DE4009313C2 - Belüftungssystem zum Wärmebehandeln von flachen Materialbahnen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Belüftungssystem zum Wärmebehandeln von flachen Materialbahnen, mittels dessen ein erhitztes gasförmiges Medium über Verteilungskanäle im Kreislaufverfahren quer zur Bahnlaufrichtung zugeführt und abgesaugt wird, bestehend aus einem geschlossenen wärmeisolierten Gehäuse, das einen Eintritts- und Austrittsschlitz für die Materialbahn aufweist, und unterhalb und oberhalb der Materialbahn sowie quer zur Bahnlaufrichtung über die Bahnbreite reichende und in Bahnlängsrichtung hintereinander angeordnete zu Schlitzdüsensätzen zusammengefaßte Schlitzdüsen vorgesehen sind, die mit einem das gasförmige Medium zuführenden und absaugenden Gebläse in Verbindung stehen.

Es ist bekannt, daß thermoplastische Kunststoff-Folien zur Verbesserung gewisser physikalischer Eigenschaften unmittelbar nach dem Extrudieren, Kalandrieren oder Gießen mittels geeigneter Einrichtungen in Behandlungskammern gereckt oder fixiert werden. Ferner werden solche Materialbahnen mit flüssigen Medien beschichtet und anschließend in Trockenkammern getrocknet.

Die Materialbahnen werden z. B. in der vorstehend erwähnten bekannten Anlage wärmebehandelt, indem man ein temperiertes gasförmiges Medium, vorzugsweise Luft, über eine Vielzahl von in der Anlage angeordneten und quer zur Materialbahn-Laufrichtung sich erstreckenden und über die gesamte Materialbahn ragenden Schlitzdüsen auf die Oberflächen der Materialbahn einseitig oder beidseitig ausströmen läßt. Um möglichst Wärmeverluste zu vermeiden, werden diese Anlagen üblicherweise in geschlossener Bauart ausgeführt. Außer den Materialeintritts- und Austrittsschlitzen sind deshalb sämtliche Teile nach außen hin abgeschlossen.

Bekannt ist aus der US-PS 4,170,075 eine Trockenkammer mit einer Blasdüsenanordnung für bahnartiges Gut. Die Blasdüsen sind dabei quer zur Laufrichtung des Gutes hintereinander sowie oberhalb und unterhalb der Materialbahn und über die Bahnbreite reichend angeordnet. Diesen Blasdüsen wird von jeweils einen zu beiden Seiten der Trockenkammer-Längsachse an der Innenwand der Trockenkammer und unterhalb des Trockenkammer-Bodens installierten Ventilator über einen ebenfalls an der Innenwand vertikal verlaufenden Kanal, der mit einem unterhalb und oberhalb der Blasdüsen im rechten Winkel zur Blasdüsenlängsachse angeordneten Verteilerkanal eine Einheit bildet, gasförmiges Medium zugeführt.

Eine definierte Absaugung des zugeführten gasförmigen Mediums ist hierbei jedoch nicht vorgesehen. Damit besteht die Möglichkeit, daß das gasförmige Medium von einer Trockenkammer in die andere wandern kann, es somit durch unterschiedliche Temperaturverweilzeit zu Schlierenbildung auf dem Folienmaterial kommen kann und es kann schließlich zu Wärmeverlusten aufgrund von unterschiedlichen Temperaturen in dem im Kreislaufverfahren bewegten gasförmigen Medium kommen. Ein weiterer Nachteil an der bekannten Trockenkammer besteht darin, daß mehrere, je Trockenkammer mindestens zwei, Ventilatoren zum Einsatz kommen müssen, um das gasförmige Medium über ein Kanalsystem den Blasdüsen und der Folienbahn zuzuführen.

Bekannt ist aus der US-PS 4,341,024 die Anordnung einer einzigen Belüftungseinheit zum Wärmebehandeln von Materialbahnen.

Hier sind an einem zentralen Luftführungskanal obere und untere Düsensätze angeschlossen, die Behandlungsmedium auf das zu behandelnde Gut aufblasen.

Die Rückluft, d. h. das abgekühlte Behandlungsmedium, wird allerdings nicht gezielt richtungsorientiert und nicht differenziert aus der Behandlungszone abgesaugt. Es entstehen unkontrolliert zirkulierende Strömungen, die sich insbesondere bei der Wärmebehandlung von thermoplastischen Folienbahnen negativ auf den Behandlungsprozeß und auf das Folienmaterial selbst auswirken.

Ferner ist aus der GB-PS 1 207 827 eine Vorrichtung zum Trocknen bahnförmigen Materials bekannt, deren Aufgabe es ist, über die gesamte Blaskastenbreite einen kontinuierlichen und gleichmäßigen Strom von Trocknungsmedium mit etwa gleichmäßiger Temperatur zu liefern, um so ein gleichmäßiges Trocknen des Materials über dessen Breite zu ermöglichen.

Die Rückluft wird auch im Falle der GB-PS 1 207 827 nicht gezielt richtungsorientiert und nicht differenziert aus der Behandlungszone gesaugt.

Dem erfindungsgemäßen Belüftungssystem liegt daher die Aufgabe zugrunde, unter Beibehaltung eines effektiven Behandlungsprozesses, insbesondere bei thermoplastischen Folienbahnen, ein definiertes Absaugen des der Materialbahn zugeführten gasförmigen Mediums zu erreichen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Danach sind ausgehend von einem zentrisch auf der Trockenkammer angeordneten Gebläse, das die Belüftungseinheit bildet, die wenigsten jeweils einen voneinander getrennt angeordneten Druck- und Saugraum für das gasförmige Medium aufweist, unmittelbar unter und unmittelbar über dem Rückströmbereich von Schlitzdüsensätzen horizontal verlaufende Saugkanäle angeordnet. Die Saugkanäle der unteren und der oberen Schlitzdüsensätze münden über entsprechende Kanäle in einen zentralen Rücksaugkanal, der unterhalb der die Belüftungseinheit tragenden oberen Isolierung in Richtung der Trockenkammer-Querachse verläuft und mit dem Saugraum der Belüftungseinheit verbunden ist. An den Schmalseiten der Trockenkammer verlaufen in den Eckbereichen vertikal angeordnete Kanäle, deren untere freie Enden direkt mit dem unteren Saugkanälen in Verbindung stehen, während ihre oberen freien Enden über jeweils einen Arm eines Y-förmig ausgebildeten Kanalzwischenstückes mit dem zentralen Rücksaugkanal verbunden sind.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, daß das gasförmige Medium definiert abgesaugt und somit für das gasförmige Medium keine Möglichkeit besteht von einer Zone in die andere zu gelangen. Damit wird gleichzeitig eine etwaige Temperaturungleich­ mäßigkeit auf der Zublasseite mittels des rückströmenden Gases mit eventuell unterschiedlicher Temperatur ausgeschlossen. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß im Vergleich zum bekannten Stand der Technik je Trockenkammer nur ein Lüfter zum Einsatz kommt, der als zentrale Belüftungseinheit fungiert, wobei als Heizmedium Dampf, Öl oder Elektrizität eingesetzt werden kann; darüber hinaus ist auch eine direkte oder indirekte Gasheizung möglich.

Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1: Die Schnittdarstellung D-D einer Trockenkammer in der Vorderansicht mit der zentral angeordneten Belüftungseinheit gemäß Fig. 3.

Fig. 2: Die Schnittdarstellung C-C einer Trockenkammer in der Seitenansicht gemäß Fig. 1.

Fig. 3: Die Schnittdarstellung A-A einer Trockenkammer in der Draufsicht gemäß Fig. 1.

Fig. 4: Die Schnittdarstellung E-E einer Trockenkammer in der Draufsicht gemäß Fig. 1.

Fig. 5: Die Schnittdarstellung B-B einer Trockenkammer in der Draufsicht gemäß Fig. 1.

In der Zeichnung nach Fig. 1 bis 5 wird eine Trockenkammer 1 einer aus mehreren derartigen hintereinander angeordneten und miteinander verbundenen Trockenkammern bestehenden Trockenanlage in der Draufsicht bzw. im Querschnitt dargestellt.

Auf der Oberseite der Trockenkammer 1 befindet sich gemäß Fig. 1 eine Belüftungseinheit 2, bestehend aus dem Gehäuse 3, in dem sich in voneinander getrennten Räumen 4, 5 ein Lüfter 6 und ein Heizkörper, beispielsweise ein Gasbrenner 7, befinden. In dieser Einheit wird das gasförmige Medium, nachfolgend mit Luft bezeichnet, erwärmt. Die erwärmte Luft wird gemäß Fig. 3 mittels des Lüfters 6, z. B. eines Radialgebläses, angesaugt und über statische Luftmischelemente 8, 9 in seitliche Bereiche, in sogenannte Luftmischkammern 10, 11 der Belüftungseinheit 2 gepreßt. Die erwärmte Luft wird nachfolgend, wie Fig. 1 und 3 zeigen, in die an der Innenseite 12, 13 der Außenwände 14, 15 parallel zur Querachse 16 der Trockenkammer 1 unterhalb der oberen Isolierung 17 verlaufenden Verteilerkanäle 18, 19, 20, 21 geleitet und von hier zu den in den Kanalführungsbereich 22, 23 der Trockenkammer 1 vertikal installierten Verteilerkanälen 24, 25, 26, 27 geführt. Vor den vertikalen Verteilerkanälen 24, 25, 26, 27, mittels welchen die Luft zu den Verteilungskanälen 28, 29, 30, 31 gemäß Fig. 1 und 5 der Düsensätze 32, 33, 34, 35 (Fig. 2) geführt wird, befindet sich nochmals jeweils ein statischer Mischer 36, 37, 38, 39, wodurch die Temperaturgleichmäßigkeit erhöht wird. Die temperierte Luft wird mittels der bereits erwähnten vertikalen Luftzufuhrkanäle 24, 25, 26, 27 zu den oberen und unteren Verteilungskanälen 28, 29, 30, 31 geleitet, von wo aus die Luft über die Düsen bzw. Düsensätze 32, 33, 34, 35 gemäß Fig. 2 dem Behandlungsmaterial 40, beispielsweise einer Kunststoffolie, zugeführt wird. Aufgrund dessen, daß die Düsensätze 32, 33, 34, 35 zu beiden Seiten der Trockenkammerachsen mittels der Verteilungskanäle 28, 29, 30, 31 zusammengefaßt sind, findet in den einzelnen Düsen der Düsensätze ein Druckausgleich statt, wodurch eine gleichmäßige Ausblasgeschwindigkeit über die gesamte Düsenbreite erreicht wird. Die Rückluft aus dem Bereich der unteren Düsensätze 32, 33 und der oberen Düsensätze 34, 35 wird über zwischen den einzelnen Düsen vorhandenen Zwischenräumen von jeweils einem unmittelbar über bzw. unter den Düsen angeordneten Saugkanal 41, 42, 43, 44 (Fig. 1) nach unten bzw. nach oben gesaugt, wobei eine Luftgeschwindigkeit von unter 1 Meter pro Sekunde, bedingt durch den freien Querschnitt zwischen den Düsen, erzielt wird. Die betreffenden unteren Saugkanäle 42, 44 sind über vertikal in den Eckbereichen der Trockenkammer 1 installierten Kanälen 45, 46, 47, 48 (Fig. 1 und 3) mit dem Rücksaugbereich für die oberen Düsensätze 34, 35 verbunden. Von einem unterhalb der oberen Isolierung 17 verlaufenden zentralen Rücksaugkanal 49 wird die über die oberen und unteren Saugkanäle 41, 42, 43, 44 angesogene Rückluft zur Belüftungseinheit 2 geführt und dort von dem Radial­ lüfter 6 über den Saugraum 5 in den vorgeschriebenen Kreislauf zurückgeführt.

Bei der Herstellung von hochwertigen Folien, wie Polyesterfolie, aber auch Polypropylen- Kondensatorfolie, ist die Verwendung von Luftfiltern erforderlich, um sicherzustellen, daß die die Folie beaufschlagende Luft frei von Staub ist.

Um diesen Anwendungsbereich gerecht zu werden, werden die oberen horizontal verlaufenden Verteilerkanäle 18, 19, 20, 21 mit je einem nicht dargestellten Filtersatz bestückt, so daß ausreichend Filtermenge vorhanden ist. In diesem Falle wird die Luft dann durch die nicht dargestellten Filter in die vier horizontal verlaufenden Verteilerkanäle 18, 19, 20, 21 gemäß Fig. 3 geführt und von dort über die statischen Mischer 36, 37, 38, 39 (Mischer 38 ist nicht dargestellt) in die vertikal installierten Verteilerkanäle 24, 25, 26, 27 geleitet.

Das erfindungsgemäße Belüftungssystem ist nun wie in den Fig. 1-5 dargestellt, aufgebaut. Die stirnseitigen Außenwände 50, 51 und die Außenwände 14, 15, die an ihren freien Enden mit einem unteren Trockenkammerboden 52 und einer oberen Isolierung 17 verbunden sind, bilden den Rahmen einer Trockenkammer. Mehrere derartige Trockenkammern hintereinander angeordnet und miteinander verbunden, bilden lufttechnisch und temperaturmäßig jedoch von einander getrennt, eine Wärmebehandlungsanordnung für z. B. thermoplastische Kunststoffolien.

Innerhalb des Folienbahn-Führungsbereiches 53 sind beidseitig zur Quer- und Längsachse der Trockenkammer von einem ersten und einem zweiten Schottblech 54, 55 begrenzt, zwei obere Düsensätze und zwei untere Düsensätze, bestehend aus jeweils 6 bzw. 4 Einzeldüsen je nach Zonenlänge mit festem oder einstellbaren Düsenspalt, angeordnet. Die Einzeldüsen werden gemäß der Fig. 1 und 5 mittels je einem linken und rechten horizontal verlaufenden Verteilungskanal 28, 29, 30, 31 zu einem Düsensatz zusammengefaßt. Über die Kanäle 28, 29 und 30, 31 erfolgt ein Druckausgleich zwischen den beiden Luftzufuhrseiten, wodurch eine hohe Luftvergleichmäßigung erzielt wird.

Die beiden oberen Düsensätze 34, 35 sind so innerhalb der Trockenkammer 1 unter und über der Folienbahnebene 40 angeordnet, daß mittig ein zwischen den Düsensätzen vorhandener Abstand zum Zwecke der Wartung und Kontrolle des Folienlaufbereiches gebildet wird, wodurch z. B. Folienreste auch während des Betriebes der Anlage entfernt werden können.

Die beiden unteren Düsensätze 32, 33 sind unterhalb der Folienbahnebene 40 angeordnet. Die im Kanalführungsbereich 22, 23 vertikal verlaufenden Verteilerkanäle 24, 25, 26, 27, die die erwärmte Luft zu den oberen Düsensätzen 34, 35 und den unteren Düsensätzen 32, 33 leiten, sind in dem Bereich der oberen Düsensätze 34, 35 als Doppelkanäle ausgebildet, womit über eine Kanalführung sowohl der untere wie auch der obere Düsensatz mit Warmluft versorgt werden kann. Im Luftzufuhrbereich für die oberen Düsensätze 34, 35 sind Lufteinstellklappen 56, 57 vorgesehen, sodaß der Druck zwischen den oberen und unteren Düsensätzen 34, 35, 32, 33 eingestellt werden kann und eine optimale Luftgleichmäßigkeit erreicht wird.

In den Eckbereichen der Trockenkammer 1 verlaufen vertikale Kanäle 45, 46, 47, 48 für die Rückluft. Im unteren Bereich der Trockenkammern 1 (Fig. 4) verbinden gekröpfte Anschlußstücke 58, 59 die vertikalen Kanäle 45, 46, 47, 48 mit den Absaugdüsen 41, 42, 43, 44. Im oberen Bereich sind die Kanäle 45, 46, 47, 48 über jeweils ein Y-förmiges Zwischenstück 60, 61 mit den zentralen unterhalb der oberne Isolierung 17 verlaufenden Rücksaugkanal 49 verbunden. Der zentrale Rücksaugkanal 49 wiederum steht über eine mittig in der oberen Isolierung 17 unterhalb der Belüftungseinheit 2 vorhandenen mit einem Luftfilter 62 (je nach Heizart) besetzten Aussparung mit dem Saugraum 5 der Belüftungseinheit 2 in Verbindung.

Jeweils 4 untere und obere horizontal unterhalb bzw. oberhalb der Düsensätze 32, 33, 34, 35 und selbige weitgehenst überdeckend angeordnete Saugkanäle 41, 42, 43, 44 mit als Rundlöcher oder auch Schlitzdüsen ausgebildete Düsen 63 (Fig. 4) sorgen für die Aufnahme der zwischen den einzelnen Schlitz-Düsen rückströmenden Luft, womit gleichzeitig eine definierte Absaugung der über die Düsensätze strömenden Rückluft gewährleistet wird.

Claims (6)

1. Belüftungssystem zum Wärmebehandeln von flachen Materialbahnen, insbesondere thermoplastischen Folienbahnen, mittels dessen ein erhitztes gasförmiges Medium über Vertei­ lungskanäle im Kreislaufverfahren quer zur Bahnlaufrichtung zugeführt und abgesaugt wird, bestehend aus einem geschlossenen wärmeisolierten Gehäuse, das einen Eintritts- und Austrittsschlitz für die Materialbahn aufweist, und unterhalb und oberhalb der Materialbahn sowie quer zur Bahnlaufrichtung über die Bahnbreite reichende und in Bahnlängsrichtung hintereinander angeordnete zu Schlitzdüsensätzen zusammengefaßte Schlitzdüsen vorgesehen sind, die mit einem das gasförmige Medium zuführenden und absaugenden Gebläse in Verbindung stehen, dadurch gekennzeichnet, daß das Gebläse (2) wenigstens jeweils einen voneinander getrennt angeordneten Druckraum (4) und Saugraum (5) für gasförmiges Medium aufweist und zu beiden Seiten des Gebläses (2) parallel zur Trockenkammer-Querachse (16) jeweils eine Luftmischkammer (10; 11) angeordnet ist, die über innerhalb der Trockenkammer (1) vorhandene Verteilerkanäle (18, 19, 20, 21 und 24, 25, 26, 27) eine Verbindung zu den Schlitzdüsensätzen (32, 33, 34, 35) herstellen und daß auf der den Schlitzdüsenöffnungen entgegengesetzten Seite jedes Schlitzdüsensatzes ein horizontal verlaufender mit Absaugdüsen ausgestatteter Saugkanal (41, 42, 43, 44) angeordnet ist und jeder Saugkanal über einen innerhalb der Trockenkammer (1) vorhandenen separaten Kanal (45, 46; 47, 48) und über einen zentralen Rücksaugkanal (49) mit dem Saugraum (5) des Gebläses (2) in Verbindung steht.

2. Belüftungssystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet, daß die Saugkanäle (42, 44) der unteren Schlitzdüsensätze (32, 33) und die Saugkanäle (41, 43) der oberen Schlitzdüsensätze (34, 35) über separate Kanäle (45, 46; 47, 48) in einen zentralen Rücksaugkanal (49) münden.

3. Belüftungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Saugkanäle (42, 44) mit den in den Eckbereichen der Trockenkammer (1) vertikal angeordneten separaten Kanälen (45, 46, 47, 48) über gekröpfte Anschlußstücke (58, 59) verbunden sind.

4. Belüftungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Saugkanäle (41, 43) über einen Stutzen (64) mit dem zentralen Rücksaugkanal (49) verbunden sind.

5. Belüftungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zentrale Rücksaugkanal (49) mittig und unterhalb einer oberen Isolierung (17), sich in Richtung der Trockenkammer-Querachse (16) erstreckend, angeordnet ist.

6. Belüftungssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die freien Enden des zentralen Rücksaugkanals (49) über ein Y-förmiges Zwischenstück (60, 61) mit den freien Enden der separaten Kanäle (45, 46, 47, 48) verbunden sind.