EP0864518A1 - Bed of air cushion nozzles to guide webs in a floating manner - Google Patents

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EP0864518A1
EP0864518A1 EP98102362A EP98102362A EP0864518A1 EP 0864518 A1 EP0864518 A1 EP 0864518A1 EP 98102362 A EP98102362 A EP 98102362A EP 98102362 A EP98102362 A EP 98102362A EP 0864518 A1 EP0864518 A1 EP 0864518A1
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EP
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nozzle
web
floating
width
nozzle surfaces
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Carl Prof. Dr.-Ing. Kramer
Eckehard Dr.-Ing. Fiedler
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Ingenieurgemeinschaft Wsp Prof Dr-Ing Ckramer Prof Hj Gerhardt Msc
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Ingenieurgemeinschaft Wsp Prof Dr-Ing Ckramer Prof Hj Gerhardt Msc
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    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • 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
    • F26B13/104—Supporting materials without tension, e.g. on or between foraminous belts supported by fluid jets only; Fluid blowing arrangements for flotation dryers, e.g. coanda nozzles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H23/00—Registering, tensioning, smoothing or guiding webs
    • B65H23/04—Registering, tensioning, smoothing or guiding webs longitudinally
    • B65H23/24—Registering, tensioning, smoothing or guiding webs longitudinally by fluid action, e.g. to retard the running web
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/52—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for wires; for strips ; for rods of unlimited length
    • C21D9/54—Furnaces for treating strips or wire
    • C21D9/56—Continuous furnaces for strip or wire
    • C21D9/63—Continuous furnaces for strip or wire the strip being supported by a cushion of gas
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H2406/00—Means using fluid
    • B65H2406/10—Means using fluid made only for exhausting gaseous medium
    • 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 floating nozzle field for the floating guidance of material webs the genus specified in the preamble of claim 1.
  • Typical devices of this type are from DE-OS 25 56 442, DE-OS 30 26 132, DE-AS 14 74 239 and DE-OS 35 05 256 known. All of these devices has in common that above and below the generally guided horizontally Web nozzle ribs are arranged transversely to the web transport direction. Between these Ribs with which the floating guide is guided by appropriate flow forces is caused, there are the backflow surfaces for the outflow of the Nozzle ribs on the inflated gas stream to be guided. With all These devices are also used for the convective with the floating guide Heat transfer for heating or cooling the floating guided Train.
  • Such a device such as. B. according to DE-OS 30 26 132, with a variety of nozzle fins not only requires complex production, but also shows also a functional disadvantage because the levitation force only in the Area of the projection of the respective nozzle rib can be applied to the tape can and the space between the nozzle ribs for the backflow remain got to.
  • a correspondingly larger one Proportion of the fan that circulates the gas in the device, achieved pressure increase is used only for the backflow.
  • the effect described has a particularly disadvantageous effect in devices such as according to DE-OS 40 10 280, in which the backflow only between the Nozzle fins can take place.
  • An increase in the pending to lead Volume inflated web does not lead to a corresponding one Lifting capacity increase, since at the same time the flow velocity is limited Reverse flow cross section must be increased, resulting in the area of the projection the return flow cross sections on the web due to the also increased convective acceleration increases the pressure drop. So it will be in Area of the nozzle ribs built up a larger overpressure, but at the same time the Negative pressure in the area of the backflow surface increased, so that overall no significant Increase comes about.
  • the lateral outflow occurs whenever there is one Material web to be carried at a considerable distance from a nozzle hearth should. A considerable distance is required if, for. B. the web Semi-finished metal strip is that under the influence of floating while guiding heat treatment deformed. Here are the distances between the web and nozzle range of 100 mm and more required. Such a distance can be not achieve on heavier tracks with the above-mentioned devices.
  • the task is to create a floating nozzle field with which wide and, at the same time, heavy webs can also be guided and the the disadvantages described above can be avoided.
  • the nozzle surfaces Width changes across the direction of the web, e.g. from the middle of the web decreases towards the outside between the individual nozzle surfaces this embodiment to the web open backflow channels, their width increases from the center of the web to the edges of the web and through which the gas stream inflated onto the material web can flow laterally from it.
  • the inflow to the nozzle surfaces comes from a channel that is on the of the side of the nozzle surface facing away from the web and either of charged with the blowing gas from one end face or from both end faces becomes.
  • FIG. 1 at the top left is a prior art floating nozzle field, formed from nozzle ribs, the width of which does not vary across the width of the web changed, with the nozzle array according to the invention in different embodiments juxtaposed.
  • Nozzle areas shown that are more constant in comparison with the nozzle fins
  • the width is spread in the middle, i.e. the nozzle surfaces this floating jet field have the greatest width in the middle and narrow then rectilinearly towards the edges to the smallest width, which is about the usual constant width can correspond.
  • the three illustrated embodiments differ only in the "spread angle" W, namely at the angle W between the perpendicular on the center line the floating nozzle field and the Läingskante of each nozzle surface.
  • This angle W changes by 15 ° (top right) over 22 ° (lower left) to 45 ° (lower right), which is basically a square Nozzle area results in two corners on the longitudinal edges of the floating nozzle field lie.
  • the c p max value is used to characterize the load capacity. This is the pressure corresponding to the basis weight of the web to be guided in a floating manner, based on the dynamic pressure in the floating nozzle openings, which occurs at a maximum, that is to say with a small distance between the web of material and the nozzle surface.
  • This c p max depends crucially on the ratio of the nozzle area to the total blown area of the web. This value is 0.31 for the floating nozzle field consisting of nozzle ribs of constant width. In the various embodiments of the nozzle field according to the invention, this value is between 0.62 and 0.68, depending on the shape of the nozzle surface (angle W). This comparison already shows that, with the nozzle field according to the invention, substantially larger basis weights can be carried without problems under the same conditions than with a standard nozzle field with nozzle ribs.
  • a floating nozzle field 1 according to the invention is shown in perspective. For the sake of clarity of illustration, only half of the nozzle field is shown 1 and the associated flow supply 3, namely a supply box 3 shown with a radial fan 4.
  • the edges of web 2 are through dashed lines 2 indicated. If the web 2 were blown on both sides, one would second device of this type above the web 2, i.e. on the web 2 mirrored, arranged. But it is also possible to have the nozzle field only on one side, in the case of a horizontally guided path, only to be arranged below path 2.
  • the actual floating nozzle field is divided by several in the direction of the web consecutive nozzle surfaces 1 formed, which over individual flow chambers 11, a collecting box 10 and an intermediate piece 9 to the supply box 3 are connected with radial fan 4.
  • the flow chambers 11 are on its upper surface facing the web 2 with the nozzle surfaces 1 and have a top view of the shape of the nozzle surfaces 1 as shown in FIG. 1 is shown.
  • the collecting box 10 is from one end fed here. But it is also the supply from both ends, or but central feeding possible.
  • the nozzle surfaces 1 of this floating nozzle field are on the largest part of their circumference surrounded by the slot nozzles 5. Only at the blunt end areas that run parallel to the edges 2 of the web, there are no slot nozzles 5.
  • the height of the channel cross section increases perpendicular to Plane, viewed from the center of the nozzle field towards the edge, as the Collecting box 10 has a kind of gable roof.
  • the outflow, represented by Flow arrows 8 takes place to the sides of the device and passes through the Nozzle field 1 supplying flow channel 10,9,3 to the suction area of the radial fan 4, which supplies the nozzle field 1 with the blowing gas.
  • FIG 3 is yet another embodiment of the floating nozzle field according to the Invention shown schematically in plan view.
  • the nozzle slots 5 which the Border nozzle surfaces 1 at least partially around their circumference, also with themselves executed along the longitudinal extent of the nozzle slot 5 changing width be.
  • a further adjustment of the levitation behavior is still possible in that the Nozzle surfaces 1 with a V-shape, based on the longitudinal axis of the floating nozzle field, be carried out.
  • the V-shape can both towards the web and also be directed away from the train.

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Abstract

At least one side of the suspension-guided web (2) has successive jet-surfaces (1) with round holes (6) or slit-shaped nozzles (5). The width of the jet surfaces diminishes towards the edges (2) of the web of material. Ducts (7) open towards the surface of the web are positioned between the jet surfaces. The cross section of the ducts widens out from the middle of the suspension jet field to the edges.

Description

Die Erfindung betrifft ein Schwebedüsenfeld zur schwebenden Führung von Warenbahnen der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung.The invention relates to a floating nozzle field for the floating guidance of material webs the genus specified in the preamble of claim 1.

Vorrichtungen zum schwebend Führen von Warenbahnen finden in der Produktionstechnik vielfältige Anwendung. In der Textiltechnik. werden Stoffbahnen nach dem Bedrucken schwebend geführt. In der Trocknungstechnik verwendet man Vorrichtungen zur schwebenden Bahnführung hinter Lackieranlagen, mit denen beide Seiten einer Bahn zugleich lackiert oder beschichtet werden. In der Metallindustrie wendet man die schwebende Führung von Blechbändern in Glühanlagen an, wenn Blechbänder im Durchlauf berührungsfrei und möglichst spannungsarm warmebehandelt werden müssen. Devices for the suspended guiding of material webs can be found in production technology diverse application. In textile technology. are fabric panels after the Printing pending. One uses in drying technology Devices for floating web guidance behind painting systems with which both sides of a web can be painted or coated at the same time. In the metal industry you apply the floating guidance of sheet metal strips in annealing systems, when sheet metal strips are touch-free in the pass and as low in tension as possible must be heat treated.

Typische Vorrichtungen dieser Art sind aus der DE-OS 25 56 442, DE-OS 30 26 132, DE-AS 14 74 239 und DE-OS 35 05 256 bekannt. Allen diesen Vorrichtungen ist gemeinsam, daß oberhalb und unterhalb der im Regelfall horizontal geführten Bahn Düsenrippen quer zur Bahntransportrichtung angeordnet sind. Zwischen diesen Rippen, mit welchen durch entsprechende Strömungskräfte das schwebend Führen bewirkt wird, befinden sich die Rückströmflächen zum Abströmen des aus den Düsenrippen auf die schwebend zu führende Bahn aufgeblasenen Gasstromes. Bei all diesen Vorrichtungen erfolgt zugleich mit der schwebend Führung die konvektive Wärmeübertragung zum Erwärmen oder zum Kühlen der schwebend geführten Bahn.Typical devices of this type are from DE-OS 25 56 442, DE-OS 30 26 132, DE-AS 14 74 239 and DE-OS 35 05 256 known. All of these devices has in common that above and below the generally guided horizontally Web nozzle ribs are arranged transversely to the web transport direction. Between these Ribs with which the floating guide is guided by appropriate flow forces is caused, there are the backflow surfaces for the outflow of the Nozzle ribs on the inflated gas stream to be guided. With all These devices are also used for the convective with the floating guide Heat transfer for heating or cooling the floating guided Train.

Eine derartige Vorrichtung, wie z. B. nach der DE-OS 30 26 132, mit einer Vielzahl von Düsenrippen erfordert nicht nur eine aufwendige Fertigung, sondern weist auch einen funktionstechnischen Nachteil auf, weil die Schwebe-Kraft nur im Bereich der Projektion der jeweiligen Düsenrippe auf das Band aufgebracht werden kann und der Raum zwischen den Düsenrippen für die Rückströmung verbleiben muß. Vergrößert man bei schweren Bahnen oder bei Vorrichtungen, bei welchen Bahnen bei hoher Temperatur und folglich geringer Gasdichte getragen werden müssen, das Verhaltnis von Düsenrippenbreite zu Düsenrippenteilung, so steht für die Rückströmung des aufgeblasenen Gasstromes nur noch ein geringerer Freiraum zwischen den Düsenrippen zur Verfügung. Ein ebenfalls entsprechend größerer Anteil der mit dem Ventilator, welcher das Gas in der Vorrichtung umwalzt, erzielten Druckerhöhung wird nur für die Rückströmung verbraucht.Such a device, such as. B. according to DE-OS 30 26 132, with a variety of nozzle fins not only requires complex production, but also shows also a functional disadvantage because the levitation force only in the Area of the projection of the respective nozzle rib can be applied to the tape can and the space between the nozzle ribs for the backflow remain got to. One enlarges with heavy webs or with devices with which Sheets are worn at high temperature and consequently low gas density the ratio of the width of the nozzle ribs to the pitch of the nozzle ribs, then stands for the backflow of the inflated gas flow only leaves a smaller free space available between the nozzle fins. A correspondingly larger one Proportion of the fan that circulates the gas in the device, achieved pressure increase is used only for the backflow.

Besonders nachteilig wirkt sich der beschriebene Effekt bei Vorrichtungen wie die nach der DE-OS 40 10 280 aus, bei welchen die Rückströmung nur zwischen den Düsenrippen stattfinden kann. Eine Erhöhung des auf die schwebend zu führende Bahn aufgeblasenen Volumenstromes führt nämlich auch nicht zu einer entsprechenden Tragkrafrerhöhung, da zugleich die Strömungsgeschwindigkeit im begrenzten Rückströmquerschnitt erhöht werden muß, wodurch sich im Bereich der Projektion der Rückströmquerschnitte auf die Warenbahn aufgrund der ebenfalls erhöhten konvektiven Beschleunigung die Druckabsenkung vergrößert. Es wird also im Bereich der Düsenrippen zwar ein größerer Überdruck aufgebaut, zugleich aber der Unterdruck im Bereich der Rückströmfläche gesteigert, so daß insgesamt keine wesentliche Steigerung zustande kommt.The effect described has a particularly disadvantageous effect in devices such as according to DE-OS 40 10 280, in which the backflow only between the Nozzle fins can take place. An increase in the pending to lead Volume inflated web does not lead to a corresponding one Lifting capacity increase, since at the same time the flow velocity is limited Reverse flow cross section must be increased, resulting in the area of the projection the return flow cross sections on the web due to the also increased convective acceleration increases the pressure drop. So it will be in Area of the nozzle ribs built up a larger overpressure, but at the same time the Negative pressure in the area of the backflow surface increased, so that overall no significant Increase comes about.

Der große Nachteil der bisherigen Vorrichtungen mit Düsenrippen und Rückströmflächen zwischen den Düsenrippen zum schwebend Führen von breiten Warenbahnen wird besonders klar, wenn man bedenkt, daß zum schwebend Führen einer horizontalen Bahn unter der Bahn insgesamt ein Überdruck aufgebaut werden muß, welcher im Mittel dem Flächengewicht der zu tragenden Bahn entspricht. Bei schweren Bahnen ist also dieser Überdruck entsprechend höher. Schwebend Führen heißt nun, daß die Bahn von dem unter der Bahn befindlichen Düsenherd einen bestimmten Abstand hat. Es entsteht also unter der Bahn ein Volumen, das durch die Fläche der Bahn und dem Abstand der Bahn vom Düsenherd gebildet wird. Die Seitenflächen dieses Volumens sind nicht begrenzt. Aus diesen Seitenflächen kann also das Gas, welches unter der Warenbahn einen Überdruck aufbaut, mit einer diesem Überdruck gegenüber der Umgebung entsprechenden Geschwindigkeit abströmen. Die seitliche Abströmung stellt sich also immer dann ein, wenn eine Warenbahn in einem erheblichen Abstand von einem Düsenherd getragen werden soll. Ein erheblicher Abstand ist aber erforderlich, wenn z. B. die Warenbahn ein Halbzeug-Metallband ist, das sich unter Einwirkung der beim schwebend Führen erfolgenden Wärmebehandlung verformt. Hier sind Abstände zwischen Warenbahn und Düsenherd von 100 mm und mehr erforderlich. Ein solcher Abstand läßt sich bei schwereren Bahnen mit den vorerwähnten Vorrichtungen nicht erzielen.The big disadvantage of the previous devices with nozzle ribs and backflow surfaces between the nozzle ribs for floating guiding of wide webs becomes particularly clear when you consider that to hover a horizontal A total pressure must be built up under the web, which corresponds on average to the basis weight of the web to be carried. At heavy webs, this overpressure is correspondingly higher. Lead floating now means that the web from the nozzle located under the web one has a certain distance. So there is a volume under the web that passes through the area of the web and the distance of the web from the nozzle center is formed. The Side faces of this volume are not limited. From these side surfaces can So the gas, which builds up an overpressure under the web, with a this overpressure relative to the environment corresponding speed flow out. The lateral outflow occurs whenever there is one Material web to be carried at a considerable distance from a nozzle hearth should. A considerable distance is required if, for. B. the web Semi-finished metal strip is that under the influence of floating while guiding heat treatment deformed. Here are the distances between the web and nozzle range of 100 mm and more required. Such a distance can be not achieve on heavier tracks with the above-mentioned devices.

Daher besteht die Aufgabe, ein Schwebedüsenfeld zu schaffen, mit welchem breite und zugleich auch schwere Bahnen schwebend geführt werden können und die vorbeschriebenen Nachteile vermieden werden.Therefore, the task is to create a floating nozzle field with which wide and, at the same time, heavy webs can also be guided and the the disadvantages described above can be avoided.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Zweckmäßige Ausführungsformen werden durch die Merkmale der Unteransprüche definiert. This object is solved by the features of claim 1. Appropriate Embodiments are defined by the features of the subclaims.

Bei dem Schwebedüsenfeld nach der Erfindung werden statt der üblichen, über die gesamte Warenbahn gleich breiten Düsenrippen Düsenflächen verwendet, deren Breite sich quer zur Laufrichtung der Warenbahn ändert, z.B. von der Warenbahnmitte hin nach außen abnimmt Zwischen den einzelnen Düsenflächen entstehen bei dieser Ausführungsform zur Warenbahn hin offene Rückströmkanäle, deren Breite von der Warenbahnmitte zu den Warenbahnrändern hin zunimmt und durch welche der auf die Warenbahn aufgeblasene Gasstrom seitlich von dieser Abströmen kann. Die Zuströmung zu den Düsenflächen erfolgt aus einem Kanal, der sich auf der von der Warenbahn abgewandten Seite der Düsenflächen befindet und der entweder von einer Stirnseite oder von beiden Stirnseiten her mit dem Beblasungsgas beschickt wird.In the floating nozzle field according to the invention, instead of the usual over the the entire web of nozzles of the same width used, the nozzle surfaces Width changes across the direction of the web, e.g. from the middle of the web decreases towards the outside between the individual nozzle surfaces this embodiment to the web open backflow channels, their width increases from the center of the web to the edges of the web and through which the gas stream inflated onto the material web can flow laterally from it. The inflow to the nozzle surfaces comes from a channel that is on the of the side of the nozzle surface facing away from the web and either of charged with the blowing gas from one end face or from both end faces becomes.

Im folgenden wird die Erfindung am Beispiel eines Schwebedüsenfeldes für einen Schwebeofen für relativ schwere Metallbänder, z. B. aus Kupfer oder Kupferlegierungen, beschrieben. Die Figuren dienen der Erläuterung dieser Beschreibung. Es zeigen

Figur 1
einen Vergleich eines aus üblichen Schwebedüsenrippen gebildeten Schwebedüsenfeldes mit verschiedenen Ausführungsformen des Schwebedüsenfeldes nach der Erfindung,
Figur 2
eine perspektivische Darstellung des Schwebedüsenfeldes nach der Erfindung mit Düsenflächen entsprechend dem Mittelschnitt eines Doppelkegelstumpfes, mit den wesentlichen Elementen der zugehörigen Strömungsführung, und
Figur 3
eine andere erfindungsgemäße Ausführungform des Schwebedüsenfeldes in schematischer Darstellung in der Draufsicht.
In the following the invention using the example of a floating nozzle field for a floating furnace for relatively heavy metal strips, for. B. of copper or copper alloys described. The figures serve to explain this description. Show it
Figure 1
a comparison of a floating nozzle field formed from conventional floating nozzle ribs with different embodiments of the floating nozzle field according to the invention,
Figure 2
a perspective view of the floating nozzle field according to the invention with nozzle surfaces corresponding to the central section of a truncated cone, with the essential elements of the associated flow, and
Figure 3
another embodiment of the floating nozzle field according to the invention in a schematic representation in plan view.

In Figur 1 ist links oben ein dem Stand der Technik entsprechendes Schwebedüsenfeld, gebildet aus Düsenrippen, deren Breite sich über die Warenbahnbreite nicht verändert, mit dem Düsenfeld nach der Erfindung in verschiedenen Ausführungsformen gegenüber gestellt. Dabei sind drei Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Düsenflächen gezeigt, die Im Vergleich mit den Düsenrippen konstanter Breite nach dem Stand der Technik in der Mitte gespreizt sind, d.h., die Düsenflächen dieses Schwebedüsenfeldes haben in der Mitte die größte Breite und verengen sich dann geradlinig zu den Rändern hin auf die kleinste Breite, die etwa der üblichen, konstanten Breite entsprechen kann.In FIG. 1, at the top left is a prior art floating nozzle field, formed from nozzle ribs, the width of which does not vary across the width of the web changed, with the nozzle array according to the invention in different embodiments juxtaposed. There are three embodiments of the invention Nozzle areas shown that are more constant in comparison with the nozzle fins According to the prior art, the width is spread in the middle, i.e. the nozzle surfaces this floating jet field have the greatest width in the middle and narrow then rectilinearly towards the edges to the smallest width, which is about the usual constant width can correspond.

Die drei dargestellten Ausführungsformen unterscheiden sich nur in dem "Spreizwinkel" W, nämiich in dem Winkel W zwischen der Senkrechten auf der Mittellinie des Schwebedüsenfeldes und der Läingskante jeder Düsenfläche. Bei den erfindungsgemäßen Schwebedüsenfeldern ändert sich dieser Winkel W von 15° (rechts oben) über 22° (links untern) auf 45° (rechts unten), wodurch sich im Prinzip eine quadratische Düsenfläche ergibt, bei der zwei Ecken auf den Längsrändern des Schwebedüsenfeldes liegen.The three illustrated embodiments differ only in the "spread angle" W, namely at the angle W between the perpendicular on the center line the floating nozzle field and the Läingskante of each nozzle surface. In the invention This angle W changes by 15 ° (top right) over 22 ° (lower left) to 45 ° (lower right), which is basically a square Nozzle area results in two corners on the longitudinal edges of the floating nozzle field lie.

Zur Charakterisierung der Tragkraft dient der cp max-Wert. Dies ist der dem Flächengewicht der schwebend zu führenden Bahn entsprechende Druck, bezogen auf den Staudruck in den Schwebedüsenöffnungen, welcher sich maximal, also bei geringem Abstand zwischen Warenbahn und Düsenfläche, einstellt. Dieser cp max-Wert hängt entscheidend von dem Verhältnis der Düsenfläche zur gesamten beblasenen Fläche der Bahn ab. Beim Schwebedüsenfeld aus Düsenrippen konstanter Breite beträgt dieser Wert 0,31. Bei den verschiedenen Ausführungsformen des Düsenfeldes nach der Erfindung liegt dieser Wert zwischen 0,62 und 0,68, je nach Formgebung der Düsenfläche (Winkel W). Dieser Vergleich zeigt bereits, däß mit dem Düsenfeld nach der Erfindung wesentlich größere Flächengewichte unter gleichen Verhältnissen problemlos getragen werden können als bei einem Standarddüsenfeld mit Düsenrippen.The c p max value is used to characterize the load capacity. This is the pressure corresponding to the basis weight of the web to be guided in a floating manner, based on the dynamic pressure in the floating nozzle openings, which occurs at a maximum, that is to say with a small distance between the web of material and the nozzle surface. This c p max depends crucially on the ratio of the nozzle area to the total blown area of the web. This value is 0.31 for the floating nozzle field consisting of nozzle ribs of constant width. In the various embodiments of the nozzle field according to the invention, this value is between 0.62 and 0.68, depending on the shape of the nozzle surface (angle W). This comparison already shows that, with the nozzle field according to the invention, substantially larger basis weights can be carried without problems under the same conditions than with a standard nozzle field with nozzle ribs.

Hierfür gibt es folgende physikalische Begründungen: Erstens erweitern sich die Abströmkanäle zwischen den Düsenflächen von der Bahnmitte zum Bahnrand hin in der Breite, so daß die Rückströmfläche wie der Rückströmvolumenstrom von der Bahnmitte zum Bahnrand hin zunimmt. Dadurch kann in der Mitte des Düsenfeldes eine anteilig größere Düsenfläche als in den Randbereichen des Düsenfeldes untergebracht werden. Zweitens ergibt sich durch die an den Rändern der Düsenflächen angeordneten Schlitzdüsen bei der erfindungsgemäßen Form der Düsenflächen eine Geschwindigkeitskomponente und eine entsprechende Impulskraftkomponente vom Bahnrand zur Batmitte hin, wodurch die Abströmung aus dem Überdruckbereich zwischen Warenbahn und Düsenfläche behindert wird. Diese Behinderung führt zu einer Steigerung des statischen Druckes zwischen Düsenfläche und Bahn und damit zu einem Tragkraftanstieg.There are the following physical reasons for this: First, the Outflow channels between the nozzle surfaces from the center of the web to the edge of the web the width so that the return flow area as the return flow volume flow from the Web center increases towards the web edge. This can be in the middle of the nozzle field a proportionally larger nozzle area than in the edge areas of the nozzle field will. Second arises from that at the edges of the nozzle surfaces arranged slot nozzles in the shape of the nozzle surfaces according to the invention Velocity component and a corresponding impulse force component from Edge of the web towards the middle of the bathtub, which means the outflow from the overpressure area between the web and the nozzle surface is hindered. This disability leads to an increase in the static pressure between the nozzle surface and the web and thus to an increase in load capacity.

Wie in den Ausführungsformen von Figur 1 dargestellt, sind zur Verbesserung des Wärmeübergangs Runddüsenöffnungen zwischen den Schlitzdüsen auf den Düsenflächen angeordnet. Da bei gleicher anteiliger Gesamtdüsenfläche wie bei einem üblichen Schwebedüsensystem mit konventionellen Düsenrippen, wie in Figur 1, oben links, dargestellt, anteilig mehr Düsenfläche für die Schlitzdüsen verbraucht wird, steht beim Düsenfeld nach der Erfindung anteilig mehr Düsenfläche für die Lochdüsen zur Verfügung. Die Lochdüsen bewirken aber einen größeren Wärmeübergang als die Schlitzdüsen. Also sind Düsenfelder nach der Erfindung auch in dieser Eigenschaft den konvektionellen Schwebedüsensystemen überlegen.As shown in the embodiments of Figure 1, to improve the Heat transfer round nozzle openings between the slot nozzles on the nozzle surfaces arranged. Because with the same proportionate total nozzle area as with one usual floating nozzle system with conventional nozzle ribs, as in FIG. 1, shown on the top left, proportionally more nozzle area used for the slot nozzles is, in the nozzle field according to the invention proportionally more nozzle area for the Hole nozzles available. The perforated nozzles cause a greater heat transfer than the slot nozzles. So nozzle fields according to the invention are also in superior to this convectional floating nozzle system.

Bei besonderen Anforderungen, z. B. sehr breiten Anlagen, können Schwebedüsenflächen mit quer zum Bannlauf sich verändernder Breite auch quer zur Bahnlaufrichtung nebeneinander angeordnet werden, so daß sich zwischen diesen Flächen Rückströmbereiche für den auf die Bahn aufgeblasenen Volumenstrom ergeben. Aus diesen Rückströmbereichen kann die Rückströmung durch Kanäle abgeführt werden, welche den Versorgungskasten für das Düsenfeld durchdringen.For special requirements, e.g. B. very wide systems, can float nozzle surfaces with the width changing transversely to the spell run and also transversely to the web running direction be arranged side by side so that there is between these surfaces Return flow ranges for the volume flow inflated on the web result. Out these backflow areas, the backflow can be discharged through channels, which penetrate the supply box for the nozzle field.

In Figur 2 ist ein Schwebedüsenfeld 1 nach der Erfindung perspektivisch dargestellt. Der Übersichtlichkeit der Darstellung halber ist lediglich eine Hälfte des Düsenfeldes 1 und der zugehörigen Strömungsversorgung 3, nämlich einem Versorgungskasten 3 mit einem Radialventilator 4 gezeigt. Die Ränder der Bahn 2 sind durch die gestrichelten Linien 2 angedeutet. Bei beidseitiger Beblasung der Bahn 2 würde eine zweite Einrichtung dieser Art oberhalb der Warenbahn 2, also an der Warenbahn 2 gespiegelt, angeordnet sein. Es ist aber auch möglich, das Düsenfeld nur einseitig, also bei einer horizontal geführten Bahn nur unterhalb der Bahn 2, anzuordnen. In Figure 2, a floating nozzle field 1 according to the invention is shown in perspective. For the sake of clarity of illustration, only half of the nozzle field is shown 1 and the associated flow supply 3, namely a supply box 3 shown with a radial fan 4. The edges of web 2 are through dashed lines 2 indicated. If the web 2 were blown on both sides, one would second device of this type above the web 2, i.e. on the web 2 mirrored, arranged. But it is also possible to have the nozzle field only on one side, in the case of a horizontally guided path, only to be arranged below path 2.

Neben der in der Figur 2 dargestellten Strömungsversorgung mit einem Radialventilator 4, dessen Achse zur Warenbahn 2 senkrecht steht, sind natürlich auch andere Strömungsführungen zur Versorgung des Düsenfeldes 1 mit dem Beblasungsgas für die Bahn 2 möglich.In addition to the flow supply shown in Figure 2 with a radial fan 4, whose axis is perpendicular to the web 2, are of course other Flow guides for supplying the nozzle field 1 with the blowing gas for the lane 2 possible.

Das eigentliche Schwebedüsenfeld wird durch mehrere, in Warenbahnlaufrichtung hintereinander gereihte Düsenflächen 1 gebildet, die über einzelne Strömungskammern 11, einen Sammelkasten 10 und ein Zwischenstück 9 an den Versorgungskasten 3 mit Radialventilator 4 angeschlossen sind. Die Strömungskammern 11 sind an ihrer oberen, der Warenbahn 2 zugewandten Fläche mit den Düsenflächen 1 versehen und haben in Draufsicht die Form der Düsenflächen 1, wie sie in Figur 1 gezeigt ist.The actual floating nozzle field is divided by several in the direction of the web consecutive nozzle surfaces 1 formed, which over individual flow chambers 11, a collecting box 10 and an intermediate piece 9 to the supply box 3 are connected with radial fan 4. The flow chambers 11 are on its upper surface facing the web 2 with the nozzle surfaces 1 and have a top view of the shape of the nozzle surfaces 1 as shown in FIG. 1 is shown.

Bei der dargestellten Ausführungsform wird der Sammelkasten 10 von einer Stirnseite her gespeist. Es ist aber auch die Speisung von beiden Stirnseiten her, oder aber eine zentrale Speisung möglich.In the illustrated embodiment, the collecting box 10 is from one end fed here. But it is also the supply from both ends, or but central feeding possible.

Die Düsenflächen 1 dieses Schwebedüsenfeldes sind am größten Teil ihres Umfanges durch die Schlitzdüsen 5 umgeben. Nur an den stumpfen Endbereichen, die parallel zu den Rändern 2 der Warenbahn verlaufen, befinden sich keine Schlitzdüsen 5.The nozzle surfaces 1 of this floating nozzle field are on the largest part of their circumference surrounded by the slot nozzles 5. Only at the blunt end areas that run parallel to the edges 2 of the web, there are no slot nozzles 5.

Diese Schiitzdüsen 5 richten Schlitzstrahlen gegen die Bahn, welche für jede Düsenfläche 1 zur Mitte derselben hin geneigt sind. Dadurch sind die Schlitzdüsen 5, welche ein und dieselbe Düsenfläche 1 umgeben, gegeneinander geneigt. Die Düsenfläche 1 selbst ist mit Lochdüsen 6 ausgestattet. Zwischen den einzelnen Düsenflächen 1 bzw. Düsenkammem 11 entstehen Kanäle 7, welche der Abströmung der vom Düsenfeld 1 auf die Bahn 2 aufgeblasenen Gasströmung zur Seite der Anlage hin dienen. Diese Kanäle 7 erweitern sich von der Bahnmitte zum Bahnrand hin in ihrer Erstreckung in Bahnlaufrichtung aufgrund der Form der Düsenfelder 1. Zugleich nimmt die Höhe des Kanalquerschnittes senkrecht zur Bahnebene, betrachtet von der Mitte des Düsenfeldes zum Rand hin, zu, da der Sammelkasten 10 eine Art Giebeldach hat. Die Abströmung, dargestellt durch Strömungspfeile 8, erfolgt zu den Seiten der Vorrichtung und gelangt über den das Düsenfeld 1 versorgenden Strömungskanal 10,9,3 zum Ansaugbereich des Radialventilators 4, der das Düsenfeld 1 mit dem Beblasungsgas versorgt.These Schiitzdüsen 5 direct slot jets against the web, which for each nozzle surface 1 are inclined towards the middle of the same. As a result, the slot nozzles 5, which surround one and the same nozzle surface 1, inclined towards each other. The Nozzle surface 1 itself is equipped with perforated nozzles 6. Between each Nozzle surfaces 1 or nozzle chambers 11 create channels 7, which are used for the outflow the gas flow inflated from the nozzle field 1 onto the web 2 to the side serve the system. These channels 7 expand from the middle of the web to Edge of the web in its extension in the direction of web travel due to the shape of the Nozzle fields 1. At the same time, the height of the channel cross section increases perpendicular to Plane, viewed from the center of the nozzle field towards the edge, as the Collecting box 10 has a kind of gable roof. The outflow, represented by Flow arrows 8 takes place to the sides of the device and passes through the Nozzle field 1 supplying flow channel 10,9,3 to the suction area of the radial fan 4, which supplies the nozzle field 1 with the blowing gas.

In Figur 3 ist noch eine andere Ausführungsform des Schwebedüsenfeldes nach der Erfindung schematisch in Draufsicht dargestellt. Die Schlitzdüsen 5, welche die Düsenflächen 1 am größten Teil ihres Umfanges umgeben, haben hier die Form des Ouerschnittes eines Fasses sind also rund, wobei der größte Durchmesser des Fasses ebenfalls in der Mitte der Vorrichtung liegt. Entsprechend nimmt die Breite der Rückströmkanäle 7 von der Mitte der Anlage zur ihren Rändern hin stärker als linear zu.In Figure 3 is yet another embodiment of the floating nozzle field according to the Invention shown schematically in plan view. The slot nozzles 5, which the Nozzle surfaces 1 surround most of their circumference, have the shape of Outer sections of a barrel are round, the largest diameter of the barrel is also in the middle of the device. Accordingly, the width of the Backflow channels 7 from the center of the system towards its edges stronger than linear to.

Zur Angleichung des Tragkraftverhalten bei unterschiedlich breiten Bahnen und des Wärmeübergangs über die Bandbreite können die Düsenschiitze 5, welche die Düsenflächen 1 mindestens teilweise an ihrem Umfang einfassen, auch mit sich entlang der Längserstreckung des Düsenschlitzes 5 verändernder Breite ausgeführt sein.To align the load-bearing capacity behavior with different width webs and the Heat transfer over the bandwidth can the nozzle slots 5, which the Border nozzle surfaces 1 at least partially around their circumference, also with themselves executed along the longitudinal extent of the nozzle slot 5 changing width be.

Eine weitere Anpassung des Schwebeverhaltens ist noch dadurch möglich, daß die Düsenflächen 1 mit einer V-Form, bezogen auf die Längsachse des Schwebedüsenfeldes, ausgeführt werden. Dabei kann die V-Form sowohl zur Bahn hin als auch von der Bahn weg gerichtet sein.A further adjustment of the levitation behavior is still possible in that the Nozzle surfaces 1 with a V-shape, based on the longitudinal axis of the floating nozzle field, be carried out. The V-shape can both towards the web and also be directed away from the train.

Claims (10)

Schwebedüsenfeld zur schwebenden Führung und Stabilisierung von Warenbahnen, vorzugsweise Metallbändern, zum Zwecke der berührungsfreien Wärmeübertragung oder Trocknung a) mit mindestens auf einer Seite der schwebend zu führenden Bahn (2) angeordneten, in Bahnlaufricht aufeinanderfolgenden Düsenflächen (1) mit Düsenöffnungen aus Rundlöchern (6) und/oder Schlitzdüsen (5), dadurch gekennzeichnet, daß b) die Breite der Düsenflächen (1), gemessen parallel zur Bahnlaufrichtung, sich über die Breite des Düsenfeldes, gemessen senkrecht zur Bahnlaufrichtung, verändert, und daß c) die Düsenflächen (1) mindestens teilweise an ihrem Umfang von Schlitzdüsen (5) eingefaßt sind. Floating nozzle field for floating guidance and stabilization of material webs, preferably metal strips, for the purpose of non-contact heat transfer or drying a) with at least on one side of the web (2) to be guided in a floating manner, successive nozzle surfaces (1) in the web running direction with nozzle openings made of round holes (6) and / or slot nozzles (5), characterized in that b) the width of the nozzle surfaces (1), measured parallel to the web running direction, changes over the width of the nozzle field, measured perpendicular to the web running direction, and that c) the nozzle surfaces (1) are at least partially bordered on their circumference by slot nozzles (5). Schwebedüsenfeld nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Breite der Düsenflächen (1) zu den Rändern (2) der Warenbahn (1) hin verringert, insbesondere, daß die Düsenflächen (1) die Form des Axialschnittes eines Doppelkegelstumpfes oder eines Fasses aufweisen, wobei die Basis des Doppelkegelstumpfes bzw. der größte Durchmesser des Fasses in der Mitte (8) der Schwebedüse liegt.Floating nozzle field according to claim 1, characterized in that the width of the nozzle surfaces (1) decreases towards the edges (2) of the material web (1), in particular that the nozzle surfaces (1) have the shape of the axial section of a truncated cone or a barrel, the base of the double truncated cone or the largest diameter of the barrel lies in the middle (8) of the floating nozzle. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die aus den die Düsenflächen (1) umgebenden Düsenschlitzen (5) austretenden Strahlen zur Mitte der Düsenfläche (8) gegeneinander geneigt sind.Device according to at least one of claims 1 and 2, characterized in that the jets emerging from the nozzle slots (5) surrounding the nozzle slots (5) are inclined towards one another towards the center of the nozzle surface (8). Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Düsenschlitzen (5) in den Düsenflächen (1) Lochdüsen (6) angeordnet sind.Device according to at least one of claims 1 to 3, characterized in that perforated nozzles (6) are arranged between the nozzle slots (5) in the nozzle surfaces (1). Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Düsenflächen zur Bahnfläche hin offene Kanäle (7) angeordnet sind, deren Querschnitt sich von der Mitte des Schwebedüsenfeldes zu dessen Rändern hin erweitert.Device according to at least one of Claims 1 to 4, characterized in that channels (7) open to the web surface are arranged between the nozzle surfaces, the cross-section of which widens from the center of the floating nozzle field to its edges. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Erweiterung der zur Bahn hin offenen Kanalquerschnitte sowohl durch eine Vergrößerung der in Bahnlaufrichtung gemessenen Breite als auch durch eine Vergrößerung der senkrecht zur Bahnfläche gemessenen Tiefe erfolgt.Apparatus according to claim 5, characterized in that the channel cross sections open towards the web are widened both by increasing the width measured in the direction of web travel and by increasing the depth measured perpendicular to the web surface. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen Düsenflächen (1) geführte Bahn gegenüber der Horizontalen geneigt ist.Device according to at least one of Claims 1 to 6, characterized in that the path guided between nozzle surfaces (1) is inclined with respect to the horizontal. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenflächen (1), bezogen auf ihre zur Bahnlaufrichtung parallele Mittelachse, eine V-Form aufweisen. Device according to at least one of claims 1 to 7, characterized in that the nozzle surfaces (1) have a V-shape with respect to their central axis parallel to the web running direction. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß Gruppierungen von Düsenflächen, in Bahnlaufrichtung betrachtet, nebeneinander angeordnet sind.Device according to at least one of claims 1 to 8, characterized in that groups of nozzle surfaces, viewed in the direction of web travel, are arranged side by side. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenschlitze (5) entlang ihrer Längserstreckung unterschiedliche Breiten aufweisen.Device according to at least one of claims 1 to 9, characterized in that the nozzle slots (5) have different widths along their longitudinal extent.
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