CH686289A5 - Verfahren und Anordnung zum Kondensieren von dampffoermigen Substanzen. - Google Patents

Description

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Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kondensieren von dampfförmigen, aus bewegten erwärmten Bahnen austretenden Substanzen, insbesondere von beim Erwärmen oder Trocknen der Bahnen austretenden Lösungsmitteln.

Die Erfindung betrifft ausserdem eine Anordnung zum Kondensieren von dampfförmigen, aus bewegten erwärmten Bahnen austretenden Substanzen, mit mindestens einer drehbaren Kühlwalze; insbesondere zum Kondensieren von aus beim Erwärmen oder Trocknen der Bahnen austretenden Lösungsmitteln. Bei der Beschichtung von laufenden Bahnen, die z.B. aus Kunststoff, Papier, Gewebe oder dgl. bestehen können, sind die Substanzen, mit denen die Bahnen beschichtet werden sollen, sehr oft in Lösungsmitteln gelöst, die nach dem Beschichten, meist durch Wärmezufuhr, wieder ausgetrieben werden müssen. Aus Gründen des Umweltschutzes ist es heute üblich oder sogar vorgeschrieben, zumindest den grössten Teil der Lösungsmitteldämpfe zu kondensieren und rückzu-gewinnen. Dabei soll die Kondensation so gesteuert werden, dass der dampfförmige Anteil des Lösungsmittels, sofern es wie üblich brennbar ist, in dem Raum, in dem es verdampft, ausserhalb der Explosionsgrenzen liegt. Liegt der dampfförmige Anteil unterhalb der Explosionsgrenze, so muss ein hoher Luftüberschuss bestehen, was ein Entfernen des Lösungsmittels erschwert; liegt er oberhalb der Explosionsgrenze, so ist die Kondensation des Lösungsmittels zwar leichter zu bewirken, doch muss sichergestellt werden, dass kein Sauerstoff hinzutreten kann, da sonst Brand- oder Explosionsgefahr besteht. Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht in einem Verfahren und einer Anordnung zum Kondensieren von dampfförmigen Substanzen, vorzugsweise von Lösungsmitteln, die beim Trocknen oder Erwärmen aus bewegten Bahnen austreten. Die Lösung gemäss der Erfindung besteht darin, dass die dampfförmig austretenden Substanzen an mindestens einer mit einem Raum über der Bahn in Verbindung stehenden, gekühlten, rotierenden Kondensationsfläche zur Kondensation gebracht wird.

Die gekühlte rotierende Kondensationsfläche, die vorteilhaft als rotierende Kühlwalze realisiert werden kann, wird gemäss einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung direkt in dem Raum über der Bahn angeordnet, in dem das Lösungsmittel verdampft. Im Bedarfsfall können mehrere Kühlwalzen vorgesehen sein, die dann bevorzugt in Förderrichtung der Bahn hintereinander angeordnet werden.

Wie in der Einleitung ausgeführt, darf in den mit Lösungsmitteldämpfen angefüllten Raum möglichst keine Sauerstoff enthaltende Luft eintreten, um die Gefahr von Explosionen oder Bränden auszu-schliessen. Hierzu ist es gemäss der Erfindung vorteilhaft, den Kondensationsvorgang zu steuern, was gemäss einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung dadurch geschehen kann, dass die Rotationsgeschwindigkeit der Kühlfläche in Abhängigkeit von dem in dem Raum über der Bahn herrschenden im wesentlichen von den Lösungsmitteldämpfen bestimmten Druck gesteuert wird. Vorteilhaft wird dabei ein geringer Überdruck zur Atmosphäre aufrechterhalten, der ausreicht, das Eindringen von Luft zuverlässig zu verhindern, der aber nicht so gross ist, dass unzulässig grosse Mengen von Lösungsmitteldämpfen austreten. Reicht der Stellbereich der Steuerung der Rotationsgeschwindigkeit nicht mehr aus, so kann zusätzlich die Zufuhr eines Kühlmediums, das gas- oder dampfförmig oder flüssig sein kann, zu der Kühltrommel gesteuert werden.

In der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.

Eine auf ihrer Oberseite 2 beschichtete Bahn 1, die in einer Seitenansicht dargestellt ist und sich aus der Zeichenebene nach hinten erstreckt, wird in Richtung der Pfeile 3 gefördert. In einer Trocknungskammer 4 soll das Lösungsmittel aus der Beschichtung entfernt und kondensiert werden. Hierzu wird dem Raum 5 unterhalb der Bahn 1 Wärme, z.B. in Form eines Heissgases, in Form von Strahlungswärme oder Konvektionswärme oder dergleichen, zugeführt, die das Lösungsmittel aus der auf der Oberseite 2 der Bahn 1 befindlichen Beschichtung austreibt, so dass es als Dampf in den Raum 6 oberhalb der Bahn 1 austritt. In diesem Raum 6 ist mindestens eine rotierende Kondensationsfläche in Form einer ebenfalls in Seitenansicht dargestellten und sich aus der Zeichenebene nach hinten erstreckenden Kühlwalze 7 angeordnet. Es können im Bedarfsfall auch mehrere Kühlwalzen vorgesehen sein, die dann vorteilhaft in Förderrichtung der Bahn nebeneinander angeordnet sind.

Die Kühlwalze 7, der über Leitung 8 gasförmiges, dampfförmiges oder flüssiges Kühlmedium von einer Quelle 9 zugeführt wird, das über eine Leitung 11 zurückgefördert wird, ist durch einen steuerbaren Antrieb in Form eines Elektromotors 12 zu einer rotierenden Bewegung in Richtung des Pfeils

13 angetrieben. Infolge der gekühlten Mantelfläche

14 der Kühlwalze 7 strömt das dampfförmige Lösungsmittel entsprechend den Pfeilen 15 auf die Walze 7 zu und kondensiert auf deren Mantelfläche 14. Das Kondensat in Form eines Flüssigkeitsfilmes wird von einem an der Mantelfläche 14 streifenden Schabers 16 in eine Abflussrinne 17 geleitet, die erwärmt sein kann, um an ihrer Unterseite eine Kondensation von Lösungsmittel und ein eventuelles Herabtropfen zu vermeiden.

Ein Drucksensor 21 erfasst den in dem Raum 6 herrschen Druck. Das entsprechende Druck-Messsignal wird in einem Messsignalverstärker 22 verstärkt und in einem Vergleichsglied 23 mit einem von einem Sollwertgeber 24 abgegebenen Sollwertsignal verglichen. Ein von der Abweichung des Istwertsignals vom Sollwertsignal abhängiges der Regelabweichung entsprechendes Signal steuert einen Leistungsverstärker 26, der den Elektromotor 12 schneller (bei ansteigendem Druck des Lösungsmitteldampfes) oder langsamer (bei abfallendem Druck) antreibt. Anstelle eines Drucksensors 21 kann auch ein mit 21a schematisch angedeuteter Strömungssensor vorgesehen sein, der in einem Bereich 20 angeordnet ist, in dem Lösungsmitteldämpfe durch einen Spalt 19 aus dem Kondensati5

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onsraum 6 in die Atmosphäre ausströmen. Der Strömungssensor kann in an sich bekannter Weise in Form einer von der Strömung bewegten Fahne ausgebildet sein, deren Stellung von einem nicht dargestellten Messglied, z.B. von einem optischen oder induktiven Messglied, erfasst wird. Die Steuerung des Elektromotors 12 erfolgt dann derart, dass die Strömung zumindest annähernd oder in vorgegebenen Grenzen, aufrechterhalten wird, d.h. dass sie aus dem Raum 6 in die Atmosphäre gerichtet ist, also keine Sauerstoff enthaltende Luft in den Raum 6 hineinströmt, andererseits aber die Strömung nicht zu gross wird, d.h. nicht zuviel dampfförmiges Lösungsmittel in die Atmosphäre strömen kann.

Wird der Regelbereich der vorbeschriebenen Drehzahlsteuerung für den Elektromotor 12 und damit die Drehzahl der Kühlwalze überschritten, so kann das der Regelabweichung entsprechende Signal einem Stellventil 27 zugeführt werden, so dass die Menge des der Kühlwalze zugeführten Kühlmediums und/oder seine Temperatur im Sinne der Aufrechterhaltung eines geringen Überdrucks im Raum 6 gesteuert werden kann. Beide Steuerungsmöglichkeiten können für sich allein oder auch in Kombination Verwendung finden.

Vor Beginn der Trocknung und des Kondensationsbetriebes kann der Raum 6 zum Austreiben der Luft mit Inertgas gespült werden.

Der Vorteil der Erfindung besteht darin, dass ein unerwünschtes Herabtropfen von kondensiertem Lösungsmittel auf die Bahn zuverlässig vermieden wird.

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Patentansprüche

1. Verfahren zum Kondensieren von dampfförmigen, aus bewegten, erwärmten Bahnen austretenden Substanzen, dadurch gekennzeichnet, dass die dampfförmig austretenden Substanzen an mindestens einer mit einem Raum (6) über der Bahn (1) in Verbindung stehenden, gekühlten, rotierenden Kondensationsflächen zur Kondensation gebracht werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kondensation der dampfförmigen Substanzen an der gekühlten Kondensationsfläche in Abhängigkeit vom Dampfdruck der Substanzen in dem Raum (6) oberhalb der Bahn (1) im Sinne einer zumindest annähernden Konstanthaltung vorzugsweise auf einen über Atmosphärendruck liegenden Wert gesteuert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kondensation durch Änderung der Rotationsgeschwindigkeit der gekühlten Kondensationsfläche und/oder Änderung der Zufuhr eines Kühlmediums gesteuert wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die dampfförmigen Substanzen beim Erwärmen oder Trocknen aus den Bahnen (1) austretende Lösungsmittel sind.

5. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit mindestens einer drehbaren Kühlwalze, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlwalze (7) mit dem Raum (6) über der Bahn (1), der von unten Wärme zuführbar ist, in Verbindung steht.

6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlwalze (7) in dem Raum (6) über der Bahn (1) angeordnet ist.

7. Anordnung nach Anspruch 5 oder 6, gekennzeichnet durch eine Steueranordnung (21 ... 26, 12) für die Drehzahl der Kühlwalze (7), die in Abhängigkeit steht vom Druck in dem Raum (6), in dem die dampfförmigen Substanzen kondensieren, oder von der Strömung dampfförmiger Substanzen aus dem Raum in die Atmosphäre.

8. Anordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, gekennzeichnet durch eine Steueranordnung (21 ... 26, 27) für die Zufuhr eines Kühlmediums zu der Kühlwalze (7), die in Abhängigkeit steht vom Druck in dem Raum (6), in dem die dampfförmigen Substanzen kondensieren, oder von der Strömung dampfförmiger Substanzen aus dem Raum (6) in die Atmosphäre.

9. Anordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die dampfförmigen Substanzen beim Erwärmen oder Trocknen aus den Bahnen (1) austretende Lösungsmittel sind.

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