DE3633434A1 - Dichtung am auslauf eines schwebetrockners fuer bedruckte, impraegnierte oder beschichtete materialbahnen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Dichtung am Auslauf eines Schwebetrockners für mit einem Behandlungsmittel bedruckte, imprägnierte oder beschichtete Materialbahnen, die beim Trocknen Dampf aus dem Behandlungsmittel abgeben, bestehend aus einem die Materialbahn umschließenden Tunnel, mindestens einer am Tunnelausgang angeordneten Kühlwalze und einer am Tunnelausgang angeordneten, auf die der Kühlwalze abgewandte Materialbahnseite einwirkenden, blasluftgespeisten Abrakeldüse.

Beim Trocknen von mit einem Behandlungsmittel bedruckten, imprägnierten oder beschichteten Materialbahnen mittels die Materialbahn beaufschlagender heißer Luft wird die Trockneratmosphäre mit aus dem Behandlungsmittel freigesetzten Dämpfen und Schadstoffen beladen. Um dem Austritt einer solchen Atmosphäre aus dem Trockner, insbesondere durch dessen schlitzförmigen Auslauf, in die Umgebung entgegenzuwirken, ist es üblich, die Schwebetrockner mit Unterdruck zu betreiben. Da erfahrungsgemäß diese Maßnahme allein nicht ausreicht, ist es bekannt, am schlitzförmigen Auslauf auf beiden Seiten der Materialbahn mit Frischluft gespeiste Blasdüsen anzuordnen, deren Blasluft die Materialbahn auf beiden Seiten abrakelt. Auf diese Art und Weise kann zwar ein Austritt von Trockneratmosphäre in die Umgebung verhindert werden, nicht jedoch der Austritt von Dampf aus der den Trockner verlassenden heißen Materialbahn im Bereich zwischen dem Trockner und einer mit Abstand vom Trockner angeordneten Kühlwalze für die Materialbahn. Es ist deshalb auch üblich, zwischen dem Trocknerauslauf und der Kühlwalze über der Materialbahn eine Dampfsammel- und Abzughaube vorzusehen. Um mit einer solchen Haube wirksam den Dampf aufzufangen, muß ein großes Luftvolumen über die Haube angesaugt werden können, denn es läßt sich nicht vermeiden, daß beim Absaugen von Dampf Umgebungsluft mit angesaugt wird. Da diese Luft durch den Dampf und die Schadstoffe verunreinigt ist, ist es notwendig, sie wie die Trocknerabluft zu reinigen. Wegen des großen Luftvolumens erfordert diese Behandlung der aus der Materialbahn austretenden Schadstoffe und des austretenden Dampfes einen erheblichen Aufwand.

Ferner ist es bekannt, am Trocknerauslauf einen Tunnel anzuordnen, durch den nach Art eines Schnorchels infolge des im Trockner herrschenden Unterdrucks eine Luftströmung erzeugt wird, die der Materialbahnlaufrichtung entgegengerichtet ist. Damit diese Luftströmung die die Schadstoffe und den Dampf enthaltende Grenzschicht auf beiden Materialbahnseiten abzulösen und den Dampf und die Schadstoffe in das Trocknerinnere mitzunehmen imstande ist, muß die Strömungsgeschwindigkeit der Luft größer als die der Materialbahn sein. Bei hohen Materialbahn­ geschwindigkeiten, wie sie im Rollenoffset üblich sind, lassen sich solche Strömungsgeschwindigkeiten nur mit einem erheblich über dem normalen Unterdruck liegenden Unterdruck im Trockner erzeugen. Wegen dieser hohen Unterdrücke läßt sich eine wirksame Trocknung nur mit einem entsprechend großen Abluftvolumen erzielen. Große Abluftvolumina machen aber einen Trockner wegen des Energieverlustes der erwärmten Abluft und der Einrichtungen für deren Reinigung unwirtschaftlich. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß proportional dem Abluftvolumen der Anteil an Stickoxyden ist. Um die Stickoxydbildung aber so gering wie möglich zu halten, wird ein geringes Abluftvolumen angestrebt, wobei die Konzentration von Kohlenwasserstoffen bis an die Grenze der Explosionssicherheit heranreicht.

In der Praxis hat sich gegenüber diesen bekannten Lösungen eine andere unter dem Begriff "Öldunstbläser" bekannte Abdichtung der eingangs genannten Art bewährt DE-PS 27 16 613). Bei dieser Abdichtung sind am Ende des Tunnels vor der Auflaufstelle der Materialbahn auf die erste Kühlwalze auf beiden Seiten der Materialbahn blasluftgespeiste Abrakeldüsen mit sehr engem Abstand von der Materialbahn angeordnet, die schräg gegen die Materialbahn und mit einer Komponente gegen die Laufrichtung der Materialbahn Luft blasen. Diese Blasluft mit dem abgerakelten Dampf und den abgerakeltenen Schadstoffen gelangt über einen Schlitz in den mit dem Trockner verbundenen und deshalb unter Unterdruck stehenden Tunnel und von hier in das Trocknerinnere. Der Nachteil bei dieser Abdichtung besteht darin, daß bei unruhig geführter und welliger Materialbahn nicht mit Sicherheit verhindert werden kann, daß die Materialbahn die Abrakeldüsen berührt. Da an dieser Stelle die Materialbahn noch heiß und klebrig ist, verschmieren die Düsen, die ihrerseits die Oberfläche der Bahn beschädigen oder beschmutzen. Aus diesem Grunde ist es üblich, die Abrakeldüsen mit größerem Abstand zur Materialbahn anzuordnen, wobei die Abrakelwirkung unvollständig wird.

Bei beiden, Tunnel aufweisenden Abdichtungen besteht der weitere Nachteil, daß Öldampf an den Innenseiten der Wandungen des Tunnels kondensiert und schließlich von der oberen Wandung auf die Materialbahn tropft. Dadurch entstehen Fehler auf der Materialbahn, die auf die Kühlwalzen übertragen werden und bei jeder Umdrehung der Kühlwalze auf der Materialbahn eine Fehlstelle verursachen. Diesen Nachteil kann man allerdings durch Beheizung insbesondere der oberen Wandung beseitigen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Dichtung am Auslauf eines Schwebetrockners der eingangs genannten Art zu schaffen, die mit vergleichsweise so geringem Luftvolumen den Auslauf des Schwebetrockners wirksam abdichtet, daß das Abluftvolumen nicht über das ohnehin nötige Maß erhöht werden muß.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Tunnel sich mindestens bis über die Auflaufstelle der Materialbahn auf die Kühlwalze erstreckt und die Abrakeldüse am Ende des Tunnels derart angeordnet ist, daß in dem Spalt, der von dem Ende der Tunnelwand und dem über die Kühlwalze geführten Teil der Materialbahn gebildet wird, durch den Blasstrahl der Abrakeldüse eine in diesem Spalt abdichtende und die freie Materialbahnseite abrakelnde Strömung entsteht.

Bei der erfindungsgemäßen Dichtung erfolgt die nur einseitige Abrakelung der Warenbahn an einer Stelle, an der sie eine definierte Lage auf der Kühlwalze hat. Deshalb ist es möglich, daß die Abrakeldüse bis auf einen sehr kleinen Spalt an die außenliegende Materialbahnseite heranreicht. Die Abrakelung der Materialbahn auf der Kühlwalze nach einer Teilumschlingung der Materialbahn ist vorteilhaft, denn die Ausdampfung ist erst beendet, wenn die Kühlwirkung von der an der Kühlwalze anliegenden Seite der Materialbahn durch die Materialbahn hindurch bis auf die freie Seite gelangt ist. Beispielsweise wird bei einer Materialbahn aus Papier von 6/100stel Millimeter Dicke dafür 1/100stel Sekunde benötigt. Bei einer Materialbahn­ geschwindigkeit von 10 m pro Sekunde bedeutet das ein Kontaktweg von 100 mm. Unter Berücksichtigung der Kühlwirkung läßt sich also die Stelle der Abrakelung an der bereits auf der Kühlwalze aufliegenden Warenbahn so bestimmen, daß der Bereich, innerhalb dem Schadstoffe und Dampf aus der Materialbahn austreten können, von der Abrakeldüse erfaßt wird. Die richtige Plazierung läßt sich durch Temperaturmessung, z.B. mittels berührungslos arbeitender Infrarot-Thermometer überprüfen. Auf der Innenseite der Materialbahn brauchen dagegen keine besonderen Vorkehrungen für die Abrakelung der Schadstoffe und Dampf enthaltenden Grenzschicht vorgesehen zu sein, weil die Grenzschicht im Zwickel abgequetscht und in das Tunnelinnere verdrängt wird.

Durch weitere Ausgestaltungen kann die erfindungsgemäße Dichtung weiter verbessert werden.

Nach einer ersten Ausgestaltung sollte die Blasrichtung des Blasstrahls schräg gegen die Materialbahn und mit einer Strömungskomponenten gegen die Materialbahnlaufrichtung gerichtet sein. Dadurch wird die Abrakelwirkung für Dampf und Schadstoffe vollständig und der Dampf und die Schadstoffe in das Innere des Tunnels geblasen.

Im Rahmen der Erfindung kommt einer Ausgestaltung besondere Bedeutung zu, die darin besteht, daß die Abrakeldüse als Doppeldüse ausgebildet ist, deren tunnelzugewandte Düse mit erwärmter Luft, insbesondere der Umluft des Trockners, und deren tunnelabgewandte Düse mit frischer Luft gespeist sind. Bei dieser Ausgestaltung sollten die beiden Düsen durch ein bis nah an den Kühlwalzenmantel reichendes Leitblech getrennt sein, gegen das der Blasstrahl der tunnelabgewandten Düse gerichtet ist.

Diese Ausgestaltung trägt dem nicht zu vermeidenden Effekt Rechnung, daß auch bei einer Luftströmung, deren Strahl in Materialbahnlaufrichtung gegen die Materialbahn unter z.B. 45° gerichtet ist, ein Teil, z.B. 15%, der Spaltströmung nicht in das Innere des Tunnels, sondern nach außen gelangt. Durch die Ausbildung der Abrakeldüse als Doppeldüse und die Speisung der tunnelabgewandten Blasdüse mit frischer Luft wird erreicht, daß die nach außen gelangende Luft der Abrakeldüse aus frischer Luft besteht und deshalb umweltunschädlich ist, während die aus der tunnelzugewandten Düse austretende Luft zusammen mit dem abgerakelten Dampf in das Innere des Tunnels gelangt. Soweit sich die beiden in der Temperatur unterschiedlichen Blasluftstrahlen vermischen, läßt sich durch eine weitere Ausgestaltung, nach der das Volumen der warmen Luft größer als das der frischen Luft ist und die Austrittsgeschwindigkeit der warmen Luft kleiner als die der frischen Luft ist, erreichen, daß auf der tunnelzugewandten Seite die Blasluft jedenfalls über dem Taupunkt des Dampfes liegt, der üblicherweise knapp unterhalb von 100°C bei einer Umlufttemperatur von 160°C und einer Materialbahntemperatur von 130°C bei einer hohen Umluftbeladung von 10 g Dampf je kg Umluft liegt. Eine Aufwärmung der Kühlwalze findet bei diesen Temperaturverhältnissen durch den Rakelblasstrahl nicht statt, da er kühler ist als die Materialbahntemperatur, die im Bereich des Auflaufpunktes noch voll vorhanden ist.

Der Gefahr, daß innenseitig an der oberen Wandung des Tunnels Dampf kondensiert und auf die Materialbahn tropft kann nach einer Ausgestaltung der Erfindung durch eine Beheizung in der Weise entgegengewirkt werden, daß für die Zufuhr von Umluft zu der tunnelzugewandten Blasdüse ein an der Innenseite der Tunnelwandung angeordneter und sich über die Breite des Tunnels erstreckender Kanal vorgesehen ist, über den warme Umluft aus dem Trockner zugeführt wird. Die Mittel für die Zufuhr können die gleichen wie die für die im Trockner vorgesehenen Schwebedüsen sein.

Obgleich für die innere Materialbahnseite keine Abrakeldüse vorgesehen zu sein braucht, weil die Grenzschicht auf dieser Materialbahnseite im Zwickel an der Auflaufstelle auf die Kühlwalze abgequetscht wird, ist es zweckmäßig, daß die der bis über die Auflaufstelle der Materialbahn reichenden Tunnelwandung gegenüberliegende Wandung an seinem dem Mantel der Kühlwalze zugekehrten Rand eine Dichtlippe trägt.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die tunnelzugewandte Blasdüse etwas kürzer bis gleich lang wie die Materialbahn breit ist, während sich die tunnelabgewandte Blasdüse über die gesamte Länge der Kühlwalze erstreckt. Die Breite des Tunnels sollte gleich der Mantellänge der Kühlwalze sein, wobei die Tunnelseiten im Bereich der Stirnseiten der Kühlwalze Dichtungen aufweisen sollten.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert, die in schematischer Darstellung ein Ausfühungsbeispiel zeigt. Im einzelnen zeigen:

Fig. 1 den Auslauf eines Schwebetrockners mit auslaufseitigen Kühlwalzen im vertikalen Längsschnitt,

Fig. 2 einen Ausschnitt A aus Fig. 1 in vergrößerter Darstellung,

Fig. 3 einen Ausschnitt B aus Fig. 1 in vergrößerter Darstellung und

Fig. 4 den Auslauf des Schwebetrockners gemäß Fig. 1 im Vertikalschnitt in der Materialbahnebene von oben gesehen.

Zum Trocknen einer bedruckten, imprägnierten oder beschichteten Materialbahn 1, z.B. aus Papier, Textil, Kunststoff-Folie oder Metall, ist ein Trockner vorgesehen, der aus einem Trocknergehäuse 2 mit darin angeordneten, oberen und unteren, in Laufrichtung der Materialbahn 1 gegeneinander versetzten und mit erwärmter Luft beaufschlagter Schwebedüsen 3, 4 besteht. Die Schwebedüsen 3, 4 werden über Kanäle 5, 6 mit der erwärmten Luft versorgt. Die Materialbahn 1 verläßt das Trocknergehäuse über einen schlitzförmigen Auslaß 7 in der stirnseitigen Trocknerwand 8. An diesen Auslaß 7 schließt sich ein Tunnel 9 an, der sich mit seiner oberen Wandung 10 bis über die Auflaufstelle 11 der Materialbahn 1 auf eine erste Kühlwalze 12 von zwei Kühlwalzen 12, 13 erstreckt, über die die Materialbahn 1 Z-förmig geführt ist. Am endseitigen Rand der oberen Wandung 10 des Tunnels 9 ist eine blasluftgespeiste Abrakeldüse 14 angordnet, während am endseitigen Rand der unteren Wandung 15 eine gegenüber dem Mantel der ersten Kühlwalze 12 wirksame, elastische Dichtlippe 16 angeordnet ist. An der Innenseite der oberen Wandung 10 des Tunnels 9 ist ein Zufuhrkanal 17 angeordnet, der mit dem Kanal 5 verbunden ist und über den deshalb erwärmte Luft der Abrakeldüse 14 zuführbar ist. Der Tunnel 9 ist über ein Scharnier 18 hochklappbar an der Stirnwand 8 des Trocknergehäuses 2 befestigt. Der Kanal 17 ist mittels Dichtungen 19 an der Stoßstelle abgedichtet. Wie die Fig. 3 und 4 zeigen, sind im Bereich der Stirnseiten der ersten Kühlwalze an den Seitenwandungen 20, 21 des Tunnels 17 angeschlossene, sich über die Stirnseiten der Kühlwalze 12 erstreckende plattenförmige Dichtungen 22, 23 vorgesehen.

Die in Fig. 2 im Detail dargestellte Abrakeldüse 14 ist als Doppeldüse ausgebildet. Die tunnelzugewandte Blasdüse 24 ist als Schlitzdüse ausgebildet und wird von dem Kanal 17 mit erwärmter Umluft gespeist. Wie aus Fig. 4 hervorgeht, erstreckt sich diese Schlitzdüse 24 fast über die gesamte Breite der Materialbahn 1. Die Blasrichtung dieser Blasdüse 24 ist schräg gegen die Materialbahn 1 mit einer zum Tunnelinneren hinweisenden Strömungskomponenten ausgerichtet. Der Blasstrahl trifft hinter der Auflaufstelle 11 auf die Materialbahn 1 auf. Die tunnelabgewandte Düsenlippe 25 dieser Blasdüse 24 ist verlängert und reicht bis an die Außenseite der Materialbahn 1 heran. Diese verlängerte Düsenlippe 25 dient gleichzeitig als Prall- und Leitblech für die Blasluft der zweiten Blasdüse 26. Diese zweite Blasdüse 26 erstreckt sich, wie Fig. 4 zeigt, über die gesamte Mantellänge der Kühlwalze 12. Die Blasdüse 26 wird über den Zufuhrkanal mit frischer Luft gespeist. Diese zweite Blasdüse 26 besteht aus einer Reihe von Bohrungen, die in einem als Zufuhrkanal 27 dienenden Kastenprofil ausgebildet sind. Die Blasdüse 26 wird über den Zufuhrkanal mit kalter Frischluft gespeist. Durch die Bohrungen der Blasluftdüse 26 wird in Einzelstrahlen gegen das Prallblech 25 geblasen und hier in Richtung auf die Materialbahn 1 abgelenkt. Das Volumen dieser frischen Luft ist im Vergleich zu dem Volumen der warmen Blasluft klein, dafür ist der Druck dieser Blasluft aber höher als der der warmen Blasluft der Blasdüse 24. Durch die Ablenkung der einzelnen Blasluftstrahlen am Prallblech 25 bildet sich eine lückenlos flache Strömung aus, die sich am Ende des Prallbleches 25 mit der warmen Blasluft der Düse 24 nur noch wenig vermischt und gemeinsam nach dem Aufprall auf die Außenseite der auf der Kühlwalze 12 abgestützten Materialbahn 1 die dampfhaltige Grenzschicht abrakelt und in Richtung des Tunnels 9 drückt. Der geringe Anteil der Luftmenge, die über den Tunnel 9 nicht in den Trockner gedrückt wird, besteht dann nur aus der frischen Luft der Blasdüsen 26, d.h. ist umweltunschädlich, während der Dampf und die Schadstoffe enthaltende Anteil der Luftmenge in den Trockner gelangt.

Durch diese Art der Abrakelung wird erreicht, daß das Abluftvolumen von der in den Trockner gelangenden frischen Luft wegen der geringen Menge, die in den Trockner gelangt, praktisch nicht beeinflußt wird und eine Kondensation von Schadstoffen sicher verhindert wird. Darüber hinaus wird sicher verhindert, daß Dampf und Schadstoffe enthaltende Luft aus der unvermeidlichen Nachverdampfung der heißen Warenbahn in die Umgebung, d.h. in den Arbeitsraum gelangen kann.

Wie Fig. 3 zeigt, wird die Dampf und Schadstoffe enthaltende Grenzschicht 28 auf der der Kühlwalze 6 zugewandten Materialbahnseite im Zwickel zwischen der Materialbahn 1 und dem Mantel der Kühlwalze 12 abgequetscht. Die Grenzschicht 29 an der Unterseite der Materialbahn 1 und die Grenzschicht 28 auf dem Mantel der Kühlwalze 12 lassen eine Mittelströmung 30 entstehen, die durch die Dichtlippe 16 in das Tunnelinnere abgelenkt wird.

Die erfindungsgemäße Dichtung läßt sich sowohl bei Horizontaltrocknern als auch bei Vertikaltrocknern einsetzen. Bei Vertikaltrocknern mit zwei Trockenstrecken kann die Dichtung auch am Auslauf der zur oberen Umlenkung führenden ersten Trockenstrecke und am Einlaufschlitz der zweiten Trockenstrecke vorgesehen sein.

Claims (9)

1. Dichtung am Auslauf eines Schwebetrockners für mit einem Behandlungsmittel bedruckte, imprägnierte oder beschichtete Materialbahnen, die beim Trocknen aus dem Behandlungsmittel Dampf abgeben, bestehend aus einem die Materialbahn umschließenden Tunnel, mindestens einer am Tunnelausgang angeordneten Kühlwalze und einer am Tunnelausgang angeordneten, auf die der Kühlwalze zugewandten Materialbahnseite einwirkenden, blasluftgespeisten Abrakeldüse, dadurch gekennzeichnet, daß der Tunnel (9) sich mindestens bis über die Auflaufstelle (11) der Materialbahn (1) auf die Kühlwalze (12) erstreckt und die Abrakeldüse (14) am Ende des Tunnels (9) derart angeordnet ist, daß in dem Spalt, der von dem Ende der Tunnelwand (10) und dem über die Kühlwalze (12) geführten Teil der Materialbahn (19) gebildet wird, durch den Blasstrahl der Abrakeldüse (14) eine diesen Spalt abdichtende und die freie Materialbahnseite abrakelnde Strömung entsteht.

2. Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Blasrichtung des Blasstrahls schräg gegen die Materialbahn (1) und mit einer Strömungskomponenten gegen die Laufrichtung der Materialbahn (1) gerichtet ist.

3. Dichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abrakeldüse (14) als Doppeldüse ausgebildet ist, deren tunnelzugewandte Blasdüse (24) mit warmer Luft, insbesondere der Umluft des Trockners, und deren tunnelabgewandte Blasdüse (26) mit frischer Luft gespeist sind.

4. Dichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Blasdüsen (24, 26) durch ein bis nahe an den Mantel der Kühlwalze (12) reichendes Leitblech (25) getrennt sind, gegen das der Blasstrahl der tunnelabgewandten Blasdüse (26) gerichtet ist.

5. Dichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Volumen der warmen Luft größer als das der frischen Luft und die Austrittsgeschwindigkeit der warmen Luft kleiner als die der frischen Luft sind.

6. Dichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß für die Zufuhr von warmer Luft, insbesondere der Umluft des Trockners, zu der tunnelzugewandten Blasdüse (24) ein an der bis über die Auflaufstelle (11) der Materialbahn reichenden Tunnelwandung (10) angeordneter und sich über die Breite des Tunnels (9) bzw. der Materialbahn (1) erstreckender Kanal (17) vorgesehen ist.

7. Dichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die der bis über die Auflaufsteile (11) der Materialbahn (1) reichende Tunnelwandung (10) des Tunnels (17) gegenüberliegende Wandung (15) an ihrer dem Mantel der Kühlwalze (12) zugekehrten Rand eine Dichtlippe (16) trägt.

8. Dichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die tunnelzugewandte Blasdüse (24) etwas kürzer bis gleich lang wie die Materialbahn (1) breit ist und die tunnelabgewandte Blasdüse (26) sich über die gesamte Mantellänge der Kühlwalze (12) erstreckt.

9. Dichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite des Tunnels (9) gleich der Mantellänge der Kühlwalze (12) ist und der Tunnel (9) im Bereich der Stirnseiten der Kühlwalze (12) Dichtungen (22, 23) aufweist.