DE3822624C2 - - Google Patents
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- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21F—PAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
- D21F5/00—Dryer section of machines for making continuous webs of paper
- D21F5/02—Drying on cylinders
- D21F5/04—Drying on cylinders on two or more drying cylinders
- D21F5/042—Drying on cylinders on two or more drying cylinders in combination with suction or blowing devices
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- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
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- D21F5/18—Drying webs by hot air
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- D21F5/187—Supporting webs in hot air dryers by air jets
- D21F5/188—Blowing devices
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- Paper (AREA)
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum
berührungslosen Führen von Materialbahnen mit mindestens
zwei in Laufrichtung der Materialbahn hintereinander
angeordneten und sich quer zu ihr erstreckenden als
Schlitze oder Lochreihen ausgebildeten Blasdüsen, deren
Blasstrahlen gleichsinnig und schräg gegen die Materialbahn
gerichtet und auf der der Materialbahn zugewandten Seite
durch Strömungsleitkörper geführt sind, von denen der sich
an die in Laufrichtung der Materialbahn rückwärtigen
Blasdüse anschließende Strömungsleitkörper zur Materialbahn
hin konvex gekrümmt ist.
Solche überströmte Tragflächen bilden zusammen mit der
Materialbahn Venturidiffusoren, wobei die Materialbahn durch
den Bernoulli-Effekt zum Flattern gebracht wird. Durch
besondere Maßnahmen läßt sich das Flattern unterdrücken,
z.B. durch eine Perforation in der Tragfläche, da dann
einströmende Zusatzluft die Strömung an der Materialbahn
bleiben läßt, oder durch Tragflächenabsaugung, da dann die
Strömung nur an der Tragfläche bleibt. Solche einseitigen
Strömungen enstehen auch in Ausnahmefällen, wenn die
Materialbahnspannung und das Materialgewicht einerseits
und Tragflächenform und Tragflächenüberströmung
andererseits aufeinander abgestimmt sind. Die Sauberhaltung
und die Freizügigkeit in der Produktion einer
Papiermaschine lassen aber im allgemeinen weder obige
Maßnahmen zu noch die Bedingungen für eindeutige
Strömungsverhältnisse einhalten. Da bei einem
Venturidiffusor die engste Stelle zwischen Materialbahn
und dem Tragflächenrücken je nach den Bedingungen wechselt,
können nämlich das Flattern nicht vermieden und die
Berührungssicherheit nicht erreicht werden.
Bei einer bekannten Vorrichtung der eingangs genannten Art
verläuft der Strömungsleitkörper zwischen dem konvex
gekrümmten Strömungsleitkörper der rückwärtigen Blasdüse und
der vorderseitigen Blasdüse im wesentlichen parallel zur
Materialbahn. Zur Verwirbelung der Strömung kann die
Oberfläche des parallelverlaufenden Strömungsleitkörpers
aufgerauht sein, insbesondere Wellungen aufweisen. Besondere
Vorkehrungen gegen Flattern der Materialbahn sind nicht
getroffen. Deshalb besteht die Gefahr, daß die Materialbahn
anschlägt (DT 19 54 880 B2).
Die Gefahr, daß Materialbahnen auf frei geführten Strecken
zum Flattern neigen, ist besonders groß bei hohen
Laufgeschwindigkeiten. Untersuchungen haben gezeigt, daß
das Flattern durch Strömungen an der Materialbahnkante quer
zur Laufrichtung in Gebieten höheren und niederen Druckes
erfolgt. Durch das Flattern wird die Materialbahn an den
Kanten stark beansprucht, so daß die Gefahr eines
Materialbahnrisses besteht. Bei Papiermaschinen mit oberen
und unteren Trockenzylindern besteht diese Gefahr an den
frei geführten Strecken zwischen den oberen und unteren
Trockenzylindern. An diesen Stellen besteht darüber hinaus
die Schwierigkeit, die beim Trocknen entstehenden
Dampfschwaden abzuführen, damit die Papierbahn über die
volle Maschinenbreite gleichmäßig getrocknet werden kann.
Das Flatterproblem hat man versucht durch einen die
Papierbahn auf den freien Strecken führenden mitlaufenden
Einwegfilz in den Griff zu bekommen. Die für die
gleichmäßige Trocknung notwendige Belüftung des Filzes
bringt aber neue Probleme mit sich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung
zum berührungslosen Führen von Materialbahnen der eingangs
genannten Art zu schaffen, die eine flatter- und
berührungsfreie Führung der Materialbahn gewährleistet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Vorrichtung der
eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß der zwischen dem
konvex gekrümmten Strömungsleitkörper zu der vorderseitigen
Blasdüse erstreckende Strömungsleitkörper als ein mindestens
einstufiger Stufen-Diffusor ausgebildet ist.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind die Wirkungen
einer Tragflächen- und Luftkissendüse in sich vereinigt. Die
Materialbahn wird durch die über die Strömungsleitkörper
strömende Blasluft stabilisiert, indem sie bis auf einen
kleinen Abstand an die Strömungsleitkörper angesaugt wird.
Im unmittelbaren Nahbereich dagegen herrschen die Kräfte
eines starken Luftkissens vor. Es wurde festgestellt, daß
bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Vergleich zu einer
Vorrichtung mit einem als einfacher Diffusor
(Venturidiffusor) ausgebildeten Strömungsleitkörper sowohl
die Anzugswirkung als auch die Dämpfung gegen Flattern
erheblich verbessert ist. Bei einen Stufen-Diffusor ist der
Tragflächenrücken des einfachen Diffusors durch einen
Hohlraum, die Stufe, ersetzt, so daß keine Berührungsgefahr
besteht; ferner sind durch die Kanten der
Stufe die engsten Stellen unkritisch festgelegt. Diese
Wirkungen des Stufendiffusors können noch dadurch
verbessert werden, daß auch der sich an die vorderseitige
Düsenlippe der vorderseitigen Blasdüse anschließende
Strömungsleitkörper zur Materialbahn hin konvex gekrümmt
ist.
Weitere Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung bestehen
darin, daß sie hinsichtlich des Drucks und des Volumens des
zugeführten Blasmittels keiner Beschränkung unterworfen ist.
Sie kann deshalb den jeweiligen thermodynamischen
Bedürfnissen angepaßt werden. Bei hohen Druck und geringem
Luftvolumen läßt sie sich klein bauen, so daß sie auch an
Orten untergebracht werden kann, wo wenig Raum zur Verfügung
steht, wie beispielsweise an den zwischen den
Trockenzylindern einer Papiermaschine frei geführten
Strecken der Papierbahn. Hier ist ihr Einsatz besonders
vorteilhaft, weil sich damit eine mehrfache
Leistungserhöhung ergibt. Die Laufgeschwindigkeit der
Papiermaschine erhöht sich, weil die Vorrichtung als
Trockendüse mit hohem Wärmeübergang wirkt und über die volle
Bahnbreite mit und durch herangeführte Frischluft die
Dampfschwaden vertreibt. Hierdurch wird der
Ungleichmäßigkeit des Feuchteprofils über die Breite der
Papierbahn entgegengewirkt. Gleichzeitig wird das
Kantenflattern eingeschränkt. Vorteilhaft ist auch, daß die
Blasdüsen mit ungeheizter Frischluft betrieben werden
können, da die Eigenwärme des Papiers genügend
Wärmekapazität für die Trocknung hat.
Ein weiteres Einsatzgebiet für die erfindungsgemäße
Vorrichtung ist die Trocknung von Materialbahnen mittels
gasbeheizter Infrarotbrenner. In diesem Fall sind sie für
großes Luftvolumen und geringen Druck ausgelegt, weil die
durch die Infrarotbrenner beim Trocknen entstehenden
Rauchgase ein kleines Volumen, aber eine hohe Temperatur
haben. Es wird viel Blasluftvolumen benötigt, um die heißen
Rauchgase unter Aufnahme des bei der Trocknung entstehenden
Wasserdampfs aufzunehmen und die so entstehende Mischluft
auf eine für Abfuhrleitungen unkritische niedrige Temperatur
herabzusetzen.
Weiter kann die Vorrichtung an den Ein- und/oder
Auslaßschlitzen von Trocknern eingesetzt werden, um den
Trockner am Ein- und/oder Auslaßschlitz gegenüber der
Außenatmosphäre abzudichten.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den
Unteransprüchen gekennzeichnet.
Im folgenden wird die Erfindung anhand einer
Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung näher
erläutert. Im einzelnen zeigen:
Fig. 1 eine Vorrichtung zum berührungslosen
Führen einer Materialbahn im Querschnitt,
Fig. 2 eine Papiermaschine im Ausschnitt im Bereich einer
zwischen einem oberen Trockenzylinder und einem
unteren Trockenzylinder frei geführten Papierbahn
mit einer Vorrichtung zum berührungslosen Führen
der Papierbahn in schematischer Darstellung in
Seitenansicht,
Fig. 3 eine Vorrichtung zum berührungslosen Führen
einer Materialbahn in einer zur Fig. 1 anderen
Ausführungsform in schematischer Darstellung in
Seitenansicht,
Fig. 4 ein Infrarotstrahlungsfeld mit einer Vorrichtung
gemäß Fig. 3 in schematischer Darstellung in
Seitenansicht,
Fig. 5 eine Vorrichtung zum berührungslosen Führen der
Materialbahnen als symmetrische Doppeldüse und
Fig. 6 einen Einlaßschlitz eines Schwebetrockners mit
auf der Ober- und Unterseite des Schlitzes
angeordneten Vorrichtungen zum berührungslosen
Führen einer Materialbahn in schematischer
Darstellung in Seitenansicht.
Die Vorrichtung gemäß Fig. 1 weist zwei in Laufrichtung
einer Materialbahn 1 hintereinander angeordnete und sich
quer zu ihr erstreckende als Schlitze ausgebildete
Blasdüsen 2, 3 auf. Die Blasrichtung dieser Blasdüsen 2, 3
ist schräg gegen die Materialbahn in der strichpunktierten
Lage gerichtet, in der sie sich ohne die Wirkung der
erfindungsgemäßen Vorrichtung befinden würde. In dieser
Lage verläuft bei einer Papiermaschine auch das sogenannte
Aufführseil 4 zum Einziehen einer Papierbahn.
Die schlitzförmigen Blasdüsen 2, 3 mit ihren Düsenlippen
5, 6, 7, 8 sind aus massiven Formkörpern 9, 10, 11 gebildet. An
die jeweils vorderseitigen Düsenlippen 7, 8 schließen sich
konvex zur Materialbahn 1 gekrümmte Strömungsleitkörper
12, 13 an. Der zwischen dem Strömungsleitkörper 12 der
rückwärtigen Blasdüse 2 und der rückwärtigen Düsenlippe 6
der vorderseitigen Blasdüse 3 liegende Strömungsleitkörper
13 ist als Stufen-Diffusor ausgebildet. Er hat im
Ausführungsbeispiel zwei Stufen 12 a, 12 b. Die Länge einer
jeden Stufe 12 a, 12 b ist mindestens dreimal so groß wie die
Höhe der Stufe.
Bei einer derart ausgeführten Vorrichtung nimmt die
Materialbahn 1 den in der Zeichnung dargestellten Verlauf
ein. Es ist zu erkennen, daß sie dabei in engem Abstand zu
den Strömungsleitkörpern 12, 13 und dem Stufen-Diffusor
12 a, 12 b geführt wird, ohne zu berühren. Dies ist möglich,
weil die Materialbahn 1 abstoßenden und anziehenden Kräften
ausgesetzt ist.
Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung ist gemäß Fig. 2
bei einer Papiermaschine eingesetzt, und zwar an der
zwischen einem oberen Trockenzylinder 14 und einem unteren
Trockenzylinder 15 geführten freien Strecke der Papierbahn
1. Den Trockenzylindern 14, 15 sind Filzleitwalzen 16, 17
zugeordnet, die den mitlaufenden oberen und unteren Filz
18, 19 führen.
In dem Freiraum zwischen dem oberen Trockenzylinder 14 und
dem unteren Trockenzylinder 15 ist ein dem unteren
Trockenzylinder zugeordnetes Rakel 20 untergebracht, das mit
der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine Baueinheit bildet. An
einem in Richtung des Doppelpfeils P verstellbaren Rohr 21
für die Zufuhr von Blasluft ist ein aus zusammengeschweißten
und angeschweißten Platten 22, 23 bestehender Kanal 24
befestigt. Diesem Kanal 24 wird über Öffnungen 25 im Mantel
des Rohres 21 Blasluft zugeführt.
Auf der der Papierbahn 1 zugekehrten Platte 23 sind die in
Fig. 1 dargestellten Formkörper 9, 10, 11 montiert. Der die
Düsenlippe 5 umfassende Formkörper 9 dient gleichzeitig als
Klemmplatte für den Schaber 26 des Rakels. Über Öffnungen
27, 28 in der Platte 23 wird den Blasdüsen 2, 3 aus dem Kanal
24 Blasluft zugeführt.
Das Ausführungsbeispiel der Fig. 3 unterscheidet sich von
dem der Fig. 1 im wesentlichen nur darin, daß der als
Stufen-Diffusor ausgebildete Leitkörper 30 einstufig
ist und daß der konvex gekrümmte Strömungsleitkörper 31 der
vorderseitigen Blasluftdüse 32 der Materialbahn 1 näher
liegt als der konvex gekrümmte Strömungsleitkörper 33 der
rückwärtigen Blasluftdüse 34. Während die Vorrichtung gemäß
Fig. 1 aus kompakten Formkörpern 9, 10, 11 aufgebaut ist und
für hohe Drücke und kleine Volumina bestimmt ist, ist die
Vorrichtung gemäß Fig. 3 aus Blech aufgebaut und für kleine
Drücke und große Volumina bestimmt. Solche Vorrichtungen
werden vorteilhaft bei gasbeheizten Infrarotstrahlungs
feldern 35 eingesetzt.
Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 4 bilden zwei
Infrarotstrahler 36, 37 ein Strahlungsfeld, an dessen in
Materialbahnlaufrichtung rückwärtigem Rand die Vorrichtung
gemäß Fig. 3 angeordnet ist. Am gegenüberliegenden
vorderseitigen Rand ist eine Absaugeeinheit 35 für ein
erstes Teilvolumen und eine Ablenk- und Rückführeinheit
36 für ein anderes Teilvolumen angeordnet.
Der von der erfindungsgemäßen Vorrichtung in den Bereich
des Infrarotstrahlungsfeldes eingeblasene Blasstrahl
divergiert, wie durch die gestrichelte Linie 37 angedeutet
ist. Dabei nimmt er den beim Trocknen von der Materialbahn
freigesetzten Dampf 38 auf. Darüber hinaus gelangt aus dem
Raum oberhalb der gestrichelten Linie 37 Rauchgas 39 der
Infrarotstrahlungsbrenner 36, 37 in den Blasstrahl. Ein
Teilvolumen dieses Blasstrahls, bestehend aus den Gewichten
des Düsenaustritts, des Dampfes und des Rauchgases wird von
der Absaugeeinheit 35 abgeführt, während ein anderer Teil,
bestehend aus der überschießenden Masse der
Strahlbeimischung, entsprechend den Strömungspfeilen 40
rückgeführt wird.
Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 5, das eine Doppeldüse
symmetrischer Ausführung zeigt, hat die einzelne Düse im
Prinzip den Aufbau derjenigen der Fig. 1. Solche
symmetrische Doppeldüsen werden eingesetzt, wenn es gilt,
eine Materialbahn über eine große freie Strecke stabilisiert
zu führen und mit Luft zu versorgen.
Claims (10)
1. Vorrichtung zum berührungslosen Führen von
Materialbahnen (1) mit mindestens zwei in Laufrichtung der
Materialbahn (1) hintereinander angeordneten und sich quer
zu ihr erstreckenden, als Schlitze oder Lochreihen
ausgebildeten Blasdüsen (2, 3), deren Blasstrahlen
gleichsinnig und schräg gegen die Materialbahn (1) gerichtet
und auf der der Materialbahn (1) zugewandten Seite durch
Strömungsleitkörper (12, 12 a, 12 b, 13) geführt sind, von denen
der sich an die in Laufrichtung der Materialbahn (1)
rückwärtige Blasdüse (2) anschließende Strömungsleitkörper
(12) zur Materialbahn (1) hin konvex gekrümmt ist,
dadurch gekennzeichnet, daß der sich
von dem konvex gekrümmten Strömungsleitkörper (12) zu der
vorderseitigen Blasdüse (6) erstreckende Strömungsleitkörper
(12 a, 12 b) als ein mindestens einstufiger Stufen-Diffusor
ausgebildet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Länge
jeder Stufe (12 a, 12 b) des Stufen-Diffusors in Laufrichtung
der Materialbahn (1) mindestens der dreifachen Höhe dieser
Stufe entspricht.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß der
vorderseitige Rand des als Stufen-Diffusor ausgebildeten
Strömungsleitkörpers (12 a, 12 b) die rückwärtige Düsenlippe
(6) der vorderseitigen Blasdüse (3) bildet.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß der sich
an die vorderseitige Düsenlippe (8) der vorderseitigen
Blasdüse (3) anschließende Strömungsleitkörper (13) zur
Materialbahn (1) hin konvex gekrümmt ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß der konvex
gekrümmte Strömungsleitkörper (13) der vorderseitigen
Blasdüse (3) der Materialbahn (1) näher liegt als der konvex
gekrümmte Strömungsleitkörper (12) der rückwärtigen Blasdüse
(2).
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß sie bei
einer Papiermaschine mit oberen und unteren Trockenzylindern
(14, 15) für die Materialbahn (1) an einer zwischen einem der
oberen und einem der unteren Trockenzylinder (14, 15)
gebildeten freien Strecke der Materialbahn (1) mit einer in
Materialbahnlaufrichtung gerichteten Blasstrahlkomponente
angeordnet ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß sie vom
Halter (22, 23) eines an einem Trockenzylinder anstellbaren
Schabers (26) getragen ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, daß der Halter
(22, 23) einen Zufuhrkanal (24) für das den Blasdüsen (2, 3)
zuzuführende Blasmittel aufweist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß sie an
einer Seite eines Infrarotstrahlungsfeldes (36, 37)
angeordnet ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, daß an der
gegenüberliegenden Seite des Infrarotstrahlungsfeldes
(36, 37) eine Absaugeeinheit (35) für ein Teilvolumen des
Blasmittels und eine Ablenk- und Rückführeinheit (36) für
ein anderes Teilvolumen angeordnet ist.
Priority Applications (1)
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DE19883822624 DE3822624A1 (de) | 1987-07-07 | 1988-07-05 | Vorrichtung zum beruehrunslosen fuehren von materialbahnen |
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Publications (2)
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DE3822624A1 DE3822624A1 (de) | 1989-02-09 |
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Family
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Family Applications (1)
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Country | Link |
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DE (1) | DE3822624A1 (de) |
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- 1988-07-05 DE DE19883822624 patent/DE3822624A1/de active Granted
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