DE10028613B4

DE10028613B4 - Gasbeheizter Infrarot-Strahler für eine Infrarot-Trocknungseinheit

Info

Publication number: DE10028613B4
Application number: DE2000128613
Authority: DE
Inventors: Hubert Geerlings
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 1999-06-19
Filing date: 2000-06-14
Publication date: 2010-10-07
Anticipated expiration: 2020-06-15
Also published as: DE10028613A1

Abstract

Gasbeheizter Infrarot-Strahler für eine Infrarot-Trocknungseinheit
– der ein Strahlergehäuse (1) aufweist, daß von einer gasdurchlässigen Brennerplatte (5) in einen Verteilraum (6) für das Gas-Luftgemisch und in einen Brennraum (7) unterteilt ist,
– dessen Vorderseite die Strahlung abgibt,
– der von einem an seiner Rückseite befestigten Mischrohr (9) gehalten wird, über daß ein Gas-Luftgemisch den Verteilraum (6) zugeführt wird, wobei das Mischrohr (9) an seinem dem Strahlergehäuse (1) abgewandten Ende eine Gasdüse (11) mit Gaszufuhr (12) aufweist und an eine Luftzufuhr (17) angeschlossen ist, und
– bei dem das Strahlergehäuse (1) an seiner Rückseite mit dem Haltegestell der Trocknungseinheit über eine Schnellkupplung lösbar verbunden ist, die durch Druck auf die Vorderseite des Strahlergehäuses (1) lösbar ist,
dadurch gekennzeichnet, daß die Schnellkupplung ein Aufnahmeteil, ein gegen die Kraft einer Feder (23) zumindest teilweise in das Aufnahmeteil schiebbares Einsteckteil, sowie einen Verriegelungsmechanismus mit einem Verriegelungselement (29) und einem...

Description

Die Erfindung betrifft einen Infrarot-Strahler für eine Infrarot-Trocknungseinheit mit einem Strahlergehäuse, das in seinem Innern von einer gasdurchlässigen Brennerplatte in einen Verteilraum für das Gas-Luftgemisch und einen Brennraum unterteilt ist, dessen Vorderseite die Infrarot-Strahlung abgibt und der von einem an seiner Rückseite befestigten Mischrohr gehalten wird, über das ein Gas-Luftgemisch dem Verteilraum zugeführt wird, wobei das Mischrohr an seinem dem Strahlergehäuse abgewandten Ende eine Gasdüse mit Gaszufuhr aufweist und an eine Luftzufuhr angeschlossen ist, und bei dem das Strahlergehäuse an seiner Rückseite mit dem Haltegestell der Trocknungseinheit über eine Schnellkupplung lösbar verbunden ist, die durch Druck auf die Vorderseite des Strahlergehäuses lösbar ist.
Derartige Infrarot-Strahler werden bekannterweise in Trocknersystemen eingesetzt, die zum Trocknen bahnförmiger Materialien, beispielsweise Papier- oder Kartonbahnen, dienen. In Abhängigkeit von der Breite der zu trocknenden Bahn und der gewünschten Heizleistung wird die erforderliche Anzahl von Strahlern in einer oder mehreren Reihen zu einer Trocknungseinheit zusammengestellt, wobei die einzelnen Strahler unmittelbar nebeneinander mit fluchtenden Abstrahlflächen angeordnet sind. Ein gattungsgemässer Infrarot-Strahler ist in der EP 128 202 B1 beschrieben.
Gasbeheizte Infrarot-Strahler unterliegen im Betrieb einem Verschleiß, so dass es erforderlich ist, sie nach einer Nutzungsdauer zwischen ca. zwei und vier Jahren zu ersetzen. Weiterhin müssen sie in der Regel ein- bis zweimal pro Jahr gewartet werden, um zu überprüfen, ob die Gasdüsen im Mischrohr oder der Strahler selbst durch Verschmutzung in seiner Funktion beeinträchtigt ist. Der Austausch und die Wartung der bekannten Strahler ist sehr zeitaufwendig, da mehrere Montageschritte zum Lösen der Strahlergehäuse und zum Reinigen der Düsen durchgeführt werden müssen, wenn die Trocknungseinheit abgekühlt und somit nicht in Betrieb ist. Dies verursacht Stillstandszeiten der Anlage, in die die Trocknungseinheit integriert ist, beispielsweise einer Beschichtungsanlage für Papier- oder Kartonbahnen.
Selbst wenn, wie in der US 3 021 893 A dargestellt ist, der Infrarotstrahler nur durch lediglich eine von der Rückseite zugäugige zentrale Schraube befestigt ist, ist der Zeitaufwand zu groß, die Strahler zu wechseln. Außerdem ist das Gefahrenpotenzial für den Monteur aufgrund der hohen Temperaturen sehr hoch.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Infrarot-Strahler mit einer am oberen Ende des Mischrohrs zwischen der Gaszufuhrleitung und der Gasdüse angeordneten Schnellkupplung bereitzustellen, der sicher und gasdicht am Haltegestell zu befestigen und durch Druck auf die Vorderseite des Strahlergehäuses lösbar ist.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Schnellkupplung ein Aufnahmeteil, ein gegen die Kraft einer Feder zumindest teilweise in das Aufnahmeteil schiebbares Einsteckteil, sowie einen Verriegelungsmechanismus mit einem Verriegelungselement und einem zugehörigen Aufnahmeelement aufweist, wobei das Verriegelungselement

– an einem Kupplungsteil befestigt ist,
– sich beim Zusammenfügen der Kupplungsteile in das am anderen Kupplungsteil befestigte Aufnahmeelement bewegt, und
– an einem Drehmechanismus gelagert ist, der bei einer Bewegung des Einsteckteils der Schnellkupplung gegen das Aufnahmeteil betätigt wird und wechselweise das Verriegelungselement in eine die Kupplungsteile zusammenhaltende Verriegelungsposition oder eine Entriegelungsposition bewegt, in der die Kupplungsteile voneinander gelöst werden können.

Die Unteransprüche enthalten bevorzugte, da besonders vorteilhafte Ausführungen der Erfindung.
In der Zeichnung ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dargestellt.
1 zeigt einen Schnitt durch einen Infrarot-Strahler mit seiner Halterung.
2 zeigt einen Schnitt durch das Ende der Gaszufuhrleitung mit dem Aufnahmeteil der Schnellkupplung.
3 zeigt eine Seitenansicht der Elemente aus 2.
4 zeigt einen Schnitt durch das Mischrohr mit dem Einsteckteil der Schnellkupplung.
5 zeigt eine Seitenansicht der Elemente von 4.
Der Infrarot-Strahler enthält ein Strahlergehäuse 1. Es wird von rechtwinklig zueinander angeordneten Seitenwänden 2 und einer Rückwand 3 begrenzt. Das Innere des Strahlergehäuses 1 wird von einer gasdurchlässigen Brennerplatte 5 unterteilt, deren Rückseite mit der Rückwand 3 einen Verteilraum für das zugeführte Gas-Luftgemisch bildet. In Strömungsrichtung hinter der Brennerplatte 5 folgt ein Brennraum 7, in dem das durch Bohrungen 8 in der Brennerplatte 5 strömende Gas-Luftgemisch verbrannt wird. Ein großer Anteil der Verbrennungsenergie wird konvektiv an Festkörper übertragen, die sie als Infrarot-Strahlung an der Vorderseite des Strahlers abgeben. In der Ausführungsform nach 1 sind die Festkörper eine keramische Brennerplatte 5 sowie ein in einem Rahmen 4 befestigtes Gitter.
Das Strahlergehäuse 1 wird von einem an seiner Rückseite befestigten Mischrohr 9 gehalten, das in die Verteilkammer 6 mündet. Auf bekannte Weise ist in dem Verteilraum 6 eine Prallplatte 10 angeordnet, gegen die das aus dem Mischrohr 9 zugeführte Gas-Luftgemisch strömt, um es gleichmäßig an der Rückseite der Brennerplatte 5 zu verteilen.
In das dem Strahlergehäuse 1 abgewandten oberen Ende des Mischrohrs 9 ist eine Gasdüse 11 eingeschraubt, die mit einer Gaszuführleitung 12 verbunden werden kann. Die Gaszuführleitung 12 ist mit einer Sammelleitung 13 verbunden, aus der mehrere, nebeneinander angeordnete Strahler mit Gas 14 versorgt werden. Die Versorgung mit Luft 15 erfolgt über eine Hohltraverse 16, von der eine Verbindungsleitung 17 für die Luftzufuhr in den oberen Teil des Mischrohrs 9 führt. Sie mündet in eine das Auslaßende der Gasdüse 11 umfassende und nach unten offene Luftkammer 18, aus der sie in den Mischraum 19 des Mischrohrs 9 eintritt und mit dem Gas gemischt wird.
Mehrere Strahler sind über die Breite der zu trocknenden Bahn unmittelbar nebeneinander angeordnet und bilden eine Trocknungseinheit. Die einzelnen Strahler sind jeweils an einem Haltegestell der Trocknungseinheit befestigt. Bevorzugt dient die Hohltraverse 16 vorteilhaft als Halter, an dem die Strahler befestigt sind. Die Befestigung erfolgt mittels einer Schnellkupplung, deren Aufbau in den 2-5 detaillierter dargestellt ist:
Die Schnellkupplung besteht aus zwei Kupplungsteilen: Einem Aufnahmeteil (2, 3), das an der Hohltraverse 16 befestigt ist und einem Einsteckteil (4, 5), das vom oberen Ende des Mischrohres 9 gebildet wird.
Das Aufnahmeteil weist ein hülsenförmiges Gehäuse 20 auf, das an der Hohltraverse 16 als Teil des Haltegestells festgeschraubt ist. In seinem unteren Teil weist das Gehäuse 20 einen etwas verringerten Innendurchmesser auf, so daß sich am Übergang zwischen dem oberen Teil und dem unteren Teil ein umlaufender Vorsprung bildet. An der Gaszuführseite ist das Gehäuse 20 mit einem Stopfen 21 verschlossen, der eine zentrale Bohrung aufweist, an die die Gaszufuhrleitung 12 angeschlossen ist. Im Innern des Gehäuses 20 schließt sich an die Bohrung ein zentrales Rohr 22 an, über das eine Druckfeder 23 gezogen ist. Die Feder 23 drückt gegen ein Dichtstück 24, das dem Innendurchmesser des Gehäuses 20 angepaßt ist und eine zentrale Durchgangsbohrung 25 aufweist, in die das Ende des Rohrs 22 gasdicht eingepaßt ist. Das Dichtstück 24 läßt sich auf dem Rohr 22 axial verschieben, wobei seine obere Endposition von dem Stopfen 21, seine untere Endposition von dem Vorsprung an der Innenseite des Gehäuses 20 festgelegt wird. Das Gas kann so aus der Zuführleitung 12 durch das Rohr 22 und das Dichtstück 24 in den unteren, offenen Teil des Gehäuses 20 strömen, wo sich eine seitliche Öffnung 26 für die Luftzufuhr 17 befindet.
Das Einsteckteil der Schnellkupplung wird vom oberen Ende des Mischrohres 9 gebildet, das von der Gasdüse 11 abgeschlossen wird. Der Außendurchmesser des Endes des Mischrohrs 9 mit der Gasdüse 11 ist zum Einstecken dem Innendurchmessers des unteren Teils des Gehäuses 20 angepaßt. Beim Einstecken des Mischrohrs 9 mit der Gasdüse 11 in das Gehäuse 20 legt sich die obere Stirnfläche der Gasdüse 11 dichtend an das Dichtstück 24 an, wobei sich die Düsenöffnung mit der Durchgangsbohrung 25 deckt, so daß Gas aus der Gaszufuhrleitung 12 zuströmen kann. Das Einsteckteil der Schnellkupplung (Ende des Mischrohrs 9 mit der Gasdüse 11) wird soweit gegen die Kraft der Feder 23 in das Gehäuse geschoben, daß sich -wie in 1 gezeigt- wie Gasdüse 11 vollständig und der Mischraum 19 teilweise in dem Gehäuse 20 befindet. In dieser Position deckt sich eine seitliche Öffnung 27 im Mischrohr 9 mit der Öffnung 26 im Gehäuse 20, an die die Luftzufuhr 17 angeschlossen ist. Die Luft kann so durch die beiden Öffnungen 26, 27 in die Luftkammer 18 strömen.
Damit das Einsteckteil der Schnellkupplung am Mischrohr 9 gasdicht und fest, jedoch lösbar mit dem von dem Gehäuse 20 gebildeten Aufnahmeteil verbindbar ist, tragen beide Teile jeweils Elemente eines Verriegelungsmechanismus, der durch Druck auf die Vorderseite des Strahlergehäuses 1 lösbar ist. Der Verriegelungsmechanismus besteht aus einem an einem Teil der Schnellkupplung befestigten Verriegelungselement und einem zugehörigen Aufnahmeelement, das an dem anderen Schnellkupplungsteil befestigt ist. Beim Zusammenfügen der beiden Schnellkupplungsteile bewegt sich das Verriegelungselement in das Aufnahmeelement und wird dort verriegelt. Dazu ist es an einem Drehmechanismus gelagert, der bei einer Bewegung des Einsteckteils gegen das Aufnahmeteil betätigt wird. Der Drehmechanismus dreht das Verriegelungselement bei jeder Bewegung des Einsteckteils gegen das Aufnahmeteil wechselweise in einer die Kupplungsteile zusammenhaltende Verriegelungsposition und eine Entriegelungsposition, in der die Kupplungsteile voneinander gelöst werden können.
Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel nach den 1 bis 5 ist das Verriegelungselement außen an einer Seite des Mischrohrs 9 befestigt. Es besteht aus einem Verriegelungsstift 29, der quer am Ende einer Welle 30 befestigt ist, die sich parallel zur Längsachse des Mischrohres 9 erstreckend drehbar am einem am Mischrohr befestigten Vorsprung 33 gelagert ist. Über die Welle 30 ist eine Drehkulisse 31 gezogen, die bei jeder axialen Verschiebung relativ zur Welle 30 diese mit dem daran befestigten Verriegelungsstift 29 um 90° dreht. Das zugehörige Aufnahmeelement des Verriegelungsmechanismus ist an dem Gehäuse 20 des Aufnahmeteils der Schnellkupplung befestigt. Es besteht aus einer am Gehäuse 20 befestigten Aufnahmebuchse 32, in die der Verriegelungsstift 29 beim Zusammenfügen der Kupplungsteile bewegt wird. Die Aufnahmebuchse 32 enthält ein Schloß, in das das Ende der Welle 30 mit dem Verriegelungsstift nach Art eines Schlüssels hineinbewegt wird. Beim Hineinbewegen in die Aufnahmebuchse 32 wird die Drehkulisse am Rand der Aufnahmebuchse 32 gehalten. Durch die anschließende Axialverschiebung in der Drehkulisse 31 wird die Welle 29 mit dem Verriegelungsstift 31 um 90° gedreht, so daß sich der Verriegelungsstift 31 in seiner Verriegelungsposition befindet, wie in 1 dargestellt ist. In dieser Position wird er von der Kraft der Druckfeder 23 gehalten.
Die Schnellkupplung kann wieder gelöst werden, indem gegen die Vorderseite des Strahlergehäuses 1 gedrückt wird. Dabei bewegt sich das Einsteckteil mit der Gasdüse 11 gegen die Kraft der Druckfeder 23 weiter in das Gehäuse 20. Die Drehkulisse 31 dreht bei dieser Bewegung den Verriegelungsstift 31 um 90° in seine Entriegelungsposition in dem Schloß der Aufnahmebuchse 32. Das Einsteckteil der Schnellkupplung kann herausgezogen und somit das Mischrohr 9 mit dem daran befestigten Strahlergehäuse 1 gelöst werden.

Claims

Gasbeheizter Infrarot-Strahler für eine Infrarot-Trocknungseinheit – der ein Strahlergehäuse (1) aufweist, daß von einer gasdurchlässigen Brennerplatte (5) in einen Verteilraum (6) für das Gas-Luftgemisch und in einen Brennraum (7) unterteilt ist, – dessen Vorderseite die Strahlung abgibt, – der von einem an seiner Rückseite befestigten Mischrohr (9) gehalten wird, über daß ein Gas-Luftgemisch den Verteilraum (6) zugeführt wird, wobei das Mischrohr (9) an seinem dem Strahlergehäuse (1) abgewandten Ende eine Gasdüse (11) mit Gaszufuhr (12) aufweist und an eine Luftzufuhr (17) angeschlossen ist, und – bei dem das Strahlergehäuse (1) an seiner Rückseite mit dem Haltegestell der Trocknungseinheit über eine Schnellkupplung lösbar verbunden ist, die durch Druck auf die Vorderseite des Strahlergehäuses (1) lösbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnellkupplung ein Aufnahmeteil, ein gegen die Kraft einer Feder (23) zumindest teilweise in das Aufnahmeteil schiebbares Einsteckteil, sowie einen Verriegelungsmechanismus mit einem Verriegelungselement (29) und einem zugehörigen Aufnahmeelement (32) aufweist, wobei das Verriegelungselement – an einem Kupplungsteil befestigt ist, – sich beim Zusammenfügen der Kupplungsteile in das am anderen Kupplungsteil befestigte Aufnahmeelement (32) bewegt, und – an einem Drehmechanismus gelagert ist, der bei einer Bewegung des Einsteckteils der Schnellkupplung gegen das Aufnahmeteil betätigt wird und wechselweise das Verriegelungselement (29) in eine die Kupplungsteile zusammenhaltende Verriegelungsposition oder eine Entriegelungsposition bewegt, in der die Kupplungsteile voneinander gelöst werden können.
Gasbeheizter Infrarot-Strahler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Einsteckteil der Schnellkupplung am oberen Ende des Mischrohrs (9) angeordnet ist und die Gasdüse (11) enthält, und daß das Aufnahmeteil der Schnellkupplung an dem Haltegestell befestigt ist.
Gasbeheizter Infrarot-Strahler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufnahmeteil ein hülsenförmiges Gehäuse (20) aufweist, das an einer Seite von einem Stopfen (21) verschlossen ist, der eine zentrale Bohrung aufweist, an die die Gaszufuhrleitung (12) angeschlossen ist, und in dem ein gegen die Kraft einer Druckfeder (23) verschiebbares Dichtstück (24) mit einer zentralen Durchgangsbohrung (25) angeordnet ist, durch die das Gas in den unteren, offenen Teil des Gehäuses (20) strömen kann.
Gasbeheizter Infrarot-Strahler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Einsteckteil der Schnellkupplung soweit in das Aufnahmeteil einschieben läßt, das sich die Gasdüse (11) vollständig im Aufnahmeteil befindet.
Gasbeheizter Infrarot-Strahler nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Verriegelungselement (29) und das Aufnahmeelement (32) des Verriegelungsmechanismus jeweils außen an dem Mischrohr (9) bzw. dem Gehäuse (20) des Aufnahmeteils befestigt sind.
Gasbeheizter Infrarot-Strahler nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Verriegelungsmechanismus einen Verriegelungsstift (29) und einer zugehörige Aufnahmebuchse (32) enthält, wobei der Verriegelungsstift (29) an einer Welle (30) befestigt ist, die mittels einer Drehkulisse (30) bei einer Bewegung des Einsteckteils der Schnellkupplung gegen den Aufnahmeteil gedreht wird.