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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Behandeln, insbesondere
Trocknen, von flächigem, insbesondere
bahn- oder bogenförmigem
Gut durch Ströme
eines Behandlungsgases mit Düsen
von im Verhältnis
zur Ausdehnung einer das Gut enthaltenden Gutführungsfläche geringer Ausdehnung und
mit Wänden,
die Gaszu- und -abführungsräume voneinander
und von der Gutführungsfläche trennen
und durchquert sind von gasführenden
Rohren, die als von dem Gaszuführungsraum
ausgehende und angrenzend an die Gutführungsfläche einen Düsenkörper tragende Düsenrohre
ausgebildet sind, wobei die Düsenkörper einen
Tragteller umfassen, der von der gutnäheren der beiden Wände und
von benachbarten Tragtellern Abstand aufweist und eine Ringdüse umschließt.
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Bekannte
Vorrichtungen zum Behandeln, insbesondere Trocknen, von bahnförmigem Gut durch
Gasströme
weisen Düsen
mit im Verhältnis
zur Gutführungsfläche geringen
Abmessungen auf, zu denen oder von denen das Gas über einen
Gaszu- bzw. Gasabführungsraum,
die durch ein Paar von Wänden
gebildet sind, und einfache Öffnungen
in diesen Wänden
geführt
ist (US-A 3 199 224, DE-A 32 32 613, DE-B 15 42 417, EP-B 162 946). Diese
bekannten Vorrichtungen haben einen vergleichsweise einfachen Aufbau,
weil die Gaszu- und Abführungsräume großflächig ausgebildet
werden können.
Sie bieten ferner die Möglichkeit,
das Behandlungsgas in der unmittelbaren Nachbarschaft der Düsen, durch die
es auf das Gut geblasen wurde, wieder abzuführen, so daß die Gutfüh rung nicht durch parallel
zur Guterstreckung abströmendes
Gas beeinträchtigt wird.
Da die Düsen
aber als einfache Löcher
in der gutnäheren
Wand oder als einfache Rohrstutzen ausgebildet sind, fehlt es an
verfeinerten Möglichkeiten,
die Gasströmung
an der Oberfläche
des Guts mit dem Ziel eines verbesserten Stoffaustauschs und/oder
einer verbesserten Stützwirkung
zu beeinflussen.
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Aus
der US-A-4 271 601 ist eine Trocknungsvorrichtung der eingangs beschriebenen
Art bekannt. Dabei wird das zu trocknende, bahnförmige Gut in einem Abstand über die
Oberkante eines Gehäuses geführt. In
dem Gehäuse
sind Rohre mit Düsen
entlang eines Düsenkastens
angeordnet, dem Trockengas an seinem einen Ende zugeführt und
von seinem anderen Ende wieder abgeführt wird. Aufgrund des sich
dabei einstellenden Druckgefälles
werden die einzelnen Rohre mit unterschiedlichem Druck beaufschlagt.
Dies hat zur Folge, daß auch
außerhalb
des Düsenkastens
eine Querströmung
entsteht. Eine befriedigende Gasströmung läßt sich damit nicht erzielen.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der
eingangs genannten Art zu schaffen, die eine verfeinerte Strömungsführung am
Gut mit einfacher Bauweise verbindet.
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Die
erfindungsgemäße Lösung besteht
darin, daß zwischen
benachbarten Düsenkörpern eine Querstromsperre
angeordnet ist und der Bereich der Gutführungsfläche seitlich durch Sperrwände geschlossen
ist, wobei die Wände
sich etwa parallel zur Gutführungsfläche erstrecken.
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Die
erfindungsgemäße Anordnung
der Querstromsperren hat den Vorteil, daß eine Querströmung gehemmt
und daher räumlich
auf einen Düsenbereich
begrenzt ist. Jegliche Querströmung ist räumlich daher
eng begrenzt, wobei ihr ein anderer Bereich von entgegengesetzter
und daher den Einfluß auf
die Bahn kompensierender Strömung
eng benachbart ist. Ein störender
Strömungseinfluß auf die
Bahn kann sich daher nicht entfalten. An den seitlichen Rändern des
Behandlungsbereichs, wo das Gut besonders empfindlich auf Querströmungen reagiert,
weil die Gutränder
ins Flattern geraten könnten, ist
die seitliche Abströmung
des Behandlungsgases aus dem Behandlungsraum durch die seitlich
des Bereichs der Gutführungsfläche vorgesehene
Sperrwand ausgeschlossen.
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Zweckmäßigerweise
ist die Ringdüse
von kegelig divergierenden Flächen
gebildet, die im Verhältnis
zueinander axial verstellbar sind. Das aus der Ringdüse austretende
Behandlungsgas strömt
zwischen dem zu behandelnden Gut und der gutseitigen Telleroberfläche ab und
gelangt durch den zwischen den Düsen
befindlichen Bereich und durch Öffnungen
in der gutnäheren
Wand in den Gutabführungsraum,
der von den beiden Wänden
eingeschlossen ist. Dabei kann durch geeignete Anordnung der Ringdüse und geeignete
Form des Tragtellers jede gewünschte
Gasströmungscharakteristik
erreicht werden.
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Zwar
ist es bekannt (US-A-4 271 601), die Düsenkörper als von Rohren getragene
Ringdüsen auszubilden;
jedoch wird daraus nicht deutlich, wie man eine solche Düsenkörperausführung mit
dem eingangs genannten, einfachen Bauprinzip vereinigen könnte.
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Weiterhin
ist eine Trocknungsvorrichtung bekannt (DE-A-2 120 805, bei der
eine Mehrzahl von Düsenkästen quer
zur Vorschubrichtung des Trocknungsguts angeordnet sind. Sie befinden
sich in einem solchen Abstand voneinander, daß zwischen ihnen jeweils ein
Rückstromkanal
gebildet ist. Zwar sind in diesen Rückstromkanälen Verdrängerkörper ange ordnet, jedoch liegt
ihre der Warenbahn zugewandte Begrenzung in einer Ebene mit derjenigen der
Düsenkästen. Aufgrund
dieser niveaugleichen Anordnung können Querströmungen nicht
verhindert werden.
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Weiter
ist eine Trocknungsvorrichtung bekannt (DE-A-2 265 313), bei der
innerhalb eines Gehäuses
ein Luftförderer
angeordnet ist. Sein Einlaß befindet
sich dicht an einer Längsseite
der Gutführungsfläche. Zwar
ist zwischen der Gutführungsfläche und
dem Einlaß eine
Zwischenwand angeordnet, jedoch dient sie zum Schutz des Lufteinlasses
vor dem Eindringen der Bahn des zu trocknenden Guts, und nicht zum
Verhindern eines unerwünschten
seitlichen Ausströmens
von Gas. Das Entstehen unerwünschter
Querströmungen
kann die Zwischenwand, da sie auch nur einseitig angeordnet ist,
nicht verhindern.
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Bei
der erfindungsgemäßen Anordnung
ergibt sich eine sehr einfache Möglichkeit
zur Einstellung des Düsenquerschnitts
dadurch, daß die
Ringdüse
von kegeligen Flächen
gebildet ist, die im Verhältnis
zueinander axial verstellbar sind. Wenn die Ringdüse außen von
dem Tragteller oder einem damit fest verbundenen Teil begrenzt ist,
wird für
ihre innere Begrenzung zweckmäßigerweise
ein gegenüber
dem feststehenden Tragteller axial verstellbarer Teil vorgesehen.
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In
vielen Fällen
ist es zweckmäßig, das
Behandlungsgas so aus der Ringdüse
ausströmen
zu lassen, daß es
am Tragteller entlang strömt.
Damit trotzdem der die Ringdüse
innen begrenzende Teil hinter der gutseitigen Oberfläche des
Tragtellers zurücktreten
kann, ist zweckmäßigerweise
vorgesehen, daß die
gutseitige Tragtelleroberfläche
im Bereich ihres Übergangs
zur Ringdüse
eine konvexe Krümmung
bildet und die Ausströmrichtung
der Ringdüse etwa
tangential zu dieser Krümmung
verläuft.
Der ausströmende
Gasschleier legt sich dann infolge des Coanda-Effekts an die Oberfläche des
Tragtellers an und folgt diesem auch im Krümmungsbereich.
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Der
Tragteller kann in seiner Hauptfläche eben gestaltet sein. Jedoch
ist auch eine konvexe oder konkave Ausbildung denkbar. Auch eine schwach
kegelige, der Gutführungsfläche sich
nach außen
hin annähernde
Form, die dem Geschwindigkeitsabfall des Behandlungsgases nach außen hin entgegenwirkt,
kann zweckmäßig sein.
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Die
Erfindung wird im folgenden näher
unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert, die vorteilhafte Ausführungsbeispiele
veranschaulicht.
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Es
zeigen:
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1 einen
Querschnitt durch eine Düsenanordnung,
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2 eine
Draufsicht auf mehrere Düsen, und
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3 einen
Längsschnitt
durch eine Düsenanordnung
bei zylinderförmiger
Gutführungsfläche.
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Über die
Breite der Bahn erstrecken sich auf jeder Seite parallel zur Gutführungsfläche 5 Wände 1, 2.
Ihr Zwischenraum 3 ist an die Saugseite eines Gebläses angeschlossen,
während
der Raum 4 hinter der Platte 2, der auch noch
durch weitere wandbildende Elemente eingeschlossen sein kann, mit
der Druckseite des Gebläses
in Verbindung steht. Die strichpunktierte Gutführungsfläche 5 bezeichnet den idealisierten,
ebenen Bahnverlauf. Der praktische Bahnverlauf weicht davon aus
verschiedenen Gründen
mehr oder weniger ab, von denen einige weiter unten erläutert werden.
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Es
sei hier angenommen, daß die
Gutführungsfläche 5 horizontal
verläuft
und die gezeigten Düsenanordnungen
sich darunter und darüber
befinden. Wie dem Fachmann geläufig,
kann sich die Düsenanordnung
in manchen Fällen
auf eine, insbesondere die untere Bahnseite beschränken bzw.
können sich
auf der anderen Seite der Bahn Düsen
derselben oder einer anderen Bauart oder keine Düsen befinden. Die Düsen brauchen
einander nicht gegenüberzustehen;
sie können
zueinander versetzt angeordnet sein. Auch kann die Gutführungsfläche 5 von der
Horizontalrichtung abweichen.
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Die
Wände 1, 2 sind
durch eine Vielzahl von Düsenrohren 7, 8 und
zugehörige
Verschraubungen 9, 10, 11 miteinander
verbunden, wobei die Düsenrohre 7, 8 zur
Gutführungsfläche 5 hin
in einem Düsenkörper 12 enden.
Die Düsenrohre 7, 8 und
ihre mechanische Verbindung mit den Wänden 1, 2 kann eine
andere als die dargestellte Form annehmen. Insbesondere können an
die Stelle der dargestellten Schraubverbindungen Steck-, Bördel- und
Klebeverbindungen treten, die bei gleicher Wirkung weniger aufwendig
sind. Die angestrebte Wirkung besteht darin, daß die Düsenrohre fest zumindest mit
einer der beiden Wände 1, 2 verbunden
sind. Bevorzugt wird auch eine mechanisch starre Verbindung mit
beiden Wänden,
weil dadurch die von den Wänden 1, 2 und den
Düsenrohren
gebildete Baueinheit in sich mechanisch sehr widerstandsfähig, biegesteif
und schwingungsresistent ist. Die Düsenteile weisen jeweils eine
Rotationsform auf.
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Die
Wand 1 ist mit Löchern 13 versehen. Daraus
ergibt sich der mit Pfeilen angedeutete Strömungsverlauf vom Gaszuführungsraum 4 durch
die Düsenrohre 7, 8 durch
den Düsenkörper 12 in
den Zwischenraum 14, der zwischen den vor der Wand 1 vorragenden
Düsenteilen
gebildet ist, durch die Löcher 13 zum
Gasabführungsraum 3.
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Eine
Vielzahl von derartigen Düsen
ist, wie 2 in einem Flächenausschnitt
zeigt, über
die Breite und die Länge
der in der Vorrichtung vorgesehenen Gutführungsfläche angeordnet.
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Der
Düsenkörper 12 setzt
sich aus dem vorderen Teil des Düsenrohrs 8,
einem Tragteller 15 und einem Düseneinsatz 16 zusammen.
Der Tragteller 15 hat einen im dargestellten Beispiel eben
gezeigten Hauptteil, der im Übergangsbereich 17 zum
Düsenrohr 8 kräftig ausgerundet
ist und dessen Rand 18 gleichfalls gerundet zurückspringt.
Der Düseneinsatz 16 kehrt
dem Düsenrohr 8 bzw.
dem Übergangsbereich 17 zum
Teller 15 eine kegelige Fläche 19 zu, die mit
dem Übergangsbereich 17 einen
ringförmigen Düsenschlitz 22 bildet.
Die Fläche 19 hat
einen Außendurchmesser,
der ein wenig größer ist
als der Innendurchmesser des Düsenrohrs 8 und
etwa dem Durchmesser des mittleren Teils des Übergangsbereichs 17 gleicht.
Der Düseneinsatz 16 ist
mit seinem Schaft 20 axial verschiebbar und in der gewählten Stellung
arretierbar in einer Führung 21 gehalten,
die Bohrungen für
den Durchlaß des
Behandlungsgases enthält.
Durch axiale Verstellung des Düseneinsatzes 16 kann
die Weite des Düsenschlitzes 22 eingestellt
werden.
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Es
sind auch einfachere Düsenformen
denkbar, bei denen beispielsweise der Düseneinsatz einen etwas kleinen
Durchmesser hat als der Innendurchmesser des Düsenrohres. Der gerundete Übergangsbereich
des dargestellten Ausführungsbeispiels
kann dann weitgehend oder gänzlich
entfallen, wobei im letzteren Fall der Düseneinsatz mit dem zylindrischen
Teil oder der Öffnungskante
des Düsenrohrs
zusammenwirken kann. Im allgemeinen hat die Düsenströmung eine nach radial außen gerichtete Richtungskomponente;
unbedingt erforderlich ist dies jedoch nicht.
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Das
den Düsenschlitz 22 verlassende
Gas hat im dargestellten Ausführungsbeispiel
eine Strahlrichtung, die etwa tan gential zur Krümmungsrichtung des Übergangsbereichs 17 verläuft. Durch
den Coanda-Effekt haftet der Strahl der Oberfläche des Übergangsbereichs 17 und
des Tellers 15 an und strömt mehr oder weniger radial
nach außen.
Das Gas strömt
entlang der Oberfläche
der zu behandelnden Bahn und ermöglicht
dabei den erwünschten Stoff-
und ggf. Wärmeaustausch.
Außerdem übt der Gasstrom
eine Kraft auf die Bahn aus, die je nach dem Abstand der Bahn vom
Tragteller und der Gasgeschwindigkeit und nach der von ggf. auf
der anderen Seite der Bahn vorhandenen Strömungsverhältnissen einen hebenden oder
senkenden Einfluß auf die
Bahn ausübt.
Die Bahn kann dadurch schwebend über
die Düsenanordnung
hinweggeführt
werden. Bei unterschiedlicher Krafteinwirkung auf beiden Seiten
wird die Bahn in manchen Bereichen stärker an die Düse herangezogen,
während
sie an anderen weiter von ihr entfernt verläuft. In dieser Hinsicht besteht
aber ein grundsätzlicher
Unterschied zwischen der erfindungsgemäßen Anordnung und querschnittsähnlichen
Schlitzdüsenanordnungen.
Während
bei letzteren die Bahn völlig
frei den auf die ausgeübten Kräfte nachgeben
kann, indem sie Wellen bildet, ist dies im vorliegenden Fall nicht
möglich,
weil sie sich dazu räumlich
ausbeulen müßte, was
in der Regel nur sehr beschränkt
möglich
ist. Man erreicht daher erfindungsgemäß eine stabilere Bahnführung.
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Der
Effekt der Radialschnittgestaltung des Tragtellers 15 ist
dem entsprechenden Effekt der Querschnittsgestaltung einer Schlitzdüse nicht
genau gleichzusetzen, weil die Strömungsgeschwindigkeit bei der
erfindungsgemäßen Düse wegen
der tellerförmigen
Ausbreitung des Strahls stärker
abnimmt, als dies bei Schlitzdüsen
der Fall ist. Dennoch ist klar, daß man durch geeignete Radialschnittgestaltung
des Tellers 15 ebenso wie durch geeignete Querschnittsgestaltung
bei Schlitzdüsen
eine gewünschte
Beeinflussung der Strömungsverhältnisse und
damit der Trageffekte auf die Bahn erreichen kann. Der Abnahme der
Strömungsgeschwindigkeit zum
Rand des Tragtellers 15 hin kann man gewünschtenfalls
in gewissen Grenzen dadurch entgegenwirken, daß man den Tragteller nach außen hin ein
wenig konisch anhebt und dadurch den Bahnabstand verringert.
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Die
Anwendung der Erfindung ist nicht auf ebene Anordnungen beschränkt. Sie
kann. auch bei zylindrischen Anordnungen, wie sie in 3 angenommen
sind, oder anders gekrümmten
Anordnungen benutzt werden.
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Um
unausgeglichene Querströmungen
zu verhindern, werden zwischen benachbarten Düsen Querstromsperren angeordnet,
die in 1 als Wände 23 dargestellt
sind. Außerdem
ist der gesamte Behandlungsbereich seitlich durch parallel zur Gutführungsrichtung
verlaufende Wände 24 abgeschlossen,
die ein Abströmen
des Behandlungsgases im Bereich der flatterempfindlichen Bahnränder verhindern.
Das zuletzt genannte Merkmal verdient ggf. Schutz unabhängig von
den zuvor geschilderten Düsenanordnungen
und kann beispielsweise auch bei Schlitzdüsen Verwendung finden.