CH690912A5

CH690912A5 - Nozzle with square or rectangular cross-section.

Info

Publication number: CH690912A5
Application number: CH03275/91A
Authority: CH
Inventors: Willy Marques
Original assignee: Air Eng Mueller P & Partner
Priority date: 1991-11-07
Filing date: 1991-11-07
Publication date: 2001-02-28
Also published as: DE59205095D1; ES2084245T3; EP0541106B1; ATE133248T1; EP0541106A1

Abstract

The nozzle according to the invention with square or rectangular cross-section and with at least one inlet opening 1 for gas of gas mixtures, at least one accumulation space 2 and at least one outlet opening 3 is characterised in that one edge of the nozzle is bevelled, the outlet opening 3 is situated at this bevelled surface 4 and below the plane or slightly curved surface 5, and the outlet opening 3 is designed in such a manner that an emerging gas or gas mixture follows the surface 4. <IMAGE>

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Düse mit quadratischem oder rechteckigem Querschnitt. The present invention relates to a nozzle with a square or rectangular cross section.

Für die industrielle Trocknung von schwebend geführtem Bandmaterial sind verschiedene Düsen beschrieben worden. Various nozzles have been described for the industrial drying of suspended strip material.

Von dieser Vielzahl von Düsen haben sich in der Praxis nur die beiden nachfolgend beschriebenen Systeme einigermassen behaupten können. In practice, of the large number of nozzles, only the two systems described below have been able to hold their own.

In der DE AS 1 954 880 ist eine Vorrichtung zum Führen von laufendem Materialgut durch eine Behandlungsanlage beschrieben. DE AS 1 954 880 describes a device for guiding running material through a treatment plant.

Bei dieser Vorrichtung scheint es wichtig zu sein, dass eine als Tragflächenteil ausgebildete Düsenlippe einen bestimmten minimalen Radius hat. In this device, it seems to be important that a nozzle lip designed as a wing part has a certain minimum radius.

Nur wenn der Bahnabstand, also der Abstand zwischen der waagrechten Tragfläche und dem laufenden, zu trocknenden Materialgut, klein ist, wird ein hoher Wärmeübergang erhalten. Wenn aber das zu trocknende Materialgut - wie das meistens der Fall ist - eine Rolltendenz und/oder Klebestellen und/oder Bahnfehler aufweis, dann ist unbedingt ein grosser Bahnabstand notwendig. A high heat transfer is only obtained if the distance between the webs, i.e. the distance between the horizontal wing and the material to be dried, is small. However, if the material to be dried shows - as is usually the case - a tendency to roll and / or glue marks and / or web defects, then a large web distance is absolutely necessary.

Ein grosser Bahnabstand ist aber mit einem schlechten Wärmeübergang verbunden. A large web distance is associated with poor heat transfer.

In der DE AS 2 008 804 ist eine Vorrichtung zum Schwebendführen von Bandmaterial beschrieben. Mit dieser Vorrichtung sind zwar grosse Bahnabstände möglich, aber der Bahnzug ist entsprechend hoch, was bei leicht zerreissbarem Bandmaterial ein grosser Nachteil ist. DE AS 2 008 804 describes a device for suspending strip material. With this device, large web spacings are possible, but the web tension is correspondingly high, which is a major disadvantage in the case of easily tearable strip material.

Infolge der unbedingt notwendigen hohen Luftgeschwindigkeit werden die Kanten des Bandmaterials stark beansprucht. Diese starke Beanspruchung kann zur Folge haben, dass das Bandmaterial zerreisst. Due to the absolutely necessary high air speed, the edges of the strip material are heavily stressed. This severe stress can result in the tape material tearing.

Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, die oben beschriebenen Nachteile zu überwinden. It is an object of the present invention to overcome the disadvantages described above.

Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Düse zur Verfügung zu stellen, welche die nachfolgenden Kriterien in der angegebenen Reihenfolge erfüllt: It is another object of the present invention to provide a nozzle that meets the following criteria in the order listed:

1. Einfache und kostengünstige Herstellung 2. Dimensionsstabilität beim schnellen Aufheizen/Abkühlen 3. Eignung zum Betrieb mit den Bahnzügen, die vom Bahnmaterial und der Maschine gegeben sind 4. Eignung zum Betrieb mit reduzierter Bahnbreite 5. Eignung zum Betrieb mit unterschiedlichen Abständen Düse/Bahn, oben/unten, unterschiedliche Luftgeschwindigkeit oben/unten 6. Hoher Wärmeübergang, gleichmässig über Bahnbreite 7. Verschmutzungs-unempfindlich (Düsenschlitze unterhalb Düsenebene) 8. Reinigungsfreundlich im eingebauten Zustand 9. leicht zur Reinigung herausnehmbar 10. Eignung zum Betrieb auch bei Bahnen mit Rolltendenz. 1. Simple and inexpensive manufacture 2. Dimensional stability during rapid heating / cooling 3. Suitability for operation with the trains that are given by the train material and the machine 4. Suitability for operation with a reduced web width 5. Suitability for operation with different nozzle / web distances, top / bottom, different air speeds top / bottom 6. High heat transfer, even across the web width 7. Insensitive to contamination (nozzle slots below the nozzle level) 8. Easy to clean when installed 9. Easily removable for cleaning 10. Suitability for operation even on trains with a rolling tendency.

Mit der erfindungsgemässen Düse werden einerseits die oben beschriebenen Nachteile überwunden und andererseits werden die genannten Kriterien erfüllt. With the nozzle according to the invention the disadvantages described above are overcome on the one hand and the criteria mentioned are met on the other hand.

Die erfindungsgemässe Düse mit quadratischem oder rechteckigem Querschnitt und mit wenigstens einer Einlassöffnung 1 für Gas oder Gasgemische, wenigstens einem Stauraum 2 und wenigstens einer Auslassöffnung 3 ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Kante der Düse abgeschrägt ist, sich eine erste Auslassöffnung 3 bei dieser schräg verlaufenden Oberfläche 4 und unterhalb einer ebenen oder leicht gebogenen Oberfläche 5 befindet, wobei diese Oberfläche 5 der (den) Einlassöffnung(en) 1 gegenüberliegt, und die Auslassöffnung 3 derart gestaltet ist, dass ein austretendes Gas oder Gasgemisch der Oberfläche 4 folgt. The nozzle according to the invention with a square or rectangular cross-section and with at least one inlet opening 1 for gas or gas mixtures, at least one storage space 2 and at least one outlet opening 3 is characterized in that one edge of the nozzle is chamfered, a first outlet opening 3 is located on this inclined surface 4 and is located below a flat or slightly curved surface 5, this surface 5 lying opposite the inlet opening (s) 1, and the outlet opening 3 being designed such that an escaping gas or gas mixture follows the surface 4.

Bevorzugte Ausführungsformen dieser Düse sind in den abhängigen Ansprüchen definiert. Preferred embodiments of this nozzle are defined in the dependent claims.

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend unter Bezug auf die Zeichnungen anhand einer bevorzugten Ausführungsform näher erläutert. Dabei werden Ausführungsformen, wie sie in den abhängigen Ansprüchen definiert sind normalerweise nicht wiederholt. The present invention is explained in more detail below with reference to the drawings using a preferred embodiment. Embodiments as defined in the dependent claims are normally not repeated.

Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch eine bevorzugte erfindungsgemässe Düse. Fig. 2 und 3 zeigen Ansichten von verschiedenen Seiten einer bevorzugten erfindungsgemässen Düse. Fig. 4 zeigt einen Querschnitt durch eine mögliche Anordnung von erfindungsgemässen Düsen in einer Vorrichtung zum Schwebendführen von Bandmaterial. 1 shows a cross section through a preferred nozzle according to the invention. 2 and 3 show views from different sides of a preferred nozzle according to the invention. FIG. 4 shows a cross section through a possible arrangement of nozzles according to the invention in a device for levitating strip material.

Eine bevorzugte erfindungsgemässe Düse weist einen Stauraum 2, einen Stauraum 2a und zwei Stauräume 2b sowie eine erste Auslassöffnung 3 und eine zweite Auslassöffnung 3a auf. A preferred nozzle according to the invention has a storage space 2, a storage space 2a and two storage spaces 2b as well as a first outlet opening 3 and a second outlet opening 3a.

Die Einlassöffnungen 1, 1a und 1b können jede beliebige Form haben, wie etwa Kreise, Dreiecke, Vierecke, etc., Ellipsen, Ovale oder längliche Schlitze. Aus Kostengründen und der Einfachheit halber bei der Herstellung sind rechteckige Einlassöffnungen 1 und kreisförmige Einlassöffnungen 1a und 1b bevorzugt. The inlet openings 1, 1a and 1b can have any shape, such as circles, triangles, quadrilaterals, etc., ellipses, ovals or elongated slots. Rectangular inlet openings 1 and circular inlet openings 1a and 1b are preferred for reasons of cost and simplicity in manufacture.

Die beiden Auslassöffnungen 3, 3a liegen unterhalb der Oberfläche 5. The two outlet openings 3, 3a lie below the surface 5.

Der Winkel alpha zwischen den beiden Oberflächen 4 und 5 beträgt vorzugsweise 45 DEG . The angle alpha between the two surfaces 4 and 5 is preferably 45 °.

Die Form der Kanten 7 und 8 ergibt sich aus technischen Gründen durch das Biegen des Bleches. Diese Kanten können scharfkantig oder abgerundet ausgebildet sein, beispielsweise mit einem Radius von 0 bis 5, resp. 8 mm. For technical reasons, the shape of the edges 7 and 8 results from the bending of the sheet. These edges can be sharp or rounded, for example with a radius of 0 to 5, respectively. 8 mm.

Die die Auslassöffnung 3 bildenden Oberflächen 4 und 4a verlaufen vorzugsweise parallel zueinander. The surfaces 4 and 4a forming the outlet opening 3 preferably run parallel to one another.

Bei der Auslassöffnung 3 ist eine Spaltbreite von 1,8 Millimeter bevorzugt. A gap width of 1.8 millimeters is preferred for the outlet opening 3.

Bei der Auslassöffnung 3a ist eine Spaltbreite von 0,6 Millimeter bevorzugt. A gap width of 0.6 millimeters is preferred for the outlet opening 3a.

Der Winkel alpha hat vorzugsweise einen Wert von 45 DEG , und der Winkel beta hat vorzugsweise einen Wert von 75 DEG . The angle alpha preferably has a value of 45 °, and the angle beta preferably has a value of 75 °.

Für den erfolgreichen Betrieb der erfindungsgemässen Düse ist die Grösse des Winkels gamma nicht entscheidend. Der Winkel gamma kann einen Wert von etwa 145 DEG bis 180 DEG haben. The size of the angle gamma is not critical for the successful operation of the nozzle according to the invention. The angle gamma can have a value of about 145 ° to 180 °.

Die erfindungsgemässe Düse kann aus jedem Material gefertigt sein, welches unter den jeweiligen Betriebsbedingungen inert und stabil ist. Ein Beispiel eines solchen Materials ist Stahlblech. The nozzle according to the invention can be made of any material which is inert and stable under the respective operating conditions. An example of such a material is sheet steel.

Die erfindungsgemässe Düse kann beispielsweise derart hergestellt werden, dass ein entsprechend vorgeformtes Blech A mit einem entsprechend vorgeformten Blech B verbunden wird, beispielsweise vernietet, verschweisst, verschraubt, verklebt wird. The nozzle according to the invention can be produced, for example, in such a way that a correspondingly preformed sheet A is connected to a correspondingly preformed sheet B, for example riveted, welded, screwed, glued.

Dieses Gebilde kann dann in analoger Weise mit einem entsprechend vorgeformten Blech C verbunden werden. Durch Abbiegen der entsprechenden Enden kann dann die jeweilige Spaltbreite bei den Auslassöffnungen 3, 3a gewählt werden. This structure can then be connected in an analogous manner to a correspondingly preformed sheet C. The respective gap width at the outlet openings 3, 3a can then be selected by bending the corresponding ends.

Die bevorzugten Stahlbleche haben vorzugsweise eine Dicke von 2 mm. The preferred steel sheets are preferably 2 mm thick.

In einer möglichen Vorrichtung zum Schwebendführen von Bandmaterial 9 sind die erfindungsgemässen Düsen in der jeweils erforderlichen Anzahl vorzugsweise alternierend, versetzt zum Bandmaterial angeordnet, und zwar derart, dass eine Auslassöffnung 3a an eine Auslassöffnung 3 angrenzt. In a possible device for suspending strip material 9, the nozzles according to the invention are preferably alternately arranged in the respectively required number, offset from the strip material, in such a way that an outlet opening 3a adjoins an outlet opening 3.

Mit einer solchen Vorrichtung kann beispielsweise ein Bandmaterial getrocknet werden. With such a device, for example, a strip material can be dried.

Als Gasgemisch kann Luft verwendet werden. Selbstverständlich kann auch ein reines Gas, wie etwa ein Inertgas, beispielsweise Stickstoff, oder überhitzter Wasserdampf, verwendet werden. Air can be used as the gas mixture. Of course, a pure gas, such as an inert gas, for example nitrogen, or superheated steam can also be used.

Zu trockenes Bandmaterial kann bei entsprechend angepasster Temperatur auch mit einem Wasserdampf enthaltenden Gas oder Gasgemisch angefeuchtet werden. Tape material that is too dry can also be moistened with a gas or gas mixture containing water vapor at a suitably adjusted temperature.

Es ist auch möglich, in einer solchen Vorrichtung ein Bandmaterial zu reinigen, indem beispielsweise Fremdkörper, wie etwa Staub, weggeblasen werden. It is also possible to clean a strip material in such a device, for example by blowing off foreign bodies such as dust.

Bei entsprechend eingestellter Temperatur kann ein Bandmaterial auch thermisch behandelt werden. So kann es abgekühlt werden. Es kann aber auch aufgeheizt werden, um beispielsweise eine thermische Reaktion auszulösen. If the temperature is set accordingly, a strip material can also be treated thermally. So it can be cooled down. However, it can also be heated, for example to trigger a thermal reaction.

Ferner kann mit dieser Vorrichtung ein Bandmaterial von einer Maschine zu einer anderen Maschine geführt (transportiert) werden. Furthermore, with this device, a strip material can be guided (transported) from one machine to another machine.

Das Bandmaterial kann eine Dicke von einigen Mikrometern bis zu einigen Millimetern aufweisen. The strip material can have a thickness of a few micrometers to a few millimeters.

So kann beispielsweise eine 7 Mikrometer dicke Aluminiumfolie oder ein 1 Millimeter dickes Stahlblech verarbeitet werden. For example, a 7 micron thick aluminum foil or a 1 millimeter thick steel sheet can be processed.

Die Austrittsgeschwindigkeit des Gases oder des Gasgemisches kann, falls dies gewünscht ist, bei jeder erfindungsgemässen Düse individuell eingestellt werden. So ist es beispielsweise möglich, dass die Austrittsgeschwindigkeit des Gases aus den unten angeordneten Düsen 70 m/s und aus den oben angeordneten Düsen nur 20 m/s beträgt. The exit speed of the gas or the gas mixture can, if desired, be set individually for each nozzle according to the invention. For example, it is possible that the gas exit velocity from the nozzles arranged below is 70 m / s and from the nozzles arranged above is only 20 m / s.

Ein Bandmaterial kann mit jeder beliebigen Geschwindigkeit durch diese Vorrichtung geführt werden. A tape material can be fed through this device at any speed.

Wird das Bandmaterial in einer leichten Sinuskurve durch die Vorrichtung geführt, so wird der Rolltendenz des Bandmaterials entgegengewirkt. If the strip material is guided through the device in a slight sine curve, the rolling tendency of the strip material is counteracted.

Ob das Bandmaterial in der Strömungsrichtung des Gasstromes oder mittels Gegenstrom mit dem jeweiligen Gas in Kontakt kommt, hängt von der Durchlaufgeschwindigkeit des Bandmaterials ab. Whether the strip material comes into contact with the respective gas in the direction of flow of the gas stream or by means of counterflow depends on the throughput speed of the strip material.

Anhand von Strömungsbildern und Strömungsuntersuchungen wurde festgestellt, dass sich der aus der Auslassöffnung 3 austretende Gasstrom bei der Kante 7 von der Düse ablöst und sich an dem zu behandelnden Bandmaterial anlegt. On the basis of flow patterns and flow investigations, it was found that the gas stream emerging from the outlet opening 3 detaches from the nozzle at the edge 7 and attaches itself to the strip material to be treated.

In Verbindung mit dem aus der Auslassöffnung 3a austretenden Gasstrom, der sogenannten Hilfsströmung, bildet sich im Raum zwischen der Oberfläche 5 und dem Bandmaterial 9 offenbar eine leichte Überdruckzone. Als ein Faktor ist diese Überdruckzone dafür verantwortlich, dass sich der Gasstrom bei der Kante 7 ablöst. In connection with the gas flow emerging from the outlet opening 3a, the so-called auxiliary flow, a slight overpressure zone apparently forms in the space between the surface 5 and the strip material 9. As a factor, this overpressure zone is responsible for the gas flow separating at edge 7.

Diese Überdruckzone stabilisiert das Bandmaterial auf einen bestimmten Abstand - Bahnabstand genannt - zur Oberfläche 5. This overpressure zone stabilizes the strip material to a certain distance - called the web distance - from the surface 5.

Wichtig scheint in diesem Zusammenhang die Feststellung zu sein, dass die Geschwindigkeit des Gasstromes in der Nähe des Bandmaterials 9 grosser ist als in der Nähe der Oberfläche 5. Dies hat zur Folge, dass die Aufenthaltsdauer des Bandmaterials in der mit den erfindungsgemässen Düsen aufgebauten Vorrichtung - im Vergleich zu herkömmlichen Vorrichtungen - wesentlich verringert werden kann. In this context it seems to be important to note that the velocity of the gas flow is greater in the vicinity of the strip material 9 than in the vicinity of the surface 5. This has the consequence that the length of time of the strip material in the device constructed with the nozzles according to the invention compared to conventional devices - can be significantly reduced.

Dieses eben erwähnte Strömungsverhalten ist bislang noch nicht beschrieben worden. Dieses Strömungsverhalten ist offenbar das Resultat der speziellen geometrischen Formgebung der erfindungsgemässen Düse. This flow behavior just mentioned has not yet been described. This flow behavior is apparently the result of the special geometric shape of the nozzle according to the invention.

Claims

1. A nozzle with a square or rectangular cross section and with at least one inlet opening (1) for gas or gas mixtures, at least one storage space (2) and at least one outlet opening (3), characterized in that an edge of the nozzle is chamfered, a first outlet opening (3) at this inclined surface (4) and below a flat or slightly curved surface (5), this surface (5) opposite the inlet opening (s) (1), and the outlet opening (3) in this way is designed such that an emerging gas or gas mixture follows the inclined surface (4).

2. Nozzle according to claim 1, characterized in that on the side opposite the first outlet opening (3) there is a second outlet opening (3a) which is also below the flat or slightly curved surface (5).

3. Nozzle according to one of claims 1 to 2, characterized in that the angle (alpha) between the inclined surface (4) and the flat or slightly curved surface (5) from 30 ° to 75 °, in particular from 40 ° to 50 °, preferably 45 °.

4. Nozzle according to one of claims 1 to 3, characterized in that the angle (beta) between the flat or slightly curved surface (5) and a further inclined surface (6) of 90 ° to 45 °, preferably 75 °, is, and in particular is less than 90 °.

5. Nozzle according to one of claims 1 to 4, characterized in that it has additional storage spaces (2a), (2b) and the sizes of the inlet openings (1), (1a), (1b) become smaller in the direction of flow, so that a uniform Gas distribution across the width, respectively. Length of the nozzle is obtained.

6. Nozzle according to one of claims 1 to 5, characterized in that the inlet openings (1) to the storage space (2) are rectangular openings, and that the inlet openings (1a) and (1b) to the additional storage spaces (2a), ( 2b) are circular openings.

7. Nozzle according to one of claims 1 to 6, characterized in that the edge (7), which is formed by the inclined surface (4) and the flat or slightly curved surface (5), is either sharp-edged or rounded, and in particular has a radius of 0 to 8 mm.

8. Nozzle according to one of claims 1 to 7, characterized in that the edge (8), which is formed by the flat or slightly curved surface (5) and the further inclined surface (6), is either sharp-edged or rounded , and in particular has a radius of 0 to 5 mm.

9. Nozzle according to one of claims 1 to 8, characterized in that the first outlet opening (3) has a gap width of 0.5 to 5 millimeters, preferably 1.8 millimeters.

10. Nozzle according to one of claims 1 to 9, characterized in that the second outlet opening (3a) has a gap width of 0.3 to 1 millimeter, preferably 0.6 millimeter.

11. Nozzle according to one of claims 1 to 10, characterized in that the surfaces (4), (4a) forming the first outlet opening (3) run parallel to one another.

12. Nozzle according to one of claims 1 to 11, characterized in that it is made of sheet metal, in particular sheet steel.

13. Nozzle according to one of claims 5 to 12, characterized in that it has the following dimensions: - Height (h): 10 cm - Width (b): 10 cm - Length (l): from 10 cm to 10 m - Dimensions of the rectangular inlet opening (1): 7.5 cm x 10 cm to 25 cm - Diameter of the inlet opening (1a), which follows the rectangular inlet opening (1) in the direction of flow: 2.2 cm - Diameter of the inlet opening (1b) which is arranged immediately in front of the outlet opening (3): 1.0 cm.

14. Nozzle according to one of claims 1 to 13, characterized in that the distance between the upper edge (7) and the lower edge (10) of the inclined surface (4) is from 10 to 50 millimeters, preferably 20 millimeters.