DE3317714C2

DE3317714C2 - Trockenvorrichtung für eine sich bewegende Materialbahn

Info

Publication number: DE3317714C2
Application number: DE19833317714
Authority: DE
Inventors: Michael Albert Santa Cruz Calif. Richie; Rajeeva San Jose Calif. Sharma; Erik Waldemar Hillsborough Calif. Stephansen
Original assignee: IMPACT SYSTEMS Inc SAN JOSE CALIF US
Current assignee: IMPACT SYSTEMS Inc SAN JOSE CALIF US
Priority date: 1982-06-07
Filing date: 1983-05-16
Publication date: 1991-05-08
Also published as: SE8303172L; DE3317714A1; SE451381B; SE8303172D0

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Trockenvorrichtung für bahnenförmiges Material, insbesondere eine Papierbahn. Die Trockenvorrichtung erstreckt sich quer über die Papierbahn und weist als hauptsächliches Bestandteil ein über die Bahnbreite reichendes Tragglied auf, das in zwei Konsolen zu beiden Seiten dieser drehbar gelagert ist. Mit ihm ist eine Halterung für Heiz- oder Trockenmodulen freilagernd gelagert, so daß diese von der sich bewegenden Materialbahn weg auf sie hingeschwenkt werden können. Das langgestreckte Tragglied ist ein Hohlkörper, der als Kabelkanal für die zu den einzelnen Trocknermodulen führenden Zuleitungskabel dient. Die einzelnen Heizmodulen sind so angeordnet, daß die Kühlluft zunächst in eine windkesselartige Luftkammer im Innern der Vorrichtung eintritt, in welcher der Luftdruck vergleichmäßigt wird, um die als Heizvorrichtungen dienenden Quarzlampen in den Modulen zu kühlen.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Trockenvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Bei den bekannten Trockenvorrichtungen, die mit Dampf beheizte zylindrische Trommeln aufweisen, erfolgt keine genügend gleichmäßige Trocknung. Es treten vielmehr Streifen auf.

Dies führt zu einem Produkt von ungleichmäßiger Qualität. Aus diesem Grunde sind bereits Trockenvorrichtungen vorgeschlagen worden, bei denen die Trocknung nicht mehr vermittels beheizter zylindrischer Trommeln durchgeführt wird, sondern die vielmehr die an der Trockenvorrichtung vorbeibewegte Materialbahn mit einer Wärmestrahlung beaufschlagen, um der vorbeibewegten Materialbahn die Feuchtigkeit möglichst gleichmäßig zu entziehen (US-PS 38 64 546 und US-PS 32 93 770).

Aus der gattungsbildenden US-PS 34 99 32 ist bereits ein Trockner mit auswechselbaren Heizeinheiten bekannt, bei dem jede Heizeinheit Heizelemente und eine angeschmolzene Quarzplatte an seinem Boden nahe der zu trocknenden, sich bewegenden Materialbahn aufweist. Bei dieser Vorrichtung befindet sich nur zwischen den einzelnen Heizeinheiten jeweils ein Zwischenraum, durch den Luft hindurchströmen und auf die Bahn auftreffen kann, um den Trocknungseffekt zu verstärken.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Trokkenvorrichtung der im Gattungsbegriff genannten Art mit dem Ziel zu verbessern, neben der durch Wärmestrahlung erfolgenden Beheizung der zu trocknenden Materialbahn und der Feuchtigkeitsabfuhr von dieser durch eine Luftströmung zugleich mittels der Luftströmung eine wirksame Kühlung jedes einzelnen der die ίο Strahlung abgebenden langgestreckten Heizelemente sowie der zwischen den Heizelementen und der Materialbahn angeordneten strahlungsdurchlässigen Wand zu bewirken, um auf diese Weise sowohl eine Überhitzung einzelner Stellen der Vorrichtung zu vermeiden als auch das Feuchtigkeitsprofil der getrockneten Materialbahn möglichst gleichmäßig zu gestalten.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst

Bei einer derartigen Ausbildung der Trockenvorrichtung besteht durch die Anordnung von wenigstens einem Schlitz in der strahlungsdurchlässigen Wand die Möglichkeit, einen optimalen Kühlstrom zu schaffen, der einerseits die Heizelemente kühlt und andererseits derart zwischen die Wand und die Papierbahn geführt wird, daß eine größere Sicherheit einer derartigen Einrichtung erreicht wird, indem ein Abstand zwischen der vorbeigeführten Materialbahn und der Trocknungseinrichtung eingehalten und ein unbeabsichtigter Kontakt zwischen dieser und der Heizeinrichtung und eine evcntuelle Entzündungsgefahr für die Bahn vermieden wird.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Im folgenden ist die Erfindung anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer Trokkenvorrichtung gemäß der Erfindung,

F i g. 2 eine teilweise aufgebrochene Darstellung der Ansicht von oben eines Teils der Vorrichtung nach Fig. 1,

F i g. 3 eine fragmentarische Querschnittsansicht mit Blickrichtung auf die Ebene 3-3 von F i g. 2,

F i g. 4 eine Querschnittsansicht mit Blickrichtung auf die Ebene 4-4 von F i g. 2,

F i g. 5 eine Draufsicht von oben auf eine Heizeinheit mit Blickrichtung auf die Ebene 5-5 von F i g. 4,

Fig.6 eine Teilschnittansicht mit Blickrichtung auf die Ebene 6-6 von F i g. 4,

F i g. 7 eine fragmentarische perspektivische Darstellung einer anderen Ausführungsform der Erfindung und

F i g. 8 eine fragmentarische Querschnittsansicht einer anderen Ausführungsform ähnlich F i g. 4.

F i g. 1 zeigt eine Trockenvorrichtung gemäß der Erfindung, die sich in Querrichtung oder senkrecht über eine Materialbahn wie z. B. eine Papierbahn 11 erstreckt, die sich in Pfeilrichtung 12 bewegt. Bei der in vollen Linien dargestellten Lage der Vorrichtung befinden sich die in ihr enthaltenen Trocknereinheiten in dichter Nachbarschaft, d. h. weniger als 25 mm entfernt von der sich bewegenden Bahn 11. Die strichpunktierten Linien 13 deuten die Lage der Vorrichtung in von der Bahn 11 abgeschwenktem Zustand an. Das Abschwenken erfolgt zu dem Zweck, die Hitzequelle im Fall eines Reißens der Bahn und zur Verhinderung einer Beschädigung der einzelnen Heizelemente rasch von der Bahn 11 zu entfernen.

Die Vorrichtung 10 enthält verschiedene Heizeinheiten 16a bis 16g- mit je vier Heizeinsätze 31 pro Einheit.

Die Zahl der Einheiten 16 kann je nach der Breite der Bahn verschieden gewählt werden. Jede Abdeckung für die Einheiten 16a bis 16^ist mit Verriegelungen 29a, 296 versehen, so daß die Heizeinätze leicht zugänglich sind.

Zu beiden Enden der Trockenvorrichtung befinden sich tragende Teile in Form der Konsole 17a und 176, die an senkrechten Streben 18a und 186 angebracht sind. In den Konsolen 17a und 176 ist je eine hydraulische Antriebsvorrichtung 19 eingebaut Durch diese wird, wenn sie betätigt werden, der in strichpunktierter Darstellung mit 13 bezeichnete Teil der Trockenvorrichtung 10 von der Bahn 11 weg oder zurück in die mit voll gezeichneten Linien bezeichnete Lage geschwenkt, in welcher er sich dicht über der Bahn 1 ί befindet Die Schwenkung erfolgt um die Achse des langgestreckten TraggJiedes 21, das die Form eines Hohlzyiinders mit verhältnismäßig großem Durchmesser hat Der ganze schwenkbare Teil der Vorrichung ist freitragend mit dem langgestreckten Tragglied 21 verbunden. Die beiden Enden des Traggliedes sind in öffnungen der Konsolen 17a, 176 gelagert

Jeder hydraulische Schwenkantrieb 19 umfaßt einen Zylinder 22, der an der Konsole an dem Lagerpunkt 23 befestigt ist Die Kolbenstange 24 ist schwenkbar mit dem Teil 13 der Trockenvorrichtung verbunden. Die Ziffer 26 bezeichnet die Lage der Kolbenstange im ausgestreckten Zustand.

Das Tragglied 21 der Trockenvorrichtung 10 dient zugleich als Kabelkanal für die elektrischen Leitungen innerhalb der Vorrichtung.

Ein Gebläse 27 dient zur Lieferung von Kühlluft über einen Schlauch 28 durch eine Endwand der beiden Konsolen zu den Heizeinheiten 16a bis i6g. Die nebeneinander geordneten Einheiten bilden eine geschlossene Baugruppe, weiche eine durchgehende Hauptluftkammer 30 bildet (F ig. 4).

F i g. 2 zeigt bei weggebrochen dargestellter Abdekkung 20 de»- Einheit 16^ einen einzelnen Heizeinsatz 31 und einen Teil eines weiteren Heizeinsatzes. Diese werden von dem schwenkbaren Teil der Vorrichtung getragen und sind zu Reparaturzwecken herausnehmbar. Der hydraulische Schwenkantrieb 19 ist bei 24 gelenkig mit einer Endwand 41 des mittleren Teils verbunden. In der Konsole 17a ist die gleiche Aliordnung wie in der Konsole 1 Tb vorgesehen.

Die Heizeinsätze 31 werden einzeln über Kabelleitungspaare 32,33 usw. mit elektrischer Energie gespeist und gesteuert, die aus öffnungen 34 in dem langgestreckten hohlen Tragglied 21 zu dem Heizeinsatz 31 verlaufen. Es handelt sich dabei um verhältnismäßig so starke Kabelleitungen, da in der Regel ein einzelner Heizeinsatz 24 kW bei 480 V aufnimmt. Abgesehen von der tragenden Fur/ktion des Traggliedes 21 nimmt dieses die zu den Heizeinsätzen führenden elektrischen Zuleitungen auf, welche die öffnungen 34 durchsetzen, und kühlt diese. Um die Konsolen 17a, YJb möglichst gegenüber der Hitze zu isolieren, ist der schwenkbare Mittelteil der Vorrichtung an seinen beiden Enden mit je einer Tafel 42 aus wärmeisolierendem Material versehen.

Da der Mittelteil der Trocknungsvorrichtung schwenkbar ist, sind Schwenklager in den Konsolen 17a, 176 bei 36a bzw. 366 vorgesehen. Im einzelnen sind diese Lager in F i g. 3 dargestellt. Die Wand 37 der Konsole Mb bildet einen Lagerbock mit Verdickungen 38, auf denen die Ösen 39 der Lagerschale 366 festgeschraubt sind. Das Lager selbst besteht aus gesintertem Messing; es ist also eine typische Gleitlagerhülse. Fig.4 ist ein Querschott des sich über die zu trocknende Gähn erstreckenden Teils der Trockenvorrichtung und zeigt, wie dieser Teil freitragend an dem langgestreckten Tragglied 21 befestigt ist Dieser Teil der Vorrichtung trägt seinerseits nebeneinander die Heizeinsätze 31. An das Tragglied sind Ausleger 43,44 nach Art von Flügeln angeschweißt. Der untere Teil 44 weist eine Tragleiste 46 auf, auf der das eine Ende eines Heizeinsatzes 31 ruht Eine gegenüberliegende Tragleiste 47 wird von Halterungsarmen 48 getragen, die in einem Abstand voneinander angeordnet durch gestrichelte Linien angedeutet und teilweise weggeschnitten dargesteUt und an dem flügelartigen Ausleger 43 befestigt sind. Die Halterungsarme sind beispielsweise in Abständen von jeweils vier Heizeinheiten 16 angeordnet Zwischen den Tragieisten 46 und 47 bleibt ein Zwischenraum offen, durch den die Strahlung der Heizelemente 51, im voliegenden Falle Quarzlampen, hindurchtritt, von der jeder Heizeinsatz 31 meh^re enthält, um die darunter vorbeilaufende Bahn li. fieispielsweise eine Papierbahn, zu bestrahlen. Die Achsen der Quarzlampen 51 des Heizeinsatzes 31 verlaufen parallel mit der Bewegungsrichtung 12 (Fig. 1) der Bahn. Die Lampen werden über die elektrischen Leitungen 32,33 und die Klemmen 52 und 53 gespeist, die an die Quarzlampen 51 angeschlossen sind. Über einen dritten Leiter 35 ist für eine zuverlässige Erdung gesorgt

Die Oberseite jedes Heizeinsatzes wird von einer mit kraterartigen Perforationen 55 versehenen Platte 54 gebildet Die Perforationen 55 gestatten den Zutritt der Luft in eine Luftkammer 56. Diese Luft wird durch das Gebläse über die Hauptluftkammer 30 geliefert Der Boden der Luftkammer 56 ist von einer geschlitzten keramischen Platte 57 gebildet, die noch deutlicher in F i g. 5 zu sehen ist. Es sind ungefähr soviel Schlitze wie heizende Quarzlampen vorhanden. Die geschlitzte Keramikplatte 57 wird in dem Rahmen der Heizeinheit 16 von keramischen Blöcken 59 und 61 getragen. Beide keramischen Blöcke und die Platte 54 selbst können aus Materialien wie Aluminium bestehen.

Es wird auch Luft von den Windkanälen 49 und 50 (siehe auch F i g. 2) aufgenommen. Durch diese wird Luft in Pfeilrichtung zu beiden Enden der Heizelemente 51 geleitet Die Enden der Quarzlampen 51 müssen kühler als ihr Körper gehalten werden, da sie diejenige Stelle sind, an der die Wahrscheinlichkeit des Auftretens eines Fehlers am größten ist Die Luftkanäle sorgen für eine angemessene Luftströmung. j

Als Bodenabschluß jedes Heizeinsatzes 31 dient eine Quarzplatte 60 als strahlungsdurchlässige Wand. Die Platte kann in zwei Teile 60a und 606 unterteilt sein, wie in F i g. 6 zu sehen, wobei in der Mitte der Platte 60 ein Schlitz 65 freibleibt, der parallel zu den Heizelementen 51 verläuft. Außerdem sind, da die Platte 60 nur an ihren Enden durch U-förmig gestaltete Endstücke 62 und 63 gehalten wird, wie in F i g. 4 gezeigt, Schlitze 66 zwischen den Platten benachbarter Heizeinsätze vorgesehen. Die Schlitze Z5 und 66 sorgen für die Möglichkeit des Entweirhens der Kühlluft durch den Raum zwischen der zu trocknenden Bahn 11 und der strahlunpsdurchlässigen Wand 60. Die Kühlluft tritt dann, wie in F i g. 4 durch Pfeile angegeben, am vorderen und hinteren Ende der Heizeinsätze 31 ins Freie.

Wie stellenweise λ F i g. 4 angegeben, kann ein optischer Belag 64 auf der einen oder anderen Seite oder auf beiden Seiten der Quarzplatte 60 vorgesehen sein, um die Menge des durchgehenden sichtbaren Lichts zu verkleinern oder zu eliminieren. Dies kann im Interesse in der Nähe arbeitender Personen liesren. Hip anrfprpnfaii=

durch solches Licht belästigt oder beeinträchtigt werden könnten. Es ist nur ein Schlitz 65 in der Mitte der Platte gezeigt. Es können stattdessen aber auch noch mehr Schlitze mit größerer oder kleinerer Breite vorgesehen sein, um für eine einwandfreie Luftströmung und für den richtigen Staudruck der Luft zu sorgen.

Eine Ausbildung, wie sie hier beschrieben wird, hat verschiedene Vorteile. Es wird für die Abfuhr der Kühlluft von den Heizelementen gesorgt und die abströmende Luft gleichzeitig dazu benutzt, um für eine relativ kühle Luftströmung zwischen der sich bewegenden Bahn und den Heizeinheiten zu sorgen. Mit anderen Worten, es wird relativ kühle Luft zwischen die Bahn, und die Heizeinheiten geblasen, da, wie in F i g. 6 veranschaulicht, der Luftumlauf ständig die feuchte Luft von der Oberfläche der Bahn 11 abführt, die mit Hilfe der Schlitze 65 in der Quarzplatte 60 und der Schlitze 66 beblasen wird. Es wird auch eine Schüizwirkung erreicht, indem die Bahn in einem Abstand von der Hitzequelle gehalten und auf diese Weise die Feuergefahr vermindert wird. Die Quarzplatte 60 verhindert, daß die Bahn 11 gegen die Heizeinheiten 16a—losschlägt, welche je nach Art derselben keine besonders hohe mechanische Festigkeit aufweisen. Darüber hinaus wird ein Staudruck in der Luftkammer 56 erzeugt und damit für eine gleichmäßige Verteilung der Luft zu allen Heizeinsätzen 31 gesorgt.

F i g. 6 zeigt eine Querschnittsdarstellung des Heizeinsatzes mit seiner mit kraterförmigen Löchern versehenen Platte 54. welche Luft in die Kammer 56 eintreten läßt, die darin, nachdem sich der Luftdruck in der Kammer ausgeglichen hat, gleichmäßig durch längliche öffnungen 58 in der keramischen Platte 57 hindurch strömt.

Es sind verschiedene Quarzlampen 51 eingezeichnet, die gegenüber den länglichen Öffnungen 58 etwas versetzt sind, so daß sie keinen direkten Luftstrom von diesen empfangen.. Außerdem verhindert diese Versetzung, daß Strahlungsenergie unmittelbar gradlinig durch die länglichen öffnungen 58 in die Luftkammer 56 gelangt. Die Luft kühlt die Umhüllungen der Quarzlampen 31, weiche nicht viel von der Strahlungsenergie absorbieren, aber doch soviel, daß sie eine Kühlung erfordern.

F i g. 7 und 8 zeigen eine andere Ausführungsform der Heizelemente, die hier mit 5Γ bezeichnet sind. Bei dieser sind Luftleitungen 49 und 50 vorgesehen, um einen Luftstrom gegen die Enden der Heizelemente 51' zu richten. Wegen der hohen in Betracht kommenden Temperaturen wurde gefunden, daß die Kühlung dieser Teile der Heizelemente besonders wichtig ist. Die Heizelemente können, so wie sie vom Hersteller geliefert werden, mit kastenartigen Endkappen versehen sein.

Bei der Ausführungsform nach F i g. 7 sind diese Endkappen entfernt, so daß nur die zusammengedrückten flachen Enden 67 der Heizelemente 51' verbleiben. Diese Enden werden dann durch Klammern 68 festgehalten. Aus jedem Ende stehen die elektrischen Leiter 69 hervor, die durch isolierende Hülsen 71 geschützt werden.

Die Luft strömt von einem Luftkanal in Pfeilrichtung 72. Es wird angenommen, daß ein Venturi-Effekt die Luftströmung infolge der durch den zylindrischen Teil des Heizelements 5Γ verursachten Verengung gegenüber dem zusammengedrückten flachen Teil 67 beschleunigt Auf diese Weise wird der kritische Bereich am Ende des Heizelements 5Γ besonders wirksam gekühlt, weil die keine standardmäßigen Endkappen aufweisenden Enden 67 der Heizelemente 5Γ nunmehr vollständig der Kühlluft ausgesetzt sind. Die Klammern 68 bedecken nur einen kleineren Teil der Oberfläche der Enden 67, so daß diese besser gekühlt werden.

Eine andere Besonderheit, die bei den Ausführungsformen nach F i g. 7 und 8 vorgenommen wurde, besteht, wie am besten in F i g. 8 zu sehen ist, darin, daß die keramische Platte 57 von F i g. 6 in der Weise geändert wurde, daß die länglichen Öffnungen 58 entfallen, also eine kompakte Endplatte 57' vorhanden ist. Dies hat zur Folge, daß praktisch der gesamte Luftstrom aus der Kammer 30 (F i g. 4), die sich über den ganzen umschlossenen Aufbau der Vorrichtung 10 erstreckt, durch die Luftkanäle 49,50 zuerst über die Enden 67 der HeizelementeSr und dann überdiese Elemente selbst fließt.

Die wärmeisolierende Wand 60 aus Quarz enthält die Schlitze 65 und 66 (F i g. 6) und ermöglicht das Entweichen des Kühlluftstromes in den Raum zwischen der zu trocknenden Bahn 11 und der Wand 60.

Da die Platte 57' nun eine kompakte Platte ist, kann die Luftkammer 56, die in den F i g. 4 und 6 gezeigt war, entfallen; wahlweise kann die Platte 54 kompakt, d.h. ohne Löcher 55 ausgeführt sein.

Zusammenfassend ist festzustellen, daß der Aufbau der Trockenvorrichtung baulich besonders unkompliziert ist vor allem wegen der Anwendung des Traggliedes 21 als Bauteil, das den übrigen Teil der Trockenvorrichtung freitragend hält. Ferner kann durch bloßes öffnen eil,cr der Abdeckungen 20 und Lösen der elektrischen Anschlüsse jeder einzelne Heizeinsatz 31 rasch herausgenommen und eingesetzt bzw. ausgetauscht werden. Da die einzelnen Heizelemente, vorzugsweise Quarzlampen auf beiden Seiten durch Klammern, d. h. U-förmig gestaltete Federklemmen an ihren Enden gehalten werden, sind sie leicht herausnehmbar, wenn der Heizeinsatz sich außerhalb des Halterahmens befindet. Schließlich wird durch den Luftumlauf über die Heizeinsätze und die übrigen Teile der Trockenvorrichtung für eine Temperaturvergleichmäßigung gesorgt, es werden überhitzte Stellen vermieden und die Lebensdauer aller Bestandteile wird verlängert.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Trockenvorrichtung für eine sich bewegende Materialbahn (i2), insbesondere Papierbahn mit einem langgestreckten Tragglied (21) das mindestens die Breite der Materialbahn aufweist, und mehreren nebeneinander angeordneten Heizeinheiten (16a— 16g) zum Trocknen der Bahn, wobei jede Heizeinheit mehrere parallel in einem Abstand voneinander angeordnete langgestreckte Heizelemente (51) nahe der Bahn sowie jeweils eine von der Heizeinheit getragene strahlungsdurchlässige Wand (60) zwischen den Heizelementen und der Bahn und eine mit den Heizeinheiten und der Oberseite der Bahn in Verbindung stehende Luftkammer (30) aufweist, an die ein Kühlluftgebläse (27) zur Förderung von Kühlluft angeschlossen ist dadurch gekennzeichnet, daß der Luftströmungsweg durch die einzelnen Heizeinheiten (16a—16^ hindurch und unmittelbar an den einzelnen Heizelementen (51) vorbei verläuft und in der Wand daß die strahlungsdurchlässige Wand (60) mindestens einen parallel zu den Heizelementen (51) verlaufenden Schlitz (65) aufweist.

2. Trockenvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die strahlungsdurchlässige Wand (60) mit einem Belag (64) zum Ausfiltern der sichtbaren Strahlung versehen ist.

3. Trockenvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, da? die strahlungsdurchlässige Wand (60) nur pn ihren in Bahnrichtung liegenden Enden festgehalten is? jo daß zwischen je zwei benachbarten Heizeinheiten (16a— 16gjein zusätzlicher Schütz (66) verbleibt.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizelemente (51') Glasröhrchen aufweisen, die an ihren Enden (67), aus denen elektrische Leiter (69) heraustreten, zusammengedrückt sind, und daß Halteklammern (68) an den flachen Enden (67) befestigt sind.