DE2322113A1

DE2322113A1 - Trocknungsanlage zur behandlung von materialbahnen

Info

Publication number: DE2322113A1
Application number: DE2322113A
Authority: DE
Inventors: Alfred Dipl Ing Dr Te Weinmann
Original assignee: Andritz AG
Current assignee: Andritz AG
Priority date: 1972-06-02
Filing date: 1973-05-02
Publication date: 1973-12-06
Also published as: YU144573A; JPS4930960A; AT316298B; CA1025657A; YU34768B; AR199100A1; CH560878A5; IT985022B; US4168580A; FR2188808A5; GB1415777A

Description

PATENTANWÄLTE

H. LEINWEBER üipl-ing H.ZIMMERMANN DiPL.iNG. A. Gf.v. WENGERSKY

8 München 2, Rosenta! 7, 2. Aufg.

Tei.-Adr. Leinpat München Telefon (0811) 2 «05? 89

Posischedc-Konto: MUnchen 22045

den 2. Mai 1973

Unser Zeichen

Z/Kg - fieg.2043

Maschinenfabrik Andritz Actiengesellschaft, Graz (Österreich) Trocknungsanlage zur Behandlung von Materialbahnen

Die Erfindung betrifft eine Trocknungsanlage zur Behandlung von Materialbahnen, insbesondere Papier-, Karton- oder Textilbahnen, bestehend aus einer haubenartigen Verkleidung mit darin befindlichen Strömungskanälen sowie Wärmequellen und Ventilatoren für die Zirkulation eines Trockenmediums, z.B. Heissluft, das durch Öffnungen zur Materialbahn geführt und durch andere Öffnungen wieder abgesaugt wird.

Bei einer Trocknungsanlage dieser Art, die dazu dient, die in der Materialbahn enthaltene Feuchtigkeit auszuscheiden, wird besonders Wert darauf gelegt, eine hohe Trocknungsrate und Trocknungsgeschwindigkeit mit geringem Energieaufwand zu erzielen.

Es ist bekannt, zum Fördern und Führen von bahn- oder blattförmigen Materialien, wie Papierbahnen, mit Hilfe eines Trocknungsmediums die Feuchtigkeit zu entziehen. Hierbei wird das Trocknungsmedium, während die Materialbahn auf einer Fördereinrichtung stetig bewegt wird, über Ausströmkanäle auf die

309849/0831 _₂.

Materialbahn geblasen und wieder abgeführt. Dabei werden sogenannte Druckkammern verwendet, deren Öffnungen auf die Materialbahn gerichtet sind. Durch gesonderte Ableitungsöffnungen wira das mit Feuchtigkeit angereicherte Trocknungsmedium wieder abgesaugt.

Uni eine gleichmässige Beaufschlagung der Materialbahn mit dem Trocknungsmediuni zu erzielen, werden über die Breite der Materialbahn verteilt mehrere Öffnungen in den Ausströmkanälen angeordnet, aus denen dann das Trocknungsmedium auf die Materialbahn strömt. Durch zusätzliche Ausbildung dieser Öffnungen in Form von Dreiecken, die in eine bestimmte Kichtung weisen, wurde ■

versucht, den Trocknungseffekt noch zu erhöhen. I

Nachteilig wirkt sich bei dieser Anordnung aus, dass zwar : an den Stellen der Materialbahn, die unmittelbar über den Öffnun-j gen zu liegen kommen, ein guter Trocknungseffekt erzielt wird, j aber in den benachbarten Randzonen der Materialbahn restliche Feuchtigkeit verbleibt. Es bilden sich somit entlang der Materialbahn Trocknungszonen aus, die als Trockenstreifen sichtbar werden» Ein gleichmässiger Trocknungseffekt über die gesamte Materialbahn ist damit nicht zu erreichen.

Bei einer weiteren bekannten Ausführungsform von Trocknung; anlagen wird die Materialbahn mit einer gewissen Geschwindigkeit über eine grosse zylinderförmige Trocknüngstrommel bewegt. Dazu sind an der Ober- oder an der Unterseite Umlenkrollen angeordnet, die den Umschlingungswinkel der Materialbahn auf der Trommel vergrössern, um eine grössere Trocknungsfläche zu erhalten. Innerhalb dieser Trommel sind Luftleitungen angeordnet, in die das ..Trocknungsmedium einströmt und an der Mantelfläche der Trommel über eine Anzahl von Bohrungen zur Materialbahn gelangt. Beim Durchströmen durch die Materialbahn wird vom Trocknungsmedium Feuchtigkeit aufgenommen und in einem Gehäuse, das um die Trommel angeordnet ist, gesammelt, über eine zentrale Rohrleitung gelangt

309849/0831 "³~

-3- 2327113

das mit Feuchtigkeit versetzte Trocknungsmeüium zu einem Ventilator, der die Aufgabe hat, das Trocknungsmedium abzusaugen, zu ■verdichten, in einen Lufterhitzer zu fördern und dort im erwärmten Zustand wieder an die Trommel abzugeben, wobei ein Teil des Trocknungsmediums durch Frischluft ersetzt wira. Bei dieser Anordnung wirkt sich besonders nachteilig aus, dass die Materialbahn mehr aus einem porösen Material bestehen muss, um den Luftdurchsatz einigermassen aufrechterhalten zu können. Bei dichterem Material, wie Karton oder Papier, arbeitet diese Anlage nicht einwandfrei. Es muss eine enorme Ventilatorleistung aufgebracht werden, um die Luftzirkulation überhaupt durchführen zu können.

Es wurde ferner, vorgeschlagen, eine Trocknungsanlage mit einer ebenfalls in der vorstehend genannten Art ausgeführten zylinaerförmigen Trommel zu errichten, bei der in einem gewissen Abstand über der Materialbahn eine Platte mit Bohrungen angeordnet ist, durch die das Trocknungsmedium auf die Materialbahn 'geblasen wird. In gewissen Abständen sind weitere Öffnungen vorge- : sehen, durch die das mit Feuchtigkeit angereicherte Trocknungsmedium von einem Ventilator abgeführt wird, um es ebenfalls über ■ eine Wärmequelle durch Wärmezufuhr und Feuchtigkeitsentzug wieder ! nutzbar zu machen. Dieser Zirkulationsprozess mit Absaugung von der angeströmten Materialoberfläche hat zwar den Vorteil, dass alle Arten von Materialbahnen getrocknet werden können, indem die ; Ausblaseöffnungen mit verschiedenen Winkeln entgegengesetzt zur Laufrichtung der Materialbahn gerichtet sind, um eine gleichmässige Verteilung der Trocknungsrate zu erzielen, aber auch gleichzeitig den Nachteil, dass grosse Ventilatorleistungen erforderlich sind, weil das Trocknungsmedium einen längeren Y/eg zur Materialbahnoberfläche zurücklegen muss und dadurch die kinetische Energie nicht voll ausgenutzt werden kann. Ausserdem weist diese ; ürt der Trocknungsanlage ein grooses Bauvolumen auf.

Der -Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Trocknungsanlage zui^TBehandlung von Materialbahnen, die aus einer baubenar-

309849/0831 ~⁴~

2327113

tigen Verkleidung mit darin befindlichen Strömungskanälen "be- j steht sowie liärraequellen und Ventilatoren für die Zirkulation des j Trocknungsmediuins' enthält, das durch Öffnungen zur Materialbahn geführt und durch andere Öffnungen wieder abgesaugt wird, so weiter auszugestalten, dass durch geeignete Ausbildung der Kanäle j mit strömungstechnisch geringen Verlusten zu rechnen ist unct fer-j ; ner geringe Ventilatorleistungen erforderlich sind, wobei in die-} I sea Zusammenhang auch eine kontakte Bauweise eingehalten wird.

Erfindungsgemäss wird dieses Ziel dadurch erreicht, dass i Profilrohre gleichmässig verteilt über einer ebenen Materialbahn J angeordnet bzw. um eine gekrümmte Materialbahn gruppiert sind, !deren Abstände zueinander einen diffusorartigen Spalt bilden und j als Absaugkanäle dienen, wobei die zur Materialbahn gerichteten, • in Dreieckanordnung vorgesehenen Öffnungen über alle Profilrohre i in konstantem Abstand verteilt sind. Durch diese Ausbildung, insbesondere durch Anordnung des diffusorartigen Spaltes, wird ein Teil des dynamischen Druckes zurückgewonnen, so dass sich zu einem gewissen Teil die Verlustrate in der gesamten Anlage vermindert. Man kommt daher mit geringeren Ventilatorleistungen aus, weil die Öffnungen zur Materialbahn über die Gesamtfläche hinweg optimal ausgelegt sind. Es ergibt sich daraus ein gleichmässiger Trocknungsprozess mit guter Ausnutzung der vorhandenen Ventilatorleistung.

Anhand eines Ausführungsbeispiels sei die Erfindung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 einen querschnitt durch eine Trocknungsanlage,

Fig. 2 einen Schnitt durch einen ^uerkanal,

Fig. 3 die Ansicht von Ausblaseöffnungen in Profilrohren,

309849/0831

23 2 7113

Fig. 4 einen querschnitt der Profilrohre bei Anordnung auf einer ebenen Materialbahn, una

Fig. 5 einen querschnitt der Profilrohre bei Anordnung auf einer gekrümmten Materialbahn.

aus Fig. 1 ist eine Trocknungsanlage im querschnitt ersichtlich. Eine Walze 3 dient zur Aufnahme der Materialbahn 1 una weist an der Unterseite Umlenkrollen 4 auf, die zueinander seitlich versetzt angeordnet sina. Für die Trocknung von Papierbahnen hat sich diese Anordnung der Umlenkung der Materialbahn als vorteilhaft erwiesen. In der Zeichnung ist die Materialbahn 1 bzw. deren Fuhrung gestrichelt angedeutet. Antrieb und Bewegungsrichtung der Materialbahn 1 ist für den Trocknungsprozess nicht wesentlich und deshalb nicht näher veranschaulicht und beschrieben, über die ivalze 3 mit der Materialbahn 1 ist eine gehäuseartige Haube 2 in einem gewissen Abstand gestülpt, in der die Strömungskanäle für die Zirkulation des Trocknungsmediums untergebracht sind. Innerhalb der Haube 2 befindet sich zunächst ein Saugraum 5 und in etwa 45° Anordnung geneigt ein i^uerkanal 6. Dieser erstreckt sich entlang der Mantellinie der Walze 3 und weist im Innenraum einen Ventilator 7 mit einem Antriebsipotor 8 auf. Für einen strömungsgünstigen Übergang zum Ventilator 7 ist an der Unterseite de ^uerkanals 6 - also in Verbindung zum Saugraum 5 - ein Ansaugstutzen 9 vorgesehen. In einem gewissen Abstand 20, z.B. im Ausmass von 10 bis 25 mm, vorzugsweise jecoch 15 mm zur Materialbahn, sine entlang der Mantellinie der Walze 3 eine Anzahl von Profilrohren 10 untergebracht. Diese Profilrohre 10, die einen rechteckigen (querschnitt aufweisen, liegen nicht eng aneinander, sondern sind vielmehr in gewissen Abständen voneinander unter Bildung von Spalten 19 befestigt.

In Fig. 2 ist ein Schnitt entlang des iqiuerkanals 6 dargestellt. An der Unterseite befindet sich die Walze 3, auf der die

309849/0831 ~⁶~

Materialbahn 1 aufliegt, ^uer zur Materialbahn 1 liegen - wie ! vorstehend erwähnt - in einem gewissen Abstand die Profilrohre \ 10, die an ihren beiden Enden jeweils einen schrägen, offenen Anschluss besitzen. An diese Anschlüsse sind beidseitig Seiten- j kanäle 14 angesetzt. Die Seitenkanäle 14 sind stehend angeordnet ! und so hoch, dass über den Profilrohren 10 genügend Platz zur ; Anordnung des Saugraumes 5 und des ^uerkanals 6 zur Verfügung ' ι steht. An der Oberseite der Haube 2 ist ausser dem Ventilator 7 I mit zugehörigem Antriebsmotor 8 und Ansaugstutzen 9 beidseitig \ ein Brennraum 11 vorgesehen. In diesem Brennraum 11 ist ein Bren-j ner 12 enthalten. Gestrichelt ist zusätzlich in der Zeichnung ein Wärmetauscher 13 angedeutet, der die gleiche Funktion wie der j Brenner 12 erfüllt. Die Anordnung der Vi/ärmequeilen im Brennraum 1¹I ist an sich"bekannt und braucht nicht näher erläutert zu werden. : Wesentlich ist, dass ein geschlossener Kreislauf entsteht, indem j vom Ventilator 7 zunächst das Trocknungsmedium in die Brennkammerj 11 gebracht, dort auf die gewünschte Trocknungstenmeratur erhitzt' und schliesslich über die Seitenkanäle 14 zu den Profilrohren 10 geleitet wird. An der Unterseite der Profilrohre 10, also in Richtung der Materialbahn 1 gesehen, sind Austrittsöffnungen 17 angeordnet. Das Trocknungsmedium bzw. dessen Strömungsrichtung wird j mit Pfeilen 15 in der Zeichnung angedeutet. Das mit Feuchtigkeit j angereicherte Trocknungsmedium ist mit gestrichelten Pfeilen 16 j markiert. Die Strömung des Trocknungsmediums erfolgt also vom Ventilator 7 aus zur Brennkammer 11 und gelangt über die Seitenkanäle 14 zu den Profilrohren 10, wobei die Materialbahn 1 erreicht wird. Nach Anreicherung mit Feuchtigkeit kommt das Trocknungsmedium über die Spalten 19 in den Saugraum 5 und schliesslich in den Ansaugstutzen 9 des Ventilators 7. Der Zirkulationsprozess ist somit geschlossen. Vom Trocknungsmedium im Kreislauf wird ein Teil abgesaugt und durch Frischluft ersetzt. Die Abzugsleitungen und Zufuhrleitungen sind an den Saugraum 5 angeschlossen. Seitlich der Haube 2 ist eine Zufuhrleitung sowie an der

—T-309849/0831

Oberseite eine Abluftleitung vorgesehen. Weiterhin kann im Inneren des Saugrauines 5 ein Brenner ähnlich dem Brenner 12 vorgesehen sein, der das Trocknungsmedium erwärmt. In der Zeichnung sind diese zusätzlichen Leitungen und der zusätzliche Brenner der Einfachheit halber nicht dargestellt.

In Fig. 3 sind in Ansicht von unten die Öffnungen 17 für den Austritt des Trocknungsmediums auf die Materialbahn 1 aufgeführt. Hierbei ist wesentlich, dass die Profilrohre 10 in einem gewissen Abstand untereinander gleichmässig verteilt entlang der Materialbahn 1 angeordnet sind, und zwar derart, dass sich stets ein Spalt 19 ergibt, der sich nach oben, d.h. auf der der Materia lbahn 1 abgewandten Seite diffusorartig erweitert. Die Breite des Spaltes beträgt etwa 1/10 der Breite der Profilrohre 10. Die öffnungen 17 sind so in den Profilrohren 10 angeordnet, dass sie zunächst in Reihe versetzt sind, aber stets untereinander den· gleichen Abstand 18 aufweisen, '/ächtig ist, dass der Abstand 18 auch über den Spalt 19 hinweg eingehalten wird. Durch diese er- j finoungsgemasse Anordnung der Öffnungen 17 wird eine gleichmässige Verteilung des Trockenmediums auf die Materialbahn 1 gewährleistet.

Die Fig. 4 und 5 zeigen einen Querschnitt einiger Profilrohre 10, wobei besonders der Spalt19 von Wichtigkeit ist, der du|rch die grössere Seitenfläche der aneinandergereihten Profilrohre 10 entsteht und so ausgebildet ist, dass an der Eintrittsstelle des Trockenmediums ein geringerer Abstand vorhanden ist, während zur Seite des Ansaugstutzens 9 hin eine Spaltverbreiterung erfolgt. Durch diese Ausbildung wird ein Diffusor erzeugt, der wesentlich verantwortlich zeichnet, dass ein Teil des dynamischen Druckes wi|E der zurückgewonnen wird. Ferner sind die Öffnungen 17 als runde Bohrungen ausgebildet, die einen Durchmesser von 3 bis 6 mm aufweisen. Versuche haben ergeben, dass die Wahl eines solchen Durch die beste Trocknungsrate ergibt, 'wesentlich ist, dass die

-8-3 09849/0831

-Q-

·: ausblaseflache, d.h. die Fläche aller Ausblaseöffnungen, etwa 1

bis- 3 "Ζ» der Gesamtfläche beträgt und aass die Absaugfläche, d.h. : die Fläche aller Spalten 10 bis 20 *ß> der Gesamtfläche ausmacht.

Ferner idt wichtig, dass eine regeleinrichtung angeoranet i ist, die die Kühlgrenzteinperatur der Materialbahn 1 zwischen 60° ! und 9O⁰G festhält.

! Grundsätzlich besteht bei dieser Trocknungsanlage ein ge-I schlossener Kreislauf. Von aer Materialbahn 1 wird das mit wasser! i angereicherte Trocknungsmedium abgesaugt und durch den Ventilator I 7 in den Brennraum 11 gebracht, in dem es erwärmt una dann über ! die Seitenkanäle 14 und die Profilrohre 10 mit den Öffnungen 17 der ftüaterialbahn 1 zugeführt wird. Da der Sättigungsgrad ein gewid» ses Mass nicht übersteigen darf, wird stets ein Teil des Trocknungsmediums im Kreislauf durch Frischluft ersetzt. So ist an der Unterseite der Haube 2 zum Saugraum 5 ein Stutzen angeoranet, der Zuluft in den Saugraum 5 bringt. Dazu ist wiederum notwendig, an der Oberseite der Haube 2 einen weiteren Stutzen für die Abluft vorzusehen, wobei durch zusätzliche Ventilatoren der Luftaustausch erfolgt. I

Ferner ist'noch wichtig, dass das abzusaugende Trocknungsmediuni einer Regelung unterzogen wird, die sowohl die gesamte verdunstete Wassermenge und einen Teil der Abgase, die durch die eventuelle Verbrennung bei direkter Beheizung mit im Kreislauf angeordneten Brennern entsteht, abführt. Darüberhinaus kann von Hanc oder automatisch die Regelung der Temperatur der Trocknungsgase, der Ausblase geschwindigkeit, der Zuluft- unü Abluftmenge in Abhängigkeit vom Trocknungsgehalt der Materialbahn auf einer ausgewählten Stelle, z.B. am Rollapparat, erfolgen. Die Regelung kann auch getrennt für üie Temperatur bei Konstanthaltung wenigstens einiger der übrigen Grossen, wie Ausblasegeschwindigkeit, Zuluftoder Abluftmenge bzw. Trockengehalt erfolgen.

3098 4 9/0831

Durch diese Ausbildung der Trocknungsanlage können Material bahnen jeglicher Art, wie Papier-, Karton- oder Textilbahnen, einer raschen und guten Trocknung zugeführt werden. Dies wird durch geeignete Ausbildung der Öffnungen für den Austritt des Trocknung iijeaiums auf die Materialbahn una besondere Absaugkanäle, die als Diffusor dienen, erreicht. Die Ventilatorleistung bedarf einer ge ringeren Grosse, da der Strömungsverlauf durch optimale Auslegung der wuer- und Seitenkanäle sowie aer Profilrohre, die einen grosben querschnitt aufweisen, begünstigt ist. Darüberhinaus wira ein Teil des dynamischen Druckes durch die diffusorartigen Spalten zurückgewonnen.

-10-309849/0831

Claims

7 3 2 ? 1 1 3 - ίο - Patentansprüche: !

1. Trocknungsanlage zur Behandlung von Materialbahnen, insbesondere Papier-, Karton- oder Textilbahnen, bestehend aus einer haubenartigen Verkleidung mit darin befindlichen Strömungskanälen j sowie Wärmequellen und Ventilatoren für die Zirkulation eines J Trocknungsmediuins, z.B. Heissluft, das durch Öffnungen zur Materialbahn geführt und durch andere Öffnungen wieder abgesaugt wird , dadurch gekennzeichnet, dass Profilrohre (10) gleichmässig ver- j teilt über einer ebenen Materialbahn (1) angeordnet bzw. um eine j gekrümmte Materialbahn (1) gruppiert sind, deren Abstände zuein- ; ander einen diffusorartigen Spalt (19) bilden und als Absaugkanäle dienen, wobei die zur Materialbahn (1) gerichteten, in üreieckan-· Ordnung vorgesehenen Öffnungen (17) über alle Profilrohre (10) in: konstantem Abstand verteilt sind. - !

2. Trocknungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich- | net, dass die Profilrohre (10) einen vorzugsweise rechteckigen querschnitt aufweisen und mit ihren langen Seitenflächen den dif-,

fusorartigen Spalt (19) der Absaugöffnungen bilden. ;

3. Trocknungsanlage nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekenn-j zeichnet, dass der spaltbildende Abstand zwischen den Profilrohren (10) etwa 1/10 der Breite der Profilrohre (10) beträgt.

4. Trocknungsanlage nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen (17) zum Ausblasen des Trocknungüiuediums als runde Bohrungen ausgebildet sind und einen Durchmesser im Bereich von 3 bis β mm aufweisen.

5. Trocknungsanlage nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (20) der Profilrohre (10) von der Mate-· rialbahn (1)10 bis 25 mm, vorzugsweise 15 mm, beträgt.

6. Trocknungsanlage nach Anspruch 1 ois 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausblasefläche, d.h. die Fläche aller Ausblai;ej öffnungen (17) etwa 1 bis 3 % der Gesamtfläche beträgt.

309849/0831

2327113

7. Trocknungsanlage nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Absaugfläche, d.h. die Fläche aller Spalten (19) 10 bis 20 i» der Gesamtfläche beträgt.

8. Trocknungsanlage nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich beidseitig an die quer über eier' Material·- üahn (1) angeordneten Profilrohre (10) Seitenkanäle (14) für die Zufuhr des Trocknungsmediums anschliessen und mit dem darüberlie·- _L enden -C₄U er kanal (6) in Verbindung stehen..

9. Trocknungsanlage nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass über den Profilrohren (10) ein Saugraum (5) angeordnet ist, der über die diffusorartigen Spalten (19) mit einem im ^uerkanal (δ) angeordneten Ventilator (7) in Wirkverbindung steht.

10. Trocknungsanlage nach Anspruch 1 bis 9, dadurch ge-Kennzeichnet, da^a im ^uerkanal (6) eine an sich bekannte v/äriueojeile, wie Brenner (12), Dampf- oder Abgaswärmetauscher (13), angeordnet ist, die das Trocknungsmediuiii vor Zuleitung zu den Öffnungen (17) in den Profilrohren (10) erwärmt.

11. Trocknungsanlage nach Anspruch 1,bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Regeleinrichtung vorgesehen ist, die die Kühlgrenztemperatur der Materialbahn (1) zwischen 60° und 9O⁰C hält.

12. Trocknungsanlage nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, ciasb dao abzusaugende Trocknungsmedium einer tfegelung unterzogen wira, die sowohl die gesamte verdunstete Wassermenge im Trocknungsinedium als auch die ,tässerinenge und einen Teil oer abgase, die durch die eventuelle Verbrennung bei direkter Beheizung mit im Kreislauf angeordneten Brennern entstehen, abführi

13. Trocknungsanlage nach Anspruch 1 bis 12, dadurch ge-Kennzeichnet, dabü die Regulierung der Temperatur der Trockengase aer ^usolase^eschwindigkeit, der Zuluft- und übluftmenge von Hanc

-12-309849/0831

oder automatisch in Abhängigkeit vom Trockengehalt der Materialbahn (1) auf einer ausgewählten stelle, z.B. am Rollapparat, erfolgt. . I

14. Trocknungsanlage nach ünspruch 1 bis 13, gekennzeichnet aurch Regelung der Temperatur bei Konstanthaltung wenigstens einer aer übrigen Grossen, wie Ausblasegeschwindigkeit, Zuluft- una I übluftiuenge bzw. Trockengehalt.

309849/0831

Leerseite