Способ удаления смазочно-охлаждающей жидкости с поверхности движущейся полосы и устройство для его осуществления

 

Использование: в линиях прокатных цехов при прокатке и обработке полосы. Сущность изобретения: смазочно-охлаждающую жидкость удаляют с поверхности движущейся полосы путем создания с помощью вакуума на определенном участке ее поверхности потока отсасывающего воздуха, направление которого совпадает с направлением движения полосы, а скорость его превышает скорость движения полосы на 100-140 м/с. Устройство представляет корпус с полостью, ограниченной со стороны выхода полосы уплотняющим элементом скобообразной формы, размещенным ,в основании корпуса, а со стороны входа полосы отсекателем, установленным в корпусе с возможностью вертикального перемещения, а в самом корпусе выполнены наклонно расположенные каналы отвода воздуха. 2 с.п, флы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК.Ы, 1801037 А3 (505 В 21 В 45/02

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) =. ... é-"."Дя ..Ек Ю В1 . . кгтт, Ь ;: :" г .у! |;. ГХА т

К ПАТЕ НТУ (21) 4903047/27 (22) 18.01.91 (46) 07,03.93. Бюл. ¹ 9 (71) Государственный научно-исследовательский, проектный и конструкторский институт сплавов и обработки цветных металлов (72) Ю,Ф.Шевакин, А,М.Рытиков, И,Л.Вертлиб и Ю.И.Шанин (73) Государственный научно-исследовательский, проектный и конструкторский институт сплавов и обработки цветных металлов (56) Патент ФРГ

¹ 2844434, кл. В 21 В 45/02, 1980. (54) СПОСОБ УДАЛЕНИЯ СМАЗОЧНО-ОХЛАЖДАЮЩЕЙ ЖИДКОСТИ С ПОВЕРХНОСТИ ДВИЖУЩЕЙСЯ ПОЛОСЫ И

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к области обработки материалов, в частности к способу и устройству для удаления смазочно-охлаждающей жидкости с поверхности движущейся полосы (ленты), и может быть использовано в узлах отделки поверхностей, встроенных в прокатные станы, в устройства для формовки длинномерных изделий, в линиях для термической обработки и в других агрегатах аналогичного назначения, а также — в качестве самостоятельной операции в различных отраслях промышленности, преимущественно в металлургии, машиностроении, химии.

Целью изобретения является повышение эффективности удаления смазочно-ох(57) Использование: в линиях прокатных цехов при прокатке и обработке полосы. Сущность изобретения; смазочно-охлаждающую жидкость удаляют с поверхности движущейся полосы путем создания с помощью вакуума на определенном участке ее поверхности потока отсасывающего воздуха, направление которого совпадает с направлением движения полосы, а скорость его превышает скорость движения полосы на 100-140 м/с, Устройство представляет корпус с.полостью, ограниченной со стороны выхода полосы уплотняющим элементом скобооб.раэной формы, размещенным,в основании корпуса, а со стороны входа полосы отсекателем, установленным в корпусе с возможностью вертикального перемещения, а в самом корпусе выполнены наклонно расположенные каналы отвода воздуха. 2 c,ï, флы,3ил, лаждающей жидкости с поверхности металлических лент и полос. С)

Для достижения поставленной цели разработан способ удаления смазочно-ох- ( лаждающей жидкости с поверхности движу- () щейся полосы, включающии создание с н помощью вакуума на определенном участке поверхности полосы потока отсасывающего воздуха. в котором поток отсасывающего Сяй воздуха создают в направлении движения полосы, причем скорость потока отсасывающего воздуха превышает скорость движения полосы на величину в пределах 100 — 140 м/с, Для осуществления предлагаемого способа разработано устройство, включающее

1801037 отсасывающий узел с каналами отвода воздуха и элементом уплотнения, в котором отсасывающий узел выполнен в виде корпуса с полостью, образующей с полосой камеру вакуумирования, ограниченную со стороны выхода полосы уплотняющим элементом скобообразной формы, размещенным в основании корпуса, а со стороны входа полосы — отсекателем, установленным в корпусе с возможностью вертикального перемещения и снабженным в нижней части расширяющимся кверху элементом трапецеидального сечения, выполненным из упругого материала, а каналы отвода воздуха расположены в корпусе наклонно к его основанию.

Проведенные исследования показали, что решающее влияние на.общую эффектив.ность удаления смазочно-охлаждающих жидкостей с поверхности полосы (степень и равномерность удаления по ширине) оказывают интенсивность и время протекания процесса турбулентного отрыва воздухом частиц жидкости (от поверхностного слоя), происходящего в зоне отрыва.

С увеличением скорости потока отсасывающего воздуха степень его турбулентности (в частности,,в зоне отрыва) и, следовательно, его способность отрывать от сплошного поверхностного слоя частицы жидкости повышается. При одинаковых скоростях движения воздуха наибольшая эффективность процесса будет достигнута в том случае, когда время процесса в зоне отрыва окажется большим, В этой связи при соответственно одинаковых скоростях движения потока отсасывающего воздуха и одинаковых скоростях движения обрабатываемой полосы для случая совпадающих направлений их двин<ения время взаимодействия в зоне отрыва оказывается большим, чем в случае противоположных направлений перемещения воздуха и полосы, что обусловливает более высокую эффективность удаления смазочно-охлаждающей жидкости по предлагаемому способу, С увеличением скорости потока отсасывающего воздуха влияние роста интенсивности турбулентности ослабляется, придавая все большее значение времени процесса.

Использование предлагаемого совпадающего направления движения потока отсасывающего воздуха и полосы помимо повышения степени удаления смазочно-охлаждающей жидкости с поверхности полосы (эффективности процесса) позволяет получить дополнительный эффект за счет одновременного повышения равномерности удаления жидкости по ширине обрабаь тываемого материала, Как показали проведенные исследования, в диапазоне предус мотренных предлагаемым способом превышений. скоростей потока отсасывающего воздуха над скоростью движения полосы происходит определенное выравнивание количества оставшейся на полосе жидкости по отношению к неодинаковому исходному. Исследования показали, "0 что применительно к имеющимся на практике исходным количествам смазочно-охлаждающей жидкости на поверхности полос и требуемым ее конечным количествам после удаления, более толстый слой жидкости уда"5 ляется с помощью предложенного способа интенсивнее, чем тонкий. В.этой связи реализация.предложенного способа за счет более интенсивного удаления жидкости в зонах на поверхности полосы с большей исходной толщиной и определенного выравнивания конечного количества жидкости на поверхности материала позволяет повысить равномерность ее удаления по ширине обрабатываемых полос.

В табл, 1 показано влияние направления движения воздуха по отношению к направлению движения полосы (превышение скорости потока отсасывающего воздуха над скоростью движения полосы составляет

30 110 м/C), Количество оставшейся смазочно-охлаждающей жидкости, составляющее менее

2 / от исходного, позволяет получить практически сухую полосу, не дающую следов

35 жира или влаги на фильтровальной,бумаге, приложенной к поверхности, Дальнейшее увеличение величины превышения скорости потока отсасывающего воздуха приводит к дальнейшему постепен40 ному снижению количества оставшейся на полосе смазочно-охлаждающей жидкости до величины = 1 / от исходного. Однако . расход воздуха и энергозатраты на процесс при этом существенно увеличиваются.

45 .Если скорость потока отсасывающего воздуха превышает скорость движения полосы на величину менее 100 м/с, то остаточное количество жидкости заметно увеличивается.

В табл, 2 показано влияние величины превышения скорости потока отсасываю.щега воздуха над скоростью движения полосы (в зоне отрыва) на качество удаления смазочно-охлаждающей жидкости с поверх55 ности полосы.

В табл. 3 приведены конкретные примеры использования заявленного способа.

Пример 1. Ленту из латуни Л63 размером 150 к 0,3 мм протягивали через устройство для удаления смазочно-охлаж1801037 масло индустриальное — 20, С помощью устройства было достигнуто превышение ско- 5 рости потока отсасывающего воздуха 100 м/с; направление движения ленты и отсасывающего воздуха совпадало. Результаты обработки приведены в табл. 3.

Пример 2. Ленту из нейзильбера 10

20 с

40

50 териала.

55 дающей жидкости со скоростью 20 м/мин.

На поверхности ленты присутствовало в качестве смазочно-охлаждающей жидкости

МНЦ 15 — 20 размером 150 0,15 мм протягивали через устройство для удаления смазочно-охлаждающей жидкости со скоростью 25 1й/мин. На поверхности ленты в качестве смазочно-охлаждающей жидкости присутствовал велосит, С помощью устройства было достигнуто превышение скорости потока отсасывающего воздуха 120 м/с; направление движения ленты и отсасывающего воздуха совпадало, Результаты обработки приведены в табл. 3, Пример 3. Ленту из никеля НП-2 размером 150 к 0,25 мм протягивали через устройство для удаления смазочно-охлаждающей жидкости со скоростью 20 мlмин.

На поверхности Ренты в качестве смазочноохлаждающей жидкости присутствовал укринол. Превышение скорости потока отсасывающего воздуха составляло 140 м/с, направление движения отсасывающего воздуха и ленты совпадало. Результаты обработки приведены в табл. 3, Реализация заявленного способа может быть осуществлена с помощью устройства для непрерывного удаления смазочно-охлаждающей жидкости.

Выполнение отсасывающего узла устройства в.заявленном виде позволяет осуществить равномерный по ширине вход потока ртсасывающего воздуха, а также возможность обработки лент и полос различной ширины, не заботясь о достаточно точной центровке ленты (полосы) по оси устройства. Отклонение оси полосы от осевой линии устройства практически не изменит условий удаления смазочно-охлаждающей жидкости и позволит добиться равномерного остаточного ее количества по ширине маКроме того, наличие размещенного в основании корпуса уплотняющего элемента скобообразной формы. позволяет обеспечить односторонний подвод отсасывающего воздуха, исключить неэффективные его подсосы и наряду с повышением качества удаления жидкости дает воэможность сократить расход воздуха и энергетические . затраты на процесс.

Такое же воздействие оказывает подвижный отсекатель. Он является основным и единственным регулирующим органом устройства, определяя своим положением требуемый расход и скорость отсасывающесо воздуха (и, следовательно, эффективность процесса). Нижняя часть отсекателя, выполненная иэ упругого материала и имеющая расширяющееся кверху трапецеидальное сечение, определяет условия входа в зону отрыва и выхода из нее отсасывающего воздуха, что также непосредственно отражается на повышении эффективности удаления жидкости, равномерности по ширине и снижении энергетических затрат на, процесс.

Выходящий из зоны отрыва воздух с уносимыми им частицами смазочно-охлаждающей жидкости должен быть с возможно меньшими потерями удален из отсасывающего узла. Равномерному удалению такой гетерогенной смеси служит выходной профиль нижней части отсекателя, а также — расположенный за ним участок корпуса с полостью. Здесь в смеси происходит дополнительное поперечное выравнивание концентрации частиц жидкости и давления, благодаря которым не происходит выпадения частиц жидкости на ленту. Или полосу (после отсекателя); воздух с жидкостью через расположенные под углом к основанию корпуса (не параллельно плоскости ленты или полосы) отводящие каналы равномерно отводится от отсасывающего узла, Испытания показали, что принятые в предложенном устройстве меры по обеспечению равномерности распределения остаточного количества смазочно-охлаждающей жидкости по ширине лент и полос позволили уменьшить неравномерность в 2 — 2,5 раза.

На фиг;1 представлен поперечный разрез заявленного устройства; на фиг. 2 — узел

1 на фиг, 1; на фиг. 3 — устройство в плане.

Устройство состоит из корпуса 1 с полостью, в основании которого размещен уплотняющий элемент 2 скобообраэной формы, выполненный из упругого материала, В корпусе 1 установлен с возможностью вертикального перемещения отсекатель 3, снабженный в нижней части элементом 4 из упругого материала.

Основание 5 элемента 4 имеет расширяющееся кверху трапецеидальное сечение.

Углы наклона боковых поверхностей основания 5 (боковых сторон трапеции) к горизонтальной плоскости, параллельной движущейся ленте или полосе, должн ы быть каждый «90 . На участке б корпуса 1, расположенном между уплотняющим элемен1801037 том 2 и отсекателем 3, выполнена полость, кроме того,в корпусе на этом участке размещен отводящий канал 7 под углом к основанию корпуса, Угол наклона отводящего канала к основанию корпуса должен быть 5

< 90о

Отводящий канал 7 может быть выполнен ввиде одной щели,,проходящей по всей ширине участка 6 корпуса 1, или в виде нескольких прямоугольных или круглых от- 10 . верстий, расположенных равномерно по ширине этого участка. Отсасывающий канал или каналы 7 соединены с отводящим. патрубком или патрубками 8. Корпус устройства крепится с помощью фиксирующих узлов 15

9 на соответствующих опорах (не показано}, Предложенное устройство работает следующим образом.

Устройство размещают поперек полосы (ленты) 10 с одной или с обеих сторон таким 20 образом, чтобы направление движения отсасывающего воздуха. совпадало с направлением движения полосы (ленты).

Уплотняющий элемент 2 должен прилегать (касаться) к поверхности полосы. После ус- 25 тановки .устройства производят регулировку положения отсекателя 3;

Величина щели 11 определяется требу-. емой скоростью отсасывающего воздуха, удельным количеством смазочно-охлажда- 30 ющей жидкости на ленте, требуемым конечным ее количеством и физико-химическими свойствами смазочно-охлаждающей жидкости.

При размещении устройства указанным 35 образом между ним и полосой (лентой) 10 образуется камера 12, в которую через щель

11, образованную основанием 5 и полосой

10, поступает поток воздуха, Щель 11 образует зону отрыва частичек 40 смазочно-охлаждающей жидкости, При протягивании ленты (полосы) через устройство в камеру 12 через щель 11 путем создания вакуума поступает поток отсасывающего воздуха под углом менее 90, По- 45 ток воздуха движется через щель параллельно поверхности полосы (ленты) с превышением скорости относительно полосы 100 — 140 м/с и отрывает частички смазочно-охлаждающей жидкости от поверхности 50 (ленты) полосы, В камере 12 за счет некоторого падения скорости потока воздуха, несущего взвешенные частички смазочно-охлаждающей жидкости, происходит выравнивание дэвле- 55 ния и скорости воздуха по ширине камеры (и полосы), а затем — Через каналы 7 и патрубки 8 происходит удаление воздуха и выносимой им смазочно-охлаждающей жидкости в фильтры, отстойники и другие необходимые системы улавливания и очистки, требуемые конкретным технологическим процессом, Причем удаление потока воздуха с частичками смазочно-охлаждающей жидкости иэ зоны отрыва 11 через отсасывающий канал 7 происходит под углом менее 90".Показанный пунктиром на фиг. 3 уплотняющий элемент 2 обеспечивает устойчивое и равномерное по ширине ленты или полосы снятие смазочно-охлаждающей жидкости при отклонении их от продольной оси или изменении их ширины.

Предложенное устройство характеризуется простотой конструкции, не имеет множества регулировочных узлов, предусмотренных в прототипе для работы с полосами или лентами различной ширины, легко устанавливается в рабочее положение, простО и легко регулируется.

Формула изобретения

1. Способ удаления смазочно-охлаждающей жидкости с поверхности движующейся полосы, включающий создание с помощью вакуума на определенном участке поверхности полосы потока отсасывающего воздуха, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса удаления смазочно-охлаждающей жидкости, поток отсасывающего воздуха создают в направлении движения полосы; причем скорость потока отсасывающего воздуха превышает скорость движения полосы на величину в пределах 100 — 140 м/с.

2. Устройство для удаления смазочно-охлаждающей жидкости с поверхности движущейся полосы, включающее отсасывающий узел с каналами отвода воздуха и элементом уплотнения,отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности удаления смазочно-охлаждающей жидкости, отсасывающий узел выполнен в виде корпуса с полостью, образующей с полосой камеру вакуумирования, ограниченную со стороны выхода полосы уплотняющим элементом скобообразной формы, размещенным в основании корпуса, а со стороны входа полосы — отсекателем, установленным в корпусе с возможностью вертикального перемещения и снабженным в нижней части расширяющимся кверху элементом трапецеидального сечения, выполненным из упругого материала, а каналы отвода воздуха расположены в корпусе наклонно к его основанию.

1801037

Таблица 1

Отношение исходного количества жидкости к оставшемуся, .(раз) Количество жидкости на 1м пове хности полосы г/м г

Направление движения воздуха и полосы

Остаток после удаления

Исходное Направления движения воздуха и полосы совпадают

Направление движения воздуха и полосы противоположное

Таблица 2

Количество смазочно-охлаждающей жидкости на 1 м поверхности полосы г/м

Отношение исходного количества жидкбсти к оставшемуся, (раз) Относительное количество жидкости. оставшейся на поверхности полосы, Остаток после удаления

Исходное

Заявляемый способ

Известный способ

0,418

0,461

11,3

11,5

4,726

5,311

8;85

8,68

Ьеличина превышения скорости потока отсасывающего воздуха над скоростью движения полосы, мlс

160

4,542

4,122

5,162

5,841

6,984

6,644

7,021

6,45

6,131

4;583

3,772

3,97

4,74

4,615

4,517

4,029

4,65

0,422

0,289

0,194

0,111

0,121

0,095

0 031

0,095

0,094

0,057 0,072

0,054

0,449

0,369

0,65

0,376

0,54

67,8

65,2

80,4

52,5

73,5

10,50

12,5

6,94

10,7

8,16

10,76

14,26

26,6

52,6

57,7

69.9

77 1

Относительное количество жидкости,оставшейся на поверхности

ПОЛОСЫ, 1,47

1,53

1,24

1,9

1,36

9,47

7,99

14,3

9,33

11,6

9,29

7,01

3,75

1,90

1,73

1,42

1,29

1801037

Сортамент обработанных лент (размер), мм

Пример, N

Скорость движения полосы, мlмин (м/с) Тип смазочно-охлаждающей жидкости

Отношение исходного к-ва к оста вшемуся (раз) остаток после удалеления исходное

20(0,333) Масло индустриальное

-20

Велосит

100

Латунь

150х0,3

1,98

50,5

56,8

25(0,416)

20(0,333) 120

МНЦ15-20

150х0,15 Никель

Н П-2

150х0,25

6,252

0,11

1.75

66.7 .

140

Укринол

1,49

Величина превышения скорости потока отса.сывающего воздуха над ско ростью движения полосы, м/с

Количество смазочно-охлаждающей жидкости на 1 м поверхности, г/м

5,425 0,108

6,540 0,098

Таблица 3

Относительное к-во жидкости, оставшейся íà поверхности ленты после удале- ния, 1801037

Составитель И.Вертлиб

Техред М,Маргентал Корректор И.шмакова

Редактор А.Хорина

Заказ 1181 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, уп. Гагарина, 101