DE3900957A1 - Verfahren und vorrichtung zum trocknen einer auf einem durch eine trocknungszone bewegten traegermaterial aufgebrachten fluessigkeitsschicht - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zum trocknen einer auf einem durch eine trocknungszone bewegten traegermaterial aufgebrachten fluessigkeitsschichtInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrich
tung zum Trocknen einer auf einem durch eine Trocknungs
zone bewegten Trägermaterial aufgebrachten Flüssigkeits
schicht, die verdampfbare Lösungsmittelkomponenten und
nicht-verdampfbare Komponenten enthält.
Bei der Trocknung großflächiger, bahnförmiger Güter, auf
denen Flüssigkeitsschichten aufgetragen sind, werden un
terschiedliche Trocknungsverfahren und Trocknungsvor
richtungen angewandt. Typische Trocknungsgüter sind bei
spielsweise Metall- oder Kunststoffbänder, auf denen
Flüssigkeitsschichten aufgebracht sind, die in der Regel
aus verdampfbaren Lösungskomponenten, die während des
Trocknungsprozesses aus dem Flüssigkeitsfilm entfernt
werden, und aus nicht-verdampfbaren Komponenten beste
hen, die nach der Trocknung auf dem Trägermaterial zu
rückbleiben.
Die Oberflächen der Trägermaterialien erhalten durch die
Beschichtung spezielle Eigenschaften, die erst nach dem
Trocknungsprozeß in der Form vorliegen, wie sie für die
spätere Anwendung erwünscht sind. Als Beispiel hierzu
kann die Beschichtung von Metallbändern mit lichtempfind
lichen Schichten genannt werden, die zu Druckplatten
konfektioniert werden. Die Beschichtung von Metallbän
dern oder Kunststoffolien mit Substanzen in Form eines
lösungsmittelhaltigen Naßfilms, im folgenden Flüssig
keitsfilm bezeichnet, und dessen anschließende Trocknung
stellen somit einen Vorgang dar, der besonderer Anlagen
bedarf, um die gewünschte Produktqualität der Schichten
sicherzustellen. Wesentlich ist hierbei der Verfahrens
schritt der Filmtrocknung als abschließende Verfahrens
maßnahme der Beschichtung.
Bei der Trocknung von Flüssigkeitsfilmen auf Trägerma
terialien ist es üblich, ein erwärmtes Gas, insbesondere
Luft, zum Entfernen der Lösungsmittelkomponenten aus der
Filmschicht über die Oberfläche der Trägermaterialien
strömen zu lassen. Dabei wird der aufgeheizte Gasstrom in
direkten Kontakt mit dem Flüssigkeitsfilm gebracht, der
in gleichmäßiger Schichtverteilung auf dem Trägermaterial
aufgebracht ist, das eine Trocknungsvorrichtung durch
läuft. Um eine schlieren- und melierfreie, getrocknete
Filmoberfläche, d.h. eine gleichmäßige Verteilung der
zurückbleibenden Komponenten sicherzustellen, werden die
Trocknungsanlagen mit Einrichtungen ausgerüstet, die eine
günstige bzw. gleichmäßige Verteilung der Luftströmung
über dem Flüssigkeitsfilm bewirken sollen. Damit wird
eine gleichmäßige Trocknung über die gesamte Breite der
beschichteten Bahn angestrebt. Desweiteren weisen be
kannte Trocknungsanlagen Einrichtungen zur Minimierung
von Störungen der Luftbewegungen auf, die sich, teilweise
aufgrund turbulenter Strömungsbewegungen, nachteilig auf
die Filmoberfläche auswirken und dort zu Meliererschei
nungen führen.
Eine übliche Bauweise einer solchen Trocknungsvorrich
tung besteht gemäß dem US-Patent 30 12 335 darin, aus
einem mit Trocknergas versorgten Gasraum, der über eine
bestimmte Länge über der Beschichtungsbahn angeordnet
ist, mittels einer Vielzahl von Schlitzen, Düsen, Lö
chern oder auch porösen Festkörpern den unmittelbaren
Gasraum über dem zu trocknenden Flüssigkeitsfilm mög
lichst gleichmäßig mit Trocknergas zu versorgen. Das
kontinuierlich beschichtete Band oder beschichtete Plat
ten auf einem umlaufenden Transportband werden hierbei
kontinuierlich und unter Abgabe von Lösungsmitteldampf
an die Trocknerluft durch die Trocknungsvorrichtung hin
durchgeführt. Hierbei kann die zugeführte Trocknerluft
im offenen Kreislauf ständig erneuert bzw. die mit Lö
sungsmittel angereicherte Luft komplett abgeführt wer
den. Es kann auch ein Umluftverfahren mit teilweise er
neuerter bzw. abgeführter Trocknerluft angewandt werden.
Schwierigkeiten bei der Abführung der Trocknerluft aus
dem Trocknungsraum bestehen häufig darin, daß bei quer
zur Bandlaufrichtung angeordneten Längsdüsen oder Längs
schlitzen, aufgrund des Druckgefälles bei seitlicher Ab
strömung, eine Verminderung der Düsenaustrittsgeschwin
digkeit in der Mitte von Düsenfeldern von Schlitzdüsen
trocknern auftritt und damit auch der Wärme- und Stoff
übergang quer zur Bandlaufrichtung beeinflußt wird. Die
Folge hiervon ist eine Randübertrocknung, die bei vie
len Beschichtungsvorgängen zu unerwünschten Strukturie
rungen der getrockneten Filme führt.
In der Fachzeitschrift "Chemie-Ingenieur-Technik", 42.
Jahrgang, Heft 14 (1970) S. 927 bis 929; 43. Jahrgang,
Heft 8 (1971), S. 516 bis 519 und 45. Jahrgang, Heft 5
(1973), S. 290 bis 294 werden deshalb Optimierungs
vorschläge zur konstruktiven Gestaltung von Düsenfel
dern in Schlitzdüsentrocknern gegeben, die über die ge
samte Bandbreite eines Trockners einen konstanten Wär
me- und Stoffübergang gewährleisten sollen. Zur Opti
mierung von Schlitzdüsentrocknern werden Stoffüber
gangsmessungen bei Prallströmung aus Schlitzdüsenfel
dern mit unterschiedlichen Düsenflächen in einem weiten
Bereich der äußeren Einflußgrößen empirisch korreliert.
Die gefundene Beziehung wird dazu benutzt, optimale
Düsengeometrien bezüglich der Ventilatorleistung pro
m2 Warenfläche zu ermitteln. Dabei zeigt sich, daß ein
konstanter Wärme- und Stoffübergang über die Bahnbreite
dadurch erzielt wird, daß die Düsenschlitze kontinuier
lich vom Bahnrand zur Mitte hin zunehmende Schlitzweite
aufweisen.
Beim Trocknen großflächiger Warenbahnen muß oftmals
eine hohe Gleichmäßigkeit des Wärme- und Stoffübergangs
über die Bahnbreite gefordert werden, um örtliche Über
trocknung und damit verbundene Qualitätsminderung zu
vermeiden. In diesen Fällen werden vorzugsweise Schlitz
düsenfelder eingesetzt, in denen die Schlitze quer zur
Laufrichtung der Bahn angeordnet sind. Die dabei beob
achtete Randübertrocknung in den Schlitzdüsentrocknern
mit Abströmung in Schlitzrichtung ist auf die Vertei
lung der Austrittsgeschwindigkeit längs der Schlitze
zurückzuführen. Um diese Randübertrocknung zu vermei
den, folgt für Düsentrockner hieraus unter anderem, daß
die Abströmfläche möglichst das 3,5-fache der Düsenaus
trittsfläche betragen soll, um eine gleichmäßige Trock
nung über die Breite der Warenbahn zu erhalten.
Es ist heute Stand der Technik, in Schwebetrocknern für
Folien- oder Metallbänder mit Hilfe eines Tragluftdü
sensystems berührungslos eine Oberflächenbehandlung
vorzunehmen (Zeitschrift "gas wärme international", Band
24 (1975), Nr. 12, S. 527 bis 531). Es wird dabei die
mit Lösungsmittel angereicherte Trocknerluft direkt in
den Düsenfeldern wieder abgesaugt, um die unerwünschte
Transversalströmung zu beseitigen. Dies ergibt soge
nannte Düsentrockner bzw. Prallstrahltrockner, bei de
nen vor allem die staupunktähnliche Strömung einzelner
Düsen nachteilig ist, die sowohl bei laminarer als auch
bei turbulenter Strömungsform zu strömungsphysikalischen
Instabilitäten neigt, die insbesondere bei niedervisko
sen Flüssigkeitsfilmen zwangsläufig zu irreversiblen
Trocknungsstrukturen führen.
Zur Vermeidung von staupunktartigen Strömungen im An
fangsbereich der Trocknerapparatur wird nach der
PCT-Anmeldung W 082/03450 die Trocknerluft aus einem Vor
raum über geeignete Einlaßöffnungen und Strömungsabwei
ser in einen beruhigten Zwischenraum geführt, von dort
aus gelangt ein Teil der Trocknerluft über ein in un
mittelbarer Nähe zum Flüssigkeitsfilm angeordnetes
poröses Filterelement auf die zu trocknende Bahn. Die
Wirkungsweise einer solchen Trocknung beruht darauf,
daß sich zwischen dem porösen Schutzschild und dem zu
trocknenden Flüssigkeitsfilm eine beruhigte, an Lö
sungsmittel jedoch hoch angereicherte, schwache Luft
strömung ausbildet, die durch Austausch mit der über
dem porösen Medium transversal abströmenden Restluft
ständig erneuert wird und somit, aufgrund der relativ
kurzen Baulänge, eine Vortrocknung des Flüssigkeits
films mit verminderter Neigung zu Meliererscheinungen
erzielt wird.
Diese Art Trocknung ist gekennzeichnet durch überwie
gende Diffusion des Lösungsmitteldampf/Luftgemisches
durch den porösen Schutzschild, womit bei nahezu voll
ständig fehlendem konvektivem Abtransport innerhalb des
Raumes zwischen Band und Schutzschild eine vollständige
Austrocknung des Flüssigkeitsfilms nur bei sehr großen
Trocknerlängen oder unter Hinzuschalten nachgeordneter
Hilfstrockner möglich wird.
Ein besonderer Nachteil bisher eingesetzter Trocknungs
vorrichtungen besteht darin, daß aufgrund der lösungs
mittelbeladenen Luftströmungen innerhalb des Trockner
raumes eine mit der Außenatmosphäre verträgliche Ab
dichtungseinrichtung geschaffen werden muß. Je nach
Größe des Absolutdruckes innerhalb des Trocknerraumes
direkt über dem Flüssigkeitsfilm strömt bei Unterdruck
verhältnissen entweder ein Teil der benötigten Frisch
luft über den endlichen Dichtungsspalt nach innen oder
bei Überdruckverhältnissen ein Teil der lösungsmittel
beladenen Luft nach außen, wobei durch die Strömung im
Dichtspalt auf dem ungetrockneten Flüssigkeitsfilm
irreversible Strukturen erzeugt werden können.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine
Vorrichtung zu schaffen, mit denen auf Trägermateria
lien aufgebrachte Flüssigkeitsschichten im Durchlauf
betrieb getrocknet werden können und Oberflächenstruk
turen, welche die gleichmäßige Verteilung der getrock
neten Filmschicht verhindern und deren erwünschte Ei
genschaften beeinträchtigen könnten, sowohl für hoch-
als für niederviskose Flüssigkeitsschichten nicht auf
treten.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren der eingangs be
schriebenen Art derart gelöst, daß ein Trocknungsgas in
Längsrichtung und gegen- oder gleichsinnig zur Laufrich
tung des Trägermaterials entlang und parallel zu der
Flüssigkeitsschicht strömt und in Strömungsrichtung in
nerhalb der Trocknungszone beschleunigt wird.
Dabei läuft das Trägermaterial senkrecht durch die
Trocknungszone hindurch und trägt eine Seite des Träger
matrials eine Flüssigkeitschicht, die getrocknet wird.
In Ausgestaltung des Verfahrens ist das Trägermaterial
beidseitig mit Flüssigkeitsschichten versehen und werden
beide Seiten des Trägermaterials durch gegensinnig zur
senkrechten Laufrichtung des Trägermaterials strömendes
Trocknungsgas getrocknet. Ebenso ist es möglich, daß das
Trägermaterial mit auf seiner Unterseite aufgetragener
Flüssigkeitsschicht horizontal oder schräg durch die
Trocknungszone hindurchläuft und daß das Trocknungsgas
unterhalb des Trägermaterials entlang der hängenden
Flüssigkeitsschicht strömt.
Zweckmäßigerweise ist die Trocknungszone so ausgestal
tet, daß in der Trocknungszone auftretende Störungen,
wie Wirbel und Turbulenzen in der Gasströmung, durch die
beschleunigte Gasströmung gedämpft und laminar werden.
Dabei wird das Verfahren entweder in der Weise ange
wandt, daß die Durchströmung der Trocknungszone mit ei
nem konstanten Gasvolumenstrom erfolgt, wobei der Quer
schnitt der Trocknungszone gegen die Laufrichtung des
Trägermaterials ständig kleiner wird oder derart, daß
der Gasvolumenstrom gegen die Laufrichtung des Träger
materials ständig erhöht wird, bei gleichbleibendem
Querschnitt der Trocknungszone oder auch bei ständig
sich verminderndem Querschnitt der Trocknungszone.
Bei dem Verfahren tritt beispielsweise das Trägermateri
al unten durch den Trocknereinlaß in die Trocknungszone
ein, verläßt diese oben durch den Trocknerauslaß und
wird der von oben nach unten gerichtete Gesamtgasstrom
nahe dem Trocknereinlaß abgesaugt.
Eine Vorrichtung zum Trocknen einer auf einem durch eine
Trocknungszone bewegten Trägermaterial aufgebrachten
Flüssigkeitsschicht, die verdampfbare Lösungsmittelkom
ponenten und nicht-verdampfbare Komponenten enthält, mit
einem Trocknungskanal, durch den in Längsrichtung das
Trägermaterial läuft, und in den ein Trocknungsgasstrom
einströmt, zeichnet sich dadurch aus, daß eine Kanal
deckfläche eine in Strömungsrichtung des Trocknungska
nals veränderliche Gasdurchlässigkeit aufweist.
In Weiterbildung dieser Vorrichtung ist die Kanaldeck
fläche gegenüber der vertikal verlaufenden Kanalgrund
fläche geneigt, wobei die Kanaleinlaßbreite des Trock
nungskanals kleiner als die Kanalauslaßbreite ist. Da
bei ist der Kanaleinlaß der Bereich, in dem das Be
schichtungsgut in den Kanal einläuft.
Die weitere Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich aus
den Merkmalen der Patentansprüche 11 bis 17.
Mit der Erfindung werden die Vorteile erzielt, daß mit
relativ einfachen Baumaßnahmen, die eine bestimmte Gas
stromführung im Trocknungskanal bewirken, die gewünsch
te störungsfreie Trocknung nieder- und hochviskoser
Flüssigkeitsschichten auf Trägermaterialien erreicht
wird. Der Gasstrom ist am Kanaleinlaß, wo die Flüssig
keitsschicht am empfindlichsten gegen Verblasungen ist,
laminar. Dabei führt die hohe Strömungsgeschwindigkeit
im Kanaleinlaßbereich zu einer raschen Abführung der
Lösungsmittel. Die Flüssigkeitsschicht trocknet beson
ders schnell an und ist dann stabil gegen turbulente
Strömungen, die am aufgeweiteten Kanalauslaß auftreten
können. Bei einem Vertikalbandlauf des Tägermaterials
von unten nach oben werden die schweren Lösungsmittel
dämpfe durch den gegensinnigen Gasstrom in Richtung der
Schwerkraft und nicht entgegengesetzt dazu abgeführt.
Es muß keine strömungsberuhigte Eingangszone eingestellt
werden, und es spielt keine Rolle, ob im Bereich gerin
ger Strömungsgeschwindigkeiten am weiten Kanalauslaß
Turbulenzen auftreten oder nicht, da die Schicht dort
bereits angetrocknet ist. Die Luftströmung kann stark
beschleunigt werden und dadurch die Trocknerstrecke ver
kürzt werden. Der Wärmeübergang in der Trocknungszone
wird u.a. durch die Gasgeschwindigkeit bestimmt. Bei
gleichsinniger Gasströmung erfolgt die Bandanwärmung
und damit die Trocknung näher am Kanalauslaß, bei ge
gensinniger Gasströmung näher am Kanaleinlaß der Trock
nungszone.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von schematisch
dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es
zeigen:
Fig. 1 eine Schnittansicht einer ersten Ausführungs
form der Trocknungsvorrichtung für einseitige
Trocknung des Trägermaterials nach der Erfin
dung,
Fig. 2 eine schematische Schnittansicht einer zwei
ten Ausführungsform der Trocknungsvorrichtung
für beidseitige Trocknung des Trägermaterials
nach der Erfindung, mit zwei sich verengenden
Trocknungskanälen mit rechteckförmigem Quer
schnitt,
Fig. 3A und 3B einen schematischen Detailausschnitt im Be
reich des Kanaleinlasses einer Trocknungsvor
richtung, in der mit Unterdruck das Träger
material geführt wird, und eine schematische
Schnittansicht im Bereich des Kanaleinlasses
in leicht abgewandelter Ausführungsform ge
genüber Fig. 3A,
Fig. 4A und 4B je eine perspektivische Ansicht eines Trock
nungskanals mit trompetenförmiger Geometrie,
der anstelle des Trocknungskanals mit recht
eckförmigem Querschnitt in den Ausführungs
formen nach den Fig. 1 und 2 verwendet wer
den kann,
Fig. 5A eine Schnittansicht einer dritten Ausführungs
form der Trocknungsvorrichtung mit veränder
licher Durchlässigkeit der Deckfläche nach der
Erfindung,
Fig. 5B eine Schnittansicht einer vierten Ausführungs
form der Erfindung, ähnlich Fig. 5A, mit kon
stanter Durchlässigkeit der Deckfläche,
Fig. 6 eine fünfte Ausführungsform der Trocknungsvor
richtung nach der Erfindung, im Schnitt, bei
der die Laufrichtung des Trägermaterialbandes
und die Strömungsrichtung des Trocknungsgases
gleichsinnig sind, und
Fig. 7 eine schematische Schnittansicht einer sechs
ten Ausführungform mit horizontal geführtem
Untertrum des Trägermaterialbandes, auf dem
eine Flüssigkeitsschicht aufgebracht ist, die
nach unten weist.
In Fig. 1 ist in schematischer Schnittansicht eine
erste Ausführungsform einer Trocknungsvorrichtung 1
nach der Erfindung dargestellt. Ein Trägermaterialband
4, beispielsweise ein Metallband aus Aluminium oder ein
Folienband, läuft an einer Breitschlitzdüse 34 vorbei,
von der eine Flüssigkeitsschicht auf das Trägermateri
alband 4 aufgetragen wird, die verdampfbare Lösungsmit
telkomponenten und nichtverdampfbare Komponenten ent
hält. Das Trägermaterialband 4 wird um eine Umlenkrol
le 35 herumgeführt und läuft senkrecht nach oben durch
einen Kanaleinlaß 27, der eine Kanaleinlaßbreite b 1 auf
weist, in einen Trocknungskanal 2 ein. Dabei läuft das
Trägermaterialband 4 im Trocknungskanal 2 auf Tragrollen
6, die versenkt in der vertikalen Kanalgrundfläche 3
bzw. im Kanalboden eingelassen sind. Die Trocknungsvor
richtung 1 kann auch als Trockner ausgebildet sein, in
welchem das Trägermaterialband 4 über Lufttragedüsen
freischwebend geführt ist. Das Trägermaterialband kann
im Kanaleinlaßbereich auch durch Unterdruck an dem Ka
nalboden anliegend und anschließend über Stützwalzen
durch den Trocknungskanal 2 geführt werden.
Eine Kanaldeckfläche 7 ist als gasdurchlässige Fläche
ausgebildet, die gegenüber der vertikal verlaufenden
Kanalgrundfläche 3 geneigt ist, wobei die Kanaleinlaß
breite b 1 des Kanaleinlasses 27 des Trocknungskanals 2
kleiner als die Kanalauslaßbreite b 2 des Kanalauslasses
28 ist. Die Kanaldeckfläche 7 erstreckt sich beispiels
weise, beginnend an dem Kanaleinlaß 27 über die Gesamt
länge des Trocknungskanals 2.
Die Kanaldeckfläche 7 besteht aus einem durchgehenden
Filter mit konstanter Permeabilität. Die Querschnitte
des Trocknungskanals 2 sind rechteckförmig, wobei sich
die Kanalbreite von dem Kanaleinlaß 27 nach oben hin li
near auf die Kanalauslaßbreite b 2 vergrößert. Seitlich
von dem Trocknungskanal 2 befindet sich ein Luftraum 67
der Trocknungsvorrichtung 1. In der senkrechten Seiten
wand des Luftraumes 67 sind Einströmkanäle 44, 45, 46
angeordnet, durch die Trocknungsgas, insbesondere er
wärmte Luft, einströmt und durch die Kanaldeckfläche 7
in Richtung der Pfeile P in den Trocknungskanal 2 ein
tritt. Nach oben hin ist der Kanalauslaß 28 des Trock
nungskanals 2 durch einen Einströmkasten 39 mit einer
Filtermatte 48 abgeschlossen, durch den Trocknungsgas in
Strömungsrichtung B nach unten, gegensinnig zur Lauf
richtung A des Trägermaterialbandes 4, durch den Kanal
einlaß 27 in einen Absaugkasten 37 strömt, der den Ka
naleinlaß nach unten hin abschließt. Der Absaugkasten 37
ist mit einer Filtermatte 47 und einem diagonal angeord
neten gelochten Prallblech 49 ausgestattet, das eine
Wirbelbildung in der Gasströmung verhindert. Ebenfalls
kann der Einströmkasten 39 mit einem gelochten Prall
blech 73 ausgestattet sein. Das Prallblech 49 kann auch
weggelassen werden, falls die Filtermatte 47 allein da
zu ausreicht, eine Wirbelbildung zu unterdrücken. Für
den Fall, daß die über den Kanalauslaß eintretende Gas
strömung im konvergenten Trocknungskanal 2 allein zum
Trocknen ausreicht kann die Kanaldeckfläche 7 aus un
durchlässigem Material gefertigt werden, und das Ein
blasen eines Trocknungsgases durch die Seitenwand ent
fällt, so daß die Einströmkanäle in der senkrechten
Seitenwand der Trocknungsvorrichtung 1 wegfallen können.
Der Trocknungskanal 2 ist am Kanaleinlaß 27 und am Ka
nalauslaß 28 durch Lamellendichtungen 38 bzw. 40 oder
Labyrinthdichtungen möglichst dicht gegen das bewegte
Trägermaterialband 4 abgeschlossen. Die Lamellendich
tungen 38 und 40 sind an den vertikalen Außenwänden des
Absaugkastens 37 bzw. des Einströmkastens 39 angebracht,
die dem Trägermaterialband 4 zugewandt sind. Am Kanal
einlaß 27 für das Trägermaterialband 4 wird das Trock
nungsgas durch den Absaugkasten 37 hindurch abgezogen,
wobei je nach Verengung des Kanalquerschnittes und der
Menge des eingespeisten bzw. abgesaugten Trocknungsga
ses eine Geschwindigkeitssteigerung der Gasströmung von
oben nach unten im Trocknungskanal 2 entsteht, die Tur
bulenzen unterdrückt. Das aus dem Kanalauslaß 28 austre
tende Trägermaterialband 4 wird durch eine Umlenkrolle
36 aus der Vertikalrichtung in eine bestimmte Richtung
zur weiteren Verarbeitung geführt.
Bei der zur Laufrichtung A des Trägermaterialbandes 4
gegensinnigen Strömung des Trocknungsgases zeigt sich,
daß in dem nach unten konvergenten Trocknungskanal 2 die
Flüssigkeitsschicht auf dem Trägermaterialband 4 ohne
Verblasungen strukturfrei trocknet. Bei dieser Art von
Trocknung folgen die Gasströmung und die von der Flüs
sigkeitsschicht herrührenden Lösungsmitteldämpfe der
Schwerkraft. Die im Gegenlauf zum laminaren, nach unten
beschleunigten Gasstrom getrocknete Schicht auf dem Trä
germaterialband 4 zeigt keine Verblasungen, die unter
Umständen durch infolge der Schwerkraft abgelöste und
herabfallende Lösungsmitteldämpfe verursacht werden.
Dies kann durch Stillstands-Versuche gezeigt werden, bei
denen das mit der Flüssigkeitsschicht versehene Träger
materialband 4 im Trocknungskanal 2 angehalten, und mit
Hilfe von Strömungsprüfröhrchen gezeigt wird, daß Wir
bel von Lösungsmitteldämpfen nicht auftreten.
Fig. 2 zeigt eine schematische Schnittansicht einer
zweiten Ausführungsform der Trocknungsvorrichtung für
die beidseitige Trocknung des Trägermaterialbandes 4,
das beispielsweise auf beiden Seiten eine Flüssigkeits
schicht trägt und senkrecht von unten nach oben durch
die Trocknungsvorrichtung hindurchläuft. Die beiden
Trocknungskanäle 2 und 2′ sind symmetrisch zur Senkrech
ten ausgebildet. In Fig. 2 sind die außerhalb des
Trocknungskanals 2 befindlichen Bauteile, die an den
Einströmkasten 39 und den Absaugkasten 37 anschließen,
dargestellt, während die gleichen, am rechten Trocknungs
kanal 2′ angeschlossenen Bauteile zur Vereinfachung der
Zeichnung nicht dargestellt sind.
Das Trägermaterialband 4 läuft schräg von oben nach un
ten in einen Behälter 50 mit der aufzubringenden Flüs
sigkeit aus verdampfbaren Lösungsmittelkomponenten und
nicht-verdampfbaren Komponenten ein und wird um eine
Umlenkrolle 51 senkrecht nach oben durch den Spalt von
Abquetschwalzen 52, 53 und zwischen den Absaugkästen
37, 37′ hindurch in die Trocknungsvorrichtung geführt.
In dem Behälter 50 wird das Trägermaterialband 4 beid
seitig mit Flüssigkeit beschichtet, deren Überschuß im
Spalt zwischen den Abquetschwalzen 52, 53 abgequetscht
wird. Selbstverständlich können auch andere bekannte
Antragsverfahren zum beidseitigen Bechichten des Träger
materialbandes 4 angewandt werden. Innerhalb der Trock
nungsvorrichtung trennt das Trägermaterialband 4 die
beiden Trocknungskanäle 2, 2′ voneinander und tritt zwi
schen den beiden Einströmkästen 39, 39′ aus der Trock
nungsvorrichtung aus. Das Trocknungsgas wird über die
Filtermatten bzw. Metallgewebe oder dergleichen der
Einströmkästen 39, 39′ in die Trocknungskanäle 2, 2′ in
die Strömungsrichtungen B, B′ vertikal nach unten, ge
gensinnig zur Laufrichtung A des Trägermaterialbandes
4, eingeblasen. Die Trocknungskanalquerschnitte veren
gen sich nach unten, wodurch es zu einer Beschleunigung
der Trocknungsgasströme in Richtung der Kanaleinlässe
kommt. Das Trocknungsgas wird durch die Filtermatten
bzw. Metallgewebe der Absaugkästen 37, 37′, welche die
Kanaleinlässe nach unten hin abschließen, abgesaugt.
Das durch den linken Absaugkasten 37 abgesaugte Trock
nungsgas strömt durch eine Umluftleitung 54, in der ei
ne Drosselklappe 55 angeordnet ist, in einen Lüftungs
kasten 56. Der Lüftungskasten 56 besitzt eine Frisch
luftzuleitung, in der eine Drosselklappe 58 zum Regeln
der zugeführten Frischluftmenge montiert ist. Die
Frischluft strömt in Strömungsrichtung C in den Lüf
tungskasten 56. Desweiteren ist an dem Lüftungskasten
56 eine Abluftleitung angebracht, in der in Strömungs
richtung D verbrauchte Luft abgeführt wird. In dieser
Abluftleitung befindet sich eine Drosselklappe 59 zum
Regeln der abgeführten Luftmenge.
Von dem Lüftungskasten 56 führt die Umluftleitung durch
einen Wärmetauscher 57 hindurch, in welchem die in der
Umluftleitung strömende Luft erwärmt wird, bevor sie
über eine Drosselklappe 60 in den Einströmkasten 39 ein
tritt.
Die aus dem Trocknungskanal 2′ über den Absaugkasten 37′
abströmende Luftmenge zirkuliert in der gleichen Weise,
wie voranstehend beschrieben ist, durch die nicht ge
zeigten Bauteile für die Aufbereitung der Umluft und
wird über den Einströmkasten 39′ in den Trocknungskanal
2′ zurückgeführt.
In Fig. 3A ist der Bereich des Kanaleinlasses 27 einer
weiteren Ausführungsform der Erfindung im einzelnen
dargestellt. Diese Ausführungsform entspricht im wesent
lichen der Ausführungsform nach Fig. 1, mit dem Unter
schied, daß das Trägermaterialband 4 nicht über Rollen
läuft, die in der Kanalgrundfläche eingelassen sind,
sondern die Rückseite des Trägermaterialbandes 4 im Ab
saugbereich des Kanaleinlasses mit Unterdruck beauf
schlagt wird, wodurch sichergestellt wird, daß das Trä
germaterialband nicht durch die an der Oberseite entste
hende Gasströmung abgelenkt wird. Es liegt eine gegen
sinnige Trocknungsgasströmung zu der senkrecht nach oben
gerichteten Laufrichtung des Trägermaterialbandes 4 vor.
Im Absaugbereich befindet sich eine Unterdruckkammer 41,
die beispielsweise durch eine poröse Platte 42 gegen die
Rückseite des Trägermaterialbandes 4 hin geöffnet ist.
Im Inneren der Unterdruckkammer ist ein Lochblech 68 an
geordnet, das für ein gleichmäßiges Abströmen des ab
gesaugten Gases bzw. der abgesaugten Luft sorgt. Der
Kanaleinlaß 27 ist, ebenso wie im Falle der Ausführungs
form nach Fig. 1, durch einen Absaugkasten 37 nach un
ten hin abgeschlossen. Die in Strömungsrichtung B be
schleunigte Gasströmung tritt durch eine Filtermatte
47, ein Metallgewebe oder dergleichen in das Innere des
Absaugkastens 37 ein, in dem noch ein diagonal angeord
netes, gelochtes Prallblech 49 vorhanden sein kann.
Dieses Prallblech ist nicht unbedingt erforderlich und
kann auch weggelassen werden, falls es nicht zu Wirbel
bildungen innerhalb des Absaugkastens 37 kommt. Zweck
des Prallbleches 49 ist es nämlich, eine Wirbelbildung
innerhalb des Absaugkastens 37 zu verhindern, damit ei
ne über die gesamte Trocknerbreite gleichmäßige Absau
gung gewährleistet ist. An der senkrechten Außenseite
des Absaugkastens 37, zugewandt der Vorderseite des
Trägermaterialbandes 4, ist eine Lamellendichtung 38
oder eine Labyrinthdichtung angeordnet, die den Kanal
einlaß möglichst dicht, jedoch berührungsfrei, gegen
das bewegte Trägermaterialband 4 abschließt. In das In
nere des Trocknungskanals wird, ebenso wie im Falle der
Ausführungsform nach Fig. 1, durch die geneigte Kanal
deckfläche 7 Trocknungsgas bzw. Trocknungsluft einge
speist.
In Fig. 3B ist der Absaugbereich einer Ausführungsform
dargestellt, die weitgehend der Ausführungsform nach
Fig. 3A entspricht, mit dem einzigen Unterschied, daß
anstelle der Lamellendichtung eine Rakeldichtung 43 an
der senkrechten Außenseite des Absaugkastens 37 ange
bracht ist und den Kanaleinlaß möglichst dicht gegen das
Trägermaterialband 4 abschließt. An der Rückseite des
Trägermaterialbandes 4 befindet sich wieder eine Unter
druckkammer 41, die eine Ablenkung des Trägermaterial
bandes 4 durch die an der Oberseite entstehende Gasströ
mung verhindert.
In den Fig. 4A und B ist perspektivisch je ein Trock
nungskanal 2 dargestellt, der eine in Längsrichtung sich
vom Kanalauslaß zum Kanaleinlaß verjüngende trompetenför
mige Geometrie besitzt. Ein derartiger Trocknungskanal
kann in den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 1 bis
3B anstelle des dort eingesetzten Trocknungskanals ver
wendet werden. Durch die sich verjüngende trompetenför
mige Geometrie des Trocknungskanals ist sichergestellt,
daß es zu einer Beschleunigung des Luft- bzw. Gasstromes
in Strömungsrichtung kommt. Der Trocknungskanal nach Fig.
4A hat eine gekrümmte Deckfläche und gekrümmte Seitenwän
de, während der Trocknungskanal nach Fig. 4B rechteck
förmigen Querschnitt, d.h. senkrecht zur Bodenfläche aus
gerichtete Seitenwände, jedoch eine gekrümmte Deckfläche
besitzt.
Die Beschleunigung der Strömung im Trocknungskanal kann
durch zwei verschiedene Betriebsweisen oder auch durch
eine Kombination dieser beiden Betriebsweisen erreicht
werden. Bei der ersten Betriebsweise erfolgt die Durch
strömung des Trocknungskanals 2 mit einem konstanten
Luftvolumenstrom, der in allen Querschnitten des Trock
nungskanals vorliegt, wobei die Querschnitte des Trock
nungskanals in Richtung der Gasströmung ständig kleiner
werden. Die längenabhängige Verminderung des Kanalquer
schnitts ist so ausgeführt, daß in die Strömung einge
brachte Störungen ausgedämpft und die Strömung dadurch
laminar wird.
Bei der zweiten Betriebsweise geschieht die Zugabe des
zum Trocknen notwendigen Gas- bzw. Luftvolumenstroms
über geeignete Dosiereinrichtungen, die in der Umluft
leitung angebracht sind, und/oder durch Zufuhr von Luft
bzw. Gas über Einströmkanäle in den Trocknungskanal.
Der Gas- bzw. Luftvolumenstrom im Trocknungskanal wird
dabei ständig erhöht und so eingestellt, daß Störungen
ausgedämpft werden und der Gas- bzw. Luftstrom in eine
Laminarströmung übergeht. Hierzu wird bei den Ausfüh
rungsformen der Erfindung, wie sie in den Fig. 1 bis
5B dargestellt sind, wobei die Ausführungsformen nach
den Fig. 5A und 5B noch näher beschrieben werden,
der zur Trocknung benötigte Gas- bzw. Luftvolumenstrom
über die Dosiereinrichtungen und die Kanaldeckfläche 7
und/oder den Kanalauslaß 28 in den Trocknungskanal 2
gefördert und wird in diesem auf die Austrittsgeschwin
digkeit im Kanaleinlaßquerschnitt beschleunigt.
Dadurch wird erreicht, daß im Kanaleinlaßquerschnitt die
maximale Geschwindigkeit über die Länge des Trocknungs
kanals auftritt.
In der ersten Betriebsweise wird das beschichtete Trä
germaterialband 4 in unmittelbarer Nähe der vertikalen
Kanalgrundfläche 3 geführt und die Strömungsbeschleuni
gung durch die in Strömungsrichtung zur Kanalgrundfläche
konvergierende Kanaldeckfläche 7 herbeigeführt. Die Form
des Kanalquerschnitts ist rechteckförmig, und die Kanal
breite verkleinert sich linear von der Kanalauslaßbreite
b 2 auf die Kanaleinlaßbreite b 1. Der gleiche Effekt wird
beispielsweise mit den in den Fig. 4A und B gezeigten
trompetenförmigen Geometrien des Trocknungskanals 2 er
zielt. Daneben sind noch andere Kanalgeometrien möglich,
solange diese eine in Strömungsrichtung erforderliche
Beschleunigung herbeiführen.
Bei der zweiten Betriebsweise ergeben sich insbesondere
gute Trocknungsergebnisse, wenn bei rechteckförmigem
Kanalquerschnitt die vertikal verlaufende Kanaldeckflä
che 7 als durchgehendes, gasdurchlässiges Filter ausge
legt wird. Bei konstantem Kanalquerschnitt über die Län
ge des Trocknungskanals, d.h. mit anderen Worten, bei
vertikal und parallel zur Kanalgrundfläche verlaufender
Kanaldeckfläche stellt sich bei konstanter Filterpermea
bilität längs des Trocknungskanals aufgrund des anstei
genden Gasmengenstroms von sich aus die gewünschte Be
schleunigung der Strömung in Richtung Kanaleinlaß ein,
die zusätzlich noch durch eine sich ändernde Durchläs
sigkeit des durchgehenden Filters gesteuert werden
kann. Die Kanaldeckfläche 7 muß nicht aus einem durch
gehenden Filter bestehen, sondern kann vielmehr auch
aus aneinandergereihten, gleichdicken Filtermatten 26
(vgl. Fig. 5A) mit unterschiedlicher Durchlässigkeit
bestehen. Die letztere kann auch dadurch erreicht wer
den, daß die Filtermatten gleiche Konsistenz bzw. glei
chen Aufbau besitzen, jedoch unterschiedliche Dicken
aufweisen. Eine andere Möglichkeit besteht darin, die
Filtermatten mit gleicher Dicke, jedoch mit unterschied
lichem Aufbau bzw. unterschiedlicher Konsistenz auszu
gestalten.
Bei geneigter Kanaldeckfläche 7 wird der Gasmengenstrom
und damit die Strömungsbeschleunigung in erster Linie
durch die Neigung der Kanaldeckfläche bestimmt. Falls
die geneigte Kanaldeckfläche 7 aus einem durchgehenden
Filter oder aus Filtermatten besteht, reicht im allge
meinen ein gleichmäßiger Aufbau bzw. gleichmäßige Kon
sistenz und damit gleichbleibende Durchlässigkeit über
die Länge des Trocknungskanals 2 aus.
Die beschleunigte Gas- bzw. Luftströmung verläuft in
Bandnähe parallel zum Trägermaterialband und ist gegen
sinnig zu dessen Laufrichtung gerichtet, so daß durch
die, relativ zum Flüssigkeitsfilm, immmer schneller
werdende Gas-/Luftströmung und deren Grenzschichtströ
mung in der Nähe des Flüssigkeitsfilms die Diffusions
wege des verdampfenden Lösungsmittels klein gehalten
werden und somit bei hoher Endgeschwindigkeit der
Gas-/Luftströmung ein großer Wärme- und Stoffübergang von
der Flüssigkeitsschicht zu dem Trocknungsmedium ermög
licht wird. In einem konvergenten Trocknungskanal, bei
Luftströmung von oben nach unten und gegensinnig zur
Bandlaufrichtung, werden Schichten ohne Verblasungen
erzeugt, wobei die Luftströmung und die Lösemittel
dämpfe der Schwerkraft folgen.
Die über die Breite des zu trocknenden, flüssigkeits
beschichteten Trägermaterialbandes 4 vorliegende kon
stante Geschwindigkeit der Strömung ergibt eine sehr
gleichmäßige Trocknung des Flüssigkeitsfilms quer zur
Bahnlaufrichtung.
Fig. 5A zeigt eine schematische Schnittansicht einer
dritten Ausführungsform der Trocknungsvorrichtung 1, bei
der der Trocknungskanal 2 eine senkrecht verlaufende
Kanaldeckfläche 7 besitzt, die parallel zu der senkrech
ten Kanalgrundfläche 3 verläuft. Die Kanaldeckfläche 7
besteht aus aneinandergereihten, gleichdicken Filtermat
ten 26, die unterschiedliche Durchlässigkeit für ein Gas
bzw. Luft aufweisen. In Fig. 5A ist die unterschiedli
che Durchlässigkeit durch unterschiedlich starke Schraf
furen der einzelnen Filtermatten 26 angedeutet, in der
Weise, daß die Filtermatte nahe dem Kanalauslaß stärker
schraffiert ist, entsprechend ihrer geringeren Durch
lässigkeit, und die Schraffuren der Filtermatten 26 in
Richtung des Kanaleinlasses abnehmen, um anzuzeigen, daß
die Durchlässigkeit der Filtermatten entgegen der Lauf
richtung A des Trägermaterialbandes 33 zunimmt. Die
übrigen Bauteile der Trocknungsvorrichtung, die mit den
Bauteilen der Ausführungsformen der Trocknungsvorrich
tung nach den Fig. 1 und 3A übereinstimmen, sind mit den
gleichen Bezugszahlen wie in den Fig. 1 und 3A be
legt. Vor dem Kanaleinlaß 27 des Trocknungskanals 2 be
findet sich ein Absaugkasten 37 mit einer Filtermatte 47.
Die Kanalquerschnitte sind über die Länge des Trock
nungskanals 2 gleichbleibend. Wegen der unterschiedli
chen Durchlässigkeiten der Filtermatten 26 strömt je
weils eine unterschiedliche Gas-/Luftmenge durch die
einzelne Filtermatte 26, was durch die Größe der geboge
nen Pfeile P 1 bis P 4, die den einzelnen Filtermatten 26
zugeordnet sind, angedeutet wird. Über den Einström
kasten 39 mit der Filtermatte 48 strömt von oben Luft
bzw. Gas in den Trocknungskanal 2. Durch die in Richtung
des Kanaleinlasses erfolgte Zunahme der zugeführten
Gas-/Luftmenge ergibt sich eine Beschleunigung der Strömung
entgegen der Laufrichtung des Trägermaterialbandes 33.
Diese Beschleunigung bzw. dieser Geschwindigkeitszuwachs
der Strömung auf den Kanaleinlaß hin ist durch die grö
ßer werdenden Geschwindigkeitspfeile v i , die parallel zu
dem Trägermaterialband 33 eingezeichnet sind, angedeu
tet. Die seitliche Zufuhr von Trocknungsgas bzw. Luft
durch die Kanaldeckfläche 7 erfolgt über Einströmkanäle
61 der Trocknungsvorrichtung 1.
Die in Fig. 5B gezeigte vierte Ausführungsform stimmt,
mit Ausnahme der Deckfläche, mit der dritten Ausführungs
form überein. Die Deckfläche 7 der vierten Ausführungs
form besitzt gleichbleibende Permeabilität über die
Kanallänge. Da der über die Deckfläche zugeführte Gas
mengenstrom in Richtung Kanaleinlaß auch bei konstanter
Permeabilität der Deckfläche zunimmt, erfolgt eine Be
schleunigung der Strömung entgegen der Laufrichtung des
Trägermaterialbandes 33.
Der Einström- und der Absaugkasten sind mittels Laby
rinthdichtungen 40 bzw. 38 gegen das Trägermaterialband
33 abgedichtet, und eine Unterdruckkammer 41 sorgt für
Unterdruck auf der Rückseite des Trägermaterialbandes 33
im Bereich des Kanaleinlasses, um eine Bandablenkung an
der Vorderseite des Bandes 33 durch die Strömung zu ver
hindern.
Die Kanaldeckfläche 7 kann ferner aus aneinandergereih
ten Filtermatten gleicher Struktur und gleicher Konsi
stenz, jedoch unterschiedlicher Dicken, bestehen, wobei
die Dicke der Filtermatten entgegen der Laufrichtung des
Trägermaterialbandes 33 abnimmt, d.h. mit anderen Wor
ten, die Durchlässigkeit der Filtermatten in Richtung
des Kanaleinlasses zunimmt.
Bei dem Filter bzw. den Filtermatten handelt es sich um
handelsübliche sogenannte Laminardurchflußfilter, wie
sie beispielsweise in Zuluftfilteranlagen von Rein-Räu
men eingesetzt werden. Derartige Filterelemente filtern
einerseits Schmutzpartikeln aus dem Gas-/Luftstrom heraus
und sorgen andererseits für eine sehr gleichmäßige lami
nare Strömung durch die einzelnen Filterelemente hin
durch in den Trocknungskanal hinein.
Fig. 6 zeigt eine fünfte Ausführungsform der Trocknungs
vorrichtung nach der Erfindung im Schnitt, bei der die
Kanaldeckfläche 7 gegen die vertikale Kanalgrundfläche 3
in Richtung Kanalauslaß konvergiert. Die Kanaldeckfläche
7 ist gas-/luftdurchlässig und besteht aus einem durch
gehenden Filter, kann aber auch aus aneinandergereihten
Filtermatten gefertigt sein, wie sie in Fig. 5A darge
stellt sind.
Der Kanaleinlaß des Trocknungskanals 2 ist größer als
der Kanalauslaß. Die Querschnitte des Trocknungskanals
2 sind rechteckförmig, wobei sich die Kanalbreite von
dem Kanaleinlaß nach oben hin linear auf die Breite des
Kanalauslasses verkleinert. Seitlich von dem Trocknungs
kanal befindet sich ein Luftraum 69 der Trocknungsvor
richtung. In der senkrechten Seitenwand des Luftraumes
69 sind Einströmkanäle 62 angeordnet, durch die Trock
nungsgas, beispielsweise erwärmte Luft, einströmt und
durch die Kanaldeckfläche 7 in Richtung der Pfeile P 1
bis P 4 in den Trocknungskanal 2 eintritt. Die zunehmen
de Größe der Pfeile P 1 bis P 4 zeigt an, daß die Strö
mung des Trocknungsgases innerhalb des Trocknungskanals
2 von unten nach oben hin zunimmt, das heißt mit ande
ren Worten, daß die Strömungsgeschwindigkeit in Rich
tung Kanalauslaß anwächst.
Das Trägermaterialband 4 ist um eine Umlenkrolle 35
herumgeführt, der eine Breitschlitzdüse 34 in
7-Uhr-Stellung mit geringem Spalt gegenüberliegt. Durch die
Breitschlitzdüse 34 wird eine Flüssigkeitsschicht aus
verdampfbaren Lösungsmittelkomponenten und nicht-ver
dampfbaren Komponenten auf die Vorderseite des Träger
materialbandes 4 aufgetragen, das senkrecht nach oben
durch den Kanaleinlaß in den Trocknungskanal 2 ein
läuft. Dabei läuft das Trägermaterialband 4 über Trag
rollen 6, die seitlich im geringen Abstand von der Ka
nalgrundfläche 3 angeordnet sind.
Der Kanaleinlaß ist durch einen Einströmkasten 39 mit
einer Filtermatte 48 abgeschlossen, und das gesamte
oder ein Teil des Trocknungsgases strömt durch den Ein
strömkasten 39 und die Filtermatte 48 in Strömungsrich
tung B nach oben, gleichsinnig zur Laufrichtung A des
Trägermaterialbandes 4, durch den Trocknungskanal 2.
Den Kanalauslaß schließt ein Absaugkasten 37 mit einer
Filtermatte 47 ab, durch welche das Trocknungsgas abge
saugt wird.
Der Trocknungskanal 2 ist am Kanaleinlaß und am Kanal
auslaß durch Lamellendichtungen 40 bzw. 38 bzw. Laby
rinthdichtungen möglichst dicht, jedoch ohne zu strei
fen, gegen das bewegte Trägermaterialband 4 abgeschlos
sen. Die Lamellendichtungen 38, 40 befinden sich an den
senkrechten Außenwänden des Absaugkastens 37 bzw. des
Einströmkastens 39, die dem Trägermaterialband 4 zuge
wandt sind.
Das aus dem Kanalauslaß austretende Trägermaterialband
4 wird über eine Umlenkrolle 36 geführt und aus der
Senkrechtrichtung in eine schräg nach unten verlaufende
Richtung zur weiteren Verarbeitung gelenkt.
Bei der zur Laufrichtung A des Trägermaterialbandes 4
gleichsinnigen Strömung des Trocknungsgases wird er
reicht, daß am Kanaleinlaß des Senkrechttrockners eine
Laminarströmung mit einer Mindestgeschwindigkeit er
zeugt werden muß, die das Herabfallen der aus der Flüs
sigkeitsschicht auf dem Trägermaterialband 4 austreten
den Lösemitteldämpfe verhindert. Um die Lösemittel
dämpfe in Laufrichtung des Trägermaterialbandes 4 mit
zuführen, wird die Strömungsgeschwindigkeit am Kanal
einlaß so hoch eingestellt, daß der Schwerkrafteinfluß
durch die Strömungsgeschwindigkeit des Trocknungsgases
überwunden wird. Dies geschieht in der Weise, daß am
Kanaleinlaß des Trocknungsgases durch entsprechende
Maßnahmen am Einströmkasten 39, wie das Anbringen der
Filtermatte 48 und eines Lochblechs 70 im Inneren des
Einströmkastens, das Trocknungsgas schon laminar ein
strömt. Dadurch können dann die Lösemitteldämpfe mit
der erforderlichen Geschwindigkeit nach oben abgeführt
werden. Dadurch wird die Gefahr des Auftretens von Ver
blasungsstrukturen an der beschichteten Vorderseite des
Trägermaterialbandes 4 vermieden.
Bei der sechsten Ausführungsform der Erfindung nach
Fig. 7 verlaufen der Trocknungskanal 2, ein Obertrum
65 und ein Untertrum 66 des Trägermaterialbandes 4 ho
rizontal. Bei dieser Ausführungsform ist die Strömungs
richtung B des Trocknungsgases, das durch den Einström
kasten 39 in den Trocknungskanal 2 einströmt und durch
den Absaugkasten 37 abströmt, gegensinnig zu der Lauf
richtung A des Untertrums des Trägermaterialbandes 4
durch den Trocknungskanal 2, und die Strömung wird in
Strömungsrichtung B beschleunigt.
Diese Ausführungsform wird beispielsweise beim Aufbrin
gen einer zweiten Schicht S 2 auf eine getrocknete erste
Schicht S 1 auf dem Trägermaterialband 4 eingesetzt.
Beispielsweise ist die Oberseite des Obertrums 65 schon
mit einer getrockneten ersten Flüssigkeitsschicht ver
sehen und wird über eine Umlaufrolle 63 herumgeführt.
Eine Breitschlitzdüse 64 ist in der 11-Uhr-Stellung und
in geringem Abstand zu der Umlenkrolle 63 angeordnet.
Durch die Breitschlitzdüse 64 wird die zweite Flüssig
keitsschicht auf die getrocknete erste Flüssigkeits
schicht auf dem Trägermaterialband 4 appliziert. Die
zweite Flüssigkeitsschicht durchläuft, hängend an der
Unterseite des horizontal geführten Untertrums 66, den
Trocknungskanal 2. Das Trägermaterialband 4 wird unter
halb und entlang einer horizontalen Kanaldecke 71 des
Trocknungskanals 2 geführt. Ein Kanalboden 72 des
Trocknungskanals 2 konvergiert in Strömungsrichtung B
des Trocknungsgases. Der Kanaleinlaß des Trocknungska
nals 2 für das Trägermaterialband 4 besitzt eine ge
ringere Höhe als der Kanalauslaß, den der vertikal aus
gerichtete Einströmkasten 39, der eine Filtermatte 48
aufweist, abschließt. Der Kanaleinlaß wird von dem Ab
saugkasten 37 und dessen Filtermatte 47 abgeschlossen.
Sowohl der Einström- als auch der Absaugkasten tragen
auf ihren horizontalen Oberseiten Labyrinthdichtungen,
die den Kanalauslaß und den Kanaleinlaß gegen das Un
tertrum 66 des Trägermaterialbandes 4 abdichten.
Diese Ausführungsform des Trocknungskanals ist in ihrer
Anordnung und Wirkungsweise vergleichbar mit der rech
ten Hälfte der Ausführungsform nach Fig. 2, wenn in
Betracht gezogen wird, daß der Trocknungskanal 2 hori
zontal und nicht vertikal, wie bei der Ausführungsform
nach Fig. 2, angeordnet ist, und daß es sich um das
Aufbringen und Trocknen einer zweiten Schicht auf einer
ersten Schicht des Trägermaterialbandes handelt.
Claims (17)
1. Verfahren zum Trocknen einer auf einem durch eine
Trocknungszone bewegten Trägermaterial aufgebrachten
Flüssigkeitsschicht, die verdampfbare Lösungsmittelkom
ponenten und nicht-verdampfbare Komponenten enthält,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Trocknungsgas in Längs
richtung und gegen- oder gleichsinnig zur Laufrichtung
des Trägermaterials entlang und parallel zu der Flüssig
keitsschicht strömt und in Strömungsrichtung innerhalb
der Trocknungszone beschleunigt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Trägermaterial senkrecht durch die Trocknungs
zone hindurchläuft und daß eine Seite des Trägermateri
als eine Flüssigkeitsschicht trägt, die getrocknet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich
net, daß das Trägermaterial beidseitig mit Flüssigkeits
schichten versehen ist und daß beide Seiten des Träger
materials durch gegensinnig zur senkrechten Laufrichtung
des Trägermaterials strömendes Trocknungsgas getrocknet
werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Trägermaterial mit auf seiner Unterseite aufge
tragener Flüssigkeitsschicht horizontal oder schräg
durch die Trocknungszone hindurchläuft und daß das
Trocknungsgas unterhalb des Trägermaterials entlang der
hängenden Flüssigkeitsschicht strömt.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Durchströmung der Trocknungszone mit einem kon
stanten Gasvolumenstrom erfolgt, wobei der Querschnitt
der Trocknungszone gegen die Laufrichtung des Trägerma
terials ständig kleiner wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß der Gasvolumenstrom gegen die Laufrichtung des
Trägermaterials, bei gleichbleibendem Querschnitt der
Trocknungszone, ständig erhöht wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß der Gasvolumenstrom gegen die Laufrichtung des
Trägermaterials, bei abnehmendem Querschnitt der Trock
nungszone, ständig erhöht wird.
8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich
net, daß das Trägermaterial unten durch den Trockner
einlaß in die Trocknungszone eintritt, diese oben durch
den Trocknerauslaß verläßt und daß der von oben nach
unten gerichtete Gesamtgasstrom nahe dem Trocknereinlaß
abgesaugt wird.
9. Vorrichtung zum Trocknen einer auf einem durch
eine Trocknungszone bewegten Trägermaterial aufgebrach
ten Flüssigkeitsschicht, die verdampfbare Lösungsmit
telkomponenten und nicht-verdampfbare Komponenten ent
hält, mit einem Trocknungskanal, durch den in Längs
richtung das Trägermaterial hindurchläuft, und in den
ein Trocknungsgasstrom einströmt, dadurch gekennzeich
net, daß eine Kanaldeckfläche (7) eine in Strömungs
richtung des Trocknungsgases veränderliche oder kon
stante Gasdurchlässigkeit aufweist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeich
net, daß die Kanaldeckfläche (7) gegenüber der vertikal
verlaufenden Kanalgrundfläche (3) geneigt ist, wobei
die Kanaleinlaßbreite (b 1) des Trocknungskanals (2)
kleiner als die Kanalauslaßbreite (b 2) ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Trocknungskanalquerschnitte rechteck
förmig sind und daß sich die Kanalbreite von der Kanal
einlaßbreite (b 1) nach oben hin linear auf die Kanal
auslaßbreite (b 2) vergrößert.
12. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Trocknungskanal (2) eine sich nach
unten hin trompetenförmig verengende Geometrie aufweist,
die zu einer vertikal nach unten hin zunehmenden Be
schleunigung des oben einströmenden Gasstromes führt.
13. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeich
net, daß der Trocknungskanal (2) einen gleichbleibenden
Querschnitt aufweist, wobei die Durchlässigkeit der Ka
naldeckfläche (7) in Vertikalrichtung von einem Mini
malwert nahe dem Kanalauslaß (28) auf einen Maximalwert
nahe dem Kanaleinlaß (27) ansteigt.
14. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Eintrittsspalt in den Kanaleinlaß
(27) auf der einen Seite von einer Lamellendichtung
(38) gegen ein bewegtes Trägermaterialband (4) begrenzt
ist und daß die Lamellendichtung (38) sich auf der ver
tikalen, dem Trägermaterialband (4) zugewandten Außen
seite eines Absaugkastens (37) befindet, der den Trock
nungskanal (2) im Bereich des Kanaleinlasses (27) nach
unten hin abschließt.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekenn
zeichnet, daß gegenüber dem Absaugkasten (37) auf der
anderen Seite des Trägermaterialbandes eine Unterdruck
kammer (41) angeordnet ist, die eine dem Trägermateri
alband (4) zugewandte poröse Platte (42) aufweist.
16. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Eintrittsspalt in den Kanaleinlaß
(27) auf der einen Seite von einer Rakeldichtung (43)
gegen ein beweges Trägermaterialband (4) begrenzt ist
und daß die Rakeldichtung (43) sich auf der vertikalen,
dem Trägermaterialband (4) zugewandten Außenseite eines
Absaugkastens (37) befindet.
17. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Kanalauslaß (28) durch eine Lamellen
dichtung (40), bis auf einen schmalen Spalt, gegen das
bewegte Trägermaterialband (4) begrenzt ist und daß die
Lamellendichtung auf der vertikalen, dem Trägermaterial
band (4) zugewandten Außenseite eines Einströmkastens
(39) angeordnet ist, der den Trocknungskanal (2) im Be
reich des Kanalauslasses (28) nach oben hin abschließt
und durch den der Trocknungsgasstrom in den Trocknungs
kanal (2) unter Druck einströmt.
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