DE10257320A1

DE10257320A1 - Kanalsystem für das thermische Behandeln von beschichteten Warenbahnen

Info

Publication number: DE10257320A1
Application number: DE2002157320
Authority: DE
Inventors: Herbert-Harri Dipl.-Ing. Giessmann
Original assignee: COATEMA MASCHB GmbH; COATEMA MASCHINENBAU GmbH
Current assignee: Coatema Coating Machinery De GmbH
Priority date: 2002-12-06
Filing date: 2002-12-06
Publication date: 2004-07-29
Anticipated expiration: 2022-12-07
Also published as: DE10257320B4

Abstract

Es geht um eine energieeffiziente Kanaltechnik zum Behandeln beschichteter Warenbahnen, die beim Belüften möglichst keine punktuelle mechanische und/oder thermische Belastung erfahren. Ebenso soll die behandelte Warenbahn durch abgeführte Kondensate oder überschüssiges Behandlungsgut qualitativ nicht beeinträchtigt wird. DOLLAR A Erfindungsgemäß sind die oberhalb und unterhalb der Warenbahn angeordneten Luftkanäle als Tragflügel ausgebildet. In jedem Kanalsegment ist wenigstens ein Tragflügelpaar angeordnet. Die Tragflügel sind längs der Förderrichtung der Warenbahn als sich verjüngende Blaskästen ausgebildet. Die Schlitzdüsen an den Blaskästen sind austrittsseitig als Diffusoren ausgebildet. DOLLAR A Derartige Kanalsysteme werden zum Nachbehandeln von zuvor beschichteten Warenbahnen benötigt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kanalsystem für das thermische Behandeln von beschichteten Warenbahnen, welches aus be- und entlüfteten Kanalsegmenten, aus Antriebs-, Umlenk- und Spannstationen, aus Wärmetauscher- und/oder Brennersystemen und aus Trag- bzw. Führungselementen für die Warenbahnen besteht, welche über Blaskästen mit Blasöffnungen an der der Warenbahn jeweils zugeordneten Seite mit Warm- bzw. Kaltluft belüftet werden. Derartige Kanalsysteme werden zum Nachbehandeln von zuvor beschichteten Warenbahnen benötigt.
Für das Nachbehandeln von insbesondere textilen Warenbahnen werden schonende Systeme benötigt, die einerseits über eine hohe Produktivität verfügen und andererseits qualitative Beeinträchtigungen der Beschichtung und der Warenbahn sicher verhindern. Als Beschichtungen kommen sowohl wäßrige oder nichtwäßrige Suspensionen, Folien sowie Farb- und Imprägnierstoffe zum Einsatz. Die Behandlung der beschichteten Warenbahn erfordert in der Regel das Beaufschlagen der Warenbahn mit Kalt- oder Warmluft. Durchgesetzt haben sich Systeme, die nach dem Banddurchlauftrocknerprinzip arbeiten. So beschreibt die DE 160 47 87 A1 ein Düsengehäuse, insbesondere für Trockner oder Wärmebehandlungsanlagen, deren Düsenkästen zur Anpassung an unterschiedliche Breiten der Warenbahnen teleskopartig ineinander verschieblich gestaltet sind. Hierbei sind in einem Düsenkasten Lochdüsenreihen und im anderen Düsenkasten den Lochdüsenreihen zugeordnete Spaltdüsen angeordnet. Hierbei haben die Spaltdüsen insbesondere die Funktion, Querschnittseinengungen beim Ineinaderschieben der Düsenkästen zu verhindern. Die DE 169 91 08 A1 beschreibt einen Trockner, der über Düsen zum Einblasen von Heißluft in den Trockentunnel verfügt, wobei wenigstens einige der Düsen zur Regulierung der Strömungsgeschwindigkeit und der -menge der eingeführten Luft verstellbar ausgeführt sind.
Eine weitere technische Lösung wird mit der DE 162 90 75 A1 bekannt gemacht. Danach erfolgt das Trocknen einseitig bedruckter Papierbögen mittels Luft nach dem Prallstrahlverfahren, wobei die Warenbahn auf einer ruhenden oder mitbewegten Unterlage aufliegt. Die Warenbahn wird dabei an einer Reihe von die Prallstrahlen erzeugenden Düsen in stetiger Folge vorbeigeführt. Die Düsen sind vorzugsweise als Schlitzdüsen ausgeführt, wobei die Düsen, in deren Wirkungsbereich sich eine Lücke in der Warenbahn befindet, für die Dauer dieses Zustandes stillgesetzt werden.
Schließlich beschreibt die DE 162 90 77 A1 einen Prallstrahltrockner mit oberhalb und unterhalb der Gutführungsbahn aufeinanderfolgend angeordnete Blaskästen, die jeweils über einen der Gutführungsbahnbreite entsprechenden Längsschlitz verfügen.
Die bekannten technischen Lösungen sind mit einer Reihe von gravierenden Mängeln verbunden.
So weisen die modulweise zusammengesetzten Bandtrocknersysteme überwiegend Blaskästen auf, die sich quer zur Förderrichtung der Warenbahn verjüngen. Die jeweils zur Warenbahn zugewandten Wandflächen der Blaskästen sind mit Lochdüsen ausgestattet, die eine gleichmäßige Belüftung der Warenbahn erschweren. Infolge der ungleichmäßigen thermischen und aerodynamischen Belastung der Warenbahn kann es zu Verformungen oder zu maßlichen Beeinträchtigungen der Warenbahn kommen. Infolge der quer zur Förderrichtung der Warenbahn angeordneten Blaskästen kommt es außerdem zum Ableiten der eingesetzten Warm- oder Kaltluft mit Gehalten an mitgeführten Lösungsmittel- oder Wasserdämpfen in Längsrichtung der Warenbahn, was zu einem inhomogenen Behandlungsverlauf führt. Das Einsetzen von punkt- oder linienförmigen Prallstrahlen führt außerdem zu einer örtlich vermehrten mechanischen Belastung der Warenbahn.
Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb im Schaffen einer technischen Lösung, mit deren Hilfe die Mängel des bekannten Standes der Technik überwunden werden. Insbesondere geht es um eine kostengünstige und energieeffiziente Kanaltechnik zum Behandeln beschichteter Warenbahnen, die beim Belüften möglichst keine punktuelle mechanische und/oder thermische Belastung erfahren.
Weiterhin soll eine fortschrittliche technische Lösung verhindern, daß die behandelte Warenbahn durch abgeführte Kondensate oder überschüssiges Behandlungsgut qualitativ beeinträchtigt wird.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Die besonderen Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Danach besteht ein Kanalsystem für das thermische Behandeln von beschichteten Warenbahnen aus be- und entlüfteten Kanalsegmenten, aus Antriebs-, Umlenk- und Spannstation, aus Wärmetauscher und Brennersystemen sowie aus Trag- bzw. Führungselementen für die Warenbahnen, wobei die Warenbahnen mittels Blaskästen mit Blasöffnungen an der der Warenbahn jeweils zugeordneten Seite mit Warm- bzw. Kaltluft belüftet werden.
Die oberhalb und unterhalb der Warenbahn angeordneten Luftkanäle sind als Tragflügel ausgebildet. In jedem Kanalsegment ist wenigstens ein Tragflügelpaar angeordnet. Die Tragflügel sind längs der Förderrichtung der Warenbahn als sich verjüngende Blaskästen ausgebildet. Die Schlitzdüsen an den Blaskästen sind austrittsseitig als Diffusoren ausgebildet.
Ein derartig ausgebildetes Kanalsystem ist in besonderer Weise für die thermische Behandlung beschichteter Warenbahnen geeignet, weil die Belüftung der Warenbahn zum Zwecke des Energieeintrags und zum Zwecke der bedarfsweisen Abführung von Wasser- und/oder Lösungsmitteldämpfen nun so erfolgen kann, daß eine minimierte mechanische Belastung und eine in hohem Maße vergleichmäßigte thermische Belastung der Warenbahn erreicht wird.
Die Ausbildung der Blaskästen in Flügelform und deren grundsätzliche paarweise Anordnung unterhalb und oberhalb der Warenbahn erlaubt die Luftzuführung mit minimiertem technischen und energetischen Aufwand. Die Ausbildung der Blasdüsen als Schlitzdüsen verhindert unerwünschte punktuelle Belastungen der Warenbahn. Diese wünschenswerte Wirkung wird durch die austrittsseitige Düsenausbildung in Form von Diffusoren unterstützt.
In einer besonderen Ausführungsform stehen die Tragflügel jedes Kanalsegmentes ein- oder beidseitig mit einem Warmluftgebläse in Verbindung.
Bevorzugt sind die Luftaustrittsdüsen an den Tragflügeln als quer zur Förderrichtung der Warenbahn über die gesamte Warenbahnbreite angeordnete Schlitzdüsen ausgebildet.
Eine spezielle Gestaltung sieht vor, das wenigstens die erste und die letzte Schlitzdüse jedes Tragflügels zur Einstellung der Strömungsrichtung verstellbar ausgebildet sind. Hiermit wird erreicht, daß die Belüftung der Warenbahn mit minimalen Wirkungsverlusten in jedem Kanalsegment maximal für die vorgesehenen Behandlungszwecke genutzt wird.
Es ist vorgesehen, in einer besonderen Ausführungsform des Kanalsystems die Achsen der sich gegenüberliegenden Schlitzdüsen der unteren und oberen Tragflügel jeweils in einer gemeinsamen Ebene anzuordnen. Dies gewährleistet, daß unerwünschte Deformationen der Warenbahnen durch wechselseitige Strömungsbelastung durch die Austrittsdüsen des Belüftungssystems verhindert werden.
Alternativ dazu ist es jedoch auch möglich, die Achsen der in den unteren und oberen Tragflügeln positionierten Schlitzdüsen zueinander versetzt anzuordnen, wodurch bedarfsweise erwünschte Bewegungen der Warenbahn quer zur Förderrichtung bewirkt werden können.
Eine andere Ausführungsform des Kanalsystems sieht vor, daß die Abluftkanäle einseitig oder beiderseits der Warenbahn, jedoch in beiden Fällen unterhalb der Warenbahnebene, angeordnet sind.
Es besteht die Möglichkeit, in jedem Kanalsegment zwischen dem zusammengefaßten Abluftkanal und dem Frischluftzuführungskanal einen regulierbaren Bypaß anzuordnen. Damit kann bewirkt werden, die Beschaffenheit der zugeführten Frischluft mit Hilfe von zugeführten Anteilen der entnommen Abluft zu beeinflussen.
In einem anderen Fall kann vorgesehen werden, zwischen dem Frischluftzufuhrkanal und dem Warmluftgebläse einen Wärmetauscher und/oder einen Luftfilter anzuordnen. In einer solchen Variante kann der zugeführten Luft Wärmeenergie zugeführt oder entnommen werden. Bedarfsweise werden der zugeführten Luft mitgeführte Verunreinigungen entzogen.
Vorteilhaft ist es, wenn die Tragflügel in Förderrichtung der Warenbahn mit einem aerodynamischen Tragflächenprofil ausgestattet sind. Damit werden wenigstens zwei vorteilhafte Zwecke bewirkt. Einerseits ermöglicht diese Bauform einen vergleichmäßigten Luftaustritt aus den Schlitzdüsen an der der Warenbahn zugewandten Seite des Tragflügels.
Andererseits wird durch die allgemeine Luftbewegung im Kanalsystem in der Förderrichtung der Warenbahn die statische Belastung der Luftzuführungskästen infolge des nutzbaren Auftriebs gemindert.
Eine nützliche Ergänzung des vorgeschlagenen Kanalsystems sieht vor, daß die beiderseits der Warenbahn angeordneten Abluftkanäle mit Sammel- oder Abscheideeinrichtungen für anfallende Kondensate und/oder überschüssiges Behandlungsgut ausgestattet sind.
Für die Abscheidung von Fremdstoffen oder von mit der Abluft mitgeführten Resten an Kondensaten oder überschüssigem Behandlungsgut ist vorgesehen, wenigstens im Bereich zwischen dem Abgasbypaß und dem Warmluftgebläse einen Luftfilter anzuordnen.
Die Vorteile der Erfindung bestehen zusammengefaßt darin, daß nun ein modulartig erweiterungsfähiges Kanalsystem für das thermische Behandeln von beschichteten Warenbahnen zur Verfügung steht, das kostengünstig herstellbar und energieeffizient nutzbar ist. Das nun verfügbare System bildet die Voraussetzung für eine Behandlungstechnik, mit deren Hilfe unerwünschte punktuelle mechanische oder thermische Belastungen beim Belüften der Warenbahn vermieden werden können. Schließlich kann die vorgeschlagene technische Lösung auch gewährleisten, daß die behandelnde Warenbahn durch abgeführte Kondensate oder überschüssiges Behnadlungsgut qualitativ nicht beeinträchtigt wird.
Die Erfindung soll nachstehend mit Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.
In der beigefügten Zeichnung zeigen:
1 die schematische Draufsicht auf ein Kanalsystem, das aus zwei Kanalsegmenten besteht;
2 den schematischen Längsschnitt eines Kanalsystems mit als Tragflügel ausgebildeten Belüftungskanälen;
3 den schematischen Querschnitt eines Kanalsystems mit unterhalb und oberhalb der Warenbahn angeordneten Luftzuführungskanälen;
4 den schematischen Längsschnitt einer zwischen den Luftzuführungskanälen geführten Warenbahn.
Ausführungsbeispiele
Ausführungsbeispiel 1:
Gemäß der 1 bis 3 besteht ein Kanalsystem für das thermische Behandeln von beschichteten Warenbahnen aus modulartig gestalteten Kanalsegmenten 3, in denen sich jeweils Frischluftzufuhrkanäle 8 unterhalb und oberhalb der Warenbahn 1 befinden. Über die Länge des Kanalsegmentes 3 sind die Frischluftzufuhrkanäle 8 als Tragflügel 2 ausgebildet. Die Tragflügels 2 verjüngen sich zum Ende hin strömungsgünstig, so daß an den Luftaustrittsdüsen 5, die sich jeweils an den der Warenbahn 1 zugewandten Seite der Tragflügel 2 befinden, etwa gleiche Druckverhältnisse gewährleistet werden können. Durch die Anordnung von gleichartigen Luftaustrittsdüsen 5 über die gesamte Länge der Tragflügel 2 werden auf diese Weise nahezu konstante Frischluftmengen über die jeweiligen Luftaustrittsdüsen 5 an die Warenbahn 1 gefördert. Die Luftaustrittsdüsen 5 weisen sind als Schlitzdüsen ausgebildet und besitzen eine Länge, die etwa der Breite der Warenbahn 1 entspricht. Im Querschnitt besitzen die Luftaustrittsdüsen die Form eines Diffusors 6, womit eine diffuse Belastung der Warenbahn 1 erreicht wird. Die als Schlitzdüsen ausgebildeten Luftaustrittsdüsen 5 an den oberen und unteren Tragflügeln 2 befinden sich jeweils gegenüberliegend in einer gemeinsamen Ebene, so daß Verformungen der Warenbahn 1 infolge der lufttechnischen Belastung durch die Luftaustrittsdüsen 5 weitgehend vermieden werden können. Die im jeweiligen Kanalsegment 3 anfallenden wasserdampf- oder lösungsmittelhaltigen Abluftmengen werden über Abluftkanäle 7 erfaßt. Die Abluftkanäle befinden sich im Ausführungsbeispiel beiderseits der Warenbahn 1 und unterhalb der Ebene der Warenbahn 1. Sie werden einseitig zusammengefaßt und stehen mit dem Frischluftzufuhrkanal 8 über einen Bypaß 9 in Verbindung. Das Warmluftgebläse 4 ist im Frischluftzufuhrkanal 8 angeordnet, wobei vor oder hinter dem Warmluftgebläse 4 im Frischluftzufuhrkanal 8 bedarfsweise Wärmetauscher 10, Luftfilter 12 und Sammel- oder Abscheideeinrichtungen 11 vorgesehen sind.
Mit Hilfe eines derartig aus Kanalsegmenten 3 der vorgenannten Ausstattung zusammengesetzten Kanalsystems lassen sich nun nahezu beliebige thermische Behandlungsvorgänge an beschichteten Warenbahnen materialschonend, kostengünstig und mit hoher Produktivität sowie qualitätsgerecht durchführen.
Ausführungsbeispiel 2: Gemäß 4 besteht ein Kanalsystem wie im Ausführungsbeispiel 1 aus Kanalsegmenten 3, in denen oberhalb und unterhalb der Warenbahn 1 Frischluftzufuhrkanäle 8 in Form von Tragflügeln 2 angeordnet sind. Die quer zur Förderrichtung der Warenbahn 1 ausgerichteten Luftaustrittsdüsen 5 sind ebenfalls als Schlitzdüsen ausgebildet. Sie weisen im Querschnitt die Form eines zur Warenbahn hin erweiterten Diffusors 6 auf. Allerdings befinden sich die Luftaustrittsdüsen 5 in den oberen und unteren Tragflügeln 2 nicht in gemeinsamen Ebenen, so daß es trotz der diffusen Beaufschlagung der Warenbahn 1 mit Frischluft zu bedarfsweise erwünschten mechanischen Verformungen der Warenbahn 1 beim passieren der Luftaustrittsdüsen 5 kommt.

1: Warenbahn
2: Tragflügel
3: Kanalsegment
4: Warmluftgebläse
5: Luftaustrittsdüse
6: Diffusor
7: Abluftkanal
8: Frischluftzufuhrkanal
9: Bypaß
10: Wärmetauscher
11: Sammel- oder Abscheideeinrichtung
12: Luftfilter

Claims

Kanalsystem für das thermische Behandeln von beschichteten Warenbahnen, bestehend aus be- und entlüfteten Kanalsegmenten, Antriebs-, Umlenk- und Spannstationen, Wärmetauscher- und/oder Brennersystemen und Trag- bzw. Führungselementen für die Warenbahnen, welche über Blaskästen mit Blasöffnungen an der der Warenbahn jeweils zugeordneten Seite mit Warm- bzw. Kaltluft belüftet werden, dadurch gekennzeichnet, daß die oberhalb und unterhalb der Warenbahn (1) angeordneten Luftkanäle als Tragflügel (2) ausgebildet sind, daß je Kanalsegment (3) wenigstens ein Tragflügelpaar (2) angeordnet ist, daß die Tragflügel (2) längs der Förderrichtung der Warenbahn (1) als sich verjüngende Blaskästen ausgebildet sind und daß die Schlitzdüsen (5) austrittsseitig als Diffusoren (6) ausgebildet sind.
Kanalsystem für das thermische Behandeln von beschichteten Warenbahnen nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragflügel (2) jedes Kanalsegmentes (3) ein- oder beidseitig mit einem Warmluftgebläse (4) in Verbindung stehen.
Kanalsystem für das thermische Behandeln von beschichteten Warenbahnen nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftaustrittsdüsen (5) an den Tragflügeln (2) als quer zur Förderrichtung der Warenbahn (1) über die gesamte Warenbahnbreite angeordnete Schlitzdüsen ausgebildet sind.
Kanalsystem für das thermische Behandeln von beschichteten Warenbahnen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens die erste und die letzte Schlitzdüse (5) jedes Tragflügels (2) zur Einstellung der Strömungsrichtung verstellbar ausgebildet sind.
Kanalsystem für das thermische Behandeln von beschichteten Warenbahnen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen der sich gegenüberliegenden Schlitzdüsen (5) des unteren und des oberen Tragflügels (2) jeweils in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sind.
Kanalsystem für das thermische Behandeln von beschichteten Warenbahnen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen der in den unteren und oberen Tragflügeln (2) positionierten Schlitzdüsen zueinander versetzt angeordnet sind.
Kanalsystem für das thermische Behandeln von beschichteten Warenbahnen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abluftkanäle (7) einseitig oder beiderseits der Warenbahn (1), immer jedoch in einer tieferen Ebene als der Warenbahn, angeordnet sind.
Kanalsystem für das thermische Behandeln von beschichteten Warenbahnen nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß je Kanalsegment (3) zwischen dem zusammengefaßten Abluftkanal (7) und dem Frischluftzuführungskanal (8) ein regulierbarer Bypaß (9) angeordnet ist.
Kanalsystem für das thermische Behandeln von beschichteten Warenbahnen nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Frischluftzufuhrkanal (8) und dem Warmluftgebläse (4) ein Wärmetauscher (10) und ein Luftfilter (12) angeordnet sind.
Kanalsystem für das thermische Behandeln von beschichteten Warenbahnen nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragflügel in Förderrichtung der Warenbahn (1) mit einem aerodynamischen Tragflächenprofil ausgestattet sind.
Kanalsystem für das thermische Behandeln von beschichteten Warenbahnen nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß beiderseits der Warenbahn (1) Abluftkanäle (7) angeordnet sind und daß die Abluftkanäle (7) mit Sammel- oder Abscheideeinrichtungen (11) für anfallende Kondensate und/oder überschüssiges Behandlungsgut ausgestattet sind.
Kanalsystem für das thermische Behandeln von beschichteten Warenbahnen nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß für die Abscheidung von Fremdstoffen oder mit der Abluft mitgeführten Resten an Kondensaten oder überschüssigem Behandlungsgut wenigstens im Bereich zwischen dem Abgasbypaß (9) und dem Warmluftgebläse (4) ein Luftfilter (12) angeordnet ist.