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Die Erfindung betrifft ein Verteilungsrohr mit Schlitzdüse zur Behandlung
von Materialbahnen mit heißen, gasförmigen Medien, wobei das Verteilungsrohr quer
zur Bewegungsrichtung der Materialbahnen mit einem Ende an eine Speiseleitung für
das gasförmige Medium angeschlossen ist.
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Es sind Anlagen bekannt, in denen bahnförmige Materialien, wie beispielsweise
Stoffe, Papier, Zellstoff und andere Flüssigkeiten enthaltende oder beschichtete
Materialien mittels eines gasförmigen Mediums, wie beispielsweise mittels Dampf
oder mittels anderer Gase, behandelt werden. Es ist auch bereits ein Trockner bekannt,
bei dem durchlaufende, bahnförmige Materialien durch zugeblasene Heißluft getrocknet
werden. Bei diesen Anlagen sind langgestreckte Verteilungsrohre für das gasförmige
Medium vorhanden, und diese Rohre sind mit einem Sammelrohr verbunden und weisen
Düsenöffnungen auf, die in Längsrichtung des Rohres im Abstand voneinander angeordnet
sind. Es ist auch möglich, daß diese Rohre eine langgestreckte Schlitzdüse aufweisen,
die sich in Längsrichtung des Rohres erstreckt.
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Die Anlagen, in denen das zu behandelnde bahnförmige Material vorbehandelt
oder hergestellt wird, laufen mit sehr großen Geschwindigkeiten, so daß es erforderlich
ist, daß die Nachbehandlungsanlagen, auf die sich die Erfindung bezieht, ebenfalls
mit hohen Geschwindigkeiten arbeiten. Es sind also sogenannte Hochleistungssysteme
erforderlich.
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Es wurden bei Düsentrocknungssystemen, die mit hohen Geschwindigkeiten
arbeiten, festgestellt, daß in nachteiliger Weise Temperaturabweichungen bei der
Heißluft auftreten, die durch sehr große Wärmeübergänge bedingt sind, die bei derartigen
Trocknungssystemen möglich sind. Es treten nämlich zwei wichtige Temperaturunterschiede
auf. Der eine Temperaturunterschied ist zwischen der Luft innerhalb des Verteilungsrohres
und der verbrauchten Luft außerhalb des Rohrs vorhanden, und zwar der Luft, die
mit der Bahn in Berührung gekommen ist. Der andere Temperaturunterschied tritt in
der Luft innerhalb des Verteilungsrohres auf, und zwar zwischen dem Einlaßende und
dem Teil der Schlitzdüse, der vom Einlaß am weitesten entfernt liegt. Bei Kopplungssystemen,
die mit Rohren bestückt sind, die von einem Ende her gespeist werden, prallt die
zugeführte Luft auf das bahnförmige Material auf und wird dann zwischen den Verteilungsrohren
hindurch abgeführt und gelangt zu dem Abzugs- und Umlaufsystem. Wenn beispielsweise
derartige Systeme verwendet werden, um große Wassermengen von einer Bahn zu verdampfen,
so findet ein erheblicher Wärmeübergang zwischen der zugeführten Luft und der Bahn
statt. Dies führt zu einem erheblichen Temperaturunterschied zwischen der dem Rohrsystem
zugeführten Luft und der von der Bahn abgeführten Luft. Dieser Temperaturunterschied
erzwingt einen Wärmeübergang durch die Wandungen des Verteilungsrohres hindurch,
und dieser Wärmeübergang führt zu einem Temperaturverlust der frisch zugeführten
Trocknungsluft.
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Aber auch im Verteilungsrohr selbst tritt ein Temperaturunterschied
auf, was bedeutet, daß die Trocknungsluft, die in der Nähe des Einlaßendes des Verteilungsrohres
austritt, heißer ist als die Trocknungsluft, die am anderen Ende austritt. Dies
ist insbesondere für schnellaufende Anlagen von außerordentlichem Nachteil. Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verteilungsrohr zu schaffen, mit welchem
sichergestellt werden kann, daß aus der Schlitzdüse des Verteilungsrohres, und zwar
über die gesamte Breite des Verteilungsrohres hinweg, Luft gleicher Temperatur austreten
kann.
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Erfindungsgemäß wird dies dadurch gelöst, daß ein Leitwandeinsatzfürdas
gasförmige Medium in dasVerteilungsrohr eingesetzt ist und sich vom Einlaßende zum
anderen Ende hin erstreckt, welcher Wandungen aufweist, die im Abstand von den Seitenwandungen
des Verteilungsrohres derart angeordnet sind, daß ein Strömungskanal zwischen dem
Leitwandeinsatz und dem Verteilungsrohr gebildet wird, daß der Leitwandeinsatz mit
einem in Längsrichtung verlaufenden Auslaß für das gasförmige Medium in diesem Strömungskanal
aufweist und daß der Abstand dieses Auslasses von der Schlitzdüse des Verteilungsrohres,
gemessen in einer Ebene senkrecht zur Längsachse des Verteilungsrohres, allmählich
vom Einlaßende zum anderen Ende des Verteilungsrohres hin abnimmt.
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Durch diese Ausbildung wird das gasförmige Medium im Leitwandeinsatz
vom Einlaßende des Verteilungsrohres bis zum anderen Ende geführt. Aus diesem Leitwandeinsatz
tritt das gasförmige Medium aus und strömt dann in dem gebildeten Kanal zwischen
dem Leitwandeinsatz und der Verteilungsrohrwandung zur Schlitzdüse hin, wobei dieser
Strömungsweg in einer Ebene liegt, die senkrecht zur Erstreckungsrichtung des Leitwandeinsatzes
verläuft. Dadurch, daß erfindungsgemäß die Strömungswege in dieser Ebene vom Einlaßende
zum Auslaßende hin graduell abnehmen, können Temperaturverluste ausgeglichen werden.
Die Temperaturverluste des gasförmigen Mediums-- beim Strömen zwischen dem Leitwandeinsatz
und der Verteilungsrohrwandung sind größer als beim Strömen innerhalb des Leitwandeinsatzes.
Erfindungsgemäß wird nun dafür Vorsorge getragen, daß am am weitesten entfernt liegenden
Ende der kürzeste Strömungsweg zwischen Leitwandeinsatz und Verteilungsrohr auftritt
und daß an dem dem Einlaß zunächst liegenden Ende der größte Strömungsweg auftritt.
Hierdurch ist es möglich, über die gesamte Länge des Verteilungsrohres hinweg eine
konstante Austrittstemperatur zu erreichen.
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Um diesen Auslaß im Leitwandeinsatz so auszubilden, daß die besagten
Abstände abnehmen, kann mit Vorteil der Leitwandeinsatz ein U-Profil sein, wobei
die Höhen der Seitenwandungen vom Einlaßende zum anderen Ende des Verteilungsrohres
hin abnehmen.
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Um diese Strömungswege unterschiedlicher Länge zu schaffen, kann aber
auch der Leitwandeinsatz mit Auslaßöffnungen versehen sein, und der Abstand dieser
Auslaßöffnungen vom Auslaß des Verteilungsrohres kann allmählich abnehmen. Dabei
kann es vorteilhaft sein, daß sowohl das Verteilungsrohr als auch der Leitwandeinsatz
einen rechteckigen Querschnitt haben und daß die Auslaßöffnungen im Leitwandeinsatz
in der Umgebung des Einlaßendes in der oberen Wandung vorgesehen sind und daß die
anderen Auslaßöffnungen in den Seitenwandungen vorgesehen sind. Weiterhin kann es
vorteilhaft sein, daß in der Umgebung des anderen Endes des Verteilungsrohres diese
Auslaßöffnungen in der Bodenwandung des Leitwandeinsatzes vorgesehen sind. Die
Öffnungen
in der oberen Wandung oder in der Bodenwandung des Leitwandeinsatzes können in Reihen
diagonal zu den Seitenwandungen des Leitwandeinsatzes angeordnet sein. Es kann auch
vorteilhaft sein, daß die Auslaßöffnungen in den Seitenwandungen sich in einer diagonalen
Reihe erstrecken.
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Die Erfindung soll an Hand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme
auf die Figuren der Zeichnung erläutert werden. Es zeigt Fig.l eine schematische
Schnittansicht durch einen Düsentrockner, der ein Gehäuse aufweist, in dem eine
Anzahl von Verteilungsrohren angeordnet ist, F i g. 1 A eine schematische Schnittansicht,
die etwa in der Ebene der Liniel a der F i g.1 liegt, F i g. 2 eine vergrößerte
perspektivische Ansicht eines Verteilungsrohres für ein gasförmiges Medium, welches
aus dem in F i g. 1 gezeigten Gehäuse herausgenommen ist, wobei Teile weggebrochen
sind und wobei andere Teile im Schnitt gezeigt sind, F i g. 3 eine vergrößerte Querschnittansicht,
genommen längs der Linie 3-3 der F i g. 2, F i g. 4 eine vergrößerte Querschnittansicht,
genommen längs der Linie 4-4 der F i g. 2, F i g. 5 eine vergrößerte Querschnittansicht,
genommen längs der Linie 5-5 der F i g. 2, F i g. 6 eine Längsschnittansicht eines
Verteilungsrohres für ein gasförmiges Medium, welches eine abgeänderte Ausführungsform
darstellt, wobei das Leitbblech in Seitenansicht dargestellt ist und Teile weggebrochen
sind, und F i g. 7 eine vergrößerte Schnittansicht, genommen längs der Linie 7-7
der F i g. 6.
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Mit A ist ganz allgemein ein Gehäuse bezeichnet, in welchem eine Behandlungskammer
angeordnet ist, durch die hindurch eine Materialbahn B in horizontaler Lage mittel
eines Förderers hindurchbewegt wird. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel weist
der Förderer zwei im horizontalen Abstand angeordnete Ketten C auf, die gleitbar
auf Schienen D liegen und die von Einrichtungen, wie beispielsweise von Kettenrädern
G angetrieben werden, wobei diese von einem nicht dargestellten Motor angetrieben
werden. Diese Ketten tragen Querträger E, die in Längsrichtung der Ketten im Abstand
voneinander angeordnet sind, und an diesen Querträgern E können Schraubenfedern
F od. dgl. angeordnet sein, auf denen sich die Materialbahn B abstützt, so daß ein
minimaler Kontaktflächenbereich zwischen der Materialbahn und dem Förderer vorhanden
ist. Eine Schiene D ist an einem senkrechten Rahmenteil 1 im Gehäuse montiert, während
die andere Schiene D an der Innenseite einer der beiden Sammelleitungen H montiert
ist. Die Sammelleitungen H dienen zur Zuführung des zur Behandlung bestimmten gasförmigen
Mediums, beispielsweise zur Zuführung von Dampf oder Luft.
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Obwohl in vielen Fällen lediglich ein Satz oder eine Reihe von Verteilungsrohren
erforderlich ist, sind beim dargestellten Ausführungsbeispiel zwei horizontale Rohrsätze
1 und 1' vorgesehen. Eine Reihe Verteilungsrohre liegen oberhalb und eine liegt
unterhalb der Materialbahn B. Jedes Verteilungsrohr der einen Reihe ist mit einem
Ende mit der einen Speiseleitung H verbunden, während jedes Verteilungsrohr der
anderen Reihe mit einem Ende mit der anderen Speiseleitung H' verbunden ist. Das
zur Behandlung bestimmte gasförmige Medium wird von den Speiseleitungen durch die
entsprechenden Verteilungsrohre 1 und 1' und deren Schlitzdüsen J hindurchgeleitet
und wird in Berührung mit den entsprechenden Seiten der Materialbahn B gebracht,
wonach das gasförmige Medium in Abzugskanäle K und K
durch Schlitze K" eintritt.
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Die Verteilungsrohre können in jeder geeigneten Weise im Gehäuse montiert
werden und können in unterschiedlicher Weise mit den Speiseleitungen verbunden werden.
Zum Zweck der Erläuterung des Ausführungsbeispiels ist jedes Verteilungsrohr als
abnehmbar montiert dargestellt, und jedes Verteilungsrohr ist über getrennte Verbindungseinrichtungen
mit der Speiseleitung verbunden und wird federnd gegen die Verbindungsstelle gedrückt.
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Eine senkrechte Wandung 2 einer jeden Speiseleitung weist zur Aufnahme
eines jeden Verteilungsrohres eine öffnung 3 auf, und jedes Verteilungsrohr weist
einen Flansch 4 im Abstand vom Ende des Verteilungsrohres auf, der sich gegen die
Seitenwandung der Speiseleitung abstützt und der das Einsetzen des Einlaßendes des
Verteilungsrohres in die Öffnung begrenzt, wie es aus den F i g. 1 und 6 zu erkennen
ist.
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Das andere Ende eines jeden Verteilungsrohres ist für sich mit dem
Tragrahmen über eine Verbindungseinrichtung L verbunden.
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Es sei bemerkt, daß ein Zugang zu den Verteilungsrohren zum Einsetzen
und zum Ausbauen dieser Verteilungsrohre durch eine Zugangsöffnung A' geschaffen
ist, die normalerweise durch eine Tür A" geschlossen ist.
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Der Aufbau des Verteilungsrohres I kann mannigfaltig sein. Wie dargestellt,
kann das Rohr einen rechtwinkligen Querschnitt haben und kann gegenüber dem Einlaßende
eine Endwandung 6 aufweisen und kann Seitenwandungen 11, eine obere Wandung 12 und
eine Bodenwandung 13 haben. In der Mitte der Bodenwandung 13 kann eine Schlitzdüse
angeordnet sein, die durch parallele Lippen 14 gebildet wird, die sich von der Bodenwandung
aus erstrecken und die in einem vorbestimmten Abstand voneinander durch Abstandhalter
15 gehalten werden, die im Abstand voneinander in Längsrichtung zwischen den Lippen
angeordnet sind.
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Die Abmessungen der Verteilungsrohre können gemäß den Betriebsbedingungen
abgeändert werden. Weiter können Lippen 14 und die Abstände der Abstandhalter 15
verändert werden. Das Verhältnis von Rohrquerschnitt zum Querschnitt der Schlitzdüse
kann ebenfalls verändert werden, doch ist dieses Verhältnis vorzugsweise derart,
daß eine im wesentlichen gleichförmige Verteilung des gasförmigen Mediums durch
die Schlitzdüse längs des Verteilungsrohres erfolgt. Erfahrungen haben gezeigt,
daß vorteilhafte Verhältnisse bei 2,5:1 bis 10:1 liegen, und die günstigsten Verhältnisse
liegen etwa zwischen 5:1 und 8: 1.
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Es sei bemerkt, daß die Verteilungsrohre 1 in einer Reihe dicht beieinander
angeordnet sind und daß das gasförmige Medium, welches von den Schlitzdüsen J abgegeben
wird, mit der zu behandelnden Materialbahn in Berührung gelangt und Wärme abgibt,
wodurch die Temperatur des gasförmigen Mediums vermindert wird. Danach strömt das
gasförmige Medium zwischen den Verteilungsrohren hindurch zu den Abzugskanälen,
wie es schematisch in F i g.1 A gezeigt ist, und dadurch wird auf das gasförmige
Medium in den Verteilungsrohren eine Kühlwirkung
ausgeübt. Es ist
zuerkennen, daß, wenn nicht gewisse Vorkehrungen getroffen sind, um dieses zuverhindern,
die Temperatur des gasförmigen Mediums im Rohr während des Strömens vom Einlaßende
des Rohres zum entgegengesetzten Ende des Rohres graduell abnimmt. Es ist klar,
daß diese Kühlwirkung ein relativer Vorgang ist und daß ein Wärmeübergang und eine
Temperaturungleichheit vorhanden ist, wenn beispielsweise die Temperatur der zugeführten
Luft 178° C beträgt, die sich auf 151° C abkühlt. Die Temperaturunterschiede zwischen
der Speiseluft und der abgezogenen Luft treten bei bekannten Konstruktionen meistens
dann auf, wenn hohe Leistungsanforderungen an den Trockner gestellt werden.
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Es wird ein Verteilungsrohr für ein gasförmiges Medium geschaffen,
welches einen neuen und verbesserten Aufbau hat, der eine im wesentlichen gleichförmige
Temperatur des gasförmigen Mediums sicherstellt, welches aus der Schlitzdüse des
Verteilungsrohres ausströmt. Insbesondere ist ein Leitwandeinsatz in das Verteilungsrohr
eingesetzt. Ein Ausführungsbeispiel ist in den F i g. 1 bis 5 dargestellt. Der Leitwandeinsatz
besteht aus einem rechtwinkligen Rohr M, welches an einem Ende offen ist und welches
am anderen Ende eine Wandung M' aufweist. Weiterhin hat dieser Leitwandeinsatz M
Seitenwandungen 16, 17, eine obere Wandung 18 und eine Bodenwandung 19. Alle diese
Wandungen sind vorzugsweise -im gleichen Abstand von den entsprechenden Wandungen
des Verteilungsrohres 1 angeordnet. Das Einlaßende des Leitwandeinsätzes weist einen
äußeren Umfangsflansch 20 auf, der dicht an der Innenwand des Verteilungsrohres
I anliegt, um den Raum zwischen den Wandungen der beiden Rohre abzuschließen und
um sicherzustellen, daß das gasförmige Medium aus der Speiseleitung lediglich in
den Leitwandeinsatz einströmt. Der Leitwandeinsatz weist Auslaßöffnungen 21 auf,
die in den Wandungen des Leitwandeinsatzes angeordnet sind, so daß das gasförmige
Medium aus dem Inneren des Leitwandeinsatzes durch diese Öffnungen in den Raum zwischen
den Leitwandeinsatz und dem Verteilungsrohr strömen kann, wobei diese Auslaßöffnungen
21 derart im Leitwandeinsatz M angeordnet sind, daß die Strömungswege des gasförmigen
Mediums von den Auslaßöffnungen 21 zur Schlitzdüse J sich zwischen dem Einlaßende
des Verteilungsrohres und -dessen anderem Ende verringern. Eine Reihe von Auslaßöffnungen
21 a ist deshalb in der oberen Wandung 18 des Leitwandeinsatzes dem Einlaß des Verteilungsrohres
benachbart angeordnet. Eine weitere Reihe 21 b von Auslaßöffnungen ist in den Seitenwandungen
16 und 17 des Leitwandeinsatzes angeordnet, und diese Öffnungen erstrecken
sich etwa längs einer geraden Linie von der oberen Wandung zur Bodenwandung, wie
es am besten aus F i g. 2 zu ersehen ist, und zwar zu einem Punkt, der im Abstand
vom geschlossenen Ende des Verteilungsrohres liegt. Eine dritte Serie 21 c von Auslaßöffnungen
ist in der Bodenwandung 19 des Leitwandeinsatzes zwischen den Öffnungen
21 b und dem Ende des Verteilungsrohres angeordnet. Die Reihen von öffnungen
21 a und 21 c erstrecken sich vorzugsweise diagonal von den Seitenwandungen
zu den Mitten der oberen Wandung und der Bodenwandung hin. Bei diesem Aufbau ist
zu erkennen, daß der Strömungsweg des gasförnügen Mediums längs der relativ kühlen,
äußeren Wandungen 11, 12 und 13 von den öffnungen 21 a zu der Schlitzdüse J hin
wesentlich größer ist als der Strömungsweg des gasförmigen Mediums längs der kühlen,
äußeren Wandungen von den Auslaßöffnungen 21 c zu der Schlitzdüse J. Die Strömungsweglängen
längs der kühlen, äußeren Wandungen von den Öffnungen 21 b zur Schlitzdüse J nehmen
graduell von Öffnungen 21 a zu den öffnungen 21 c hin ab. Diese Strömungswege sind
in den F i g. 3, 4 und 5 durch Pfeile angedeutet.
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Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist in den F i g. 6 und 7 gezeigt.
Bei dieser Ausführungsform weist der Leitwandeinsatz N die Form eines Kanals auf,
der einen umlaufenden Flansch 22 an einem Ende hat, welcher dem Flansch
20 entspricht, und der eine Bodenwandung 23 aufweist, die parallel und im
Abstand von der Bodenwandung 13 des Verteilungsrohres 1 verläuft. Die Seitenwandungen
24 des Leitwandeinsatzes sind im Abstand parallel zu den entsprechenden Seitenwandungen
des Verteilungsrohres I angeordnet. Die Höhe dieser Seitenwandungen 24
nimmt
fortlaufend vom Einlaßende des Verteilungsrohres zum gegenüberliegenden oder geschlossenen
Ende 6 des Verteilungsrohres hin ab. Vorzugsweise kann das Ende der Bodenwandung
23 des Leitwandeinsatzes einen Vorsprung 25 aufweisen, der zur Halterung dieses
Endes des Leitwandeinsatzes an der Endwandung 6 befestigt ist.
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Bei diesem Aufbau strömt das gasförmige Medium vom Verteilerrohr in
den Leitwandeinsatz N und oben über die Ränder der Seitenwandungen 24 hinweg
und dann nach unten zu der Schlitzdüse J des Verteilungsrohres hin, wie es schematisch
durch die Pfeile in F i g. 7 angedeutet ist. Durch die Abnahme der Höhe der Seitenwandungen
24 sind die Strömungsweglängen des gasförmigen Mediums längs der relativ kühlen
Oberfläche 11 vom Einlaßende des Verteilungsrohres zur Schlitzdüse J am Einlaßende
wesentlich größer als die Strömungsweglängen des gasförmigen Mediums über die Ränder
der Seitenwandungen hinweg zu der Schlitzdüse hin am anderen Ende des Verteilungsrohres.