DE1561117C - Verfahren und Vorrichtung zum Trocknen von auf eine Materialbahn aufgebrachten Druckfarben, Überzügen 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 einem 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 Materialbalmoberfläche 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 Flammcnstrahls 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 8O°/o 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

so 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 Auftreffen auf die Materialbahn den der Brennerdüse entströmenden Verbrennungsstrahl trifft und von der 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-

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tischer Zeichnungen an mehreren Ausführungs- art geneigt angeordnet, daß der aus dem Düsenschlitz

beispielen näher erläutert. 62 austretende Frischluftstrom 61 auf die Flamme 60

Fig. 1 zeigt in Draufsicht in teilweise weg- bzw. auf den Verbrennungsstrahl trifft und ihn von

gebrochener Darstellung eine Vorrichtung zum der Materialbahn 31 fernhält. Dabei öffnet sich der

Trocknen von auf eine Materialbahn aufgebrachten 5 Frischluftstrom 61 mit einem Divergenzwinkel von

Druckfarben; beispielsweise etwa 7°, was bei einem Abstand von

F i g. 2 ist ein senkrechter Schnitt längs Linie 2-2 etwa 50 mm zwischen der Frischluftdüse 27 und der

in F i g. 1; Materialbahn 31 zu einer Auftreffbreite 62' von

F i g. 3 ist ein senkrechter Schnitt längs Linie 3-3 etwa 12,5 mm führt. Wird die Materialbahn mit einer

in F i g. 1; . io Geschwindigkeit von 240 m/min vorbewegt, so be-

F i g. 4 ist ein vergrößerter Ausschnitt aus F i g. 2 trägt die Einwirkungszeit an einer Frischluftdüse 27

und zeigt einen Brenner mit der ihm zugeordneten V320 see. Es hat sich gezeigt, daß trotz dieser kurzen

Frischluftdüse; Einwirkungszeit eine hohe Trocknungsleistung erzielt

F i g. 5 zeigt eine andere Ausführungsform in einer wird, was darauf zurückzuführen ist, daß der Frisch-

F i g. 2 entsprechenden Darstellung; 15 luftstrom in Verbindung mit der erzeugten Ver-

F i g. 6 zeigt eine wiederum andere Ausführungs- brennungswärme zu einem im wesentlichen vollform in einer Fi g. 2 entsprechenden Darstellung; ständigen Verdampfen der zu entfernenden flüchtigen

F i g. 7 zeigt in einer F i g. 4 entsprechenden Dar- Stoffe führt,

stellung eine abgewandelte Brennerausführung. Der Frischluftstrom 61 wird gegenüber dem Ver-

Gemäß Fig. 1 bis 3 sind in einem Gehäuse 10 ao brennungsgasstrahl 60 so bemessen, daß im Hinblick zwei Brenner 11 angeordnet. Jeder Brenner 11 um- auf die zu einer vollständigen Verbrennung erforderfaßt gemäß F i g. 4 eine rohrförmige Leitung 16, die liehe Luftmenge ein Frischluftüberschuß von etwa mit einer achsparallelen langgestreckten Flammen- 100% vorhanden ist. Es hat sich gezeigt, daß unter kammer 12 von umgekehrt U-förmigem Querschnitt diesen Bedingungen eine Verbrennung der flüchtigen versehen ist. Die Flammenkammer 12 ist über Düsen- 35 Stoffe an der Oberfläche der Materialbahn 3t veröffnungen 15 mit der Leitung 16 verbunden. Den mieden wird und daß die Vorrichtung dem-Brennerleitungen 16 wird ein Gasluftgemisch über entsprechend gefahrlos arbeitet,
leitungen 17 zugeführt, die Frischluft wird mittels Um Druckfarbe zu trocknen, die ein Methyleines Venturirohrs 20 zugeführt, das über eine Lei- solsosol-Lösungsmittel enthält, ist eine Temperatur tung 22 an ein Gebläse 21 angeschlossen ist, das zu- 30 von etwa 125° C erforderlich. Dementsprechend wersätzliche Frischluft über eine Leitung 25 einem Kanal den die Steuerelemente 50 und 51 so eingestellt, 26 zuführt, an den zwei Frischluftdüsen 27 an- daß an der Oberfläche der Materialbahn 31 die Temgeschlossen sind, die sich über die Breite der vom peratur etwa 125° C oder etwas mehr beträgt. BeGehäuse 10 umschlossenen Gehäusekammer 28 er- steht die Materialbahn 31 aus Polyvinyl mit glänzenstrecken und den Brennern 11 zugeordnet sind, wie 35 der Oberfläche, so darf die Temperatur im Material es aus F i g. 2 und 4 zu ersehen ist. nicht über etwa 9.3° C hinaus ansteigen, denn

Ferner ist gemäß F i g. 2 eine Aufwickelrolle 30 anderenfalls verliert das Material seinen Glanz oder für die mit der zu trocknenden Druckfarbe versehene wird durchscheinend. Es hat sich ergeben, daß eine Papierbahn 31 vorgesehen, die über eine Umlenk- Einstellung der Steuerelemente 50 und 51 derart vorrolle 32 läuft. Das Gehäuse 10 ist. an seinen Stirn- 40 genommen werden kann, daß die Materialbahn selbst Seiten mit Schlitzen 35 versehen, durch welche die auf nur etwa 82° C erwärmt wird. Dabei beträgt die Papierbahn 31 hindurchgeführt ist. Das Gehäuse 10 Temperatur des Abgasgemisches im Abzug 36 etwa ist mit einem Abzug 36 für die den Brennern 11 und 175° C, während die Temperatur des sich an der den Frischluftdüsen 27 entströmenden Gase versehen. Oberfläche der Materialbahn 31 bewegenden Ge-Gegebenenfalls kann dem Abzug 36 ein nicht 45 misches etwa 540° C beträgt. Es wurde festgestellt, gezeigtes Absauggebläse zugeordnet sein. daß unter diesen Bedingungen infolge der hohen

Gemäß Fig. 3 ist eine Einrichtung40, 41 zum Durchlaufgeschwindigkeit der Materialbahn 31 der Zünden des aus den Düsenöffnungen 15 der Brenner Glanz der Materialbahn nicht verlorengeht, anderer-11 austretenden Gasluftgemisches und zum Fest- seits aber auch das Lösungsmittel gründlich verstellen einer Flamme in der Flammenkammer 12 vor- 50 flüchtigt und die Druckfarbe somit getrocknet wird, gesehen. Diese Einrichtung erzeugt Zündfunken, bis Wichtig sind in diesem Zusammenhang insbesondere das Vorhandensein einer Flamme gefühlt wird. die hohe Durchlaufgeschwindigkeit der Materialbahn

Das Venturirohr 20 ist als Proportionalmisch- 31, die zwischen etwa 240 und HOOni/min bevorrichtung mit einem Eisenrohr von etwa 50 mm tragen kann, sowie die hohe Geschwindigkeit des Durchmesser ausgebildet. Das Gebläse 21 liefert 55 Frischluftstroms 61, die beispielsweise 125 m/scc beetwa 20 m³ Luft in der Minute mit einem Überdruck tragen kann und zu einem »Trockenfegen« der von etwa 0,105 atü. Ein in die Leitung 25 ein- Materialbahn 31 führt. Dabei läßt sich die hohe Gegeschaltetes Steuerelement 50 regelt die Zufuhr von schwindigkeit des Frischluftstroms 61 bei einem Frischluft zum Kanal 25 bzw. zu den Frischluftdüsen Düsenschlitz 62 zwischen etwa 0,25 und 1,0 mm 27. Für die Regelung der Gaszufuhr zum Venturi- 60 Breite und mit einer Länge von etwa 69 cm mit einem rohr 20 ist ein Ventil 51 vorgesehen. Frischluftdurchsatz von etwa 4,25 bis 5,6 mtymin er-

Gemäß Fig. 4 ist jeder Brenner 11 mit der ihm zielen. In diesem Zusammenhang ist auch die Erzugeordneten Frischluftdüse 27 so angeordnet und wärmung der Frischluft zu berücksichtigen, die unter ausgebildet, daß die aus der Flanimenkammer 12 den vorerwähnten Bedingungen am Ausgang der austretende Flamme 60 auf die Materialbahn 31 ge- 65 Frischluftdüse auf eine Temperatur von etwa 870° C richtet ist. Dabei kann die Materialbahn 31 in einem erwärmt wird.

Abstand von beispielsweise 25 bis 100 mm vom Bren- Das Trocknungsverfahren ermöglicht ein Trocknen

ner 11 angeordnet sein. Die Frischluftdüse 27 ist der- auf vergleichsweise engem Raum, und dem-

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

Bei der Ausführung nach Fi 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 Matcrialbahn 102 angeordnet ist, die durch Gehüuscschlitze 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 202 im Gebläse 206 angeordnet sind, das einen in der 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 Gasgemischströme 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

306 zwei Abschirmleisten 302 befestigt, die mit ihren freien Enden nach unten in Richtung auf die Materialbalin 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 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, 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 80% 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 Materialbahn (31, 102, 202) und geneigt gegen diese unmittelbar neben dem Brenner (11, 10Ö, 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 U-förmige zur Materialbahn (31, 102) offene und quer angeordnete Flammenkammer (12, 305) und die Frischluftdüse (27, 106, 200, 201, 307) einen zur Flammenkammer parallelen Düsenschlitz (62) aufweist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schenkel der U-förmigen Flammenkammer (305) von zwei Abschirmleisten (302) gebildet sind, die an einem den Flammenkammerboden 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