EP2589909A2 - Vorrichtung zur Erwärmung oder Trocknung von langgestreckten Materialien - Google Patents

Vorrichtung zur Erwärmung oder Trocknung von langgestreckten Materialien Download PDF

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EP2589909A2
EP2589909A2 EP12007469.5A EP12007469A EP2589909A2 EP 2589909 A2 EP2589909 A2 EP 2589909A2 EP 12007469 A EP12007469 A EP 12007469A EP 2589909 A2 EP2589909 A2 EP 2589909A2
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EP
European Patent Office
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elongated
section
cavity
radiant heater
hollow body
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP12007469.5A
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English (en)
French (fr)
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EP2589909A3 (de
Inventor
Dipl. Ing. Ottmar Kirsch
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Mehler Engineering & Service GmbH
Original Assignee
Mehler Engineering & Service GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Mehler Engineering & Service GmbH filed Critical Mehler Engineering & Service GmbH
Publication of EP2589909A2 publication Critical patent/EP2589909A2/de
Publication of EP2589909A3 publication Critical patent/EP2589909A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • 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
    • F26B13/001—Drying and oxidising yarns, ribbons or the like
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D02—YARNS; MECHANICAL FINISHING OF YARNS OR ROPES; WARPING OR BEAMING
    • D02J—FINISHING OR DRESSING OF FILAMENTS, YARNS, THREADS, CORDS, ROPES OR THE LIKE
    • D02J13/00—Heating or cooling the yarn, thread, cord, rope, or the like, not specific to any one of the processes provided for in this subclass
    • D02J13/001—Heating or cooling the yarn, thread, cord, rope, or the like, not specific to any one of the processes provided for in this subclass in a tube or vessel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B3/00—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat
    • F26B3/28—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by radiation, e.g. from the sun
    • F26B3/30—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by radiation, e.g. from the sun from infrared-emitting elements

Definitions

  • the invention relates to a device for heating or drying of elongated materials, in particular for yarns or threads.
  • Devices for heating or drying of different materials are used in various manufacturing processes.
  • devices In the textile, plastics, wire and converting industry, devices are used to heat and dry yarns or filaments after application of a liquid medium during the manufacturing process.
  • the known devices are based on the fact that the wetted with a liquid yarn or threads of air flow or infrared radiation are exposed. In general, uniform drying results are achieved with simultaneously high process speeds.
  • the infrared radiators used for heating or drying have proven themselves in practice.
  • the disadvantage, however, is that conventional infrared emitters have a relatively high power loss.
  • the invention is based, on the one hand to improve the heating or drying process of elongated materials, in particular of yarns or threads, on the one hand, and on the other hand to reduce the energy consumption associated with the heating and drying on the object.
  • the inventive device for heating or drying of elongated materials in particular yarns or threads, but also wires, has at least one open at the end faces, extending along an axis hollow body with at least one elongated cavity for receiving the elongated materials, which the hollow body in can go through a continuous process.
  • a radiant heater extending in the longitudinal direction of the cavity for heating or drying the elongated materials is arranged.
  • the device according to the invention is characterized in that the radiation heating extends only over a partial section of the elongated cavity extending along one axis or several different sections of the elongated cavity, wherein a device for supplying and removing a gaseous medium is provided is formed such that the gaseous medium is supplied to the portion of the elongated cavity in which the radiant heater is disposed, and the gaseous medium from the portion in which the radiant heater is not disposed, is removed.
  • the gaseous medium thus flows through both the section in which the elongated materials are heated and dried with the radiant heater and the section in which the elongate materials are not heated by the radiant heater.
  • the radiant heating extends over several different sections of the elongated cavity, which may be arranged in any sequence, but the device again has one or more sections in which the radiant heater is not arranged.
  • Elongated materials are also understood to mean axially symmetrical substrates which may be round or angular. Depending on the diameter, the cavity can also pass through a plurality of elongate materials.
  • the gaseous medium may be air or a gas.
  • the gaseous medium flowing through the section of the elongate hollow body with the radiant heating serves, on the one hand, to cool the radiant heating.
  • the gaseous medium takes up the loss line of the heater as heat energy, whereby the gaseous medium is heated.
  • the gaseous medium flows through the subsection without radiation heating, the gaseous medium gives off the heat energy again to the elongate materials, which pass through both subsections.
  • the elongated materials are heated and dried in a second process stage.
  • the heating or drying process is divided into two sub-processes, wherein in the one sub-process, the heating or drying with a convective heat radiation and in the other sub-process takes place in a previously heated by the radiant heating air flow, this results in not only an improved drying result , but also lower energy consumption.
  • Another decisive factor is the relatively small drying space, which the hollow-shaped body encloses, compared to the known dryers.
  • a preferred embodiment of the invention provides for the supply and removal of the gaseous medium, a device having at least one inflow channel, which leads into the portion of the elongated cavity in which the radiant heater is disposed, and at least one outflow channel, which of the Subsection of the elongated cavity goes off, on which the radiant heater is not arranged.
  • the inflow and outflow can be designed differently.
  • the supply of supply air and the discharge of the exhaust air takes place on the side of the elongated hollow body.
  • the supply or exhaust air is guided in a closed system, since it may be contaminated with pollutants. In principle, however, it is also possible to supply the air at the one open end side of the elongate hollow body and remove it at the other open end side.
  • the device for supplying and removing a gaseous medium preferably has means for conveying the gaseous medium into the inflow channel and Means for conveying the gaseous medium from the outflow on.
  • the air is supplied with overpressure and discharged with suppression.
  • the device may have arranged in the supply air duct and / or exhaust duct fan or fans.
  • the elongated hollow body can be subdivided into a different number of subsections in which a radiant heater is arranged or a radiant heater is not arranged.
  • a particularly preferred embodiment provides that the elongated hollow body has only two subsections, wherein in the first subsection the radiant heating is arranged and in the second subsection the radiant heating is not arranged.
  • This embodiment allows convection drying in one section and drying with hot air in the other section.
  • the hollow body can be traversed by the elongated materials in one or the other direction. Consequently, it is possible to use the device according to the invention as a function of the passage direction of the elongated materials for pre- or post-drying.
  • the first section of the elongated hollow body with radiant heating has substantially the same length as the second section without radiant heating.
  • An alternative embodiment provides that the first section with radiant heating has a greater length than the second section without radiant heating. In principle, however, it is also possible that the first section is shorter than the second section. Depending on the length of the sections and / or the direction of passage and / or the process speed, different results can be achieved for the materials to be heated or dried. It is also possible for the different sections to be arranged one after the other in an arbitrary sequence.
  • the radiant heater may include a plurality of elongated radiator elements distributed around the circumference of the cavity. But it is basically sufficient if the radiant heater has only one elongated radiator element, which is arranged on only one side of the wall of the elongated hollow body.
  • a reflector device is preferably provided in the section in which the radiation heating is arranged.
  • the hollow body may be formed differently.
  • the cavity does not need a circular, but may also have a non-circular, in particular elliptical, parabolic or polygonal cross-section.
  • the hollow body is preferably formed as a tubular body, which preferably consists of metal, in particular aluminum.
  • the tubular body can form a modular unit that can be combined with other modular units to form a universally applicable drying system.
  • the device for heating or drying may be formed as a system consisting of a plurality of hollow bodies, wherein the hollow bodies are arranged one above the other and / or next to one another and / or behind one another. This results in a very compact construction.
  • Fig. 1 shows a simplified representation of the essential components of the device for heating and drying of elongated materials, in particular yarns or threads.
  • the inventive device 1 is designed as a continuous dryer, which is traversed by a thread 2.
  • the direction of passage of the thread is in Fig. 1 marked with an arrow.
  • the device according to the invention has a tubular hollow body 3, which consists of a lower portion 3A and an upper portion 3B, which enclose an elongated cavity 4.
  • the hollow body 3 may be a metal body, for example an aluminum body.
  • the hollow body 3 is open, so that the thread can enter at one end face 5 and exit at the other end face 6.
  • the thread 1 passes through the region of the cavity in the lower portion 3A of the hollow body 3.
  • the hollow body 3 is divided into a front section 7 in the direction of yarn advancement and a rear section 8 in the direction of yarn travel.
  • the front section 7 can have the same length as the rear section 8 or the front portion may be longer than the rear portion.
  • the radiator element 9A is an infrared radiator which extends along the wall of the upper portion 3B of the hollow body 3. Instead of an infrared radiator, however, it is also possible to provide a UV radiator or another radiation source.
  • the length of the tubular body may for example be between 250 mm and 6000 mm.
  • the diameter of the cavity may, for example, be between 50 mm and 500 mm.
  • an elongated cover 11 which can accommodate various components of the device, for example.
  • a power supply 12 and the electrical lines 13 ( Fig. 4 ).
  • the device according to the invention has a device 14 for supplying air or a gas into the tubular body 3 and for discharging the air or gas from the tubular body 3.
  • the device 14 has an aggregate 15 for supplying cooling air, eg. a fan or a fan, and an aggregate 16 for discharging the cooling air, for example, a blower or a fan.
  • the one unit 15 generates an overpressure, with which the cooling air is supplied, and the other unit 16 generates a negative pressure, with which the cooling air is discharged.
  • two inflow channels 15A, 15B are connected, each extending through the cover 11 to a supply air opening 15C at the top of the upper portion 3B of the hollow body 3 ( Fig. 2 ).
  • the supply air openings are located in the front portion 7A of the front portion 7 of the elongated cavity 3, so that the cooling air flows along the elongated heating element 9 through the front portion 7 in the rear portion 8 of the cavity 4.
  • the upper section 3B of the hollow body 3 has an outlet opening 17, to which a discharge channel 18 is connected, which leads to the unit 16 for sucking off the cooling air.
  • the infrared radiator 9A With the cooling air flowing into the front section 7 of the cavity 4, the infrared radiator 9A is cooled, whereby the cooling air is heated.
  • the thread 2 is then in the rear section 8 further heated by the air heated in the front section and dried.
  • the cavity 4 of the hollow body 3 can thus be divided into a convective heating zone in which the heat is given by convection to the thread 2, and a zone in which the trough is discharged by hot air to the thread.
  • Fig. 5 shows an alternative embodiment of the device according to the invention, which differs from that with reference to the Fig. 1 to 4 described embodiment differs only by the radiant heater. For the corresponding parts, therefore, the same reference numerals are used.
  • the radiant heater 9 has four elongated radiator elements 9A, 9B, 9C, 9D, which may again be infrared radiators.
  • the infrared radiators 9A, 9B, 9C, 9D are arranged distributed circumferentially along the cavity 4 of the hollow body 3.
  • the adjacent infrared emitters each enclose an angle of 90 °.
  • Each infra-red beam is assigned an inflow and an outflow channel. This results in a total of eight air inlets and four air outlets.
  • the supply and exhaust air ducts, as well as the means for supplying or discharging air are in Fig. 5 not shown.
  • Fig. 6 shows a system for heating and drying elongated materials comprising a plurality of modules 3.
  • Each module consists of the referring to the Fig. 1 to 4
  • the individual modules are arranged side by side and one above the other in the manner of a matrix, which can be extended in the longitudinal direction by the inclusion of other units. This makes it possible to construct a modular system with the device according to the invention, with which a large number of elongated materials can be heated and dried in a small space with low energy loss.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erwärmung oder Trocknung von langgestreckten Materialien, insbesondere für Game oder Fäden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist mindestens einen an den Stirnseiten 5, 6 offenen Hohlkörper mit mindestens einem langgestreckten Hohlraum 4 zur Aufnahme der langgestreckten Materialien 2 auf, die den Hohlkörper in einem kontinuierlichen Prozess durchlaufen, Die Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass sich eine Strahlungsheizung 9 nur über einen Teilabschnitt 7 des langgestreckten Hohlraums 4 erstreckt, wobei eine Einrichtung 14 zum Zu- und Abführen von Kühlluft für die Strahlungsheizung vorgesehen ist, die derart ausgebildet ist, dass die Kühlluft den Teilabschnitt 7 des langgestreckten Hohlraums, in dem die Strahlungsheizung 9 angeordnet ist, zugeführt wird und die Luft aus dem Teilabschnitt 8, in dem die Strahlungsheizung nicht angeordnet ist, abgeführt wird. Folglich gliedert sich der Erwärmungs- bzw. Trocknungsprozess in zwei Teilprozesse, wobei in dem einen Teilprozess die Erwärmung bzw. Trocknung mit einer konvektiven Wärmestrahlung und in dem anderen Teilprozess in einem von der Strahlungsheizung zuvor erwärmten Luftstrom erfolgt.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erwärmung oder Trocknung von langgestreckten Materialien, insbesondere für Garne oder Fäden.
  • Vorrichtungen zur Erwärmung oder Trocknung von unterschiedlichen Materialien finden in verschiedenen Fertigungsprozessen Verwendung. In der Textil-, Kunststoff-, Draht- und Converting-Industrie werden Vorrichtungen eingesetzt, mit denen während des Fertigungsprozesses Garne oder Fäden nach Aufbringen eines flüssigen Medium erwärmt und getrocknet werden.
  • Die bekannten Vorrichtungen beruhen darauf, dass die mit einer Flüssigkeit benetzten Garne oder Fäden einer Luftströmung oder einer Infrarotstrahlung ausgesetzt werden. Dabei werden im Allgemeinen gleichmäßige Trocknungsergebnisse bei gleichzeitig hohen Prozessgeschwindigkeiten erreicht.
  • Die für die Erwärmung bzw. Trocknung eingesetzten Infrarot-Strahler haben sich in der Praxis bewährt. Nachteilig ist jedoch, dass konventionelle Infrarot-Strahler eine relativ hohe Verlustleistung haben.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, zum einen den Erwärmungs- bzw. Trocknungsvorgang von langgestreckten Materialien, insbesondere von Garnen oder Fäden, zu verbessern und andererseits den mit der Erwärmung und Trocknung verbundenen Energieverbrauch zu senken.
  • Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Die Gegenstände der abhängigen Ansprüche betreffen vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Erwärmung oder Trocknung von langgestreckten Materialien, insbesondere Garne oder Fäden, aber auch Drähte, weist mindestens einen an den Stirnseiten offenen, sich entlang einer Achse erstreckenden Hohlkörper mit mindestens einem langgestreckten Hohlraum zur Aufnahme der langgestreckten Materialien auf, die den Hohlkörper in einem kontinuierlichen Prozess durchlaufen können. In dem langgestreckten Hohlraum ist eine sich in Längsrichtung des Hohlraums erstreckende Strahlungsheizung zur Erwärmung oder Trocknung der langgestreckten Materialien angeordnet.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass sich die Strahlungsheizung nur über einen Teilabschnitt des sich entlang einer Achse erstreckenden, langgestreckten Hohlraums oder mehrere unterschiedliche Teilabschnitte des Langgestreckten Hohlraums erstreckt, wobei eine Einrichtung zum Zu- und Abführen von einem gasförmigen Medium vorgesehen ist, die derart ausgebildet ist, dass das gasförmige Medium dem Teilabschnitt des langgestreckten Hohlraums, in dem die Strahlungsheizung angeordnet ist, zugeführt wird und das gasförmige Medium aus dem Teilabschnitt, in dem die Strahlungsheizung nicht angeordnet ist, abgeführt wird. Das gasförmige Medium durchströmt somit sowohl den Teilabschnitt, in dem die langgestreckten Materialien mit der Strahlungsheizung erwärmt und getrocknet werden, als auch den Teilabschnitt, in dem die langgestreckten Materialien nicht mit der Strahlungsheizung erwärmt werden.
  • Bei einer Ausführungsform, bei der sich die Strahlungsheizung über mehrere unterschiedliche Teilabschnitte des langgestreckten Hohlraums erstreckt, die in einer beliebigen Abfolge angeordnet sein können, weist die Vorrichtung aber wieder einen oder mehrere Teilabschnitte auf, in denen die Strahlungsheizung nicht angeordnet ist.
  • Unter langgestreckten Materialien sind auch axial symmetrische Substrate zu verstehen, die rund oder eckig sein können. In Abhängigkeit von dem Durchmesser können den Hohlraum auch mehrere langgestreckte Materialien durchlaufen. Das gasförmige Medium kann Luft oder ein Gas sein.
  • Das durch den Teilabschnitt des langgestreckten Hohlkörpers mit der Strahlungsheizung strömende gasförmige Medium dient zum einen der Kühlung der Strahlungsheizung. Dabei nimmt das gasförmige Medium die Verlustleitung der Heizeinrichtung als Wärmeenergie auf, wodurch sich das gasförmige Medium erwärmt. Während das gasförmige Medium den Teilabschnitt ohne Strahlungsheizung durchströmt, gibt das gasförmige Medium die Wärmeenergie wieder an die langgestreckten Materialien ab, die beide Teilabschnitte durchlaufen. Dabei werden die langgestreckten Materialien in einer zweiten Prozessstufe erwärmt und getrocknet. Folglich gliedert sich der Erwärmungs- bzw. Trocknungsprozess in zwei Teilprozesse, wobei in dem einen Teilprozess die Erwärmung bzw. Trocknung mit einer konvektiven Wärmestrahlung und in dem anderen Teilprozess in einem von der Strahlungsheizung zuvor erwärmten Luftstrom erfolgt, Daraus ergibt sich nicht nur ein verbessertes Trocknungsergebnis, sondern auch ein geringerer Energieverbrauch. Entscheidend ist auch der im Vergleich zu den bekannten Trocknern verhältnismäßig kleine Trocknungsraum, den der hohlförmige Körper einschließt.
  • Eine bevorzugte Ausfürungsform der Erfindung sieht zum Zu- und Abführen von dem gasförmigen Medium eine Einrichtung vor, die mindestens einen Zuströmkanal aufweist, der in den Teilabschnitt des langgestreckten Hohlraums führt, in dem die Strahlungsheizung angeordnet ist, und mindestens einen Abströmkanal aufweist, der von dem Teilabschnitt des langgestreckten Hohlraums abgeht, an dem die Strahlungsheizung nicht angeordnet ist.
  • Der Zu- und Abströmkanal kann unterschiedlich ausgebildet sein. Vorzugsweise erfolgt die Zuführung der Zuluft und die Abführung der Abluft an der Seite des langgestreckten Hohlkörpers. Vorzugsweise wird die Zu- bzw. Abluft in einem geschlossenen System geführt, da sie mit Schadstoffen belastet sein kann. Grundsätzlich ist es aber auch möglich, die Luft an der einen offenen Stirnseite des langgestreckten Hohlkörpers zuzuführen und an der anderen offenen Stirnseite abzuführen.
  • Die Einrichtung zum Zu- und Abführen von einem gasförmigen Medium weist vorzugsweise Mittel zum Fördern von dem gasförmigen Medium in den Zuströmkanal und Mittel zum Fördern von dem gasförmigen Medium aus dem Abströmkanal auf. Vorzugsweise wird die Luft mit Überdruck zugeführt und mit Unterdrück abgeführt. Hierzu kann die Einrichtung über im Zuluftkanal und/oder Abluftkanal angeordnete Lüfter oder Ventilatoren verfügen.
  • Der langgestreckte Hohlkörper kann in eine unterschiedliche Anzahl von Teilabschnitten untergliedert werden, in denen eine Strahlungsheizung angeordnet oder eine Strahlungsheizung nicht angeordnet ist. Eine besonders bevorzugte Ausführungsform sieht jedoch vor, dass der langgestreckte Hohlkörper nur über zwei Teilabschnitte verfügt, wobei in dem ersten Teilabschnitt die Strahlungsheizung angeordnet ist und in dem zweiten Teilabschnitt die Strahlungsheizung nicht angeordnet ist. Diese Ausführungsform erlaubt eine Konvektionstrocknung in dem einen Teilabschnitt und eine Trocknung mit Heißluft in dem anderen Teilabschnitt. Dabei kann der hohlförmige Körper von den langgestreckten Materialien in der einen oder anderen Richtung durchlaufen werden. Folglich ist es möglich, die erfindungsgemäße Vorrichtung in Abhängigkeit von der Durchlaufrichtung der langgestreckten Materialien zur Vor- oder Nachtrocknung einzusetzen.
  • Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist der erste Teilabschnitt des langgestreckten Hohlkörpers mit Strahlungsheizung im Wesentlichen die gleiche Länge wie der zweite Teilabschnitt ohne Strahlungsheizung auf. Eine alternative Ausführungsform sieht vor, dass der erste Teilabschnitt mit Strahlungsheizung eine größere Länge als der zweite Teilabschnitt ohne Strahlungsheizung hat. Es ist grundsätzlich aber auch möglich, dass der erste Teilabschnitt kürzer als der zweite Teilabschnitt ist. In Abhängigkeit von der Länge der Teilabschnitte und/oder der Durchlaufrichtung und/oder der Prozessgeschwindigkeit können für die zu erwärmenden bzw. zu trocknenden Materialien unterschiedliche Ergebnisse erzielt werden. Es ist auch möglich, dass die unterschiedlichen Teilabschnitte in einer beliebigen Abfolge nacheinander angeordnet sind.
  • Die Strahlungsheizung kann mehrere langgestreckte Strahler-Elemente aufweisen, die um den Umfang des Hohlraums verteilt angeordnet sind. Es ist aber grundsätzlich ausreichend, wenn die Strahlungsheizung nur ein langgestrecktes Strahler-Element aufweist, das an nur einer Seite der Wandung des langgestreckten Hohlkörpers angeordnet ist.
  • Zur Bündelung der Wärmestrahlung ist in dem Teilabschnitt, in dem die Strahlungsheizung angeordnet ist, vorzugsweise eine Reflektoreinrichtung vorgesehen.
  • Der hohlförmige Körper kann unterschiedlich ausgebildet sein. Der Hohlraum braucht nicht einen kreisförmigen, sondern kann auch einen nicht kreisförmigen, insbesondere elliptischen, parabolischen oder polygonalen Querschnitt haben.
  • Der hohlförmige Körper ist vorzugsweise als ein rohrförmiger Körper ausgebildet, der vorzugsweise aus Metall, insbesondere Aluminium besteht. Dabei kann der rohrförmige Körper eine modulare Einheit bilden, die sich mit anderen modularen Einheiten zu einem universell einsetzbaren Trocknungssystem verbinden lässt. Die Vorrichtung zur Erwärmung oder Trocknung kann als ein aus mehreren Hohlkörpern bestehendes System ausgebildet sein, wobei die Hohlkörper übereinander und/oder nebeneinander und/oder hintereinander angeordnet sind. Dadurch wird ein sehr kompakter Aufbau erzielt.
  • Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.
  • Es zeigen:
    • Fig. 1
    eine vereinfachte Darstellung eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Erwärmung oder Trocknung von Garnen, Fäden Drähten etc.,
    Fig. 2
    einen Schnitt durch die Vorrichtung von Fig. 1 entlang der Linie II-II,
    Fig. 3
    einen Schnitt durch die Vorrichtung von Fig. 1 entlang der Linie III-III,
    Fig. 4
    einen Schnitt durch die Vorrichtung von Fig. 1 entlang der Linie IV-IV,
    Fig. 5
    eine alternative Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung in schematischer Darstellung und
    Fig. 6
    ein aus mehreren Vorrichtungen von Fig. 1 bestehendes System zum gleichzeitigen Erwärmen und Trocknen von mehreren Garnen oder Fäden.
  • Fig. 1 zeigt in vereinfachter Darstellung die wesentlichen Komponenten der Vorrichtung zum Erwärmen und Trocknen von langgestreckten Materialien, insbesondere Garnen oder Fäden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 ist als Durchlauftrockner ausgebildet, der von einem Faden 2 durchlaufen wird. Die Durchlaufrichtung des Fadens ist in Fig. 1 mit einem Pfeil gekennzeichnet.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist einen rohrförmigen Hohlkörper 3 auf, der aus einem unteren Teilstück 3A und einem oberen 3B Teilstück besteht, die einen langgestreckten Hohlraum 4 umschließen. Der Hohlkörper 3 kann ein Metallkörper, beispielsweise ein Aluminiumkörper sein.
  • An den beiden Stirnseiten 5, 6 ist der Hohlkörper 3 offen, so dass der Faden an der einen Stirnseite 5 eintreten und an der anderen Stirnseite 6 austreten kann. Dabei durchläuft der Faden 1 den Bereich des Hohlraums in dem unteren Teilstück 3A des Hohlkörpers 3. Der Hohlkörper 3 unterteilt sich in einen in Fadenlaufrichtung vorderen Teilabschnitt 7 und einen in Fadenlaufrichtung hinteren Teilabschnitt 8. Der vordere Teilabschnitt 7 kann die gleiche Länge wie der hintere Teilabschnitt 8 haben oder der vordere Teilabschnitt kann länger als der hintere Teilabschnitt sein. In dem vorderen Teilabschnitt befindet sich eine langgestreckte Strahlungsheizung 9, die ein langgestrecktes Strahler-Element 9A aufweist, das sich in Längsrichtung des vorderen Teilabschnitts erstreckt. Das Strahler-Element 9A ist ein Infrarot-Strahler, der sich entlang der Wandung des oberen Teilstücks 3B des Hohlkörpers 3 erstreckt. Anstelle eines Infrarotstrahlers kann aber auch ein UV-Strahler oder eine andere Strahlungsquelle vorgesehen sein.
  • Die Länge des rohrförmigen Körpers kann beispielsweise zwischen 250 mm und 6000 mm liegen. Dabei kann je nach dem zu erwärmenden bzw. trocknenden Substrat der Durchmesser des Hohlraums bspw. zwischen 50 mm und 500 mm liegen.
  • In dem vorderen Teilabschnitt, in dem die Heizuogseinrichtung 9 angeordnet ist, befindet sich an der Innenseite des Hohlraums eine in Fig. 2 nur andeutungsweise dargestellte Reflektoreinrichtung 10, mit der die Strahlung des Infrarot-Strahlers 9A auf den Faden 2 gebündelt wird.
  • Auf dem rohrförmigen Körper 3 sitzt eine langgestreckte Abdeckung 11, die verschiedene Komponenten der Vorrichtung, bspw. ein Netzteil 12 und die elektrischen Leitungen 13 aufnehmen kann (Fig. 4).
  • Darüber hinaus verfügt die erfindungsgemäße Vorrichtung über eine Einrichtung 14 zum Zuführen von Luft oder eines Gases in den rohrförmigen Körper 3 und zum Abführen der Luft oder Gases aus dem rohrförmigen Körper 3. Die Vorrichtung 14 verfügt über ein Aggregat 15 zum Zuführen von Kühlluft, bspw. ein Gebläse oder ein Ventilator, und ein Aggregat 16 zum Abführen der Kühlluft, bspw. ein Gebläse oder ein Ventilator. Das eine Aggregat 15 erzeugt einen Überdruck, mit dem die Kühlluft zugeführt wird, und das andere Aggregat 16 erzeugt einen Unterdruck, mit dem die Kühlluft abgeführt wird. An das Aggregat 15 zum Zuführen der Kühlluft sind zwei Zuströmkanäle 15A, 15B angeschlossen, die sich durch die Abdeckung 11 jeweils zu einer Zuluftöffnung 15C an der Oberseite des oberen Teilstücks 3B des Hohlkörpers 3 erstrecken (Fig. 2). Folglich strömt die Kühlluft von oben in den langgestreckten Hohlraum 4 des Hohlkörpers 3 ein. Die Zuluftöffnungen befinden sich dabei in dem vorderen Teilstück 7A des vorderen Teilabschnitts 7 des langgestreckten Hohlraums 3, so dass die Kühlluft entlang des langgestreckten Heizelements 9 durch den vorderen Teilabschnitt 7 in den hinteren Teilabschnitt 8 des Hohlraums 4 strömt.
  • In dem hinteren Abschnitt 8A des hinteren Teilabschnitts 8 weist das obere Teilstück 3B des Hohlkörpers 3 eine Auslassöffnung 17 auf, an die ein Abströmkanal 18 angeschlossen ist, der zu dem Aggregat 16 zum Absaugen der Kühlluft führt.
  • Mit der in den vorderen Teilabschnitt 7 des Hohlraums 4 einströmenden Kühlluft wird der Infrarot-Strahler 9A gekühlt, wodurch sich die Kühlluft erwärmt. Der Faden 2 wird dann in dem hinteren Teilabschnitt 8 von der im vorderen Teilabschnitt erwärmten Luft weiter erwärmt und getrocknet. Der Hohlraum 4 des Hohlkörpers 3 lässt sich also in eine konvektive Erwärmungszone, in der die Wärme durch Konvektion an den Faden 2 abgegeben wird, und eine Zone unterteilen, in der die Wanne durch Heißluft an den Faden abgegeben wird.
  • Fig. 5 zeigt eine alternative Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, die sich von dem unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 4 beschriebenen Ausführungsbeispiel nur durch die Strahlungsheizung unterscheidet. Für die einander entsprechenden Teile werden daher die gleichen Bezugszeichen verwandt.
  • Bei der alternativen Ausführungsform von Fig. 5 weist die Strahlungsheizung 9 vier langgestreckte Strahler-Elemente 9A, 9B, 9C, 9D auf, die wieder Infrarot-Strahler sein können. Die Infrarot-Strahler 9A, 9B, 9C, 9D sind entlang des Hohlraums 4 des Hohlkörpers 3 umfangsmäßig verteilt angeordnet sind. Die benachbarten Infrarot-Strahler schließen dabei jeweils einen Winkel von 90° ein. Jedem Infrarot-Strahier ist ein Zuström - und ein Abströmkanal zugeordnet. Damit ergeben sich insgesamt acht Lufteinlässe und vier Luftauslässe. Die Zu- und Abluftkanäle, sowie die Einrichtung zum Zuführen bzw. Abführen von Luft sind in Fig. 5 nicht dargestellt.
  • Fig. 6 zeigt ein System zum Erwärmen und Trocknen von langgestreckten Materialien, das mehrere Module 3 umfasst. Jedes Modul besteht aus der unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 4 beschriebenen Einheit 3. Die einzelnen Module sind nebeneinander und übereinander in der Art einer Matrix angeordnet, die auch in Längsrichtung durch die Zuschaltung weiterer Einheiten beliebig erweitert werden kann. Dadurch ist es möglich, mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ein modulares System aufzubauen, mit dem sich eine Vielzahl von langgestreckten Materialien auf engem Raum mit geringer Verlustenergie erwärmen und trocknen lassen.

Claims (13)

  1. Vorrichtung zur Erwärmung oder Trocknung von langgestreckten Materialien, welche mindestens einen an den Stirnseiten offenen Hohlkörper (3) mit mindestens einem langgestreckten Hohlraum (4) zur Aufnahme der langgestreckten Materialien aufweist, wobei in dem langgestreckten Hohlraum (4) eine sich in Längsrichtung des Hohlraums (4) erstreckende Sirahlungsheizung (9) zur Erwärmung oder Trocknung der langgestreckten Materialien angeordnet ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass sich die Strahlungsheizung (9) nur über einen Teilabschnitt (7) oder mehrere unterschiedliche Teilabschnitte des langgestreckten Hohlraums (4) erstreckt, und dass eine Einrichtung (14) zum Zu- und Abführen von einem gasförmigen Medium vorgesehen ist, die derart ausgebildet ist, dass ein gasförmiges Medium dem Teilabschnitt (7) des langgestreckten Hohlraums (4), in dem die Strahlungsheizung (9) angeordnet ist, zugeführt wird und das gasförmige Medium aus dem Teilabschnitt (8), in dem die Strahlungsheizung nicht angeordnet ist, abgeführt wird.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (14) zum Zu- und Abführen von einem gasförmigen Medium mindestens einen Zuströmkanal (15A, 15B) aufweist, der in den Teilabschnitt (7) des langgestreckten Hohlraums (4) führt, in dem die Strahlungsheizung (9) angeordnet ist, und mindestens einen Abströmkanal (18) aufweist, der von dem Teilabschnitt (8) des langgestreckten Hohlraums (4) abgeht, in dem die Strahlungsheizung nicht angeordnet ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (14) zum Zu- und Abführen von einem gasförmigen Medium Mittel (15) zum Fördern von dem gasförmigen Medium in den Zuströmkanal (15A, 15B) und Mittel (16) zum Fördern von dem gasförmigen Medium aus dem Abströmkanal (18) aufweist.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der langgestreckte Hohlkörper (3) mindestens zwei Teilabschnitte (7, 8) aufweist, wobei in dem ersten Teilabschnitt (7) die Strahlungsheizung (9) angeordnet ist und in dem zweiten Teilabschnitt (8) die Strahlungsheizung nicht angeordnet ist.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die offene Stirnseite (5) des langgestreckten Hohlkörpers (3), an die sich der erste Teilabschnitt (7) anschließt, den Einlass zum Zuführen der langgestreckten Materialien und die offene Stirnseite (6) des langgestreckten Hohlkörpers (3), in die der zweite Teilabschnitt (8) mündet, den Auslass zum Abführen der langgestreckten Materialien bildet.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Teilabschnitt (7) und der zweite Teilabschnitt (8) des langgestreckten Hohlkörpers (4) im Wesentlichen die gleiche Länge haben.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Teilabschnitt (7) des langgestreckten Hohlkörpers (3) eine größere Länge als der zweite Teilabschnitt (8) hat.
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Teilabschnitt (8) des langgestreckten Hohlkörpers (3) eine größere Länge als der erste Teilabschnitt (7) hat.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungsheizung (9) mehrere langgestreckte Strahler-Elemente (9A, 9B, 9C, 9D) aufweist, die um den Umfang des Hohlraums (4) verteilt angeordnet sind.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungsheizung (9) eine Infrarot-Strahlungsheizung ist.
  11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Teilabschnitt (7), in dem die Strahlungsheizung (9) angeordnet ist, eine Reflektoreinrichtung (10) angeordnet ist.
  12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der hohlförmige Körper (3) als ein rohrförmiger Körper ausgebildet ist.
  13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Erwärmung oder Trocknung als ein aus mehreren Hohlkörpern (3) bestehendes System ausgebildet sind, wobei die Hohlkörper übereinander und/oder nebeneinander und/oder hintereinander angeordnet sind.
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