DE1561117B2 - Verfahren und vorrichtung zum trocknen von auf eine materialbahbahn aufgebrachten druckfarben ueberzuegen od dgl - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Trocknen von auf eine Materialbahn aufgebrachten Druckfarben, Überzügen od. dgl., bei dem die Materialbahn kontinuierlich bewegt und ein heißer mit Frischluft gemischter Flammenstrahl gegen die zu trocknende Oberfläche geleitet wird.

Bei deinem derartigen Verfahren, das ebenso wie eine Vorrichtung zu seiner Durchführung bereits aus der deutschen Auslegeschrift 1 201 255 bekannt ist, besteht die Gefahr, daß der auf die Materialbahn auftreffende Flammenstrahl nicht nur die gegebenenfalls flüchtigen zu entfernenden Stoffe verbrennt, sondern daß es zu einem Versengen oder Verbrennen der Materialbahn kommt. Diese Gefahr kann auch nicht mittels einer hohen Durchlaufgeschwindigkeit der Materialbahn ausgeschaltet werden, denn es muß stets damit gerechnet werden, daß auf Grund einer Betriebsstörung die vorgesehene Durchlaufgeschwindigkeit nicht eingehalten werden kann. Dann entstehen nicht nur Materialverluste, vielmehr besteht insbesondere auch eine erhebliche Brandgefahr. Aus diesem Grunde wird bei dem bekannten Verfahren mit einer »weichen Flamme« gearbeitet, bei der die Verbrennungsgase ohne größeren Überdruck aus dem Brenner austreten und eine vergleichsweise niedrige Temperatur aufweisen. In diesem Falle wird jedoch eine verminderte Trocknungsleistung in Kauf genommen, so daß mit einer nur vergleichsweise geringen Durchlaufgeschwindigkeit der Materialbahn gearbeitet werden kann bzw. in aufwendiger Weise mehrere Trocknungsstationen in Durchlaufrichtung der Materialbahn hintereinander angeordnet werden müssen. >-'■'■■

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,, das eingangs genannte Verfahren so zu verbessern, daß es bei geringem Aufwand leistungsfähig betreibbar ist, ohne daß die Gefahr eines Versengens oder gar Brennens der Materialbahn in Kauf genommen werden muß.

Die Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung von Flammenstrahl und Frischluftstrom unmittelbar vor ihrem Auftreffen auf die Materialbahnoberfläche und so erfolgt, daß der Frischluftstrom die Flamme von der Bahnoberfläche fernhält.

Somit trifft die erzeugte Flamme nicht auf die Materialbahn auf, obwohl sie auf die Materialbahn gerichtet ist. Der Flammenstrahl kann daher in für eine hohe Trocknungsleistung erforderlicher Weise mit einer hohen Geschwindigkeit zugeführt werden und eine hohe Temperatur aufweisen. Obwohl die Flamme von der Bahnoberfläche ferngehalten wird, wird infolge der Mischung des Flammenstrahls bzw. der Verbrennungsgase mit der Frischluft ein Kontakt des Wärmeträgers mit der Materialbahn hergestellt, so daß der Materialbahn die notwendige Wärmemenge zugeführt wird. Dabei werden in vorteilhafter Weise unter Schonung der Materialbahn die zu entfernende Flüssigkeit bzw. die flüchtigen Stoffe verdampft, anstatt an der Materialoberfläche verbrannt, wie es bei einem auf die Materialbahn auftreffenden Flammenstrahl der Fall ist. Insbesondere wurde auch festgestellt, daß die beim Trocknen von Druckfarbe auf der Materialbahn verbleibenden Kohlenwasserstoffe nicht wie beim Auftreffen eines Flammenstrahls gecrackt werden. Dadurch ergibt sich auch eine Verbesserung der Qualität des Druckes.

Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, das Verfahren so durchzuführen, daß dem Frischluftstrom eine Geschwindigkeit von etwa 125 m/sec erteilt wird und daß der Verbrennungsstrahl etwa 60 bis 80% des für eine vollständige Verbrennung erforderlichen Sauerstoffs enthält. Die hohe Geschwindigkeit des Frischluftstroms gewährleistet, daß beim Zusammentreffen mit dem Verbrennungsstrahl dieser umgelenkt und von der Bahnoberfläche ferngehalten ίο wird. Gleichzeitig wird dadurch, daß ein Teil des Frischluftstroms zur vollständigen Verbrennung benötigt wird, in vorteilhafter Weise Verbrennungswärme in der Nähe der Materialbahn erzeugt und die Durchmischung sowie der Wärmekontakt zur Materialbahn verbessert.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens umfaßt in Übereinstimmung mit der aus der deutschen Auslegeschrift 1 201 255 bekannten Vorrichtung eine Transporteinrichtung für die Materialbahn und eine einen Bahnabschnitt umschließende Kammer, in der wenigstens ein Brenner mit auf die Bahn gerichteter Austrittsdüse angeordnet ist. Sie ist dadurch gekennzeichnet, daß eine Frischluftdüse in Laufrichtung der Materialbahn und geneigt gegen diese unmittelbar neben dem Brenner so angeordnet und bemessen ist, daß der aus der Frischluftdüse austretende Frischluftstrom vor seinem Auf-. treffen auf die Materialbahn den der Brennerdüse entströmenden Verbrennungsstrahl trifft und von der 30. Materialbahn fernhält.

Aus der schweizerischen Patentschrift 344 094 ist es zwar bereits bekannt, zum Trocknen von auf eine ■■ Materialbahn aufgebrachter Druckfarbe neben einem ,auf die Materialbahn gerichteten Gasbrenner eine Düse zum Zuführen von Kühl- und Brennluft anzuordnen, hierbei strömt der Luftstrom jedoch parallel zum Verbrennungsstrahl und hält diesen nicht von der Bahnoberfläche fern.

Die erfindungsgemäße Ausbildung führt zu einer vergleichsweise unaufwendigen Vorrichtung, die sich in der vorbeschriebenen Weise mit einer hohen Trocknungsleistung und ohne die Notwendigkeit zusätzlicher Trocknungsstationen betreiben läßt.

Eine zweckmäßige Weiterbildung mit wenigstens zwei auf die Materialbahn gerichteten Brenner-Frischluftdüsenpaaren sieht vor, daß die Frischluftdüsen entgegengesetzte Neigung gegenüber der Materialbahn haben. In diesem Falle werden zwei einander an der Bahnoberfläche entgegengerichtete Frischluftströme erzeugt, die aufeinandertreffen und sich gegenseitig abbremsen, so daß die Abführung des Verbrennungsgas-Frischluft-Gemisches erleichtert ist.

Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform weist der Brenner eine U-förmige zur Materialbahn offene und quer angeordnete Flammenkammer und die Frischluftdüse einen zur Flammenkammer parallelen Düsenschlitz auf. Ferner können die Schenkel der U-förmigen Flammenkammer von zwei Abschirmleisten gebildet sein, die an einem den Flammenkammerboden bildenden, sich über die Breite der Materialbahn erstreckenden Rohr befestigt sind und die Flammenaustrittsöffnungen des Rohres zwischeneinander einschließen. Diese konstruktiv einfachen Ausbildungen haben sich als zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens besonders geeignet erwiesen.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand schema-

tischer Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt in Draufsicht in teilweise weggebrochener Darstellung eine Vorrichtung zum Trocknen von auf eine Materialbahn aufgebrachten Druckfarben;

F i g. 2 ist ein senkrechter Schnitt längs Linie 2-2 in F i g. 1;

F i g. 3 ist ein senkrechter Schnitt längs Linie 3-3 in F i g. 1;

F i g. 4 ist ein vergrößerter Ausschnitt aus F i g. 2 und zeigt einen Brenner mit der ihm zugeordneten Frischluftdüse;

F i g. 5 zeigt eine andere Ausführungsform in einer F i g. 2 entsprechenden Darstellung;

F i g. 6 zeigt eine wiederum andere Ausführungsform in einer F i g. 2 entsprechenden Darstellung;

F i g. 7 zeigt in einer F i g. 4 entsprechenden Darstellung eine abgewandelte Brennerausführung.

Gemäß F i g. 1 bis 3 sind in einem Gehäuse 10 zwei Brenner 11 angeordnet. Jeder Brenner 11 umfaßt gemäß F i g. 4 eine rohrförmige Leitung 16, die mit einer achsparallelen langgestreckten Flammenkammer 12 von umgekehrt U-förmigem Querschnitt versehen ist. Die Flammenkammer 12 ist über Düsenöffnungen 15 mit der Leitung 16 verbunden. Den Brennerleitungen 16 wird ein Gasluftgemisch über leitungen 17 zugeführt, die Frischluft wird mittels eines Venturirohrs 20 zugeführt, das über eine Leitung 22 an ein Gebläse 21 angeschlossen ist, das zusätzliche Frischluft über eine Leitung 25 einem Kanal 26 zuführt, an den zwei Frischluftdüsen 27 angeschlossen sind, die sich über die Breite der vom Gehäuse 10 umschlossenen Gehäusekammer 28 erstrecken und den Brennern 11 zugeordnet sind, wie es aus F i g. 2 und 4 zu ersehen ist.

Ferner ist gemäß F i g. 2 eine Aufwickelrolle 30 für die mit der zu trocknenden Druckfarbe versehene Papierbahn 31 vorgesehen, die über eine Umlenkrolle 32 läuft. Das Gehäuse 10 ist an seinen Stirnseiten mit Schlitzen 35 versehen, durch welche die Papierbahn 31 hindurchgeführt ist. Das Gehäuse 10 ist mit einem Abzug 36 für die den Brennern 11 und den Frischluftdüsen 27 entströmenden Gase versehen. Gegebenenfalls kann dem Abzug 36 ein nicht gezeigtes Absauggebläse zugeordnet sein.

Gemäß F i g. 3 ist eine Einrichtung 40, 41 zum Zünden des aus den Düsenöffnungen 15 der Brenner 11 austretenden Gasluftgemisches und zum Feststellen einer Flamme in der Flammenkammer 12 vorgesehen. Diese Einrichtung erzeugt Zündfunken, bis das Vorhandensein einer Flamme gefühlt wird.

Das Venturirohr 20 ist als Proportionalmischvorrichtung mit einem Eisenrohr von etwa 50 mm Durchmesser ausgebildet. Das Gebläse 21 liefert etwa 20 m³ Luft in der Minute mit einem Überdruck von etwa 0,105 atü. Ein in die Leitung 25 eingeschaltetes Steuerelement 50 regelt die Zufuhr von Frischluft zum Kanal 25 bzw. zu den Frischluftdüsen 27. Für die Regelung der Gaszufuhr zum Venturirohr 20 ist ein Ventil 51 vorgesehen.

Gemäß F i g. 4 ist jeder Brenner 11 mit der ihm zugeordneten Frischluftdüse 27 so angeordnet und ausgebildet, daß die aus der Flammenkammer 12 austretende Flamme 60 auf die Materialbahn 31 gerichtet ist. Dabei kann die Materialbahn 31 in einem Abstand von beispielsweise 25 bis 100 mm vom Brenner 11 angeordnet sein. Die Frischluftdüse 27 ist derart geneigt angeordnet, daß der aus dem Düsenschlitz 62 austretende Frischluftstrom 61 auf die Flamme 60 bzw. auf den Verbrennungsstrahl trifft und ihn von der Materialbahn 31 fernhält. Dabei öffnet sich der Frischluftstrom 61 mit einem Divergenzwinkel von beispielsweise etwa 7°, was bei einem Abstand von etwa 50 mm zwischen der Frischluftdüse 27 und der Materialbahn 31 zu einer Auftreffbreite 62' von etwa 12,5 mm führt. Wird die Materialbahn mit einer

ίο Geschwindigkeit von 240 m/min vorbewegt, so beträgt die Einwirkungszeit an einer Frischluftdüse 27 V320 see. Es hat sich gezeigt, daß trotz dieser kurzen Einwirkungszeit eine hohe Trocknungsleistung erzielt wird, was darauf zurückzuführen ist, daß der Frischluftstrom in Verbindung mit der erzeugten Verbrennungswärme zu einem im wesentlichen vollständigen Verdampfen der zu entfernenden flüchtigen Stoffe führt.

Der Frischluftstrom 61 wird gegenüber dem Verbrennungsgasstrahl 60 so bemessen, daß im Hinblick auf die zu einer vollständigen Verbrennung erforderliche Luftmenge ein Frischluftüberschuß von etwa 100 °/o vorhanden ist. Es hat sich gezeigt, daß unter diesen Bedingungen eine Verbrennung der flüchtigen Stoffe an der Oberfläche der Materialbahn 31 vermieden wird und daß die Vorrichtung dementsprechend gefahrlos arbeitet.

Um Druckfarbe zu trocknen, die ein Methylsolsosol-Lösungsmittel enthält, ist eine Temperatur von etwa 125° C erforderlich. Dementsprechend werden die Steuerelemente 50 und 51 so eingestellt, daß an der Oberfläche der Materialbahn 31 die Temperatur etwa 125° C oder etwas mehr beträgt. Besteht die Materialbahn 31 aus Polyvinyl mit glänzender Oberfläche, so darf die Temperatur im Material nicht über etwa 93° C hinaus ansteigen, denn anderenfalls verliert das Material seinen Glanz oder wird durchscheinend. Es hat sich ergeben, daß eine Einstellung der Steuerelemente 50 und 51 derart vorgenommen werden kann, daß die Materialbahn selbst auf nur etwa 82° C erwärmt wird. Dabei beträgt die Temperatur des Abgasgemisches im Abzug 36 etwa 175° C, während die Temperatur des sich an der Oberfläche der Materialbahn 31 bewegenden Gemisches etwa 540° C beträgt. Es wurde festgestellt, daß unter diesen Bedingungen infolge der hohen Durchlaufgeschwindigkeit der Materialbahn 31 der Glanz der Materialbahn nicht verlorengeht, andererseits aber auch das Lösungsmittel gründlich' verflüchtigt und die Druckfarbe somit getrocknet wird. Wichtig sind in diesem Zusammenhang insbesondere die hohe Durchlaufgeschwindigkeit der Materialbahn ,31, die zwischen etwa 240 und 1100 m/min betragen kann, sowie die hohe Geschwindigkeit des Frischluftstroms 61, die beispielsweise 125 m/sec betragen kann und zu einem »Trockenfegen« der Materialbahn 31 führt. Dabei läßt sich die hohe Geschwindigkeit des Frischluftstroms 61 bei einem Düsenschlitz 62 zwischen etwa 0,25 und 1,0 mm Breite und mit einer Länge von etwa 69 cm mit einem Frischluftdurchsatz von etwa 4,25 bis 5,6 m³/min erzielen. In diesem Zusammenhang ist auch die Erwärmung der Frischluft zu berücksichtigen, die unter den vorerwähnten Bedingungen am Ausgang der Frischluftdüse auf eine Temperatur von etwa 870° C erwärmt wird.

Das Trocknungsverfahren ermöglicht ein Trocknen auf vergleichsweise engem Raum, und dem-

entsprechend kann die beschriebene Vorrichtung kompakt ausgeführt werden. Beispielsweise können die Hauptabmessungen nur 0,9 · 1,2 ■ 0,3 m betragen.

Bei der Ausführung nach F i g. 5 ist in Abweichung von der vorbeschriebenen Ausführung ein zusatzlicher Brenner 100 vorgesehen, der im Bereich des Abzugs 101 ebenso wie die übrigen Brenner oberhalb der Materialbahn 102 angeordnet ist, die durch Gehäuseschlitze 105 geführt ist. Dem Brenner 100 ist eine Frischluftdüse 106 zugeordnet, die entgegengesetzt zu den beiden anderen Frischluftdüsen gegenüber der Materialbahn 102 geneigt ist. Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß der von den beiden anderen Brennern bzw. Frischluftdüsen ausgehende Gasgemischstrom abgebremst und zum Abzug 101 umgelenkt wird.

Bei der Ausführungsform nach F i g. 6 sind vier Brenner vorgesehen, die oberhalb der Materialbahn

Der in Fig. 7 gezeigte Brenner 300 weist insder Mitte angeordneten Abzug 205 aufweist. Die Brenner sind symmetrisch auf beiden Seiten des Abzugs 205 angeordnet, wobei die Frischluftdüsen 200 der beiden links vom Abzug angeordneten und die Frischluftdüsen 201 der beiden rechts vom Abzug 205 angeordneten Frischluftdüsen 201 entgegengesetzt und aufeinander zu bzw. zum Abzug hin geneigt sind. Auch bei dieser Ausführung werden die sich oberhalb der Materialbahn bewegenden Gasgemlschströrne unterhalb des Abzugs 205 abgebremst und in. den Abzug umgelenkt.

Der in F i g, 7 gezeigte Brenner 300 weist insbesondere den Vorteil auf, daß er auch nach längerer Benutzungsdauer nicht dazu neigt, sich zu verformen oder durchzubiegen. Er besteht aus einem quadratischen Rohr 303 aus Flußstahl, das an seiner Unterseite mit Düsenöffnungen 301 versehen ist. Am Rohr 303 sind unter Zwischenfügung von Scheiben 300 zwei Abschirmleisten 302 befestigt, die mit ihren freien Enden nach unten in Richtung auf die Materialhahn weisen und eine im wesentlichen umgekehrt U-förmige Flammenkammer 305 seitlich begrenzen. Dem Brenner 300 ist eine Frischluftdüse 307 zugeordnet, die ebenso wie die Abschirmleisten 302 zwischen zwei Isolierplatten 309 hindurch nach unten ragt.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Verfahren zürn Trocknen γο,η auf eine Materiaihahn aufgebrachten Druckfarben, Überzügen od.. dgl,, bei dem die Materialbahn konti- §0 nuierlich bewegt und ein heißer mit Frischluft gemischter Flammenstrahl gegen die zu trocknende Oberfläche geleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung von Flammenstrahl und Frischluftstrom unmittelbar vor ihrem Auftreffen auf die Materialbahnoberfläche und so erfolgt, daß der Frischluftstrom die Flamme von der Bahnoberfläche fernhält.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Frischluftstrom eine Geschwindigkeit von etwa 125 m/sec erteilt wird und daß der Verbrennungsstrahl etwa 60 bis 8O°/o des für eine vollständige Verbrennung erforderlichen Sauerstoffs enthält.

3. Vorrichtung zum Durchführen der Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 mit einer Transporteinrichtung für die Materialbahn und einer einen Bahnabschnitt umschließenden Kammer, in der wenigstens ein Brenner mit auf die Bahn gerichteter Austrittsdüse angeordnet ist, dadurch, gekennzeichnet, daß eine Frischluftdüse (27, 106, 200, 201, 307) in Laufrichtung der Materiajbahn (31, 102, 202) und geneigt gegen diese unmittelbar neben dem Brenner (11, 100, 300) so angeordnet und bemessen ist, daß der aus der Frischluftdüse austretende Frischluftstrom (61) vor seinem Auftreffen auf die Materialbahn den der Brennerdüse (15, 301) entströmenden Verbrennungsstrahl (60) trifft und von der Materialbahn fernhält.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3 mit wenigstens zwei auf die Materialbahn gerichteten Brenner^Frischluftdüsenpaaren, dadurch gekennzeichnet, daß die Frischluftdüsen (106, 200, 201) entgegengesetzte Neigung gegenüber der Materialbahn (102, 202) haben,

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Brenner (11, 100, 300) eine IJ-förmige zur Materialbahn (31, 102) offene und quer angeordnete Flammenkammer (12, 305) und die Frischluftdüse (27/, 106.Γ 200,. ?01, 307) einen zur Fiammenkammer parallelen Düsenschlitz (62) aufweist,

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die S.chenkel der U-förmigen Flammenka.m,mer (305) YQn zwei Abschirmleisten (303) gebildet sind, die an einem den Flamtnenkamrnerbpden bildenden, sich über die Breite der Materialbahn (31,102,202) erstreckenden !Rohr (303) befestigt sind und die Düsenöffnungen (301) des Rohres zwischeneinander einschließen·

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen