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Vorrichtung zur Trocknung eines bahnförmigen Materials
Vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Trocknen eines bahnförmigen Mate- rials.
Bei den gegenwärtig verwendeten Verfahren wird ein seiner Längsrichtung nach geführtes bahnförmi- ges Material getrocknet, indem es über eine Anzahl von erwärmten Trockenwalzen geleitet wird. Dieses
Trocknungsverfahren wird seit vielen Jahren angewendet und nur wenige Verbesserungen dieses Verfahrens sind in dieser Zeit bekannt geworden, obwohl es viele Mängel hat. Der Hauptmangel dieses Verfahrens besteht darin, dass das Material seiner Breite nach nicht gleichmässig getrocknet wird. Die Ränder der
Bahn trocknen nämlich noch bevor die Mittelteile trocken sind, da die Oberflächenteile der Walze an ih- ren Seitenteilen offensichtlich auf einer höheren Temperatur gehalten werden als die Mittelteile der
Walzen und weil die Feuchtigkeitsverhältnisse um die Trockenwalzen und unmittelbar neben denselben nicht die gleichen sind.
Diese ungleichmässige Trocknung bewirkt, dass das nach der Trocknung erhaltene
Material ungleiche Stärke und Widerstandsfähigkeit aufweist, wodurch es seiner Breite nach verschiedene Schrumpf- und Streckeigenschaften zeigt. Dazu kommt noch, dass die Ränder des fertigen Materials die
Tendenz ausbilden, sich zu biegen. Diese Uneinheitlichkeit wird insbesondere bei Zellglashaut- (Cello.. phan)-bahnen konstatiert., die in dem oben beschriebenen Trockner getrocknet worden waren.
Viele Versuche wurden gemacht, diese nicht einheitlichen Trocknungsbedingungen zu verbessern, aber keiner von diesen ergab ganz zufriedenstellende Resultate.
Ein anderer Mangel dieses Trocknungsverfahrens mit sich in gerader Ausrichtung befindlichen Walzen besteht insbesondere bei der Herstellung von Zellglashaut- (Cellophan-) und andern Kunststoffilmen darin, dass keine Vorkehrung zur Rückgewinnung der grossen Mengen der Filmweichmacher, wie z. B.
Äthylenglykol oder Glyzerin, welche sich während der Filmtrocknung aus dem Film in Dampfform verflüchtigen, vorgesehen ist. Während der Film auf den erwärmten Walzen trocknet, verdampft der sich in dem Film befindliche Weichmacher und entweicht in die Raumatmosphäre. Es würde eine grosse Ersparnis bedeuten, wenn dieser entweichende Weichmacher zurückgewonnen und wieder verwendet werden könnte.
Die Zielsetzungen und Vorteile vorliegender Erfindung werden an Hand der folgenden Beschreibung und der Zeichnungen erläutert.
Fig. 1 stellt eine Seitenansicht eines Teiles der neuartigen und verbesserten Trocknungsvorrichtung vorliegender Erfindung dar und Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie li-lui der Fig. 1.
Die Erfindung geht von einer zur Trocknung eines bahnförmigen Materials bestimmten Vorrichtung aus, die aus einer Anzahl von in einem Gehäuse untergebrachten, in einer oberen und einer unteren Reihe angeordneten Trockenwalzen, über welche das Material geführt wird, besteht, wobei sich die Walzen der unteren Reihe unter jedem von zwei Walzen der oberen Reihe gebildeten Zwischenraum befinden und das Gehäuse in der Richtung zu den Trockenwalzen hin offene Kanäle zur Durchleitung von Luft besitzt.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse zumindest zwei, vorzugsweise aber mehrere senkrecht zu den Trommelachsen gerichtete Trennwände aufweist, die zumindest entlang einer der Gehäusewandungen, von der sie abstehen, in Richtung des Arbeitsweges des Materials verlaufen, wobei die Luftzuleitungseinrichtungen in diese Kanäle münden. In einer bevorzugten Aus- führungsform vorliegender Erfindung sind in den Luftzuleitungseinrichtungen in der Nähe jedes Kanalan-
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fanges Blenden angeordnet, welche die in die Kanäle eingeführte Luftmenge zu regeln erlauben. Der obere Teil des Gehäuses ist längs einer Längsmittelachse gelenkig angebracht, wodurch dieser Teil gehoben werden kann und so ein freier Zugang zu den Trockenwalzen ermöglicht wird.
Vorrichtungen zur Einführung von erwärmter Luft sowohl in die unteren als auch die oberen Kanäle sind an einem Gehäuseende i vorgesehen, wodurch Luftströmungen innerhalb der Kanäle gebildet werden, welche oberhalb, unterhalb und teilweise zwischen den Walzenoberflächen jeder Walzenreihe in einer, der des sich bewegenden Materials entgegengesetzten Richtung strömen und so die von dem zu trocknenden Material entweichende Feuchtigkeit aufnehmen und entfernen. Ein Rückzirkulations- bzw. Luftauffrischungssystem ist sowohl für den aus der oberen, als auch für den aus der unteren Anordnung der Kanäle austretenden Luftstrom vorgesehen, so dass die durch die Kanäle strömende Luft abgesaugt und nach Konditionierung wieder zu der Eintrittsöffnung der Kanäle zurückgeführt wird.
Eine Rückgewinnungsvorrichtung ist innerhalb jedes Rückzirkulationssystems der Trocknungsvorrichtung angebracht, mit deren Hilfe der verdampfende, aus dem Film entweichende Weichmacher rückgewonnen werden kann.
In den Zeichnungen sieht man eine obere Reihe A und eine untere Reihe B der erwärmten Trockenwalzen 2. Die Walzen 2 der unteren Reihe sind unter jedem, von zwei Walzen der oberen Reihe gebildeten Zwischenraum angebracht, so dass das bahnförmige Material 4 abwechselnd über je eine in der oberen Reihe A angeordnete Walze 2 und unter je eine in der unteren Reihe B angebrachte Walze 2 geführt wird.
Wie aus der Fig. 2 klar ersichtlich, sind die Walzen 2 in einem Gehäuse vollkommen eingeschlossen, das eine separate obere Wand 8 ausbildet. Diese Gehäusewand 8 ist längs ihrer Mittellinie durch Gelenke 10, 10 gelenkig angebracht, die an einer horizontal angeordneten Stütze 11 befestigt sind, die ihrerseits durch lotrecht verlaufende Stützen 11', 11' gestützt wird. Dadurch kann die obere Wand 8 so gehoben werden, dass ein freier Zugang zu den Trockenwalzen 2 zum Zwecke des Abschleifens der Walzen, der Reinigung derselben usw. ermöglicht wird., Sowohl die obere Wand 8, als auch die untere Wand : L',-' des Gehäuses 6 weisen eine vorzugsweise wellenförmige Ausbildung auf, so dass ihre Oberflächen dem Umriss der Walzen 2 der oberen und unteren Walzenreihe A und B folgen. Der Grund dafür wird an einer andern Stelle der Beschreibung erklärt werden.
An der Innenseite sowohl der oberen Wand 8, als auch der unteren Wand 12 des Gehäuses 6 sind in einem bestimmten Abstand voneinander angebrachte Wände 15 befestigt, welche in der Längsrichtung des Gehäuses 6 verlaufen. Wie aus der Fig. 1 ersichtlich, ist die untere Begrenzung jeder Wand 15 wellenförmig gestaltet und damit den Umkreisen der Walzen 2 angepasst. Wenn sich die obere Gehäusewand 8 in ihrer tiefsten oder ihrer Betriebsstellung befindet, bilden die Trennwände 15 getrennte Kanäle 17 aus, die in der Längsrichtung des Gehäuses 6 verlaufen. Dasselbe trifft auch für die untere Wand 12 des Gehäuses 6
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Durch das Eintrittsende C der Kanäle 17 wird durch eine Zuleitung 21, welche von einem Ventilator 22 wegführt, warme Luft zugeleitet. Die Luft strömt durch einen, in der Leitung 21 angebrachten Heizkörper 23, durch welchen die Lufttemperatur geregelt werden kann. Die Zuleitung 21 ist mit einem Eintrittsstutzen 25 verbunden, welcher ausserhalb der Zuleitung 21 sich zu einer im wesentlichen der des Gehäuses 6 entsprechenden Weite verbreitert. Der Eintrittsstutzen 25 ist mit der Lufteintrittsöffnung C der Gehäusekanäle 17 verbunden. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, sind der Länge nach verlaufende Wände 27 innerhalb des Eintrittsstutzens angebracht, wodurch Kanäle 29 gebildet werden, die mit den Kanälen 17 der oberen Wand 8 des Gehäuses 6 ausgerichtet sind.
Der von der Zuleitung 21 kommende Luftstrom wird beim Durchströmen durch den Eintrittsstutzen 25 in einzelne, durch jeden der Kanäle 29 des Eintrittsstutzen 25 führende Luftströme geteilt. Diese Luftströme kommen von den einzelnen Kanälen 29 in die Kanäle 17, die in dem oberen Teil der Gehäusewand 8 ausgebildet sind. Wie durch die Pfeile in Fig. 1 angedeutet, bewegen sich diese getrennten Luftströme durch das Gehäuse in einer Richtung, die der der durchgeführten Bahn entgegengesetzt ist.
Blenden 31 sind innerhalb der Kanäle 29 jedes Eintrittsstutzens 25 angebracht, so dass die Strömung jedes durch jeden der Kanäle 29 durchströmenden Luftstroms geregelt werden kann. Der Zweck dieser Blenden 31 wird noch ausführlicher erklärt werden.
Der Ventilator 22 lässt die Luft durch die Zuleitung 21, den Heizkörper 23, den Eintrittsstutzen 25 und in und durch die Kanäle 17 des Gehäuses 6 zirkulieren. Die Luft wird an dem entgegengesetzten Ende D (dem Eintrittsende der Bahn) des Gehäuses 6 abgesaugt.
Ein zweites Luftzuleitungssystem ist zum Zwecke der Zuführung von Luft zu den längs der unteren Gehäusewand 12 ausgebildeten Kanälen vorgesehen.
Wie schon weiter oben erwähnt, ist ein Rückzirkulationssystem vorgesehen, um die Luft, welche durch das Gehäuse 6 zu den Zuleitungen 21 zurückgeströmt ist, von neuem zirkulieren zu lassen. Eine Rückleitung 33 ist neben dem Ausgangsende der Kanäle 17 angebracht und verbindet die Kanälemif
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dem Ventilator 22. Die Rückleitung 33 nimmt die von dem Ausgangsende D der Kanäle 17 abgesaugte
Luft auf. Der Ventilator 22 zieht die Luft in die Zuleitung 21 hinein, von wo die Luft auf dem oben be- schriebenen Zuleitungsweg zu dem Eintrittsende C der Kanäle 17 der oberen Gehäusewand 8 zurückge- bracht wird. Ein zweites Rückzirkulationssystem ist vorgesehen, um die Luft, die die längs der unteren
Gehäusewand 12 befindlichen Kanäle 17 durchströmt hat, wieder in Zirkulation zu bringen.
Die Vorrichtung vorliegender Erfindung ist besonders zur Trocknung von filmformendem Material, wie z. B. Zellglashaut (Cellophan), geeignet. Bei der anfänglichen Ausbildung der Cellophanbahn und bevor diese noch getrocknet wird, wird dem Cellophan eine bestimmte Menge eines Weichmachungsmit- tels einverleibt. Zwei solcher, üblicherweise verwendeten Filmweichmacher sind Diäthylenglykol und
Glyzerin. Ein Teil des Weichmachers entweicht während der Trocknung aus dem Filmmaterial. Erfin- dungsgemäss ist eine Vorrichtung zur Rückgewinnung dieses, während des Trocknungsprozesses von dem bahnförmigen Material 4 abgegebenen Weichmachers vorgesehen.
Wenn die Cellophanbahn 4 durch die
Trockenwalzen 2 erwärmt wird, verdampft der in dem Film befindliche Weichmacher teilweise und ge- rät in die sich durch die Gehäusekanäle 17 bewegenden Luftströmungen und kommt mit ihnen in die Rück- leitung 33. Wie aus der Fig. 1 ersichtlich, ist die zur Rückgewinnung des Weichmachers bestimmte Vor- richtung 35 in der Rückleitung 33 angebracht ; die den dampfförmigen Weichmacher enthaltende Luft wird, während sie durch diese Vorrichtung hindurchströmt, von dem Weichmacher befreit. Ein zweites
Rückgewinnungssystem 35 ist in der Rückleitung für die durch die Kanäle 17 der unteren Gehäusewand hindurchgeströmte Luft vorgesehen.
Mehrere Gehäuse, Luftzuleitungs-, Rückzirkulations- und Rückgewinnungssysteme können bei jeder
Trockenvorrichtung vorgesehen sein. Die Anzahl dieser Systeme hängt von der Länge der Trocknungsvorrichtung ab. Je kürzer die Gehäuse sind, desto wirkungsvoller ist der Trocknungsvorgang, da ja die von den Walzen entweichende Feuchtigkeit aus dem Gehäuse so schnell wie möglich entfernt werden soll.
Ausserdem werden die Rückzirkulations-, Rückgewinnungs-unddieKonditionierungssysteme der Luftzuleitung besser funktionieren, wenn die Luft nicht mit Feuchtigkeit und dampfförmigem Weichmacher gesättigt ist.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich, sind Heizrohre 37 innerhalb der Kanäle 17 der oberen und unteren Gehäusewände 8 bzw. 12 angebracht, mit deren Hilfe die Temperatur der durch die Kanäle strömenden Luft, wenn gewünscht, erhöht werden kann.
Um ausserdem die Feuchtigkeit der durch die Kanäle 17 eintretenden Luft regeln zu können, sind innerhalb des Eintrittsstutzens 25 Dampfzerstäuber 39 vorgesehen. Die Dampfmenge, die durch den Eintrittsstutzen 25 eingeführt wird, kann leicht reguliert werden, da die Ventile für die Dampfzerstäuber aus dem Eintrittsstutzen 25 herausragen.
Der Arbeitsvorgang ist also folgender : Das zu trocknende Material 4 tritt in das Gehäuse an dem rechten Ende desselben, s. Fig. 1, ein und wird abwechselnd ober und unter die Walzen 2 der oberen Reihe A und der unteren Reihe B geführt. Der Austritt aus dem Gehäuse erfolgt an dem linken Ende desselben, wie in Fig. 1 gezeigt. Die Luft wird mit Hilfe des Ventilators 22 durch die Zuleitung 21 in den Heizkörper 23 und dann in den Eintrittsstutzen 25 strömen gelassen, wo der Luftstrom durch die Trennwände 27 in einzelne Luftströme aufgeteilt wird. Die erwärmte Luft strömt von dem Eintrittsstutzen 25 in die mit den Kanälen 29 ausgerichteten Kanäle 17 der oberen Gehäusewand. Die luftströmung durch die Kanäle wird sowohl durch die Druck- als auch durch die Saugwirkung des Ventilators durch die Zuleitung 21 und die Rückleitung 33 bewirkt.
Die Luftströmungen strömen innerhalb des Gehäuses in einer der laufenden Bahn 4 entgegengesetzten Richtung. Die Luftströme folgen der gewellten Form der oberen und unteren Gehäusewände. Dank dieser Anordnung bewegen sich die Luftströme in die zwischen den Walzen ausgebildeten Taschen und entfernen so die in diesen Taschen eingefangene, mit Feuchtigkeit beladene Luft. Von hier aus wird die die Feuchtigkeit und den aus dem zu trocknenden Material verdampften Weichmacher enthaltende Luft von der Rückleitung 33 aufgenommen, in die zur Rückgewinnung des Weichmachers angebrachte Vorrichtung und dann zu dem Ventilator 22 gebracht, worauf sich der Vorgang wiederholt.
Um zu verhindern, dass der Weichmacher, der aus dem zu trocknenden Material entwichen ist, in der Haube kondensiert, sind die oberen und die unteren Wände 8 und 12 des Gehäuses 6 vorteilhafterweise isoliert, so dass eine Temperatur aufrechterhalten werden kann, die oberhalb des Taupunktes des verwendeten Weichmachers liegt.
Wie in den ersten Absätzen der Beschreibung erwähnt, bestand ein Nachteil bei der Verwendung der dort beschriebenen Trocknungsvorrichtungen und Verfahren darin, dass das nach diesem Verfahren hergestellte Material seiner Breite nach nicht einheitliche Streck- und Schrumpfungseigenschaften aufweist.
Diese Uneinheitlichkeit entstand dadurch, dass die Randteile des bahnförmigen Materials schneller trock-
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neten als die Mittelteile. Bei der vorliegenden Trocknungsvorrichtung ist eine solche ungleichmässige
Trocknung vermieden. Um die Trocknungswirkung entlang der Randteile des bahnförmigen Materials wäh- rend seiner Trocknung zu verringern, können die sich innerhalb der Kanäle 29 der Eintrittsstutzen 25 be- findlichen Blenden 31 teilweise geschlossen werden, wodurch die Geschwindigkeit der Luftströme, die in diese einzelnen Kanäle 17 der oberen und unteren Wände 8 und 12 des Gehäuses 6 eindringen, verringert wird.
Werden die sich in den äussersten Kanälen befindlichen Blenden 31 geschlossen, so wird die von den
Randteilen des bahnförmigen Materials 4 stammende Feuchtigkeit nicht so schnell entfernt, wie die von den Mittelteilen des bahnförmigen Materials herrührende Feuchtigkeit. Dadurch wird also die Trock- nungswirkung entlang der Randteile der Bahn 4 herabgesetzt. Auf diese Weise kann das bahnförmige Ma- terial seiner Breite nach gleichmässig getrocknet werden.
Zusätzliche Luft kommt durch Sprünge und Öffnungen innerhalb der Gehäusekonstruktion in das Ge- häuse. Ein Absaugrohr 41 ist innerhalb der Zuleitung 21 knapp unterhalb des Ventilators 22 angebracht.
Durch dieses Rohr kann ein Teil der feuchten Luft aus dem System ausströmen gelassen werden. Wenn ge- wünscht, kann auch in der Rückzirkulationsleitung eine Luftzuleitung angebracht sein. In diesem Falle werden die Öffnungen und Sprünge so gut wie nur möglich verschlossen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Vorrichtung zur Trocknung eines bahnförmigen Materials mit einer Anzahl von in einem Gehäuse untergebrachten, in einer oberen und einer unteren Reihe angeordneten Trockenwalzen, über welche das
Material geführt ist, wobei sich die Walzen der unteren Reihe unter jedem von zwei Walzen der oberen Reihe gebildeten Zwischenraum befinden und das Gehäuse in der Richtung zu den Trockenwalzen hin offene Kanäle zur Durchleitung von Luft besitzt, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse zumindest zwei, vorzugsweise aber mehrere senkrecht zu den Trommelachsen gerichtete Trennwände (15) aufweist, die zumindest entlang einer der Gehäusewandungen (8, 12), von der sie abstehen, in Richtung des Arbeitsweges des Materials (4), verlaufen, wobei die Luftzuleitungseinrichtungen (21, 25) in diese Kanäle (17) münden.