DE19936191C2 - Vorrichtung zur Wärmebehandlung von durchlaufenden Bahnen - Google Patents

Abstract

Ein Trockner mit umlaufendem, nicht durchlässigem Förderband (4) ist mit einem Schwebedüsensystem ausgestattet. Das aktive Trum des Förderbandes (4) wird zusammen mit der darauf aufliegenden, zu behandelnden Bahn (10) auf der gesamten Behandlungsstrecke in der Schwebe gehalten, so daß selbst bei großer Länge der Behandlungsstrecke keine mechanische Abstützung erforderlich ist. DOLLAR A Der Trockner eignet sich insbesondere zur Behandlung von schweren Teppichbahnen. Gegenüber Bandtrocknern, bei denen das aktive Trum durch Rollen oder dergleichen abgestützt ist, besteht der Vorteil darin, daß das Schwebedüsensystem völlig wartungsfrei arbeitet (Figur).

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Wärmebehandlung, insbesondere zum Trocknen, von durchlaufenden zusammenhängenden oder aus aneinandergereihten einzelnen Stücken bestehenden Bahnen, insbesondere aus Teppichware oder sonstigen Textilwaren mit hohem Flächengewicht.

Durch die DE 23 60 484 C3 ist eine Vorrichtung bekannt, die mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine Reihe von gemeinsamen baulichen Merkmalen aufweist. Trotzdem ist sie hinsichtlich der Funktion und des Anwendungsgebietes weit von der Erfindung entfernt. Bei der bekannten Vorrichtung handelt es sich um einen Luftkissen-Schwebebahntrockner, der insbesondere zum Trocknen von Bahnen vorgesehen ist, bei denen in Folge geringer Zugfestigkeit in Betrieb leicht Bahnrisse auftreten können, wie Papier, Pappe oder Folien. Unter der Ebene, in der die zu behandelnde Bahn in Normalbetrieb schwebend geführt wird, ist in kurzem Abstand über den unteren Blaskästen ein Förderband angeordnet, welches im Falle eines Bahnrisses den nicht mehr unter Zugspannung stehenden Anfang der Bahn aufnimmt und durch den Trockner führt, bis die Zugspannung wieder wirksam ist. In Normalbetrieb hat das Förderband, welches gut luftdurchlässig bis grobmaschig ausgebildet ist und daher die von den unteren Düsen ausgehenden Luftstrahlen nur wenig stört, keine tragende Funktion, ja nicht einmal Berührung mit der Ware. Zwecks Verminderung des Stromverbrauchs, des Verschleißes und der Geräuschentwicklung läuft das Förderband in Normalbetrieb nach Art einer Standby-Schaltung mit einer geringen Geschwindigkeit um. Nur im Falle eines Bahnrisses oder beim Einziehen einer neuen Bahn wird es auf die volle Durchlaufgeschwindigkeit der Bahn umgeschaltet. Um den Bahnanfang zwecks Erhöhung der Reibung stärker an das Förderband anzupressen, soll die Luftzufuhr von oben erhöht werden, sobald das Förderband aktiviert wird.

Die angegebene Schrift berichtet kurz über einen ähnlichen Trockner, der durch offenkundige Vorbenutzung bekannt geworden war. Bei dem vorbenutzten Trockner läuft das Förderband auch in Normalbetrieb mit der gleichen relativ hohen Geschwindigkeit, mit der die schwebend geführte Ware durchläuft.

Durch die US-PS 2 671 279 ist ein Durchlauftrockner insbesondere für Textilien bekannt, der mit einem endlosen Stabkettenförderer ausgestattet ist. Oberhalb und unterhalb des aktiven Trums, welches die Warenbahn trägt, ist je eine Reihe von Düsenkästen angeordnet, die auf ihrer dem aktiven Trum zugekehrten Seite mit Blasöffnungen versehen sind. Dabei sind die oberen Düsenkästen zu den unteren Düsenkästen versetzt. Im Betrieb wird die Bahn an den Stellen, wo die unteren Düsenkästen sitzen, durch nach oben gerichtete Luftstrahlen von dem Förderer abgehoben. Zwischen diesen Stellen wird sie durch die von den oberen Düsenkästen ausgehenden Blasstrahlen auf den Förderer gedrückt. Bei dieser Vorrichtung hat also der Förderer im Normalbetrieb eine den Bahnlauf bestimmende und stabilisierende Funktion, und das Düsensystem ist kein Schwebedüsensystem. Der relativ schwere Stabkettenförderer ist durch seitliche Schienen abgestützt, die im Trocknergehäuse untergebracht sind. Die durch Laschen miteinander verbundenen Stäbe des Förderers sind an den Enden mit Lagerzapfen versehen, auf denen drehbare Rollen sitzen, die auf den Schienen laufen. Die Lager sind daher im Normalbetrieb ständig der heißen und feuchten Trockneratmosphäre ausgesetzt. Dadurch wird eine wirksame Schmierung praktisch unmöglich gemacht. Hoher Verschleiß und starke Geräuschentwicklung sind die unvermeidliche Folge.

Die DE-AS 16 04 996 zeigt eine Wärmebehandlungsanlage mit einem luftdurchlässigen umlaufenden Förderband. Oberhalb und unterhalb des aktiven Trums sind Blaskästen angeordnet, die mit Düsen versehen sind. Die Anlage ist insbesondere für die Behandlung 2 bis 3 mm dicker PVC-Bodenbeläge bestimmt, d. h. für Bahnen mit relativ hohem Flächengewicht. Der Schrift ist nicht zu entnehmen, daß das Düsensystem geeignet ist, das Gut in der Schwebe zu führen. Der Umstand, daß auf der Anlage nicht nur zusammenhängende Warenbahnen, sondern auch fliesen- oder streifenartige Bahnstücke behandelt werden sollen, deutet darauf hin, daß eine berührungslose Führung nicht in Betracht kommt. Zum Abstützen des Förderbandes sind Tragrollen vorgesehen, die - über die Länge der Behandlungsstrecke verteilt - in kurzen Abständen angeordnet sind. Über die Lagerung der Tragrollen ist der Schrift nichts zu entnehmen. Ordnet man die Lager innerhalb der Behandlungskammer an, so stellen sich ähnliche Probleme wie bei dem oben beschriebenen Stabkettenförderer. Ordnet man sie außerhalb der Kammer an, so müssen die erforderlichen Wanddurchbrüche für die Tragrollen abgedichtet werden, um das Eindringen von kalter Luft und die Kondensatbildung zu vermeiden. Auch bei perfekter Abdichtung besteht die Gefahr der Kondensatbildung an den Tragrollen, die infolge der Wärmeleitung in Wandnähe relativ kalt sind. Andererseits können bei hohen Behandlungstemperaturen infolge der Wärmeleitung die Lagerenden der Tragrollen noch so stark erwärmt werden, daß eine Kühlung erforderlich ist. Je nach der Art des zu behandelnden Gutes können die Tragrollen durch kondensierenden Dampf, gegebenenfalls in Verbindung mit Partikeln oder Flusen, verschmutzen und müssen von Zeit zu Zeit mit erheblichem Aufwand gereinigt werden. Der mechanische Aufwand für den Antrieb der Tragrollen ist beachtlich.

Aus der DE-AS 16 04 922 ist ein Trockner für Furniere, Pappe oder dergleichen bekannt, bei dem zwischen einer oberen und einer unteren Reihe von Düsenkästen die aktiven Trume zweier Förderbänder durchlaufen, so daß das zu behandelnde Gut zwischen den beiden Trumen eingespannt ist. Die für Furniertrockner typische Einspannung zwischen einem tragenden Band und einem sogenannten Deckband wirkt der Tendenz des Furniers entgegen, während der Trocknung Beulen oder Wellen zu bilden oder sich an den Kanten oder Ecken einzurollen. Um einerseits diesen Glätt- und Bügeleffekt zu vervollkommnen und andererseits einen guten Wärmeübergang zu gewährleisten, sollen als Förderbänder bevorzugt glatte Stahlbänder eingesetzt werden, die auch perforiert sein können. Mit den Düsen wird Heißluft auf die beiden Stahlbänder geblasen, die auf diese Weise auf hoher Temperatur gehalten werden und die Wärme durch direkten Kontakt auf das eingespannte Furnier übertragen. Eine schwebende Führung der Bänder ist der Schrift nicht zu entnehmen. Eine bevorzugte Ausführung, bei der zur Verstärkung des Bügeleffektes die Förderbänder über Umlenkrollen wellenförmig geführt werden, ist einer berührungslosen Führung geradezu diametral entgegengerichtet.

Die Dokumentation zum Kolloquium über Industrieaerodynamik, Aachen, 28. bis 30. Oktober 1974, umfaßt einen Vortrag von Hilmar Vits mit dem Titel "Schwebetrockner" (Seiten 75 bis 91). Darin werden mehrere Schwebedüsensysteme erläutert und durch Zeichnungen veranschaulicht.

Durch die DE-OS 16 29 041 ist es weiterhin bekannt, innerhalb von Schwebedüsensystemen zwecks Verbesserung des Wärmeüberganges auch Düsen anzuordnen, die nicht die bei Schwebedüsen bekannten besonderen Merkmale und daher auch keine zu einer stabilen Bahnführung beitragende Kraft-Abstand- Charakteristik aufweisen, sondern als einfache Prallstrahldüsen ausgebildet sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Wärmebehandlung, insbesondere zur Trocknung, von Bahnen zu schaffen, die einerseits nicht geeignet sind, frei schwebend durch die Behandlungsstrecke geführt zu werden, aber andererseits - falls sie auf einem Förderband aufliegend durch die Behandlungsstrecke geführt werden - das Förderband so stark belasten, daß eine Abstützung unerläßlich ist. Im Vordergrund des Interesses stehen zusammenhängende oder aus aneinandergereihten einzelnen Stücken bestehende Bahnen aus dickem Teppichmaterial oder andere dicke Textilbahnen, die in Schwebedüsensystemen wegen unzureichender Quersteifigkeit zu starkem Flattern neigen und/oder besonders empfindlich gegen Längszug sind.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gelöst, die die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird das aktive Trum des Förderbandes zusammen mit der daraufliegenden Bahn im Betrieb ausschließlich durch die aerodynamische Wirkung der von dem Schwebedüsensystem ausgehenden Blasstrahlen in der Schwebe gehalten. Es sind daher auf der ganzen Länge der Behandlungsstrecke keinerlei mechanische Stütz- oder Führungseinrichtungen, wie Rollen, Schienen, Ketten oder dgl., vorgesehen. Dementsprechend ist das Förderband luftundurchlässig oder - falls es z. B. aus einem Drahtgeflecht hergestellt ist - zumindest sehr dicht, nämlich so dicht, daß es mit einem Schwebedüsensystem aerodynamisch in der Schwebe gehalten werden kann.

Eine bevorzugte Ausführung der Erfindung ist Gegenstand des Anspruchs 2.

Für die meisten Anwendungsfälle ist das Merkmal des Anspruchs 3 besonders empfehlenswert.

Bei der Behandlung sehr dicker Bahnen mit geringer Durchlässigkeit ermöglicht das Merkmal des Anspruchs 4 das Entweichen des bei der Trocknung entstehenden Dampfes durch das Förderband hindurch.

Das Merkmal des Anspruchs 5 trägt zur Verbesserung des Wärmeüberganges bei.

Das Merkmal des Anspruchs 6 wird empfohlen für die Behandlung von Bahnen mit besonders hohem Flächengewicht.

Die Zeichnung dient zur Erläuterung der Erfindung anhand eines vereinfacht dargestellten Ausführungsbeispiels.

Der in der Zeichnung veranschaulichte Trockner hat ein Gehäuse 1 in Form eines rechteckigen Kastens. Die Stirnwände sind mit je einem oberen, etwa in halber Höhe angebrachten Schlitz 2 und einem in Bodennähe befindlichen unteren Schlitz 3 versehen. Das Gehäuse hat eine beträchtliche Länge, z. B. 10 bis 25 m. Es kann in üblicher Weise aus einer Anzahl von baukastenartig aneinandergereihten Abteilen bestehen. Ein umlaufendes endloses Förderband 4 aus Stahlblech ist über Rollen 5 geführt, die außerhalb des Gehäuses 1 in der Nähe der beiden Stirnwände angeordnet sind. Mindestens eine der Rollen 5 ist mit einem nicht dargestellten Antrieb versehen. Das Obertrum des Förderbandes 4 ist durch die oberen Schlitze 2 hindurchgeführt, das Untertrum durch die unteren Schlitze 3. Das Förderband 4 ist vorzugsweise ein nicht perforiertes, völlig glattes Band. Es kann aber auch perforiert sein, jedoch soll die Lochfläche höchstens 5% der gesamten Bandfläche umfassen.

Innerhalb des Gehäuses 1 ist ein Belüftungssystem untergebracht, welches je eine Reihe von fingerartigen oberen und unteren Blaskästen 6, 7 8, 9 umfaßt, die sich im wesentlichen über die Breite des Förderbandes 4 erstrecken. Sie sind in kurzem Abstand oberhalb bzw. unterhalb des Obertrums des Förderbandes 4 angordnet. Die Blaskästen 6, 7, 8, 9 sind in bekannter Weise über Verteilerkanäle mit der Druckseite von Gebläsen verbunden, die in der Zeichnung nicht dargestellt sind. Das Belüftungssystem umfaßt auch Einrichtungen zum Aufheizen des Behandlungsmediums, die zum Stand der Technik gehören und daher weder einer zeichnerischen Darstellung noch einer weiteren Erläuterung bedürfen.

Die mit dem Bezugszeichen 6 versehenen oberen Blaskästen sind in der für sogenannte Luftkissendüsen typischen Weise an der Seite, die dem Förderband 4 zugewandt ist, mit je zwei parallelen Düsenschlitzen oder Lochreihen versehen. Die Blaskästen 6 sind so geformt, daß die aus den beiden Düsenschlitzen bzw. Lochreihen austretenden Blasstrahlen schräg gerichtet sind und zueinander konvergieren. Die mit dem Bezugszeichen 8 versehenen unteren Blaskästen sind analog ausgebildet. Sie haben jedoch vorzugsweise im Vergleich zu den Blaskästen 6 einen vergrößerten Querschnitt, d. h. sie sind für einen größeren Luftdurchsatz ausgelegt. Die Blaskästen 8 sind versetzt zu den Blaskästen 6 angeordnet, so daß einer Lücke zwischen zwei benachbarten Blaskästen 6 ein Blaskasten 8 gegenübersteht, und umgekehrt.

Auf dem - in Förderrichtung gesehenen - vorderen Teil der Behandlungsstrecke ist zwischen je zwei benachbarten Blaskästen 6 je ein zusätzlicher Blaskasten 7 angeordnet. Ebenso ist auf dieser Teilstrecke zwischen zwei benachbarten unteren Blaskästen 8 je ein zusätzlicher Blaskasten 9 vorgesehen. Der Blaskasten 7, 9 hat einen Schlitz, der in der für Prallstrahldüsen üblichen Weise so gestaltet ist, daß ein austretender Blasstrahl vertikal gerichtet ist.

In Betrieb wird eine zu behandelnde Bahn 10, z. B. eine zusammenhängende, quasi endlose Bahn aus dickem Teppichmaterial, die kontinuierlich aus einer nicht dargestellten vorgeschalteten Behandlungs- oder Speichervorrichtung über eine symbolisch als Umlenkrolle 11 dargestellte Zuführvorrichtung auf das Obertrum des Förderbandes 4 aufgelegt. Das Obertrum wird daher auch als aktives Trum bezeichnet. Die Bahn durchläuft, auf dem Förderband 4 aufliegend, die Behandlungsstrecke in dem Gehäuse 1 und wird anschließend einem Wickler 12 oder einer nicht dargestellten nachgeschalteten Fördereinheit zugeführt. Der Antrieb des Wicklers 12 oder der nachgeschalteten Fördereinheit ist mit dem Antrieb des Förderbandes 4 in der Weise gekoppelt, daß die Bahn 10 mit der gleichen Geschwindigkeit abgezogen wird, mit der das Förderband 4 umläuft. Bei einem Wickler 12 ist der Antrieb so gesteuert, daß die Drehzahl umgekehrt proportional zum wachsenden Durchmesser abnimmt, d. h., daß die Umfangsgeschwindigkeit konstant ist. Zwischen dem aktiven Trum des Förderbandes 4 und der zu behandelnden Bahn 1 10 besteht daher - zumindest im Endabschnitt der Behandlungsstrecke - keine Relativbewegung in Transportrichtung. Das schließt nicht aus, daß stark schrumpfende Ware mit Voreilung zugeführt wird und sich im Verlauf der Behandlungsstrecke entsprechend der Schrumpfung relativ zum Förderband 4 bewegt.

Heißes Behandlungsmedium, insbesondere Heißluft, wird aus den Düsenschlitzen der Blaskästen 6, 8 ausgeblasen und hält das aktive Trum des Förderbandes 4 zusammen mit der daraufliegenden Bahn 10 in der Schwebe. Es durchläuft in Kontakt mit der Bahn 10 die gesamte Behandlungsstrecke in gerader Linie, ohne daß eine mechanische Abstützung durch Rollen, Laufschienen oder dergleichen erforderlich ist. Die Abstützung des aktiven Trums mit dem daraufliegenden schweren Teppichmaterial wird allein durch die bahnstabilisierende Aerodynamik der aus den Düsenschlitzen der Blaskästen 6, 8 austretenden Blasstrahlen bewirkt. Insbesondere bei Bahnen mit hohem Flächengewicht ist der erforderliche Luftdurchsatz bei den unteren Blaskästen 8 deutlich größer als bei den oberen Blaskästen 6. Daher wirkt von unten eine größere aerodynamische Kraft als von oben, so daß das Gewicht des aktiven Trums und der Bahn 10 kompensiert wird. Das aus den oberen Blaskästen 6 ausströmende heiße Behandlungsmedium überträgt Wärme direkt auf die Oberseite der zu behandelnden Bahn 10. Das aus den unteren Blaskästen 8 ausströmende Behandlungsmedium überträgt Wärme auf das Förderband 4. Von dort wird die Wärme durch Kontakt auf die Unterseite der aufliegenden Bahn 10 übertragen. Bei Bahnen aus sehr dickem Material mit geringer Durchlässigkeit kann bei Verwendung eines perforierten Förderbandes der bei der Trocknung entstehende Dampf durch die Löcher des Förderbandes entweichen.

Zur Verbesserung des Wärmeüberganges tragen die mit Prallstrahldüsen ausgestatteten oberen Blaskästen 7 und unteren Blaskästen 9 bei. Bekanntlich ist bei senkrecht aufprallenden Blasstrahlen der Wärmeübergang optimal. Auf die tragende und bahnstabilisierende Funktion des Belüftungssystems haben diese zusätzlichen Blasstrahlen weder im positiven noch im negativen Sinne einen nennenswerten Einfluß.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist nicht nur zur Behandlung von zusammenhängenden, quasi endlosen Bahnen geeignet, sondern auch zur Behandlung von Stücken beliebiger Länge, die unverbunden hintereinander auf das Förderband 4 aufgelegt werden.

Das im Zusammenhang mit der Zeichnung beschriebene Schwebedüsensystem ist nur als Beispiel zu verstehen. Wie schon die in der Einleitung angegebene Arbeit von Hilmar Vits zeigt, sind noch viele andere Belüftungssysteme geeignet, eine Bahn aerodynamisch in der Schwebe zu halten. Gegenstand der Erfindung ist weder das Schwebedüsensystem noch die Auswahl eines bestimmten Schwebedüsensystems, sondern die Kombination eines beliebigen Schwebedüsensystems mit einem undurchlässigen oder höchstens in geringem Maße durchlässigen Förderband, so daß die zu behandelnde Bahn während der Behandlung auf dem Förderband aufliegt und mit ihr gemeinsam in der Schwebe gehalten wird.

Gegenüber einem vergleichbaren Bandtrockner, dessen Förderband mechanisch abgestützt ist, besteht der Hauptvorteil des erfindungsgemäßen Trockners darin, daß das Schwebedüsensystem völlig wartungsfrei arbeitet. Dieser Vorteil ist bei gewissen Anwendungsfällen so groß, daß er die erhöhten Betriebskosten mehr als kompensiert.

Claims (6)

1. Vorrichtung zur Wärmebehandlung, insbesondere zur Trocknung von durchlaufenden zusammenhängenden oder aus aneinandergereihten einzelnen Stücken bestehenden Bahnen, insbesondere aus Teppichware oder sonstiger Textilware mit hohem Flächengewicht,
mit einem umlaufenden endlosen Förderband (4) für die darauf aufliegende Bahn, welches höchstens eine geringe Luftdurchlässigkeit aufweist
und mit einem als Schwebedüsensystem ausgebildeten Belüftungssystem, welches je eine Reihe von oberen und unteren Blaskästen (6, 7, 8, 9) umfaßt, die oberhalb bzw. unterhalb des aktiven Trums des Förderbandes (4) angeordnet sind und sich etwa über die Breite des Förderbandes (4) erstrecken.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Förderband (4) aus Stahlblech besteht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Förderband (4) luftundurchlässig ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Stahlblech perforiert ist und daß die freie Lochfläche weniger als 5% der Bandfläche umfaßt.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Belüftungssystem zusätzlich zu den mit Schwebedüsen ausgestatteten Blaskästen (6, 8) auch Blaskästen (7, 9) umfaßt, die mit Prallstrahldüsen ausgestattet sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die unter dem aktiven Trum des Förderbandes (4) angeordneten, mit Schwebedüsen versehenen Blaskästen (8) für einen höheren Luftdurchsatz ausgelegt sind als die oberhalb des aktiven Trums angeordneten, mit Schwebedüsen versehenen Blaskästen (6).