DE3815212A1 - Papierbahnbehandlungsvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Trocknen und Halten einer ablaufenden Papierbahn mit einem Trocknergehäuse, durch das die Bahn (die an einer oder beiden Seiten beschichtet oder bedruckt ist) schnell hindurchläuft, während sie schwebend gehalten und auf Luftkissen kontaktlos geführt wird, bis die Tinte oder der Überzug getrocknet ist. Die Erfindung betrifft Lufttraversen zum schwebenden Führen und Halten einer ablaufenden Papierbahn einer unbestimmten Länge.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Papierbahnbehandlungsvorrichtung mit Lufttraversen zum schwebenden Halten einer Bahn und Trocknen eines Materials wie Tinte oder eines Überzugsstoffes auf der Bahn, wobei die Bahn keine Stützflächen berühren darf, wenn sie schnell durch den langgestreckten Trockner bewegt wird.

Die vorliegende Erfindung sieht eine Verbesserung an Papierbahnbehandlungslufttraversen vor, die in den folgenden US-Patenten offenbart sind: US-PS 31 81 250 (Vits, erteilt am 4. Mai 1963); US-PS 34 48 907 (Otepka, erteilt am 1. Juni 1969); US-PS 35 49 070 (Frost, erteilt am 22. Dezember 1970); US-PS 37 39 491 (Creapo, erteilt am 19. Juni 1973); US-PS 34 52 447 (Gardner, erteilt am 1. Juli 1969) und US-PS 38 73 013 (Stibbe, erteilt am 25. März 1975).

Die in diesen Patenten offenbarten Lufttraversen haben eine verhältnismäßig geringe Größe und sind in Längs­ richtung der zu behandelnden Bahn relativ dicht beieinander angeordnet. Obwohl die bekannten Vorrichtungen weitgehend zufriedenstellend arbeiten, erfordern sie eine beträchtliche Menge Energie, und zwar sowohl elektrische als auch Gas, um wirkungsvoll die ablaufende Bahn trocknen zu können.

Die vorliegende Erfindung sieht eine Vorrichtung zum Trocknen einer ablaufenden Papierbahn und zum schwebenden Halten derselben ohne Kontakt während des Trocknungsvorgangs vor, wobei die Vorrichtung Lufttraversen aufweist, die sowohl an der Oberseite als auch an der Unterseite der Bahn voneinander beabstandet sind. Die erfindungsgemäßen Lufttraversen sind erheblich größer als herkömmliche Lufttraversen, beispielsweise etwa 5,25 inches bei einem quadratischen Querschnitt, wobei der Abstand zwischen den Düsenschlitzen 3,5 inches beträgt. Anders ausgedrückt haben die Schlitze der Düsen einer Lufttraverse einen Abstand von 3,5 inches voneinander. Außerdem sind diese großen Lufttraversen an jeder Seite der Bahn voneinander um 12 bis 15 inches beabstandet, wobei dieser Abstand erheblich größer als üblich ist.

Durch Optimierung der Abmessungen der Lufttraversen und Verwendung eines Abstandes von 12 bis 15 inch zwischen den Lufttraversen kann erheblich mehr Trocknungskapazität oder Ablaufgeschwindigkeitskapazität erzielt werden in der Größenordnung von 14%, wobei die Energiezufuhr zu dem Trockner in Form von Elektrizität oder Gas nicht erhöht werden muß. Alternativ hierzu kann dieselbe Trocknungskapazität unter Verwendung von 14% weniger Energie bei einer Zunahme der Trocknerlänge von nur 10% erzielt werden. Spezieller gesagt, sieht die Erfindung eine Trock­ nungsvorrichtung der oben beschriebenen Art vor, bei der die Lufttraversen vorzugsweise 3/16 bis 1/4 inch von der theoretischen Bahnlinie beabstandet sind, wobei infolge der versetzten Anordnung zwischen den oberen und den unteren Lufttraversen und den auf der Bahn von den Lufttraversen hervorgerufenen Luftdruckkissen eine Sinuswelle in der Bahn erzeugt wird, wodurch der Abstand zwischen jeder Lufttraverse und der ablaufenden Bahn in der Größenordnung von 3/8 inch liegt.

Bei einem Abstand von 12 bis 15 inch zwischen den Lufttraversen an jeder Seite der Bahn, und wenn es in einigen Fällen wünschenswert ist, einen längeren Trockner zu verwenden, kann gemäß der Erfindung eine geringere Anzahl von Lufttraversen verwendet werden mit einer geringeren Wärmezufuhr, wobei eine größere Bahngeschwindigkeitsleistungs­ fähigkeit hervorgerufen wird. Außerdem ist eine um 10 bis 15% geringere Gebläsegeschwindigkeit möglich mit der Folge einer geringeren Abnutzung und Wartung der Luftzufuhrgebläselager und einer geringeren Pferdestärkenzahl pro Einheit Trocknungskapazität, d. h. Wärmeübertragung.

Weitere Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung sowie anhand der Zeichnung. Dabei zeigen:

Fig. 1 einen vertikalen Längsschnitt durch eine Bahntrocknungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung in einer weitgehend schematischen Darstellung;

Fig. 2 eine vergrößerte Ansicht eines Teils der Vorrichtung gemäß Fig. 1, wobei bestimmte Teile zum besseren Verständnis weggelassen und zwei Lufttraversen dargestellt sind, die an der unteren Leitungseinrichtung befestigt sind;

Fig. 3 einen vertikalen Querschnitt durch eine der Lufttraversen gemäß den Fig. 1 und 2 in einer vergrößerten Darstellung;

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht eines Teils der Lufttraverse gemäß den übrigen Figuren in einer auseinandergezogenen Darstellung;

Fig. 5 eine Stirnansicht einer Einstelleinrichtung für eine Lufttraverse;

Fig. 6 eine Stirnansicht einer weiteren Einstell­ einrichtung für eine Lufttraverse und

Fig. 7 einen Querschnitt entlang der Linie 7-7 in Fig. 5.

In Fig. 1 ist eine Bahntrocknungsvorrichtung zum schwebenden Halten einer ablaufenden Bahn dargestellt, die ein langgestrecktes Trocknergehäuse 2 aufweist, das von einem isolierten Deckel 3, einem isolierten Boden 4, einer isolierten Seite 5 und einer gegenüberliegenden isolierten Seite 6 umschlossen ist. Ein isoliertes Einlaßende 7 enthält einen horizontalen Schlitz 8, durch den die Bahn W eintritt. Das gegenüberliegende Austrittsende ist durch eine isolierte Endwand 10 gebildet mit einem entsprechenden Schlitz 11, durch den die Bahn austritt. Bei der Darstellung der Fig. 1 sind zwei gleichartige Gehäusemodule M 1 und M 2 mit ihren Enden zusammengefügt. In anderen Anwendungsfällen kann ein einziges Modul verwendet werden. Die Länge eines Moduls kann variieren, beispielsweise zwischen 11 und 20 feet (335,3 bis 609,6 cm), jedoch ist eine Länge von 12 bis 14 feet (365,8 bis 426,7 cm) bevorzugt.

Die Anordnung enthält eine obere Lufttraversenanordnung 12 und eine untere Lufttraversenanordnung 14, zwischen denen die Bahn W hindurchläuft. Die Anordnungen 12 und 14 enthalten jeweils eine Folge von Lufttraversen oder Luftstäben 15, die voneinander beabstandet entlang der Oberseite und der Unterseite der Bahn angeordnet und quer zu dieser positioniert sind. Die oberen Lufttraversen sind versetzt gegenüber den unteren Lufttraversen entlang der Bahn angeordnet, so daß die Bahn eine herkömmliche Sinuswellenform beim Betrieb der Vorrichtung annimmt, wie dies dargestellt ist.

Eine Luftzufuhrleitungseinrichtung 20 ist für jeden Modul der oberen Lufttraversen 15 vorgesehen, während eine gleichartige Zufuhrleitungseinrichtung 22 für die untere Reihe der Lufttraversen 15 vorgesehen ist. Diese Leitungseinrichtung enthält in Längsrichtung sich erstreckende Kanäle 23, die sich von dem zentralen Zufuhrkanal 24 erstrecken. Die Kanäle 23 haben jeweils eine Folge von Luftzufuhrvorsprüngen 26 (Fig. 2 und 3), die sich in Querrichtung erstrecken und in Längsrichtung voneinander beabstandet sind. Eine Lufttraverse 15 befindet sich in Luftaufnahmeverbindung mit jeweils einem der Vorsprünge 26, so daß die Luftzufuhrkanäle Druckluft in jede Lufttraverse einführen können, die schließlich gegen die Bahn ausströmt, um diese schwebend zu halten.

Die Luftzufuhrleitungseinrichtung enthält einen Kopfrahmen 30, der innerhalb des Gehäuses befestigt ist und zum Halten des Luftzuführsystems dient.

Die in Einzelheiten in Fig. 3 dargestellte Lufttraverse enthält Seitenwände 32, 34, die an ihren oberen Enden in nach innen gebogene Flansche 35, 36 enden. Die Lufttraversen haben außerdem Endwände 39 und 40, die an den Enden der Traversen angeschweißt sind.

Die Lufttraversen haben außerdem eine untere Wand 37 zwischen den Seitenwänden, in der eine rechteckige Öffnung 38 ausgebildet ist, um den Luftzufuhrvorsprung 26 der Leitungseinrichtung aufzunehmen. Eine O-Ringdichtung 42 ist in einem querschnittlich U-förmigen Dichtungsaufnahmeteil 44 einer rechtwinkligen Form aufgenommen (Fig. 4). Die offene Seite der C-Form des Aufnahmeteils ist nach innen gerichtet und um die Öffnung 38 in der inneren Wand 37 der Lufttraverse angeordnet. Die Dichtung 42 ist in der C-Form des Aufnahmeteils angeordnet und umfaßt den Vorsprung 26 der Leitungseinrichtung abdichtend, wenn die Lufttraverse mit der Leitungseinrichtung zusammengebaut ist. Mit dieser ineinandergeschobenen Verbindung zwischen der Lufttraverse und der Leitungseinrichtung können die Lufttraversen in Richtung auf die Bahn und von dieser weg eingestellt werden, so daß jede Lufttraverse präzise zu der Bahn angeordnet werden kann.

Die Verbindung läßt ferner zu, daß der Kanal sich ausdehnt oder zusammenzieht infolge der auftretenden Temperaturunterschiede, ohne die Einstellung der Lufttraversen gegenüber der Bahn zu stören. Die Verbindung gewährleistet ferner eine leichte und genaue Befestigung der Traversen an dem Kanal. Wie weiter unten noch näher erläutert wird, erlaubt diese Verbindung auch eine Einstellung der Winkellage der Traversen und insbesondere der ausströmenden Luft zu der Bahn.

Die Lufttraverse enthält außerdem eine obere Wand 46 (als Lufttraversenfläche bezeichnet), die der Bahn benachbart angeordnet ist. Diese Wand 46 kann eine mittige Reihe von Luftauslaßlöchern 46 A zur Zufuhr von zusätzlicher Luft zu der Bahn aufweisen, falls dies erforderlich ist. Ohne die Mittellochbeaufschlagung ist der Bereich einer Lufttraverse zwischen den Schlitzen 52 und 53 verhältnismäßig ruhig, und der Wärmeübergang ist in diesem Bereich sehr klein. Durch zusätzliche Luftbeaufschlagung bzw. Luftaufprall in diesem Bereich wird der Wärmeübergang direkt erhöht, ohne daß die Wärmeübertragungsleistung der bereits dort befindlichen Luftverwirbelung beeinträchtigt oder verschlechtert wird. Wenn beispielsweise ein zusätzlicher Luftaufprall den Bereichen an der Außenseite der Schlitzstrahlen hinzugefügt würde, wäre der zusätzliche Wärmeübergang bzw. die zusätzliche Wärmeübertragung sehr gering da dort der Wärmeübergang bereits recht gut ist in Verbindung mit dem Strom der aufprallenden Luft aus den Schlitzen. Bei den erfindungsgemäßen Lufttraversen beträgt die zusätzliche Wärmeübertragung, die von den mittigen Löchern herrührt, etwa 10%, während die zusätzlich zugeführte Luft, die diesen runden Strahlen zugeführt werden muß, etwas weniger als 10% beträgt. Bei einigen empfindlichen Produkten kann der runde Strahlaufprall zu Schlieren in dem getrockneten Produkt führen. In solchen Fällen sind die mittigen Löcher weggelassen.

Die Wand oder Traversenfläche 46 ist Teil des Luftverteilungsbauteils 47, das außerdem geneigte Wände 48 und 49 sowie nach innen umgebogene Flansche oder Lippen 50 und 51 enthält. Der Winkel an der Verbindung 45 der Wände 46 mit den geneigten Wänden 48 und 49 ist ein so scharfer Knick in dem Metallblech wie möglich, um einen Coanda-Effekt der ausströmenden Luft zu verhindern. Mit anderen Worten verhindert dies den Coanda-Effekt der Luftströme, die versuchen, den Metallblechflächen um die Knickstellen herum zu folgen. Dies führt zu einer Stabilität des Luftströmungsmusters und zu einem gleichbleibenderen Aufprall der schärferen Schlitzstrahlen auf die Bahn unter Beibehaltung eines hohen Wärmeübergangs ungeachtet des Bahnabstandes (innerhalb bestimmter Grenzen). Die geneigten Wände 48 und 49 haben jeweils Löcher bzw. Durchgangsbohrungen und sind in einem Winkel von etwa 45° zu der Bahn geneigt, d. h. zu der inneren Wand 46, was nachstehend näher erläutert wird.

Die geneigten Wände 48 und 49 bilden zusammen mit den einwärts umgebogenen Flanschen 35 und 36 die Schlitzdüsen 52 und 53. Diese Schlitze haben vorzugsweise eine Breite von 0,085 bis 0,09 inches (0,22 bis 0,23 cm). Die Flansche 35 und 36 liegen geringfügig unterhalb der Wand 46 bezüglich der Bahn, und zwar in der Größenordnung von 0,125±0,015 inches (0,32±0,04 cm).

Eine Lochplatte 64 hat eine Folge von herabgedrückten Lappen 65 (Fig. 3 und 4), die von dieser herabgepreßt und in Längsrichtung der Platte beabstandet sind, so daß die Lochplatte verschieblich in die einwärts umgebogenen Flanschen 50 und 51 eingreift. Das Bauteil 47 ist starr innerhalb der Lufttraverse mittels Schweißpunkten 70 entlang der Seiten befestigt, d. h. an den Seitenwänden 32 und 34 der Lufttraverse. Somit bilden die Lappen 65 und Flansche 50 und 51 eine Führungseinrichtung zum verschieblichen Halten der Lochplatte 64. Die durch die Lappen 65 an der Lochplatte gebildeten Gabelungen stellen eine leicht herstellbare und einbaubare Verteilungsloch­ platte dar.

Beim Betrieb der Vorrichtung wird Druckluft von der Lei­ tungszufuhreinrichtung dem Inneren der Lufttraverse über den Ansatz 26 der Kanäle zugeführt, woraufhin die Luft durch die Lochplatte 64 strömt, wodurch sie innerhalb der Beruhigungskammer 74 der Lufttraverse gleichmäßig verteilt wird, ohne daß nennenswerte Querströme auftreten. Anschließend tritt die Druckluft durch die kleinen Öffnungen 60 der geneigten Abschnitte und durch die Auslaß­ schlitzöffnungen 52 und 53 gegen die Bahn in einem Winkel von etwa 45° aus.

Ein kleinerer Winkel als 45° zwischen den Luftstrahlen und der Bahn führt zu einem etwas höheren Bahnstützkissendruck mit gleicher Strahlgeschwindigkeit und Dicke, jedoch mit einem geringeren Wärmeübergang. Außerdem erfordert ein kleinerer Winkel entweder, daß die Lippen 35 und 36 (Fig. 3) näher an der Bahn liegen, oder dies führt anderenfalls zu einem zu großen Abstand zwischen jedem Schlitz und der Lufttraversenfläche. In jedem Fall werden Bereiche eines Teilvakuums zwischen diesen Lippen und der Bahn hervorgerufen. Dies führt zu einem Bahnflattern und zu einer geringeren Stabilität des Schwebens der Bahn. Wenn dieser Winkel verringert wird, führt dies auch zu einer raschen Verschlechterung des Wärmeübergangs bzw. der Wärmeübertragung. Wenn ein größerer Winkel als 45° verwendet wird (d. h. die Strahlen zielen näher zu der Senkrechten zu der Bahn), wird der Bahnstützkissendruck verringert und der Wärmeübergang ist nicht signifikant verbessert.

Die Lufttraversen gemäß der vorliegenden Erfindung sind größer als dies üblich ist, und die Schlitze 52 und 53 haben einen Abstand von etwa 3,5 inches (8,9 cm). Diese großen Lufttraversen sind vorzugsweise quadratisch im Querschnitt, wobei die Gesamtbreite (von Wand 32 zu Wand 34) etwa 5,25 inches (13,35 cm) beträgt, und die Tiefe (von Wand 46 zu Wand 37) beträgt ebenfalls etwa 5,25 inches. Es hat sich herausgestellt, daß mit dieser Größe und Form die Lufttraversen weiter voneinander beabstandet werden können, als dies üblich ist, wobei gleichzeitig eine erhöhte Wärmeübertragungsleistung erzielt wird. Durch einen Abstand der Lufttraversen von 12 bis 15 inches (30,48 bis 35,56 cm) von Mitte zu Mitte wird erheblich mehr Trocknungskapazität erreicht, allgemein in der Größenordnung von 14%, während gleichzeitig weniger Energie, d. h. Wärme, dem Trockner zugeführt werden muß.

Um einen bestimmten Bahntrocknungsvorgang auszuführen mit einer bestimmten Bahngeschwindigkeit, einem bestimmten Bahngewicht, einer bestimmten zu verdampfenden Flüssigkeit usw., muß eine geeignete Kombination dreier Trocknerpara­ meter ausgewählt werden. Diese sind: Trocknerlänge, Trocknerlufttemperatur und Wärmeübergangskoeffizient von Luft zur Bahn (der Massenübergangskoeffizient verbleibt automatisch proportional zu dem Wärmeübergangskoeffizient). Innerhalb gewisser praktischer Zwänge können zwei dieser Parameter frei ausgewählt werden, woraufhin ein geeigneter Wert des dritten Parameters gefunden werden kann, um den Trocknungsvorgang ausführen zu können. Beispielsweise ist es übliche Praxis, die beschriebenen Lufttraversen mit einer Zufuhrlufttemperatur von 400°F, einer Lufttraversenauslaßgeschwindigkeit von 12 500 fpm und einem Lufttraversenabstand von 12 inches (Mitte zu Mitte) zu verwenden, wobei dies für jede Seite der durch den Trockner hindurchgeführten Bahn gilt. Ein Wärmeübergangskoeffizient "h" beträgt etwa 33 btu/hr-squarefeet-degree F. Es ist damit nur noch erforderlich, eine Trocknerlänge für den Vorgang auszuwählen. Wenn Gründe für einen längeren Trockner als üblich gegeben sind, wie beispielsweise ein willkürlicher Kundenwunsch oder ein realer Vorteil, wie beispielsweise zur Verhinderung der Blasenbildung einer Bahn großen Gewichts, wenn bestimmte Beschichtungen getrocknet werden können, ist es vorteilhaft, den Wärmeübergangskoeffizienten zu reduzieren. Dies kann durch Verringerung der Lufttraver­ senströmungsintensität geschehen (cfm pro squarefoot der Trocknerfläche), was wiederum durch Verringerung der Lufttraversenschlitzdüsengeschwindigkeit oder bei Verwendung derselben Geschwindigkeit durch weiteres Spreizen der Lufttraversen bewirkt werden kann. Wenn beispielsweise die Trocknerlänge um 25% verlängert und die gesamte Lufttraversenströmungsmenge unverändert beibehalten werden soll, kann dies durch Verringerung der Schlitzdüsengeschwindigkeit auf 10 000 fpm geschehen unter Beibehaltung eines Lufttraversenabstandes von 12 inch oder durch Auseinanderspreizen der Lufttraversen auf einen Abstand von 15 inches, wobei die Geschwindigkeit von 125 000 fmp beibehalten wird. Untersuchungen an örtlichen h-Profilen und der Durchschnittswerte von h bei unterschiedlichen Geschwindigkeiten haben ergeben, daß der Durchschnittswert von h von dem Ausgangswert um etwa 86% abfällt, wenn die Geschwindigkeit auf 10 000 fpm gesenkt wird, während der Durchschnittswert um etwa 91% sinkt, wenn der Lufttraversenabstand auf 15 inches erhöht wird. Um die Signifikanz dieser Werte zu würdigen, wenn alle Bahn- und Trocknerparameter konstant gehalten werden mit Ausnahme der Bahngeschwindigkeit, der Trocknerlänge L und der Wärmeübergangszahl h, dann ist die Geschwindigkeit dem Produkt aus h × L proportional. Wenn die Lufttraversenschlitzdüsengeschwindigkeit verringert wird, beträgt h × L 107,5% des Wertes des ursprünglichen kürzeren Trockners, während bei einem erhöhten Lufttraversenabstand h × L 113,8% des kürzeren Trocknerwertes beträgt. Bei demselben Bahngewicht, Beschichtungsüberzug, Lufttemperatur, Endtrockenheit, Bahnausgangstemperatur usw. ist die zulässige Bahngeschwindigkeit 7,5% größer bei der reduzierten Düsengeschwindigkeit in dem längeren Trockner, während sie 13,8% größer ist bei dem vergrößerten Lufttraversenabstand in demselben Trockner.

Die Wände oder Flächen 46 der gegenüberliegenden oberen und unteren Lufttraversen sind um etwa 3/8 inch (0,95 cm) voneinander beabstandet. Mit anderen Worten sind die Wände 46 der oberen Lufttraversen von den entsprechenden Flächen der unteren Lufttraversen unter normalen Umständen um 3/8 inch beabstandet. Wenn der Trockner in Betrieb ist, nimmt die Bahn eine Sinuswellenform an, wie in Fig. 1 dargestellt ist, und unter diesen Umständen hat das Band einen Abstand von etwa 3/8 inch von den Lufttraversenwänden 46.

Innerhalb bestimmter Grenzen hängt der die Bahn tragende Kissendruck zwischen der Bahn W und der Fläche 46 nicht von der Breite von Schlitz zu Schlitz zu Lufttraverse ab. Daher ist die die Bahn tragende Kraft (Druck × Fläche) proportional zu den Schlitz-zu-Schlitz-Abmessungen. Mit anderen Worten erzeugt eine Lufttraverse mit einem großen Abstand der Schlitze eine größere Bahnhaltekraft als eine schmalere Lufttraverse, und diese zusätzliche Kraft ist frei (d. h. es ist keine zusätzliche Luftzufuhr und keine größere Geschwindigkeit der Luft erforderlich). Der Kissendruck ist jedoch eine abnehmende Funktion des Abstandes zwischen der Bahn und den den Schlitzen nächstliegenden Punkten der Lufttraversenfläche. Dies kann symbolisch folgendermaßen ausgedrückt werden:

PC = f(C) × PS

wobei PC der Kissendruck und f(C) die experimentell ermittelte abnehmende Funktion bzw. abfallende Funktion des Abstandes c und PS der Lufttraversenzufuhrdruck sind. In der nachstehenden Darstellung bedeuten die Abmessungs­ symbole:

S = Lufttraversenabstand an einer Seite der Bahn w = Schlitz-zu-Schlitz-Breite der Traverse A = Abstand zwischen den Lufttraversen C = Abstand zwischen Bahn und Lufttraversenfläche

Das erforderliche Kräftegleichgewicht erfordert mit einer Bahnspannung t:

C = PS × w × f(C) × (S-2 × w)/8 × t + A/2

Es ist offensichtlich, daß w einen optimalen Wert hat bei einem Maximum des Abstandes C, wenn die anderen Variablen unverändert beibehalten werden.

Es gibt jedoch noch zwei weitere wichtige Attribute der Bahnsinuswelle, die zu einer stabilen Bahnschwebung und der Unterdrückung eines Kräuselns und Verwinkelns der Bahn führt. Es gibt eine Bahnkrümmung über oder unter die Lufttraversenflächen und einen Umhüllungswinkel der Bahn über oder unter jede Lufttraverse. Um diese Werte ebenso wie den Bahnabstand zu maximieren, müssen die Abmessungen A, w und S genau ausgewählt werden. Es hat sich herausgestellt, daß optimale Abmessungen erreicht werden wenn:

S = 3,5 × w

und wenn:

A = 0,03 × t/PS

wobei t die Bahnspannung in pound/inch Bahnbreite und die anderen Ausdrücke in inch und pound/Einheiten ausgedrückt sind.

Für eine optimale Wärmeübertragung für eine vorgegebene Luftströmungspferdekraft sollten die Schlitzöffnungen eine Breite haben von:

Schlitzbreite = 0,0075 × S

Dies führt auch zu einem angemessenen Bahnschwebungskissen­ druck für sehr dünne, flexible Bahnen.

Ein großer Bahnabstand kann durch einen großen Maßstabsfaktor erreicht werden (d. h. dadurch, daß alle Abmessungen der Lufttraverse in Proportionen zueinander groß gewählt werden). Ein großer Maßstab führt jedoch zu einer kleineren Wärmeübertragung. Für leichte, flexible, dünne Bahnen wie Papier, Kunststoffilme und dergleichen führen große Verwirbelungen, die große Abmessungen begleiten, zu einem verstärkten Bahnflattern. Für solche Bahnen, die häufig schwebend zu trocknen sind, hat sich eine Schlitzdicke von 0,085 und 0,09 inch und andere Abmessungen in entsprechenden Verhältnissen als optimale Ausbildung für einen Lufttraversentrockner vom Standpunkt einer guten, ruhigen und stabilen Bahnschwebung mit einem großen Wärmeübergang herausgestellt. Es wird insbesondere empfohlen, für S einen Wert von etwa 12 inches und für w etwa 3,5 inches zu wählen.

Wenn die Trocknerlänge nicht beschränkt ist (beispielsweise durch räumliche Gegebenheiten) kann eine erhöhte Wirtschaftlichkeit des Betriebs durch Vergrößerung des Abstandes S auf einen größeren Wert als in den obigen Gleichungen erzielt werden. Dies führt zu einem gewissen Verlust an Stabilität des Bahnflatterns und zu einer Verringerung der Wärmeübergangszahl. Jedoch kann eine größere Trocknung unter Verwendung derselben Anzahl von Lufttraversen erzielt werden, die weiter voneinander beabstandet sind. Wenn insbesondere S auf 15 inches erhöht wird, während die anderen Abmessungen unverändert bleiben wie bei dem Trockner mit einem Lufttraversenabstand von 12 inch, kann 15% mehr Trocknung mit derselben Anzahl von Lufttraversen und derselben Luftströmungskapazität erreicht werden wie bei der Anordnung mit einem Abstand von 12 inch.

Gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine geringere Anzahl von Lufttraversen in einer vorgegebenen Anlage verwendet werden, die weniger Wärme-input erfordern und eine größere Wärmeübergangszahl mit sich bringen. Außerdem kann eine niedrigere Strömungsgeschwindigkeit verwendet werden, um dem Trockner Luft zuzuführen, was zu einer geringeren Abnutzung und Wartung des Gebläses und der zugehörigen Bauteile führt sowie zu einem geringeren Energieverbrauch, so daß die Anlage etwa um 8% wirkungsvoller ist als jede bisher bekannte Schwebetrocknungsvorrichtung.

Fig. 5 zeigt eine verbesserte Einstelleinrichtung für eine Blechfolienlufttraverse AF, wie sie in Fig. 13 der US-PS 41 94 973 dargestellt ist. Die Einstelleinrichtung für die Lufttraverse ist verwendbar mit der O-Ringdichtung und der Luftkanalansatzkonstruktion, die weiter oben beschrieben ist. Die Einstelleinrichtung dieser Art ist an jedem Ende der Lufttraverse angeordnet. Ein abgewinkelter Eisenkragarm 90 ist mittels einer Schraube 96 an jedem Ende der Lufttraverse gehalten. Ein Paar einstellbarer Aufstandsschrauben sind mittels Schraubenmuttern 91 an dem Kopfrahmen 30 befestigt und erstrecken sich durch den nach außen sich erstreckenden Flansch des Kragarms 90 nach oben und sind von einem Paar Schraubenmuttern 94 gehalten. Um die Lufttraverse AF in Richtung der Bahn oder von dieser weg einzustellen, wird die Schraube 96 angezogen und die Muttern 94 werden auf den Schrauben 92 ein­ gestellt.

Ein Schlitz 95 verläuft durch die Kragplatte 90, und die Schraube 96, die an dem Ende der Lufttraverse befestigt ist (Fig. 7), erstreckt sich durch den Schlitz 95. Der Winkel der Lufttraverse zu der Bahn W kann durch Lösen der Schrauben 96 eingestellt werden, wodurch die Lufttraverse um den Drehpunkt 97 verschwenkt werden kann. Wenn der gewünschte Winkel der Lufttraverse eingestellt ist, werden die Schrauben 96 festgezogen. Die O-Ringdichtung 42, die an dem Ansatz 26 anliegt, kann jede Winkelbewegung der Lufttraverse aufnehmen. Somit kann der Winkel der Außenwand 46 B genau gegenüber der Bahn eingestellt werden. Die Lufttraverse der Luftmetallfolienart kann so innerhalb eines Bereichs einiger Grade eingestellt werden, was zur Stabilität der Bahn beiträgt.

Mit der Anordnung der Fig. 5 kann die Lufttraverse mittels der O-Ringdichtung und des Vorsprungs 26 auf die Bahn zu und von dieser weg eingestellt werden, und sie kann außerdem in ihrer Winkellage mittels der Klemmschraube 92 zu der Bahn eingestellt werden.

Fig. 6 zeigt eine ähnliche Winkeleinstellung für die vorstehend beschriebene Lufttraverse 15. In diesem Falle ist die Lufttraverse an einer Kragplatte 100 (an jedem Ende der Lufttraverse) mittels Schrauben 105 gehalten. Eine Aufstandsschraube 102 ist an dem Kopfrahmen 30 mittels der Mutter 103 befestigt, die an dem Kopfrahmen 30 angeschweißt ist. Eine Mutter 104 befestigt die Lufttraverse an der Schraube 102. Die Aufstandsschraube 102 kann somit in der Mutter 103 eingestellt werden, um den Abstand der Lufttraverse 15 in Richtung der Bahn W und von dieser weg einzustellen.

Um die Winkellage der Lufttraverse 15 zu der Bahn einzustellen, erstreckt sich eine Klemmschraube 105 durch einen Schlitz 106 in der Kragplatte 100 und ist an dem Ende der Lufttraverse gehalten. Die Schraube 105 kann gelöst werden, um die Lufttraverse in die einzustellende Winkellage zu verschwenken, woraufhin die Schraube 105 angezogen wird, um die Lufttraverse in dieser Winkellage festzuklemmen. Das Verschwenken der Lufttraverse wird durch das Aufnahmeteil 42 und den Vorsprung 26 zugelassen.

Claims (8)

1. Bahntrocknungsvorrichtung zum schwebenden Halten einer ablaufenden Bahn, während diese getrocknet wird, mit einem langgestreckten Trocknergehäuse, durch das die Bahn abläuft, und Lufttraversen, die in dem Gehäuse voneinander beabstandet entlang der Oberseite und der Unterseite der Bahn in Querrichtung zu der Bahn angeordnet sind, wobei die oberen Lufttraversen entlang der Bahn gegenüber den unteren Lufttraversen versetzt sind, so daß die ablaufende Bahn eine Sinuswellenform annimmt, dadurch gekennzeichnet, daß die Lufttraversen einen Abstand von etwa 12 bis 15 inches (30,48 bis 38,1 cm) entlang der Oberseite der Bahn und entlang der Unterseite der Bahn voneinander haben, daß jede Lufttraverse zwei Schlitzdüsen (52, 53) hat, die sich in Querrichtung der Bahn (W) erstrecken und durch die Druckluft gegen die Bahn (W) gerichtet wird, um diese schwebend zu halten und zu trocknen, und daß die Schlitzdüsen (52, 53) einen Abstand von etwa 3,5 inches (8,9 cm), in Längsrichtung der Bahn gemessen, haben.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitzdüsen (52, 53) die Luft in einem Winkel von etwa 45° gegen die Bahn (W) richten.

3. Bahntrocknungsvorrichtung zum schwebenden Halten einer ablaufenden Bahn, während diese getrocknet wird, mit einem langgestreckten Trocknergehäuse, durch das die Bahn hindurchläuft, und mit Lufttraversen, die voneinander beabstandet entlang der Oberseite und der Unterseite der Bahn in Querrichtung zu dieser angeordnet sind, wobei die oberen Lufttraversen gegenüber den unterenLufttraversen versetzt angeordnet sind, so daß die ablaufende Bahn eine Sinuswellenform annimmt, dadurch gekennzeichnet, daß die Lufttraversen einen Abstand von 12 bis 15 inches (30,48 bis 38,1 cm) voneinander entlang der Oberseite der Bahn und entlang der Unterseite der Bahn haben, daß jede Lufttraverse zwei Schlitzdüsen (52, 53) hat, die sich in Querrichtung der Bahn erstrecken und durch die Druckluft gegen die Bahn zum Trocknen und schwebenden Halten gerichtet wird, daß die Schlitzdüsen in Längsrichtung der Bahn gemessen einen Abstand von 3,5 inches (8,9 cm) voneinander haben, daß die Lufttraversen ein Luftverteilungsbauteil (47) aufweist, das eine Luftverteilungskammer innerhalb der Lufttraverse begrenzt und eine Außenwand (46) zwischen den Schlitzdüsen (52, 53), nach außen beabstandet, aufweist, um eine Luftdruckabstützfläche (46) für die Bahn zu bilden, und wobei das Verteilungsbauteil (47) ferner zwei gegenüberliegende geneigte Seitenwände (48, 49) mit mehreren Löchern (60) entlang ihrer Länge zur Erzeugung von Luftverwirbelungen in der durch die Löcher strömenden Luft zu den Schlitzdüsen (52, 53) und eine innere Lochplatte (64) aufweist, die von der äußeren Wand (46) nach innen beabstandet und unmittelbar angrenzend an die geneigten Wände (48, 49) angeordnet ist, wobei Druckluft von dem Inneren der Lufttraverse durch die innere Lochplatte (64) strömt.

4. Lufttraverse für eine Papierbahntrocknungsvorrichtung zum schwebenden Halten einer ablaufenden Papierbahn, während diese getrocknet wird, gekennzeichnet durch ein Paar Schlitzdüsen (52, 53), die sich quer zu der Bahn (W) erstrecken und durch die Druckluft gegen die Bahn gerichtet wird, um diese zu trocknen und schwebend zu halten, wobei die Schlitzdüsen einen Abstand von etwa 3,5 inches (8,9 cm) in Längsrichtung der Bahn voneinander haben.

5. Lufttraverse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Luftverteilungsbauteil (47) eine Luftverteilungskammer innerhalb der Lufttraverse begrenzt und eine äußere Wand (46) zwischen den Schlitzdüsen (52, 53), von diesen nach außen beabstandet, um eine Luftdruckstützfläche (46) für die Bahn (W) zu bilden, und zwei gegenüberliegende, geneigte Seitenwände (48, 49) aufweist, die jeweils einer der Schlitzdüsen benachbart sind, wobei die geneigten Wände eine Vielzahl von Löchern (60) entlang ihrer Länge aufweisen, um Luftverwirbelungen in der durch die Löcher zu den Schlitzdüsen strömenden Luft hervorzurufen.

6. Lufttraverse nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung (45) zwischen der äußeren Wand (46) und den geneigten Seitenwänden (48, 49) als scharfer Knick ausgebildet ist, um einen Coanda-Effekt der aus den Schlitzdüsen (52, 53) austretenden Luft zu verhindern.

7. Lufttraverse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verteilungsbauteil (47) eine Luftverteilungskammer innerhalb der Lufttraverse (15) begrenzt und eine äußere Wand (46), die zwischen den Schlitzdüsen (52, 53) angeordnet und nach außen beabstandet ist, um eine Luftdruckstützfläche (46) für die Bahn (W) zu bilden, zwei gegenüberliegende geneigte Seitenwände (48, 49), die jeweils an eine der Schlitzdüsen angrenzen und eine Vielzahl kleiner Löcher entlang ihrer Länge haben, um feine Luftverwirbelungen in der Luft hervorzurufen, die durch die Löcher zu den Schlitzdüsen (52, 53) strömt, und eine innere Lochplatte (64) aufweist, die von der äußeren Wand (46) nach innen beabstandet ist und unmittelbar an die geneigten Wände (48, 49) angrenzt und durch die Druckluft von dem Inneren der Lufttraverse strömt, wobei die äußere Wand (46), die innere Lochplatte (64) und die geneigten Seitenwände (48, 49) die Luftverteilungskammer begrenzen, aus der Druckluft durch die kleinen Löcher (60) der geneigten Wände (48, 49) strömt.

8. Lufttraverse nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine Führungseinrichtung (50, 51, 65) zum verschieblichen Halten der Lochplatte (64) an dem Luftverteilungsbauteil (47) zum leichten Einbau der Platte (64) in die Lufttraverse (15).