DE3744799A1 - Anordnung fuer eine prozessanlage fuer die waermebehandlung von bahnfoermigen produkten - Google Patents
Anordnung fuer eine prozessanlage fuer die waermebehandlung von bahnfoermigen produktenInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung
für eine Prozeßanlage für die Wärmebehandlung von bahnför
migen Produkten, wobei die Anlage eine Anzahl von mit In
frarotstrahlung arbeitenden Lampen sowie Einrichtungen für
die Zufuhr von an der Bahn anwendbarer Luft oder einem an
deren geeigneten Wärmebehandlungsmedium zu der betreffen
den Produktbahn mittels eines Durchlauf-Wärmebehandlungs
körpers enthält.
Im Zusammenhang mit der Trocknung oder irgendeiner anderen
Wärmebehandlung von bahnförmigen Produkten, wie Papier
bahnen, mit Hilfe von mit Infrarotstrahlung arbeitenden
Lampen sind hohe Wärmeleistungen pro m2, z. B. zwischen 50
und 100 kW/m2, notwendig, um u. a. den Raumbedarf der Anlage
zu minimieren. Das bedeutet wiederum, daß die wirksame
Kühlung der Lampen und ihrer Reflektorkonstruktion erfor
derlich ist, um an diesen einen Schaden zu verhüten und
eine Herabsetzung ihrer Lebensdauer zu verhindern, weil
selbst kleine Einbußen eine sehr hohe Wärmebelastung er
zeugen.
In Verbindung mit dem Einbau von Wärmebehandlungsanlagen
in Papiermaschinen, wobei z. B. die Produktion ununterbro
chen abläuft, wird eine hohe Zuverlässigkeit zusammen mit
der Möglichkeit einer einfachen und raschen Wartung der
verwendeten Gerätschaften gefordert, um übermäßig lange
Stillstandszeiten zu vermeiden.
Das Trocknen von Papier und der Prozeß zur Oberflächenver
edelung bedeuten, daß große Wassermengen in der IR-Trock
nungsanlage verdampft werden, und der verdampfte Wasser
dampf muß wirksam beseitigt werden, um den Verdampfungs
prozeß nicht zu behindern.
Ferner dürfen keine größeren Kräfte auf die Bahn einwirken,
da diese eine mäßige Festigkeit, insbesondere im feuchten
Zustand, aufweist.
Es ist insofern das Ziel der vorliegenden Erfindung, an
erster Stelle eine Anordnung der oben angegebenen Gattung
vorzuschlagen, die das oben erwähnte Problem wirksam löst.
Dieses Ziel wird durch eine Anordnung gemäß der vorliegen
den Erfindung erreicht, die im wesentlichen dadurch gekenn
zeichnet ist, daß für Luft oder ein anderes geeignetes
Wärmebehandlungsmedium Vorkehrungen für eine im wesentli
chen zur Produktbahn parallele Zufuhr und Strömung getrof
fen werden.
Die Erfindung wird im folgenden an einer bevorzugten, bei
spielhaften Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Zeich
nungen erläutert. Es zeigt
Fig. 1 in einer perspektivischen, unter einem Winkel von
oben gesehenen Darstellung einen Durchlauf-Wärme
behandlungskörper gemäß der Erfindung;
Fig. 2 den benachbart zu einer sich bewegenden Produktbahn
angeordneten Wärmebehandlungskörper im geschnittenen
Zustand;
Fig. 3 eine Wärmebehandlungskörper-Anordnung an einer
Papiermaschine;
Fig. 4 eine aufgeschnittene Ansicht eines Wärmebehandlungs
moduls, der Teil der Wärmebehandlungskörper-
Anordnung ist;
Fig. 5 die Unteransicht eines Rahmens, der Teil eines
Moduls ist;
Fig. 6 den Rahmen von seiner entgegengesetzten Seite;
Fig. 7 eine grundlegende schematische Darstellung zur
Funktion der Erfindung;
Fig. 8 eine grundlegende schematische Darstellung zur Funk
tion von früher offenbarten Anordnungen.
Eine Anordnung 1 gemäß der Erfindung, die für eine Anwen
dung auf das Trocknen und/oder Erwärmen oder irgendeine
andere Art einer Wärmebehandlung von bahnförmigen Produk
ten 2 in Wärmebehandlungsanlagen 3, welche eine Anzahl von
mit Infrarotstrahlung arbeitenden Lampen 4 enthalten, so
daß z. B. das Trocknen/Erwärmen einer Papierbahn, die in
einer Richtung von einer Papierbahn-Fertigungsmaschine 5
zu einer anschließenden Bearbeitungsstelle der beispiels
weise getrockneten Papierbahn 2 läuft, geeignet ist, kann
eine Anzahl von selbständigen Wärmebehandlungsmoduln 7 um
fassen, die miteinander verbunden werden können, um einen
gemeinsamen Durchlaufkörper 6 zu bilden. Die Moduln 7, die
aus kastenförmigen Rahmen 8 gebildet sein können, innerhalb
welcher eine gewünschte Anzahl von stabförmigen Halogenlam
pen 4 mit eine Infrarotwirkung erzeugenden Glühfaden an
ihren jeweiligen Enden 4 A, 4 B an Lampenfassungen 9 und 10,
die vorzugsweise mit einer Klemmwirkung, z. B. einer Feder
wirkung, arbeiten, in einer Reihe innerhalb eines Lampenauf
nahmeraumes 11, der zwischen einem Reflektor 12 sowie einer
Schutzabdeckung 13 gebildet ist, gehalten ist, können derart
angeordnet sein, daß sie an dem Körper 6 in Form von Rei
hen, wie beispielsweise in Fig. 1 gezeigt ist, befestigt
werden. Eine Anzahl von Befestigungszapfen 14, Kehlen oder
Befestigungseinrichtungen in anderer geeigneter Form, die
sich an der einen Stirnseite 8 A des Reflektorrahmens 8 be
finden und vom Rahmen 8 vorragen, sind so angeordnet, daß
sie in passenden Löchern 15 im Körper 6 aufgenommen werden
können, um den einfachen sowie raschen Einbau der Moduln
7 an der Heizseite 6 A des Körpers 6 zu ermöglichen und um
das Auftreten einer Wärmedehnung ohne die Gefahr, daß die
Moduln 7 verformt werden, zuzulassen. Mittels Schrauben oder
anderer geeigneter Befestigungselemente, die beispielsweise
in Schraubenlöchern 16 und 17 im Modulrahmen 8 und im Körper
6 aufgenommen werden, kann die andere Stirnseite 8 B des Mo
duls lösbar am Körper 6 festgehalten werden.
Die Lampenfassungen 9, 10 können sich jeweils an ihrer
eigenen Platte 18 und 19 oder an irgendeiner anderen ge
eigneten Luftleiteinrichtung befinden, die so angeordnet
sind, daß sie imstande sind, Kühlluft 20 oder irgendein
anderes geeignetes Kühlmedium, das in den zwischen dem Re
flektor 12 und dem Rahmen 8 gebildeten Lufteintrittsraum
21 eingeführt wird, zu den jeweiligen Enden 4 A, 4 B der Lam
pen zu dem Zweck zu leiten, um in erster Linie eine Kühlung
derselben, vorzugsweise auf eine geringere Temperatur als
300°C, zu bewirken, so daß ein Brechen an der jeweiligen
Glas/Metall-Zwischenfläche des Glases verhindert wird. Die
se Platten 18, 19 können mit Hilfe von Schrauben, welche
die lösbare Befestigung der Platten 18, 19 am Modulrahmen
8 ermöglichen, am Modulrahmen 8 angebracht werden, wobei
die Platten beispielsweise die gewünschte, der Luftströmung
angepaßte Zahl von Lampenfassungen 9, 10 aufweisen. Die
angestrebte Wärmeleistung des Moduls kann somit auf einfa
che Weise verändert werden, indem die gewünschte Anzahl
von IR-Lampen 4, z. B. vier, sechs, acht, zehn und zwölf
usw. in die vorgesehenen Lampenhalter 9, 10 fest einge
klemmt wird.
Die Luft 20 wird in den Raum 21 durch mehrere Luftzufuhröff
nungen 23, die von der Unterseite 8 C des Rahmens 8 in diesen
Raum 21 öffnen, eingeführt, wobei für diesen Zweck wenig
stens eine Öffnung 23 so angeordnet ist, daß sie sich durch
den Rahmenboden erstreckt, und zwar wird vorzugsweise eine
Öffnung 23 im mittigen Bereich der in Rede stehenden Lampen
4 zentriert. Diese Öffnungen 23 werden vorzugsweise so aus
gestaltet, daß sie ein Durchströmen von Kühlluft in einer
Menge zwischen 70 und 500 m3/h, was von der Anzahl der Lam
pen 4 abhängt, zulassen. Die Größe der Öffnungen kann eben
falls verändert werden, um die Menge der betreffenden Luft
angemessen zu halten.
Ein Anteil der zugeführten Menge an Luft 20 wird auch in
den Lampenaufnahmeraum 11 geleitet und kühlt die Lampen 4
sowie die Reflektortafel 12 auf eine wenigstens geringere
Temperatur als annähernd 90°C.
Die Reflektortafel 12, die so angeordnet ist, daß sie die
von den den IR-Lampen 4 abgegebene Strahlung im höchstmögli
chen Ausmaß in einer Richtung von der Tafel 12 weg und nach
außen durch die Abdeckung 13, die die Lampen gegen Staub
und andere Verschmutzung schützt, sowie zur Frontseite 7 A
hin reflektiert, wird durch den Luftstrom 24 zur gleichen
Zeit wie die der betreffenden Produktbahn 2 abgewandte
Seite 13 A der Abdeckung 13 gekühlt. Die Reflektortafel 12
kann aus einem geeigneten temperaturbeständigen Material,
wie z. B. Keramikmaterial, gefertigt und auch, falls das zur
Verbesserung der Reflexionsleistung erwünscht ist, oberflä
chenbehandelt sein, z. B. mit einer Schicht aus Gold bedeckt
sein. Dank der einfachen Konstruktion des Moduls ist die
Reflektortafel 12 ohne Schwierigkeiten austauschbar.
Die Kühlluft 25 wird auch weitergeleitet, so daß sie an
einer Anzahl von mit elektrischen Verbindern 26 versehenen
Bauteilen 27 sowie einem von der Stirnseite 8 B des Rahmens
einwärts ragenden Befestigungselement 28, welches eine An
zahl von schlitzförmigen Öffnungen 29 hat, die so angeord
net sind, daß sie passende, vom mit Luftaustrittsöffnungen
30 versehenen Bauteil 31 vorstehende Befestigungszungen 32
aufnehmen können, vorbeiströmt.
Das Bauteil 31 kann eine Schutzglashalterung bilden, die
mit einer Anzahl von Befestigungsgliedern 33, wie Befe
stigungsschrauben, in dem Fall, da die Lampenabdeckung 13
als Glasplatte ausgebildet ist, zusammenwirkt. Die Verwen
dung einer Folie oder Schutzhaube von ähnlicher Art ist
ebenfalls möglich.
Die Befestigungsschraube ist für diesen Zweck derart ange
ordnet, daß sie von einem mit einem Loch versehenen Halte
rungsteil 35, das von der Stirnseite 8 B des Rahmens ein
wärts zum offenen Aufnahmeraum 34 des Rahmenkörpers hin vor
ragt, aufgenommen wird.
Die durch die Luftaustrittsöffnungen 30 strömende Luft wird
zu einer Strömung in im wesentlichen paralleler Weise längs
des Produktstreifens 2 sowie längs der Oberseite 13 B der
Abdecklage 13 gebracht, wie in den Fig. 4 und 7 dargestellt
ist. Eine geeignete Strömungsgeschwindigkeit kann zwischen
5 und 40 m/s betragen. Auf den Streifen 2 wirkt in diesem
Fall eine Kraft F, die bestrebt ist, den Streifen 2 in eine
Richtung zum jeweiligen Modul 7 hin zu drücken. Diese Kraft F
wird jedoch durch die statische Kraft P ausgeglichen,
welche durch die austretende Luft 36 aufgebaut wird. Eine
Stabilisierung des Streifens 2 wird auf diese Weise in
einem optimalen Abstand von den Moduln 7 erreicht, was zum
Ergebnis hat, daß die auf den Streifen 2 einwirkende Druck
kraft vermindert wird, was im Hinblick auf die mäßige Festig
keit des Streifens im feuchten Zustand von Vorteil ist, und
es wird der Wärmeübergang zwischen der Luft 36 sowie dem
Streifen 2 erhöht mit dem Ergebnis, daß eine wirksame Ab
führung des vom Streifen 2 verdampften Wasserdampfes auf
Grund der Wirkung der heißen Luftströmung 36 erreicht wird.
Eine große Anzahl von Wärmebehandlungsmoduln 7 der oben be
schriebenen Art wird vorzugsweise so eingerichtet, daß sie
in leicht abbaubarer Weise in einer Reihe an einem Wärme
behandlungs- oder Durchlaufkörper 6 mit einem Einlaßkanal
37 für Luft 38 und einem Auslaßkanal 39 für Abluft 40 sowie
Wasserdampf usw. beispielsweise mittels der oben erwähnten
Befestigungselemente 14, 16, 17 fest angebracht werden kön
nen, wie in Fig. 1 gezeigt ist. Wenigstens der Auslaßkanal
39 wird mit Hilfe eines geeigneten Isoliermaterials 41 ge
genüber der Umgebung 47, vor allem gegenüber dem Einlaßka
nal 37 isoliert. Der Wärmebehandlungskörper 6 weist vor
zugsweise eine Anzahl von Luftaustrittsöffnungen 42 auf,
die längs der einen Seite 6 B des Wärmebehandlungskörpers
vorgesehen sind. Diese Öffnungen 42, die so angeordnet sein
können, daß sie sich durch einen langen oder unterteilten
Kanal 43 an der Seite 6 B des Körpers erstrecken, sind so
eingerichtet, daß sie die Feuchtigkeit enthaltende Luftströ
mung 36 empfangen, bevor sie zu einem verbindenden Abluft
kanal 44 zwischen den Öffnungen 42 sowie dem Auslaßkanal
39 geleitet und anschließend zum Auslaßkanal 39 abgeführt
wird.
Die Fig. 8 zeigt, in welcher Weise auf eine Bahn 2¹ durch
Luft 45 eingewirkt wird, die auf die Bahn 2¹ in einer im
wesentlichen rechtwinkligen Richtung mit Bezug zur Bahn
2¹ gelangt, was zum Ergebnis hat, daß die Bahn 2¹ bestrebt
ist, sich in einer Richtung von der zugeordneten Luftzufuhr
vorrichtung 1¹ wegzubewegen, was darin resultiert, daß durch
die einwirkende Kraft die Gefahr besteht, ein Auflösen der
Bahn herbeizuführen, und daß die kontrollierte Abführung
der Luft nicht gefördert wird.
Eine gemäß der Erfindung ausgebildete Anordnung 1 ermög
licht u. a. das Vorsehen eines optimierten Luftsystems für
die Kühlung der Reflektorkonstruktion sowie der Lampen 4
und für die Behandlung von z. B. Papierbahnen 2 mit Luft zum
Zweck, die wirksame und zuverlässige Verdampfung von Feuch
tigkeit von den Bahnen 2 zu erreichen. Der rasche Austausch
von Verbrauchsartikeln, wie z. B. Lampen, wird ebenfalls er
möglicht, wobei zusätzlich die Wärmewirkung auf einfache
Weise geregelt werden kann, indem die gewünschte Anzahl
an Lampen 4 vorgesehen wird.
Von der Unterseite eines jeden Moduls 7 stehen elektrische
Einrichtungen 46 vor, die für eine Verbindung mit Speise
kabeln für elektrische Energie vorgesehen sind. Der abge
führte, Wärme enthaltende Abluftstrom 40 kann derart gelei
tet werden, daß eine Wiedergewinnung der Wärme in geeigne
ter Weise ermöglicht wird. Auch besteht die Möglichkeit,
den Luftstrom 36 unmittelbar nach außen oder in die Räum
lichkeiten, in denen die Anlage 3 untergebracht ist, zu
leiten. Die Luft kann beispielsweise nach der Behandlung
der Bahn 2 eine Temperatur zwischen 50 und 150°C haben.
Die Erfindung ist nicht auf die beispielhafte Ausführungs
form, die vorstehend beschrieben und in den Zeichnungen dar
gestellt wurde, begrenzt, sondern kann im Rahmen der Patent
ansprüche, ohne den Erfindungsgedanken zu verlassen, abge
wandelt werden.
Beispielsweise kann, um günstigere Bedingungen für die Enden
4 A der Lampen zu schaffen, eine Anzahl von zusätzlichen
Leitplatten usw. so angeordnet werden, daß der Luftstrom
24, der zwischen dem Reflektor 12 sowie der Glasabdeckung
13 vorhanden ist und wegen der Hitze von den Lampen 4 eine
hohe Temperatur aufweisen kann, wenn er diese Enden 4 A der
Lampen erreicht, abgelenkt wird. Eine Kühlung dieser Enden
4 A der Lampen wird folglich durch die Luftströme 20 und 25,
die zwischen der Unterseite 8 C des Rahmens und dem Reflek
tor 12 vorhanden sind, erreicht. Diese Leitplatten können
dauerhaft oder lösbar am Rahmen 8 angebracht sein.
Claims (7)
1. Anordnung für eine Wärmebehandlungsanlage (3) für
bahnförmige Produkte (2), die eine Mehrzahl mit Infrarot
strahlung arbeitender Lampen (4) und eine Vorrichtung
zur Zufuhr von Luft (36) oder einem anderen geeigneten
Wärmebehandlungsmedium über einen Wärmebehandlungskörper
(6), dem die Produktbahn (2) zugeführt werden kann, zur
Produktbahn (2) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß
der Wärmebehandlungskörper (6) die Lampen (4) und ein
Abdeckglas, eine Abdeckfolie oder eine ähnliche Schutz
abdeckung (13) aufweist, die die Lampen (4) vollständig
abdeckt, wobei längs der von der Produktbahn (2)
abgewandten Seite (13 A) der Schutzabdeckung (13) Luft
(24) oder ein anderes geeignetes Wärmebehandlungsmedium
im wesentlichen parallel strömt.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Luft (36) mit einer Geschwindigkeit zwischen 5
und 40 m/s strömt.
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Lampen (4) an ihren jeweiligen Enden
(4 A, 4 B) durch Lampenfassungen (9, 10) in einem
Reflektorrahmen (8) gehalten werden, der mit Reflektoren
(12) ausgerüstet ist und seine Funktion durch Klemmwirkung
erfüllt.
4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Lampenfassungen (9, 10) auf einer Platte (18,
19) oder einer ähnlichen Platte angeordnet sind, die so
angeordnet ist, daß sie die Luft zu den jeweiligen Enden
(4 A, 4 B) der Lampe richtet.
5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß der Reflektorrahmen (8) eine Anzahl Luftzufuhröffnungen
(23) aufweist, die sich in einen Lufteintrittsraum (21)
öffnen, der zwischen dem Reflektor (12) und dem
Reflektorrahmen (8) ausgebildet ist.
6. Anordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß der Reflektorrahmen (8) an einem seiner
Enden (8 B) derart ausgebildet ist, daß er ein Bauteil
(31) stützt, das mit Luftaustrittsöffnungen (30) versehen
ist.
7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß das Bauteil (31) ein Schutzglashalteteil ausbildet,
das mit Befestigungsgliedern (33) zusammenwirken kann.
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