DE19648148A1

DE19648148A1 - Direct current dryer for strip of material

Info

Publication number: DE19648148A1
Application number: DE1996148148
Authority: DE
Inventors: Carl Prof Dr Ing Kramer; Eckehard Dr Ing Fiedler; Markus Dipl Ing Becker
Original assignee: Individual
Current assignee: KRAMER, CARL, PROF. DR.-ING., 52076 AACHEN, DE
Priority date: 1996-11-21
Filing date: 1996-11-21
Publication date: 1998-05-28

Abstract

The through DC dryer has jets to blow on the top and bottom surfaces of the material (1) as it passes through in suspension, or floating jets or a combination of both, with radial fans (4) to blow the drying air onto the material. The radial fan forms a module (3) with part of the jet field to blow on the material. The outflow from the jet field of this module is picked up by the next fan on the opposite side to ensure a flow in which the solvent vapour concentration is nowhere exceeded.

Description

Durchlauftrockner, bei denen das zu trocknende Gut, z. B. ein Band, berührungsfrei im Durchhang oder unterstützt durch Schwebedüsen durch den tunnelartig gestalte ten Trockner geführt wird, finden in der Oberflächentechnik, z. B. als Lacktrockner vielfältige Anwendung. Viele Lacke enthalten Lösungsmittel, deren Dämpfe beim Trocknen mit der zum Trocknen verwendeten Heißluft ein zünd- bzw. explosionsfä higes Gemisch bilden. Daher muß aus Gründen der Sicherheitstechnik ein derart großes Luftvolumen durch den Trockner geführt werden, daß für alle denkbaren Lö sungsmittelarten nirgendwo im Trockner der vorgeschriebene Sicherheitsabstand zwischen der Lösungsmittelkonzentration im Betrieb und der Lösungsmittelkonzen tration, bei welcher Explosionsgefahr besteht, unterschritten wird. Dies erfordert ei nen hohen Aufwand an Stellgliedern und Meßapparaturen, da der Bereich des Trockners, in welchem die höchste Lösungsmittelkonzentration auftritt, für unter schiedliche Lacke, z. B. Lacke mit hochsiedenden oder niedrig siedenden Lö sungsmitteln, sehr verschieden sein kann und daher alle Zonen des Trockners, ab gesehen vom Trockneranfang und -ende, in der Lage sein müssen, den hohen Lö sungsmittelanfall zu bewältigen. Die Folge sind hohe Fertigungs- und Installationskosten sowie ein hoher Aufwand an Regelungs-, Steuerungs- und Sicherheitstech nik.Continuous dryer in which the material to be dried, e.g. B. a tape, non-contact in the sag or supported by floating jets through the tunnel-like design ten dryer is carried out in surface technology, z. B. as a paint dryer diverse application. Many paints contain solvents, the vapors of which Drying with the hot air used for drying is ignitable or explosive Form a mixture. Therefore, for security technology reasons, such a large volumes of air are passed through the dryer, that for all conceivable Lö nowhere in the dryer the prescribed safety distance between the solvent concentration in operation and the solvent concentration tration, at which there is a risk of explosion. This requires egg nen high expenditure on actuators and measuring equipment, since the area of Dryer in which the highest solvent concentration occurs, for under different paints, e.g. B. paints with high-boiling or low-boiling Lö can be very different and therefore all zones of the dryer seen from the beginning and end of the dryer, must be able to handle the high Lö coping with the amount of food. The result is high manufacturing and installation costs as well as a high level of regulation, control and security technology nik.

Dieser nachteilige hohe Aufwand wird bei dem Trockner nach der Erfindung vermie den, indem der ohnehin aus wärmetechnischen und trocknungstechnischen Grün den recht hohe Volumenstrom, mit welchem das Trocknungsgut beblasen wird, ganz oder zu einem erheblichen Anteil im Gleichstrom in der Durchlaufrichtung des Trockengutes durch den Trockner geführt wird und folglich die höchste Konzentration des Lösungsmittels zwangsläufig am Ende des Trockners auftreten muß. Es genügt also diese Konzentration zu messen und einen Abluftvolumenstrom am Trockner ende derart abzuziehen, daß die Lösungsmittelkonzentration im unkritischen Bereich bleibt oder bei Kenntnis der Betriebssituation für höchsten Lösungsmittelanfall den am Ende des Trockners abzuziehenden Abluftvolumenstrom derart einzustellen, daß für diesen ungünstigsten Fall kein kritischer Zustand auftreten kann. Die Befreiung der aus dem Trockner abgezogenen Abluft vom Lösungsmittel erfolgt in üblicher Weise mit einer nachgeschalteten Abluftreinigung, z. B. einer thermischen oder ka talytischen Nachverbrennung.This disadvantageous high effort is avoided in the dryer according to the invention the, by the anyway from thermal and drying green the quite high volume flow with which the drying material is blown, completely or to a considerable extent in direct current in the direction of through-flow of the dry material passed through the dryer and consequently the highest concentration of the solvent must necessarily occur at the end of the dryer. It is sufficient So to measure this concentration and an exhaust air volume flow at the dryer deduct the end such that the solvent concentration in the uncritical range remains or with knowledge of the operating situation for the highest amount of solvents adjust the exhaust air volume flow to be deducted at the end of the dryer in such a way that no critical condition can occur for this worst case. The Liberation the exhaust air drawn off from the dryer from the solvent takes place in the usual way Way with a downstream exhaust air purification, for. B. a thermal or ka analytical afterburning.

Da die gesamte Trocknerabluft am Trocknerende abgezogen wird, muß die Trock nerzuluft am Trockneranfang zugeführt werden. Zusätzlich wird noch bei Trocknern mit direkter Beheizung, z. B. durch Gasbrenner, die für die Verbrennung notwendige Verbrennungsluft jeweils jedem Brenner zugeführt. Der Abluftmassenstrom kann also größer sein als der Zuluftmassenstrom, da sich der Verbrennungsgasmassen strom im Trockner zu dem am Trockneranfang eingespeisten Frischluftmassenstrom hinzuaddiert. Je nach Lösungsmittelanfall kann ein Teil des großen, im Gleichstrom mit dem Trocknungsgut durch den Trockner geführten Gasstromes durch einen Umluftkanal zum Trockneranfang geführt und dort der Frischluft beigemischt werden, so daß sich der Frischluftbedarf entsprechend verringert und auch der Leistungsbe darf zur Anwärmung der Frischluft auf die gewünschte Temperatur reduziert wird. Die Möglichkeit der Abluftrückführung zum Trockneranfang ist insbesondere dann gegeben, wenn bereits erhebliche Anteile des beim Trocknungsvorganges im Trock ner anfallenden Lösungsmitteldampfes in den offenen Beheizungseinrichtungen verbrannt werden, mit welchen dem Trockner die notwendige Prozeßwärme zuge führt wird. Diese Möglichkeit der internen thermischen Abgasreinigung durch Lö sungsmittelverbrennung ist bei dem Trockner nach der Erfindung gegenüber be kannten Trocknern dadurch gesteigert, daß erfindungsgemäß das im Gleichstrom durch den Trockner strömende Gasvolumen mehrfach an Beheizungseinrichtungen vorbeiströmt und folglich mehrfach in den Kontakt mit auf entsprechende Temperatur erwärmten Oberflächen, z. B. Flammrohren kommt, was das gesteigerte Ausbrennen von Lösungsmitteln bewirkt.Since the entire dryer exhaust air is drawn off at the end of the dryer, the dryer supply air at the beginning of the dryer. In addition, with dryers with direct heating, e.g. B. by gas burners, the necessary for combustion Combustion air is fed to each burner. The exhaust air mass flow can So be larger than the supply air mass flow, because the combustion gas masses flow in the dryer to the fresh air mass flow fed in at the beginning of the dryer added. Depending on the amount of solvent, part of the large can be in cocurrent with the drying material through the gas flow through a dryer Recirculated air duct led to the beginning of the dryer and mixed with the fresh air there, so that the fresh air requirement is reduced accordingly and also the capacity may be reduced to the desired temperature to heat the fresh air. The possibility of returning the exhaust air at the beginning of the dryer is particularly important given if there are already significant proportions of the drying process in the dry ner resulting solvent vapor in the open heating devices are burned with which the dryer receives the necessary process heat leads. This possibility of internal thermal exhaust gas cleaning by Lö Liquid combustion is compared to the dryer according to the invention Known dryers increased in that according to the invention that in cocurrent volume of gas flowing through the dryer to heating devices several times flows past and consequently several times in contact with at the appropriate temperature heated surfaces, e.g. B. flame pipes comes what the increased burnout caused by solvents.

Ein großer trocknungstechnischer Vorteil des neuen Trockners ist noch, daß die Lö sungsmittelkonzentration am Trocknereingang, wo im Hinblick auf einen schonen den Beginn des Trocknungsvorganges auch die Temperaturen und/oder Wärme übergänge am geringsten gewählt werden, am niedrigsten ist. Folglich steht hier für den Trocknungsvorgang die größte Partialdruckdifferenz der Lösungsmitteldämpfe zur Verfügung. Diese Partialdruckdifferenz sinkt über die Trocknungslänge ab, gleichzeitig wird aber die Trocknungstemperatur erhöht, da am Trocknungsende zum Einbrennen der getrockneten Schicht eine bestimmte Mindesttemperatur erfor derlich ist. Durch die Erhöhung der Trocknungstemperatur erhöht sich die Trocknungsgeschwindigkeit. Diese Erhöhung der Trocknungsgeschwindigkeit fällt jedoch im Vergleich zu bekannten Trocknern moderat aus, da zugleich mit der in Durchlaufrichtung ansteigenden Trocknungstemperatur die Partialdruckdifferenz zwischen Lösungsmitteldampf an der Gutoberfläche und Lösungsmitteldampf in der Trockneratmosphäre reduziert wird. Dies ist ein großer Vorteil, da die Diffusion von Lösungsmitteln aus der Trocknungsschicht insbesondere bei größeren Trocknungs schichtstärken umso schwieriger wird, je weiter der Trocknungsvorgang fortgeschrit ten ist. Bei einer zu starken Trocknung kann Lösungsmittel schon in der Lackschicht verdampfen, bevor es durch Diffusion an die Oberfläche gelangt ist. Die Folge sind kraterartige Beschädigungen der Lackschicht, die bei hochwertigen Qualitätslackie rungen nicht auftreten dürfen.A great drying advantage of the new dryer is that the Lö solvent concentration at the dryer entrance, where with regard to a gentle the start of the drying process also the temperatures and / or heat transitions are selected the lowest, is the lowest. So here stands for the drying process the largest partial pressure difference of the solvent vapors to disposal. This partial pressure difference decreases over the drying length, at the same time, however, the drying temperature is increased because at the end of drying a certain minimum temperature is required to bake the dried layer is such. Increasing the drying temperature increases the Drying speed. This increase in drying speed drops however, in comparison to known dryers, it looks moderate, as it is also used in Passing direction increasing drying temperature the partial pressure difference between solvent vapor on the good surface and solvent vapor in the Dryer atmosphere is reduced. This is a great advantage because of the diffusion of Solvents from the drying layer, especially with larger drying layer thicknesses become more difficult the further the drying process progresses is. If the drying is too strong, solvents can already be in the paint layer evaporate before it reaches the surface by diffusion. The result is crater-like damage to the paint layer, which occurs with high quality paint must not occur.

Der neue Trockner nach der Erfindung weist also nicht nur einen technisch geringe ren Aufwand auf, wodurch sich der Trockner günstiger herstellen und betreiben läßt, sondern hat darüberhinaus auch noch erhebliche verfahrenstechnische Vorteile.The new dryer according to the invention therefore has not only a technically small one effort, which makes the dryer cheaper to manufacture and operate, but also has significant procedural advantages.

Der Trockner nach der Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbei spieles beschrieben. Die Fig. 1 bis 4 dienen der Erläuterung. Es zeigtThe dryer according to the invention is described below with reference to a game Ausführungsbei. Figs. 1 to 4 are illustrative. It shows

Fig. 1 einen vertikalen Längsschnitt durch den Trockner, Fig. 1 is a vertical longitudinal section through the dryer,

Fig. 2 einen horizontalen Längsschnitt, Fig. 2 shows a horizontal longitudinal section;

Fig. 3 einen vertikalen Querschnitt und Fig. 3 is a vertical cross section and

Fig. 4 drei Ansichten des Konvektionssystems, aus welchem der Trockner modular aufgebaut ist. Fig. 4 shows three views of the convection system from which the dryer is modular.

Das Trocknungsgut (1), im beispielhaften Fall ein Band, wird in der durch den Pfeil (2) angegebenen Richtung durch den Trockner bewegt. Dabei kann das Band (1) entweder im freien Durchhang oder durch Schwebedüsen 7o, 7u gestützt geführt werden. Es ist auch eine Kombination von Durchhang und Schwebedüsenunterstüt zung möglich, die insbesondere dann vorteilhaft ist, wenn am Trockneranfang die starke zum schwebend Führen erforderliche Beblasung der Trockengutoberfläche aus Gründen der Oberflächenempfindlichkeit noch nicht möglich ist. Im Trockner sind die Konvektionsmodule (3), die in Fig. 4 nochmals separat dargestellt sind, gestaffelt angeordnet. Diese Konvektionsmodule bestehen jeweils aus einem seitlich vom Trocknungsgut positionierten Radialventilator (4) in einem 360°-Spiralgehäuse, einem Ausblasekanal (5), an dessen Ende sich eine hosenrohrartige Strömungstei lung anschließt, einem oberen (6o) und einem unteren (6u) Verteilkanal, an welchen die oberen (7o) bzw. die unteren (7u) Beblasungsrippen angeschlossen sind, zwi schen denen das Band (1) geführt wird. Am Ende des Verteilstückes (5), z. B. in den Eintrittsquerschnitten der hosenrohrartigen Strömungsaufteilung können Stellor gane, z. B. Klappen, angeordnet sein, mit welchen sich die Beblasungsstärke des Trocknungsgutes für Ober- und Unterseite getrennt einsellen läßt. Vorteilhaft ist die Gestaltung der Klappen (20) derart, daß diese beim Abdrosseln des Stromes zu den Düsenrippen gleichzeitig einen Bypass öffnen, so daß der vom Ventilator geförderte Volumenstrom trotz der verringerten Düsenausströmung möglichst wenig verändert wird. Diese Konvektionsmodule (3), sind, wie aus Fig. 2 ersichtlich, derart gestaffelt in den Trockner eingesetzt, daß, wie durch die Strömungspfeile (8) angedeutet, die Abströmung aus dem Düsenfeld des vorgeschalteten Konvektionsmoduls vom Venti lator des nachgeschalteten Konvektionsmoduls erfaßt und weitergefördert wird. Auf diese Art und Weise kommt es zu einer mäanderförmig geführten Strömung im Gleichstrom mit der Bewegungsrichtung (2) des Trockengutes (1). Um Platz für den Einbau der Beheizungseinrichtungen, im beispielhaften Fall der Brenner (9), zu schaffen, sind die Konvektionsmodule (3) in ihrer Richtung entsprechend dem Win kel (10) abgewinkelt. Dadurch steht seitlich neben jedem Düsenfeld ein Raum mit in Fig. 2 durch das Bezugszeichnen (11) gekennzeichneter etwa dreieckförmiger Grundfläche zur Verfügung. In diesem Raum ist die Unterbringung leistungsstarker Brenner, die von Flammrohren umgeben sein können, möglich. Es können auch noch besondere Einrichtungen zur Strömungsführung, wie z. B. Leitbleche, etc. vor gesehen werden, um den Kontakt der Trockneratmosphäre mit der Brennerflamme oder dem Flammrohr zu verbessern. Dieser Raum gestattet zugleich mit den groß zügigen Zugangsöffnungen (12), die z. B. durch Flügeltüren verschlossen sind, ein fachen Zugang zu Reinigungs- und Inspektionsarbeiten.The material to be dried ( 1 ), in the exemplary case a belt, is moved through the dryer in the direction indicated by the arrow ( 2 ). The belt ( 1 ) can be guided either in free sag or supported by floating nozzles 7 o, 7 u. It is also possible to use a combination of slack and floating nozzle support, which is particularly advantageous if the strong blowing of the dry material surface required for floating guidance is not yet possible due to surface sensitivity at the beginning of the dryer. The convection modules ( 3 ), which are again shown separately in FIG. 4, are staggered in the dryer. These convection modules each consist of a radial fan ( 4 ) positioned to the side of the material to be dried in a 360 ° spiral housing, a blow-out duct ( 5 ), at the end of which a hose-like flow divider connects, an upper ( 6 o) and a lower ( 6 u) Distribution channel to which the upper ( 7 o) or lower ( 7 u) blowing ribs are connected, between which the band ( 1 ) is guided. At the end of the distributor ( 5 ), for. B. in the inlet cross-sections of the tube-like flow distribution Stellor gane, z. B. flaps can be arranged with which the blowing strength of the drying material for the top and bottom can be set separately. It is advantageous to design the flaps ( 20 ) such that they simultaneously open a bypass when the flow to the nozzle ribs is throttled, so that the volume flow conveyed by the fan is changed as little as possible despite the reduced nozzle outflow. These convection modules ( 3 ), as shown in Fig. 2, are staggered in the dryer so that, as indicated by the flow arrows ( 8 ), the outflow from the nozzle field of the upstream convection module from the ventilator of the downstream convection module is detected and conveyed becomes. In this way there is a meandering flow in cocurrent with the direction of movement ( 2 ) of the dry material ( 1 ). In order to make room for the installation of the heating devices, in the exemplary case the burner ( 9 ), the convection modules ( 3 ) are angled in their direction according to the angle ( 10 ). As a result, a space with an approximately triangular base area identified by the reference number ( 11 ) in FIG. 2 is available to the side of each nozzle array. This room can accommodate powerful burners, which can be surrounded by flame tubes. It can also special facilities for flow management, such. B. baffles, etc. can be seen before to improve the contact of the dryer atmosphere with the burner flame or the flame tube. This room allows at the same time with the generous access openings ( 12 ) z. B. are closed by double doors, easy access to cleaning and inspection work.

Der große Vorteil der mäanderartigen Führung des Gasstromes im Trockner ist noch, daß auch bei einseitiger Strömungszufuhr mit den Konvektionsmodulen ge mäß Fig. 4 keine unsymmetrische Trocknung über der Bandbreite auftreten kann, da die Strömungsrichtung von Modul zu Modul von Seite zu Seite wechselt und folg lich durch die Durchlaufbewegung des Trockengutes etwaige geringfügige Unter schiede ausgeglichen werden.The great advantage of the meandering guidance of the gas flow in the dryer is that even with one-sided flow supply with the convection modules according to FIG. 4 no asymmetrical drying over the bandwidth can occur, since the direction of flow changes from module to module from side to side and consequently Lich Any slight differences can be compensated for by the continuous movement of the dry material.

Die letzte Zone des Trockners (13) dient als Beruhigungs- und Haltezone bevor das Trocknungsgut in die nachgeschaltete, in den Figuren nicht dargestellte Kühlteil eintritt. Dieser Kühlteil besteht aus in konvektioneller Weise ausgeführten Luft-, Luft wasser- oder Wasserkühlzonen mit einer gegebenenfalls nachgeschalteten Zone für die Abblasung und/oder Trocknung der wasserfeuchten Oberfläche. Die letzte Zone (13) enthält den Abluftventilator (14), welcher die Abluft in den Abluftkanal för dert. Statt eines separaten Abluftventilators kann auch der Abluftstrom direkt vom Ventilator der thermischen Nachverbrennung gefördert werden. Außerdem enthält die Zone (13) einen Umluftventilator (15), welcher einen Teil des im Gleichstrom durch den Trockner geführten Gasstromes durch den Umluftkanal (16) zum Trock neranfang in die erste Zone (17) führt. In dieser Eingangszone (17) sind zwei Bebla sungsmodule (18o) und (18u) untergebracht, mit welchen, jeweils von einem separa ten Ventilator (19o) bzw. (19u) beschickt, eine Beblasung der Bandoberseite und der Bandunterseite erfolgen kann, wobei durch die getrennt mögliche unterschiedliche Drehzahleinstellung der Ventilatoren (19o) und (19u) die Beblasungsstärke für beide Seiten den jeweiligen Bedürfnissen angepaßt werden kann. Mit diesen Beblasungs modulen wird zugleich der mit dem Umluftkanal (16) herangeführte Umluftstrom in die Trockneratmosphäre eingemischt. Es ist vorteilhaft, in diese Umluftleitung auch Frischluft einzuspeisen, die zuvor mittels einer entsprechenden Beheizungseinrich tung auf die gewünschte Temperatur erwärmt wird. Die Frischluftvorwärmung kann auch in üblicher Weise mit der Abwärme der thermischen Nachverbrennung erfol gen, die im Regelfall zur Abluftreinigung verwendet wird. Die Frischlufteinspeisung und die Frischlufterwärmung erfolgen in bekannter Weise entsprechend dem Stand der Technik, so daß es sich erübrigt, die entsprechenden Einrichtungen in den Fig. 1 bis 4 darzustellen.The last zone of the dryer ( 13 ) serves as a calming and holding zone before the material to be dried enters the downstream cooling part, not shown in the figures. This cooling section consists of convectionally designed air, air water or water cooling zones with an optionally downstream zone for blowing off and / or drying the water-moist surface. The last zone ( 13 ) contains the exhaust fan ( 14 ), which promotes the exhaust air in the exhaust duct. Instead of a separate exhaust air fan, the exhaust air flow can also be promoted directly by the thermal afterburning fan. In addition, the zone ( 13 ) contains a circulating air fan ( 15 ) which leads a part of the gas flow conducted in cocurrent through the dryer through the circulating air channel ( 16 ) to the beginning of the dryer in the first zone ( 17 ). In this entrance zone ( 17 ) two Blas solution modules ( 18 o) and ( 18 u) are housed, with which, each fed by a separate fan ( 19 o) and ( 19 u), there is a blowing of the top and bottom of the band can, with the separately possible different speed setting of the fans ( 19 o) and ( 19 u) the blowing strength can be adapted to the respective needs for both sides. With these blowing modules, the circulating air flow brought in with the circulating air duct ( 16 ) is mixed into the dryer atmosphere. It is advantageous to also feed fresh air into this air recirculation line, which is previously heated to the desired temperature by means of a corresponding heating device. Fresh air preheating can also be carried out in the usual way with the waste heat from thermal afterburning, which is generally used for cleaning the exhaust air. The fresh air supply and the fresh air heating take place in a known manner according to the prior art, so that it is not necessary to show the corresponding devices in FIGS. 1 to 4.

Claims

1. Continuous dryer for a flat good with nozzles for blowing the top and bottom of the good when guiding the good in the sag or spraying with sweat or guiding the good with a combination of the two aforementioned methods, with radial fans arranged on the side of the good for blowing the good with the drying air characterized in that in each case a Ra dialventilator forms a module with a portion of the nozzle field for material blowing and detects the outflow from the nozzle field of this module from the next fan arranged on the opposite side of the material to be dried, to the nozzle field of the nozzle field part associated with this fan and is sucked in again by the radial fan of the next but one module, which results in a flow through the dryer with the circulated dryer atmosphere in the direction of good transport, that is to say in direct current, this volume flow flowing in direct current mi It is dimensioned at least so that the permitted solvent vapor concentration is nowhere exceeded in the dryer.

2. Dryer according to claim 1, characterized in that the blowing strength of the material to be dried through the upper and lower nozzles of a Beblasungsmo module by means of actuators ( 20 ) at the end of the blow-out piece ( 5 ).

3. Dryer according to claim 2, characterized in that the actuators for Changing the blowing strength of the upper and lower nozzles at the same time release a bypass in such a way that with sufficient maintenance of the ventila door operating point, the volume not required for blast drying Share of electricity bypassing the nozzle field through the bypass nozzle openings flows to the fan of the next module.

4. Dryer according to at least one of claims 1 to 3, characterized net that the dryer exhaust air is discharged in the last zone.

5. Dryer according to at least one of claims 1 to 4, characterized net that in the last zone with a separate fan in this zone in Direct or total flow of gas entering the material to be dried is conveyed back to the beginning of the dryer through a circulating air duct.

6. Dryer according to at least one of claims 1 to 5, characterized net that recirculation modules at the beginning of the dryer in the first dryer zone are provided for blowing the dry material surface.

7. Dryer according to claim 6, characterized in that the recirculation mo depict separate flow systems for the top and bottom of the crop so that the blowing strength for the top and bottom of the product is set separately that can.