen Bohrungsdurchmesser aufweisen, der über eine Länge, die mehrmals größer ist ais der Bohrungsdurchmesser konstant ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge (/) der Verengungen (55) sich über die Länge (L) des Auslaßschlitzes (53) verändert.

2. Strömungsverteiler nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge (/) der kürzesten Verengung (55) wenigstens gleich dem halben Durchmesser (D) der Speiseleitung (29) ist.

3. Strömungsverteiler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser (d) der Verengungen (55) wenigstens 6 mm, vorzugsweise wenigstens S mm, beträgt.

4. SfOmungsverteiler nach einem der Ansprüche 1 -3, dadurch gekennzeichnet, daß die Speiseleitung (29) einen Durchmesser (D) von wenigstens O₄I m, vorzugsweise von wenigstens etwa Ü,!5 m, besitzt.

5. Strömungsverteiler nach einem der Ansprüche 1 -4, dadurch gekennzeichnet, daß an das freie Ende der

Speiseleitung (29) eine Rückfuhrleitung (15) für einen Teil der Flüssigkeit angeschlossen ist. 6. Strömungsverteiler nach einem der Ansprüche 1 -5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verengungen als

Rohre (55) ausgebildet sind, die sich in die Speiseleitung (29) hineinerstrecken und vorzugsweise bis in die

Nähe des Zentrums dieser Speiseleitung (29) verlaufen. 7. Strömungsverteiler nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis -3, dadurch gekennzeichnet, daß die

Längen der Verengungen (55) im wesentlichen der folgenden Formel entsprechen

wobei die verwendeten Bezeichnungen folgende Bedeutungen haben: