Vorrichtung zum Behandeln, insbesondere Trocknen, einer freischwebend geführten Materialbahn Zum Trocknen von. Materialbahnen, beispielsweise von laufenden Bändern aus Papier, Zellglas, Textilien und Kunststoffen;
. unter der Einwirkung gas- oder dampfförmiger Stoffe sind Hochleistungsdüsentrockner bekannt, mit denen durch kräftiges einseitiges Aufbla sen eines warmen Luftstromes- auf die beschichtete oder nasse horizontale Bahn durch intensive Wärme konvektion sehr, hohe Trocknungsleistungen erreicht werden.. Diese Trockner haben den .Nachteil, dass auf der umbeschichteten Bahnseite Stützwalzen oder ähn liche Vorrichtungen, angebracht sein müssen,
die leicht verschmutzen und dadurch die Bahn beschädigen kön nen.
Weiterhin sind vertikal. arbeitende Trockner be kannt, die heute grösstenteils dort Anwendung finden, wo beide Bahnseiten gleichzeitig beschichtet bzw. ge trocknet werden sollen.
Um ein Flattern und. damit ein Anschlagen der vertikal angeordneten Bahn an die Kanalwände zu. vermeiden, arbeiten diese Vertikal- trockner mit sehr weiten Kanälen und niedrigen Luftge schwindigkeiten, so dass ihre spezifischen Trocknungs leistungen entsprechend, gering sind.
Man hat auch schon für horizontal geführte Mate- rialbahnen sogenannte Schwebetrockner verwendet, die die Vorteile der Hochleistungsdüsentrockner - hohe spezifische Trockenleistung - und die der Vertikal trockner - gleichzeitige Behandlung beider Bahnseiten - vereinigen sollen.
Die Schwebetrockner halten die ein-- oder beidseitig beschichtete- oder feuchte Bahn durch eine bestimmte- Anordnung und Ausführung von Düsen in einem bestimmten Schwebezustand. Mechani sche Führungsteile werden hierbei im allgemeinen nicht verwendet, zumindest dann nicht, wenn die Luft= geschwindigkeiten in unmittelbarer Nähe der Bahn relativ klein sind. Bei kleinen Luftgeschwindigkeiten sind aber hohe Beaufschlagungsintensitäten nicht er reichbar. Auch sind bei: Anwendung kleiner Luftge schwindigkeiten häufig lange Trockneraggregate erfor derlich, was aufwendig und. kostspielig ist.
Die bekann ten Systeme weisen ausserdem meist sehr kompliziert gestaltete Luftdüsen, auf. Die Vorteile der intensiven Wärmekonvektion. werden somit durch- diese\ Nachteile zum grossen Teil wieder aufgehoben.
Aus der deutschen Auslegeschrift 1091074 ist beispielsweise eine Vorrichtung zur Behandlung von Materialbahnen bekannt, mit der eine gewisse freie Schwebung der Bahnen, in der Behandlungszone zu er reichen ist. Hierzu sind in den Abströmbereichen für das Behandlungsmedium Staukörper angeordnet, auf denen Gasdruckpolster ausgebildet werden.
Der Nachteil dieser Vorrichtungen besteht im wesentlichen. darin, däss durch die Staukörper die Abströrnkanäle stark verengt werden, so dass ein rasches Abströmen des Be handlungsmediums nach dem Beaufschlagen der Mate rialbahn nicht erfolgen kann. Der Effekt des raschen Abströmens ist jedoch für hohe Beaufschlagungslei stungen, d. h. hohe Strömungsgeschwindigkeiten und damit die erwünschte hohe Tragleistung unibedingt er= forderlich.
In der deutschen Patentschrift 975 243 ist eine Vor richtung beschrieben, die mit sogenannten Schwebedü sen arbeitet. Diese Düsen sind ausgesprochene Diffu sordüsen, bei denen sich der Querschnitt eines Strahles sofort nach Austritt aus der Düse erweitert. Die Ge schwindigkeit des Strahles wird hierdurch erheblich verringert, so dass sich gegenüber. der aufgewendeten Energie nur eine äusserst geringe Beaufschlagungslei stung und damit Trockenwirkung ergibt.
Aus der französischen Patentschrift 1187 810 ist wei terhin eine Vorrichtung bekannt; bei der mit erheb" lichem technischen Aufwand nur eine ungenügende Tragwirkung erzielt wird. Bei der Vorrichtung wird mittels einer Spaltdüse ein Strahl erzeugt, der aufgrund seiner Injektorwirkung in der Umgebung der eingebau ten Umströmungskörper einen gewissen Unterdruck er zeugt;
wodurch ein Teil des- abströmenden Mediums um die Umströmungskörper geführt wird und somit der Strahl der Spaltdüse volumenmässig verstärkt wird. Es tritt hierbei in Höhe der Fluchtlinie der Umsträ= mungskörper nur ein einziger Strahl aus;
der senkrecht auf die Materialbahn gerichtet ist, so dass sich nur eine punktförmige und damit geringe und wenig stabile Tragwirkung ergibt. Die zusätzlichen Nachteile, die sich durch die Verengung der Abströmbereiche erge ben, wurden bereits weiter oben bei der deutschen, Auslegeschrift<B>1091</B>074 dargelegt.
Die schweizerische Patentschrift 277 263 beschreibt eine Vorrichtung zum Behandeln von Materialbahnen mittels Lochdüsen. Diese Vorrichtung eignet sich zwar beispielsweise zum Trocknen des Materials, zu einer freischwebenden Führung ist diese Düsenanordnung jedoch ungeeignet, da das Behandlungsmedlum nicht gerichtet sondern diffus austritt, so dass sich eine defi nierte Tragwirkung nicht ergeben kann.
Bei der aus der französischen Patentschrift<B>1098 271</B> bekannten Vorrichtung wird eine divergierende Strah lenanordnung verwendet. Infolge der Divergenz ist die Tragwirkung ungenügend und schwer kontrollierbar, da in den Räumen zwischen, den Düsenöffnungen und den sich nicht unmittelbar an diese anschliessenden Ableitungskanälen ein Rückstau des Behandlungsmedi ums eintritt. Dieser Rückstau macht sich in unkontrol lierbaren Druckschwankungen bemerkbar, die eine sta bile Führung der Materialbahn verhindern.
Zweck der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Behandeln, insbesondere Trocknen, einer freischwe bend geführten Materialbahn zu schaffen, welche die obigen Nachteile der bekannten Vorrichtung nicht auf weist.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung zum Behan deln, insbesondere Trocknen von. Materialbahnen ist demgemäss dadurch gekennzeichnet, dass schlitzför- mige Düsen paarweise konvergierend so angeordnet sind, dass die aus ihnen austretenden Strahlen gegen den gleichen Bereich der Materialbahn gerichtet sind, und dass die Mündungen jedes Düsenpaares durch zur Materialbahnebene parallele Zwischenwände miteinan der verbunden sind und sich in unmittelbarer Umge bung Abströmkanäle befinden.
Strahl soll hier und im Nachfolgenden einen un ter Druck aus .einem schlitzförmigen Spalt, meist einem Düsenspalt, austretenden dreidimensionalen Gas- oder Dampfstrahl bezeichnen. Der Strahl wird geformt durch die geometrischen Abmessungen des Spaltes. Insbesondere ist die Breite des austretenden Strahles identisch mit der Breite des Spaltes, die ihrerseits im allgemeinen um ein Vielfaches grösser ist als die senk recht zu ihr gemessene Spaltweite.
Strahlenpaar bedeutet hier und im Nachfolgen den ein Paar zweier Strahlen, die aus zwei der obenge nannten schlitzförmigen und miteinander durch minde stens eine feste Wand verbundenen Spalte austreten. Durch die vorliegende Art der Zuführung des Gases oder des Dampfes bilden sich unmittelbar in der Nähe der Oberfläche der Materialbahn, die einer geradlini gen Fortbewegung der Gas- bzw. Dampfstrahlen im Wege steht, gegensinnig gerichtete zylindrische. Wirbel paare aus, die entsprechend der Breite der Spalte vor zugsweise linear gestreckt sind und die sich gegenseitig weitgehend oder ganz lokalisieren.
Hierdurch werden stabile Druckzonen aufgebaut, die eine sehr gute und stabile Tragwirkung auf die Materialbahn ausüben. Mit zunehmender Strömungsgeschwindigkeit am Wirbelum fang werden sowohl die Tragwirkung des Wirbels als auch die Beaufschlagungsgeschwindigkeit der Bahn weiter gesteigert. Die Tragwirkung kann auch durch geeignete Wahl des Abstandes der Düsenspalte von der Bahn wesentlich beeinflusst werden.
Die Materialbahn wird von dem Gas oder dem Dampf bevorzugt beidseitig beaufschlagt, also bei hori zontaler Führung von oben und unten und bei vertika ler Führung von rechts und: links. In manchen Fällen genügt aber auch schon eine einseitige Beaufschlagung der Bahn. Beispielsweise kann man bei horizontaler Führung und relativ niedrigen Düsenaustrittsgeschwin digkeiten des Gases oder des Dampfes auf eine vorlie gende Beaufschlagung der Bahn: von obenher verzich ten und wird diese nur dann durchführen, wenn sie aus Gründen einer beidseitigen chemischen oder physika- lisch-chemischen Behandlung der Bahn erforderlich ist.
So ist es u. a. auch möglich, das Gas oder den Dampf von unten her nach dem vorliegenden Verfahren und von oben her nach einer der bekannten Methoden, bei spielsweise durch Schlitz- oder Lochdüsen, zuzuführen.
Es ist bevorzugt, dass das Gas oder der Dampf und somit die Tragwirbel - durch geeignete Anordnung der schlitzförmigen Austrittsöffnungen - so gegen die Materialbahn gepresst wird, dass die Strahlen in ihrer Breite rechtwinklig oder nahezu rechtwinklig zur Be wegungsrichtung der Materialbahn verlaufen und sich über die gesamte Breite der Bahn erstrecken. Jedoch ist dieses nicht unbedingt erforderlich. So können die Tragwirbel prinzipiell auch schiefwinklig oder sogar parallel zu der Bewegungsrichtung der Bahn laufen.
Ferner können die Austrittsöffnungen, und somit die Tragwirbel in ihrer Breite ein- oder mehrfach unter- brochen sein.
Man kann die Richtung des aus den Austrittsöff nungen austretenden Gas- oder Dampfstrahles durch mechanische Hindernisse, beispielsweise Strömungs körper, beeinflussen. Auch kann man, falls gewünscht, eine zusätzliche Ablenkung des Strahles aus einer vor gegebenen Richtung durch Absaugen seiner Grenz schichten nach Verlassen der Austrittsöffnungen bewir ken.
Weiterhin können sich in den Abströmkanälen Leitkörper befinden, die günstige Abströmverhältnisse schaffen.
Um ein Abgleiten der Tragwirbel an den seitlichen Enden der Materialbahn und eine dadurch bedingte Verminderung der Tragwirkung zu verhindern, ist es oft zweckmässig, dem Gas oder dem Dampf an den seitlichen Begrenzungen seiner Austrittsöffnungen eine zusätzliche Führung zu geben.
Diese Führung kann mechanischer Art sein und beispielsweise durch Flan kensperren bewirkt werden. Sie kann aber auch auf aerodynamischem Wege erfolgen, etwa in der Weise, dass man auch an den Verbindungslinien der genann- ten seitlichen Begrenzungen Gas oder Dampf austreten lässt.
Die Richtungen, aus denen die zueinander gehören den Strahlen der einzelnen Strahlenpaare gegen die Bahn gepresst werden, können in weiten Grenzen schwanken. Die Strahlen können gleiche, aber auch verschiedene Winkel a bzw. ss (vgl. Fig.1) mit der Bahnnormalen N bilden. Die Winkelsumme (a+ss) liegt bevorzugt zwischen 30 und 120 . Sehr häufig wird a = ss gewählt. ein möglicher Sonderfall ist, dass, der eine Strahl senkrecht und der andere schräg gegen die Bahn gepresst wird.
Wesentlich ist jedoch stets, dass sich zwischen den beiden Austrittsöffnungen der Strahlen feste Wände befinden. Das Strahlenpaar kann schliesslich auch durch einen oder mehrere weitere Strahlen, die auf den glei chen Streifen der Materialbahn gerichtet sind wie das zugehörige Strahlenpaar, unterstützt werden. So kann beispielsweise ein Strahlenpaar, das gleiche Winkel (a = ,8)
mit der Bahnnormalen bildet, durch einen dritten Strahl unterstützt werden, der senkrecht gegen die Bahn gerichtet ist. Hierbei werden die beiden Wirbel des symmetrischen Strahlenpaares durch das Gaspolster, das sich beim senkrechten Aufprall des dritten Strahles auf die Materialbahn ausbildet, überlagert.
Wünscht man die Unterstützung dies Strahlenpaares durch mehr als einen senkrecht auf die Bahn auftreffenden. Strahl, so kann man dies erreichen, indem man die Verbin dungslinie der Strahlaustrittsöffnungen der Strahlen paare zwei- oder mehrfach unterbricht. So können sich beispielsweise zwischen den genannten Austrittsöffnun gen des Strahlenpaares zwei oder mehrere Umströ mungskörper befinden, die sich nicht berühren, son dern zwischen denen, siech Durchlassöffnungen für das Gas oder den Dampf befinden.
Der durch die Materialbahn abgelenkte Gas- bzw. Dampfstrahl wird zweckmässig durch geeignete Anord nungen in eine Richtung gelenkt, die quer und vorteil haft rechtwinklig zur Bewegungsrichtung der Material bahn steht. Hierdurch wird eine zusätzliche Querkraft auf diese ausgeübt, die einer Faltenbildung der Bahn entgegenwirkt.
Das de Abströmkanäle verlassende Gas wird zweckmässig ganz oder teilweise im Kreislauf ge führt, also erneut komprimiert und durch die Düsen gegen die Materialbahn gepresst. Bei dieser Kreislauf führung kann dass Gas gegebenenfalls durch eine Rege- n:erationszone geführt werden.
Die Geschwindigkeiten, mit denen das Gas bzw. der Dampf die Materialbahn beaufschlagt, schwanken je nach dem verfolgten Zweck sowie je nach Art und Geschwindigkeit der Materialbahn und je nach den Dimensionierungen der Austrittsöffnungen für das Gas oder den Dampf in weiten Grenzen, vorzugsweise zwi schen 0,5 und 80 m/sec.
Erfahrungsgemäss ist es zweckmässig, die Spaltweiten zwischen 0,5 und 2 mm zu halten. Hierfür ergeben sich bevorzugte Austrittsge schwindigkeiten zwischen etwa 5 und 50 m/sec.
Die Spalt- und somit Strahlbreiten sind aus Wirt schaftlichkeitsgründen zweckmässig gleich oder nahezu gleich der Breite der Materialbahn. Es kann aber auch eine Bahn sicher geführt werden, wenn die Strahlbreite grösser als die Bahnbreite ist.
Es hat sich gezeigt, dass man durch Variation der Beaufschlagungsgeschwindigkeit und/oder des Abstan des der Austrittsöffnungen für das Gas oder den Dampf das Verhalten der Bahn beeinflussen und somit im gewünschten Sinne steuern kann.
So lassen sich sehr ruhig liegende Bahnen erreichen, wenn die Beauf- schlagungsgeschwindigkeiten bei Spaltweiten von etwa 1 bis 2 nun zwischen 10 und 15 m/sec liegen und die Strahlenpaare in gegenseitigen Abständen von 100 bis 140 mm, besonders etwa 120 mm, aufeinander folgen.
In diesem Falle kann eine besonders schonende Be handlung der Materialbahn erfolgen. Ist dagegen eine sehr intensive Behandlung der Bahn möglich und er wünscht, so ist es zweckmässig, bei den oben angege benen Spaltwesten Beaufschlagungsgeschwindigkeiten zwischen 15 und 50 m/sec zu wählen und die Abstände der Austrittsöffnungen gegenüber der Bahn so einzu stellen, dass eine optimale Beaufschlagungsintensität erzielt wird. Die Entfernung zwischen den Kammerwänden bzw.
den Spaltöffnungen für das Gas oder den Dampf von der Bahnmittellinie liegen im allgemeinen zwischen einigen Millimetern und, einigen, Zentimetern. Beson ders ruhig liegende Bahnen erhält man bei Abständen der Spaltöffnungen von der Bahnmittellinie, die wenige Millimeter, beispielsweise 2 bis 5 Millimeter, betragen, insbesondere dann, wenn die Beaufschlagungsge- schwindigkeiten hoch sind, also beispielsweise Werte zwischen 40 und 50 m/sec haben.
Jedoch kann man bei paarweise zueinander geneigten Düsenöffnungen ,auch dann sehr ruhig liegende und stabile Bahnen er halten, wenn die Bahn wenig oberhalb des geometri schen Schnittpunktes der Strahlmittellinien geführt wird. Wesentlich hierbei ist, dass Gasgeschwindigkeit und Neigungsgrad der Düsen in ausreichendem Mase aufeinander abgestimmt sind.
Es wurde festgestellt, dass bei Beaufschlagunsgsge- schwindigkeiten oberhalb 15 m/sec - je nach der Mate rialbeschaffenheit der Bahn, beispielsweise bei etwa 10,u starken Kunststoffbahnen - und bestimmten geo metrischen Anordnungen der Düsenpaare, in er wünschter Weise mehr oder weniger hochfrequente Eigenschwingungen der Bahn auftreten können. Dieser Vibriereffekt intensivieret in hohem Masse den Stoff bzw.
Wärmeaustausch zwischen dem gas- bzw. dampf förmigen Behandlungsmedium und dem Bahnmaterial. Der Vibriereffekt bewirkt also häufig eine sehr wesent liche Leistungssteigerung der gewünschten Behandlung.
Prinzipiell ist es nach dem vorliegenden Verfahren :auch möglich, die Bewegungsrichtung der Bahn um einen bestimmten Winkel zu ändern. In diesem Fallee muss die Austrittsgeschwindigkeit bzw. die spezifische Beaufschlagungsmenge des Gases, oder des Dampfes an der Umlenkstelle entprechend erhöht werden.
Materialbahnen, die behandelt werden können, können beispielsweise aus Papier, Zellglas, Textilien und Kunststoff bestehen. Behandlung bedeutet jede Behandlung, die in der Einwirkung eines unter Druck stehenden Gaseis oder Dampfes auf die Materialbahn besteht.
So kann es sich um physikalische oder chemi sche Vorgänge handeln. Beispielsweise kann man eine Materialbahn, etwa eine Folienbahn, mit Heissluft auf heizen,
oder die Polymerisation einer auf der Bahn aufgetragenen Schicht monomerer Verbindungen durch Einwirkung von Heissluft fördern. Die durch Gaskon vektion herangeführte \'Wärme kann gegebenenfalls durch Wärmestrahlung unterstützt werden. Besonders wichtig ist die vorliegende Vorrichtung, um feuchtes, bandförmiges Material zu trocknen, beispielsweise durch Zuführung eines trockenen Luftstromes.
Die Auswahl des. Gases oder Dampfes richtet sich nach dem jeweils verfolgten Zweck. In den meisten Fällen verwendet man Luft. In manchen Fällen kön nen aber auch Wasserdampf, Wasserdampf-Luft-Gemi- sche oder andere Gase und/oder Dämpfe, beispiels weise Stickstoff oder Kohlendioxyd, eingesetzt werden.
Durch die vorliegende Behandlung wird erreicht, dass die Materialbahn -sowohl beim horizontalen als auch beim vertikalen Durchgang durch die Behand- lungszone freischwebend so geführt wird, dass das Gas mit wesentlich höheren Geschwindigkeiten auf die Materialbahn auftreffen kann als bei ähnlichen be kannten Verfahren. Freischwebende Führung soll bedeuten, dass die Bahn innerhalb der Behandlungs zone ohne sonstige mechanische Hilfsmittel allein durch das gas- oder dampfförmige Behandlungsme dium geführt wird,
also insbesondere auch mit den Wänden der Behandlungszone nicht in Berührung kommt.
Im nachfolgenden werden einige bevorzugte Aus führungsformen der erfindungsgemässen Vorrichtung anhand der Fig.1 bis 7 schematisch beschrieben.
Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch einige unter halb der horizontal verlaufenden Materialbahn ange ordnete Düsenelemente, durch die eine schräge Beauf schlagung der Bahn erfolgt. Sie erläutert gleichzeitig einige auch bei anderen Ausführungsformen wieder kehrende geometrische Grössen. Fig. 2 zeigt eine Variante der Düsenelemente nach Fig. 1 mit zusätzlicher senkrechter Beaufschlagung der Bahn durch eine Mitteldüse.
Fig. 3 zeigt einen Querschnitt durch einen unter halb der horizontal verlaufenden Materialbahn ange ordneten Düsenausschnitt, bei dem die Düsenpaare durch Umströmungskörper und Profile gebildet wer den.
Fig.4 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Düsenausschnittes nach Fig. 1.
Fig. 5 zeigt den Querschnitt durch einen geschlos- senen Düsenkasten.
Fig. 6 zeigt den Schnitt C-D dusch den Düsenkar steh nach Fig. 5.
Fig.7 zeigt den Längsschnitt durch eine Vorrich tung mit mehreren Düsenkästen.
In Fig. 1 befinden sich gegenüber der Materialbahn 1 im Querschnitt trapezförmige, an ihren breiten Enden offene Profile 2, die der Materialbahn 1 wechselweise mit der offenen und der geschlossenen Seite zugekehrt sind. Die der Bahn. 1 zugekehrten Profilrücken 3 bil den die Wand der Behandlungszone, die von der Bahn 1 nicht berührt werden soll. Die von der Bahn abge wandten Profilrücken 4 bilden die Böden des Abström- kanäle für das Gas.
Die engen linearen Zwischenräume 5 zwischen den einzelnen. Profilen stellen die Düsen für die Zuführung des Gases dar. Die Düsenachsen bilden paarweise miteinander gleiche Winkel (a = ss) mit der durch ihren geometrischen Schnittpunkt führenden Normalen N auf die neutrale Linie .
Die neutrale Linie ist die Mittelachse durch die Behandlungszone in Längsrichtung, die im Idealfall mit der Mittellinie der Materialbahn zusammenfällt und daher im nachfol genden ebenfalls unter der Bezugsnummer 1 erscheint. t gibt die Düsenteilung, d. h. den Abstand zwischen zwei benachbarten Normalen N an.
a stellt die halbe Höhe der Behandlungszone, also den Abstand zwi schen dem der Materialbahn 1 zugekehrten Profilrük- ken 3 und der neutralen Linie 1 dar. h ist das Lot vom hypothetischen Schnittpunkt der Achsen zweier Düsen 5 auf den Profilrücken 3, H gibt die Höhe des Profil rückens 3 und gleichzeitig die Tiefe des Abströmkanals 4 an.
B ist die Breite des Profilrückens 3, b der geome trische Tragquerschnitt, d. i. der von den beiden ver längerten Achsen eines Düsenpaares 5 ausgeschnittene Teil der neutralen Linie 1. s bedeutet die Spaltweite der Düsen an deren Mündung.
Die gleiche - nicht eingezeichnete - Profilanord- nung liegt oberhalb der neutralen Linie 1 vor. Hierbei können die Profile 2 zu beiden Seiten der neutralen Linie 1 spiegelbildlich-angeordnet oder auch gegenein ander um eine halbe Düsenteilung
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versetzt sein.
Im letzteren Falle steht jedem Profilrük- ken 3 auf dar einen Seite der Bahn 1 ein Abströmka- nal 4 auf der anderen Seite der Bahn 1 gegenüber. Es hat sich gezeigt, dass in diesen beiden Grenzfällen und auch in jeder beliebigen Zwiscenstellung eine freischwebende Führung der Materialbahn und eine gute Tragwirkung erzielt werden kann. Den noch ist es meist zweckmässig,
wenn die 5a beiderseits der Bahn 1 um die halbe Düsen- teilung möglicherweise s ausgeglichen m nachfolgenden einfach genannt mit einer bestimmten Geschwindlgkeit aus, der a Behandlungszone r besonders gute Breithaltewirkung erreicht, wenn die t Die in Fig. 2 dargestellten Vorrichtungselemente Symmetrie ebene des zugehörigen Düsenpaares 5 liegt. Aus der n wirbel freies Fig. 1 erfüllen in diesem Fall die beiden Tragwirbel ausschliesslich Überlage rung
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versetzt sind, weil dadurch möglicherweise auftretende Ursymmetrien bezw.
Schwankungen der Austrittsge schwindigkeiten des Gases oberhalb und unterhalb der Bahn 1 besser ausseglichen werden und somit eine bes sere Symmetrie der Bahnmittellage bewirkt wird.
Strömt nun beiderseits der neutralen Linie 1 bei versetzter oder gegenüberliegender Anordnung der Profile Z durch de Düsenspalte s ein dampf- oder gas- förmiges Medium - i Gas - mit einer bestimmten Geschwindigkeit aus, so bilden sich zwischen der Bahn 1, den Profilrücken 3 und dein quer zur Bahnduschlaufrichtung stehenden, paarweise angeordneten Düsenmündungen 5a Tragwir belpaare W aus.
Diese wirken einem Annähern der Bahn 1 an die Wandungen der Behandlungszone entge gen, so dass bei waagerechter als auch bei senkrechter Bahnführung ein berührungsfreier Durchlauf der Bahn 1 erreicht wird: Durch das symmetrische seitliche Ab strömen des Gases in den Abstromkanälen 4 wird eine besonders gute Breithaltewirkung erreicht, wenn Abströmquerschnitte in einem ausgewogenen Verhält nis zum Durchsatz des Gases stehen.
Da die abströ mende Gasmenge von der Kanalmitte nach aussen etwa linear zunimmt, ist insbesondere eine Erweiterung der Abströmquerschnitte nach aussen hin günstig.
Die in Fig.2 dargestellten Vorrichtungselemente entsprechen denen, der Fig. 1. Jedoch enthalten hier die der Materialbahn 1 zugekehrten. Profilrücken 3 noch eine zusätzliche Mitteldüse 6, die in der des zugehörigen Düsenpaares 5 liegt. Aus der Mitteldüse 6 tritt das Gas in den Raum aus, der sich zwischen den beiden Tragwirbeln W des aus dien Düsen 5 austretenden Gases und der Materialbahn 1 befindet, und bildet hierbei ein im wesentlichen aerodynamisches Polster P.
Zum Unterschied zu Fig. 1 erfüllen in e beiden Tragwirbel Folie d W fast die Voraussetzungen für das Tragen der Bahn 1, während die Mitteldüse 6 im wesentlichen die Funktion einer intensiven Beaufschla- gung der Bahn, übernimmt.
Dadurch wird eine der Tragwirbel W durch das Polster P erreicht. Hierbei werden die Düsen S und 6 aus der gleichen Gasquelle gespeist, stehen also unter dem gleichen Druck. Die Wirkung dieser Anordnung besteht haupt sächlich in einer Abflachung der Wellenlinie der Mate rialbahn bei versetzter Düsenanordnung und in einer Erhöhung der Beaufschlagungsgeschwindigkeit.
Diese Anordnung ist überall dort besonders angebracht, wo eine möglichst geringe Spannung und eine möglichst intensive Beaufschlagung der Bahn 1 angestrebt wird. Ein Beispiel hierfür ist das Aufheizen einer Kunststoff- bahn, die bei Einwirkung einer zu hohen Zugspannung leicht in unerwünschter Weise gereckt würde.
Fig.3 zeigt eine sehr einfache Ausführungsform der Düsenelemente. Hierbei. wechseln parabolisch ge formte Abströmkanäle 7 und gegen die Materialbahn 1 geöffnete Zuströmkanäle 8 miteinander ab. In der Mitte der Zuströmkanäle 8 befinden sich Umströ mungskörper 9, die die Zustromkanäle 8 in jeweils zwei düsenartige Gaszuführungswege 8a und 8b auftei len.
Das Gas wird durch die Zusirömkanäle 8 gepresst, streicht an den Umströmungskörpem 9 entlang und wird durch diese; in zwei gegeneinander geneigte Teil- ströme gespalten, die nach Ablenkung durch die Mate rialbahn 1 ein Wirbelpaar W, wie in Fig. 1 und 2 ange deutet, bilden. Die Umströmungskörper 9 sind im all gemeinen zylinderförmig gestaltet.
Falls die Einwir kung eines heissen Gases auf die Materialbahn er wünscht ist, können die Umströmungskörper 9 beheizt sein, beispielsweise gerippte Heizrohre darstellen.
In diesem Falle kann das Gas unmittelbar vor dem Auf- treffen auf die Materialbahn 1 und vor der Ausbildung der Tragwirbel aufgeheizt und gegebenenfalls durch in Fig.3 nicht dargestellte - Wärmeaustauschrippen zusätzlich ausgerichtet werden.
In den Abströmkanälen 7 können in diesem Falle ausserdem fokussierte IR- Strahler 10 angeordnet sein, die das Erwärmen: der Materialbahn 1 durch Wärmekonvektion des aus den Zuströmkanälen 8 .austretenden Gases durch Wärme strahlung unterstützen. Hierbei sind die parabelförmi- gen Abströmkanäle 7 so ausgebildet, dass die Aussen mäntel der IR-Strahler 10 von der Materialbahn 1 weiter entfernt sind, in, Fig. 3 also tiefer liegen als die Aussenmäntel der Umströmungskörper 9.
Auch bei der Vorrichtung nach Fig. 3 liegt oberhalb der Bahn 1 die gleiche - nicht eingezeichnete - gegebenenfalls spiegel bildliche Anordnung der Vorrichtungselemente vor. Eine manchmal bevorzugte Abänderung der Vorrich tung nach Fig. 3 besteht darin, dass die Zuströmkanäle 8 nicht nur durch einen Umströmungskörper 9, son- dern durch mehrere nebeneinander angeordnete Um strömungskörper unterteilt werden, wobei sich zwi schen je zwei dieser Umströmunpskörper wiederum je eine schmale Gasaustrittsöffnung befindet.
Das oben definierte Strahlenpaar tritt in diesem Fall an den beiden Aussenseiten dies so gebildeten Strahlenbün dels zwischen der Seitenwand des Abströmkanals und dem dieser Seitenwand benachbarten Umströmungs körper aus.
Die inneren Strahlen des Bündels, die aus den, Zwischenräumen zwischen je zwei Umströmungs körpern austreten, werden senkrecht gegen die Mate- rialbahn gepresst und überlagern die Wirbel des Strah lenpaares durch die oben bereits erwähnte Polsterwir kung.
Fig.4 zeigt den Düsenausschnitt mach Fig. 1 in perspektivischer Ansicht. Damit die Tragwirbel W- (in Fig.4 nicht eingezeichnet) an den Flanken 11 nicht abgleiten und die Tragwirkung nicht beeinträchtigen, laufen die Flanken 11 in Flankensperren 12 aus,
die über die Düsenmündungen 5.a hinausragen. Man kann auf die Flankensperren 12 verzichten und ihre Wir kung auch auf aerodynamischem Wege erreichen,
in dem man die zueinander geneigten Düsenmündungen 5a an ihren Enden durch rechtwinklig zu ihnen ange- ordnete Querkanäle verbindet und aus diesen ebenfalls Gas austreten lässt.
Dies ist jedoch nur zweckmässig, wenn eine zusätzliche Seitenführung der Materialbahn 1 oder eine weitere Breithaltung erreicht werden soll.
In der Mitte der Abströmkanäle 4 befindet sich ein Strömungsteiler 13, der die Aufgabe hat, ein stabiles und symmetrisches Abströmen des Gases nach beiden Seiten; zu bewirken. Auch dient er zur mechanischen Versteifung der Abströmkanäle 7 oder 4.
Fig. 5 zeigt eine geschlossene, mit Luft arbeitende Einheit von, Düsen - im nachfolgenden Düsenkasten genannt - nach Fig. 1 im Querschnitt zur Durchlauf richtung der horizontal geführten Bahn 1. Der Motor 14 treibt den Ventilator 15 an, der zu einen Teil Frischluft durch den Ansaugstutzen 16,
zum anderen Teil Kreislaufluft durch den Umluftkanal 17 ansaugt und diese über den Wärmeaustauscher 18 und durch die Düse 5 in den Innenraum 19 des Düsenkastens drückt. Die aus :den Düsen 5 seitlich abströmende Luft wird zu einem Teil über den Umluftkanal 17, zu einem anderen Teil durch die beiden an je einer Seite des Düsenkastens befestigten Seitenhalme 20 weitergeleitet.
An den Seitenholmen 20 ist der Düsenkasten so aufgehängt, dass es möglich ist, den oberhalb der Materialbahn 1 angeordneten Teil des Düsenkastens abzuheben oder abzuschwenken. Hierdurch lässt sich die Materialbahn 1 zu Beginn des Prozesses ohne Schwierigkeiten in den Düsenkasten einführen. Auch ermöglicht diese
Anordnung einen leichten Zugang zu den Düsen, beispielsweise bei deren Reinigung oder Reparatur. Natürlich kann zusätzlich auch der unter- halb der Bahn 1 angeordnete Teil des Düsenkastens abnehmbar ausgeführt sein.
Fig. 6 zeigt den Düsenkasten nach Fig. 5 im Längs schnitt C-D, also in der Durchlaufrichtung der Mate- rialbahn 1. Die Düsenanordnungen oberhalb und un terhalb der Bahn 1 sind um
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versetzt. Die Bahn 1 wird in der Behandlungszone 21 von beiden Seiten mit dem Gas annähernd kräftesym metrisch beaufschlagt und von Düsenpaar zu Düsen paar durch die an deren Enden ausgebildeten Tragwir belpaare getragen oder geführt.
Fig. 7 zeigt eine aus mehreren aneinandergareihten Düsenkästen 22 bestehende Anordnung im Längs- schnitt zur Durchlaufrichtung der horizontal Materialbahn 1. Oberhalb und- unterhalb der Bahn be- findet sich die gleiche Anzahl von Düsenkästen.
Je zwei gegenüberliegende Düsenkästen bilden eine Düsengruppe. Jeder Düsenkasten enthält mehrere ie Bahn 1, die von einer nicht darge- stellten Abwicklung kommt, wird über die Umlenk- walze 23 in die Arbeitslage umgelenkt und durch einte A tragevarrichtu g,
beispielsweise durch RTI ID="0005.0203" WI="5" HE="4" LX="1744" LY="2488"> das Antrage- walzenpaar 24, beschichtet. Die Bahn, läuft dann in; d Behandlungszone 21 ein und wird von Düsengruppe zu Düsengruppe mit dem Gas beaufsch:
lagt. Sie verlässt schliesslich die Behandlungszone 21, beispielsweise über die Austrittswalzen 25. Die Abstände der einzelnen Düsenkästen 22 von der neutralen Lire 1 sind variabel.
Der gestrichelt gezeichnete Düsenka sten 22a bezeichnet die oberste Stellung, die die ober halb der Bahn 1 angeordneten Düsenkästen; 22 einneh men können, beispielsweise beim Einziehen der Mate rialbahn 1 oder beim Reinigen der Düsen.
Durch verschiedene Einstellung der Abstände a der einzelnen Düsenkästen 22 und/oder Einhalten ver- schiedener Gasgeschwindigkeiten in den einzelnen Kästen ist es möglich, Art und Intensität der Behand lung der Materialbahn 1 beim Durchgang durch die Behandlungszone 21 zu modifizieren. Auch isst es mög lich,
auf beiden oder auch gegebenenfalls nur auf einer Seite der Bahn verschieden gebaute Düsenkästen 22, beispielsweise solche mit den in Fig. 1, 2 und 3 darge stellten Vorrichtungselementen miteinander zu kombi nieren. So kann beispielsweise in Fig. 7 durch die bei den linken Düsengruppen 22 nach Wahl geeigneter Abstände a und einer geeigneten Beaufschlagunsge- schwindigkeit zunächst ein. milder Trocknungseffekt mit Trockenluft unter Verwendung von Düsenelemen ten nach Fig.1 bewirkt werden.
Die beiden mittleren Düsengruppen 22 können in Fig. 2 dargestellte Düsen elemente enthalten und. gegebenenfalls unter Anwen dung anderer Abstände a und einer anderen Beauf- schlagunsgeschwindigkeit eine intensive Trocknung durch reine Konvektion, einleiten, die dann durch die beiden rechten Düsengruppen 22 - gegebenenfalls un ter nochmaliger Änderung der Abstände a und.
der Be aufschlagungsgeschwindigkeit - unter Verwendung der Vorrichtungselemente nach Fig.3 durch Wärmestrah lung unterstützt und beendet werden kann.. Die Vor richtung nach Fig. 7 ist wegen der durch sie ermöglich ten variablen Behandlung der Materialbahn 1 beson ders bevorzugt, insbesondere auch deshalb, weil sie er laubt, vorliegende Düsenanordnungen mit in bekannter Weise ausgebildete Düsen, beispielsweise Loch- oder Schlitzdüsen, zu kombinieren.