Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung für die Wärmebehandlung, beispielsweise Trocknung oder Trockenwärmebehandlung von bahnförmigem Material, wie Textilbahnen und dergleichen, mit gasförmigen Behandlungsmedien, insbesondere bei Führung der Bahn in Spannketten einer Breitspannmaschine.
Es sind vielfältige Formen von Vorrichtungen für die kontinuierliche Wärmebehandlung von Materialbahnen bekannt, bei denen das Behandlungsmedium der Materialbahn durch Düsen mit runden oder eckigen Querschnitten oder durch Spaltdüsen zugeführt wird.
Pra'.itisch alle Vorrichtungen mit solchen Belüftungssystemen sind so aufgebaut, dass das von der Materialbahn abströmende Behandlungsmedium entgegen der oder in Richtung der Bahnbewegung über meist quer zur Laufrichtung der Bahn verlaufende Abströmkanäle abgeführt bzw.
zum Umwälzgebläse zurückgeführt wird. Im Bereich dieser Abluft- oder Abströmkanäle bilden sich nahezu immer unstabile Strömungszustände aus, die zu sehr störenden Flatterschwingungen der zu behandelnden Bahn, ja sogar zum zeitweiligen Hineinsaugen in diese Abluftkanäle führen, vor allem, wenn die Bahn sehr locker geführt wird. Vor allem kommt es aber zu gelegentlichen, sich wiederholenden Berührungen der Materialbahn an den Kanten der Düsenkörper und an den Begrenzungsflächen der Abströmungsräume.
Als besonders nachteilig wurde neuerdings erkannt, dass gerade diese Abströmkomponenten des Behandlungsmediums entgegen der oder in Richtung zur Laufrichtung der Bahn bei mittels Spannketten mit Voreilung eingeführten, d. h. locker mit kleineren oder grösseren Querfalten geführten, belastungsempfindlichen Textilbahnen, insbesondere Wirkwarenbahnen, zu sehr ungünstigen dynamischen Zug-, Spannungs- oder Druckbelastungen führen.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine flatterschwingungsfreie und auch weitgehend zug- und druckfreie Führung einer, bevorzugt locker geführten Materialbahn durch besondere Gestaltung der Vorrichtung, in welcher die Bahn der Behandlung mit strömenden gasförmigen Medien ausgesetzt ist, zu gewährleisten.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung, welche unter und über oder nur unter dem Durchlaufweg der zu behandelnden Materialbahn angeordnete Düsensysteme in Form von parallel zur Bahnführungsebene angeordneten, eine einzige Fläche bildenden Düsenkörper aufweist, deren Flächen durch vertikale, spaltartige Abftihrungs- kanäle für das Behandlungsmedium unterbrochen sind.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung verlaufen diese relativ schmalen, vertikalen Abführungskanäle nur in oder nur annähernd in Laufrichtung der Materialbahn. Sie sind in der vertikalen Abströmungsrichtung gesehen als relativ kurze, vertikale Spalte ausgebildet. Ihre Strömungsquerschnitte sollten vorteilhaft mindestens das 3- und höchstens das 5-fache der Summe der ihnen jeweils zugeordneten Düsenausströmungsquerschnitte in den Düsenkörpern betragen.
Die vertikalen Abführungskanäle sind in einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ausserhalb des unmittelbaren Bereichs der Bahnführung ihrerseits durch quer zur Bahnführungsrichtung verlaufende grössere Sammelabführungskanäle miteinander verbunden. Die Abführung des Behandlungsmediums durch die grösseren Sammelabführungskanäle bleibt auf diese Weise quer zur Laufrichtung der Materialbahn vorteilhaft erhalten, weil im allgemeinen die in die Kreisführung des Behandlungsmediums eingebauten Beheizungsaggregate und die Umwälzgebläse seitwärts von der laufenden Bahn angeordnet sind, ihr bisheriger ungünstiger Einfluss auf die zu behandelnde Materialbahn ist aber beseitigt.
Die Übergänge von den vertikalen Abführungskanälen zu den grösseren quer verlaufenden Sammelabführungskanälen für das Behandlungsmedium sollen Strömungsquerschnitte aufweisen, die mindestens 30-.50 o/o von den der Materialbahn zugewandten Quarschnitten der Abführungskanäle ausmachen. Darum hat es sich als zweckmässig erwiesen, bei längeren vertikalen Abführungskaräten diese in ihrer vertikalen Querschnittsgestaltung mit Erweiterungen zu versehen.
Die nur geringfügig, d. h. bevorzugt nur mit schmalen, vertikalen Abführungskanälen unterbrochenen grossen Düsen körperflächen bewirken gleichsam je nach Intensität der Düsenausströmung ein belastbares. tragfähiges Polster oder Kissen des Behandlungsmediums. Je nach Einstellung der oberen und der unteren Strämungsintensität und dem Gewicht der jeweiligen zu behandelnden Bahn, stellt sich diese in einer stabilen Gleichgewichtslage frei schwebend zwischen den beiden Düsensystemen ein.
Um die Führung des Behandlungsmediums. incb-soildere zur Erzielung eines stebilen Kissens für die Materialbahn, unterschiedlichen Betriebsbedingungen, beispielsweise unterschiedlicher Durchlässigkeit und verschiedenen Gewichten der Materialbahnen noch besser anpassen zu k:jnnen, sollen insbesondere mit den grösseren Sammelabführungskanälen für das Behandlungsmedium Vorrichtungen an sich bekannter Art zur Drosselung der Abströmung des Eehandlungsmediums zur Erzeugung zusätzlicher statischer Drücke im Behandlungsbcreich in Verbindung stehen.
Die Dilsenkörper können sowohl mit Loch- als auch mit Spaltdüsen versehen sein. Als Düsensystem unterhalb der Materialbahn hat sich eine grosse Zahl gleichmässig über die Fläche verteilter Ausströmöffnungen kleiner Durchmesser, wie etwa von 3-5 mm, besonders bewährt. Sie bilden ein vorzügliches Tragekissen etwa in 10-15 mm Abstand von der zu tragenden und zu behandelnden Bahn. Oberhalb der Bahn kann meist auf Einzel- oder Lochdüsen grösserer Querschnitte mit Rücksicht auf die gewünschten Wärmeübertragungsleistungen nicht verzichret werden. Bei Lochdüsen mit grösseren Ausströmungsquersehnitten sollten jedoch grössere Einzelabstände voneinander, besonders bei in Falten geführten Materialbahnen. vermieden werden, da sie Abströrnungs- wirkungen quer zur Faltenbildung hervorrufen.
Sie sollten dann in Reihen angeordnet sein. Bei in Reihen angeordneten Lochdüsen hat es sich als zweckmässig erwiesen, die Düsenreihen etwas schräg zur Laufrichtung der Materialbahn anzuordnen, um zu vermeiden, dass streifige Abbildungen der Düsen auf der Bahn entstehen. Aus den gleichen Gründen werden Schlitz- oder Spaltdüsen vorteilhaft quer oder leicht schräg zur Laufrichtung der Materialbahn angeordnet. In jedem Einzelfall müssen die Düsenöffnungssysteme und die Ausführungen und Anordnungen der Abluftsysteme sorgfältig aufeinander abgestimmt werden. Relativ problemlos ist dies beim optimalen Tragkissensystem mit einer Vielzahl kleiner Austrittsöffnungen.
Um Hereinziehen der Bahn in etwa noch verbleibende Schlitze zwischen in Laufrichtung der Bahn hintereinanderliegenden Einzeldüsenkörpern zu vermeiden, soll deren Breite vorzugsweise weniger als 5 mm betragen.
Besonders geeignet ist die erfindungsgemässe Vorrichtung beispielsweise für die Wärmebehandlung von sehr spannungs- und flatterbewegungsempfindlichen Wirkwarenbahnen und Gewebebahnen aus texturierten synthetischen Fasern in Breitspannketten, mit hoher Voreilung, wobei hohe Schrumpf- oder Krumpfwerte erreicht werden sollen. Dann wird die Materialbahn, bewirkt durch die Einführung mit Voreilung in die Spannketten, mit stark ausgeprägter Querfaltenbildung den dynamischen Belastungen der Düsenbe lüftung ausgesetzt.
Während bisher die quer zu den Falten verlaufende Abführung des Behandlungsmediuins zu stärkeren dynamischen Zug- und Druckbelastungen und die in Richtung der Querfalten verlaufenden grösseren Abluft- oder Abströmungsräume zu erheblichen zusätzlichen Flatterschwingungs- und -saugbelastungen auf die meist durchhängenden Matenalfaken führten, ist eine ähnliche Belastung nunmehr bei den im Vergleich zur gesamten Düsenfläche minimalen Abströmfläche der Abströmspalte und besonders bei der vorzugsweise nur quer zu den Flächen verlaufenden Abströmung praktisch aufgehoben. Die Falten in der Textilbahn können sich auf das sich nun unter der Bahn herausbildende Luftkissen auflegen.
Ideale Voraussetzungen für Schrumpr- und I(rumpfwirkungen ohne jede Flatter- oder Spannungsbelastung sind damit gegeben.
Anstelle der Düsensysteme mit Einzeldüsenkörpern über und unter dem Durchlaufweg der Materialbahn kann bei Beschränkung der Arbeitsprinzipien auf die sogenannte Luftpolster- oder Luft1.issenbildung unterhalb der Materialbahn das oberhalb der Bahn befindliche Düsensystem beispielsweise als ein mit einzelnen Düsenfingern versehenes Hoehleistungs- düsensystem an sich bekannter Bauart ausgebildet sein. Zur Gewährleistung stabiler Drud-u:onen können bei einer bevorzugten Ausführungsform dieses Düsensystems, an den bs den Aussenseiten jedes Düsenfingers Lochdüsen mit geringem Lochabstand als Lochdüsenreihen oder Spaltdüsen quer zur Warenlaufrichtung liegend angeordnet sein.
Zwischen benachbarten Düsenfingern können noch dem gleichen Zweck dienende Mittel wie Abschirmbleche oder Mittel zur Drosselung bzw. Absperrung der vertikalen Abströmung des Behandlungsmediums vorhanden sein.
Im nachstehenden werden Ausführungsformen der erfindungsgemässen Vorrichtung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beispielsweise erläutert.
In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 einen Teilschnitt durch eine Ausführungsform der erflndungsgemässen Vorrichtung;
Fig. 2 eine Draufsicht auf die Düsenkörper mit verschiedenen Düsensystemen;
Fig. 3 einen Teilschnitt durch eine abgewandelte Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung.
Die in Falten liegende, zu behandelnde Materialbahn 10 läuft in den Figuren von links nach rechts, wie durch Pfeile angedeutet. Die bevorzugt parallel unterhalb bzw. oberhalb der Materialbahn 10 angeordneten Einzeldüsenkörper für die Zuführung des Behandlungs- und Trockenmediums sind mit 11 bis 13 gekennzeichnet. Dabei weisen die bevorzugt nur unterhalb der Materialbahn angeordneten Düsenkörper 11 beispielsweise jeweils eine Vielzahl von Ausströmöffnungen mit ca. 3-5 mm Durchmesser auf, welche wie dargestellt, gleichmässig über die Düsenkörperfläche verteilt sind.
Die Spaltöffnungen im Düsenkörper 12 verlaufen einmal genau in der Durchlaufrichtung und einmal schräg zur Durchlaufrichtung der Materialbahn und mögen beispielsweise eine Spaltbreite von 5-10 mm aufweisen. Es könnten natürlich auch mehrere Spalten mit etwa 1,5-2,5 mm Breite vorhanden sein.
Die üblicherweise quer zur Materialbahn verlaufenden grösseren Sammelabführungskanäle 17 sind in der erfindungc gemässen Vorrichtung räumlich zur Materialbahn hin praktisch abgeschlossen, wie insbesondere Fig. 1 und 3 erkennen lassen. Die zwischen den Flächen der Düsenkörper 11 bis 13 verbleibenden schmalen Schlitze 18 könnten auch ganz geschlossen sein.
Zwischen den Düsenkörpern 11, 12 und 13 sind relativ schmale vertikale und in Richtung oder annähernd in Richtung der Bahnführung verlaufende Abluft- oder Abströmkanäle 16 angeordnet, die ohne jede dynamischen Sogeinflüsse auf die Materialbahn das gasförmige Behandlungsmedium nach seinem Aufprallen auf die Materialbahn und seinem seitlichen Abströmen aus dem Materialbahnbereich entfernen. Die Summe der Abströmungsquerschnitte der vertikalen Abströmplatte 16 sollte mindestens das 3- und höchstens das 5-fache der Summe der zugeordneten Düsenaus strömungsflächen in den horizontalen Düsenfläcilen 11 bis 13 betragen. Dann bestehen keine Gefahren mehr für ungünstige Einflüsse der Abführungsströmung im Bereich dieser Abströmspalten.
Andererseits müssen ihre Verbindungs öffnungen zu den quer verlaufenden Abführungssammel- kanälen 17, etwa der Darstellung entsprechend, gross genug sein, damit vor diesen Verbindungsöffnungen oder Über- gängen 19 nicht wiederum ungünstige Strömungswiderstände entstehen.
Die Ausführung der Düsen und der Düsenkörper, die oberhalb der Materialbahn angeordnet sind, können vielfältiger Art sein. Zunächst können sie, bevorzugt und wie in Fig. 1 dargestellt, in gleicher Weise ausgebildet sein wie die Düsenkörper 12 und 13. Sie können aber auch in irgendeiner anderen, an sich bekannten Art ausgeführt sein und z. B. wSe in Fig. 3 dargestellt, in Düsenfingern 21 angebracht sein, zwischen dellen seh vertikale Abströmräume 22 befinden.
Eine solche Ausbildung des oberhalb der Materialbahn befindlichen Düsensystems ist insbesondere dann zu bevorzugen, wenn Spannket.enführu:egen einen grösseren Abstand der oberen Düsenkörper und der Düsenaustritte erforderlich machen oder wenn schwerere Materialien zu behandeln sind.
Die Materialbahn stellt sich dann in eine Gleidigewichtslage in der Nähe der unteren horizontalen Düsenkörperflächen ein. Damit kommen auch die Einflüsse der verbleibenden oberen offenen Abströmungsk2näle aus einer ungünstigen Nähe zur Materialbahn heraus.
Um in diesem Bereich aber auch noch eine zusätzliche Stabilisierung der Druckzonen zu erreichen, können in den Abs.römräumen 22 Abschimìbleclle 23 oder Drosseln an sich bekannter Art vorhanden sein. Auch können im Bereich der seitlichen Begrenzungen der Düsenfinger 21 Sperrdüsen 20 angebracht sein, die als Lochdüsenreihen mit geringem Lochabstand oder als Spaltdüsen ausgeführt sein können.
The present invention relates to a device for the heat treatment, for example drying or dry heat treatment of web-shaped material such as textile webs and the like, with gaseous treatment media, in particular when the web is guided in tensioning chains of a wide-tensioning machine.
Various forms of devices for the continuous heat treatment of material webs are known in which the treatment medium is supplied to the material web through nozzles with round or angular cross-sections or through slot nozzles.
Practically all devices with such ventilation systems are constructed in such a way that the treatment medium flowing off the material web is discharged or removed counter to or in the direction of the web movement via mostly transverse to the running direction of the web.
is returned to the circulation fan. In the area of these exhaust air or outflow channels, unstable flow conditions almost always develop, which lead to very disruptive flutter vibrations in the web to be treated, and even to temporary sucking into these exhaust air channels, especially if the web is guided very loosely. Above all, however, there are occasional, repetitive touches of the material web on the edges of the nozzle bodies and on the boundary surfaces of the outflow spaces.
It has recently been recognized as particularly disadvantageous that it is precisely these outflow components of the treatment medium that are introduced against or in the direction of the running direction of the web with lead-in by means of tensioning chains, ie. H. Load-sensitive textile webs, in particular knitted fabric webs, loosely guided with smaller or larger transverse folds lead to very unfavorable dynamic tensile, tension or pressure loads.
The object of the present invention is to ensure a flutter vibration-free and also largely tension and pressure-free guidance of a preferably loosely guided material web by a special design of the device in which the web is exposed to the treatment with flowing gaseous media.
The subject of the present invention is a device which has nozzle systems arranged under and over or only under the path of the material web to be treated in the form of nozzle bodies arranged parallel to the web guiding plane and forming a single surface, the surfaces of which are formed by vertical, gap-like discharge channels for the treatment medium are interrupted.
In a particularly advantageous embodiment of the device according to the invention, these relatively narrow, vertical discharge channels run only in or only approximately in the running direction of the material web. Viewed in the vertical outflow direction, they are designed as relatively short, vertical gaps. Their flow cross-sections should advantageously be at least 3 and at most 5 times the sum of the nozzle outflow cross-sections assigned to them in the nozzle bodies.
In a further advantageous embodiment, the vertical discharge channels are in turn connected to one another outside the immediate region of the web guide by larger collective discharge channels running transversely to the web guide direction. The discharge of the treatment medium through the larger collecting discharge channels is advantageously retained in this way transversely to the direction of travel of the material web, because the heating units built into the circulation of the treatment medium and the circulating fans are generally arranged to the side of the running web, their previous unfavorable influence on the web to be treated However, the material web is eliminated.
The transitions from the vertical discharge channels to the larger, transversely running collective discharge channels for the treatment medium should have flow cross-sections which make up at least 30-50% of the cross-sections of the discharge channels facing the material web. For this reason, it has proven to be expedient to provide longer vertical discharge carats with extensions in their vertical cross-sectional design.
The only slightly, i.e. H. Large nozzle body surfaces, preferably interrupted only by narrow, vertical discharge channels, produce a loadable body surface, as it were, depending on the intensity of the nozzle outflow. stable cushion or cushion of the treatment medium. Depending on the setting of the upper and lower flow intensity and the weight of the respective web to be treated, this is set in a stable equilibrium position floating freely between the two nozzle systems.
To the management of the treatment medium. incb-soildere to achieve a stable cushion for the material web, to be able to adapt even better to different operating conditions, for example different permeability and different weights of the material webs: jnnen, in particular with the larger collecting discharge channels for the treatment medium, devices of a known type for throttling the outflow of the Eehandlungsmediums are connected to generate additional static pressures in the treatment area.
The nozzle bodies can be provided with both hole and slot nozzles. A large number of outflow openings with small diameters, such as 3-5 mm, evenly distributed over the surface, has proven particularly useful as a nozzle system below the material web. They form an excellent carrying cushion about 10-15 mm away from the web to be carried and treated. Above the track, it is usually not possible to do without single or hole nozzles with larger cross-sections with regard to the desired heat transfer capacities. In the case of perforated nozzles with larger outflow cross sections, however, greater individual distances from one another should be greater, especially in the case of material webs guided in folds. must be avoided, as they cause stripping effects across the formation of folds.
They should then be arranged in rows. In the case of perforated nozzles arranged in rows, it has been found to be expedient to arrange the rows of nozzles somewhat obliquely to the running direction of the material web in order to avoid streaky images of the nozzles on the web. For the same reasons, slot or slot nozzles are advantageously arranged transversely or slightly obliquely to the running direction of the material web. In each individual case, the nozzle opening systems and the designs and arrangements of the exhaust air systems must be carefully coordinated. This is relatively problem-free with the optimal support cushion system with a large number of small outlet openings.
In order to prevent the web from being drawn in in any remaining slots between individual nozzle bodies lying one behind the other in the running direction of the web, their width should preferably be less than 5 mm.
The device according to the invention is particularly suitable, for example, for the heat treatment of very tension and flutter movement sensitive knitted fabric webs and fabric webs made of textured synthetic fibers in wide-span chains, with high lead, with high shrinkage or shrinkage values to be achieved. Then the material web, caused by the introduction with lead into the tensioning chains, is exposed to the dynamic loads of the nozzle ventilation with pronounced transverse folds.
While up to now the discharge of the treatment medium running across the folds led to stronger dynamic tensile and pressure loads and the larger exhaust air or outflow spaces running in the direction of the cross folds to considerable additional flutter vibration and suction loads on the mostly sagging material, a similar load is now in the case of the minimal outflow area of the outflow gaps in comparison to the entire nozzle area and especially in the case of the outflow which preferably runs only transversely to the surfaces. The folds in the textile web can rest on the air cushion that is now forming under the web.
Ideal prerequisites for shrinkage and hull effects without any flutter or tension are therefore given.
Instead of the nozzle systems with individual nozzle bodies above and below the path of the material web, if the working principles are limited to the so-called air cushion or air cushion formation below the material web, the nozzle system located above the web can be designed, for example, as a high-performance nozzle system of a known type with individual nozzle fingers be. To ensure stable pressure, in a preferred embodiment of this nozzle system, hole nozzles with a small hole spacing can be arranged as rows of holes or slot nozzles transversely to the direction of movement of the goods on the bs on the outer sides of each nozzle finger.
Means serving the same purpose, such as shielding plates or means for throttling or blocking the vertical outflow of the treatment medium, can also be present between adjacent nozzle fingers.
In the following, embodiments of the device according to the invention are explained, for example, with reference to the drawings.
In the drawings show:
1 shows a partial section through an embodiment of the device according to the invention;
2 shows a plan view of the nozzle bodies with various nozzle systems;
3 shows a partial section through a modified embodiment of the device according to the invention.
The material web 10 to be treated, lying in folds, runs from left to right in the figures, as indicated by arrows. The individual nozzle bodies for supplying the treatment and drying medium, which are preferably arranged parallel below or above the material web 10, are identified by 11 to 13. The nozzle bodies 11, which are preferably arranged only below the material web, each have, for example, a plurality of outflow openings with a diameter of approx. 3-5 mm which, as shown, are evenly distributed over the nozzle body surface.
The gap openings in the nozzle body 12 run once exactly in the direction of passage and once at an angle to the direction of passage of the material web and may, for example, have a gap width of 5-10 mm. There could of course also be several gaps with a width of about 1.5-2.5 mm.
The larger collecting discharge channels 17, which usually run transversely to the material web, are practically closed off spatially from the material web in the device according to the invention, as can be seen in particular from FIGS. 1 and 3. The narrow slots 18 remaining between the surfaces of the nozzle bodies 11 to 13 could also be completely closed.
Between the nozzle bodies 11, 12 and 13 there are relatively narrow vertical exhaust air or outflow channels 16 running in the direction or approximately in the direction of the web guide, which, without any dynamic suction influences on the material web, the gaseous treatment medium after its impact on the material web and its lateral outflow Remove from the web area. The sum of the outflow cross-sections of the vertical outflow plate 16 should be at least 3 and at most 5 times the sum of the assigned nozzle outflow areas in the horizontal nozzle areas 11 to 13. Then there are no longer any dangers for unfavorable influences of the discharge flow in the area of these discharge gaps.
On the other hand, their connection openings to the transverse discharge collecting ducts 17 must be large enough, roughly as shown, so that unfavorable flow resistances do not again arise in front of these connection openings or transitions 19.
The design of the nozzles and the nozzle bodies, which are arranged above the material web, can be of various types. First, they can, preferably and as shown in FIG. 1, be designed in the same way as the nozzle bodies 12 and 13. However, they can also be designed in any other known manner and z. B. wSe shown in Fig. 3, be mounted in nozzle fingers 21, between dents see vertical outflow spaces 22 are.
Such a design of the nozzle system located above the material web is particularly preferable if the clamping chain guides require a greater distance between the upper nozzle body and the nozzle outlets or if heavier materials are to be treated.
The material web then adjusts itself to a balanced weight position in the vicinity of the lower horizontal nozzle body surfaces. Thus, the influences of the remaining upper open outflow channels also come from an unfavorable proximity to the material web.
In order to achieve an additional stabilization of the pressure zones in this area, however, shielding plates 23 or throttles of a known type can be provided in the Abs.römraum 22. Blocking nozzles 20 can also be attached in the area of the lateral boundaries of the nozzle fingers 21, which can be designed as rows of perforated nozzles with a small hole spacing or as slot nozzles.