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.
Device for treating moving webs of material, preferably paper or plastic film webs, with a gaseous medium The invention relates to a device for treating moving material webs, preferably paper or plastic film webs, with a gaseous medium, such as those used in particular for drying Material webs can be used after a printing or coating process.
A web drying device is already known in which blowing and discharge devices are alternately attached along the transport path of the material web to be dried, which direct the drying agent against the material web with the help of blow holes and remove it again through downstream discharge channels. The air flow via blow holes has major disadvantages because the high flow resistance that forms makes the use of very numerous or very powerful fans necessary.
Despite this great expense in terms of equipment and the high operating costs, only a very short contact of the treatment agent with the web to be treated is achieved, so that an economically advantageous rapid drying of printed, coated or otherwise treated webs of material cannot be achieved.
Furthermore, the treatment agent is not evenly conveyed to the material web because the treatment agent exiting from the blow holes arranged at a distance from one another at a very high flow rate occurs much more intensely on the web in the area below or above a blow hole than in the intermediate areas and continues through the cones that build up at the individual blow holes can result in uncontrollable eddies and turbulences. This can also result in parts of the treatment agent being pushed away directly to the discharge channels without even having come into contact with the material web.
Repeated contact of the treatment agent with the material web does not take place, so that the desiccant can only enrich itself to a very small extent with the moisture to be removed.
In order to achieve multiple contact of the treatment means with the material web, it has also become known, in a treatment device with several departments in each department several, seen in the longitudinal direction of the web, approximately triangular boxes with perforated floors for feeding the treatment agent against the Provide material web and intermediate discharge boxes of the same shape, but without bases against the material web plane.
The treatment agent is introduced to the rearmost department in the transport direction of the web and passed through the individual departments in countercurrent to the direction of the material web, whereby it is repeatedly guided through the blow holes of the feed boxes against the material web with the help of fans arranged in the individual departments enters the downcomer next to it so that it can be led through the individual compartments in a helical manner. Since blow holes are also used in this device, there are largely the same disadvantages as in the known device already described.
In addition, the quantities of items to be treated flowing from neighboring feed boxes flow partly through the same discharge boxes, so that the currents coming from different directions must result in particularly strong turbulences that can impair safe and uniform web guidance. Furthermore, in this device too, the material to be treated between each feed box and the adjacent discharge box is brought into contact with the material web only once for a short time, the particles of the material to be treated moving in the direction of web transport.
In the discharge channel, whose inlet opening facing the material web is significantly narrower than the bottom of a feed box facing the material web, the material to be treated no longer comes into contact with the material web.
It has also become known to use de slot nozzles running transversely to the direction of web movement instead of blow holes. If the nozzles are at an angle of incidence with respect to the web, the treatment agent strikes the material web at an angle and, accelerated by the gas flow emerging from the preceding nozzle at an angle to the web, glides very quickly in countercurrent across the material web. Since this means that intensive contact between the web surface and the treatment agent cannot be made possible, the drying system must be designed to be correspondingly long.
When the drying chamber is arranged, for example, between two inking units, the web must therefore be deflected several times, which among other things makes register accuracy in multi-color printing more difficult and ultimately the outlay on equipment bears no relation to the efficiency. In addition, no special discharge device at all is provided for the discharge of the gaseous medium, so that the disturbances of the gaseous treatment medium can again result in uncontrollable eddies as a result of the disruptions of the gaseous treatment medium emanating from the individual slot nozzles.
It has already been established in connection with the use of slot nozzles extending transversely to the web transport direction that although the air supply directed perpendicular to the web of material is most expedient, the elementary rules of aerodynamics have not yet been observed. It has therefore been proposed there to let the cross section of the pressure chamber upstream of the multiple slot nozzles supplied by a fan decrease steadily in order to achieve a uniform distribution of the total amount of air delivered to the individual slot nozzles.
In order to facilitate the contact of the air with the material web, guide plates extend on both sides of the nozzle slots, which are arranged at a very small distance from the material web, which are intended to ensure that all air molecules hit the material web, with their kinetic energy Thanks to its high speed, it is supposed to be partially converted into heat in order to increase the drying process. In addition, in this way the air flow is to be divided into two partial flows, one of which moves in the same direction as the material web and the other moves in the opposite direction.
However, it has been found that this known proposal does not lead to satisfactory results either. The treatment agent, which is already escaping from the nozzles at high speed, flows off at high speed on both sides in the plane of the path as a result of the baffles arranged on both sides of the nozzle at a very short distance from the web. In turn, it only comes into contact with the web for a very short time and can therefore only insufficiently saturate itself with the moisture to be removed. A major disadvantage also arises from the use of the baffles mentioned.
These form a rigid, upper and level boundary wall for the very strongly accelerated, sharply deflected gas flow. The lower limit for the gas flow is formed by the material web which, in contrast to the upper limit, is not rigid in the usual way, but flexible. Since the rigid baffles cannot adapt to the eddies and suction influences that are formed in the deflected turbulent air flow, which in turn are favored by the fact that the opposing partial flows of adjacent nozzles meet and combine, the entire suction force acts on the material web, which thereby strong flutter and even to move closer to the nozzle, which is made even easier by the small distance between nozzle and mate rialbahn.
Also, the outlay on equipment in this known device is again very large, because the only brief contact of the treatment agent with the material web requires a correspondingly increased supply of the treatment agent.
The invention is therefore based on the object of avoiding the disadvantages of the known devices and providing a treatment device which, with a simple structure and ease of use, allows optimal utilization of the treatment agent and a uniform effect thereof on the material web to be treated and the material web of keeps unwanted suction influences free.
In a device for treating moving material webs, preferably paper or plastic - film webs with a gaseous medium, in wel cher at least on one side of the material web several re the gaseous treatment agent on the material web conductive slot-shaped, essentially transverse to the web transport direction extending nozzles are arranged with a pressure chamber upstream and a discharge space downstream, this is achieved according to the invention by
that each nozzle slot is assigned two circulation and discharge tunnels extending essentially parallel to it on both sides and having a profile open to the material web, the tunnels of each nozzle being separate from the tunnels of the adjacent nozzles and the tunnels being connected to the discharge space.
By assigning two separate circulation and discharge tunnels, each arranged on one side of the nozzle slot, it is achieved that the two partial flows that form when the treatment medium hits the material web perpendicularly are fed to the discharge chambers, completely unaffected by the treatment medium emerging from other nozzle slots due to the lack of influence from other partial flows, no eddies, suction influences and other turbulence can develop.
For this reason, the part of the current entering the circulation tunnel between the boundary of the nozzle slot adjacent to the path and the path through it is in a circular motion in this tunnel, so that the particles of the gaseous treatment medium move along a helical path in the circulation tunnel to the discharge space are fed, come into contact with the surface of the material web again and again and can optimally saturate themselves there with the moisture to be absorbed.
This was not possible with the previously known discharge options for the gaseous treatment media emerging from the nozzles.
Another advantage is that over the entire width of the material web at every point and at every moment to the treatment agent loaded with moisture or solvents, which is already in circular rotation, dry and warm fresh treatment agent continuously flowing in from the nozzles is added, so that even with very moist material webs, for example, a very uniform and at the same time intensive drying is guaranteed.
The device according to the invention is nevertheless comparatively simple in structure and does not require any high expenditure for the devices for supplying the treatment medium, because this is brought into contact with the material web much more often and more intensively than in the known devices, so that the gas pressure rate is reduced in the unit of time can be.
A particular simplification of the structure can be achieved in an advantageous embodiment of the invention in that the nozzle walls simultaneously form part of the walls of the associated tunnels. In this way, individual device elements serve several purposes at the same time. The nozzle slots are formed at the same time by the converging tunnel walls without the need for any additional components. The tunnel walls also represent closing walls against the pressure chamber in front of the nozzles.
The device according to the invention is thus in this embodiment with a considerably greater efficiency, much simpler in structure than the previously known systems.
To the training of the spinning and. In order to reach air or gas rollers flowing into the tunnel at the same time as the discharge space, the tunnel profile is expediently designed completely or approximately in the shape of a circular arc. A polygonal profile or the like is also to be regarded as an approximately circular arc-shaped profile.
As a result, the circulation tunnels best meet the flow requirements for a resistance and thus low backwater discharge of the treatment agent both from the area below the nozzle outlet opening and from the circulation tunnel.
Furthermore, it is possible, for example, for the tunnel walls to be extended beyond the region of their smallest spacing while maintaining their radius of curvature towards the material web. In this way, a disruption in the formation of the air rolls due to mutual influence, such as can be given by slight inclination of the same, for example, in the case of negligent manufacturing of the slot nozzles, can be avoided with even greater certainty. The tunnel walls of the tunnel of adjacent nozzles can also expediently be connected to one another in the region of their smallest distance.
In order to achieve even better the aim on which the invention is primarily based, to ensure the most uniform and intensive possible action of the treatment medium on the material web, in a further embodiment of the invention it can be provided that the width of the material web is infinitely adjustable slot cover devices for the nozzle slots are available.
By using such slot cover devices, the length of the slot, which runs transversely to the direction of movement of the material web, can be continuously limited on one or both sides and to any extent so that the emerging treatment medium can be concentrated on the area by a very simple and effective concentration the respective web width to be treated is effected. This prevents the treatment agent flowing down from the nozzle slot next to the web on both sides of the nozzle slot next to the web from being immediately taken up unused by the discharge space in the case of, for example, very narrow material webs with an unchangeable slot length, as was characteristic of the known devices.
Since no back pressure can build up in the areas under the nozzle opening due to the lack of the material web, in such a case the treatment means tel flows not only unused but also unhindered and therefore at significantly greater speed and therefore in greater quantities than the web over the material funds located through the nozzle slots. This then even results in a deterioration in the treatment of the material web itself. This inadequate treatment of narrow material webs is completely avoided by the slot cover devices according to the invention.
All freshly supplied treatment agent actually hits the web here and is fully exploited by guiding in the circulation tunnels when applying the means according to the invention already described above. The effort for generating the treatment agent flow can thus be reduced again.
The slot cover devices can advantageously consist of preferably cylindrical rods which can be inserted between the converging nozzle slot walls. The round cross-sectional profile of such bars always adapts to the slot and thereby reliably closes it. Of course, the cross-sectional profile can also be designed differently, for example elliptical, triangular or square. In a particularly advantageous embodiment, the rods consist of individual parts that can be telescoped into one another.
In this way, for the treatment of very wide webs of material that require utilization of the entire nozzle slot length, it is possible to avoid a large space otherwise required on both sides of the treatment chamber for the rods to be pulled out by telescoping the tool.
Such circulation and discharge tunnels can advantageously be implemented in conjunction with nozzle shapes known per se, preferably the pointed nozzle or the Laval nozzle. Since Laval nozzles allow the treatment agent to emerge in a laminar manner and gently impact the web of material, while the pointed nozzle swirls the treatment agent and causes the agent to hit the web hard, it is useful to
if the nozzles in the area adjoining the web infeed into the device are designed as Laval nozzles and in the area in front of the web outlet as pointed nozzles. Of course, it is also possible to provide Laval nozzles in the first third of the treatment chamber, pointed nozzles in the last third and mixed forms of these types of nozzles in the middle part.
In these mixed forms, the nozzle walls are shorter than those of the Laval nozzle, but longer than those of the pointed nozzle. These requirements advantageously take into account that, depending on the type of coating or
Printing on the material web whose surface is generally still pressure-sensitive at the beginning of drying and can therefore only be exposed to the gentle, predominantly laminar flow of the gas jet generated with Laval nozzles, but later and with increasing solidification of the web surface application in the further course of the treatment without the disadvantage of faster drying, sharp jet produced with pointed nozzles is to be used.
In a further exemplary embodiment, Laval and pointed nozzles are arranged alternately, with the nozzle slots being able to be completely covered by means of the slot cover device.
In this way, the material-appropriate treatment of web surfaces of all sensitivity levels can be carried out in such a way that if the web surface to be treated is highly sensitive but, for example, quickly drying, all pointed nozzle slots are completely closed by pushing in the slot cover devices on both sides up to the middle and only the Laval nozzles remain open so that the web surface is only treated by comparatively soft, essentially laminar rays of the agent,
Conversely, if the web surface is relatively insensitive, not only the Laval nozzle slots but also all the pointed nozzle slots can remain open, since in this case a hard blow from the surface is tolerated without damage. Finally, with web surfaces of medium sensitivity and with decreasing sensitivity with increasing drying, for example, only the Laval nozzle slits in the first half of the treatment chamber and, on the other hand, also the pointed nozzle slits in the second half of the chamber would also have to be opened.
In addition, all intermediate stages with regard to the impact intensity of the treatment agent on the web surface are possible by regulating the power of the pressure pump and vacuum pump in conjunction with the nozzle combinations listed above. Further gradations result in connection with the device according to the invention through the arbitrary choice of the temperature of the treatment agent.
The nozzle slot width can decrease in the direction of the connection points of the circulation tunnel to the discharge chamber, preferably continuously. This can be advantageous for the proper treatment of, for example, web material that is particularly sensitive to slightly uneven drying speeds.
A slot nozzle arrangement with the same nozzle slot width over the entire length of the slot leads to the next, i.e. after starting the device in the first moments to an over the entire length of the slot everywhere the same amount of treatment means tel, which flows into the circulation tunnel.
However, since the treatment agent flows off laterally through the circulation tunnel and the more freshly inflowing treatment agent has to be absorbed in the tunnel of constant cross-section, the further the agent flows laterally to the discharge spaces, the more freshly inflowing treatment agent has to be taken up with the outflowing amount, must be equal the flow rate of the medium to increase towards the sides.
The result is a slightly different treatment or drying speed of the web to be treated, which can generally be neglected, but in the case of particularly sensitive web material, this could lead to temporary internal stresses and associated disturbances. However, if the nozzle in the manner just proposed, for example, has a gap width that decreases continuously in the direction of the discharge chamber, a flow rate of the treatment agent in the circulation tunnels that is balanced across the entire width of the path is achieved, so that particularly sensitive materials are also properly achieved can be treated.
If the circulation tunnels open into the discharge space on both sides of the device, the nozzle slot width is greatest in the middle when the possibility just described is used and decreases steplessly towards both sides. In a further development of the invention, at least one guide plate extending parallel to its underside for the gaseous treatment agent exiting from the tunnels can be arranged below the material web guided on rollers.
If the tunnels are open on both sides, in this case two symmetrically arranged baffles are provided under the track, leaving a discharge slot free. As a result, the treatment agent flowing laterally downward from the circulation tunnels is deflected again and guided along the underside of the material web in order to also heat it sufficiently from the opposite side.
In this way, the migration of volatile substances out of the web is promoted and evened out, which can counteract any curling tendency of the web and also accelerate the treatment process.
For the treatment of special foils, such as, for example, printed or laminated aluminum foils, in connection with the device according to the invention, it is possible to replace the support rollers required for guiding the web with a sliding plate. On the other hand, it is also possible to provide the device according to the invention not only in one plane, but also in connection with a drum, the material web being guided over the drum in the usual way and the treatment device being arranged in a semicircle around the drum.
In the two cases mentioned above, a discharge space can be provided to divert the treatment agent, which surrounds the pressure space arranged above the nozzles and opens into a suction nozzle, since in the cases described, suction down around the material web is generally not possible, please include is.
The web guide on sliding plates ensures an extremely quiet position of the material during the treatment and excludes the formation of wrinkles, which easily occur when thin metal foils are guided over rollers and can hardly be removed again, with certainty, while the arrangement of the device according to the invention on a drum, for example, then from The advantage is if coatings that are particularly sensitive to temperature and gas pressure can only be subjected to careful cold drying using Laval nozzles or the like and at the same time the associated larger space requirement for a drying system arranged on one level cannot be met.
The above-described advantages of the inventive guidance of the treatment agent in circulation tunnels shorten the treatment time so significantly in these special cases that a relatively small drum ensures safe and at the same time proper drying of the web material in question.
In a further embodiment of the invention, nozzles and tunnels can be arranged above and below the material web for the purpose of simultaneous treatment on both sides of material webs that are printed or coated on both sides. Here, the nozzles can be offset from one another above and below the material web and the material web can be guided in clips or the like.
This is useful if, in order to achieve particularly even heating of the material web on both sides, the nozzles on both sides of the web should not be arranged opposite one another, but rather offset, because when the web is guided in clips, the web position is affected by the dynamic pressure that occurs alternately between the nozzle and web remains unaffected.
However, it is also within the scope of the invention to arrange the nozzles above and below the material web opposite one another and to design opposite nozzles to be identical to one another. As a result, two dynamic pressure zones of almost the same intensity build up opposite each other on both sides of the material web, whereby a mechanical web guide is superfluous. In this case, a non-contact path guidance is therefore also possible.
This type of web guidance is particularly useful in the treatment of material webs that are either very sensitive to pressure in themselves or that are printed or coated on both sides in their entire width, in order to avoid damage caused by gripping the web edges with mechanical web guidance for example with the help of clips.
The invention is explained in more detail in the description below using several exemplary embodiments. In the drawing: Fig. 1 shows a vertical longitudinal section through part of a drying chamber with a one-sided nozzle arrangement for the one-sided drying of material webs, Fig. 2 shows a horizontal longitudinal section along the line I1-11 in Fig. 1, some parts being omitted,
3 shows a perspective illustration of the flow course of the drying agent within the circulation and discharge tunnel in the drying chamber, again with the omission of some parts, FIG. 4 shows a vertical cross section along the line IV-IV in FIG. 1, FIG vertical longitudinal section through part of a drying chamber with a nozzle arrangement on both sides for the simultaneous drying of material webs on both sides,
Fig. 6 is a vertical cross section along the line VI-VI in Fig. 5, Fig. 7 is a vertical longitudinal section through a drying chamber with a one-sided nozzle arrangement for drying one-sided printed material webs between tween two inking units and Fig. 8 is a vertical cross-section along the line VIII -VIII in Fig. 7.
In the drying device shown in Fig. 1 to 4 are in a drying chamber housing 1 several re attached to this circulation and discharge tunnel 2 forming tunnel-like baffles 3, which surround air rollers 4 and a gas overpressure chamber 5, which is referred to as the pressure chamber, spatially from Separate a space 6, in which, in the illustrated embodiment, a vacuum pump generates a gas underpressure and which is therefore referred to below as the suction space.
Slit-like nozzles 9, 10, the walls of which are at the same time the walls of the guide plates 3, extend transversely to the direction of movement of a dry material web 8 moved over support rollers 7. The nozzles are designed as pointed nozzles 9 and / or as Laval nozzles 10.
The two walls of each nozzle 9, 10 can either have the same distance over the entire width of the treatment chamber, as indicated in Fig. 2 by the solid lines 9a, 10a, or from the lateral limiting walls 11 of the chamber housing 1 to Coming towards the center there is a continuously increasing distance, as shown by the dash-dotted lines 9b, 10b in FIG. The parts of the guide plates that converge between two nozzles are connected to one another at the narrowest point 12. About the junction 12 also extensions 13 of the guide plate walls shown in phantom can extend. These extensions have a curvature facing away from each other.
Above the slot-like nozzles, slot delimiting rods 14, 14 ′ are arranged between the walls of the guide surface 3 for the stepless change in the length of the nozzle slot slot, which are movably mounted in the housing walls 11. In the suction space 6 there are baffles 16 attached to brackets below the support rollers 7. A motor-driven blower 18 is arranged in front of the inlet opening 17 to the pressure space 5 and a motor-driven vacuum pump 20 is arranged below the outlet opening 19 on the suction space 6.
The operation of the device is as follows: The fan 18 conveys warm drying air via the inlet opening 17 into the pressure chamber 5, from where it is blown through the nozzles 9, 10 perpendicularly onto the material web 8 to be dried, which is moved over support rollers 7. The impinging air flow splits into two partial flows directed away from each other and initially moving on the web surface. The tunnel-like baffles 3 now act to deflect the partial flows, which are initially moved away from one another, along the tunnel walls, so that the air blown in is guided several times in a circle and forms the air cylinder 4. The air repeatedly touches the web of material, the air absorbing moisture or solvent vapor and releasing heat.
At the same time, the radii of the more and more moisture-laden air particles inside the air cylinder are becoming smaller and smaller due to the decrease in energy and thanks to the comparatively highly accelerated fresh air that is continuously blown in. At the same time, however, the moisture-laden air migrates under the effect of the negative pressure generated by the vacuum pump 20 as a circling air roller with spiral movement to the side walls of the housing 1 and flows down past the support roller axes, crossing the side edges of the material web 8 the baffles 16. As a result, the air flow is directed again against the underside of the material web, where it heats it to accelerate the drying of the material.
The exhaust air laden with moisture and low in energy in this way finally flows through a wide opening formed by the downwardly bent edges of the baffle plates 16 in the center into the lower part of the suction space 6, from where it is not fed by a vacuum pump 20 through the outlet opening 19 The regeneration system shown can be transported.
There, the treatment agent can be dried, heated and mixed with dried and heated fresh air, too, when it again reaches the pressure chamber 5 via the fan 18 and is therefore to be used again and not just fresh air for use while the exhausted air is blown into the atmosphere.
To illustrate the path that the treatment agent takes in the circulation and discharge tunnel 2, the particle paths of several particles of a gas emerging from the two nozzles 9 and 10 are shown in plan view in FIG. 2 and in perspective in FIG. For a better overview, the particle trajectories 4a and 4a 'are shown in dashed lines, 4b and 4b' and 4c and 4c 'are shown in broken lines and further particle trajectories 4x, 4y, 4z and 4x', 4y 'and 4z' are only indicated by short dashed arrows.
Under the influence of the baffles 3 and the air roll slightly flattening the material web 8, which bring the particles emerging into the circulation tunnel 2 on an approximate circular path, and under the simultaneous effect of the vacuum in the suction space 6, whereby the particles are transported out of the circulation tunnel to the side , the particles describe a kind of helical path with an increasing slope towards the sides of the drying chamber. The flattening of the air roll creates a stronger impact pressure of the circulating desiccant on the web.
5 and 6 show a special embodiment of the device according to the invention for the simultaneous drying of both sides of, for example, material webs coated on both sides. Here, the material web 8 is contact-free between the tunnel-like baffles 3, 3 'that are attached on both sides, by the opposing nozzle slots 9, 9' and 10, 10 'in operation causing dynamic pressure zones that are formed on both sides of the web, where the Bahn is worn.
Above the upper tunnel-like guide plates 3 and below the lower tunnel-like guide plates 3 'are the pressure spaces 5 and 5', while the suction spaces are designed as suction channels 23, 23 'attached on both sides outside the housing frame 1 (FIG. 6). Slot delimiting rods 14, 14 ', 14 ", 14"' for varying the nozzle slot length are movably mounted in the housing walls 11 and the suction walls 6, 6 ',
wherein the lower delimiting rods 14 "and 14" 'can also slide on webs 21, 21' attached to the tunnel-like guide plates 3 '(FIGS. 5, 6).
In operation, the drying air is conveyed via the supply pipes 22, 22 'into the pressure chambers 5, 5' and from there through the nozzle slots 9, 9 'and 10, 10' onto the material web 8, such that the one on one side of the The web between web and nozzle accumulates air and counteracts the accumulation of air on the other side of the web between web and nozzle, which enables the material web to be guided without contact.
In addition, in the manner as it was described according to FIGS. 1 to 4 for the treatment of only one side of the web, now according to FIGS Moving in a spiral to both sides of the treatment chamber 1 flows away. There the air is removed from the device in the suction channels 23, 23 'attached to the side of the treatment chamber. It can be used again after regeneration in the manner already described.
7 and 8 show a drying chamber with a one-sided nozzle arrangement in a multicolor printing machine for drying one-sided printed mate rialbahnen between two inking units, in which the air is sucked in on the same side as the supply of the same due to lack of space.
In a drying chamber housing 24 with a base plate ausgebil Deten as a sliding plate 25, a suction chamber 29 located under a lateral air discharge nozzle 28 is arranged around a pressure chamber 27 located under a central air supply nozzle 26. Below the pressure chamber 27, tunnel-like guide plates 30 are attached above the sliding plate 25, which at the same time form circulation and discharge tunnels 31 and slot nozzles 32.
A material web 33 to be treated is passed between the circulation tunnels and the sliding plates. The group of Umwälztunnel is limited in the length and width direction by a wall plate 34 all around, which serves in its extension upward to as the outer wall of the pressure chamber 27 and at the same time as the inner wall of the Abausgraumes arranged around the pressure chamber 29. The upper part of this wall plate 34 runs at an angle towards the housing wall 24 of the drying chamber. At the point where the walls 24 and 34 join all around, the air supply nozzle 26 is placed.
The individual circulation tunnel 31, which run transversely to the direction of movement of the material web 33, are limited at both ends by the wall plate 34 common to all tunnel ends to prevent the air roller 35 from migrating too quickly.
The exhaust air coming from the air roll is therefore not immediately drawn laterally upwards into the suction chamber 29, but can only leave the circulation tunnel on the path below the lower edge of the wall plate 34 and only enters the suction chamber after passing this flow cross-section constriction. Another one,
the flow cross-section of the device element constricting through the suction space is located approximately in the middle of this space and is formed by a wall 36 of the discharge connection 28 which is extended downward on one side into the suction space (FIG. 8). The elongated wall 36 causes
that in spite of the discharge nozzle 28 located on one side of the drying chamber housing 24, an air suction from the part of the suction chamber part 29 located directly below the air discharge nozzle 28, which is preferred compared to the suction chamber part 29 'located at a distance, is prevented.
The outer wall of the suction chamber is also the housing wall of the suction chamber. The mode of operation of the embodiment of the treatment device according to the invention just described is the same as that treated in connection with the above exemplary embodiments and therefore does not require a new description here.
The device according to the invention is suitable for treating a wide variety of material webs after any processing operations that require subsequent drying or other treatment by means of a gaseous medium. In addition to air, a wide variety of gases can also be used as treatment agents. If the device according to the invention is made of corrosion-resistant material, then, for example, spray-mist-like substances containing a chemical reagent used for web hardening or web drying acceleration can also be used as the treatment agent.
As a result of the construction-related intensive drying line, the system is free of direct emitters of any kind, which means that all types of flammable, volatile compounds can be removed quickly and safely from the goods to be treated in the simplest way without the installation of complicated and expensive explosion protection systems.