Vorrichtung zum Behandeln von bewegten Materialbahnen, vorzugsweise Papier- oder Kunststoff-Folienbahnen, mit einem gasförmigen Medium Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Behan deln von bewegten Materialbahnen, vorzugsweise Papier- oder Kunststoff-Folienbahnen, mit einem gasförmigen Medium, wie sie insbesondere zum Trocknen von Mate rialbahnen nach einem Druck- oder Beschichtungsvor- gang Verwendung finden kann.
Es ist bereits eine Bahntrocknungsvorrichtung be kannt, bei welcher längs dem Transportweg der zu trocknenden Materialbahn abwechselnd Blas- und Ab- leitvorrichtungen angebracht sind, die das Trockenmit tel mit Hilfe von Blaslöchern gegen die Materialbahn leiten und durch nachgeschaltete Ableitkanäle wieder entfernen. Die Luftführung über Blaslöcher hat grosse Nachteile, weil der sich ausbildende hohe Strömungswi derstand die Verwendung sehr zahlreicher oder sehr starker Ventilatoren erforderlich macht.
Trotz dieses grossen apparativen Aufwandes und der hohen Betriebs kosten wird nur ein sehr kurzer Kontakt des Behand lungsmittels mit der zu behandelnden Bahn erreicht, so dass eine wirtschaftlich vorteilhafte Schnelltrocknung von bedruckten, beschichteten oder in anderer Weise behan delten Materialbahnen nicht zu erzielen ist.
Ferner erfolgt keine gleichmässige Hinleitung des Behandlungsmittels zur Materialbahn, weil das aus den im Abstand vonein ander angeordneten Blaslöchern notwendig mit sehr grosser Strömungsgeschwindigkeit austretende Behand lungsmittel im Bereich unterhalb bzw. oberhalb eines Blasloches ungleich intensiver auf die Bahn auftritt als in den Zwischenbereichen und sich ferner durch die sich an den einzelnen Blaslöchern aufbauenden Staukegel unkon trollierbare Wirbelungen und Turbulenzen ergeben kön nen. Hierdurch kann sich auch ergeben, dass Teile des Behandlungsmittels unmittelbar zu den Ableitkanälen abgedrängt werden, ohne überhaupt mit der Material bahn in Berührung gekommen zu sein.
Ein mehrmaliger Kontakt des Behandlungsmittels mit der Materialbahn findet nicht statt, so dass das Trocknungsmittel sich nur in sehr geringem Masse mit der abzuführenden Feuchtig keit anreichern kann.
Um einen mehrmaligen Kontakt des Behandlungsmit tels mit der Materialbahn zu erreichen, ist es auch schon bekannt geworden, in einer Behandlungsvorrichtung mit mehreren Abteilungen in jeder Abteilung mehrere, in Längsrichtung der Bahn gesehen, annähernd dreieckige Kästen mit perforierten Böden zur Zuführung des Be handlungsmittels gegen die Materialbahn und dazwischen liegende Ableitungskästen von gleicher Form, aber ohne Böden gegen die Materialbahnebene, vorzusehen.
Das Behandlungsmittel wird dabei an der in der Transport richtung der Bahn hintersten Abteilung eingeführt und im Gegenstrom zur Materialbahnrichtung durch die einzelnen Abteilungen geführt, wobei es mit Hilfe von in den einzelnen Abteilungen angeordneten Ventilatoren immer wieder durch die Blaslöcher der Zuführkästen gegen die Materialbahn geführt wird und in die daneben liegenden Ableitungskästen eintritt, um so schraubenli- nienförmig durch die einzelnen Abteilungen geführt zu werden. Da auch bei dieser Vorrichtung Blaslöcher Verwendung finden, ergeben sich weitgehend die gleichen Nachteile wie bei der bereits beschriebenen bekannten Vorrichtung.
Ausserdem strömen hierbei die aus benach barten Zuführkästen austretenden Mengen an Behand lungsgut jeweils teilweise durch die gleichen Abführkä- sten, so dass sich durch die von verschiedenen Richtun gen kommenden Strömungen besonders starke Turbulen zen ergeben müssen, die eine sichere und gleichmässige Bahnführung beeinträchtigen können. Ferner wird auch bei dieser Vorrichtung das Behandlungsgut zwischen jedem Zuführkasten und dem benachbarten Ableitkasten nur einmal kurzzeitig mit der Materialbahn in Berührung gebracht, wobei sich die Teilchen des Behandlungsgutes in Bahntransportrichtung bewegen.
Im Ableitkanal, des- sen der Materialbahn zugekehrte Eintrittsöffnung wesent lich schmäler ist als der gegen die Materialbahn gerichte te Boden eines Zuführkastens, findet eine Berührung des Behandlungsgutes mit der Materialbahn nicht mehr statt.
Es ist auch schon bekannt geworden, anstelle von Blaslöchern quer zur Bahnbewegungsrichtung verlaufen de Schlitzdüsen zu verwenden. Weisen hierbei die Düsen gegenüber der Bahn einen Anstellwinkel auf, so trifft das Behandlungsmittel schräg auf die Materialbahn auf und gleitet, beschleunigt durch den jeweils aus der vorausge henden Düse schräg zur Bahn austretenden Gasstrom, sehr rasch im Gegenstrom über die Materialbahn hinweg. Da hierdurch ein intensiver Kontakt zwischen Bahnober fläche und Behandlungsmittel nicht ermöglicht werden kann, muss die Trocknungsanlage entsprechend lang ausgeführt sein.
Bei der Anordnung der Trockenkammer zum Beispiel zwischen zwei Farbwerken muss die Bahn daher mehrfach umgelenkt werden, wodurch unter ande rem die Passergenauigkeit im Mehrfarbendruck er schwert wird und der apparative Aufwand schliesslich in keinem Verhältnis zum Nutzeffekt steht. Ausserdem ist für die Ableitung des gasförmigen Mediums überhaupt keine besondere Ableitvorrichtung vorgesehen, so dass sich durch die von den einzelnen Schlitzdüsen ausgehen den Störme des gasförmigen Behandlungsmediums wie derum unkontrollierbare Wirbelungen ergeben können.
Es ist auch schon im Zusammenhang mit der Ver wendung von sich quer zur Bahntransportrichtung er streckenden Schlitzdüsen festgestellt worden, dass zwar die senkrecht zur Materialbahn gerichtete Luftzuführung am zweckmässigsten sei, dass aber bisher dabei die elementaren Regeln der Ärodynamik nicht beachtet wor den seien. Es ist deshalb dort vorgeschlagen worden, den Querschnitt des den mehreren von einem Ventilator versorgten Schlitzdüsen vorgeschalteten Druckraumes stetig abnehmen zu lassen, um eine gleichmässige Vertei lung der insgesamt geförderten Luftmenge auf die einzel nen Schlitzdüsen zu erreichen.
Um die Berührung der Luft mit der Materialbahn zu begünstigen, erstrecken sich zu beiden Seiten der in einem sehr geringen Abstand von der Materialbahn angeordneten Düsenschlitze Leit- bleche, die dafür Sorge tragen sollen, dass alle Luftmole küle die Materialbahn treffen, wobei sich ihre kinetische Energie dank ihrer grossen Geschwindigkeit teilweise in Wärme umwandeln soll, um die Trocknung zu verstär ken. Ausserdem soll auf diese Weise der Luftstrom in zwei Teilströme aufgeteilt werden, von denen sich der eine im gleichen Sinn wie die Materialbahn und der andere in Gegenrichtung bewegt.
Es hat sich aber herausgestellt, dass auch dieser bekannte Vorschlag nicht zu befiedigenden Ergebnissen führt. Das ohnehin schon mit grosser Geschwindigkeit aus den Düsen entweichende Behandlungsmittel fliesst infolge der beidseitig der Düse in sehr geringem Abstand von der Bahn angeordneten Leitbleche beidseitig mit hoher Geschwindigkeit in Bahnebene ab. Es kommt also wiederum nur sehr kurzzeitig mit der Bahn in Berührung und kann sich somit nur unzureichend mit der abzufüh renden Feuchtigkeit sättigen. Ein wesentlicher Nachteil ergibt sich ferner aus der Anwendung der genannten Leitbleche.
Diese bilden eine starre, obere und ebene Begrenzungswand für den sehr stark beschleunigten, scharf umgelenkten Gasstrom. Die untere Begrenzung für den Gasstrom bildet die Materialbahn, die im Gegensatz zur oberen Begrenzung in üblicher Weise nicht starr, sondern flexibel ist. Da die starren Leitbleche sich nicht den im umgelenkten turbulenten Luftstrom ausbildenden Wirbeln und Sogeinflüssen anpassen kann, die wiederum dadurch begünstigt werden, dass die gegeneinander ge richteten Teilströme benachbarter Düsen sich treffen und vereinigen, wirkt die gesamte Sogkraft auf die Material bahn ein, die dadurch zu starkem Flattern und sogar zum Heranbewegen an die Düsen gebracht werden kann, was durch den geringen Abstand zwischen Düse und Mate rialbahn noch erleichtert wird.
Auch ist der apparative Aufwand bei dieser bekannten Vorrichtung wiederum sehr gross, weil dem nur kurzzeitigen Kontakt des Behandlungsmittels mit der Materialbahn eine entspre chend verstärkte Zufuhr des Behandlungsmittels entspre chen muss.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der bekannten Vorrichtungen zu vermeiden und eine Behandlungsvorrichtung zu vermitteln, die bei einfachem Aufbau und leichter Bedienbarkeit eine opti male Ausnutzung des Behandlungsmittels und eine gleichmässige Einwirkung desselben auf die zu behan delnde Materialbahn erlaubt und die Materialbahn von unerwünschten Sogeinflüssen frei hält.
Bei einer Vorrichtung zum Behandeln von bewegten Materialbahnen, vorzugsweise Papier- oder Kunststoff - Folienbahnen mit einem gasförmigen Medium, bei wel cher mindestens auf einer Seite der Materialbahn mehre re das gasförmige Behandlungsmittel auf die Material bahn leitende schlitzförmige, sich im wesentlichen quer zur Bahntransportrichtung erstreckende Düsen angeord net sind, denen eine Druckraum vorgeschaltet und ein Ableitraum nachgeschaltet ist, wird dies erfindungsge- mäss dadurch erreicht,
dass jedem Düsenschlitz zwei sich zu seinen beiden Seiten im wesentlichen parallel zu ihm erstreckende Umwälz- und Ableittunnel mit einem zur Materialbahn offenen Profil zugeordnet sind, wobei die Tunnel jeder Düse von den Tunneln der benachbarten Düsen gesondert sind und die Tunnel an den Ableitraum angeschlossen sind.
Durch die Zuordnung von zwei gesonderten und auf je einer Seite des Düsenschlitzes angeordneten Umwälz- und Ableittunneln wird erreicht, dass die beim beim senkrechten Auftreffen des Behandlungsmediums auf die Materialbahn sich ausbildenden beiden Teilströme völlig unbeeinflusst von dem aus anderen Düsenschlitzen aus tretenden Behandlungsmedium den Ableiträumen zuge führt werden können, wobei sich wegen des Fehlens einer Beeinflussung durch andere Teilströme keine Wirbel, Sogeinflüsse und sonstige Turbulenz ausbilden können.
Aus diesem Grund gerät auch der zwischen der der Bahn benachbarten Begrenzung des Düsenschlitzes und der Bahn hindurch in den Umwälztunnel eintretende Teil strom in diesem Tunnel in einer kreisende Bewegung, so dass die Teilchen des gasförmigen Behandlungsmediums, während sie auf einem schraubenförmigen Weg im Umwälztunnel dem Ableitraum zugeführt werden, immer wieder mit der Oberfläche der Materialbahn in Berüh rung kommen und sich dort optimal mit der aufzuneh menden Feuchtigkeit sättigen können.
Dies war mit den bisher bekannten Ableitungsmöglichkeiten für die aus den Düsen austretenden gasförmigen Behandlungsmedien nicht möglich.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass über die gesamte Breite der Materialbahn hinweg an jedem Punkt und in jedem Moment zu dem sich bereits in kreisender Drehbewegung befindenden, mit Feuchtigkeit oder Lö sungsmitteln beladenen Behandlungsmittel trockenes und warmes, aus den Düsen forlaufend nachströmendes fri- sches Behandlungsmittel zugemischt wird, so dass selbst bei zum Beispiel sehr feuchten Materialbahnen eine sehr gleichmässige und zugleich intensive Trocknung gewähr leistet ist.
Dabei ist die erfindungsgemässe Vorrichtung dennoch vergleichsweise einfach aufgebaut und bedarf auch keines hohen Aufwandes für die Vorrichtungen zum Zuführen des Behandlungsmediums, weil dieses viel öfter und intensiver mit der Materialbahn in Berührung gebracht wird als bei den bekannten Vorrichtungen, so dass der Gasdrucksatz in der Zeiteinheit herabgesetzt werden kann.
Eine besondere Vereinfachung des Aufbaues lässt sich bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung noch dadurch erreichen, dass die Düsenwände gleichzei tig ein Teil der Wände der zugehörigen Tunnel bilden. Hierbei dienen also einzelne Vorrichtungselemente gleichzeitig mehreren Zwecken. Durch die aufeinander zulaufenden Tunnelwände werden gleichzeitig die Düsen schlitze gebildet, ohne dass es irgenwelcher zusätzlichen Bauteile bedarf. Die Tunnelwände stellen ferner Ab- schlusswände gegen den den Düsen vorgelagerten Druck raum dar.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung ist also in dieser Ausgestaltung bei erheblich grösserer Leistungsfä higkeit wesentlich einfacher im Aufbau als die bisher bekannten Anlagen.
Um die Ausbildung der sich drehenden und. gleichzei tig dem Ableitraum zufliessenden Luft- bzw. Gaswalzen in den Tunnel zu erreichen, ist das Tunnelprofil zweck- mässig ganz oder angenähert kreisbogenförmig ausgebil det. Als angenähert kreisbogenförmiges Profil ist dabei auch noch ein vieleckiges Profil oder dergleichen anzusehen.
Hierdurch werden die Umwälztunnel den strömungstechnischen Erfordernissen für eine Wider stands- und damit rückstauarme Abführung des Behand lungsmittels sowohl aus dem Bereich unterhalb des Dü- senaustrittsöffnung als auch dem Umwälztunnel am besten gerecht.
Ferner ist es beispielsweise möglich, dass die Tunnel wände über den Bereich ihres geringsten Abstandes hinaus unter Beibehaltung ihres Krümmungsradius gegen die Materialbahn hin verlängert sind. Auf diese Weise ist eine Störung bei der Ausbildung der Luftwalzen infolge gegenseitiger Beeinflussung, wie sie zum Beispiel bei fertigungstechnisch nachlässiger Ausführung der Schlitz düsen durch geringe Schrägstellung derselben gegeben sein kann, mit noch grösserer Sicherheit zu vermeiden. Zweckmässig können ferner die Tunnelwände der Tun nel benachbarter Düsen im Bereich ihres geringsten Abstandes miteinander verbunden sein.
Um das der Erfindung in erster Linie zugrunde liegende Ziel, eine möglichst gleichmässige und intensive Einwirkung des Behandlungsmediums auf die Material bahn sicherzustellen, noch besser zu erreichen, kann bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, dass auf die Breite der Materialbahn stufenlos einstellbare Schlitzabdeckeinrichtungen für die Düsen schlitze vorhanden sind.
Durch die Verwendung derarti ger Schlitzabdeckeinrichtungen kann der Schlitz in seiner Längenausdehnung, die quer zur Bewegungsrichtung der Materialbahn verläuft, ein- oder beidseitig stufenlos und in beliebigem Ausmass so begrenzt werden, dass hier durch eine recht einfache und wirkungsvolle Konzentrie rung des austretenden Behandlungsmediums auf den Bereich der jeweils zu behandelnden Bahnbreite bewirkt wird. Somit wird verhindert, dass bei beispielsweise sehr schmaler Materialbahn das bei nicht veränderbarer Schlitzlänge, wie sie den bekannten Vorrichtungen eigen war, beidseitig aus dem Düsenschlitz neben die Bahn nach unten strömende Behandlungsmittel sofort unge nutzt von dem Ableitraum aufgenommen wird.
Da sich in den unter der Düsenöffnung gelegenen Bereichen infolge Fehlens der Materialbahn kein Staudruck bilden kann, strömt in einem solchen Fall das Behandlungsmit tel nicht nur unbenutzt sondern auch ungehindert und deshalb mit erheblich grösserer Geschwindigkeit und damit auch in grösserer Menge als das über der Material bahn befindliche Mittel durch die Düsenschlitze. Hieraus ergibt sich dann sogar eine Verschlechterung der Behand lung der Materialbahn selbst. Diese mangelhafte Behand lung schmaler Materialbahnen wird durch die erfindungs- gemässen Schlitzabdeckeinrichtungen vollständig vermie den.
Alles frisch zugeführte Behandlungsmittel trifft hier auch tatsächlich auf die Bahn auf und wird bei Anwen dung der bereits zuvor beschriebenen erfindungsgemäs sen Mittel durch Führen in den Umwälztunneln vollstän dig ausgenutzt. Damit lässt sich erneut der Aufwand für die Erzeugung des Behandlungsmittelstromes herabset zen.
Vorteilhaft können die Schlitzabdeckeinrichtungen aus zwischen die konvergierenden Düsenschlitzwände einlegbaren, vorzugsweise zylindrischen Stäben bestehen. Das runde Querschnittsprofil derartiger Stäbe passt sich stets dem Schlitz an und verschliesst ihn hierdurch zuverlässig. Selbstverständlich kann das Querschnittspro- fil aber auch anders ausgebildet sein, beispielsweise elliptisch, dreieckig oder viereckig. In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform bestehen die Stäbe aus teleskopartig ineinanderschiebbaren Einzelteilen.
Auf diese Weise ist es zur Behandlung von sehr breiten Materialbahnen, die eine Ausnutzung der ganzen Düsen schlitzlänge erfordern, möglich, durch das teleskopartige Ineinanderschieben des Werkzeuges einen sonst beidsei tig der Behandlungskammer erforderlichen grossen Platz für die herauszuziehende Stäbe zu vermeiden.
Solche Umwälz- und Ableittunnel lassen sich vorteil haft in Verbindung mit an sich bekannten Düsenformen, vorzugsweise der Spitzdüse oder der Lavaldüse,verwirkli- chen. Da Lavaldüsen das Behandlungsmittel im wesentli chen laminar austreten und schonend auf die Material bahn auftreten lassen, Spitzdüse dagegen das auftreffen de Behandlungsmittel verwirbeln und ein hartes Auf treffen des Mittels auf der Bahn bewirken, ist es zweckmässig,
wenn die Düsen in dem sich an den Bahneinlauf in die Vorrichtung anschliessenden Bereich als Lavaldüsen und in den dem Bahnauslauf vorgelager ten Bereich als Spitzdüsen ausgebildet sind. Selbstver ständlich ist es auch möglich, im ersten Drittel der Behandlungskammer Lavaldüsen, im letzten Drittel dage gen Spitzdüsen und im Mittelteil Mischformen dieser Düsenarten vorzusehen.
Bei diesen Mischformen sind die Düsenwände kürzer als die der Lavaldüse, jedoch länger als die der Spitzdüse. Durch diese Anforderungen wird in vorteilhafter Weise berücksichtigt, dass je nach Art der Beschichtung bzw.
Bedruckung der Materialbahn deren Oberfläche im allgemeinen zu Beginn der Trocknung noch druckempfindlich ist und daher nur der schonen den, vorwiegend laminaren Strömung des mit Lavaldüsen erzeugten Gasstrahls ausgesetzt werden kann, späterhin jedoch und mit im weiteren Verlauf der Behandlung zunehmender Verfestigung des Bahnoberflächenauftrages ohne Nachteil der schneller trocknende scharfe, mit Spitzdüsen erzeugte Strahl anzuwenden ist.
Bei einer weiteren beispielsweisen Ausgestaltung sind Laval- und Spitzdüsen abwechselnd angeordnet, wobei die ' Düsenschlitze mittels der Schlitzabdeckeinrichtung vollständig abdeckbar sind.
Hierdurch lässt sich die materialgerechte Behandlung von Bahnoberflächen aller Empfindlichkeitsstufen durchführen, derart, dass bei zu behandelnder hochempfindlicher, aber zum Beispiel schnell trocknender Bahnoberfläche alle Spitzdüsenschlit- ze durch Einschieben der beidseitigen Schlitzabdeckein- richtungen bis zur Mitte hin vollständig geschlossen werden und nur die Lavaldüsen geöffnet bleiben, so dass die Bahnoberfläche lediglich von vergleichsweise wei chen, im wesentlichen laminaren Strahlen des Mittels behandelt wird,
während umgekehrt bei relativ unemp findlicher Bahnoberfläche neben den Lavaldüsenschlitzen auch alle Spitzdüsenschlitze geöffnet bleiben können, da in diesem Fall ein hartes Anblasen von der Oberfläche ohne Schaden vertragen wird. Schliesslich wären bei Bahnoberflächen mittlerer und mit zunehmender Trock nung abnehmender Empfindlichkeit zum Beispiel in der ersten Hälfte der Behandlungskammer nur die Lavaldü- senschlitze, dagegen in der zweiten Hälfte der Kammer zusätzlich auch die Spitzdüsenschlitze zu öffnen.
Im übrigen sind alle Zwischenstufen hinsichtlich der Auftreffintensität des Behandlungsmittels auf die Bahn oberfläche durch die Einregulierung der Leistung von Druckpumpe und Vakuumpumpe in Verbindung mit den oben angeführten Düsenkombinationen möglich. Weitere Abstufungen ergeben sich in Verbindung mit der erfin- dungsgemässen Vorrichtung durch die beliebige Wahl möglichkeit der Temperatur des Behandlungsmittels.
Die Düsenschlitzbreite kann sich in Richtung zu den Anschlussstellen der Umwälztunnel an den Ableitraum vorzugsweise stufenlos verringern. Dies kann zur sachge rechten Behandlung von beispielsweise gegen geringfügig ungleichmässige Trocknungsgeschwindigkeiter, besonders empfindlichem Bahnmaterial vorteilhaft sein.
Zwar führt eine Schlitzdüsenanordnung mit über die ganze Schlitz länge hinweg überall gleicher Düsenschlitzbreite zu nächst, d.h. nach dem Ingangsetzen der Vorrichtung in den ersten Augenblicken zu einer über die ganze Schlitz länge hinweg überall gleicher Menge an Behandlungsmit tel, das in die Umwälztunnel einströmt.
Da das Behand lungsmittel aber durch die Ümwälztunnel in seitlicher Richtung abfliesst und zu der abfliessenden Menge um so mehr frisch zuströmendes Behandlungsmittel in dem Tunnel gleichbleibenden Querschnitts aufgenommen wer den muss, je weiter das Mittel seitlich zu den Ableiträu- men hin abströmt, muss in gleichem Masse die Strö mungsgeschwindigkeit des Mittels zu den Seiten hin zunehmen.
Die Folge ist eine geringfügige unterschiedli che Behandlungs- bzw. Trocknungsgeschwindigkeit der zu behandelnden Bahn, die im allgemeinen vernachlässigt werden kann, jedoch bei besonders empfindlichem Bahn material zu zeitweiligen inneren Spannungen und damit verbundenen Störungen führen könnte. Weist nun aber die Düse in der soeben beispielsweise vorgeschlagenen Weise eine sich stufenlos in Richtung zum Ableitraum hin verringernde Spaltbreite auf, so wird dadurch eine über die ganze Bahnbreite hinweg ausgeglichene Strö mungsgeschwindigkeit des Behandlungsmittels in den Umwälztunneln erreicht, so dass auch besonders emp findliche Werkstoffe sachgerecht behandelt werden kön nen.
Münden die Umwälztunnel an beiden Seiten der Vorrichtung in den Ableitraum, so ist die Düsenschlitz- breite bei Anwendung der soeben geschilderten Möglich keit in der Mitte am grössteij und verringert sich stufenlos nach beiden Seiten hin. Bei einer weiteren Fortbildung der Erfindung kann unterhalb der auf Walzen geführten Materialbahn minde stens ein sich parallel zu ihrer Unterseite erstreckendes Leitblech für das aus den Tunneln austretende gasförmi ge Behandlungsmittel angeordnet sein.
Sind die Tunnel beidseitig offen, so sind zweckmässig in diesem Falle unter der Bahn zwei symmetrisch zueinander angeordne te, einen Ableitschlitz freilassende Leitbleche vorgesehen. Hierdurch wird das aus den Umwälztunneln seitlich nach unten abfliessende Behandlungsmittel noch einmal umge lenkt und entlang der Unterseite der Materialbahn ge führt, um diese auch von der Gegenseite ausreichend zu erwärmen.
Auf diese Weise wird das Auswandern flüch tiger Stoffe aus der Bahn gefördert und vergleichmässigt, womit einer eventuellen Rollneigung der Bahn entgegen gewirkt werden kann und ausserdem der Behandlungs- prozess beschleunigt wird.
Für die Behandlung von Spezialfolien, wie zum Beispiel bedruckten oder kaschierten Aluminiumfolien, ist im Zusammenhang mit der erfindungsgemässen Vor richtung ein Ersatz der zur Bahnführung erforderlichen Stützwalzen durch ein Gleitblech möglich. Andererseits ist es auch möglich, die erfindungsgemässe Vorrichtung nicht nur in einer Ebene, sondern auch in Verbindung mit einer Trommel vorzusehen, wobei die Materialbahn in üblicher Weise über die Trommel geführt wird und die Behandlungsvorrichtung im Halbkreis um die Trommel angeordnet ist.
In den beiden vorstehend genannten Fällen kann zum Ableiten des Behandlungsmittels ein Ableitraum vorgese hen sein, der den über den Düsen angeordneten Druck raum umschliesst und in einen Absaugstutzen mündet, da in den geschilderten Fällen eine Absaugung nach unten um die Materialbahn herum im allgemeinen nicht mög lich ist.
Die Bahnführung auf Gleitblechen gewährleistet eine überaus ruhige Lage des Materials während der Behandlung und schliesst die bei Führung von dünnen Metallfolien über Walzen leicht eintretende und kaum wieder zu beseitigende Faltenbildung mit Sicherheit aus, während die Anordnung der erfindungsgemässen Vor richtung auf einer Trommel zum Beispiel dann von Vorteil ist, wenn besonders temperatur und gasdruck empfindliche Beschichtungen nur einer vorsichtigen Kalt trocknung unter Verwendung von Lavaldüsen oder der gleichen unterworfen werden dürfen und gleichzeitig dem hiermit verbundenen grösseren Raumbedarf für eine in einer Ebene angeordnete Trocknungsanlage nicht ent sprochen werden kann.
Die weiter oben beschriebenen Vorteile der erfindungsgemässen Führung des Behand lungsmittels in Umwälztunneln verkürzt jedoch auch in diesen Sonderfällen die Behandlungszeit so wesentlich, dass mit einer vergleichweise gering dimensionierten Trommel eine sichere und gleichzeitig sachgerechte Trocknung des betreffenden Bahnmaterials gewährleistet ist.
Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kön nen zwecks gleichzeitiger beidseitiger Behandlung von beidseitig bedruckten oder beschichteten Materialbahnen Düsen und Tunnel oberhalb und unterhalb der Material bahn angeordnet sein. Hierbei können die Düsen ober halb und unterhalb der Materialbahn zueinander versetzt sein und die Materialbahn in Kluppen oder dergleichen geführt sein.
Dies ist dann zweckmässig, wenn zur Erzielung einer besonders gleichmässigen beidseitigen Erwärmung der Materialbahn die beiderseits der Bahn angebrachten Düsen nicht einander gegenüberliegend, sondern versetzt angeordnet sein sollen, weil bei einer Bahnführung in Kluppen die Bahnlage von den wechsel seitig zwischen Düse und Bahn auftretenden Staudruck wirkungen unbeeinflusst bleibt.
Es liegt aber auch im Rahmen der Erfindung, die Düsen oberhalb und unterhalb der Materialbahn einan der gegenüberliegend anzuordnen und einander gegen überliegende Düsen miteinander identisch auszubilden. Hierdurch bauen sich jeweils gegenüberliegend beider seits der Materialbahn zwei Staudruckzonen von nahezu gleicher Intensität auf, wodurch eine mechanische Bahn führung überflüssig wird. In diesem Fall ist daher auch eine berührungsfreie Bahnführung möglich.
Diese Art der Bahnführung ist bei der Behandlung von Material bahnen, die entweder an sich sehr druckempfindlich sind oder die auf beiden Seiten in ihrer ganzen Breite bedruckt oder beschichtet sind, besonders zweckmässig, um Beschädigungen zu vermeiden, die bei mechanischer Bahnführung durch das Ergreifen der Bahnränder zum Beispiel mit Hilfe von Kluppen auftreten würden.
Die Erfindung ist in der nachstehenden Beschreibung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele näher erläutert. In der Zeichnung zeigen: Fig. l einen vertikalen Längsschnitt durch einen Teil einer Trocknungskammer mit einseitiger Düsenanord nung für die einseitige Trocknung von Materialbahnen, Fig. 2 einen horizontalen Längsschnitt entlang der Linie I1-11 in Fig.1, wobei einige Teile weggelassen sind,
Fig.3 eine perspektivische Darstellung des Strö- mungsverlaufes des Trocknungsmittels innerhalb der Umwälz- und Ableittunnel in der Trockenkammer, wie derum unter Weglassung einiger Teile, Fig.4 einen vertikalen Querschnitt nach der Linie IV-IV in Fig. 1, Fig. 5 einen vertikalen Längsschnitt durch einen Teil einer Trocknungskammer mit beidseitiger Düsenanord nung für die gleichzeitige beidseitige Trocknung von Materialbahnen,
Fig. 6 einen vertikalen Querschnitt nach der Linie VI-VI in Fig. 5, Fig.7 einen vertikalen Längsschnitt durch eine Troeknungskammer mit einseitiger Düsenanordnung für die Trocknung einseitig bedruckter Materialbahnen zwi schen zwei Farbwerken und Fig.8 einen vertikalen Querschnitt nach der Linie VIII-VIII in Fig. 7.
Bei der in Fig. 1 bis 4 gezeigten Trockenvorrichtung befinden sich in einem Trockenkammergehäuse 1 mehre re an diesem befestigte Umwälz- und Ableittunnel 2 bildende tunnelartige Leitbleche 3, welche Luftwalzen 4 umschliessen und einen Gasüberdruckraum 5, der im folgenden als Druckraum bezeichnet wird, räumlich von einem Raum 6 trennen, in welchem bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel durch eine Vakuumpumpe ein Gas unterdruck erzeugt wird und der deshalb im nachstehen den als Absaugraum bezeichnet wird.
Quer zur Bewe gungsrichtung einer über Stützwalzen 7 bewegten trock nenden Materialbahn 8 erstrecken sich schlitzartige Dü sen 9, 10, deren Wände zugleich die Wände der Leitble- che 3 sind. Die Düsen sind als Spitzdüsen 9 und/oder als Lavaldüsen 10 ausgebildet.
Die beiden Wände einer jeden Düse 9, 10 können entweder über die ganze Breite der Behandlungskammer hinweg den gleichen Abstand aufweisen, wie in Fig. 2 durch die ausgezogenen Linien 9a, 10a angedeutet, oder aber von den seitlichen Begren zungswänden 11 des Kammergehäuses 1 her zur Kam mermitte hin einen sich stufenlos vergrössernden Ab- stand, wie durch die strichpunktierten Linien 9b, 10b in Fig. 2 gezeigt. Die zwischen je zwei Düsen zusammenlau fenden Teile der Leitbleche sind an der engsten Stelle 12 miteinander verbunden. Über die Verbindungsstelle 12 hinaus können sich strichpunktiert dargestellte Verlänge rungen 13 der Leitblechwände erstrecken. Diese Verlän gerungen besitzen eine voneinander weggerichtete Wand krümmung.
Oberhalb der schlitzartigen Düsen sind zwi schen den Wänden der Leitfläche 3 zur stufenlosen Veränderung der Düsensehlitzlänge Schlitzbegrenzungs- stäbe 14, 14' angeordnet, die beweglich in den Gehäuse wänden 11 gelagert sind. Im Absaugraum 6 befinden sich unterhalb der Stützwalzen 7 auf Konsolen befestigte Umlenkbleche 16. Vor der Einlassöffnung 17 zum Druckraum 5 ist ein motorgetriebenes Gebläse 18 und unter der Auslassöffnung 19 am Absaugraum 6 eine motorgetriebene Vakuumpumpe 20 angeordnet.
Die Funktionsweise der Vorrichtung ist folgende: Das Gebläse 18 befördert über die Einlassöffnung 17 warme Trockenluft in den Druckraum 5, von wo diese durch die Düsen 9, 10 senkrecht auf die über Stützwalzen 7 bewegte, zu trocknende Materialbahn 8 geblasen wird. Der aufprallende Luftstrom spaltet sich in zwei vonein ander weggerichtete, zunächst an der Bahnoberfläche bewegte Teilströme. Die tunnelartigen Leitbleche 3 be wirken nun die Umlenkung der zunächst voneinander wegbewegten Teilströme entlang den Tunnelwandungen, so dass die eingeblasene Luft mehrfach im Kreise geführt wird und die Luftwalze 4 bildet. Hierbei berührt die Luft immer wieder die Materialbahn, wobei die Luft Feuchtig keit bzw. Lösungsmitteldampf aufnimmt und Wärme abgibt.
Gleichzeitig werden die Radien der mehr und mehr feuchtigkeitsbeladenen Luftteilchen innerhalb der Luftwalze durch Energieabnahme und dank der dauernd nachfolgend eingeblasenen vergleichsweise hochbeschleu nigten Frischluft ständig kleiner. Gleichzeitig wandert aber auch die feuchtigkeitsbeladene Luft unter Einwir kung des von der Vakuumpumpe 20 erzeugten Unter druckes als kreisende Luftwalze unter spiralförmiger Bewegung zu den seitlichen Wänden des Gehäuses 1 hin ab und strömt unter Überschreiten der seitlichen Ränder der Materialbahn 8 nach unten an den Stützwalzenachsen vorbei gegen die Umlenkbleche 16. Hierdurch wird der Luftstrom noch einmal gegen die Unterseite der Mate rialbahn gelenkt, wobei er diese erwärmt, um die Trock nung des Materials zu beschleunigen.
Die auf diese Weise feuchtigkeitsbeladene und energiearme Abluft strömt schliesslich durch eine breite, von den nach unten gebogenen Kanten der Umlenkbleche 16 in der Mitte gebildete öffnung in den unteren Teil des Absaugraumes 6, von wo sie durch eine Vakuumpumpe 20 durch die Auslassöffnung 19 in eine nicht dargestellte Regenerier- anlage befördert werden kann.
Dort kann das Behand lungsmittel getrocknet, erwärmt und mit ebenfalls ge trockneter und erwärmter Frischluft gemischt werden, wenn es wiederum über das Gebläse 18 in den Druck raum 5 gelangen und damit erneut zum Einsatz kommen soll und nicht lediglich Frischluft zur Verwendung ge langt, während die abgesaugte Luft in die Atmosphäre geblasen wird.
Zur Verdeutlichung des Weges, den das Behandlungs mittel im Umwälz- und Ableittunnel 2 nimmt, sind in Fig.2 in Draufsicht und in Fig.3 perspektivisch die Teilchenbahnen von mehreren aus den zwei Düsen 9 und 10 austretenden Teilchen eines Gases dargestellt. Zur besseren Übersicht sind die Teilchenbahnen 4a und 4a' gestrichelt, 4b und 4b' stricheinpunktiert und 4c und 4c' strichzweipunktiert dargestellt und weitere Teilchenbah nen 4x, 4y, 4z sowie 4x', 4y' und 4z' nur durch kurze gestrichelte Pfeile angedeutet.
Unter dem Einfluss der Leitbleche 3 und der die Luftwalze leicht abplattenden Materialbahn 8, die die in den Umwälztunnel 2 austreten den Teilchen auf eine ungefähre Kreisbahn bringen, und unter der gleichzeitigen Einwirkung des Vakuums im Absaugraum 6, wodurch die Teilchen seitlich aus dem Umwälztunnel herausbefördert werden, beschreiben die Teilchen eine Art wendelförmiger Bahn mit zu den Seiten der Trockenkammer hin grösser werdender Steigung. Durch die Abplattung der Luftwalze wird ein stärkerer Auftreffdruck des kreisenden Trockenmittels an der Bahn erzielt.
Fig.5 und 6 zeigen eine spezielle Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung für die gleichzeitige beidseitige Trocknung von zum Beispiel beidseitig be schichteten Materialbahnen. Hierbei wird die Material bahn 8 berührungsfrei zwischen den beidseitig ange brachten tunnelartigen Leitblechen 3, 3' geführt, indem die sich gegenüberliegenden Düsenschlitze 9, 9' und 10, 10' im Betrieb gegeneinander gerichtete, beidseitig der Bahn sich ausbildende Staudruckzonen bewirken, wo durch die Bahn getragen wird.
Oberhalb der oberen tunnelartigen Leitbleche 3 und unterhalb der unteren tunnelartigen Leitbleche 3' befinden sich die Druckräume 5 und 5', während die Absaugräume als beiderseitig ausserhalb des Gehäuserahmens 1 angebrachte Absaug- kanäle 23, 23' ausgebildet sind (Fig.6). Schlitzbegren- zungsstäbe 14, 14', 14", 14"' zur Variation der Düsen- schlitzlänge sind beweglich in den Gehäusewänden 11 und den Absaugwänden 6, 6' gelagert,
wobei die unteren Begrenzungsstäbe 14" und 14"' zusätzlich auf an den tunnelartigen Leitblechen 3' befestigten Stegen 21, 21' gleiten können (Fig. 5, 6).
Im Betrieb wird die Trocknungsluft über die Zufüh rungsrohre 22, 22' in die Druckräume 5, 5' befördert und von dort durch die Düsenschlitze 9, 9' und 10, 10' auf die Materialbahn 8 geführt, derart, dass dem auf einer Seite der Bahn zwischen Bahn und Düse entstehenden Luft stau ein auf der anderen Seite der Bahn zwischen Bahn und Düse entstehender Luftgegenstau entgegenwirkt, wodurch eine berührungsfreie Führung der Materialbahn ermöglicht wird.
Im übrigen bilden sich in der Weise wie es gemäss Fig. 1 bis 4 für die Behandlung nur einer Bahnseite beschrieben wurde, nun gemäss Fig. 5 und 6 auf beiden Bahnseiten Luftwalzen aus, die sich quer zur Bewegungsrichtung der Materialbahn erstrecken und in denen die Luft spiralförmig bewegt nach beiden Seiten der Behandlungskammer 1 hin abfliesst. Dort wird die Luft in den seitlich an der Behandlungskammer ange brachten Absaugkanälen 23, 23' aus der Vorrichtung entfernt. Sie kann in der bereits beschriebenen Weise nach Regenerierung wieder Verwendung finden.
Fig.7 und 8 zeigen eine Trocknungskammer mit einseitiger Düsenanordnung in einer Mehrfarbendruck maschine für die Trocknung einseitig bedruckter Mate rialbahnen zwischen zwei Farbwerken, bei der aus Platzmangel auch die Absaugung der Luft nach derselben Seite wie die Zufuhr derselben erfolgt.
In einem Trocken kammergehäuse 24 mit einer als Gleitblech 25 ausgebil deten Bodenplatte ist um einem unter einem zentralen Luftzuführstutzen 26 befindlichen Druckraum 27 ein unter einem seitlichen Luftabführstutzen 28 befindlicher Absaugraum 29 angeordnet. Unterhalb des Druckraumes 27 sind über dem Gleitblech 25 tunnelartige Leitbleche 30 angebracht, die gleichzeitig Umwälz- und Ableittunnel 31 und Schlitzdüsen 32 bilden.
Zwischen den Umwälz- tunneln und den Gleitblechen wird eine zu behandelnde Materialbahn 33 hindurchgeführt. Die Gruppe der Um wälztunnel wird in Längen- und Breitenrichtung von einem Wandblech 34 rundum begrenzt, das in seiner Verlängerung nach oben zu als Aussenwand des Druck raumes 27 und gleichzeitig als Innenwand des um den Druckraum herum angeordneten Abausgraumes 29 dient. Der obere Teil dieses Wandbleches 34 läuft im Winkel auf die Gehäusewand 24 der Trockenkammer zu. Am Ort der rundum laufenden Vereinigung der Wände 24 und 34 ist der Luftzuführstutzen 26 aufgesetzt.
Die einzelnen Umwälztunnel 31, die quer zur Bewegungsrich tung der Materialbahn 33 verlaufen, werden an ihren beiden Enden durch das allen Tunnelenden gemeinsame Wandblech 34 zur Verhinderung des vorschnellen, seitli chen Auswanderns der Luftwalze 35 begrenzt.
Die aus der Luftwalze stammende Abluft wird daher nicht sofort seitlich nach oben in den Absaugraum 29 gezogen, sondern kann nur auf dem Wege unterhalb der unteren Kante des Wandbleches 34 den Umwälztunnel verlassen und gelangt erst nach Passieren dieser Strömungsquer schnittsverengung in den Absaugraum. Ein weiteres,
den Strömungsquerschnitt der durch den Absaugraum flies- senden Luft verengendes Vorrichtungselement befindet sich etwa in der Mitte dieses Raumes und wird durch eine einseitig nach unten in den Absaugraum verlängerte Wand 36 des Abführstutzens 28 gebildet (Fig.8). Die verlängerte Wand 36 bewirkt,
dass trotz des sich auf einer Seite des Trockenkammergehäuses 24 befindenden Abführstutzens 28 eine gegenüber dem vergleichsweise entfernt liegenden Absaugraumteil 29' bevorzugte Luft absaugung aus dem direkt unter dem Luftabführstutzen 28 gelegenen Teil des Absaugraumteiles 29 verhindert wird.
Die äussere Wand des Absaugraumes ist gleichzei tig die Gehäusewand der Absaugkammer. Die Funktions weise der soeben beschriebenen Ausführungsform der erfindungsgemässen Behandlungsvorrichtung ist die glei che wie in Verbindung mit den vorstehenden Ausfüh rungsbeispielen behandelte und bedarf hier deshalb kei ner neuen Beschreibung.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung ist geeignet zur Behandlung der verschiedensten Materialbahnen nach beliebigen Bearbeitungsvorgängen, die eine nachfolgende Trocknung oder sonstige Behandlung mittels eines gas förmigen Mediums erfordern. Dabei können auch neben Luft die verschiedensten Gase als Behandlungsmittel Verwendung finden. Wird die erfindungsgemässe Vor richtung aus korrosionsfestem Material hergestellt, so können als Behandlungsmittel auch beispielsweise sprüh nebelartige Stoffe, die ein zum Beispiel zur Bahnhärtung oder Bahntrocknungsbeschleunigung dienendes chemi sches Reaktionsmittel enthalten, benutzt werden.
Dabei ist die Anlage infolge der konstruktionsbeding ten intensiven Trocknungsleitung frei von Direktstrahlern jeder Art, wodurch in einfachster Weise ohne den Einbau komplizierter und aufwendiger Explosionsschutzanlagen dem zu behandelnden Gut alle Arten feuergefährlicher, flüchtiger Verbindungen rasch und sicher entzogen wer den können.