DE4102276C1 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Entstaubung bewegter Materialbahnen, vorzugsweise aus Papier, die zur Neutralisation elektrostatischer Aufladungen auf der Materialbahn mindestens eine Hochspannungselektrode aufweist.The invention relates to a device for the dedusting of moving Material webs, preferably of paper, for neutralization electrostatic charges on the material web at least one Has high voltage electrode.
An der Berührungsstelle einer Materialbahn mit der sie führenden Leitwalzen fließen aufgrund von Reibung und unterschiedlicher elektrochemischer Potentiale Ladungen von der einen auf die andere Oberfläche. Die Materialbahn wird also unter Bildung eines elektrischen Feldes elektrostatisch aufgeladen. Neutrale Staubteilchen werden in diesen elektrischen Feldern polarisiert, angezogen und angelagert.At the point of contact of a material web with the one leading it Guide rollers flow due to friction and different electrochemical potentials charges from one to the other Surface. The material web is thus forming a electric field electrostatically charged. Neutral Dust particles are polarized in these electrical fields, dressed and attached.
Es sind Vorrichtungen bekannt, die mittels einer Blasdüse und einer entgegen der Bewegungsrichtung der Materialbahn sich drehenden Bürste den Staub auf der Materialbahn entfernen. Diese Bürsten haben jedoch eine abrasive Materialbelastung zur Folge und sind einer die Reinigungsleistung verminderten Abnützung unterworfen.Devices are known which use a blow nozzle and a rotating against the direction of movement of the material web Brush the dust off the material web. Have these brushes however result in an abrasive material load and are one of them Cleaning performance subject to reduced wear.
Durch die europäische Patentschrift 02 45 526 ist eine Vorrichtung zur Entstaubung bewegter Materialbahnen der eingangs genannten Art bekannt geworden, bei der innerhalb einer über der Materialbahn angeordneten Sonde eine Hochspannungselektrode zur Neutralisierung des elektrischen Feldes, das von den Überschußladungen auf der Materialbahn ausgeht, vorgesehen ist. Dadurch läßt sich der an der Materialbahn anhaftende Staub leichter ablösen. Der Staub wird durch Anblasen der Materialbahn aufgewirbelt und in einen Absaugkanal abgeführt. Die Anblasdüse und der Absaugkanal befinden sich ebenfalls innerhalb der Sonde.The European patent 02 45 526 is a device for the dedusting of moving material webs of the type mentioned at the beginning become known at within one above the web arranged probe a high voltage electrode for neutralization of the electric field caused by the excess charges on the Material web runs out, is provided. This allows the at Detach adhering dust more easily. The dust gets through Blow up the material web and whirl it up into a suction channel dissipated. The blowing nozzle and the suction channel are located also inside the probe.
Bei Bahngeschwindigkeiten in der Größenordnung um 15 m pro Sekunde zeigt die Erfahrung, daß fester an der Materialbahn haftende Staubpartikel mittels einer Vorrichtung, wie sie in der europäischen Patentschrift 02 45 526 beschrieben ist, nicht mit Sicherheit entfernt werden können, da die kinetische Energie der die Staubpartikel von der Bahn lösenden Luft nicht beliebig gesteigert werden kann bzw. der Aufwand dazu wirtschaftlich nicht vertretbar ist. Außerdem wird der Materialbahn durch das Anblasen Feuchtigkeit entzogen, wodurch sie brüchig wird.At web speeds in the order of 15 m per second experience shows that more firmly adhering to the material web Dust particles using a device such as that used in European Patent specification 02 45 526 is not described with certainty can be removed because the kinetic energy of the Air that removes dust particles from the web is not arbitrary can be increased or the cost of doing so is not economical is justifiable. In addition, the material web is blown through Extracts moisture, which makes it brittle.
Nach der vorliegenden Erfindung soll daher die Aufgabe gelöst werden, einen hohen Wirkungsgrad bei der Entstaubung von Materialbahnen zu erzielen und gleichzeitig eine abrasive oder sonstige mechanische oder chemische Materialbelastung der Materialbahn zu vermeiden.According to the present invention, the object is therefore to be achieved be a high efficiency in the dedusting of To achieve material webs and at the same time an abrasive or other mechanical or chemical material pollution of the Avoid material web.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mindestens eine mittels mindestens einer weiteren Hochspannungselektrode elektrostatisch aufladbare Kunststoffbahn, die mittels Leitwalzen mindestens teilweise parallel zur Materialbahn geführt ist, vorgesehen ist und zur Ablösung von Staubpartikeln von der Kunststoffbahn dieser eine Absauganlage zugeordnet ist. Damit wird eine längere Wegstrecke, über die Staub von der Materialbahn abgezogen werden kann, geschaffen. Außerdem wird eine mögliche mechanische oder chemische Materialbeanspruchung durch Anblasen bzw. Absaugen auf die strapazierfähigere Kunststoffbahn übertragen.This object is achieved in that at least one by means of at least one further high-voltage electrode electrostatically chargeable plastic web that is guided by guide rollers is at least partially parallel to the material web, is provided and for the detachment of dust particles from the Plastic sheet this is assigned a suction system. So that will a longer distance, over the dust from the material web can be deducted. It also becomes a possible one mechanical or chemical material stress caused by blowing or Transfer suction to the more durable plastic sheet.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen in Verbindung mit der Beschreibung zweier Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung. Auf dieser zeigt schematischFurther features and advantages of the invention result from the Subclaims in connection with the description of two Exemplary embodiments with reference to the drawing. On this shows schematically
Fig. 1 einen Schnitt durch eine erste Ausführungsform, Fig. 1 shows a section through a first embodiment,
Fig. 2 einen Schnitt durch einen Teil einer zweiten Ausführungsform. Fig. 2 shows a section through part of a second embodiment.
Fig. 1 zeigt eine Materialbahn 1, z. B. eine Papierbahn, die über eine Umlenkwalze 2 zugeführt und eine weitere Umlenkwalze 3 abgeführt wird. In Laufrichtung der Materialbahn 1 ist unmittelbar nach der Umlenkwalze 2 an Unter- und Oberseite der Materialbahn 1 je eine Hochspanungselektrode 4 in axialer Ausführung angeordnet, die sich über die gesamte Breite der Materialbahn 1 erstreckt. Zwischen den Umlenkwalzen 2, 3 ist entlang der Unterseite, über die ganze Breite und in gleicher Laufrichtung der Materialbahn 1 eine angetriebene endlose Kunststoffbahn 5 mittels Leitwalzen 7, 8 parallel und über eine weitere Leitwalze 9 zurückgeführt. Analog zur Kunststoffbahn 5 ist eine weitere angetriebene endlose Kunststoffbahn 6 entlang der Oberseite und über die Breite der Materialbahn 1 mittels Leitwalzen 10, 11 parallel und über eine weitere Leitwalze 12 zurückgeführt. Die Seitenlinien der Kunststoffbahn 5, 6 bilden je ein Dreieck, wobei je eine Seite parallel und je eine Seite senkrecht zur Laufrichtung der Materialbahn 1 verläuft. Fig. 1 shows a material web 1 , z. B. a paper web, which is fed via a deflection roller 2 and a further deflection roller 3 is removed. In the running direction of the material web 1 of the material web 1 immediately after the guide roller 2 at bottom and top each positioned a Hochspanungselektrode 4 of the axial type which extends over the entire width of the material web. 1 Between the deflection rollers 2, 3 , a driven endless plastic web 5 is guided in parallel by means of guide rollers 7, 8 along the underside, over the entire width and in the same direction of travel of the material web 1 and returned via a further guide roller 9 . Analogous to the plastic sheet 5 is a further driven endless plastic web 6 along the top and across the width of the material web 1 by means of guide rolls 10, 11 and fed back via a further guide roller parallel 12th The side lines of the plastic web 5, 6 each form a triangle, with one side running parallel and one side perpendicular to the running direction of the material web 1 .
Die Leitwalzen 7, 8, 9 der Kunststoffbahn 5 und die Leitwalzen 10, 11, 12 der Kunststoffbahn 6 sind je in einem Rahmen 13, 14 drehbar gelagert. Die Rahmen 13, 14 sind in bekannter Weise und aus Übersichtlichkeitsgründen nur für den Rahmen 13 schematisch gekennzeichnet mittels je einer linearen Führung, die im wesentlichen je eine an den Rahmen 13, 14 befestigte Gewindemutter 15, je eine Gewindespindel 16 und je einen Antriebsmotor 17 aufweist, an die Materialbahn 1 zwecks Wartung oder Austausch einer Kunststoffbahn 5 oder 6 an- bzw. abstellbar.The guide rollers 7, 8, 9 of the plastic web 5 and the guide rollers 10, 11, 12 of the plastic web 6 are each rotatably mounted in a frame 13, 14 . The frames 13, 14 are identified in a known manner and, for reasons of clarity, only schematically for the frame 13 by means of a linear guide, which essentially has a threaded nut 15 fastened to the frame 13, 14 , a threaded spindle 16 and a drive motor 17 , on or off the material web 1 for maintenance or replacement of a plastic web 5 or 6 .
Jeder Kunststoffbahn 5, 6 ist in ihrer Laufrichtung nach dem zur Materialbahn 1 parallelen Abschnitt eine im Rahmen 13, 14 befestigte, sich über die gesamte Breite der Kunststoffbahn erstreckende Absauganlage 18, 19 zugeordnet. Die Absauganlage 18, 19 beinhaltet im wesentlichen zur Entfernung einer elektrostatischen Aufladung der Kunststoffbahn 5, 6 eine Hochspannungselektrode 36, 37, eine Anblasdüse 38, 39 und einen Absaugkanal 40, 41. An den Absaugkanal 40, 41 ist eine den Luftabtransport unterstützende Saugpumpe anschließbar. Each plastic web 5, 6 is assigned in its running direction, according to the section parallel to the material web 1 , a suction system 18, 19 fastened in the frame 13, 14 and extending over the entire width of the plastic web. The suction system 18, 19 essentially contains a high-voltage electrode 36, 37 , a blowing nozzle 38, 39 and a suction channel 40, 41 to remove an electrostatic charge on the plastic web 5, 6 . A suction pump supporting the air removal can be connected to the suction channel 40, 41 .
Jeder Kunststoffbahn 5, 6 ist in ihrer Laufrichtung vor der Leitwalze 7, 10 je eine Hochspannungselektrode 20, 21 in axialer Ausführung angeordnet, die sich über die gesamte Breite der Kunststoffbahn 5, 6 erstreckt und ebenfalls im Rahmen 13, 14 befestigt ist.Each plastic web 5, 6 is arranged in its running direction in front of the guide roller 7, 10 each have a high-voltage electrode 20, 21 in an axial configuration, which extends over the entire width of the plastic web 5, 6 and is also fastened in the frame 13, 14 .
Fig. 2 zeigt eine spezielle Ausführungsform von einer einer endlosen Kunststoffbahn 22 zugeordneter Absauganlage. Gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist eine angetriebene endlose Kunststoffbahn 22 mittels Leitwalze 23, 24 zu einer Materialbahn parallel und über eine Leitwalze 25 zurückgeführt. Die Leitwalzen 23, 24, 25 sind in einem der Materialbahn an- bzw. abstellbaren Rahmen 26 drehbar gelagert. In Laufrichtung der Kunststoffbahn 22 ist vor der Leitwalze 23 eine sich über die ganze Breite der Kunststoffbahn 22 erstreckende im Rahmen 26 befestigte Hochspannungselektrode 27 angeordnet. Unmittelbar nach der Leitwalze 24 ist an die Kunststoffbahn 22 ebenfalls eine sich über ihre ganze Breite erstreckende, im Rahmen 26 befestigten Hochspannungselektrode 28 angestellt. Entlang dem darauffolgenden Abschnitt 33 der Kunststoffbahn 22 sind zwischen den Leitwalzen 24 und 25 mehrere, im vorliegenden Fall drei sich über die gesamte Breite der Kunststoffbahn 22 erstreckende metallische Feldplatten 29, 30, 31 im Rahmen 26 montiert und einzeln an einen Hochspannungsgenerator anschließbar. Im gleichen Abschnitt 33 der Kunststoffbahn 22 ist in Laufrichtung nach den Feldplatten 29, 30, 31 ein Absaugkanal 32 an die Kunststoffbahn 22 angestellt, in der Weise, daß sein Trichter 34 teilweise die letzte Feldplatte 31 berührungslos umgreift. Der Absaugkanal 32 ist an eine den Luftabtransport unterstützende Saugpumpe anschließbar. FIG. 2 shows a special embodiment of a suction system assigned to an endless plastic web 22 . According to the exemplary embodiment according to FIG. 1, a driven endless plastic web 22 is guided parallel to a material web by means of guide rollers 23, 24 and is returned via a guide roller 25 . The guide rollers 23, 24, 25 are rotatably mounted in a frame 26 which can be turned on or off the material web. Arranged in the direction of travel of the plastic web 22 in front of the guide roller 23 is a high-voltage electrode 27 which extends in the frame 26 and extends over the entire width of the plastic web 22 . Immediately after the guide roller 24 , a high-voltage electrode 28 , which extends over its entire width and is fastened in the frame 26, is also attached to the plastic web 22 . Along the subsequent portion 33 of the plastic sheet 22 are between the guide rolls 24 and 25, a plurality of extending in the present case three over the entire width of the plastic web 22 metallic field plates 29, 30, 31 mounted in the frame 26 and individually connected to a high voltage generator. In the same section 33 of the plastic sheet 22 , a suction channel 32 is placed on the plastic sheet 22 in the running direction after the field plates 29, 30, 31 , in such a way that its funnel 34 partially engages around the last field plate 31 without contact. The suction channel 32 can be connected to a suction pump that supports the air removal.
Die bewegte, durch Reibung elektrisch aufgeladene Materialbahn 1 wird zwischen den an ihrer Unter- und Oberseite angeordneten Hochspannungselektroden 4 hindurchgeführt. Die Hochspannungselektroden 4 sind im Ausführungsbeispiel als Ionisierungsstäbe ausgeführt und jeweils an einen Hochspannungsgenerator mit variabler Spannungsfrequenz anschließbar. The moving material web 1 , which is electrically charged by friction, is passed between the high-voltage electrodes 4 arranged on its lower and upper sides. In the exemplary embodiment, the high-voltage electrodes 4 are designed as ionizing rods and can each be connected to a high-voltage generator with a variable voltage frequency.
Durch die Ionisierungsstäbe werden Ionen erzeugt. Dies geschieht mit einer hohen Wechselspannung, wodurch positive und negative Ionen erzeugt und bereitgestellt werden. Ein Vorteil bei dieser Hochspannungsionisation liegt darin, daß, der Sinuskurve der Wechselspannung folgend, dipolare Ionen zu gleichen Teilen erzeugt werden. So wird, unbhängig vom Vorzeichen vorhandener elektrostatischer Ladungen, stets das entgegengesetzte Potential zum Ausgleich, also der Neutralisation der elektrostatisch aufgeladenen Materialbahn 1, angeboten. Die elektrischen Kräfte zwischen den polarisierten Staubpartikeln und der Materialbahn werden ausgehoben. Es ist bekannt, daß mit einem Ionisierungsstab Durchlaufgeschwindigkeiten einer Materialbahn 1 bis zu 1,5 m pro Sekunde bewältigt werden können. Bei höheren Arbeitsgeschwindigkeiten müssen mehrere Ionisierungsstäbe parallel nebeneinander montiert werden.Ions are generated by the ionizing rods. This is done with a high alternating voltage, which generates and provides positive and negative ions. An advantage of this high-voltage ionization is that, following the sine curve of the alternating voltage, dipolar ions are generated in equal parts. Thus, unbhängig existing on the sign of electrostatic charges, always the opposite potential to compensate, so the neutralization of electrostatically charged material web 1, offered. The electrical forces between the polarized dust particles and the material web are extracted. It is known that throughput speeds of a material web 1 of up to 1.5 m per second can be managed with an ionizing rod. At higher working speeds, several ionizing bars have to be mounted side by side in parallel.
Nachdem die Materialbahn 1 neutralisiert ist und die Staubteilchen somit leicht ablösbar sind, gelangt sie im weiteren Verlauf zwischen die parallel geführten Kunststoffbahnen 5 und 6. Die Kunststoffbahnen 5, 6 sind einerseits ebenfalls durch Reibung an den Umlenkwalzen 7, 8, 9 und 10, 11, 12 und mittels der Hochspannungselektroden 20, 21 elektrostatisch aufgeladen. Die Hochspannungselektroden 20, 21 sind ebenfalls als Ionisierungsstäbe ausgebildet, die jedoch an eine Gleichspannung angeschlossen werden. Vorteilhafterweise wird das Vorzeichen der zur Aufladung der Kunststoffbahnen 5, 6 angelegten Spannung so gewählt, daß es der Polarisierungsrichtung der Materialbahn 1 vor der Neutralisation entspricht. Das heißt, daß das sich zwischen den Kunststoffbahnen 5, 6 und der Materialbahn 1 aufbauende elektrische Feld so gerichtet ist, daß es der erneuten Polarisierung der Materialbahn durch Reibungselektrizität an der Umlenkwalze 3 entgegensteht. Die Staubteilchen auf der Materialbahn werden im elektrischen Feld von der Kunststoffbahn 5 bzw. 6 angezogen und angelagert. Um die von der Materialbahn 1 mitgerissene Luft, die sich parallel zur Materialbahn 1 bewegt, nicht zu verwirbeln und der Anziehung und Anlagerung der Staubpartikel an die Kunststoffbahnen 5, 6 nicht entgegenzuwirken, werden die Kunststoffbahnen 5, 6 vorzugsweise in gleicher Laufrichtung wie die Materialbahn 1 angetrieben.After the material web 1 is neutralized and the dust particles are thus easily removable, it passes between the parallel plastic webs 5 and 6 in the further course. The plastic webs 5, 6 are also electrostatically charged on the one hand by friction on the deflection rollers 7, 8, 9 and 10, 11, 12 and by means of the high-voltage electrodes 20, 21 . The high-voltage electrodes 20, 21 are also designed as ionizing rods, which, however, are connected to a direct voltage. The sign of the voltage applied to charge the plastic webs 5, 6 is advantageously chosen so that it corresponds to the direction of polarization of the material web 1 before neutralization. This means that the electric field building up between the plastic webs 5, 6 and the material web 1 is directed in such a way that it opposes the renewed polarization of the material web by frictional electricity on the deflection roller 3 . The dust particles on the material web are attracted and deposited in the electric field by the plastic web 5 or 6 . In order not to swirl the air entrained by the material web 1 , which moves parallel to the material web 1 , and not to counteract the attraction and attachment of the dust particles to the plastic webs 5, 6 , the plastic webs 5, 6 are preferably in the same running direction as the material web 1 driven.
Durch die genannten Maßnahmen und die vergleichsweise lange Wegstrecke auf der Materialbahn 1, die durch den parallel geführten Abschnitt der Kunststoffbahnen 5, 6 bestimmt wird, wird eine vollständige Ablösung der Staubteilchen von der Materialbahn 1 erreicht.Due to the measures mentioned and the comparatively long distance on the material web 1 , which is determined by the parallel section of the plastic webs 5, 6 , a complete detachment of the dust particles from the material web 1 is achieved.
Jede staubbehaftete Kunststoffbahn 5, 6 wird nach der Umlenkwalze 8 bzw. 12 in der Absauganlage 18 bzw. 19 vorbeigeführt, die in bekannter Weise den Staub von der Kunststoffbahn 5 bzw. 6 trennt. Dabei werden mittels Spannungsbeaufschlagung die Kunststoffbahn 5 bzw. 6 als auch die Staubpartikel neutralisiert, so daß eine leichtere Ablösung und Absaugung möglich wird. Ein so hoher Wirkungsgrad für die Entstaubung, wie er bei der Materialbahn 1 verlangt wird, ist nicht erforderlich.Each dusty plastic sheet 5, 6 is guided past the deflection roller 8 or 12 in the suction system 18 or 19 , which separates the dust from the plastic sheet 5 or 6 in a known manner. The plastic sheet 5 or 6 and the dust particles are neutralized by applying voltage, so that easier detachment and suction is possible. Such a high efficiency for dedusting as is required for the material web 1 is not necessary.
Bei der speziellen Ausbildung der Absauganlage 35 gemäß der Fig. 2, wird die vorher mittels der als Ionsierungsstab ausgebildeten Hochspannungselektrode 27 aufgeladene Kunststoffbahn 22 nach der Staubentfernung von einer parallel geführten Materialbahn 1 über die Umlenkwalze 24 an einer weiteren als Ionisierungsstab ausgebildeten Hochspannungselektrode 28 vorbeigeführt und wieder neutralisiert. Die im weiteren Verlauf folgenden Feldplatten 29, 30, 31 erzeugen ein elektrisches Feld, um die Staubpartikel von der Kunststoffbahn 22 abzuziehen. Durch eine bestimmte zeitliche Reihenfolge der Beschaltung der Feldplatten 29, 30, 31 gelangt der abgelöste Staub in den Trichter 34. Das Ablösen des Staubes von der Kunststoffbahn 22 und der Weitertransport in den Trichter 34 kann durch Anblasen des Staubes mittels einer Anblasdüse unterstützt werden. Aus dem Trichter 34 wird er über den Absaugkanal 32 abtransportiert. Die Beschaltung der Feldplatten 29, 30, 31 hat folgende zeitliche Reihenfolge. Zu einem Zeitpunkt T1 wird die Feldplatte 29 mit einer Gleichspannung beaufschlagt. Zum Zeitpunkt T2 wird die Feldplatte 30 zugeschaltet und zum Zeitpunkt T3 die Feldplatte 29 wieder ausgeschaltet. Zum Zeitpunkt T4 wird die Feldplatte 31 zugeschaltet. Im Zeitraum zwischen T3 und T4 kann der Staub auf der Feldplatte 29 zur Feldplatte 30 abgezogen werden. Zum Zeitpunkt T5 wird die Feldplatte 30 ausgeschaltet und die Feldplatte 29 wieder eingeschaltet, so daß im Zeitraum zwischen T4 und T5 der Staub auf der Feldplatte 30 zur Feldplatte 31 abgezogen werden kann. Zum nächsten Zeitpunkt wird die Feldplatte 31 wieder ausgeschaltet, so daß der Staub auf der Feldplatte 31 abgesaugt werden kann und die Reihenfolge der Beschaltung der Feldplatten 29, 30, 31 von neuem beginnt.In the special design of the suction system 35 according to FIG. 2, the plastic web 22 previously charged by means of the high-voltage electrode 27, which is designed as an ionizing rod, is guided past another high-voltage electrode 28, designed as an ionizing rod, after dust removal from a parallel web of material 1 via the deflection roller 24, and again neutralized. The field plates 29, 30, 31 which follow in the course of the process generate an electric field in order to pull the dust particles off the plastic web 22 . The detached dust gets into the funnel 34 through a certain chronological order of the connection of the field plates 29, 30, 31 . The detachment of the dust from the plastic web 22 and the further transport into the funnel 34 can be supported by blowing on the dust by means of a blowing nozzle. It is removed from the funnel 34 via the suction channel 32 . The wiring of the field plates 29, 30, 31 has the following chronological order. At a time T 1 , the field plate 29 is applied with a DC voltage. The field plate 30 is switched on at the time T 2 and the field plate 29 is switched off again at the time T 3 . At time T 4 , field plate 31 is switched on. In the period between T 3 and T 4 , the dust on the field plate 29 can be drawn off to the field plate 30 . At time T 5 , field plate 30 is switched off and field plate 29 is switched on again, so that the dust on field plate 30 can be removed to field plate 31 in the period between T 4 and T 5 . At the next point in time, the field plate 31 is switched off again, so that the dust on the field plate 31 can be suctioned off and the sequence of wiring the field plates 29, 30, 31 begins again.
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