DE1292082C2

DE1292082C2 - Vorrichtung zum behandeln, insbesondere trocknen und freischwebenden fuehren von bahnfoermigem gut

Info

Publication number: DE1292082C2
Application number: DE1963K0051392
Authority: DE
Inventors: Joachim Dipl.-Ing. 6200 Wiesbaden; Grimm Erwin Dipl.-Ing. 6095 Gustavsburg; Pagendarm Erich Dipl.-Ing. 2000 Hamburg Stroszynski
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1963-11-16
Filing date: 1963-11-16
Publication date: 1978-05-11
Also published as: GB1067918A; BE655748A; AT272824B; CH472530A; NL6412895A; NL148154B; CH1470164A4; DE1292082B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Behandeln, insbesondere Trocknen, und frei schwebenden Führen von bahnförmigem Gut mittels Blasstrahlen eines gasförmigen Behandlungsmittels, die aus paarweise auf die Bahnebene gerichteten, über mindestens die gesamte Bahnbreite sich erstreckenden Düsenschlitzen austreten, deren benachbarte Ausblaskanten durch eine Wand unter Bildung eines von dieser Wand, den Düsenstrahlen und der Bahn begrenzten, für die Aufrechterhaltung einer stabilen Druckzone im wesentlichen geschlossenen Raums verbunden sind, wobei außerhalb jedes Düsenpaars zwischen diesem und den benachbarten Düsenpaaren Abströmräume für das Behandlungsmittel gelegen sind.

Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art (FR-PS 10 98 271 und FR-PS 9 71 014) sind die Düsenschlitze jeweils paarweise so angeordnet, daß die von ihnen erzeugten Strahlen divergierend gegen die Bahn geblasen werden.

Diese Vorrichtung hat den Nachteil, daß ihre Tragwirkung, abhängig vom Abstand der Bahn von den Düsenmündungen, nicht stabil ist, weil sie bei starker Annäherung der Bahn an die Düsenmündungen abfällt, was bedeutet, daß mit einem verhältnismäßig großen Abstand zwischen Düsenmündungen und Bahn gearbeitet werden muß, damit die Bahn die Düse nicht berührt. Bei einem großen Abstand zwischen Bahn und Düsenmündungen sind jedoch erhebliche Luftmengen erforderlich, was besonders starke und aufwendige Lufterzeugungsaggregate bedingt. Für eine schnelle und wirtschaftliche Behandlung, insbesondere für Trocknungsvorgänge, ist ein verhältnismäßig geringer Abstand der Düsenmündungen von der Bahn erwünscht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Behandeln und frei schwebenden Führen von bahnförmigem Gut durch Beaufschlagung der Gutbahn mit einem gasförmigen Behandlungsmittel /U schaffen, die insbesondere auch bei geringem Abstand zwischen Bahn und Düsenmündungen eine stabile Tragwirkung gewahrleistet.

Die erfindungsgemäße Lösung geht von dem eingangs genannten Trocknertyp aus und besteht darin, daß die Düsenschlitze jedes Düsenpaares Strahlrichtungen haben, deren Mittellinien zur Bahnebene hin > konvergieren. Dabei befindet sich die eingangs erwähnte feste Wand vorteilhafterweise in Höhe der Düsenöffnungen.

Eine Erklärung für die durch die Erfindung erzielte stabile Tragwirkung mag darin zu sehen sein, daß sich

in unmittelbar in der Nähe der Oberfläche der Materialbahn, die einer geradlinigen Fortbewegung der Gasbzw. Dampfstrahlen im Wege steht, und der die konvergierenden Düsenöffnungen verbindenden festen Wand gegensinnig gerichtete zylindrische Wirbelpaare > ausbilden, die sich in Richtung der Breite der Bahn erstrecken und die sich gegenseitig weitgehend oder ganz lokalisieren. Ferner ist von Bedeutung, daß stabile Druckzonen aufgebaut werden, die auf einen um so größeren Flächenbereich der Bahn wirken, je näher

-" diese den Düsenmündungen kommt

Der Aufbau einer ständigen stabilen Druckzone zwischen den Strahlenpaaren setzt voraus, daß der von den Strahlenpaaren, der Bahn und der zwischen den DOsenschlirtzen angeordneten Wand begrenzte Raum

-■ im wesentlichen geschlossen ist. Die an den Enden dieses Raumes verbleibenden öffnungen sind daher so zu begrenzen, daß der durch die in ihnen stattfindende Abströmung verursachte Druckabfall auf die den Enden benachbarten Bereiche des Raumes beschränkt bleibt

i" und im übrigen Raum ständig ein ausreichender Überdruck im Vergleich mit dem Druck in den benachbarten Abströmräumen aufrechterhalten ist.

Das ältere deutsche Patent 12 39 988 betrifft eine Vorrichtung, mit der, auch zum frei schwebenden

ι '· Führen von bahnförmigem Gut, Luft in Form von quer zur Laufrichtung der Bahn in Reihen nebeneinanderliegenden Hohlstrahlen mit parallel oder schräg einwärts zum Düsenkasten gerichteten Randstrahlen gegen die Gutbahn geblasen wird.

··' Bei dieser Vorrichtung werden die Hohlstrahlen gebildet durch je zwei im Abstand nebeneinander angeordnete Längsdüsen sowie dazwischen im Abstand voneinander angeordnete Querdüsen, die senkrecht auf die Gutbahnebene gerichtet sind.

i> Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann die Materialbahn von dem Gas oder Dampf beidseitig beaufschlagt werden, also bei horizontaler Führung von oben und unten und bei vertikaler 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 Düsenaustrittsgeschwindigkeiten des Gases oder des Dampfes auf eine Beaufschlagung der Bahn von oben her verzichten und wird diese nur dann

" durchführen, wenn sie aus Gründen einer beidseitigen Behandlung der Bahn erforderlich ist.

So ist es unter anderem auch möglich, das Gas oder den Dampf von unten her mit der erfindungsgemaßen Vorrichtung und von oben her mit einer der bekannten

in Vorrichtungen, beispielsweise durch bekannte Schlitzoder Lochdüsen, zuzuführen.

Um ein Abgleiten der Tragwirbel an den seitlichen Enden der Materialbahn und eine dadurch bedingte Verminderung der Tragwirkung zu verhindern, ist es oft

"' zweckmäßig, an den seitlichen Begrenzungen der Austrittsöffnungen Flankensperren vorzusehen.

Die Richtungen, aus denen die zueinander gehören den Strahlen der ein/einen Slrahlenpaare gegen die

Bahn geblasen werden, können in weiten Grenzen schwanken. Die Strahlen können gleiche, aber auch verschiedene Winkel a. bzw. β (vgl. Fig. 1) mit der Bahnnormaien Nbilden. Die Winkelsumme (λ+β) liegt bevorzugt zwischen 30 und 120°. Sehr häufig wird λ=β gewählt.

Das Strahlenpaar kann schließlich auch durch einen oder mehrere weitere Strahlen, die auf den gleichen Bereich der Materialbahn gerichtet sind wie das zugehörige Strahlenpaar, unterstützt werden.

Es hat sich gezeigt, daß man durch Variation der Beaufschlagungsgeschwindigkeit und/oder des Abstandes der Austrittsöffnungen für das Gas oder den Dampf das Verhalten der Bahn beeinflussen und somit im gewünschten Simie steuern kann. So lassen sich sehr ruhig liegende Bahnen erreichen, wenn die Beaufschlagungsgeschwindigkeiten bei Spaltweiten von etwa 1 bis 2 mm zwischen 10 und 15 m/sec liegen und die Strahlenpaare in gegenseitigen Abständer, von 100 bis 140 mm, besonders etwa 120 mm, aufeinanderfolgen. In diesem Falle kann eine besonders schonende Behandlung der Materialbahn erfolgen. Ist dagegen eine sehr intensive Behandlung der Bahn erwünscht, so ist es zweckmäßig, bei den oben angegebenen Spaltweiten Beaufschlagungsgeschwindigkeiten zwischen 15 und 50 m/sec zu wählen.

Die Entfernungen zwischen den Kammer wänden bzw. den Spaltöffnungen für das Gas oder den Dampf und der Bannmittellinie liegen im allgemeinen zwischen einigen Millimetern und einigen Zentimetern. Besonders ruhig liegende Bahnen erhält man bei Abständen der Spaltöffnungen von der Bahnmittellinie, die wenige Millimeter, beispielsweise 2 bis 5 mm, betragen, insbesondere dann, wenn die Beaufschlagungsgeschwindigkeiten hoch sind, also beispielsweise Werte zwischen 40 und 50 m/sec haben. Jedoch kann man auch dann eine sehr ruhige stabile Bahnführung erhalten, wenn die Bahn wenig oberhalb des geometrischen Schnittpunktes der Strahlmittellmien geführt wird.

Im nachfolgenden werden einige bevorzugte Ausführungsformen der Vorrichtung im Zusammenhang mit den F i g. 1 bis 3 beschrieben.

Fig. 1 zeigt den Querschnitt durch einige unterhalb der horizontal verlaufenden Materialbahn konvergierend angeordnete Düsenelemente. Sie erläutert gleichzeitig einige auch bei anderen Ausführungsformen wiederkehrende geometrische Größen;

Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch einen unterhalb der horizontal verlaufenden Materialbahn angeordneten Düsenausschnitt, bei dem die Düsenpaare durch Umströmungskörper und Profile gebildet werden;

Fig.3 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Düsenausschnittes nach F i g. 1.

In F i g. I befinden sich gegenüber der Materialbahn I 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 bilden die Wand 3 der Behandlungszone, die von der Bahn 1 nicht berührt werden soll. Die von der Bahn abgewandten Profilrücken bilden die Böden der Abströmkanäle 4 für (Jas Gas. Die engen linearen Zwischenräume zwischen den einzelnen Profilen stellen die Düsen 5 für die Zuführung des Gases dar. Die Düsenachsen bilden paarweise miteinander gleiche Winkel (x=//) mit der durch ihren geometrischen Schnittpunkt führenden Normalen N auf die »neutrale I inie«. Die »neutrale Linie« ist die Mittelachse durch die llehandlungs/one in Längsrichtung, die im Idealfall mit der Mittellinie der Materialbahn zusammenfällt und daher im nachfolgenden ebenfalls unter der Bezugsnummer 1 erscheint. 1 gibt die Düsenteilung, d. h. den Abstand zwischen zwei Normalen N aa α stellt die halbe Höhe der Behandlungszone, also den Abstand zwischen dem der Materialbahn 1 zugekehrten Profilrücken und der neutralen Linie 1 dar. Λ ist das Lot vom hypothetischen Schnittpunkt der Achsen zweier Düsen 5 auf den Profilrücken, // gibt die Höhe des Profilrückens und gleichzeitig die Tiefe des Abströmkanals 4 an. B ist die Breite des Profilrückens, b der geometrische Tragquerschnitt, das ist der von den beiden verlängerten Achsen eines Düsenpaares 5 ausgeschnittene Teil der neutralen Linie 1. S bedeutet die Spaltweite der Düsen an deren Mündung. Die schlitzförmigen Düsenmündungen sind mit 5a bezeichnet.

Die gleiche — nicht eingezeichnete — Profilanordnung liegt oberhalb der neutralen Linie 1 vor. Hierbei können die Profile 2 zu beiden Seiten der neuiralen Linie 1 spiegelbildlich angeordnet oder auch gegeneinander um eine halbe Düsenteilung t/2 versetzt sein, im letzteren Falle steht jedem Profilrücken auf der einen Seite der Bahn I ein Abströmkanal 4 auf der anderen Seite der Bahn I gegenüber. Es hat sich gezeigt, daß in diesen beiden Grenzfällen und auch in jeder beliebigen Zwischensteilung eine einwandfreie frei schwebende Führung der Materialbahn und eine gute Tragwirkung erzielt werden kann. Oftmals ist es jedoch erwünscht, wenn die Düsenmündungen 5a beiderseits der Bahn 1 um die halbe Düsenteilung t/2 versetzt sind, weil dadurch möglicherweise auftretende Unsymmetnen bzw. Schwankungen der Austrittsgeschwindigkeiten des Gases oberhalb und unterhalb der Bahn 1 besser ausgeglichen werden und somit eine bessere Symmetrie der Bahnmittellage bewirkt wird.

Strömt nun beiderseits der neutralen Linie 1 bei versetzter oder gegenüberliegender Anordnung der Profile 2 durch die Düsenspaite S ein dampf- oder gasförmiges Medium — im nachfolgenden einfach »Gas« genannt — mit einer bestimmten Geschwindigkeit aus, so bilden sich zwischen der Bahn 1, den Profilrücken und den quer zur Bahndurchlaufrichtung stehenden, paarweise angeordneten Düsenmündungen 5a Tragwirbelpaare W aus. Diese wirken einem Annähern der Bahn 1 an die Wandungen der Behandlungszone entgegen, so daß sowohl bei waagerechter als auch bei senkrechter Bahnführung ein berührungsfreier Durchlauf der Bahn 1 erreicht wird. Durch das symmetrische seitliche Abströmen des Gases in den Abströmkanälen 4 wird eine besonders gute Breithaltewirkung erreicht, wenn die Abströmquerschnitte in einem ausgewogenen Verhältnis zum Durchsatz des Gases stehen. Da die abströmende Gasmenge von der Kanalmitte nach außen etwa linear zunimmt, ist insbesondere eine Erweiterung der Abströmquerschnitte nach außen hin günstig.

F i g. 2 zeigt eine sehr einfache Ausführungsform der Diisenelemente. Hierbei wechseln parabolisch geformte Abströmkanäle 7 und gegen die Materialbahn 1 geöffnete Zuströmkanäle 8 miteinander ab. In der Mitte der Zuströmkanäle 8 befinden sich Umsirömungskörper 9, die die Zuströmkanäle 8 in jeweils zwei düsenartige Gast'iiführungswege 8a und Sb aufteilen. Das Gas wird durch die Zuströmkanäle 8 gepreßt, streicht an den I Iniströmungskörpern 9 entlang und wird durch diese in zwei gegeneinander geneigte Teilströme gespalten, die nach Ablenkung durch die Materialhahn I ein

Wirbelpaar W, wie in Fig. 1 angedeutet, bilden. Die Uniströmungskörper 9 sind im allgemeinen zylinderförmig gestaltet. Falls die Einwirkung eines heißen Gases auf die Materialbahn erwünscht ist, können die Umströmungskörper 9 beheizt sein, beispielsweise gerippte Heizrohre darstellen. In diesem Falle kann das Gas unmittelbar vor dem Auftreffen auf die Materialbahn 1 und vor der Ausbildung der Tragwirbel aufgeheizt und gegebenenfalls durch — in F i g. 2 nicht dargestellte — Wärmeaustauschrippen zusätzlich ausgerichtet werden. In den Abströmkanälen 7 können in diesem Fal'e außerdem fokussierte IR-Strahler 10 angeordnet sein, die das Erwärmen der Materialbahn 1 durch Wärmekonvektion des aus den Zuströmkanälen f austretenden Gases durch Wärmestrahlung unterstütz ten. Hierbei sind die parabelförmigen Abströmkanal Ϊ so ausgebildet, daß die Außenmäntel der IR-Strahler IC von der Matcrialbahn 1 weiter entfernt sind, in Fig. Ί also tiefer liegen als die Außenmäntel der Umströ mungskörpcr 9. Auch bei der Vorrichtung nach F i g. 2 liegt oberhalb der Bahn 1 die gleiche — nichi eingezeichnete — gegebenenfalls spiegelbildliche An Ordnung der Vorrichtungselemente vor.

Fig. 3 zeigt den Düsenausschnilt nach Fig. I ir perspektivischer Ansicht.

Hierzu 2 Blatt Zeichnunpen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Behandeln und frei schwebenden Führen von bahnförmigem Gut mittels Blasstrahlen eines gasförmigen Behandlungsmittels, die aus paarweise auf die Bahnebene gerichteten, über mindestens die gesamte Bahnbreite sich erstreckenden Düsenschlitzen austreten, deren benachbarte Ausblaskanten durch eine Wand unter Bildung eines von dieser Wand, den Düsenstrahlen und der Bahn begrenzten, für die Aufrechterhaltung einer stabilen Druckzone im wesentlichen geschlossenen Raums verbunden sind, wobei außerhalb jedes Düsenpaars zwischen diesem und den benachbarten Düsenpaaren Abslrömräume für das Behandlungsmittel gelegen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenschlitze (5) jedes Düsenpaares Strahlrichtungen haben, deren Mittellinien zur Bahnebene (1) hin konvergieren.

2. Vorrichtung nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß die Wand (3) zwischen den Düsenschlitzen (5) eines Düsenpaares sich in Höhe der Düsenöffnungen befindet.