AT395873B - Waermebehandlungsanlage fuer bahnfoermige produkte - Google Patents

Description

AT 395 873 B

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Wärmebehandlungsanlage für bahnförmige Produkte, mit einer sich über die Froduktbahnbreite erstreckenden Wärmebehandlungsrampe, in der eine Vielzahl von mit Infrarotstrahlung arbeitenden Lampen parallel zu der Produktbahn angeordnet sind, die mittels einer Schutzabdeckung gegenüber den Lampen abgedeckt ist, wobei entlang der Produktbahn eine Strömung von Luft oder einem anderen S geeigneten Wärmebehandlungsmittel ausgebildet ist.

In Verbindung mit dem Trocknen oder einer anderen Wärmebehandlung von streifenförmigen Produkten, wie z. B. Papierstreifen, mit Hilfe von mit Infrarotstrahlung arbeitender Lampen sind hohe Wärmewirkungen pro πΛ beispielsweise zwischen SO und 500 kW/m^, notwendig, um unter anderem die Raumanforderungen für die Anlage zu minimieren. Dies wiederum bedeutet, daß eine wirksame Kühlung der Lampen und deren Reflektorkon-10 struktion notwendig ist, um sie vor Beschädigung und ihre Lebensdauer vor einer Verkürzung zu bewahren, weil auch kleine Verluste eine sehr hohe Wärmelast erzeugen.

In Verbindung mit der Installation von Wärmebehandlungsanlagen in Papiermaschinen beispielsweise, wo eine kontinuierliche Erzeugung stattfindet, ist eine hohe Zuverlässigkeit zusammen mit der Möglichkeit ein»: einfachen und raschen Wartung der verwendeten Ausrüstung erforderlich, um exzessiv lange Standzeiten zu ver-15 meiden.

Das Trocknen von Papier und das Streichverfahren bedeuten, das große Mengen an Wasser in der IR-Trocken-anlage verdampft werden, und daß der verdampfte Wasserdampf wirksam entfernt werden muß um den Ver-dampfungsprozeß nicht zu bremsen.

Ferner dürfen keine größeren Kräfte auf den Streifen wirken gelassen werden, da er nur eine geringe Festigkeit 20 speziell im feuchten Zustand aufweist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäße Wärmebehandlungsanlage für bahnförmige Produkte derart weiterzubilden, daß bei einer Verringerung des vorrichtungstechnischen Aufwands einer Schädigung der Papierbahn vorgebeugt ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Wärmebehandlungsrampe lediglich an ein»- Seite 25 der Produktbahn angeordnet ist, wobei für die Luft od. dgl. an quer zur Bewegungsrichtung der Produktbahn angeordneten, einander gegenüberliegenden Endäbschnitten der Wärmebehandlungsrampe Eintritts- bzw. Austrittsöffnungen für die Luft od. dgl. derart ausgebildet sind, daß diese im wesentlichen parallel zwischen der Produkt-bahn und der Schutzabdeckung, vorzugsweise entlang deren Seiten strömt, wobei die Produktbahn im Abstand zu der Wärmebehandlungsrampe stabilisiert ist. 30 Durch die erfindungsgemäße einseitige Führung des Wärmebehandlungsmediums mittels eines Wärmebehandlungsmoduls entlang der Produktbahn entsteht trotz der einseitigen Konvexionsströmung entlang der Papierbahn lediglich ein vernachlässigbarer Druckgradient, so daß die Produktbahn aufgrund des sich einstellenden Druckgleichgewichts in einem konstanten Abstand zu den Wärmebehandlungsmoduln gehalten werden und ein "Flattern" der Papierbahn verhindert werden kann. Die bei der erfindungsgemäßen Wärmebehandlungsanlage 35 zwischen der Produktbahn und dem Wärmebehandlungsköiper entstehende Strömung erhöht den Wirkungsgrad der

Anlage und zerstört die von der Produktbahn mitgeführten Grenzluftschichten.

Strömt die Luft od. dgl. mit einer Geschwindigkeit zwischen 5 und 40 m/s, erreicht man eine Stabilisierung der Produktbahn (2) in optimaler Entfernung von den Modulen (7).

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind die Lampen (4) an ihren jeweiligen Enden von Lampenhal-40 tem in einem Reflektorrahmen gehalten, welcher mit Reflektoren ausgerüstet ist Dadurch ist eine leichte Austauschbarkeit der Lampen gegeben. Durch die Reflektoren wird das Licht wirksam auf die Produktbahn reflektiert

Die Lampenhalter sind zweckmäßigerweise auf einer Platte oder einem ähnlichen Spoiler angeordnet

Dies hat den Vorteil, daß sich die Halter und der Spoiler einstückig ausbilden lassen. Der Reflektorrahmen kann eine Anzahl von Luftzufuhröffnungen aufweisen, welche in einen, zwischen Reflektor und Reflektorrahmen 45 gebildeten Luftaufnahmeraum austreten. Dieser Luftaufnahmeraum und die Luftzufuhröffnungen erlauben den

Durchfluß von zwischen 70 und 500 m^ Kühlluft pro Stunde. Die Luft wird aus dem genannten Raum an die Lampen geführt, um zunächst eine Abkühlung derselben auf eine niedrige Temperatur zu bewerkstelligen.

Der Reflektorrahmen kann auch an einem seiner Enden eine mit Lufteintrittsöffnungen versehene Halterung für die Schutzabdeckung tragen. Diese Halterung kann auch als Halterung für die Schutzabdeckung an einem Ende 50 des Rahmens dienen.

Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung weist der Reflektorrahmen an einem seiner Enden eine Anzahl von, vom Reflektorrahmen vorstehenden Befestigungsstiften oder anderen Befestigungsvorrichtungen auf, welche zur Aufnahme in Löcher bestimmt sind. Dies dient zur leichten und raschen Montage des Rahmens an der Wärmebehandlungsseite der Rampe. 55 Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß die Wärmebehandlungsrampe aus einer Vielzahl von miteinander in Wirkverbindung stehenden Wärmebehandlungsmodulen gebildet ist, die mit einem gemeinsamen Einlaßkanal sowie einem gemeinsamen Auslaßkanal versehen sind, wobei die Wärmebehandlungsrampe entlang einer ihrer Seiten einen Kanal aufweist, der vorzugsweise gegenüber dem Einlaßkanal thermisch isoliert ist Dies ergibt eine leichte Austauschbarkeit einzelner Wärmebehandlungsmodule. 60 Die Erfindung wird im folgenden an einer bevorzugten, beispielhaften Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines Durchlauf-Wärme- -2-

AT 395 873 B behandlungskörpers einer erfindungsgemäßen Wärmebehandlungsanlage; Fig. 2 eine Schnittdarstellung eines benachbart zu einer Produktbahn angeordneten Wärmebehandlungskörpers; Fig. 3 eine an einer Papiermaschine angeordneten Wärmebehandlungsanlage; Fig. 4 eine Schnittdarstellung eines Wärmebehandlungsmoduls, der Teil der Wärmebehandlungsanlage ist; Fig. 5 die Unteransicht eines Reflektorrahmens des Wärmebehandlungskörpers; Fig. 6 den Reflektorrahmen in seiner Draufsicht; Fig. 7 eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Funktion der Erfindung und Fig. 8 eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Funktion von bekannten Anordnungen.

Eine Wärmebehandlungsanlage (1) gemäß den Fig. 1 und 3 wird zum Trocknen und/oder Erwärmen oder irgendeine andere Art einer Wärmebehandlung von Produktbahnen (2) in Wärmebehandlungsanlagen (3) verwendet, die an einer Papierbahn-Fertigungsmaschine (5) entlang einer zu trocknenden Produktbahn (2) angeordnet sind. Die Wärmebehandlungsanlage (1) kann eine Anzahl von Wärmebehandlungsmoduln (7) mit einer Anzahl von mit Infrarotstrahlung arbeitenden Lampen (4) umfassen, die miteinander verbunden werden können, um eine gemeinsame Wärmebehandlungsrampe (6) zu bilden. Die Moduln (7) sind aus kastenförmigen Reflektor-Rahmen (8) gebildet, innerhalb denen eine vorbestimmte Anzahl von stabförmigen Infrarot-Halogenlampen (4) angeordnet sind. Diese sind gemäß Fig. 4 an ihren jeweiligen Enden (4A, 4B) von Lampenhaltem (9) und (10), die vorzugsweise mit einer Klemmwirkung, z. B. einer Federwirkung, arbeiten, in einer Reihe innerhalb eines Lampenaufnahmeraumes (11) gehalten, der zwischen einem Reflektor (12) sowie einer Schutzabdeckung (13) ausgebildet ist.

Wie beispielsweise in Fig. 1 gezeigt ist, können die Moduln (7) an der Wärmebehandlungsrampe (6) in Form von Reihen befestigt werden.

Eine Anzahl von Befestigungszapfen (14) (siehe Fig. 5), Kehlen oder Befestigungseinrichtungen in anderer geeigneter Form, die sich an der einen Stirnseite (8A) des Reflektorrahmens (8) befinden und von Reflektorrahmen (8) vorragen, sind so angeordnet, daß sie in passenden Löchern (15) in der Wärmebehandlungsrampe (6) aufgenommen werden können. Eine derartige Ausführung den einfachen sowie raschen Einbau ermöglicht der Moduln (7) an der Heizseite (6A) der Wärmebehandlungsrampe (6) und den Ausgleich von Wärmedehnungen, sodaß einer Verformung der Moduln (7) vorgebeugt ist. Mittels Schrauben oder anderer geeigneter Befestigungselemente die beispielsweise in Schraubenlöchern (16) und (17) im Reflektor-Rahmen (8) und in der Rampe (6) aufgenommen werden, kann die andere Stirnseite (8B) des Moduls (7) lösbar an der Wärmebehandlungsrampe (6) festgehalten werden (siehe Fig. 1,5).

Die Lampenhalter (9,10) können sich jeweils an einer Platte (18) und (19) oder an irgendeiner anderen geeigneten Luftleiteinrichtung befinden, mit der Kühlluft (20) oder irgendein anderes geeignetes Wärmebehandlungsmedium, das in einen zwischen dem Reflektor (12) und dem Rahmen (8) gebildeten Luftaufnahmeraum (21) eingeführt wird, zu den jeweiligen Enden (4A, 4B) der Lampen (4) geleitet wird. Durch diese Maßnahme wird deren Kühlung, vorzugsweise auf eine geringere Temperatur als 300 °C bewirkt, so daß ein Brechen an der jeweiligen Glas/Metall-Zwischenfläche des Glases verhindert wird. Die Platten (18,19) können mit Hilfe von Schrauben (22) lösbar am Reflektorrahmen (8) angebracht werden, wobei die Platten (18,19) beispielsweise die gewünschte, an die Luftströmung angepaßte Zahl von Lampenhaltem (9,10) aufweisen. Die angestrebte Wärmeleistung eines Moduls (7) kann somit auf einfache Weise verändert werden, indem die gewünschte Anzahl von IR-Lampen (4), z. B. vier, sechs, acht, zehn oder zwölf usw., in die vorgesehenen Lampenhalter (9,10) eingeklemmt wird.

Die Kühlluft (20) wird in den Luftaufnahmeraum (21) durch mehrere Luftzufuhröflnungen (23), die von der Unterseite (8C) des Reflektorrahmens (8) in diesen Luftaufnahmeraum (21) öffnen, eingeführt, wobei für diesen Zweck wenigstens eine Luftzufuhröffnung (23) im Rahmenboden ausgebildet und vorzugsweise eine Luftzufuhröffnung (23) im mittigen Bereich der in Rede stehenden Lampen (4) zentriert ist. Die Luftzufuhröffnungen (23) werden vorzugsweise so ausgestaltet, daß sie, abhängig von der Anzahl der Lampen (4) ein

Durchströmen von Kühlluft in einer Menge zwischen 70 und 500 m^/h, zulassen. Die Größe der Luftzufuhröffnungen (23) kann ebenfalls verändert werden, um die Luftmenge anzupassen.

Ein Anteil der zugeführten Menge an Kühlluft (20) wird auch in den Lampenaufnahmeraum (11) geleitet und kühlt die Lampen (4) sowie die Reflektortafel bzw. den Reflektor (12) auf eine geringere Temperatur als annähernd 90 °C.

Der Reflektor (12) ist so angeordnet, daß er die von den den IR-Lampen (4) abgegebene Strahlung im höchstmöglichen Ausmaß in einer Richtung vom Reflektor (12) weg und nach außen durch die Schutzabdeckung (13), die die Lampen (4) gegen Staub und andere Verschmutzung schützt, sowie zur Frontseite (7A) des Wärmebehandlungsmoduls (7) hin reflektiert und wird durch den Luftstrom (24) zur gleichen Zeit wie die von der Produktbahn (2) abgewandte Seite (13A) der Schutzäbdeckung (13) gekühlt. Der Reflektor (12) kann aus einem geeigneten temperaturbeständigen Material, wie z. B. Keramikmaterial, gefertigt und auch, falls das zur Verbesserung der Reflexionsleistung erwünscht ist, oberflächenbehandelt, z. B. goldbeschichtet sein. Dank der einfachen Konstruktion des Moduls (7) ist der Reflektor (12) ohne Schwierigkeiten austauschbar.

Die Kühlluft (25) wird auch derart weitergeleitet, daß sie an einer Anzahl von mit elektrischen Verbindern (26) versehenen Bauteilen (27) (Fig. 6) sowie einem von der Stirnseite (8B) des Reflektorrahmens (8) einwärts ragenden Befestigungselement (28) vorbeiströmt. Dieses hat eine Anzahl von schlitzförmigen Öffnungen (29), die so angeordnet sind, daß sie passende, vom mit Lufteintrittsöffnungen (30) versehenen Halterung -3-

AT 395 873 B (31) vorstehende Befestigungszungen (32) aufnehmen können.

In dem Fall, wenn die Schutzäbdeckung (13) als Glasplatte ausgebildet ist, bildet die Halterung (31) eine Schutzglashalterung, die mit einer Anzahl von Befestigungsgliedem (33), wie Befestigungsschrauben, zusammenwirkt. Die Verwendung einer Folie oder Schutzhaube von ähnlicher Art ist ebenfalls möglich.

Die Befestigungsschraube ist für diesen Zweck daart angeordnet, daß sie von einem mit einem Loch versehenen Halterungsteil (35), (siehe Fig. 4) das von der Stirnseite (8B) des Rahmens einwärts zum offenen Aufnah-meraum (34) des Rahmenkörpers hin vorragt, aufgenommen wird.

Wie in den Fig. 4 und 7 dargestellt ist, wird die durch die Lufteintrittsöffhungen (30) strömende Luft im wesentlichen parallel längs da Produktbalm (2) sowie längs der Oberseite (13B) der Schutzabdeckung (13) geführt. Die Strömungsgeschwindigkeit kann je nach Betriebsbedingungen zwischen 5 und 40 m/s betragen. Auf die Produktbahn (2) wirkt in diesem Fall eine Kraft (F), die bestrebt ist, die Produktbahn (2) in eine Richtung zum jeweiligen Modul (7) hin zu drücken. Diese Kraft (F) wird jedoch durch die statische Kraft (P) ausgeglichen, welche durch die austretende Luft (36) aufgebaut wird. Eine Stabilisierung da Produktbahn (2) wird auf diese Weise in einem optimalen Abstand von den Moduln (7) erreicht. Dies hat zum Ergebnis, daß die auf die Produktbahn (2) wirkende Druckkraft vermindert wird, was im Hinblick auf die geringe Festigkeit da feuchten Produktbahn (2) von Vorteil ist, und es wird der Wärmeübergang zwischen da Luft (36) sowie der Produktbahn (2) erhöht mit dem Ergebnis, daß eine wirksame Abführung des von der Produktbahn (2) verdampften Wasser-dampfes durch die Wirkung der heißen Luftströmung (36) erreicht wird.

Wie in Fig. 1 gezeigt ist, können eine Vielzahl von Wärmebehandlungsmoduln (7) der oben beschriebenen Art in leicht äbbaubarer Weise, beispielsweise mittels der oben erwähnten Befestigungselemente (14,16,17), in einer Reihe an einem Wärmebehandlungsrampen (6) mit einem gemeinsamen Einlaßkanal (37) für Luft (38) und einem Auslaßkanal (39) für Abluft (40) sowie Wasserdampf usw. angebracht werden. Zumindest der Auslaßkanal (39) wird mit Hilfe eines geeigneten Isoliermaterials (41) gegenüber der Umgebung (47), vor allon gegenüber dem Einlaßkanal (37), isoliert. Die Wärmebehandlungsrampe (6) weist vorzugsweise eine Anzahl von Luftaustrittsöffnungen (42) auf, die längs der einen Seite (6B) der Wärmebehandlungsrampe (6) ausgebildet sind. Die Luftaustrittsöffhungen (42) erstrecken sich entlang eines langen oder unterteilten Kanals (43) an der Seite (6B) der Rampe und sind so ausgebildet, daß durch sie die mit Feuchtigkeit beladene Luftströmung (36) zu einem die Luftaustrittsöffnungen (42) mit dem Auslaßkanal (39) verbindenden Abluftkanal (44) geleitet und anschließend hin zum Auslaßkanal (39) geführt wird.

Die Fig. 8 zeigt, in welcher Weise Luft (45) auf eine Bahn (2*) wirkt, die in einer im wesaidichen rechtwinkligen Richtung auf die Bahn (2^) trifft. Dies hat zum Ergebnis, daß sich die Bahn (2*) in einer Richtung von der zugeordneten Luftzufuhrvorrichtung (1*) wegbewegt, so daß durch die einwirkende Kraft die Gefahr besteht, daß die Produktbahn (2) geschädigt wird und die kontrollierte Abführung da Luft nicht mehr gewährleistet ist.

Die erfindungsgemäße Wärmebehandlungsanlage (1) ermöglicht u. a. eine optimierte Luftführung für die Kühlung der Reflektorkonstruktion sowie der Lampen (4) und für die Behandlung von z. B. Produktbahnen (2), um die wirksame und zuverlässige Trocknung der Produktbahnen (2) zu gewährleisten. Der rasche Austausch von Vabrauchsbauteilen, wie z. B. Lampen (4), wird ebenfalls ermöglicht, wobei zusätzlich die Wärmewirkung auf einfache Weise gesteuert werden kann, indem die gewünschte Anzahl an Lampen (4) vorgesehen wird.

Von der Unterseite eines jeden Moduls (7) stehen elektrische Einrichtungen (46) vor, die für eine Verbindung mit Speisekabeln für elektrische Energie vorgesehen sind. Der abgeführte, Wärme enthaltende Abluftstrom (40) kann derart geleitet werden, daß eine Wiedergewinnung der Wärme in geeigneter Weise ermöglicht wird. Auch besteht die Möglichkeit, den Luftstrom (36) unmittelbar nach außen oder in die Räumlichkeiten, in denen die Wärmbehandlungsanlage (3) untergebracht ist, zu leiten. Die Luft kann beispielsweise nach der Behandlung der Produktbahn (2) eine Temperatur zwischen 50 und 150 °C haben.

Die Erfindung ist nicht auf die beschriebene Ausführungsform begrenzt, sondern kann im Rahmen des Patentbegehrens abgewandelt weiden.

Beispielsweise kann, um günstigere Kühlbedingungen für die Enden (4A) der Lampen zu schaffen, eine Anzahl von zusätzlichen Leitplatten usw. so angeordnet werden, daß der Luftstrom (24), der zwischen dem Reflektor (12) und der Schutzabdeckung (13) geführt ist und wegen von den Lampen (4) abgestrahlter Wärme eine hohe Temperatur aufweisen kann, abgelenkt wird, bevor er die Enden (4A) der Lampen (4) erreicht. Eine Kühlung dieser Enden (4A) der Lampen (4) wird folglich durch die Luftströme (20) und (25), die zwischen der Unterseite (8C) des Rahmens und dem Reflektor (12) geführt sind, erreicht Diese Leitplatten können dauerhaft oder lösbar am Reflektorrahmen (8) angebracht sein. -4-

Claims (8)

1. AT 395 873 B PATENTANSPRÜCHE 1. Wärmebehandlungsanlage für bahnförmige Produkte, mit einer sich Uber die Produktbahnbreite erstreckenden Wärmebehandlungsrampe, in der eine Vielzahl von mit Infrarotstrahlung arbeitenden Lampen parallel zu der Produktbahn angeordnet sind, die mittels einer Schutzabdeckung gegenüber den Lampen abgedeckt ist, wobei entlang der Pioduktbahn eine Strömung von Luft oder einem anderen geeigneten Wärmebehandlungsmittel ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmebehandlungsrampe (6) lediglich an einer Seite der ΡΪο-duktbahn (2) angeordnet ist, wobei für die Luft od. dgl. (36) an quer zur Bewegungsrichtung der Produktbahn (2) angeordneten, einander gegenüberliegenden Endabschnitten der Wärmebehandlungsrampe (6) Eintritts- (30) bzw. Austrittsöffnungen (42) für die Luft od. dgl. (36) derart ausgebildet sind, daß diese im wesentlichen parallel zwischen der Produktbahn (2) und der Schutzabdeckung (13), vorzugsweise entlang deren Seiten (13A, 13B), strömt, wobei die Produktbahn (2) im Abstand zu der Wärmebehandlungsrampe (6) stabilisiert ist.
2. 2. Anlage gemäß Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Luft od. dgl. (36) mit einer Geschwindigkeit zwischen 5 und 40 m/s strömt.
3. 3. Anlage gemäß Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lampen (4) an ihren jeweiligen Enden (4A, 4B) von Lampenhaltem (9,10) in einem Reflektorrahmen (8) gehalten sind, welcher mit Reflektoren (12) ausgerüstet ist.
4. 4. Anlage gemäß Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lampenhalter (9,10) auf einer Platte (18,19) oder einem ähnlichen Spoiler angeordnet sind.
5. 5. Anlage nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Reflektorrahmen (8) eine Anzahl von Luftzufuhröffnungen (23) aufweist, welche in einen, zwischen Reflektor (12) und Reflektorrahmen (8) gebildeten Luftaufnahmeraum (21) austreten.
6. 6. Anlage gemäß irgendeinem der vorhergehenden Patentansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Reflektorrahmen (8) an einem seiner Enden (8B) eine mit Lufteintrittsöffnungen (30) versehene Halterung (31) für die Schutzabdeckung (13) trägt.
7. 7. Anlage gemäß irgendeinem der vorhergehenden Patentansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Reflektorrahmen (8) an einem seiner Enden (8A) eine Anzahl von, vom Reflektorrahmen (8) vorstehenden Befestigungsstiften (14) oder anderen Befestigungsvonichtungen aufweist, welche zur Aufnahme in Löcher (15) bestimmt sind.
8. 8. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmebe-handlungsrampe (6) aus einer Vielzahl von miteinander in Wirkverbindung stehenden Wärmebehandlungsmo-dulen (7) gebildet ist, die mit einem gemeinsamen Einlaßkanal (37) sowie einem gemeinsamen Auslaßkanal (39) versehen sind, wobei die Wärmebehandlungsrampe (6) entlang einer ihrer Seiten (6B) einen Kanal (43) aufweist, der vorzugsweise gegenüber dem Einlaßkanal (37) thermisch isoliert ist. Hiezu 5 Blatt Zeichnungen -5-