DE2446983A1

DE2446983A1 - Vorrichtung zur beidseitigen beblasung eines bahnfoermigen materials

Info

Publication number: DE2446983A1
Application number: DE19742446983
Authority: DE
Inventors: Carl Prof Dr Ing Kramer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1974-10-02
Filing date: 1974-10-02
Publication date: 1976-04-15
Also published as: DE2446983C2

Description

2446983 Patentanwalt Dr. Lothar Marx

MAC:; ;~:·· Q

ß München 70 St. Anna Str. 15

Anualtsakte 5306

München, den 2D. Sept.

Prof. Dr.-Ing. Carl Kramer, Aachen

Praf. Dr.-Ing. Heinrich Stein, Aachen-Laurensberg

Vorrichtung zur beidseitigen Beblasung eines bahnförmigen Materials

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur beidseitigen Beblasung eines bahnförmigen Materials mit einem Radialventilator zur Erzeugung des Behandlungs-Gasstroms, der über Kanäle und durch ein Düsensystem in den Behandlungsraum leitbar ist.

Solche Vorrichtungen werden u.a. zur Wärmebehandlung von LJarenbahnen, uie z.B. von Stoffen oder Blechen, verwendet.

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Die Wärmebehandlung won bahnförmigem Material erfolgt in zunehmendem MaBe mit Vorrichtungen^ bei denen die Ober- und Unterseite der Warenbahn gleichzeitig mit Gasstrahlen beblasen werden. Um eine gleichmäBige Behandlung der Warenbahn zu gewährleisten, sind die Düsenöffnungen, zum Beispiel Lochdüsenreihen Dder Düsenschlitze, meist senkrecht zur Durchlaufrichtung der Warenbahn angeordnet. Die Düsensysteme von Vorrichtungen zur Behandlung won Warenbahnen mit leichtem bis mäßigem Flächengewicht sind vielfach als Tragdüsensysteme ausgebildet. Die insbesondere in diesen Fällen erheblichen Volumenströme des Beblasungsgases werden mittels Ventilatoren erzeugt, die das Beblasungagas auf ihrer Druckseite den Düsenrippen zuführen, die oberhalb und unterhalb der Warenbahn senkrecht zu deren Durchlaufrichtung angeordnet sind. Die Wärmezufuhr an das Behandlungsgas erfolgt im Gasstrom direkt oder indirekt mittels Brenner oder Wärmetauscher. Bei sehr einfachen Ausführungsformen derartiger Vorrichtungen werden die Ventilatoren gesondert von dem Düsensystem aufgestellt und versorgen die Düsenrippen über Zuleitungen mit entsprechend großem Querschnitt. Aus strömungstechnischen und wärmetechnischen Gründen wird jedoch meist ßine Integration der Ventilatoren in die Vorrichtungskonstruktion angestrebt. Allgemein üblich ist die Bauart in Winkelfarm. Im unteren Teil des vertikalen Winkelschenkels befindet sich ein Radialventilator, dessen Ansaugöffnung zur Seite des horizontalen Winkelschenkels weist. Im oberen Teil des vertikalen Winkelschenkels liegt der vom einseitig ausblasenden Ventilator beschichtete Druckraum, aus dem die Düaenrippen im horizontalen Winkelschenkel seitlich versorgt werden. Von der Warenbahn strömt das Behandlungsgaa durch die als Rückströmkanäle ausgebildeten Zwischenräume zwischen den Düsenrippen zurück.

Der Ventilator saugt das Behandlungsgas aus dem Raum an, in welchen der horizontale Winkelschenkel hineinragt. In diesem Raum, aus Platzgründen meist unterhalb der unteren Düsenrippen und vor dem Ventilator, befindet sich üblicherweise auch die Heizvorrichtung für das Umwilzgas.

Solche Vorrichtungen weisen jedoch erhebliche Nachteile auf. Bedingt durch die unsymmetrische Absaugung wird das von den Blasstrahlen im Behandlungsraum zwischen den Düsenrippen erzeugte Druckfeld ebenfalle unsymmetrisch, was sich insbesondere auf das Tragkraftverhalten von

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TragdüsenByatEmen ungünstig auswirken kann= Die Anordnung des Radialventilators unterhalb des DüssnsyatEms führt bei großen Volumenströmen des Behandlungsgases, uiie Bie z.B. bei Wärmebehandlung von Blechbändern erforderlich sind, zu Bauhöhen, die sowohl vom konstruktiven als auch vom wirtschaftlichen Standpunkt aus ungünstig sind. Für den einseitig ausblasenden Ventilator ist der Anteil des Gehäuses an der mit dem Ventilator erzeugten Gesamtdruckdifferenz gegenüber anderen Ventilatorbetriebsarten selbst bei aufwendiger Gehäusebeschaufelung vergleichsweise gering. Dies ist insbesondere bei mit hohen Temperaturen betriebenen Vorrichtungen, wo mit Rücksicht auf die Festigkeit des Ventilatormaterials die Ventilatorbeschaufelung radial oder näherungsweise radial enden muß, ein entscheidender Nachteil, da bei derartigen Rädern auf die Mitwirkung des Gehäuses bei der Erzielung der notwendigen Druckdifferenz nicht verzichtet werden kann.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die Nachteile dieser Vorrichtungen zu überwinden.

Diese Aufgabe wird neuerungsgemäß dadurch gelöst, daß der Radialventilator mit seiner horizontal liegenden Acr'se zur symmetrischen Absaugung des zwischen oberen und unteren Düsenrippen austretenden Behandlungsmediums senkrecht zur Bewegungsrichtung des bahnförmigen Materials genau oder annähernd genau in Höhe der Mitte des von den Düsenrippen gebildeten Behandlungsraumes auf einer Seite des Düsensytems angeordnet ist, und daß das vom Ventilator zweiseitig nach oben und nach unten ausgeblasene Medium in Kanälen oberhalb und unterhalb der Düsenrippenanordnung auf die der Ventilatoransaugöffnung abgewandte Stirnseite der Düsenrippen geführt ist, wo es sich in einem seitlichvon der DüsenrippenanDrdnung verlaufenden Kanal sammelt, aus dem es in die Düsenrippen von deren Stirnseiten her eintritt.

Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung sind eine oder mehrere Vorrichtungen zur Erwärmung des Behandlungsgases in den horizontalen Kanälen oberhalb und unterhalb der DüsenrippenanDrdnung oder nur in einem dieser beiden Kanäle angeordnet.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile liegen insbesondere darin, daß sich bei gutem Ventilator-Wirkungsgrad ein sehr kompakter Aufbau dea

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Ventilatorgehäuaes ergibt» Bei der Anordnung der Heizvorrichtung im oberen Kanal ist diese leicht zugänglich, so daß ohne großen Arbeitsaufwand eine regelmäßige Wartung durchgeführt werden kann. Weiterhin vermischen sich die oben und unten seitlich eintretenden Luftströme in dem vertikalen Knal aufgrund der Durchwirbelung sehr intensiv, so daß, in Längsrichtung der Vorrichtung betrachtet, die Wärmezufuhr auf eine Mindestanzahl von Heizvorrichtungen konzentriert werden kann, was zu beträchtlichen Einsparungen an Überwachungs- und Regelgeräten führt. Schließlich kann der Behandlungsraum auch nach der jeweiligen Form der Warenbahn angepaßt werden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden, schematischen Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Vorrichtung gemäß der Erfindung

Fig. 2 eine Seitenansicht mit einem senkrechten Längsschnitt durch die Vorrichtung; und

Fig. 3 eine Draufsicht mit einem horizontalen Längsschnitt einer Vorrichtung gemäß der Erfindung

Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, tritt νσπ einem Radialventilatorrad 1 gefördertes gasförmiges BehandlungBmedium nach oben und unten in Richtung ' der eingezeichneten Pfeile aus. Daher kann die Breite des als seitlicher Kanal ausgebildeten Ventilatorgehäuses etwa gleich der Radaustrittsbreite gewählt werden, was bei einseitiger Ausblasung zu einer erheblichen Verschlechterung des Ventilator-Wirkungsgrades oder zu unbrauchbaren Abmessungen des Ventilatorgehäuses führen würde.

In Fig. 2 dargestellte Leitbleche 2 und 3 bilden einfache,aber äußerst wirksame Teile eines Spiralgehäuses für den beidseitig abblasenden Ventilator. Dabei kann das Ventilatorrad 1 in Bezug auf die GeBamtbauhöhe der Vorrichtung relativ groß gewählt werden, da bereits eine Höhe von

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ca. 1,5-fachem Süßeren Raddurchmesser als Höhe für ein Gehäuse eines beidseitig ausblasenden Radialventilators ausreicht. Bei im Hinblick auf Gehäuse und Drehrichtung spiegelbildlicher Anordnung jeueils zweier in Durchlaufrichtung der Vorrichtung aufeinanderfolgender Ventilatoren wird im oberen Mittelteil des so entstandenen Doppelfeldes, bedingt durch die Ausblasverteilung der beiden Ventilatoren, ein Bereich mit höherem Gesamtdruck erzielt, aus dem eine Heizvorrichtung für das Umwälzgas im oberen Kanal, z.B. ein in den Fig. 1 und 2 dargestellter Flächenbrenner U für direkte Gasbeheizung, mit dem zur Durchströmung erforderlichen Gasstrom höheren Drucks versort uerden kann. DieBe Uiirkung kann durch zwei, ebenfalls spiegelbildlich zueinander angeordnete Leitbleche 5a und 5b (Fig. 2) noch verstärkt werden.

Darüberhinaus ist es möglich, die Durchmischung des Behandlungsgaaes durch den Einbau einfacher Elemente, uie z.B. LJirbelbleche oder Leitschaufeln, sowohl in den beiden horizontalen Kanälen als auch in dem vertikalen Kanal noch zu verbessern. Bei Vorrichtungen, die zur Behandlung von bahnförmigem Material hohen FlächengeuichteB mit Tragdüsensystemen ausgerüstet Bind, die unterhalb der Warenbahn eine größere Düsenfläche besitzen als oberhalb, ermöglicht ein durchgehender Vertikalkanal 6 die Versorgung von oberen 7a und unteren 7b Düsenrippen (Fig. 1) mit unterschiedlichen Gasströmen bei nach oben und unten gleiche Mengen ausblasendem Ventilator. Bei größeren Vorrichtungen kann der Raum zwischen einer Ventilatoransaugöffnung B (Fig. 1) und den Düsenrippen 7a und 7b so bemessen werden, daß ein Inspektionegang für Arbeiten bei abgestellter Vorrichtung entsteht.

Ein Behandlungsraum 9 ist nach Entfernen von zwei Abdeckungen 1G und leicht zugänglich. Die Düsenrippen 7a, 7b sind in einer Seitenwand und an einer Profilstahlkonstruktion 13 so aufgehängt, daß sie durch einfaches Aushängen nach öffnen einer Klappe Ik seitlich ausgebaut werden können (Fig. 1). Der relativ große verfügbare Raum oberhalb und unterhalb der Düsenrippen 7a, 7b, die in üblicher üJeiae in ihrer Längsrichtung trapezförmig ausgebildet sind, ermöglicht eine einfache Verlagerung des Düsensytema nach oben und unten, so daß der Behandlungsraum 9 dem Verlauf des z.B. in Form einer Seillinie in Längsrichtung frei durchhängenden bahnförmigen Materials 20 angepaßt werden kann.

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Für besondere ProSjlemstelluogen kann der Uertikalkanal 6 durch Abdeckungen 15a und 15b oberhalb und unterhalb des Behandlungsraumes unterbrochen uierden, so daß der Behandlungsraum 9 von der dem Ventilator abgewandten Seite der Vorrichtung her, auch während ihres Betriebs, leicht zugänglich ist.

Durch Einbau von Drosselklappen 16 in den oberen und unteren Kanälen oder in den Uertikalkanal kann die Beblasungsstärke der Düsenanordnung variiert werden.

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung ermöglicht neben dem bereits beschriebenen Betrieb im geschlossenen Kreislauf auch die Betriebsformen mit teilweise oder völligem Gasaustausch. Beim Betrieb mit teilweisem Gasaustausch kann die Frischgaszufuhr z.B. durch eine Leitung 17 (in Fig. 2 gestrichelt eingezeichnet) in den Innenraum erfolgen, aus dem der Ventilator das Umujälzgas ansaugt. Das entsprechende Abgasvolumen kann durch Leitungen, Öffnungen oder Klappen ausgeblasen werden, die auf geeignete Weise in der Außenwand der Vorrichtung angebracht sind» Beim Betrieb mit völligem Gasauatausch kann es sehr vorteilhaft sein, das Radialventilatorrad 1 in der Horizontalen um 1B0° zu drehen, so daß der Ventilator das Behandlungsmedium, z.B. Kühlluft,, aus der Umgebungsatmosphäre ansaugt und nach Durchströmen der Vorrichtung aus Ausblasleitungen, z.B. 17 in Fig. 3, wieder ausbläst.

Eine weitere' mögliche Variante für dis Ausführung, die mit teiluieiaem Gasaustausch arbeitet, besteht in der Verwendung doppelflutiger Ventilatorräder, die bei gleichem Einbau wis das Ventilatorrad 1 sowohl aus dem Innenraum als auch von außen ansaugen« Besonders vorteilhaft ist bei dieser Ausführungsfarm die Durchmischung der beiden Teilströme in der Vorrichtung unmittelbar hinter dem Ventilator

Patentansprüche 609816/0495

Claims

Patentanspräche

1. Vorrichtung zur beidseltigen Beblasung einea bahnförmigen Materials mit einem Radialventilator zur Erzeugung des Behandlungs-Gasstromes, der über Kanäle und durch ein Düsensystem in den Behandlungsraum leitbar ist,: dadurch gekennzeichnet, daß der Radialventilator (1) mit seiner horizontal liegenden Achse zur symmetrischen Absaugung des zwischen oberen (7a) und unteren (7b) Düsenrippen austretenden Behandlungsmediums senkrecht zur Bewegungsrichtung des bahnfärmigen Materials (20) genau oder angenähert genau in Höhe der Mitte des von den Düsenrippen (7a, 7b) gebildeten Behandlungsraums (9) auf einer Seite des Düsensystems (7a, 7b) angeordnet ist, und daß das vom Ventilator (1) zweiseitig nach oben und nach unten ausgeblasene Medium in Kanälen oberhalb und unterhalb der Düsenrippen (7a, 7b) auf die einer Ventilator-Ansaugöffnung (B) abgeuandten Stirnseite der Düsenrippen (7a, 7b) geführt ist, wo es sich in einem seitlich von den Düaenrippen (7a, 7b) verlaufenden Kanal sammelt, aus dem es in die Düsenrippen (7a, 7b) von deren Stirnseiten her eintritt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere Vorrichtungen (*t) zur Erwärmung des Behandlungsgases in den horizontalen Kanälen oberhalb und unterhalb der Düsenrippen (7a, 7b) Dder nur in einem dieser beiden Kanäle angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilatoren jeweils zweier in Längsrichtung der Vorrichtung aufeinanderfolgender Einheiten spiegelbildlich zueinander ausgeführt sind.

Λ. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die oberen und unteren Kanäle sowie der seitliche Kanal auf der dem Ventilatorrad (1) gegenüberliegenden Seite der Düsenrippen (7a, 7b) mit Elementen (2, 3, 5a, 5b) zur Verwirbelung des gasförmigen Behandlungsmediums ausgerüstet sind.

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5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis *♦, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenrippen (7a, 7b) in ihrer Höhe in Durchlaufrichtung des bahnförmigen Materials (20) verstellbar sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die oberen (7a) und unteren (7b) Düsenrippen getrennt oder gemeinsam in ihrer Höhe verstellbar sind.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Vertikalkanal zur Erleichterung des Zugangs zum Behandlungsraum (9) von der dem Ventilatorrad (1) abgeuiandten Seite her auf den Stirnseiten der Düsenrippen (7a, 7b) oberhalb und unterhalb des Behandlungsraumes (9) unterbrochen ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in den Kanälen oberhalb und unterhalb der Düsenrippen (7a, 7b) oder in dem Vertikalkanal Drosselanordnungen (16) zur Regulierung der Beblasungsstärke angeordnet sind.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Seitenwand auf der Ventilatorseite Zuleitungen und in der Außenwand Abströmöffnungen (17) mit oder ohne jeweilige Drosselanordnungen vorgesehen sind.

1D. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis B, dadurch gekennzeichnet, daß das Radialventilatorrad (1) in der Horizontalen um 180° gedreht ist und von außen ansaugt, und daß das angesaugte gasförmige Behandlungsmedium nach Durchströmen der Vorrichtung durch Ableitungskanäle (17) von innen nach außen strömt.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Radialventilatorrad (1) doppelflutig ausgebildet ist.

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