Vorrichtung zum Behandeln, insbesondere Trocknen, einer freischwebend geführten Materialbahn Zum Trocknen von. Materialbahnen, beispielsweise von laufenden Bändern aus Papier, Zellglas, Textilien und Kunststoffen;
. unter der Einwirkung gas- oder dampfförmiger Stoffe sind Hochleistungsdüsentrockner bekannt, mit denen durch kräftiges einseitiges Aufbla sen eines warmen Luftstromes- auf die beschichtete oder nasse horizontale Bahn durch intensive Wärme konvektion sehr, hohe Trocknungsleistungen erreicht werden.. Diese Trockner haben den .Nachteil, dass auf der umbeschichteten Bahnseite Stützwalzen oder ähn liche Vorrichtungen, angebracht sein müssen,
die leicht verschmutzen und dadurch die Bahn beschädigen kön nen.
Weiterhin sind vertikal. arbeitende Trockner be kannt, die heute grösstenteils dort Anwendung finden, wo beide Bahnseiten gleichzeitig beschichtet bzw. ge trocknet werden sollen.
Um ein Flattern und. damit ein Anschlagen der vertikal angeordneten Bahn an die Kanalwände zu. vermeiden, arbeiten diese Vertikal- trockner mit sehr weiten Kanälen und niedrigen Luftge schwindigkeiten, so dass ihre spezifischen Trocknungs leistungen entsprechend, gering sind.
Man hat auch schon für horizontal geführte Mate- rialbahnen sogenannte Schwebetrockner verwendet, die die Vorteile der Hochleistungsdüsentrockner - hohe spezifische Trockenleistung - und die der Vertikal trockner - gleichzeitige Behandlung beider Bahnseiten - vereinigen sollen.
Die Schwebetrockner halten die ein-- oder beidseitig beschichtete- oder feuchte Bahn durch eine bestimmte- Anordnung und Ausführung von Düsen in einem bestimmten Schwebezustand. Mechani sche Führungsteile werden hierbei im allgemeinen nicht verwendet, zumindest dann nicht, wenn die Luft= geschwindigkeiten in unmittelbarer Nähe der Bahn relativ klein sind. Bei kleinen Luftgeschwindigkeiten sind aber hohe Beaufschlagungsintensitäten nicht er reichbar. Auch sind bei: Anwendung kleiner Luftge schwindigkeiten häufig lange Trockneraggregate erfor derlich, was aufwendig und. kostspielig ist.
Die bekann ten Systeme weisen ausserdem meist sehr kompliziert gestaltete Luftdüsen, auf. Die Vorteile der intensiven Wärmekonvektion. werden somit durch- diese\ Nachteile zum grossen Teil wieder aufgehoben.
Aus der deutschen Auslegeschrift 1091074 ist beispielsweise eine Vorrichtung zur Behandlung von Materialbahnen bekannt, mit der eine gewisse freie Schwebung der Bahnen, in der Behandlungszone zu er reichen ist. Hierzu sind in den Abströmbereichen für das Behandlungsmedium Staukörper angeordnet, auf denen Gasdruckpolster ausgebildet werden.
Der Nachteil dieser Vorrichtungen besteht im wesentlichen. darin, däss durch die Staukörper die Abströrnkanäle stark verengt werden, so dass ein rasches Abströmen des Be handlungsmediums nach dem Beaufschlagen der Mate rialbahn nicht erfolgen kann. Der Effekt des raschen Abströmens ist jedoch für hohe Beaufschlagungslei stungen, d. h. hohe Strömungsgeschwindigkeiten und damit die erwünschte hohe Tragleistung unibedingt er= forderlich.
In der deutschen Patentschrift 975 243 ist eine Vor richtung beschrieben, die mit sogenannten Schwebedü sen arbeitet. Diese Düsen sind ausgesprochene Diffu sordüsen, bei denen sich der Querschnitt eines Strahles sofort nach Austritt aus der Düse erweitert. Die Ge schwindigkeit des Strahles wird hierdurch erheblich verringert, so dass sich gegenüber. der aufgewendeten Energie nur eine äusserst geringe Beaufschlagungslei stung und damit Trockenwirkung ergibt.
Aus der französischen Patentschrift 1187 810 ist wei terhin eine Vorrichtung bekannt; bei der mit erheb" lichem technischen Aufwand nur eine ungenügende Tragwirkung erzielt wird. Bei der Vorrichtung wird mittels einer Spaltdüse ein Strahl erzeugt, der aufgrund seiner Injektorwirkung in der Umgebung der eingebau ten Umströmungskörper einen gewissen Unterdruck er zeugt;
wodurch ein Teil des- abströmenden Mediums um die Umströmungskörper geführt wird und somit der Strahl der Spaltdüse volumenmässig verstärkt wird. Es tritt hierbei in Höhe der Fluchtlinie der Umsträ= mungskörper nur ein einziger Strahl aus;
der senkrecht auf die Materialbahn gerichtet ist, so dass sich nur eine punktförmige und damit geringe und wenig stabile Tragwirkung ergibt. Die zusätzlichen Nachteile, die sich durch die Verengung der Abströmbereiche erge ben, wurden bereits weiter oben bei der deutschen, Auslegeschrift<B>1091</B>074 dargelegt.
Die schweizerische Patentschrift 277 263 beschreibt eine Vorrichtung zum Behandeln von Materialbahnen mittels Lochdüsen. Diese Vorrichtung eignet sich zwar beispielsweise zum Trocknen des Materials, zu einer freischwebenden Führung ist diese Düsenanordnung jedoch ungeeignet, da das Behandlungsmedlum nicht gerichtet sondern diffus austritt, so dass sich eine defi nierte Tragwirkung nicht ergeben kann.
Bei der aus der französischen Patentschrift<B>1098 271</B> bekannten Vorrichtung wird eine divergierende Strah lenanordnung verwendet. Infolge der Divergenz ist die Tragwirkung ungenügend und schwer kontrollierbar, da in den Räumen zwischen, den Düsenöffnungen und den sich nicht unmittelbar an diese anschliessenden Ableitungskanälen ein Rückstau des Behandlungsmedi ums eintritt. Dieser Rückstau macht sich in unkontrol lierbaren Druckschwankungen bemerkbar, die eine sta bile Führung der Materialbahn verhindern.
Zweck der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Behandeln, insbesondere Trocknen, einer freischwe bend geführten Materialbahn zu schaffen, welche die obigen Nachteile der bekannten Vorrichtung nicht auf weist.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung zum Behan deln, insbesondere Trocknen von. Materialbahnen ist demgemäss dadurch gekennzeichnet, dass schlitzför- mige Düsen paarweise konvergierend so angeordnet sind, dass die aus ihnen austretenden Strahlen gegen den gleichen Bereich der Materialbahn gerichtet sind, und dass die Mündungen jedes Düsenpaares durch zur Materialbahnebene parallele Zwischenwände miteinan der verbunden sind und sich in unmittelbarer Umge bung Abströmkanäle befinden.
Strahl soll hier und im Nachfolgenden einen un ter Druck aus .einem schlitzförmigen Spalt, meist einem Düsenspalt, austretenden dreidimensionalen Gas- oder Dampfstrahl bezeichnen. Der Strahl wird geformt durch die geometrischen Abmessungen des Spaltes. Insbesondere ist die Breite des austretenden Strahles identisch mit der Breite des Spaltes, die ihrerseits im allgemeinen um ein Vielfaches grösser ist als die senk recht zu ihr gemessene Spaltweite.
Strahlenpaar bedeutet hier und im Nachfolgen den ein Paar zweier Strahlen, die aus zwei der obenge nannten schlitzförmigen und miteinander durch minde stens eine feste Wand verbundenen Spalte austreten. Durch die vorliegende Art der Zuführung des Gases oder des Dampfes bilden sich unmittelbar in der Nähe der Oberfläche der Materialbahn, die einer geradlini gen Fortbewegung der Gas- bzw. Dampfstrahlen im Wege steht, gegensinnig gerichtete zylindrische. Wirbel paare aus, die entsprechend der Breite der Spalte vor zugsweise linear gestreckt sind und die sich gegenseitig weitgehend oder ganz lokalisieren.
Hierdurch werden stabile Druckzonen aufgebaut, die eine sehr gute und stabile Tragwirkung auf die Materialbahn ausüben. Mit zunehmender Strömungsgeschwindigkeit am Wirbelum fang werden sowohl die Tragwirkung des Wirbels als auch die Beaufschlagungsgeschwindigkeit der Bahn weiter gesteigert. Die Tragwirkung kann auch durch geeignete Wahl des Abstandes der Düsenspalte von der Bahn wesentlich beeinflusst werden.
Die Materialbahn wird von dem Gas oder dem Dampf bevorzugt beidseitig beaufschlagt, also bei hori zontaler Führung von oben und unten und bei vertika ler Führung von rechts und: links. In manchen Fällen genügt aber auch schon eine einseitige Beaufschlagung der Bahn. Beispielsweise kann man bei horizontaler Führung und relativ niedrigen Düsenaustrittsgeschwin digkeiten des Gases oder des Dampfes auf eine vorlie gende Beaufschlagung der Bahn: von obenher verzich ten und wird diese nur dann durchführen, wenn sie aus Gründen einer beidseitigen chemischen oder physika- lisch-chemischen Behandlung der Bahn erforderlich ist.
So ist es u. a. auch möglich, das Gas oder den Dampf von unten her nach dem vorliegenden Verfahren und von oben her nach einer der bekannten Methoden, bei spielsweise durch Schlitz- oder Lochdüsen, zuzuführen.
Es ist bevorzugt, dass das Gas oder der Dampf und somit die Tragwirbel - durch geeignete Anordnung der schlitzförmigen Austrittsöffnungen - so gegen die Materialbahn gepresst wird, dass die Strahlen in ihrer Breite rechtwinklig oder nahezu rechtwinklig zur Be wegungsrichtung der Materialbahn verlaufen und sich über die gesamte Breite der Bahn erstrecken. Jedoch ist dieses nicht unbedingt erforderlich. So können die Tragwirbel prinzipiell auch schiefwinklig oder sogar parallel zu der Bewegungsrichtung der Bahn laufen.
Ferner können die Austrittsöffnungen, und somit die Tragwirbel in ihrer Breite ein- oder mehrfach unter- brochen sein.
Man kann die Richtung des aus den Austrittsöff nungen austretenden Gas- oder Dampfstrahles durch mechanische Hindernisse, beispielsweise Strömungs körper, beeinflussen. Auch kann man, falls gewünscht, eine zusätzliche Ablenkung des Strahles aus einer vor gegebenen Richtung durch Absaugen seiner Grenz schichten nach Verlassen der Austrittsöffnungen bewir ken.
Weiterhin können sich in den Abströmkanälen Leitkörper befinden, die günstige Abströmverhältnisse schaffen.
Um ein Abgleiten der Tragwirbel an den seitlichen Enden der Materialbahn und eine dadurch bedingte Verminderung der Tragwirkung zu verhindern, ist es oft zweckmässig, dem Gas oder dem Dampf an den seitlichen Begrenzungen seiner Austrittsöffnungen eine zusätzliche Führung zu geben.
Diese Führung kann mechanischer Art sein und beispielsweise durch Flan kensperren bewirkt werden. Sie kann aber auch auf aerodynamischem Wege erfolgen, etwa in der Weise, dass man auch an den Verbindungslinien der genann- ten seitlichen Begrenzungen Gas oder Dampf austreten lässt.
Die Richtungen, aus denen die zueinander gehören den Strahlen der einzelnen Strahlenpaare gegen die Bahn gepresst werden, können in weiten Grenzen schwanken. Die Strahlen können gleiche, aber auch verschiedene Winkel a bzw. ss (vgl. Fig.1) mit der Bahnnormalen N bilden. Die Winkelsumme (a+ss) liegt bevorzugt zwischen 30 und 120 . Sehr häufig wird a = ss gewählt. ein möglicher Sonderfall ist, dass, der eine Strahl senkrecht und der andere schräg gegen die Bahn gepresst wird.
Wesentlich ist jedoch stets, dass sich zwischen den beiden Austrittsöffnungen der Strahlen feste Wände befinden. Das Strahlenpaar kann schliesslich auch durch einen oder mehrere weitere Strahlen, die auf den glei chen Streifen der Materialbahn gerichtet sind wie das zugehörige Strahlenpaar, unterstützt werden. So kann beispielsweise ein Strahlenpaar, das gleiche Winkel (a = ,8)
mit der Bahnnormalen bildet, durch einen dritten Strahl unterstützt werden, der senkrecht gegen die Bahn gerichtet ist. Hierbei werden die beiden Wirbel des symmetrischen Strahlenpaares durch das Gaspolster, das sich beim senkrechten Aufprall des dritten Strahles auf die Materialbahn ausbildet, überlagert.
Wünscht man die Unterstützung dies Strahlenpaares durch mehr als einen senkrecht auf die Bahn auftreffenden. Strahl, so kann man dies erreichen, indem man die Verbin dungslinie der Strahlaustrittsöffnungen der Strahlen paare zwei- oder mehrfach unterbricht. So können sich beispielsweise zwischen den genannten Austrittsöffnun gen des Strahlenpaares zwei oder mehrere Umströ mungskörper befinden, die sich nicht berühren, son dern zwischen denen, siech Durchlassöffnungen für das Gas oder den Dampf befinden.
Der durch die Materialbahn abgelenkte Gas- bzw. Dampfstrahl wird zweckmässig durch geeignete Anord nungen in eine Richtung gelenkt, die quer und vorteil haft rechtwinklig zur Bewegungsrichtung der Material bahn steht. Hierdurch wird eine zusätzliche Querkraft auf diese ausgeübt, die einer Faltenbildung der Bahn entgegenwirkt.
Das de Abströmkanäle verlassende Gas wird zweckmässig ganz oder teilweise im Kreislauf ge führt, also erneut komprimiert und durch die Düsen gegen die Materialbahn gepresst. Bei dieser Kreislauf führung kann dass Gas gegebenenfalls durch eine Rege- n:erationszone geführt werden.
Die Geschwindigkeiten, mit denen das Gas bzw. der Dampf die Materialbahn beaufschlagt, schwanken je nach dem verfolgten Zweck sowie je nach Art und Geschwindigkeit der Materialbahn und je nach den Dimensionierungen der Austrittsöffnungen für das Gas oder den Dampf in weiten Grenzen, vorzugsweise zwi schen 0,5 und 80 m/sec.
Erfahrungsgemäss ist es zweckmässig, die Spaltweiten zwischen 0,5 und 2 mm zu halten. Hierfür ergeben sich bevorzugte Austrittsge schwindigkeiten zwischen etwa 5 und 50 m/sec.
Die Spalt- und somit Strahlbreiten sind aus Wirt schaftlichkeitsgründen zweckmässig gleich oder nahezu gleich der Breite der Materialbahn. Es kann aber auch eine Bahn sicher geführt werden, wenn die Strahlbreite grösser als die Bahnbreite ist.
Es hat sich gezeigt, dass man durch Variation der Beaufschlagungsgeschwindigkeit und/oder des Abstan des der Austrittsöffnungen für das Gas oder den Dampf das Verhalten der Bahn beeinflussen und somit im gewünschten Sinne steuern kann.
So lassen sich sehr ruhig liegende Bahnen erreichen, wenn die Beauf- schlagungsgeschwindigkeiten bei Spaltweiten von etwa 1 bis 2 nun zwischen 10 und 15 m/sec liegen und die Strahlenpaare in gegenseitigen Abständen von 100 bis 140 mm, besonders etwa 120 mm, aufeinander folgen.
In diesem Falle kann eine besonders schonende Be handlung der Materialbahn erfolgen. Ist dagegen eine sehr intensive Behandlung der Bahn möglich und er wünscht, so ist es zweckmässig, bei den oben angege benen Spaltwesten Beaufschlagungsgeschwindigkeiten zwischen 15 und 50 m/sec zu wählen und die Abstände der Austrittsöffnungen gegenüber der Bahn so einzu stellen, dass eine optimale Beaufschlagungsintensität erzielt wird. Die Entfernung zwischen den Kammerwänden bzw.
den Spaltöffnungen für das Gas oder den Dampf von der Bahnmittellinie liegen im allgemeinen zwischen einigen Millimetern und, einigen, Zentimetern. Beson ders ruhig liegende Bahnen erhält man bei Abständen der Spaltöffnungen von der Bahnmittellinie, die wenige Millimeter, beispielsweise 2 bis 5 Millimeter, betragen, insbesondere dann, wenn die Beaufschlagungsge- schwindigkeiten hoch sind, also beispielsweise Werte zwischen 40 und 50 m/sec haben.
Jedoch kann man bei paarweise zueinander geneigten Düsenöffnungen ,auch dann sehr ruhig liegende und stabile Bahnen er halten, wenn die Bahn wenig oberhalb des geometri schen Schnittpunktes der Strahlmittellinien geführt wird. Wesentlich hierbei ist, dass Gasgeschwindigkeit und Neigungsgrad der Düsen in ausreichendem Mase aufeinander abgestimmt sind.
Es wurde festgestellt, dass bei Beaufschlagunsgsge- schwindigkeiten oberhalb 15 m/sec - je nach der Mate rialbeschaffenheit der Bahn, beispielsweise bei etwa 10,u starken Kunststoffbahnen - und bestimmten geo metrischen Anordnungen der Düsenpaare, in er wünschter Weise mehr oder weniger hochfrequente Eigenschwingungen der Bahn auftreten können. Dieser Vibriereffekt intensivieret in hohem Masse den Stoff bzw.
Wärmeaustausch zwischen dem gas- bzw. dampf förmigen Behandlungsmedium und dem Bahnmaterial. Der Vibriereffekt bewirkt also häufig eine sehr wesent liche Leistungssteigerung der gewünschten Behandlung.
Prinzipiell ist es nach dem vorliegenden Verfahren :auch möglich, die Bewegungsrichtung der Bahn um einen bestimmten Winkel zu ändern. In diesem Fallee muss die Austrittsgeschwindigkeit bzw. die spezifische Beaufschlagungsmenge des Gases, oder des Dampfes an der Umlenkstelle entprechend erhöht werden.
Materialbahnen, die behandelt werden können, können beispielsweise aus Papier, Zellglas, Textilien und Kunststoff bestehen. Behandlung bedeutet jede Behandlung, die in der Einwirkung eines unter Druck stehenden Gaseis oder Dampfes auf die Materialbahn besteht.
So kann es sich um physikalische oder chemi sche Vorgänge handeln. Beispielsweise kann man eine Materialbahn, etwa eine Folienbahn, mit Heissluft auf heizen,
oder die Polymerisation einer auf der Bahn aufgetragenen Schicht monomerer Verbindungen durch Einwirkung von Heissluft fördern. Die durch Gaskon vektion herangeführte \'Wärme kann gegebenenfalls durch Wärmestrahlung unterstützt werden. Besonders wichtig ist die vorliegende Vorrichtung, um feuchtes, bandförmiges Material zu trocknen, beispielsweise durch Zuführung eines trockenen Luftstromes.
Die Auswahl des. Gases oder Dampfes richtet sich nach dem jeweils verfolgten Zweck. In den meisten Fällen verwendet man Luft. In manchen Fällen kön nen aber auch Wasserdampf, Wasserdampf-Luft-Gemi- sche oder andere Gase und/oder Dämpfe, beispiels weise Stickstoff oder Kohlendioxyd, eingesetzt werden.
Durch die vorliegende Behandlung wird erreicht, dass die Materialbahn -sowohl beim horizontalen als auch beim vertikalen Durchgang durch die Behand- lungszone freischwebend so geführt wird, dass das Gas mit wesentlich höheren Geschwindigkeiten auf die Materialbahn auftreffen kann als bei ähnlichen be kannten Verfahren. Freischwebende Führung soll bedeuten, dass die Bahn innerhalb der Behandlungs zone ohne sonstige mechanische Hilfsmittel allein durch das gas- oder dampfförmige Behandlungsme dium geführt wird,
also insbesondere auch mit den Wänden der Behandlungszone nicht in Berührung kommt.
Im nachfolgenden werden einige bevorzugte Aus führungsformen der erfindungsgemässen Vorrichtung anhand der Fig.1 bis 7 schematisch beschrieben.
Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch einige unter halb der horizontal verlaufenden Materialbahn ange ordnete Düsenelemente, durch die eine schräge Beauf schlagung der Bahn erfolgt. Sie erläutert gleichzeitig einige auch bei anderen Ausführungsformen wieder kehrende geometrische Grössen. Fig. 2 zeigt eine Variante der Düsenelemente nach Fig. 1 mit zusätzlicher senkrechter Beaufschlagung der Bahn durch eine Mitteldüse.
Fig. 3 zeigt einen Querschnitt durch einen unter halb der horizontal verlaufenden Materialbahn ange ordneten Düsenausschnitt, bei dem die Düsenpaare durch Umströmungskörper und Profile gebildet wer den.
Fig.4 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Düsenausschnittes nach Fig. 1.
Fig. 5 zeigt den Querschnitt durch einen geschlos- senen Düsenkasten.
Fig. 6 zeigt den Schnitt C-D dusch den Düsenkar steh nach Fig. 5.
Fig.7 zeigt den Längsschnitt durch eine Vorrich tung mit mehreren Düsenkästen.
In Fig. 1 befinden sich gegenüber der Materialbahn 1 im Querschnitt trapezförmige, an ihren breiten Enden offene Profile 2, die der Materialbahn 1 wechselweise mit der offenen und der geschlossenen Seite zugekehrt sind. Die der Bahn. 1 zugekehrten Profilrücken 3 bil den die Wand der Behandlungszone, die von der Bahn 1 nicht berührt werden soll. Die von der Bahn abge wandten Profilrücken 4 bilden die Böden des Abström- kanäle für das Gas.
Die engen linearen Zwischenräume 5 zwischen den einzelnen. Profilen stellen die Düsen für die Zuführung des Gases dar. Die Düsenachsen bilden paarweise miteinander gleiche Winkel (a = ss) mit der durch ihren geometrischen Schnittpunkt führenden Normalen N auf die neutrale Linie .
Die neutrale Linie ist die Mittelachse durch die Behandlungszone in Längsrichtung, die im Idealfall mit der Mittellinie der Materialbahn zusammenfällt und daher im nachfol genden ebenfalls unter der Bezugsnummer 1 erscheint. t gibt die Düsenteilung, d. h. den Abstand zwischen zwei benachbarten Normalen N an.
a stellt die halbe Höhe der Behandlungszone, also den Abstand zwi schen dem der Materialbahn 1 zugekehrten Profilrük- ken 3 und der neutralen Linie 1 dar. h ist das Lot vom hypothetischen Schnittpunkt der Achsen zweier Düsen 5 auf den Profilrücken 3, H gibt die Höhe des Profil rückens 3 und gleichzeitig die Tiefe des Abströmkanals 4 an.
B ist die Breite des Profilrückens 3, b der geome trische Tragquerschnitt, d. i. der von den beiden ver längerten Achsen eines Düsenpaares 5 ausgeschnittene Teil der neutralen Linie 1. s bedeutet die Spaltweite der Düsen an deren Mündung.
Die gleiche - nicht eingezeichnete - Profilanord- nung liegt oberhalb der neutralen Linie 1 vor. Hierbei können die Profile 2 zu beiden Seiten der neutralen Linie 1 spiegelbildlich-angeordnet oder auch gegenein ander um eine halbe Düsenteilung
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versetzt sein.
Im letzteren Falle steht jedem Profilrük- ken 3 auf dar einen Seite der Bahn 1 ein Abströmka- nal 4 auf der anderen Seite der Bahn 1 gegenüber. Es hat sich gezeigt, dass in diesen beiden Grenzfällen und auch in jeder beliebigen Zwiscenstellung eine freischwebende Führung der Materialbahn und eine gute Tragwirkung erzielt werden kann. Den noch ist es meist zweckmässig,
wenn die 5a beiderseits der Bahn 1 um die halbe Düsen- teilung möglicherweise s ausgeglichen m nachfolgenden einfach genannt mit einer bestimmten Geschwindlgkeit aus, der a Behandlungszone r besonders gute Breithaltewirkung erreicht, wenn die t Die in Fig. 2 dargestellten Vorrichtungselemente Symmetrie ebene des zugehörigen Düsenpaares 5 liegt. Aus der n wirbel freies Fig. 1 erfüllen in diesem Fall die beiden Tragwirbel ausschliesslich Überlage rung
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versetzt sind, weil dadurch möglicherweise auftretende Ursymmetrien bezw.
Schwankungen der Austrittsge schwindigkeiten des Gases oberhalb und unterhalb der Bahn 1 besser ausseglichen werden und somit eine bes sere Symmetrie der Bahnmittellage bewirkt wird.
Strömt nun beiderseits der neutralen Linie 1 bei versetzter oder gegenüberliegender Anordnung der Profile Z durch de Düsenspalte s ein dampf- oder gas- förmiges Medium - i Gas - mit einer bestimmten Geschwindigkeit aus, so bilden sich zwischen der Bahn 1, den Profilrücken 3 und dein quer zur Bahnduschlaufrichtung stehenden, paarweise angeordneten Düsenmündungen 5a Tragwir belpaare W aus.
Diese wirken einem Annähern der Bahn 1 an die Wandungen der Behandlungszone entge gen, so dass bei waagerechter als auch bei senkrechter Bahnführung ein berührungsfreier Durchlauf der Bahn 1 erreicht wird: Durch das symmetrische seitliche Ab strömen des Gases in den Abstromkanälen 4 wird eine besonders gute Breithaltewirkung erreicht, wenn Abströmquerschnitte in einem ausgewogenen Verhält nis zum Durchsatz des Gases stehen.
Da die abströ mende Gasmenge von der Kanalmitte nach aussen etwa linear zunimmt, ist insbesondere eine Erweiterung der Abströmquerschnitte nach aussen hin günstig.
Die in Fig.2 dargestellten Vorrichtungselemente entsprechen denen, der Fig. 1. Jedoch enthalten hier die der Materialbahn 1 zugekehrten. Profilrücken 3 noch eine zusätzliche Mitteldüse 6, die in der des zugehörigen Düsenpaares 5 liegt. Aus der Mitteldüse 6 tritt das Gas in den Raum aus, der sich zwischen den beiden Tragwirbeln W des aus dien Düsen 5 austretenden Gases und der Materialbahn 1 befindet, und bildet hierbei ein im wesentlichen aerodynamisches Polster P.
Zum Unterschied zu Fig. 1 erfüllen in e beiden Tragwirbel Folie d W fast die Voraussetzungen für das Tragen der Bahn 1, während die Mitteldüse 6 im wesentlichen die Funktion einer intensiven Beaufschla- gung der Bahn, übernimmt.
Dadurch wird eine der Tragwirbel W durch das Polster P erreicht. Hierbei werden die Düsen S und 6 aus der gleichen Gasquelle gespeist, stehen also unter dem gleichen Druck. Die Wirkung dieser Anordnung besteht haupt sächlich in einer Abflachung der Wellenlinie der Mate rialbahn bei versetzter Düsenanordnung und in einer Erhöhung der Beaufschlagungsgeschwindigkeit.
Diese Anordnung ist überall dort besonders angebracht, wo eine möglichst geringe Spannung und eine möglichst intensive Beaufschlagung der Bahn 1 angestrebt wird. Ein Beispiel hierfür ist das Aufheizen einer Kunststoff- bahn, die bei Einwirkung einer zu hohen Zugspannung leicht in unerwünschter Weise gereckt würde.
Fig.3 zeigt eine sehr einfache Ausführungsform der Düsenelemente. Hierbei. wechseln parabolisch ge formte Abströmkanäle 7 und gegen die Materialbahn 1 geöffnete Zuströmkanäle 8 miteinander ab. In der Mitte der Zuströmkanäle 8 befinden sich Umströ mungskörper 9, die die Zustromkanäle 8 in jeweils zwei düsenartige Gaszuführungswege 8a und 8b auftei len.
Das Gas wird durch die Zusirömkanäle 8 gepresst, streicht an den Umströmungskörpem 9 entlang und wird durch diese; in zwei gegeneinander geneigte Teil- ströme gespalten, die nach Ablenkung durch die Mate rialbahn 1 ein Wirbelpaar W, wie in Fig. 1 und 2 ange deutet, bilden. Die Umströmungskörper 9 sind im all gemeinen zylinderförmig gestaltet.
Falls die Einwir kung eines heissen Gases auf die Materialbahn er wünscht ist, können die Umströmungskörper 9 beheizt sein, beispielsweise gerippte Heizrohre darstellen.
In diesem Falle kann das Gas unmittelbar vor dem Auf- treffen auf die Materialbahn 1 und vor der Ausbildung der Tragwirbel aufgeheizt und gegebenenfalls durch in Fig.3 nicht dargestellte - Wärmeaustauschrippen zusätzlich ausgerichtet werden.
In den Abströmkanälen 7 können in diesem Falle ausserdem fokussierte IR- Strahler 10 angeordnet sein, die das Erwärmen: der Materialbahn 1 durch Wärmekonvektion des aus den Zuströmkanälen 8 .austretenden Gases durch Wärme strahlung unterstützen. Hierbei sind die parabelförmi- gen Abströmkanäle 7 so ausgebildet, dass die Aussen mäntel der IR-Strahler 10 von der Materialbahn 1 weiter entfernt sind, in, Fig. 3 also tiefer liegen als die Aussenmäntel der Umströmungskörper 9.
Auch bei der Vorrichtung nach Fig. 3 liegt oberhalb der Bahn 1 die gleiche - nicht eingezeichnete - gegebenenfalls spiegel bildliche Anordnung der Vorrichtungselemente vor. Eine manchmal bevorzugte Abänderung der Vorrich tung nach Fig. 3 besteht darin, dass die Zuströmkanäle 8 nicht nur durch einen Umströmungskörper 9, son- dern durch mehrere nebeneinander angeordnete Um strömungskörper unterteilt werden, wobei sich zwi schen je zwei dieser Umströmunpskörper wiederum je eine schmale Gasaustrittsöffnung befindet.
Das oben definierte Strahlenpaar tritt in diesem Fall an den beiden Aussenseiten dies so gebildeten Strahlenbün dels zwischen der Seitenwand des Abströmkanals und dem dieser Seitenwand benachbarten Umströmungs körper aus.
Die inneren Strahlen des Bündels, die aus den, Zwischenräumen zwischen je zwei Umströmungs körpern austreten, werden senkrecht gegen die Mate- rialbahn gepresst und überlagern die Wirbel des Strah lenpaares durch die oben bereits erwähnte Polsterwir kung.
Fig.4 zeigt den Düsenausschnitt mach Fig. 1 in perspektivischer Ansicht. Damit die Tragwirbel W- (in Fig.4 nicht eingezeichnet) an den Flanken 11 nicht abgleiten und die Tragwirkung nicht beeinträchtigen, laufen die Flanken 11 in Flankensperren 12 aus,
die über die Düsenmündungen 5.a hinausragen. Man kann auf die Flankensperren 12 verzichten und ihre Wir kung auch auf aerodynamischem Wege erreichen,
in dem man die zueinander geneigten Düsenmündungen 5a an ihren Enden durch rechtwinklig zu ihnen ange- ordnete Querkanäle verbindet und aus diesen ebenfalls Gas austreten lässt.
Dies ist jedoch nur zweckmässig, wenn eine zusätzliche Seitenführung der Materialbahn 1 oder eine weitere Breithaltung erreicht werden soll.
In der Mitte der Abströmkanäle 4 befindet sich ein Strömungsteiler 13, der die Aufgabe hat, ein stabiles und symmetrisches Abströmen des Gases nach beiden Seiten; zu bewirken. Auch dient er zur mechanischen Versteifung der Abströmkanäle 7 oder 4.
Fig. 5 zeigt eine geschlossene, mit Luft arbeitende Einheit von, Düsen - im nachfolgenden Düsenkasten genannt - nach Fig. 1 im Querschnitt zur Durchlauf richtung der horizontal geführten Bahn 1. Der Motor 14 treibt den Ventilator 15 an, der zu einen Teil Frischluft durch den Ansaugstutzen 16,
zum anderen Teil Kreislaufluft durch den Umluftkanal 17 ansaugt und diese über den Wärmeaustauscher 18 und durch die Düse 5 in den Innenraum 19 des Düsenkastens drückt. Die aus :den Düsen 5 seitlich abströmende Luft wird zu einem Teil über den Umluftkanal 17, zu einem anderen Teil durch die beiden an je einer Seite des Düsenkastens befestigten Seitenhalme 20 weitergeleitet.
An den Seitenholmen 20 ist der Düsenkasten so aufgehängt, dass es möglich ist, den oberhalb der Materialbahn 1 angeordneten Teil des Düsenkastens abzuheben oder abzuschwenken. Hierdurch lässt sich die Materialbahn 1 zu Beginn des Prozesses ohne Schwierigkeiten in den Düsenkasten einführen. Auch ermöglicht diese
Anordnung einen leichten Zugang zu den Düsen, beispielsweise bei deren Reinigung oder Reparatur. Natürlich kann zusätzlich auch der unter- halb der Bahn 1 angeordnete Teil des Düsenkastens abnehmbar ausgeführt sein.
Fig. 6 zeigt den Düsenkasten nach Fig. 5 im Längs schnitt C-D, also in der Durchlaufrichtung der Mate- rialbahn 1. Die Düsenanordnungen oberhalb und un terhalb der Bahn 1 sind um
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versetzt. Die Bahn 1 wird in der Behandlungszone 21 von beiden Seiten mit dem Gas annähernd kräftesym metrisch beaufschlagt und von Düsenpaar zu Düsen paar durch die an deren Enden ausgebildeten Tragwir belpaare getragen oder geführt.
Fig. 7 zeigt eine aus mehreren aneinandergareihten Düsenkästen 22 bestehende Anordnung im Längs- schnitt zur Durchlaufrichtung der horizontal Materialbahn 1. Oberhalb und- unterhalb der Bahn be- findet sich die gleiche Anzahl von Düsenkästen.
Je zwei gegenüberliegende Düsenkästen bilden eine Düsengruppe. Jeder Düsenkasten enthält mehrere ie Bahn 1, die von einer nicht darge- stellten Abwicklung kommt, wird über die Umlenk- walze 23 in die Arbeitslage umgelenkt und durch einte A tragevarrichtu g,
beispielsweise durch RTI ID="0005.0203" WI="5" HE="4" LX="1744" LY="2488"> das Antrage- walzenpaar 24, beschichtet. Die Bahn, läuft dann in; d Behandlungszone 21 ein und wird von Düsengruppe zu Düsengruppe mit dem Gas beaufsch:
lagt. Sie verlässt schliesslich die Behandlungszone 21, beispielsweise über die Austrittswalzen 25. Die Abstände der einzelnen Düsenkästen 22 von der neutralen Lire 1 sind variabel.
Der gestrichelt gezeichnete Düsenka sten 22a bezeichnet die oberste Stellung, die die ober halb der Bahn 1 angeordneten Düsenkästen; 22 einneh men können, beispielsweise beim Einziehen der Mate rialbahn 1 oder beim Reinigen der Düsen.
Durch verschiedene Einstellung der Abstände a der einzelnen Düsenkästen 22 und/oder Einhalten ver- schiedener Gasgeschwindigkeiten in den einzelnen Kästen ist es möglich, Art und Intensität der Behand lung der Materialbahn 1 beim Durchgang durch die Behandlungszone 21 zu modifizieren. Auch isst es mög lich,
auf beiden oder auch gegebenenfalls nur auf einer Seite der Bahn verschieden gebaute Düsenkästen 22, beispielsweise solche mit den in Fig. 1, 2 und 3 darge stellten Vorrichtungselementen miteinander zu kombi nieren. So kann beispielsweise in Fig. 7 durch die bei den linken Düsengruppen 22 nach Wahl geeigneter Abstände a und einer geeigneten Beaufschlagunsge- schwindigkeit zunächst ein. milder Trocknungseffekt mit Trockenluft unter Verwendung von Düsenelemen ten nach Fig.1 bewirkt werden.
Die beiden mittleren Düsengruppen 22 können in Fig. 2 dargestellte Düsen elemente enthalten und. gegebenenfalls unter Anwen dung anderer Abstände a und einer anderen Beauf- schlagunsgeschwindigkeit eine intensive Trocknung durch reine Konvektion, einleiten, die dann durch die beiden rechten Düsengruppen 22 - gegebenenfalls un ter nochmaliger Änderung der Abstände a und.
der Be aufschlagungsgeschwindigkeit - unter Verwendung der Vorrichtungselemente nach Fig.3 durch Wärmestrah lung unterstützt und beendet werden kann.. Die Vor richtung nach Fig. 7 ist wegen der durch sie ermöglich ten variablen Behandlung der Materialbahn 1 beson ders bevorzugt, insbesondere auch deshalb, weil sie er laubt, vorliegende Düsenanordnungen mit in bekannter Weise ausgebildete Düsen, beispielsweise Loch- oder Schlitzdüsen, zu kombinieren.
Device for treating, in particular drying, a freely suspended material web for drying. Material webs, for example from running tapes made of paper, cell glass, textiles and plastics;
. under the action of gaseous or vaporous substances, high-performance nozzle dryers are known, with which very, high drying performance can be achieved by powerful one-sided blowing of a warm air stream onto the coated or wet horizontal web through intensive heat convection. These dryers have the disadvantage that support rollers or similar devices must be attached to the coated side of the web,
which get dirty easily and thereby damage the web.
Furthermore are vertical. working dryers are known, which are mostly used today where both web sides are to be coated or dried at the same time.
To a flutter and. so that the vertically arranged web hits the channel walls. avoid, these vertical dryers work with very wide ducts and low air speeds so that their specific drying performance is correspondingly low.
So-called flotation dryers have already been used for horizontally guided material webs, which are intended to combine the advantages of high-performance nozzle dryers - high specific drying performance - and those of vertical dryers - simultaneous treatment of both web sides.
The flotation dryers keep the one- or double-sided coated or moist web in a certain flotation state by means of a specific arrangement and design of nozzles. Mechanical guide parts are generally not used here, at least not if the air speeds in the immediate vicinity of the web are relatively low. At low air velocities, however, high exposure intensities cannot be achieved. Also, when using low air speeds, long dryer units are often required, which is expensive and. is costly.
The known systems also usually have very complex air nozzles. The advantages of intensive heat convection. are thus largely offset by these disadvantages.
From the German Auslegeschrift 1091074, for example, a device for treating webs of material is known, with which a certain free floating of the webs in the treatment zone is to he rich. For this purpose, baffles are arranged in the outflow areas for the treatment medium, on which gas pressure cushions are formed.
The disadvantage of these devices is essentially. in that the discharge channels are severely narrowed by the baffles, so that a rapid outflow of the treatment medium cannot take place after the material web has been applied. However, the effect of the rapid leakage is for high Beaufschlagungslei stungen, i. H. high flow velocities and thus the desired high load capacity are absolutely necessary.
In German Patent 975 243 a device is described before that works with so-called Schwebedü sen. These nozzles are pronounced diffusion nozzles, in which the cross-section of a jet expands immediately after exiting the nozzle. The Ge speed of the beam is significantly reduced, so that opposite. the energy expended only an extremely low Beaufschlagungslei stung and thus results in drying effect.
From the French patent 1187 810 a device is further known; in which only an inadequate load-bearing effect is achieved with considerable technical effort. In the device, a jet is generated by means of a slot nozzle which, due to its injector effect, generates a certain negative pressure in the vicinity of the built-in flow body;
whereby part of the outflowing medium is guided around the flow body and thus the jet of the slotted nozzle is amplified in terms of volume. In this case, only a single jet emerges at the level of the line of alignment of the flow bodies;
which is directed perpendicular to the material web, so that there is only a punctiform and thus low and less stable load-bearing effect. The additional disadvantages resulting from the narrowing of the outflow areas have already been explained above in the German Auslegeschrift <B> 1091 </B> 074.
Swiss Patent 277 263 describes a device for treating material webs by means of perforated nozzles. Although this device is suitable, for example, for drying the material, this nozzle arrangement is unsuitable for free-floating guidance, since the treatment medium does not emerge in a directional but diffuse manner, so that a defined load-bearing effect cannot result.
In the device known from French patent specification 1098 271, a diverging beam arrangement is used. As a result of the divergence, the load-bearing effect is inadequate and difficult to control, since a backflow of the treatment medium occurs in the spaces between the nozzle openings and the discharge channels not directly adjoining them. This back pressure is noticeable in uncontrollable pressure fluctuations, which prevent a stable guidance of the material web.
The purpose of the invention is to provide a device for treating, in particular drying, a freely floating material web which does not have the above disadvantages of the known device.
The inventive device for treating, in particular drying of. Material webs are accordingly characterized in that slot-shaped nozzles are arranged converging in pairs so that the jets emerging from them are directed towards the same area of the material web, and that the mouths of each pair of nozzles are connected to one another by partition walls parallel to the plane of the material web and are in in the immediate vicinity of the discharge ducts.
Here and in the following, jet is intended to denote a three-dimensional gas or steam jet emerging from a slot-shaped gap, usually a nozzle gap, under pressure. The beam is shaped by the geometric dimensions of the gap. In particular, the width of the exiting beam is identical to the width of the gap, which in turn is generally many times greater than the gap width measured perpendicular to it.
Ray pair means here and in the following the one pair of two rays that emerge from two of the above-mentioned slot-shaped and connected to each other by at least one solid wall column. Due to the present way of supplying the gas or steam, oppositely directed cylindrical ones are formed directly in the vicinity of the surface of the material web, which stands in the way of the straightforward movement of the gas or steam jets. Vertebrae pair out, which are preferably linearly stretched according to the width of the column and which localize each other largely or entirely.
This creates stable pressure zones that have a very good and stable load-bearing effect on the material web. With increasing flow velocity at the vortex, both the load-bearing effect of the vortex and the speed at which the web is applied are further increased. The load-bearing effect can also be significantly influenced by a suitable choice of the distance between the nozzle gap and the web.
The material web is preferably acted upon on both sides by the gas or steam, that is, with horizontal guidance from above and below and with vertical guidance from the right and left. In some cases, however, a one-sided loading of the web is sufficient. For example, with horizontal guidance and relatively low nozzle outlet speeds of the gas or steam, there is no application of the web: from above and this is only carried out if it is necessary for reasons of chemical or physical-chemical treatment on both sides Web is required.
So it is u. a. also possible to supply the gas or steam from below by the present method and from above by one of the known methods, for example through slot or hole nozzles.
It is preferred that the gas or the steam and thus the supporting vortices - by suitable arrangement of the slot-shaped outlet openings - is pressed against the material web in such a way that the widths of the beams run at right angles or almost at right angles to the direction of movement of the material web and extend over the entire length of the material Extend width of web. However, this is not absolutely necessary. In principle, the supporting vortices can also run at an oblique angle or even parallel to the direction of movement of the web.
Furthermore, the outlet openings, and thus the supporting vertebrae, can be interrupted once or several times in their width.
The direction of the gas or steam jet emerging from the openings can be influenced by mechanical obstacles, for example flow bodies. You can also, if desired, an additional deflection of the beam from a given direction by sucking its boundary layers after leaving the outlet openings bewir ken.
Furthermore, guide bodies can be located in the outflow channels, which create favorable outflow conditions.
In order to prevent the supporting vortices from sliding off the lateral ends of the material web and a resulting reduction in the supporting effect, it is often expedient to give the gas or steam additional guidance at the lateral boundaries of its outlet openings.
This guide can be of a mechanical nature and be effected, for example, kensperren by flan. However, it can also take place in an aerodynamic way, for example in such a way that gas or vapor is also allowed to escape at the connecting lines of the mentioned lateral boundaries.
The directions from which the rays of the individual pairs of rays are pressed against the path can vary within wide limits. The rays can form the same, but also different angles a or ss (see FIG. 1) with the normal N of the path. The sum of the angles (a + ss) is preferably between 30 and 120. A = ss is very often chosen. A possible special case is that one beam is pressed vertically and the other at an angle against the web.
However, it is always essential that there are solid walls between the two exit openings of the jets. Finally, the pair of rays can also be supported by one or more additional rays that are directed onto the same strip of the material web as the associated pair of rays. For example, a pair of rays that have the same angle (a =, 8)
forms with the path normal, are supported by a third beam, which is directed perpendicular to the path. Here, the two eddies of the symmetrical pair of beams are superimposed by the gas cushion that forms when the third beam hits the material web vertically.
If you want the support of this pair of rays by more than one perpendicular to the path. Beam, this can be achieved by interrupting the connecting line of the beam exit openings of the beam pairs two or more times. For example, between the mentioned outlet openings of the pair of rays there can be two or more flow bodies that do not touch, but between those that have passage openings for the gas or steam.
The gas or steam jet deflected by the material web is expediently directed by suitable arrangements in a direction which is transversely and advantageously at right angles to the direction of movement of the material web. As a result, an additional transverse force is exerted on it, which counteracts the formation of folds in the web.
The gas leaving the outflow channels is expediently wholly or partially recirculated, ie compressed again and pressed against the material web through the nozzles. In this cycle, the gas can optionally be passed through a regeneration zone.
The speeds at which the gas or steam acts on the material web vary within wide limits, preferably between 0, depending on the purpose pursued and depending on the type and speed of the material web and depending on the dimensions of the outlet openings for the gas or the steam , 5 and 80 m / sec.
Experience has shown that it is advisable to keep the gap widths between 0.5 and 2 mm. This results in preferred Austrittsge speeds between about 5 and 50 m / sec.
For reasons of economy, the gap and thus beam widths are expediently the same or almost the same as the width of the material web. However, a web can also be guided safely if the beam width is greater than the web width.
It has been shown that the behavior of the web can be influenced and thus controlled in the desired sense by varying the application speed and / or the spacing of the outlet openings for the gas or steam.
In this way, very quiet webs can be achieved if the impact speeds are now between 10 and 15 m / sec with gap widths of about 1 to 2 and the pairs of rays follow one another at mutual distances of 100 to 140 mm, especially about 120 mm.
In this case, the material web can be treated with particular care. If, on the other hand, a very intensive treatment of the web is possible and he wishes, then it is advisable to select application speeds between 15 and 50 m / sec for the gap vests specified above and to set the distances between the outlet openings in relation to the web so that an optimal application intensity is achieved. The distance between the chamber walls or
the gap openings for the gas or steam from the web center line are generally between a few millimeters and a few centimeters. Particularly quiet webs are obtained at distances of the gap openings from the web center line that are a few millimeters, for example 2 to 5 millimeters, especially when the application speeds are high, for example values between 40 and 50 m / sec.
However, you can with pairs of inclined nozzle openings, even then very quiet and stable paths he keep when the path is guided a little above the geometric intersection of the beam center lines rule. It is essential here that the gas speed and the degree of inclination of the nozzles are sufficiently coordinated with one another.
It was found that at loading speeds above 15 m / sec - depending on the material properties of the web, for example with about 10 u thick plastic webs - and certain geometric arrangements of the nozzle pairs, more or less high-frequency natural vibrations of the desired Web can occur. This vibrating effect intensifies the fabric to a high degree.
Heat exchange between the gaseous or vapor-shaped treatment medium and the web material. The vibration effect therefore often causes a very substantial increase in the performance of the desired treatment.
In principle, according to the present method: it is also possible to change the direction of movement of the web by a certain angle. In this case, the exit velocity or the specific amount of action of the gas or the steam at the deflection point must be increased accordingly.
Material webs that can be treated can for example consist of paper, cellulose glass, textiles and plastic. Treatment means any treatment that consists in the action of a pressurized gas ice or steam on the material web.
It can be a question of physical or chemical processes. For example, a web of material, such as a film web, can be heated with hot air,
or promote the polymerization of a layer of monomeric compounds applied to the web by the action of hot air. The heat brought in by gas convection can, if necessary, be supported by thermal radiation. The present device is particularly important in order to dry moist, band-shaped material, for example by supplying a dry air stream.
The selection of the gas or steam depends on the particular purpose pursued. In most cases air is used. In some cases, however, water vapor, water vapor-air mixtures or other gases and / or vapors, for example nitrogen or carbon dioxide, can also be used.
The present treatment ensures that the material web is guided freely floating both horizontally and vertically through the treatment zone so that the gas can hit the material web at significantly higher speeds than in similar known processes. Free-floating guidance should mean that the web is guided within the treatment zone without any other mechanical aids solely through the gaseous or vaporous treatment medium,
so in particular does not come into contact with the walls of the treatment zone.
In the following, some preferred embodiments of the device according to the invention are described schematically with reference to FIGS.
Fig. 1 shows a cross section through some under half of the horizontally extending material web is arranged nozzle elements, through which an oblique Beauf hit the web. At the same time, it explains some of the geometrical variables that also recur in other embodiments. FIG. 2 shows a variant of the nozzle elements according to FIG. 1 with additional vertical loading of the web by a central nozzle.
Fig. 3 shows a cross section through a under half of the horizontally extending material web is arranged nozzle section, in which the nozzle pairs are formed by the flow body and profiles.
FIG. 4 shows a perspective view of a nozzle section according to FIG. 1.
5 shows the cross section through a closed nozzle box.
FIG. 6 shows the section C-D shower the nozzle area according to FIG. 5.
7 shows the longitudinal section through a device with several nozzle boxes Vorrich.
In Fig. 1 there are opposite the material web 1 in cross-section trapezoidal, open at their broad ends profiles 2, which alternately face the material web 1 with the open and the closed side. Those of the train. 1 facing profile back 3 bil the wall of the treatment zone that is not to be touched by the web 1. The profile backs 4 facing away from the web form the bases of the outflow channels for the gas.
The narrow linear spaces 5 between the individual. Profiles represent the nozzles for supplying the gas. The nozzle axes form pairs of equal angles (a = ss) with the normal N to the neutral line, which leads through their geometric intersection.
The neutral line is the center axis through the treatment zone in the longitudinal direction, which ideally coincides with the center line of the material web and therefore also appears under the reference number 1 in the following. t gives the nozzle pitch, d. H. the distance between two neighboring normals N.
a represents half the height of the treatment zone, i.e. the distance between the profile back 3 facing the material web 1 and the neutral line 1. h is the perpendicular from the hypothetical intersection of the axes of two nozzles 5 to the profile back 3, H is the height of the profile back 3 and at the same time the depth of the outflow channel 4.
B is the width of the profile back 3, b is the geometric support cross-section, d. i. that of the two extended axes of a pair of nozzles 5 cut out part of the neutral line 1. s means the gap width of the nozzles at their mouth.
The same profile arrangement - not shown - is above the neutral line 1. Here, the profiles 2 can be arranged in mirror image on both sides of the neutral line 1 or against one another by half a nozzle pitch
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be offset.
In the latter case, each profile back 3 on one side of the web 1 is opposed to an outflow channel 4 on the other side of the web 1. It has been shown that in these two borderline cases and also in any intermediate position, a freely floating guidance of the material web and a good load-bearing effect can be achieved. It is still mostly useful
if the 5a on both sides of the web 1 is possibly s balanced by half the nozzle pitch m the following simply called with a certain speed, the a treatment zone r achieves particularly good spreading effect if the symmetry plane of the associated nozzle pair shown in FIG 5 lies. From the n vortex-free Fig. 1, in this case, the two supporting vortices exclusively overlay tion
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are offset because this possibly occurring original symmetries respectively.
Fluctuations in the Austrittsge velocities of the gas above and below the web 1 are better compensated and thus a better symmetry of the web center layer is effected.
If a vaporous or gaseous medium - i gas - flows through the nozzle gap s on both sides of the neutral line 1 with a staggered or opposite arrangement of the profiles Z at a certain speed, the profile backs 3 and your are formed between the web 1 Nozzle orifices 5a Tragwir belpaare W standing transversely to the direction of the rail shower and arranged in pairs.
These act against the approach of the web 1 to the walls of the treatment zone, so that a contact-free passage of the web 1 is achieved with horizontal and vertical web guidance: The symmetrical lateral flow of the gas in the outflow channels 4 produces a particularly good spreading effect achieved when the outflow cross-sections are in a balanced ratio to the throughput of the gas.
Since the amount of gas flowing out increases approximately linearly from the center of the duct to the outside, it is particularly advantageous to expand the outflow cross-sections towards the outside.
The device elements shown in FIG. 2 correspond to those of FIG. 1. However, here contain those facing the material web 1. Profile back 3 still has an additional central nozzle 6, which is located in that of the associated nozzle pair 5. From the central nozzle 6, the gas exits into the space which is located between the two support vortices W of the gas emerging from the nozzles 5 and the material web 1, and hereby forms an essentially aerodynamic cushion P.
In contrast to FIG. 1, in e two support vortices film d W almost meet the requirements for carrying the web 1, while the central nozzle 6 essentially takes on the function of an intensive application of the web.
As a result, one of the supporting vertebrae W is reached through the cushion P. The nozzles S and 6 are fed from the same gas source, that is, they are under the same pressure. The effect of this arrangement is mainly a flattening of the wavy line of the material web with offset nozzle arrangement and an increase in the application speed.
This arrangement is particularly appropriate wherever the lowest possible tension and the most intense possible application of the web 1 is sought. An example of this is the heating of a plastic web which would easily be stretched in an undesirable way if too high a tensile stress was applied.
3 shows a very simple embodiment of the nozzle elements. Here. change parabolic ge shaped outflow channels 7 and against the material web 1 open inflow channels 8 with each other. In the middle of the inflow channels 8 there are flow bodies 9, which divide the inflow channels 8 into two nozzle-like gas supply paths 8a and 8b.
The gas is pressed through the Zuirömkanäle 8, brushes along the flow bodies 9 and is through them; split into two mutually inclined partial flows which, after being deflected by the material web 1, form a pair of vortices W, as indicated in FIGS. 1 and 2. The flow body 9 are designed in all common cylindrical.
If the effect of a hot gas on the web of material he wants, the flow body 9 can be heated, for example, represent ribbed heating pipes.
In this case, the gas can be heated up immediately before it hits the material web 1 and before the support vortices are formed and, if necessary, additionally aligned by heat exchange fins (not shown in FIG. 3).
In this case, focussed IR emitters 10 can also be arranged in the outflow channels 7, which support the heating: the material web 1 by heat convection of the gas emerging from the inflow channels 8 by heat radiation. Here, the parabolic outflow channels 7 are designed in such a way that the outer sheaths of the IR radiators 10 are further away from the material web 1, i.e., in FIG.
In the device according to FIG. 3, the same - not shown - optionally mirror-image arrangement of the device elements is present above the web 1. A sometimes preferred modification of the device according to FIG. 3 is that the inflow channels 8 are divided not only by a flow body 9, but by several flow bodies arranged next to each other, with a narrow gas outlet opening between each two of these flow bodies is located.
The beam pair defined above occurs in this case on the two outer sides of this so formed Strahlbün dels between the side wall of the outflow channel and the body adjacent to this side wall flow around.
The inner rays of the bundle, which emerge from the spaces between each two flow-around bodies, are pressed vertically against the material web and superimpose the vortices of the pair of rays through the cushioning effect already mentioned above.
4 shows the nozzle section mach FIG. 1 in a perspective view. So that the supporting vortices W (not shown in FIG. 4) do not slide off the flanks 11 and do not impair the bearing effect, the flanks 11 run out in flank locks 12,
which protrude beyond the nozzle orifices 5.a. You can do without the flank locks 12 and their effect can also be achieved aerodynamically,
by connecting the nozzle orifices 5a inclined to one another at their ends by transverse channels arranged at right angles to them and also allowing gas to exit from these.
However, this is only useful if an additional lateral guidance of the material web 1 or a further spread is to be achieved.
In the middle of the outflow channels 4 is a flow divider 13, which has the task of a stable and symmetrical outflow of the gas to both sides; to effect. It also serves to mechanically stiffen the outflow channels 7 or 4.
Fig. 5 shows a closed, working with air unit of nozzles - referred to in the following nozzle box - according to FIG. 1 in cross section to the direction of passage of the horizontally guided web 1. The motor 14 drives the fan 15, which is partially fresh air the intake port 16,
on the other hand, sucks in circulating air through the circulating air duct 17 and presses it via the heat exchanger 18 and through the nozzle 5 into the interior 19 of the nozzle box. The air flowing laterally from the nozzles 5 is partly passed on via the circulating air duct 17 and partly through the two side stalks 20 attached to each side of the nozzle box.
The nozzle box is suspended on the side bars 20 in such a way that it is possible to lift or pivot the part of the nozzle box arranged above the material web 1. This allows the material web 1 to be introduced into the nozzle box at the beginning of the process without difficulty. Also enables this
Arrangement easy access to the nozzles, for example when cleaning or repairing them. Of course, the part of the nozzle box arranged below the web 1 can also be designed to be removable.
6 shows the nozzle box according to FIG. 5 in longitudinal section C-D, that is to say in the direction of passage of the material web 1. The nozzle arrangements above and below the web 1 are reversed
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offset. The web 1 is applied in the treatment zone 21 from both sides with the gas approximately strength symmetrically and carried or guided belpaare from nozzle pair to nozzle pair by the Tragwir formed at their ends.
7 shows an arrangement consisting of several juxtaposed nozzle boxes 22 in a longitudinal section to the direction of passage of the horizontal material web 1. Above and below the web there is the same number of nozzle boxes.
Two nozzle boxes opposite each other form a nozzle group. Each nozzle box contains several ie web 1, which comes from a not shown development, is deflected into the working position by means of the deflection roller 23 and is carried by a carrying device
for example by RTI ID = "0005.0203" WI = "5" HE = "4" LX = "1744" LY = "2488"> the pair of application rollers 24, coated. The train then runs in; d treatment zone 21 and is exposed to the gas from nozzle group to nozzle group:
lies. It finally leaves the treatment zone 21, for example via the exit rollers 25. The distances between the individual nozzle boxes 22 and the neutral lire 1 are variable.
The dashed line Düsenka most 22a denotes the uppermost position, which is the upper half of the web 1 arranged nozzle boxes; 22 can take men, for example when pulling in the Mate rialbahn 1 or when cleaning the nozzles.
By setting the distances a between the individual nozzle boxes 22 differently and / or maintaining different gas velocities in the individual boxes, it is possible to modify the type and intensity of the treatment of the material web 1 as it passes through the treatment zone 21. It is also possible to eat
on both or possibly only on one side of the web differently built nozzle boxes 22, for example those with the device elements shown in Fig. 1, 2 and 3 Darge to combine with each other. For example, in FIG. 7, a suitable spacing a and a suitable application speed can initially be selected for the left nozzle groups 22. mild drying effect can be achieved with dry air using nozzle elements according to FIG.
The two middle nozzle groups 22 can contain elements shown in Fig. 2 and nozzle. If necessary, using other distances a and a different loading speed, initiate intensive drying by pure convection, which then passes through the two right nozzle groups 22 - if necessary, changing the distances a and.
the loading speed - using the device elements according to Figure 3 can be supported and terminated by heat radiation .. The device according to FIG. 7 is particularly preferred because of the variable treatment of the web 1 made possible by it, in particular because it allows existing nozzle assemblies to be combined with nozzles designed in a known manner, for example hole or slot nozzles.