EP0291832A1 - Vorrichtung zum Trocknen von freigeführten Materialbahnen mittels freigeführter Luftkissendüsen - Google Patents
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- EP0291832A1 EP0291832A1 EP19880107548 EP88107548A EP0291832A1 EP 0291832 A1 EP0291832 A1 EP 0291832A1 EP 19880107548 EP19880107548 EP 19880107548 EP 88107548 A EP88107548 A EP 88107548A EP 0291832 A1 EP0291832 A1 EP 0291832A1
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- B65H23/24—Registering, tensioning, smoothing or guiding webs longitudinally by fluid action, e.g. to retard the running web
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- F26B13/00—Machines and apparatus for drying fabrics, fibres, yarns, or other materials in long lengths, with progressive movement
- F26B13/10—Arrangements for feeding, heating or supporting materials; Controlling movement, tension or position of materials
- F26B13/101—Supporting materials without tension, e.g. on or between foraminous belts
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- B65H2406/11—Means using fluid made only for exhausting gaseous medium producing fluidised bed
- B65H2406/112—Means using fluid made only for exhausting gaseous medium producing fluidised bed for handling material along preferably rectilinear path, e.g. nozzle bed for web
Definitions
- the invention relates to a device for drying freely guided material webs by means of blowing air nozzles, in which a perforated plate is arranged between nozzle slots (or rows of holes) arranged on the long sides, in particular convexly curved towards the material web, both nozzle slots, the blowing jets of which above the plate form an air cushion between them, different angles of inclination to the central guide plane of the material web and possibly the nozzle slots have a different cross section.
- the quality of a device for drying material webs is measured not only by the drying performance, but also and in many cases mainly by whether the material web is guided stably by the blowing air acting on it. Since material webs with different properties must be dried with free guidance, it goes without saying that, depending on the properties of the material web The demand for stable leadership cannot always be met fully satisfactorily. While material webs that have a certain surface stability, such as finished papers or foils, can usually be guided satisfactorily with the blowing air nozzles available today, there are no suitable blowing air nozzles available for material webs that have only a low surface stability, such as knitted fabrics .
- the known edge flutter of the material webs is particularly problematic, which is due to the fact that air flows out of the air cushion between the two blowing jets on the one hand and the material web and the plate on the other hand to the edges of the material web. Try with one over their entire surface of the perforated plate between the nozzle slots, through the perforation of which air was blown into the air cushion (DE 26 15 258 C2), did not lead to satisfactory results. The individual blown air jets emerging from the perforation also disrupt the flow behavior of the blown air emerging from the nozzle slots, which in turn leads to poorer guiding properties. This applies in particular when the distance between the material web and the perforated plate increases, because in this case the overflow that is moderate for guiding the material web is particularly disturbed.
- blowing air nozzles which are also called “air cushion nozzles” because of the air cushion built up between the material web and the plate
- blowing air nozzles based on another principle of action the so-called “airfoil nozzles” are known for guiding material webs, in which on one longitudinal side one of the material web in particular a convexly curved plate, a nozzle slot is provided, the blown air jet of which flows over the plate at high speed in the direction of the other long side (DT-AS 17 74 126). This creates forces that suck the material web onto the plate.
- openings can be provided in the plate through which the negative pressure prevailing between the material web and the plate can be reduced to an uncritical value. Due to the inclined position of the plate in relation to the material web, in particular due to a large distance between the nozzle slot and a small distance between the openings, the forces of the blowing air acting on the material web can also be influenced in the sense of stable guidance.
- a blown air nozzle is known (DT-AS 20 20 430), which can be converted from an "air cushion nozzle” into a “wing nozzle”.
- This blowing air nozzle has on its opposite longitudinal sides two nozzle slots and a perforated plate arranged between them, through which blowing air can be blown into the space between the slots and the material web.
- the blowing air nozzle has an essentially symmetrical structure. The result of this is that the blown air flows out of the air cushions purely by accident over one or the other long side. As with the other air cushion nozzle, there is also a risk of edge flutter. With the setting "wing nozzle", the outflow direction is fixed to only one long side, but there is a risk that the material web will touch the nozzle due to the suction forces acting on it with difficulty.
- the object of the invention is to provide a device for drying material webs of the type mentioned at the beginning, in which material webs which are to be guided with difficulty are also guided with a high degree of stability.
- a stowage chamber is arranged behind the perforated plate, into which air flows in from the air cushion, which flows out through the perforation in the region of the material web edges and thus the outflow of air from the air cushion through the space between the perforated plate and the material web to the material web edges hindered.
- the nozzle slots can have such different distances from the central guide level of the material web and the perforated plate is arranged so inclined to the guide plane that there is an outflow of the blown air from the air cushion only over one long side.
- the cross-section of the perforation in the plate and the cross-section of the stowage chamber allow a specific range and strength of action to be set in the area of the edges of the material web.
- the distance between the bottom of the storage chamber and the perforated plate is preferably 4-12% of the distance between the two nozzle slots. It has proven to be advantageous if the cross section of the perforation is at least equal to the sum of the cross sections of the nozzle slots and is 4-12% of the plate surface.
- the blown air jet from the nozzle slot with the smaller clear width serves to enable the formation of the air cushion above the perforated plate but, on the other hand, is to allow it to flow away, it is provided according to an embodiment of the invention which favors these requirements that the transition from the perforated plate forms a tear-off edge for the flow into the adjacent nozzle lip of the nozzle slot of smaller cross-section. It has turned out to be favorable if the radius of curvature of the transition is smaller than the width of the slot. It is important that the blast air jet from the nozzle slot with the larger inside diameter, which blows into the space between the material web and the perforated plate, is able to deflect the blown air jet out of the nozzle slot with the smaller inside diameter.
- the nozzle slot has a larger cross-section and, if necessary, a flatter inclination of the blow jet is at a greater distance from the material web guide plane of the material web.
- a high heat transfer coefficient is also achieved.
- the transition from the perforated plate into the adjacent nozzle lip of the nozzle slot of larger cross section is preferably designed as a tear-off edge for the flow. The blown air jet can therefore act on the material web in the manner of a free jet, by means of which it is deflected into the space between the material web and the perforated plate.
- the blocking function is in the foreground, as is the case, for example, at the entrance to a dryer, according to one embodiment of the invention it is provided that the blowing air nozzles are located on both sides of the material web are arranged, the nozzle slot of larger cross-section and possibly flatter inclination of the blowing jet is a smaller distance from the central guide plane of the material web than the other nozzle slot and wherein the inner nozzle lip of the nozzle slot of larger cross-section merges convexly in the perforated plate so that the blowing air jet due to the Coanda effect attaches itself to the perforated plate.
- blowing air nozzles which are offset and arranged opposite one another.
- the oppositely arranged blowing air nozzles are arranged at the entrance and end of the drying section and the oppositely arranged blowing air nozzles are arranged in the area in between, with the downstream side of the blowing air nozzles facing the center of the drying section.
- a heating element in the form of a radiator is arranged between two blown air nozzles with the same direction of outflow side and an outflow channel in the outflow direction of the blown air from the air cushion directly in front of the second blown air nozzle.
- the blowing air nozzle according to FIGS. 1 and 2, hereinafter referred to as air cushion nozzle because of its principle of action, has an asymmetrical structure.
- two nozzle slots 3, 4 are at different distances.
- the nozzle slot 3, which has a cross section which is many times larger than the nozzle slot 4, is at a greater distance from the guide plane 1 than the smaller nozzle slot 4.
- the angle of inclination of the blowing air jet 5 emerging from it is also less steep than that of the blowing air jet 6 of the smaller nozzle slot 4 .
- a perforated plate 9 which is convexly curved towards the web 2, the area adjacent to the nozzle lip 7 with the guide level 1 forming an acute angle and the area adjacent to the nozzle lip 8 to the guide level 1 is essentially parallel. This results in an oblique position of the perforated plate 9.
- the oblique position is dimensioned such that the distance of the nozzle slot 3 from the guide plane 1 is approximately five times the slot width.
- the cross section of the perforation of the perforated plate of the entire plate surface is 4-12% and is at least equal to the sum of the cross sections of the nozzle slots 3.4.
- the blast air jet 5 strikes the material web 2 as a free jet and is deflected by it in the direction of the nozzle slot 4.
- the resistance of the blown air jet 6 creates a jam, so that an air cushion is built up between the plate 9 and the material web 2, but the blown air jet 6 cannot withstand the dynamic pressure due to its small cross-section and its steep incline, but instead flows out deflected with the air the air cushion.
- a small part of the jammed air reaches the stowage chamber 10 via the perforation and flows to the two ends of the stowage chamber 10. Only in the outer area, where the material web 2 no longer covers the perforated plate 9, can the air escape again through the perforation of the plate 9.
- the blown air escaping through the exposed perforation has the special effect that it interferes with the blown air component flowing out of the air cushion area between the perforated plate 9 and the material web 2 towards the edges of the material web by braking and thereby prevents this blown air component from fluttering around the edge of the material web 2 to effect.
- the perforated plate 9 and the storage chamber 10 can be designed in various ways. It is also possible to retrofit air cushion nozzles with an asymmetrical structure with perforated plates and to position them in relation to the guide level in such a way that, in principle, the structure is the same.
- Air cushion nozzles 12-19 of the type shown in FIGS. 1 and 2 are arranged offset on both sides of a material web 20 to form a dryer section in the direction of the material web.
- the special feature of this arrangement is that the outflow side of the individual air cushion nozzles are on the side facing the center M. This ensures that when installed in a dryer there is no excessive flow pressure to the outside at the inlet and outlet slots. So that the flows directed towards each other in the center M do not interfere with this arrangement, blocking air cushion nozzles 21, 22 are arranged in the region of the center M, which have the structure shown in FIG.
- These air cushion nozzles have two nozzle slots 23, 24 and a plate 25 connecting the inner nozzle lips, on which a bluff body 25a with sharp-edged steps 26 is arranged on both sides.
- a jamming air cushion forms, which counteracts an overflow of blown air.
- air cushion nozzles according to the invention are also possible, in contrast to conventional air cushion nozzles, to arrange air cushion nozzles according to the invention on opposite sides of the web, which in principle have the same structure as the air cushion nozzles according to FIG 1 and 2 have the difference, however, that the perforated plate 29, 30 is inclined in the opposite direction and the transition 31, 32 of the inner nozzle lip 32, 33 of the nozzle slot 35, 36 of larger cross section into the perforated plate 29, 30 is formed in such a convex manner that the blown air jet 37, 38 completely flows into the space between the material web 39 and the perforated plate 29, 30 due to the Coanda effect.
- the blown air jet becomes 37.38 In contrast to the previous exemplary embodiment, it does not act as a free jet and therefore does not have to be deflected from the material web 39, but rather reaches the space between the material web 39 and the perforated plate 29, 30 solely due to the Coanda effect.
- the undisturbed overflow of the perforated plate 29, 30 and the effect of blowing air escaping from the stowage chamber 40, 41 in the region of the edges of the material web 39 are retained.
- the opposite inclination of the perforated plate 29, 30 serves to ensure that the air cushion only extends as far as the middle guide plane of the material web 39 and not into the effective area of the opposite nozzle. In the exemplary embodiment with offset air cushion nozzles (FIG. 5), this requirement is irrelevant, since a wavy material web course is even desirable here for more stable guidance.
- the air cushion nozzles 42, 43 shown in FIG. 4 have the same structure as the air cushion nozzles according to FIGS. 1 and 2, but their geometric arrangement with respect to the material web 44 is different, namely that of the air cushion nozzles 27, 28 according to FIG. 3.
- the height of the air cushion must be limited in order not to push the material web 44 away from the central guide plane in the case of a one-sided arrangement several times in succession. No high heat transfer is required here either, but the other properties of the air cushion nozzle according to the invention with regard to the stable guidance and in particular the edge flutter of the material web to be avoided are required.
- a high heat transfer is not required because, in this embodiment, an infrared radiator 45 serving as a heating element is provided between the two air cushion nozzles 42, 43.
- the drying power is therefore mainly from this radiator 45 and not from the air cushion nozzles 42,43.
- An outflow channel 46 is arranged between the radiator 45 and the next air cushion nozzle 43 and receives the blown air enriched with the medium of the material web 44 to be dried.
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Abstract
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Trocknen von freigeführten Materialbahnen mittels Blasluftdüsen nach dem Luftkissenprinzip. Um die Stabilität der Führung solcher Luftkissendüsen sowohl bei einseitiger Anordnung als auch beidseitiger Anordnung in bezug auf die Materialbahn 2 zu verbessern, ist vorgesehen, daß bei asymmetrischem Aufbau der Luftkissendüse die beiden Düsenschlitze 3,4 unter verschiedenen Neigungswinkeln zur mittleren Führungsebene 1 der Materialbahn 2 und ggf. mit unterschiedlichem Querschnitt derart angeordnet sind, daß sie verschiedenen Abstand zur mittleren Führungsebene 1 haben und eine zwischen ihnen angeordnete perforierte Platte 9 geneigt zu dieser Führungsebene liegt. Darüber hinaus ist die zwischen den Düsenschlitzen 3,4 angeordnete perforierte Platte 9 mit dahinter angeordneter Staukammer 10 vorgesehen. Bei einer solchen Düse ergibt sich eine eindeutige Abströmseite. Die perforierte Platte 9 mit der Staukammer 10 ermöglicht ein Überströmen der perforierten Platte 9 mit Blasluft und sorgt dafür, daß an den Rändern der zu führenden Materialbahn 2 aus der perforierten Platte 9 Blasluft austritt, die das Abströmen der Luft aus dem Raum zwischen der perforierten Platte 9 und der Materialbahn 1 zu den Rändern der Materialbahn 2 hin behindert. Dadurch wird dem Randflattern entgegengewirkt.
Description
- Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Trocknen von freigeführten Materialbahnen mittels Blasluftdüsen, bei denen jeweils zwischen an den Längsseiten angeordneten Düsenschlitzen (oder Lochreihen) eine perforierte, insbesondere zur Materialbahn hin konvex gekrümmte Platte angeordnet ist, wobei beide Düsenschlitze, deren Blasstrahlen oberhalb der Platte zwischen sich ein Luftkissen bilden, verschiedene Neigungswinkel zur mittleren Führungsebene der Materialbahn und ggf. die Düsenschlitze einen unterschiedlichen Querschnitt haben.
- Die Qualität einer Vorrichtung zum Trocknen von Materialbahnen wird nicht nur an der Trocknungsleistung, sondern auch und in vielen Fällen überwiegend daran gemessen, ob die Materialbahn durch die sie beaufschlagende Blasluft stabil geführt wird. Da Materialbahnen mit unterschiedlichen Eigenschaften bei freier Führung getrocknet werden müssen, versteht es sich, daß in Abhängigkeit von den Eigenschaften der Materialbahn die Forderung nach einer stabilen Führung nicht immer voll befriedigend erfüllt werden kann. Während Materialbahnen, die eine gewisse Flächenstabilität haben, wie beispielsweise fertige Papiere oder Folien, in der Regel mit den heute zur Verfügung stehenden Blasluftdüsen zufriedenstellend geführt werden können, stehen für Materialbahnen, die nur eine geringe Flächenstabilität haben, wie Gewirke, keine geeigneten Blasluftdüsen zur Verfügung. Schwierigkeiten gibt es allerdings auch bei sonst einigermaßen problemlos zu führenden Materialbahnen, wenn sich bei der Führung plötzliche Veränderungen ergeben, wie Feuchtigkeitsunterschiede und Papier- oder Wärmeunterschiede bei Folien. Die auf diese Veränderungen zurückzuführenden Verformungen der Materialbahn, aber auch Veränderungen der Düsenschlitze der Blasluftdüsen können die Aerodynamik derart stören, daß eine stabile Führung nicht gewährleistet ist.
- Mat hat zwar versucht, die Probleme in den Griff zu bekommen, indem beispielsweise asymmetrische Blasluftdüsen eingesetzt werden, bei denen die aus an beiden Längsseiten einer Platte austretenden Blasstrahlen mit unterschiedlichem Neigungswinkel die Materialbahn anblasen, doch hat sich in der Praxis gezeigt, daß auch mit solchen Düsen eindeutige Strömungsverhältnisse aus den vorstehend genannten Gründen nicht immer eingehalten werden können, vielmehr kam es wiederholt zu einem Umschlagen der abströmenden Blasluft von einer Längsseite der Blasluftdüse auf die andere Seite (DE 26 15 258 C2).
- Besonders problematisch ist das bekannte Randflattern der Materialbahnen, das darauf zurückzuführen ist, daß aus dem Luftkissen zwischen den beiden Blasstrahlen einerseits und der Materialbahn und der Platte andererseits Luft zu den Rändern der Materialbahn abströmt. Versuche mit einer über ihre gesamten Fläche perforierten Platte zwischen den Düsenschlitzen, durch deren Perforation Blasluft in das Luftkissen eingeblasen wurde (DE 26 15 258 C2), haben zu keinen befriedigenden Ergebnissen geführt. Durch die einzelnen, aus der Perforation austretenden Blasluftstrahlen wird nämlich auch das Strömungsverhalten der aus den Düsenschlitzen austretenden Blasluft gestört, was wiederum verschlechterte Führungseigenschaften mit sich bringt. Dies gilt vor allem bei größer werdendem Abstand der Materialbahn von der perforierten Platte, weil in diesem Fall die für die Führung der Materialbahn maßgehende Überströmung besonders gestört wird.
- Neben diesen Blasluftdüsen, die wegen des zwischen der Materialbahn und der Platte aufgebauten Luftkissens auch "Luftkissendüsen" genannt werden, sind zum Führen von Materialbahnen auf einem anderen Wirkungsprinzip basierende Blasluftdüsen, die sogenannten "Tragflächendüsen" bekannt, bei denen an einer Längsseite einer insbesondere zur Materialbahn konvex gekrümmten Platte ein Düsenschlitz vorgesehen ist, dessen Blasluftstrahl die Platte mit hoher Geschwindigkeit in Richtung der anderen Längsseite überströmt (DT-AS 17 74 126). Dadurch entstehen die Materialbahn an die Platte ansaugende Kräfte. Um einen Kontakt der Materialbahn mit der Platte zu verhindern, können in der Platte Öffnungen vorgesehen sein, über die der zwischen der Materialbahn und der Platte herrschende Unterdruck auf einen unkritischen Wert abgebaut werden kann. Durch die Schräglage der Platte gegenüber der Materialbahn, insbesondere durch einen großen Abstand des Düsenschlitzes und einen kleinen Abstand der Öffnungen, lassen sich die auf die Materialbahn einwirkenden Kräfte der Blasluft ebenfalls im Sinne einer stabilen Führung beeinflussen.
- Schießlich ist eine Blasluftdüse bekannt (DT-AS 20 20 430), die sich von einer "Luftkissendüse" in eine "Tragflächendüse" umwandeln läßt. Diese Blasluftdüse weist an ihren gegenüberliegenden Längsseiten zwei Düsenschlitze und eine zwischen ihnen angeordnete perforierte Platte auf, durch die Blasluft in den Raum zwischen den Schlitzen und der Materialbahn eingeblasen werden kann.
- In der Einstellung "Luftkissendüse" hat die Blasluftdüse einen im wesentlichen symmetrischen Aufbau. Das hat zur Folge, daß eine Abströmung der Blasluft aus den Luftkissen rein zufällig über die eine oder andere Längsseite erfolgt. Wie bei der anderen Luftkissendüse besteht auch die Gefahr des Randflatterns. Bei der Einstellung "Tragflächendüse" ist zwar die Abströmrichtung zu nur einer Längsseite festgelegt, doch besteht die Gefahr, daß die Materialbahn aufgrund der nur schwer zu kontrollierenden auf sie einwirkenden Saugkräfte die Düse berührt.
- Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Trocknen von auf Luftkissen geführten Materialbahnen der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der auch problematisch zu führende Materialbahnen mit einer hohen Stabilität geführt werden.
- Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß hinter der perforierten Platte eine Staukammer angeordnet ist, in die aus dem Luftkissen Luft einströmt, die im Bereich der Materialbahnränder durch die Perforation ausströmt und somit das Abströmen der Luft aus dem Luftkissen durch den Raum zwischen der perforierten Platte und der Materialbahn zu den Materialbahnrändern hin behindert. Darüber hinaus können die Düsenschlitze von der mittleren Führungsebene der Materialbahn derart unterschiedliche Abstände haben und die perforierte Platte derart geneigt zur Führungsebene angeordnet sein, daß sich eine Abströmung der Blasluft aus dem Luftkissen nur über eine Längsseite ergibt.
- Im Unterschied zu bekannten, auf dem Luftkissenprinzip basierenden asymmetrischen Blasluftdüsen, bei denen die Asymmetrie allein durch die Neigung der Blasrichtung der beiden Düsenschlitze und/oder deren Querschnitt erzielt wurde, ist bei der Erfindung die Geometrie der Blasluftdüse bezogen auf die mittlere Führungsebene der Materialbahn vor allem durch den unterschiedlichen Abstand der Düsenschlitze von der mittleren Führungsebene und die geneigte Anordnung der perforierten Platte bestimmt. Darüber hinaus wird nicht wie beim Stand der Technik aus der gesamten Perforation der Platte Luft in dem Raum zwischen der Materialbahn und der Platte ausgeblasen, vielmehr kann aus diesem Raum Luft in die unter der Platte befindliche Staukammer einströmen, so daß sich hier ein Staudruck aufbauen kann, der dafür sorgt, daß im Bereich der Materialbahnränder durch die Perforation Blasluft ausströmt, die das Abströmen der Luft aus dem Raum zwischen der Materialbahn und der Perforation stört. Es wurde gefunden, daß durch die gemeinsame Anwendung der vorstehenden Merkmale die Führungseingeschaften der Blasluftdüse sich erheblich verbessern lassen, weil die perforierte Platte ein ungestörtes Überströmen zuläßt und damit auch die Voraussetzung für das definierte Abströmen an einer Seite ohne Gefahr des Umschlagens zuläßt und darüber hinaus dafür sorgt, daß es an den Rändern nicht zu einem Randflattern kommt. Diese Verbesserung für das Führen der Materialbahn erfordert nicht einmal einen größeren vorrichtungstechnischen Aufwand als die bekannten Luftkissendüsen. Schließlich läßt sich mit der erfindungsgemäßen Blasluftdüse auch eine Verbesserung des Wärmeübergangs erzielen.
- Durch den Querschnitt der Perforation in der Platte und den Querschnitt der Staukammer läßt sich eine bestimmte Wirkungsbreite und -stärke im Bereich der Materialbahnränder einstellen. Vorzugsweise beträgt der Abstand des Bodens der Staukammer von der perforierten Platte 4-12 % des Abstandes der beiden Düsenschlitze. Als günstig hat sich erwiesen, wenn der Querschnitt der Perforation mindestens gleich der Summe der Querschnitte der Düsenschlitze ist und 4-12 % der Plattenoberfläche beträgt.
- Da der Blasluftstrahl aus dem Düsenschlitz mit der kleineren lichten Weite dazu dient, die Bildung des Luftkissens oberhalb der perforierten Platte zu ermöglichen, andererseits aber ein Abströmen ermöglichen soll, ist nach einer diese Forderungen begünstigenden Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß der Übergang von der perforierten Platte in die benachbarte Düsenlippe des Düsenschlitzes kleineren Querschnittes eine Abreißkante für die Strömung bildet. Als günstig hat sich herausgestellt, wenn der Krümmungsradius des Übergangs jeweils kleiner als die Weite des Schlitzes ist. Wichtig ist, daß der Blasluftstrahl aus dem Düsenschlitz mit der größeren lichten Weite, der in den Raum zwischen der Materialbahn und der perforierten Platte bläst, in der Lage ist, den Blasluftstrahl aus dem Düsenschlitz mit der kleineren lichten Weite abzulenken.
- Es ist bekannt, daß es für eine stabile Führung von Materialbahnen günstig ist, wenn die Materialbahn wellenförmig geführt wird. Zu diesem Zweck ist bei der Erfindung vorgesehen, daß bei auf beiden Seiten der Materialbahn angeordneten und in Materialbahnlaufrichtung gegeneinander versetzten Blasluftdüsen der Düsenschlitz größeren Querschnittes und ggf. flacherer Neigung des Blasstrahls einen größeren Abstand von der Materialbahnführungsebene der Materialbahn hat. Vor allem bei dieser Anordnung wird neben der angestrebten besonders stabilen Führung der Materialbahn auch ein hoher Wärmeübergangskoeffizient erzielt. Bei dieser Ausgestaltung ist vorzugsweise der Übergang von der perforierten Platte in die benachbarte Düsenlippe des Düsenschlitzes größeren Querschnittes als Abreißkante für die Strömung ausgebildet. Der Blasluftstrahl kann deshalb nach Art eines Freistrahls die Materialbahn beaufschlagen, durch die er in den Raum zwischen der Materialbahn und der perforierten Platte abgelenkt wird.
- Sofern es auf einen hohen Wärmeübergangskoeffizienten nicht ankommt, sondern neben der stabilen Führung der Materialbahn die Sperrfunktion im Vordergrund steht, wie es beispielsweise am Eingang eines Trockners der Fall ist, ist nach einer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß die Blasluftdüsen auf beiden Seiten der Materialbahn gegenüberliegend angeordnet sind, wobei der Düsenschlitz größeren Querschnittes und ggf. flacherer Neigung des Blasstrahls einen kleineren Abstand von der mittleren Führungsebene der Materialbahn als der andere Düsenschlitz hat und wobei die innere Düsenlippe des Düsenschlitzes größeren Querschnittes konvex in der perforierte Platte übergeht, damit der Blasluftstrahl aufgrund des Coandaeffektes sich an die perforierte Platte anlegt.
- Bei gemeinsamen Einsatz von gegeneinander versetzten und gegenüberliegend angeordneten Blasluftdüsen. z.B. in einem Trockner, sind die gegenüberliegend angeordneten Blasluftdüsen am Eingang und Ende der Trocknungsstrecke und die gegeneinander versetzten Blasluftdüsen in dem dazwischenliegenden Bereich angeordnet, wobei die Blasluftdüsen mit ihrer Abströmseite der Mitte der Trocknungsstrecke zugekehrt sind. Bei einer solchen Anordnung erhält man definierte Strömungsverhältnisse, es stören sich die einzelnen Blasluftdüsen nicht, sondern unterstützen sich gegenseitig in der Führung der Blasluft.
- Dabei ist es weiter von Vorteil, wenn in der Mitte der Trocknungsstrecke symmetrische Blasluftdüsen mit auf der zwischen den Düsenschlitzen angeordneten Platten angeordneten Staukörpern vorgesehen sind.
- Die eindeutigen Strömungsverhältnisse zur Erzielung einer stabilen Materialbahnführung können in Verbindung mit Heizelementen in Form von Strahlern ausgenutzt werden. So ist bei einer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß zwischen zwei hintereinanderliegenden Blasluftdüsen mit richtungsgleicher Abströmseite ein Heizelement in Form eines Strahlers und in Abströmrichtung der Blasluft aus dem Luftkissen unmittelbar vor der zweiten Blasluftdüse ein Abströmkanal angeordnet ist.
- Im folgenden wird die Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Im einzelnen zeigen:
- Fig. 1 einen Teil einer asymmetrischen Blasluftdüse mit darüber geführter Materialbahn im Querschnitt,
- Fig. 2 die asymmetrische Blasluftdüse gemäß Fig. 1 in Vorderansicht,
- Fig. 3 zwei gegenüberliegend angeordnete asymmetrische Blasluftdüsen in einer zur Fig. 1 abweichenden geometrischen Anordnung im Querschnitt,
- Fig. 4 zwei asymmetrische Blasluftdüsen in einer zur Fig. 1 anderen geometrischen Anordnung mit einem zwischen ihnen angeordneten Heizelement,
- Fig. 5 einen Teil der Trocknerstrecke eines Trockners mit auf beiden Seiten angeordneten asymmetrischen Blasluftdüsen in Seitenansicht in schematischer Darstellung und
- Fig. 6 einen Teil einer symmetrisch aufgebauten Blasluftdüse im Querschnitt.
- Die Blasluftdüse gemäß Figur 1 und 2, im folgenden wegen ihres Wirkungsprinzips Luftkissendüse genannt, hat einen asymmetrischen Aufbau. In Bezug zu einer mittleren Führungsebene 1, zu der eine Warenbahn 2 einen wellenförmigen Verlauf einnimmt, haben zwei Düsenschlitze 3,4 einen verschieden großen Abstand. Der Düsenschlitz 3, der einen vielfach größeren Querschnitt als der Düsenschlitz 4 hat, hat von der Führungsebene 1 einen größeren Abstand als der kleinere Düsenschlitz 4. Auch ist der Neigungswinkel des aus ihm austretenden Blasluftstrahls 5 weniger steil als der des Blasluftstrahls 6 des kleineren Düsenschlitzes 4.
- Zwischen den inneren Düsenlippen 7,8 der beiden Düsenschlitze 3,4 ist eine perforierte, zur Warenbahn 2 hin konvex gekrümmte Platte 9 angeordnet, deren der Düsenlippe 7 benachbarter Bereich mit der Führungsebene 1 einen spitzen Winkel einschließt und deren der Düsenlippe 8 benachbarter Bereich zur Führungsebene 1 im wesentlichen parallel liegt. Daraus ergibt sich eine Schräglage der perforierten Platte 9. Die Schräglage ist so bemessen, daß der Abstand des Düsenschlitzes 3 von der Führungsebene 1 etwa das fünffache der Schlitzbreite beträgt.
- Der Querschnitt der Perforation der perforierten Platte der gesamten Plattenoberfläche beträgt 4-12 % und ist mindestens gleich der Summe der Querschnitte der Düsenschlitze 3,4. Unterhalb der perforierten Platte 9 befindet sich eine Staukammer 10, deren Boden 11 von der perforierten Platte 9 einen Abstand hat, der 4-12 % des Abstandes der beiden Düsenschlitze 3,4 beträgt.
- Bei einer solchen Luftkissendüse trifft der Blasluftstrahl 5 als Freistrahl auf die Materialbahn 2 auf und wird von ihr in Richtung auf den Düsenschlitz 4 abgelenkt. Durch den Widerstand des Blasluftstrahls 6 entsteht ein Stau, so daß zwischen der Platte 9 und der Materialbahn 2 ein Luftkissen aufgebaut wird, doch kann der Blasluftstrahl 6 aufgrund seines kleinen Querschnittes und seiner steilen Anstellung dem Staudruck nicht standhalten, sondern strömt abgelenkt mit der Luft aus dem Luftkissen ab. Ein kleiner Teil der gestauten Luft gelangt über die Perforation in die Staukammer 10 und strömt zu den beiden Enden der Staukammer 10 hin. Erst im äußeren Bereich, wo die Materialbahn 2 die perforierte Platte 9 nicht mehr abdeckt, kann die Luft durch die Perforation der Platte 9 wieder austreten. Die durch die freiliegende Perforation austretende Blasluft bringt den besondern Effekt, daß sie den aus dem Luftkissenbereich zwischen der perforierten Platte 9 und der Materialbahn 2 zu den Rändern der Materialbahn hin abströmenden Blasluftanteil durch Bremsen stört und dadurch diesen Blasluftanteil daran hindert, ein Randflattern der Materialbahn 2 zu bewirken.
- Die Ausbildung der perforierten Platte 9 und der Staukammer 10 kann in verschiedener Art und Weise erfolgen. Es ist auch möglich, Luftkissendüsen asymmetrischen Aufbaus mit perforierten Platten derart nachzurüsten und derart zur Führungsebene zu positionieren, daß sich im Prinzip ein gleicher Aufbau ergibt.
- Beim Ausführungsbeispiel der Figur 5 sind mehrere Luftkissendüsen 12-19 der in Figur 1 und 2 gezeigten Bauart auf beiden Seiten einer Materialbahn 20 zur Bildung einer Trocknerstrecke in Materialbahnlaufrichtung versetzt zueinander angeordnet. Die Besonderheit bei dieser Anordnung besteht darin, daß die Abströmseite der einzelnen Luftkissendüsen auf der der Mitte M zugekehrten Seite liegen. Dadurch wird erreicht, daß beim Einbau in einen Trockner sich kein zu starker Strömungsdruck nach außen an den Ein- und Auslaßschlitzen ergibt. Damit bei dieser Anordnung sich die aufeinander zugerichteten Ströme in der Mitte M nicht stören, sind sperrende Luftkissendüsen 21,22 im Bereich der Mitte M angeordnet, die den in Figur 6 gezeichneten Aufbau haben. Diese Luftkissendüsen weisen zwei Düsenschlitze 23,24 und eine die inneren Düsenlippen verbindende Platte 25 auf, auf der ein Staukörper 25a mit scharfkantigen Treppenstufen 26 an beiden Seiten angeordnet ist. Vor diesem Staukörper 25a bildet sich ein stauendes Luftkissen, das einem Überströmen von Blasluft entgegenwirkt.
- Um ein Austreten von Blasluft aus den für die Materialbahn vorgesehenen Ein- und Austrittsschlitzen eines Trockners zu verhindern, ist es im Gegensatz zu herkömmlichen Luftkissendüsen auch möglich, auf gegenüberliegenden Seiten der Warenbahn erfindungsgemäße Luftkissendüsen anzuordnen, die im Prinzip den gleichen Aufbau wie die Luftkissendüsen gemäß Figur 1 und 2 haben, allerdings mit dem Unterschied, daß die perforierte Platte 29,30 entgegengesetzt geneigt ist und der Übergang 31,32 der inneren Düsenlippe 32,33 des Düsenschlitzes 35,36 größeren Querschnittes in die perforierte Platte 29,30 derart konvex ausgebildet ist, daß der Blasluftstrahl 37,38 aufgrund des Coandaeffektes vollständig in den Raum zwischen der Materialbahn 39 und der perforierten Platte 29,30 strömt. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird der Blasluftstrahl 37,38 im Gegensatz zu dem vorherigen Ausführungsbeispiel nicht als Freistrahl wirksam und muß deshalb auch nicht von der Materialbahn 39 abgelenkt werden, sondern gelangt allein aufgrund des Coandaeffektes in den Raum zwischen der Materialbahn 39 und der perforierten Platte 29,30. Die ungestörte Überströmung der perforierten Platte 29,30 sowie der Effekt aus der Staukammer 40,41 im Bereich der Ränder der Materialbahn 39 austretender Blasluft bleibt erhalten. Die entgegengesetzte Neigung der perforierten Platte 29,30 dient dazu, daß das Luftkissen nur bis zur mittleren Führungsebene der Materialbahn 39 und nicht in den Wirkungsbereich der gegenüberliegenden Düse reicht. Beim Ausführungsbeispiel mit versetzten Luftkissendüsen (Fig. 5) spielt diese Forderung keine Rolle, da hier zur stabileren Führung ein wellenförmiger Materialbahnverlauf sogar erwünscht ist.
- Die in Figur 4 dargestellten Luftkissendüsen 42,43 haben den gleichen Aufbau wie die Luftkissendüsen gemäß Figur 1 und 2, allerdings ist ihre geometrische Anordnung in bezug auf die Materialbahn 44 anders, und zwar gleich der der Luftkissendüsen 27,28 gemäß Figur 3. Der Grund für diese andere geometrische Anordnung besteht darin, daß das Luftkissen in seiner Wirkungshöhe eingeschränkt werden muß, um bei mehrfach hintereinander einseitiger Anordnung die Materialbahn 44 nicht von der mittleren Fühungsebene abzudrängen. Auch hierbei wird kein hoher Wärmeübergang gefordert, wohl aber die anderen Eigenschaften der erfindungsgemäßen Luftkissendüse bezüglich der stabilen Führung und insbesondere des zu vermeidenden Randflatterns der Materialbahn. Ein hoher Wärmeübergang wird deshalb nicht verlangt, weil bei dieser Ausführung zwischen den beiden Luftkissendüsen 42,43 ein als Heizelement dienender Infrarotstrahler 45 vorgesehen ist. Die Trocknungsleistung wird also vorwiegend von diesem Strahler 45 und nicht von den Luftkissendüsen 42,43 bewirkt. Zwischen dem Strahler 45 und der nächsten Luftkissendüse 43 ist ein Abströmkanal 46 angeordnet, der die mit dem zu trocknenden Medium der Materialbahn 44 angereicherte Blasluft aufnimmt. Der besondere Vorteil des gleichzeitigen Einsatzes von Infrarotstrahlern 45 und Luftkissendüsen 42,43 besteht darin, daß bei stabiler Lage der Materialbahn gegenüber den Infrarotstrahlern 45 sich die Infrarotstrahler 45 wegen der über sie hinwegströmenden Blasluft mit höchster Leistung betreiben lassen und die Blasluft den Stoffaustausch übernimmt und dabei noch Trocknungsleistung erbringt.
Claims (13)
1. Vorrichtung zum Trocknen von freigeführten Materialbahnen mittels Blasluftdüsen, bei denen jeweils zwischen an den Längsseiten angeordneten Düsenschlitzen (oder Lochreihen) eine perforierte, insbesondere zur Materialbahn hin konvex gekrümmte Platte angeordnet ist, wobei beide Düsenschlitze, deren Blasstrahlen oberhalb der Platte zwischen sich ein Luftkissen bilden, verschiedene Neigungswinkel zur mittleren Führungsebene der Materialbahn und ggf. die Düsenschlitze einen unterschiedlichen Querschnitt haben,
dadurch gekennzeichnet, daß hinter der perforierten Platte (9,29,30) eine Staukammer (10,40,41) angeordnet ist, in die aus dem Luftkissen Luft einströmt, die im Bereich der Materialbahnränder durch die Perforation ausströmt und somit das Abströmen der Luft aus dem Luftkissen durch den Raum zwischen der perforierten Platte (9,29,30) und der Materialbahn zu den Materialbahnrändern hin behindert.
dadurch gekennzeichnet, daß hinter der perforierten Platte (9,29,30) eine Staukammer (10,40,41) angeordnet ist, in die aus dem Luftkissen Luft einströmt, die im Bereich der Materialbahnränder durch die Perforation ausströmt und somit das Abströmen der Luft aus dem Luftkissen durch den Raum zwischen der perforierten Platte (9,29,30) und der Materialbahn zu den Materialbahnrändern hin behindert.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenschlitze (3,4) von der mittleren Führungsebene (1) der Materialbahn (2,20,39,44) derart unterschiedliche Abstände haben und die perforierte Platte (9,29,30) derart geneigt zur Führungsebene (1) angeordnet ist, daß sich eine Abströmung der Blasluft aus dem Luftkissen nur über eine Längsseite ergibt.
dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenschlitze (3,4) von der mittleren Führungsebene (1) der Materialbahn (2,20,39,44) derart unterschiedliche Abstände haben und die perforierte Platte (9,29,30) derart geneigt zur Führungsebene (1) angeordnet ist, daß sich eine Abströmung der Blasluft aus dem Luftkissen nur über eine Längsseite ergibt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand des Bodens (11) der Staukammer (10) von der perforierten Platte (9) 4-12 % des Abstandes der beiden Düsenschlitze (3,4) beträgt.
dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand des Bodens (11) der Staukammer (10) von der perforierten Platte (9) 4-12 % des Abstandes der beiden Düsenschlitze (3,4) beträgt.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Perforation in der perforierten Platte (9) mindestens gleich der Summe der Querschnitte der Düsenschlitze (3,4) ist und 4-12 % der Oberfläche der perforierten Platte (9) beträgt.
dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Perforation in der perforierten Platte (9) mindestens gleich der Summe der Querschnitte der Düsenschlitze (3,4) ist und 4-12 % der Oberfläche der perforierten Platte (9) beträgt.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß der Übergang von der perforierten Platte (9) in die benachbarte Düsenlippe (8) des Düsenschlitzes (4) kleineren Querschnittes eine Abreißkante für die Strömung bildet.
dadurch gekennzeichnet, daß der Übergang von der perforierten Platte (9) in die benachbarte Düsenlippe (8) des Düsenschlitzes (4) kleineren Querschnittes eine Abreißkante für die Strömung bildet.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß der Krümmungsradius des Übergangs kleiner als die Weite des Düsenschlitzes (4) ist.
dadurch gekennzeichnet, daß der Krümmungsradius des Übergangs kleiner als die Weite des Düsenschlitzes (4) ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß bei auf beiden Seiten der Materialbahn (20) angeordneten und in Materialbahnlaufrichtung gegeneinander versetzten Blasluftdüsen (12-19) der Düsenschlitz (3) größeren Querschnittes und ggf. flacherer Neigung des Blasstrahls (5) einen größeren Abstand von der mittleren Führungsebene (1) hat als der andere Düsenschlitz (4) (Fig. 5).
dadurch gekennzeichnet, daß bei auf beiden Seiten der Materialbahn (20) angeordneten und in Materialbahnlaufrichtung gegeneinander versetzten Blasluftdüsen (12-19) der Düsenschlitz (3) größeren Querschnittes und ggf. flacherer Neigung des Blasstrahls (5) einen größeren Abstand von der mittleren Führungsebene (1) hat als der andere Düsenschlitz (4) (Fig. 5).
8. Vorrichtung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, daß der Übergang von der perforierten Platte (9) in die benachbarte Düsenlippe (7) des Düsenschlitzes größeren Querschnittes eine Abreißkante bildet.
dadurch gekennzeichnet, daß der Übergang von der perforierten Platte (9) in die benachbarte Düsenlippe (7) des Düsenschlitzes größeren Querschnittes eine Abreißkante bildet.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß bei auf beiden Seiten der Materialbahn (39) gegenüberliegend angeordneten Blasluftdüsen (27,28) der Düsenschlitz (35,36) größeren Querschnittes einen kleineren Abstand von der mittleren Führungsebene der Materialbahn (39) hat als der andere Düsenschlitz und der Übergang von der perforierten Platte (29,30) in die benachbarte Düsenlippe (33,34) des Düsenschlitzes (35,36) größeren Querschnittes eine konvex gekrümmte Leitfläche (31,32) bildet (Fig. 3).
dadurch gekennzeichnet, daß bei auf beiden Seiten der Materialbahn (39) gegenüberliegend angeordneten Blasluftdüsen (27,28) der Düsenschlitz (35,36) größeren Querschnittes einen kleineren Abstand von der mittleren Führungsebene der Materialbahn (39) hat als der andere Düsenschlitz und der Übergang von der perforierten Platte (29,30) in die benachbarte Düsenlippe (33,34) des Düsenschlitzes (35,36) größeren Querschnittes eine konvex gekrümmte Leitfläche (31,32) bildet (Fig. 3).
10. Vorrichtung nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, daß die perforierte Platte (29,30) mit ihrem dem Düsenschlitz (35,36) größeren Querschnittes benachbarten Bereich mit einem der doppelten größeren Schlitzweite entsprechenden Abstand und mit ihrem dem Düsenschlitz kleineren Querschnittes benachbarten Bereich mit einem der zehnfachen Weite des größeren Düsenschlitzes entsprechenden Abstand von der mittleren Führungsebene der Materialbahn (39) angeordnet sind.
dadurch gekennzeichnet, daß die perforierte Platte (29,30) mit ihrem dem Düsenschlitz (35,36) größeren Querschnittes benachbarten Bereich mit einem der doppelten größeren Schlitzweite entsprechenden Abstand und mit ihrem dem Düsenschlitz kleineren Querschnittes benachbarten Bereich mit einem der zehnfachen Weite des größeren Düsenschlitzes entsprechenden Abstand von der mittleren Führungsebene der Materialbahn (39) angeordnet sind.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10,
dadurch gekennzeichnet, daß die gegenüberliegend angeordneten Blasluftdüsen (27,28) den Anfang und das Ende einer Trocknungsstrecke und die gegenüberliegend versetzt angeordneten Blasluftdüsen (12-19) den dazwischenliegenden Bereich der Trocknungsstrecke bilden, wobei die Blasluftdüsen mit ihrer Abströmseite der Mitte (M) der Trocknungsstrecke zugekehrt sind.
dadurch gekennzeichnet, daß die gegenüberliegend angeordneten Blasluftdüsen (27,28) den Anfang und das Ende einer Trocknungsstrecke und die gegenüberliegend versetzt angeordneten Blasluftdüsen (12-19) den dazwischenliegenden Bereich der Trocknungsstrecke bilden, wobei die Blasluftdüsen mit ihrer Abströmseite der Mitte (M) der Trocknungsstrecke zugekehrt sind.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet, daß in der Mitte (M) der Trocknungsstrecke symmetrische Blasluftdüsen (21,22) mit auf einer zwischen den Düsenschlitzen (23,24) angeordneten Platte (25) angeordnete Staukörper (25a) vorgesehen sind.
dadurch gekennzeichnet, daß in der Mitte (M) der Trocknungsstrecke symmetrische Blasluftdüsen (21,22) mit auf einer zwischen den Düsenschlitzen (23,24) angeordneten Platte (25) angeordnete Staukörper (25a) vorgesehen sind.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7 und 10 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, daß zwischen zwei hintereinanderliegenden Blasluftdüsen (42,43) mit richtungsgleicher Abströmseite ein Heizelement (45) in Form eines Strahlers, insbesondere Infrarotstrahlers, und in Abströmrichtung der Blasluft unmittelbar vor der zweiten Blasluftdüse (43) ein Abströmkanal (46) angeordnet sind.
dadurch gekennzeichnet, daß zwischen zwei hintereinanderliegenden Blasluftdüsen (42,43) mit richtungsgleicher Abströmseite ein Heizelement (45) in Form eines Strahlers, insbesondere Infrarotstrahlers, und in Abströmrichtung der Blasluft unmittelbar vor der zweiten Blasluftdüse (43) ein Abströmkanal (46) angeordnet sind.
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