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Die Erfindung betrifft einen Umlufttrockner nach
dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Solche Trockner werden in der Textilveredelung
zum Beispiel für
das Fixieren oder Trocknen von Warenbahnen eingesetzt.
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Aus der
DE 30 23 200 A1 ist ein
Materialbahntrockner bekannt, bei dem eine Luftmenge, die auf eine
Materialbahn aufgeblasen wird, in Abhängigkeit des Istzustands der
zu trocknenden Materialbahn gesteuert wird. Hierfür sind an
den Ausblaseöffnungen
von Düsenkästen Öffnungs-
und Schließorgane
vorgesehen, welche die Ausblaseöffnungen freigeben
beziehungsweise teilweise oder ganz schließen.
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Zur Beeinflussung der Warenlage sind
verschiedene Vorrichtungen bekannt geworden, bei denen in jedem
Feld je ein Ventilator einer oberen und einer unteren Düsenkastenanordnung
zugeordnet ist. Z.B. beschreibt die
EP 471 162 B1 eine Maschine zum thermischen
Behandeln einer textilen Stoffbahn, bei der sich Druckkästen über die
Breite der Düsenkästen erstrecken
und bei denen die beiden Ventilatoren in gleicher Höhe innerhalb
des Eingangsbereichs der zugehörigen
Druckkästen
angeordnet sind. Die Maschine wird dadurch aufwändig.
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Die
EP 162 946 B1 beschreibt eine Wärmebehandlungsvorrichtung
für instabile
Warenbahnen, bei der gas- oder dampfförmige Behandlungsmittel aus
in ober- und/oder unterhalb der Warenbahn flächig angeordneten Düsenkörpern mit
Zu- und Abströmöffnungen
auf die Warenbahn aufgeblasen und wieder abgeführt werden. Die Zu- und Abführung der Behandlungsmittel
erfolgt ohne nennenswerte Strömungskomponenten
längs oder
quer zur Warenbahn. Es ist jeweils eine Behandlungseinheit aus Zu- und
Abströmöffnungen
vorgesehen, wobei jeweils mehrere Zuströmöffnungen stern- oder ringförmig um eine
zentrale Abströmöffnung angeordnet
sind.
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Die
DE 199 15 923 A1 beschreibt einen gattungsgemäßen Umlufttrockner
mit einem oder mehreren hintereinander angeordneten Feldern, in
denen eine horizontale Transportvorrichtung für eine Warenbahn und Umlufteinrichtungen
angeordnet sind. Über
Düsenkästen wird
Behandlungsmittel auf die Warenbahn aufgeblasen und anschließend wieder abgesaugt.
Zwischen einem Druckraum und einem Rückströmraum des Luftkreislaufs ist
eine Bypassklappe angeordnet.
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Nachteil der bekannten Vorrichtungen
ist die Notwendigkeit, dass in Abhängigkeit von der Feuchte und
der Qualität
der Warenbahn, z.B. dem Flächengewicht,
eine Mindestmenge des Behandlungsmittels auf die Warenbahn geblasen
werden muss, um diese sicher in der Schwebe zu halten. Bei empfindlicher
Ware, die eine geringe Zuströmmenge
bedingt, kann es zu einer unruhigen Warenlage im Behandlungsraum
kommen.
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Ausgehend von der
DE 199 15 923 A1 hat sich
der Erfinder die Aufgabe gestellt, einen Umlufttrockner zu schaffen,
bei dem unabhängig
von dem Luftstrom eine weitgehend ruhige Warenlage erzielt wird.
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Die Aufgabe ist durch die kennzeichnenden Merkmale
des Anspruchs 1 gelöst.
Dadurch dass Mittel zum zumindest teilweisen Verschließen der
Rückströmkanäle angeordnet
sind, kann das Abfließen der
Umluft aus dem Raum zwischen Düsenkasten und
Warenbahn beeinflußt
und so ein Luftpolster gebildet werden. Unabhängig von dem auf die Warenbahn
aufgeblasenen Luftstrom, der z.B. durch die Ventilatordrehzahl und/oder
eine Klappe im Düsenkasten
einstellbar ist, kann der Luftdruck zwischen der Warenbahn und dem
Düsenkasten
und somit die Tragkraft der Luft eingestellt werden. Somit kann
die Menge der Umluft allein in Abhängigkeit von dem Bedarf der
Trocknung eingestellt werden, während
die Warenlage im Trockner dann durch die Mittel zum Verschließen der
Rückströmkanäle beeinflußt wird.
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Die Unteransprüche betreffen die vorteilhafte Ausgestaltung
der Erfindung.
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Eine Platte und eine Verschiebevorrichtung nach
Anspruch 2 sind einfach und preiswert herstellbar und zu montieren.
Sie sind auch bestens für
eine Nachrüstung
bestehender Umlufttrockner geeignet, weil insgesamt nur wenige Teile
zusätzlich
eingebaut werden müssen.
Durch Verschieben eines einzigen Teils – nämlich der Platte – kann der
freie Durchfluss aller Rückströmkanäle des Düsenkastens
eingestellt werden.
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Die Löcher in der Platte sind derart
angeordnet, dass in der Stellung „offen" jedes Loch mit der Verlängerung
eines zugeordneten Rückströmkanals fluchtet,
so dass der Rückströmquerschnitt
voll zur Verfügung
steht. Das bedeutet, die Anordnung der Löcher entspricht der Anordnung
der Rückströmkanäle in einer
zur Platte parallelen Ebene. Die Löcher können den selben Querschnitt
aufweisen wie die Rückströmkanäle oder
eine andere Form und/oder Größe haben.
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Lochformen nach Anspruch 3 oder 4
haben den Vorteil, dass im Normalbetrieb die Öffnung jeweils zwischen Rückstromkanal
und Loch keine spitzen Winkel aufweist und somit die Gefahr der
Ansammlung von z.B. Flusen mit der Folge von Verstopfungen gering
ist.
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Unterschiedliche Querschnitte der
Löcher nach
Anspruch 5 bewirken, dass das Luftdruckprofil über die Fläche variiert werden kann.
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Eine Verschiebevorrichtung mit mindestens einem
Bowdenzug und einer Verstelleinrichtung nach Anspruch 6 ist preiswert
und erfordert bei manueller Verstelleinrichtung keinen Aufwand für zusätzliche Steuer-
und Versorgungsleitungen. Hydraulik- oder Pneumatikzylinder sind
für die
automatische Einstellung besonders geeignet.
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Versteifungen nach Anspruch 8 erlauben
die Verwendung einer dünnen
und somit leichten Platte.
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Die Anordnung der Mittel nur an den
unteren Düsenkästen nach
Anspruch 9 erzielen einen hohen Erfolg bei vergleichsweise geringem
Aufwand.
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Die Erfindung wird anhand eines Beispiels weiter
erläutert.
Die schematische Zeichnung zeigt in
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1 ein
Feld eines Umlufttrockners im Querschnitt,
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2 einen
Querschnitt eines unteren Düsenkastens
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3 einen
Teil eines unteren und oberen Düsenkastens
im Schnitt als Detail,
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4 den
unteren Düsenkasten
senkrecht von unten und Teilansichten für unterschiedliche Öffnungsgrade
(4a und 4b) und
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5 eine
andere Ausgestaltung eines Lochs.
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Ein Umlufttrockner weist mehrere
in Transportrichtung hintereinander angeordnete Felder und eine
Transporteinrichtung für
eine Warenbahn 1 auf, nämlich
einen Planspannrahmen mit zwei horizontal durch die Felder des Umlufttrockners
geführten Spannketten 2, 3,
die in Schienen geführt
sind.
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Der Umlufttrockner ist mit einem
quaderförmigen,
isolierten Gehäuse
mit seitlichen Gehäusewänden 4,
einem Gehäuseboden 5 und
einer Gehäusedecke 6 versehen.
Die Felder sind durch nicht dargestellte Trennwände mit Öffnungen für die Warenbahn 1 und
die Spannketten 2, 3 sowie ggf. mit Klappen voneinander
getrennt.
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In jedem Feld ist eine Umlufteinrichtung
mit mindestens einem oberhalb und mindestens einem unterhalb der
Warenbahn 1 angeordneten Düsenkasten 7, 8,
mit einem Umluftventilator 11, einer Ansaugkammer 9 an
der Saugseite und einer Zuluftkammer 10 an der Druckseite
des Umluftventilators 11 angeordnet. In diesem Beispiel
sind in jedem Feld ein oberer und ein unterer Düsenkasten 7, 8 angeordnet.
Die Düsenkästen 7, 8 erstrecken
sich in ihrer Länge
mindestens über
die maximale Warenbahnbreite und über etwa 70 % der Breite des
Umlufttrockners.
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Die Düsenkästen 7, 8 sind
als quaderförmige Blechkästen ausgebildet.
Sie weisen gleichmäßig verteilte,
aus Rohrstücken 12 gebildete
Rückströmkanäle zur Abströmung der
Umluft auf. Die Rohrstücke 12 verbinden
in jedem Düsenkasten 7, 8 die
der Warenbahn 1 zugewandte Wand 13, 14 mit
der gegenüberliegenden
Wand 15, 16. Die der Warenbahn 1 zugewandte
Wand 13, 14 der Düsenkästen 7, 8 ist mit
im einzelnen nicht dargestellten, z.B. kreisförmig um die Rohrstücke 12 angeordneten
Zuströmöftnungen
versehen. Die Düsenkästen 7, 8 weisen
jeweils eine Eintrittsöffnung 27 auf,
die sich nahezu über
die gesamte Höhe
und Breite jedes Düsenkastens 7, 8 erstreckt,
wobei alle Eintrittsöffnungen 27 an
einer Seite eines Feldes angeordnet sind. Auf dieser Seite ragen
die Düsenkästen 7, 8 zur
Wand 4 hin etwas über
die Spannkette 2 hinaus. Hinter den Eintrittsöffnungen 27 sind
in den Düsenkästen 7, 8 Verteilerklappen 28 angeordnet.
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Ausgehend von der Gehäusedecke 6 erstreckt
sich eine Zwischenwand 17, die an den die Eintrittsöffnungen 27 aufweisenden
Enden der Düsenkästen 7, 8 angeordnet
ist und parallel zur Gehäusewand 4 bis
zum Gehäuseboden 5 verläuft. Die Zwischenwand 17 trennt
die Zuluftkammer 10 von dem Innenraum des Feldes ab. An
diese Zwischenwand 15 stößt ein von der gegenüberliegenden
Gehäusewand 4 ausgehender
Zwischenboden 18, der die Ansaugkammer 9 vom Innenraum
abtrennt. Die Höhe
der Ansaugkammer 9 beträgt
etwa ein viertel der Gesamthöhe
des Feldes.
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Oberhalb, unterhalb und auf der der
Gehäusewand 4 zugewandten
Seite der etwa mittig entlang der Trocknerbreite angeordneten Düsenkästen 7 bleiben
von der Zwischenwand 17, der Gehäusedecke 6, der Gehäusewand 4 und
dem Zwischenboden 18 begrenzte Rückströmräume 19, 20, 21 frei.
Unterhalb des seitlichen Rückstromraumes 21 ist
mindestens ein Filter 22 in den Zwischenboden 18 eingelassen.
Durch den Filter 22 sind die zueinander offenen Rückstromräume 19, 20, 21 mit
der durch den Zwischenboden 18 und dem Gehäuseboden 5 begrenzten
Ansaugkammern 9 verbunden. Unterhalb des Filters 22,
zum Beispiel in der Mitte der Feldlänge, ist an der Gehäusewand 4 eine
Heizvorrichtung, hier ein Gasbrenner 23, angeordnet. Der
als Radialventilator ausgebildete Umluftventilator 11 ist
auf der dem Gasbrenner 23 gegenüberliegenden Seite, ebenfalls
in der Mitte der Feldlänge
am Ende der Ansaugkammer 9 in der Zuluftkammer 10 angeordnet,
so dass seine Druckseite sich in der Zuluftkammer 10 befindet.
Seine Saugseite ist durch eine Öffnung 24 in
der Zwischenwand 17 mit der Ansaugkammer 9 verbunden. Der
Zwischenboden 18 ist zur Verbesserung der Anströmung des
Umluftventilators 11 nach oben abgewinkelt, bevor er direkt
oberhalb der Öffnung 24 auf die
Zwischenwand 17 stößt. Die
Zwischenwand 17 weist oberhalb der oberen Düsenkästen 7 eine
oder mehrere Bypaßklappen 25 auf.
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In der Zuluftkammer 10 ist
ein eine Zwischenwand bildendes Trennblech 26 angeordnet, das
die Zuluftkammer 10 in eine dem Ventilator zugeordnete
Druckkammer und eine der Eintrittsöffnung 27 zugeordneten
Verteilungskammer teilt.
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In soweit entspricht der Umlufttrockner
dem Stand der Technik.
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Die weitere Beschreibung erfolgt
unter Einbeziehung der 2 bis 4.
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Unterhalb jedes unteren Düsenkastens 8 ist eine
gelochte Platte 30 verschiebbar derart angeordnet, dass
sie sich eng an die untere Wand 16 des Düsenkastens 8 anschmiegt.
Die Größe der Platte 30 entspricht
der Größe der Wand 16.
Die Löcher 37 in der
Platte 30 sind rund, wobei ihr Durchmesser dem Innendurchmesser
der Rohrstücke 12 entspricht.
Die Anordnung der Löcher 37 in
der Platte 30 entspricht der Anordnung der Rohrstücke 12 im
Düsenkasten 8 und
somit dem Lochmuster der Wand 16, so dass also die Löcher 37 und
die Rückstromkanäle – bei einer
definierten relativen Lage der Platte 30 zum Düsenkasten 8 – fluchten.
Die Platte 30 ist in zwei Führungsschienen 31 geführt, die
unten in der Nähe
von und parallel zu den Längsseiten
der Wand 16 befestigt sind und sich über die Länge der Wand 16 erstrecken.
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Die Platte 30 ist z.B. aus
Metallblech oder wärmefestem
Kunststoff gefertigt, An der Unterseite der Platte 30,
das heißt
an der dem Düsenkasten 8 abgewandten
Seite, sind Versteifungen 38 angeordnet, die parallel zu
in einer Linie verlaufenden Löchern
verlaufen. Die Versteifungen 38 sind z.B. aus flachen Profilen
gefertigt, die auf der Platte 30 befestigt sind.
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Die Führungsschienen 31 sind
z.B. aus L- oder U- Profilen gefertigt und an die Wand 16 geschweißt, geschraubt
oder auf andere Weise befestigt.
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An dem der Eintrittsöffnung 27 entgegengesetzten
Ende der Platte 30 ist mindestens ein Bolzen 32 angeordnet,
an dem ein Ende einer Verschiebevorrichtung, hier eines Bowdenzugs 33,
befestigt ist. Ein zugeordnetes Ende einer Hülle des Bowdenzugs 33 ist
an einem Widerlager 34 fest gehalten, das über eine
Stütze
am Gehäuse
befestigt ist. Ein anderes Ende des Bowdenzugs 33 ist aus
dem Gehäuse
herausgeführt
und mündet
in einer manuellen Verstellvorrichtung 35, die an diesem
Ende angreift und an ihm zieht oder drückt und auf diese Weise die
Platte 30 stufenlos längs
der Führungsschienen 31 in
Richtung des Doppelpfeils 36 verschiebt. Die Versteileinrichtung 35 ist
z.B. aussen oben am Gehäuse
befestigt.
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In 4, 4a und 4b sind verschiedene relative Lagen der
Platte 30 dargestellt. In 4 sind
die Rohrstücke 12 voll
geöffnet,
in 4a zu 1/3 und in 4b zu 2/3 geschlossen.
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Aus 5 ist
eine andere Ausgestaltung der Löcher 37 mit überproportionalem
Regelverhalten ersichtlich: Jedes Loch 37 ist zu seiner
Längsachse spiegelsymmetrisch
und hat die Form einer Birne: Von einem breiten Ende des Lochs 37,
das die Form eines Kreisbogens hat und in etwa dem Durchmesser des
Rohrstücks 12 entspricht,
verjüngt
sich das Loch 37 an jeder Seite hyperbelförmig zu
seinem schmalen, kreisbogenförmigen
Ende. Das Verhältnis
Länge zu
Breite beträgt
etwa 1 zu 3 Jedes Rohrstück 12 ist in
der dargestellten Position der Platte zu etwa 5/6 geöffnet.
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Statt der manuellen Verstelleinrichtung 35 ist auch
ein motorischer, pneumatischer oder hydraulischer Antrieb einsetzbar,
was eine einfache Automatisierung erlaubt.
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Die Verschiebevorrichtung kann auch
direkt am Bolzen 32 angreifen, wenn sie z.B. als Hydraulik- oder
Pneumatikzylinder ausgebildet ist, ggf. mit Verlängerungsgestänge.
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Im Betrieb wird das Behandlungsmittel,
d. h. die Trocknungsluft, durch die Düsenkästen 7, 8 über die
Zuströmöffnungen
der Warenbahn 1 zugeführt. Die
Trocknungsluft nimmt unter Abgabe ihrer Wärme die Feuchtigkeit der Warenbahn 1 auf
und strömt
als Abluft durch die Rohrstücke 12 durch
die Düsenkästen 7, 8 und
seitlich der Düsenkästen 7, 8 in
die Rückströmräume 19, 20, 21.
Ein Teil der Abluft eines Feldes wird, zum Beispiel bei Gegenstromführung im Umlufttrockner,
in das vorangegangene Feld und ein entsprechender Teil der Abluft
des dahinterliegenden Feldes in die Rückströmräume 19, 20 oder 21 dieses Feldes
geleitet. Die aus den Rückströmräumen 19, 20, 21 kommende
Abluft wird im Filter 22 gereinigt, in der Ansaugkammer 9 mit
Hilfe des Gasbrenners 23 zu Trocknungsluft erwärmt, durch
den Umluftventilator 11 angesaugt und über die Zuluftkammer 10 in
die Düsenkästen 7,8 gedrückt.
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Die Trocknungsparameter wie Temperatur und
Menge der Trocknungsluft werden in Abhängigkeit der Qualität und Empfindlichkeit
der Warenbahn 1 und der zu verdampfenden Wassermenge eingestellt
und ggf. geregelt.
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Die Warenlage wird z.B. durch einen
Sensor überprüft und durch
Verschieben der Platte 30 eingestellt: Hängt die
Warenbahn 1 nach unten durch, wird der die Platte 30 so
verschoben, dass der Austrittsquerschnitt der Rohrstücke 12 verkleinert
wird, bis genau eine über
die Breite der Warenbahn 1 gleichmäßige und ruhige Warenlage erzielt
wird. Es wird also ein größerer Luftstau
zwischen der Warenbahn und dem unteren Düsenkasten 8 mit einer
ausreichenden Tragkraft gebildet als ohne die Erfinidung, was sich
besonders bei geringen Mengen an Trocknungsluft positiv auswirkt.
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Ist die Warenbahn 1 zu stark
nach oben ausgebeult und besteht daher ggf. die Gefahr einer ungleichmäßigen Wärmebehandlung
der Warenbahn, wird die Platte 30 so verschoben, dass der
Austrittsquerschnitt der Rohrstücke 12 vergrößert wird,
bis genau eine gewünschte
Warenlage erzielt wird.
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- 1
- Warenbahn
- 2
- Spannkette
- 3
- Spannkette
- 4
- Gehäusewand
- 5
- Gehäuseboden
- 6
- Gehäusedecke
- 7
- oberer
Düsenkasten
- 8
- untere
Düsenkasten
- 9
- Ansaugkammer
- 10
- Zuluftkammer
- 11
- Umluftventilator
- 12
- Rohrstück
- 13
- Wand
- 14
- Wand
- 15
- Wand
- 16
- Wand
- 17
- Zwischenwand
- 18
- Zwischenboden
- 19
- Rückströmraum
- 20
- Rückströmraum
- 21
- Rückströmraum
- 22
- Filter
- 23
- Gasbrenner
- 24
- Öffnung
- 25
- Beipassklappe
- 26
- Trennblech
- 27
- Eintrittsöffnung
- 28
- Klappe
- 29
- –
- 30
- Platte
- 31
- Führungsschiene
- 32
- Bolzen
- 33
- Bowdenzug
- 34
- Widerlager
- 35
- Verstellvorrichtung
- 36
- Doppelpfeil
- 37
- Loch
- 38
- Versteifung