DE3313874C2 - - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Behandeln von dünnen Materialbahnen mit einem Gas, insbeson­ dere zum Behandeln von Textil-, Papier- oder Folienbahnen mit Trocknungsluft mit mehreren, sich quer über die Materialbahn erstreckenden zylindrischen Gasverteilern, die jeweils an ihrem Außenumfang Düsen aufweisen, deren Gasstrahl tangential zum zylindrischen Mantel des Gasvertei­ lers austritt, wobei die Gasverteiler derart um ihre Zylinderachse verdrehbar gelagert sind, daß der Gasstrahl mehr oder weniger spitzwinklig auf die Materialbahn auftrifft.

Eine derartige Vorrichtung ist aus der DE-PS 2 18 770 bekannt. Hierbei handelt es sich um einen sogenannten Schwebetrockner. Bei diesem sind die bei tangentialer Aus­ trittsrichtung des Gasstrahls auftretenden Wandhafteffekte der Strömung so stark, daß die in Richtung auf die Oberflä­ che der Materialbahn gerichteten Bewegungskomponenten nicht voll wirksam werden. Die Folge ist, daß die Spalte zwischen der Materialbahn und den Gasverteilern zu klein werden, so daß es schon bei den kleinsten Bewegungsunregelmäßigkeiten zu gegenseitigen Berührungen kommen kann, die unbedingt vermieden werden müssen. Diese Effekte treten insbesondere dann auf, wenn zur Intensivierung des Behandlungsvorganges große Gasmengen durchgesetzt werden, wodurch natürlich hohe Strömungsgeschwindigkeiten erreicht werden.

Weiterhin ist aus der DE-OS 17 53 685 ein Schwebetrockner mit einer feststehenden Düsenkonfiguration bekannt, wodurch aber eine Anpassung an unterschiedliche Qualitäten der Materialbahn außerordentlich schwierig ist. Bei diesem bekannten Schwebetrockner mit feststehenden Gasverteilern und feststehenden Düsen ist die Wand des Gasverteilers in Strömungsrichtung des Gases gesehen hinter der ersten Düse zylindermantelförmig gewölbt, wobei das Gas aus den ersten Düsen tangential zu dieser zylinderförmig gewölbten Wand austritt und in Umfangsrichtung der zylindermantelförmig gewölbten Wand mit Abstand zu den ersten Düsen weitere Düsen vorgesehen sind, die radial zu der zylindermantelförmigen Wand arbeiten. Diese Düsen sind jedoch fest positioniert.

Aus der DE-AS 29 11 685 ist ebenfalls ein Schwebetrockner mit einer feststehenden Düsenkonfiguration bekannt, so daß die Anpassung an unterschiedliche Qualitäten der Material­ bahn schwierig ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt ausgehend von einer Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art die Aufgabe zugrunde, diese bekannte Vorrichtung derart zu verbessern, daß die Spaltweite zwischen der Materialbahn und den der Materialbahn zugewandten zylindermantelförmigen Wandberei­ chen der Gasverteiler ausreichend groß gehalten wird.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die Gasverteiler weitere Düsen aufweisen, die in Strömungsrich­ tung des Gases gesehen hinter den tangential arbeitenden Düsen angeordnet sind und aus denen das Gas radial zum zylindrischen Mantel des Gasverteilers austritt. Durch die im Ablösebereich der Materialbahnen von den zweiten, senkrecht zur zylindermantelförmig gewölbten Wand verlaufen­ den Düsen wird ein Druckpolster gebildet, welches den Ablösevorgang der Materialbahn von der Wand unterstützt. Aufgrund dieser Ausbildung können mit einer Vorrichtung gemäß der Erfindung wesentlich höhere Strömungsgeschwindig­ keiten gefahren werden, was Vorteile im Hinblick auf die Intensität des Behandlungsvorganges hat, so daß besonders kompakte Trocknungsanlagen mit hoher Leistung möglich sind.

Zweckmäßig ist jeder Gaszuführung eine Drallvorrichtung zugeordnet, die dem in den zylinderrohrförmigen Gasverteiler eintretenden Gasstrom einen in Austrittsrichtung der ersten Düse gerichteten Drall erteilt. Diese Drallvorrichtung bewirkt, daß das zugeführte Gas eine in Umfangsrichtung des zylinderrohrförmigen Gasverteilers gerichtete Bewegungskom­ ponente erhält, die aufgrund von Zentrifugalkräften zu einer weitestgehend gleichmäßigen Druckverteilung in dem Gasver­ teiler sorgt. Solche Drallvorrichtungen sind nicht nur im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung, sondern generell in Verbindung mit Düsen von Bedeutung, die sich im Mantel eines zylinderrohrförmigen Gasverteilers befinden.

Um die von der Drallvorrichtung erzeugte Drallwirkung gegebenenfalls verändern zu können, ist weiterhin vorgese­ hen, daß die Drallvorrichtung einen Drallschaufelkranz aufweist, der am inneren Umfang des zylinderrohrförmigen Gasverteilers befestigt ist und mittig einen beidseitig offenen Zylinderrohrabschnitt trägt, in welchem eine Drosselklappe angeordnet ist. Durch Öffnen oder Schließen dieser Drosselklappe ist es möglich, den durch den Drall­ schaufelkranz strömenden Anteil des Gasstromes beliebig zu vergrößern oder zu verringern.

Zweckmäßig sind in der ersten Düse Leitbleche angeordnet, durch die das aus der Düse austretende Gas gelenkt wird. Hierdurch ist es beispielsweise möglich, dem Gas eine Bewegungskomponente in Richtung auf die Ränder der Material­ bahn zu erteilen, so daß sich eine Breithalteffekt ergibt.

Die Leitbleche werden zweckmäßig durch einen mit rechtecki­ gen Wellen versehenen Blechstreifen gebildet, der in die Düse eingesetzt ist. Ein solcher Blechstreifen ist leicht herzustellen und stabilisiert zugleich den Düsenspalt. Durch Austausch des Blechstreifens ist es auf einfache Weise möglich, der Düse eine andere Ausströmcharakteristik zu geben.

Für größere Behandlungsanlagen können mehrere Gasverteiler abwechselnd über und unter der Materialbahn angeordnet werden, wobei die Materialbahn insgesamt in sinusförmigen Wellen verläuft, was die bereits erwähnten Vorteile im Hinblick auf die Stabilität der Führung und die Planheit der Folienbahn hat. Die Verwendung von mehreren hintereinander geschalteten zylinderrohrförmigen Gasverteilern hat darüber hinaus den Vorteil, daß zwischen den einzelnen Gasverteilern verhältnismäßig große Abführquerschnitte für das Gas zur Verfügung stehen. Hierdurch kann sichergestellt werden, daß nur verhältnismäßig geringe Anteile des Gasstromes über die Seitenränder der Folienbahn abströmen, was bei den bekannten Vorrichtungen der in Rede stehenden Art zu einer Randüber­ trocknung der Materialbahn führt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Querschnitt durch den Gasverteiler gemäß der Erfindung mit darüber ange­ ordneter Materialbahn,

Fig. 2 eine Seitenansicht des in Fig. 1 darge­ stellten Gasverteilers, teilweise aufge­ schnitten,

Fig. 3 die Anordnung von mehreren Gasver­ teilern entlang einer Materialbahn.

In der Zeichnung ist die Wand des den Gasverteiler bildenden Zylinderrohres mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet. Auf einem Teil des Umfanges ist die Wand 1 des Zylinderrohres im Quer­ schnitt spiralförmig aufgebogen und überlappt mit diesem auf­ gebogenen Abschnitt 1 a den zylindrischen Wandabschnitt 1 b des Zylinderrohres derart, daß sich eine tangential zur Wand 1 verlaufende Düse 2 ergibt, die vom Innenraum des Zylinder­ rohres her mit Gas beaufschlagbar ist. Die Düse 2 erstreckt sich mittig über den größten Teil der axialen Länge des Zylinderrohres über die gesamte Breite einer an dem Zylinder­ rohr vorbeigeführten Materialbahn 3, die beispielsweise eine zu trocknende Papierbahn sein kann. Die Materialbahn 3 wird von dem aus der Düse 2 austretenden Gas in der Schwebe ge­ halten und beläßt zu der Wand 3 einen Spalt 4, dessen Dicke durch das aus der Düse 2 austretende und den Spalt 4 durch­ strömende Gas bestimmt ist. Im Bereich dieses Spaltes 4 paßt sich die Materialbahn dem zylinderförmigen Verlauf der Wand 1 an, verläuft also in einem Bogen.

In Strömungsrichtung des Gases hinter der Düse 2 mit einigem Abstand zu dieser sind in der zylindermantelförmigen Wand 1 des Gasverteilers weitere Düsen 5 vorgesehen, die die dort er­ folgende Ablösung der Materialbahn 3 von der Wand 1 be­ wirken. Diese weiteren Düsen 5 sind als einfache Bohrungen in der Wand 1 ausgebildet und in mehreren in axialer Rich­ tung in einer Linie verlaufenden Reihen angeordnet, die in Umfangsrichtung gesehen gegeneinander versetzt sind. Aus diesen weiteren Düsen 5 strömt das Gas in radialer Richtung, d. h. also senkrecht zur Wand 1 aus und bildet dort, wo sich die Materialbahn 3 von der Wand 1 lösen soll, ein in Um­ fangsrichtung allmählich stärker werdendes Druckkissen, welches die Materialbahn 3 sanft und ohne Schwingungen zu erregen von der Wand 1 wegdrückt.

Um den Schlitz der Düse 2 zu stabilisieren und gegebenenfalls dem durchströmenden Gas eine zu den Rändern der Material­ bahn 3 gerichtete Bewegungskomponente aufzuzwingen, sind in dem Schlitz der Düse Leitbleche 6 vorgesehen, die von einem in den Schlitz eingesetzten, mit rechteckigen Wellen ver­ sehenen Blechband gebildet werden. Die radial verlaufenden Stege dieses Blechbandes 6 bilden die Leitschaufeln und sind in ihrem Verlauf in Umfangsrichtung des zylindrischen Gasver­ teilers der gewünschten Richtung des Gasstromes angepaßt.

Die Gaszufuhr zu den Düsen 2 und 5 erfolgt über den Innen­ raum des Gasverteilers, der zu diesem Zweck von einer oder beiden Stirnseiten her mit Gas beaufschlagbar ist. Die auf der rechten Seite in Fig. 2 erkennbare Gaszuführung weist eine Gaszufuhrkammer 7 auf, die durch eine Drallvorrichtung vom übrigen Innenraum des Gasverteilers abgeteilt ist. Die Drall­ vorrichtung weist einen Drallschaufelkranz 8 auf, der am inneren Umfang der Wand 1 befestigt ist und mittig einen beidseitig offenen Zylinderrohrabschnitt 9 trägt, in welchem eine verstellbare Drosselklappe 10 angeordnet ist. Mit Hilfe dieser Drosselklappe 10 ist es möglich, die Verteilung des durchströmenden Gases auf die Drallschaufeln 8 einerseits und den Zylinderrohrabschnitt 9 andererseits beliebig zu ver­ teilen. Die Drallschaufeln 8 erteilen dem durchtretenden Gas eine Bewegungskomponente in Umfangsrichtung der Wand 1, so daß sich durch die Zentifugalkräfte am inneren Umfang der Wand 1 vor den Düsen 2 und 5 ein erhöhter statischer Druck ergibt. Selbstverständlich ist der Drall in Ausströmrichtung der Düse 2 gerichtet, so daß das Gas an der Düse 2 nicht oder nur noch geringfügig umgelenkt zu werden braucht. Insgesamt erhält man durch die Drallvorrichtung, die selbst­ verständlich an beiden Enden des Gasverteilers angeordnet werden kann, eine gleichmäßige Druckverteilung über die axiale Länge des Gasverteilers und somit eine gleichmäßige Beaufschlagung der Materialbahn 3 über deren gesamte Breite.

In Fig. 3 ist dargestellt, wie beispielsweise in einer großen Trocknungsanlage mehrere Gasverteiler entlang einer Material­ bahn 3 angeordnet werden können. Dabei verläuft die Materialbahn 3 wellenförmig, was zur Vermeidung von unzu­ lässigen Zugspannungen in Längsrichtung der Materialbahn 3 besonders vorteilhaft ist. Zwischen den zylindrischen Gasver­ teilern bleiben ersichtlich große Abströmquerschnitte für das Gas frei.

Die zylindrischen Gasverteiler sind zweckmäßig um ihre Längs­ achse verdrehbar aufgehängt. Bei einer Verdrehung um diese Achse verändert sich der Winkel zwischen dem aus der Düse 2 austretenden Gasstrahl und der Materialbahn 3 und damit die Breite des sich ausbildenden Spaltes 4. Auf diese Weise kann die Anlage auf einfache Art und Weise an verschiedene Materialarten angepaßt werden, ohne in ihrem Aufbau ver­ ändert zu werden.

Bezugszeichenverzeichnis

1 = Wand
1 a = Wandabschnitt
1 b = Wandabschnitt
2 = Düse
3 = Materialbahn
4 = Spalt
5 = Düsen
6 = Leitschaufeln
7 = Gaszufuhrkammer
8 = Drallschaufelkranz
9 = Zylinderrohrabschnitt
10 = Drosselklappe

Claims (6)

1. Vorrichtung zum Behandeln von dünnen Materialbahnen mit einem Gas, insbesondere zum Behan­ deln von Textil-, Papier- oder Folienbahnen mit Trocknungsluft mit mehreren sich quer über die Mate­ rialbahn erstreckenden zylindrischen Gasverteilern, die jeweils an ihrem Außenumfang Düsen aufweisen, de­ ren Gasstrahl tangential zum zylindrischen Mantel des Gasverteilers austritt, wobei die Gasverteiler derart um ihre Zylinderachse verdrehbar gelagert sind, daß der Gasstrahl mehr oder weniger spitzwinkelig auf die Materialbahn auftrifft, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasverteiler weitere Düsen (5) aufweisen, die in Strömungsrichtung des Gases gesehen hinter den tangential arbeitenden Düsen (2) ange­ ordnet sind und aus denen das Gas radial zum zylin­ drischen Mantel des Gasverteilers austritt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Gasverteiler eine Drallvor­ richtung (8, 9, 10) zugeordnet ist, die dem in den zylinderförmigen Gasverteiler eintretenden Gasstrom einen in Austrittsrichtung der ersten Düse (2) gerich­ teten Drall erteilt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drallvorrichtung (8, 9, 10) einen Drallschaufelkranz (8) aufweist, der am inneren Umfang der Wand (1) befestigt ist und mittig einen beidseitig offenen Zylinderrohrabschnitt (9) trägt, in welchem eine Drosselklappe (10) angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der ersten Düse (2) Leitschau­ feln (6) angeordnet sind, durch die das aus der Düse (2) austretende Gas in Richtung auf die Ränder der Materialbahn gelenkt wird.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitschaufeln (6) durch ein mit rechteckigen Wellen versehenen Blechstreifen ge­ bildet werden, der in die Düse (2) eingesetzt ist.

6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch mehrere, derart abwechselnd über und unter der Materialbahn (3) angeordnete Gasverteiler (1), daß die Materialbahn zwischen den Gasverteilern (1) in sinusförmigen Wellen verläuft.