DE68905544T2

DE68905544T2 - Wärmetauscher-Vorrichtung mit Förderband, insbesondere für dünne Folienprodukte und dergleichen.

Info

Publication number: DE68905544T2
Application number: DE89830338T
Authority: DE
Inventors: Giovanni Calamara
Original assignee: Steel Belt Systems Srl
Current assignee: Steel Belt Systems Srl
Priority date: 1988-07-22
Filing date: 1989-07-20
Publication date: 1993-09-30
Anticipated expiration: 2009-07-21
Also published as: US4971555A; ATE87258T1; DE68905544D1; ES2041037T3; EP0352241A1; IT8821465A0; IT1226292B; EP0352241B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Bandfördervorrichtung mit Wärmeaustausch, insbesondere für blattförmige Erzeugnisse und dergleichen, bestehend aus: einer Tragkonstruktion; einer ersten, um eine horizontale Achse an der Tragkonstruktion drehbar angeordneten Führungsrolle; einer zweiten, um eine horizontale Achse an der Tragkonstruktion drehbar in einer von der ersten Führungsrolle beabstandeten Stelle angeordneten Führungsrolle; einem endlosen Band aus einem Material hoher Wärmeleitfähigkeit, das sich um die Führungsrollen längs einer endlosen Linie derart erstreckt, daß ein Vorlauftrum, der sich oberhalb der Führungsrollen erstreckt und dazu ausgelegt ist, ein auf demselben in der Nähe der ersten Führungsrolle abgelegtes blattförmiges Erzeugnis zu fördern, sowie ein Rücklauftrum gebildet werden, der sich unterhalb dem Vorlauftrum und den Führungsrollen erstreckt; aus einem mindestens eine der Führungsrollen antreibenden Motor, um diese in Drehbewegung zu versetzen, wobei der Transport des Erzeugnisses infolge der Bewegung des Bandes in Richtung der zweiten Führungsrolle ausgeführt wird; aus ersten auf die untere Oberfläche des ersten Bandtrumes einwirkenden Temperaturregelungsmitteln, um über das Band einen Wärmeaustausch mit dem geförderten Erzeugnis durchzuführen; aus mindestens einer um eine gegenüber der Tragkonstruktion horizontalen Achse drehbar gelagerten und längs der Bahn des ersten Bandtrums angeordneten Wärmeaustauschrolle, um sie mit dem beförderten Erzeugnis in Berührung zu bringen, und aus der Wärmeaustauschrolle zugeordneten Temperaturregulierungshilfsmitteln zur Durchführung eines Wärmeaustausches zwischen der Wärmeaustauschrolle und dem auf dem Band geförderten Erzeugnis.
Insbesondere ist die vorliegene Vorrichtung zum Beispiel dazu geeignet, am Austritt eines Extruders angebracht zu werden, um die Abkühlung eines extrudierten Folienproduktes durchzuführen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann jedoch auch als Heizmittel verwendet werden, um zum Beispiel die Trocknung oder das Glätten von bestimmten Produkten durchzuführen.
Zur besseren Verständlichkeit wird in der folgenden Beschreibung insbesondere auf die Verwendung der Vorrichtung als Kühleinrichtung bezug genommen, ohne jedoch deren Verwendungsmöglichkeit zu beschränken.
Es sind Bandfördervorrichtungen bekannt, die außer der Durchführung des Transportes des auf ihnen geführten Produktes dazu fähig sind, einen wirksamen Wärmeaustausch mit dem Produkt selbst zu vollziehen.
Bei den einfachsten Ausführungen bestehen diese Vorrichtungen im wesentlichen aus zwei Führungsrollen, um welche siche gemäB einer geschlossenen Linie ein Stahl -band erstreckt, das durch die den Führungsrollen durch Antrieb eines Motors erteilten Drehung bewegt wird. Das Stahlband definiert einen Vorlauftrum, der sich oberhalb der Führungsrollen erstreckt und das zu bearbeitende, auf demselben abgelegte Produkt fördert, sowie einen Rücklauftrum, der sich unterhalb des Vorlauftrums selbst erstreckt.
Im Bereich des Vorlauftrums wirken Temperaturregulierungsmittel, die den Wärmeentzug bzw. die Wärmezufuhr zum geförderten Produkt bestimmen. Wird die Vorrichtung als Kühleinrichtung verwendet, so können die Wärmeregulierungsmittel zum Beispiel aus einer Anzahl von Düsen bestehen, die kaltes Wasser auf die untere Oberfläche des Vorlauftrumes des Bandes derart sprühen, daß die Abkühlung des Produktes durch Wärmeleitung über das Band selbst verursacht wird. Um eine wirkungsvollere Abkühlung des Produktes zu erreichen, kann auch vorgesehen werden, daß auf dasselbe Kaltluft geblasen wird, wobei eine Kühlwirkung durch Konvektion erhalten wird, die sich zur genannten Kühlwirkung addiert.
Eines der größten mit der Verwendung derartiger Vorrichtung verbundenen Probleme ist auf die erhebliche Länge zurückzuführen, die der Vorlauftrum des Bandes aufweisen muß, damit es möglich wird, den gewünschten Wärmeaustausch mit dem zu bearbeitenden Produkt zu erhalten. Dadurch, daß diese Länge proportional zur gewünschten Produktivität und zur auszutauschenden Wärmemenge wächst, muß die Vorrichtung zwingend sehr voluminös sein und folglich wird deren Einbau problematisch.
Um innerhalb der Grenzen des Möglichen dieses Problem zu lösen, wurden die Vorrichtungen des bekannten Standes der Technik mit einem zweiten Stahlband versehen, das um jeweiligen Rolle umläuft und einen Abschnitt seiner Abwicklung aufweist, der sich oberhalb des Vorlauftrums des ersten Bandes erstreckt; das zweite Band bewegt sich mit derselben Geschwindigkeit wie das erste Band.
Das zu bearbeitende Produkt wird daher zwischen den beiden Bändern eingeschlossen, auf die jeweils Wasser abgegeben wird, um eine Abkühlung durch Wärmeleitung auf den beiden Oberflächen des Produktes selbst zu erzielen.
Diese Lösung beträgt einen wirksameren Wärmeaustausch des zu bearbeitenden Produktes und ermöglicht somit die Länge des Vorlauftrums des Bandes gegenüber den vorstehend beschriebenen Lösungen bei gleichbleibender erforderlichen Produktivität und gleichbleibender auszutauschenden Wärmemenge verkürzt wird.
Andererseits weisen die zwei Bänder aufweisenden Vorrichtungen einen erheblichen Konstruktionsaufwand auf, der hohe Herstellungskosten mit sich bringt.
Überdies ist es verhältnismäßig schwierig, einen optimalen Kontakt und daher einen optimalen Wärmeaustausch zwischen dem oberen Band und dem Produkt zu erzielen, da dieser Kontakt ausschließlich durch die Kettenlinie festgelegt wird, die sich längs des unteren Abschnittes des Bandes selbst auszubilden sucht.
Eine weitere Vorrichtungsart zur Durchführung der Kühlung eines Produktes am Austritt aus einem Extruder wird im Dokument JP-A-63 60726 beschrieben. Das Produkt wird mittels einer ersten Kühlrolle aus dem Extruder abgezogen und wird gleichzeitig gegen dieselbe durch ein endloses Band gedrückt, das um zwei zweite Kühlrollen umläuft. Die Wirksamkeit des Wärmeaustausches dieser Vorrichtung ist jedoch dadurch herabgesetzt, daß die gleichzeitige Kühlwirkung nur an den tangierenden Stellen jeweils zwischen der ersten und der zweiten Kühlrolle begrenzt ist.
Die Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung besteht im wesentlichen darin, die Nachteile des bekannten Standes der Technik durch die Herstellung einer Vorrichtung zu beheben, bei der ein optimaler Wärmeaustausch mit dem zu bearbeitenden Produkt derart sichergestellt sein soll, daß eine erhebliche Verkürzung der Länge des Bandes und daher des Platzbedarfes der Vorrichtung ermöglicht wird.
Diese und weitere aus der nachstehenden Beschreibung näher hervorgehenden Aufgaben werden durch eine Bandfördervorrichtung mit Wärmeaustausch, insbesondere für blattförmige Erzeugnisse und dergleichen gelöst, dadurch gekennzeichnet, daß sie überdies besteht aus: auf den ersten Trum des Bandes nach der Wärmeaustauschrolle wirkenden und das Band längs einer von der Rolle selbst wegführenden, steigenden Laufbahn leitenden Führungsmitteln zur Vergrößerung des Berührungsbogens der Wärmeaustauschrolle am Erzeugnis, wobei die ersten Temperaturregulierungsmittel sich mindestens längs des Berührungsbogens zwischen der Wärmeaustauschrolle und dem Erzeugnis erstrecken, wobei dieses letztere gleichzeitig der Wärmeaustauschwirkung der ersten Temperaturregulierungsmittel und der Temperaturregulierungshilfsmittel ausgesetzt ist.
Weitere Merkmale und Vorteile gehen näher aus der eingehenden Beschreibung einer bevorzugten, jedoch nicht ausschließlichen Ausführungsform hervor, die nachstehend beispielsweise, jedoch nicht beschränkend mit Bezug auf die beigelegten Zeichnungen beschrieben wird. Es zeigen,
Figur 1 eine schematische Seitenansicht der erfindungsgemäBen Vorrichtung;
Figur 2 einen vergrößerten Schnitt einer der erfindungsgemäßen Vorrichtung zugeordneten Wärmeaustauschrolle.
Unter Bezug auf die Figuren und insbesondere auf Figur 1 ist mit 1 eine Bandfördervorrichtung mit Wärmeaustausch, insbesondere für blattförmige Erzeugnisse und dergleichen gemäB der vorliegenden Erfindung angegeben.
Die Vorrichtung 1 umfaßt eine nur teilweise dargestellte Tragkonstruktion 2, auf der eine erste und eine zweite, jeweils mit 3 und 4 angegebene, um horizontale Achsen drehbar gelagerte und zweckmäßig beabstandete Führungsrollen angebracht sind.
Um die Führungsrollen 3 und 4 erstreckt sich längs einer geschlossenen Linie ein Band 5; dieses Band ist in einem Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit, vorzugsweise aus Stahl ausgeführt. Das Band 5 besteht aus einem ersten Vorlauftrum 5a, der sich oberhalb der Führungsrollen 3 und 4 erstreckt, und aus einem zweiten Rücklauftrum 5b, der sich unterhalb des Vorlauftrums 5a erstreckt.
Der Vorlauftrum 5a ist derart angeordnet, daß ein kontinuierliches im wesentlichen folienartig aufgebautes Produkt 6 gefördert werden kann, das zum Beispiel von zwei am Austritt eines nicht dargestellten Extruders angeordneten Zufuhrwalzen 7 kontinuierlich zugeführt wird.
Im einzelnen wird das am Band 5 in der Nähe der ersten Führungsrolle 3 geführte Produkt 6 in Richtung der zweiten Führungsrolle 4 durch die dem Band zufolge der den Führungsrollen durch Antrieb eines auf eine der Rollen einwirkenden Motors 8 erteilten Bewegung gefördert. Im Beispiel aus Figur 1, ist der Motor mit der zweiten Führungsrolle 4 durch Zwischenschaltung eines Geschwindigkeitsreglers 9 verbunden, der mit der Rolle selbst mittels eines Treibriemens 10 oder ähnlichen Mitteln verbunden ist.
Auf an sich bekannte Art und Weise wirken unterhalb des Vorlauftrums 5a des Bandes 5 erste insgesamt mit 11 angegebene Temperturregulierungsmittel. Diese sind dazu ausgelegt, um über das Band 5 einen Wärmeaustausch mit dem geförderten Produkt auszuführen. Im dargestellten Beispiel umfassen die Temperaturregulierungsmittel 11 im wesentlichen eine Anzahl von Düsen 12 die, wie in Figur 1 dargestellt, in mehrere Abschnitte unterteilt sind, die mit einer ersten Hauptdruckleitung 13 verbunden sind. Die Düsen 12 sind derart verteilt, daß Wasser an die gesamte untere Oberfläche des ersten Bandtrums 5a gleichförmig abgegeben wird, um durch Wärmeleitung über das Band 5 einen Wärmeentzug aus dem Produkt 6 zu verwirklichen.
Auf originelle Weise umfaßt die Vorrichtung 1 überdies mindestens eine Wärmeaustauschrolle 14, die um eine horizontale Achse drehbar gegenüber der Tragkonstruktion 2 abgestützt ist und im Verlauf des ersten Vorlauftrums 5a derart angeordnet ist, daß sie mit dem durch das Band 5 geförderten Produkt 6 in Berührung kommt. Im einzelnen ist vorzugsweise vorgesehen, daß die Wärmeaustauschrolle 14 auf zwei Trägern 15 drehbar angebracht ist, die längs der an der Tragkonstruktion 2 festliegenden Führung 16 gleitbar angreifen. Die Halter 15 sind im wesentlichen in vertikaler Richtung längs der Führung 16 durch die Einwirkung von Strömungszylindern 12 bewegbar, durch die es möglich ist, die Anhebung der Rolle 14 vom Band 5 zu erreichen.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist überdies vorgesehen, daß die Wärmeaustauschrolle 14 an der ersten Führungsrolle 3 anliegend mit der eigenen Achse in der Nähe der gemeinsamen Lageebene der Achsen der Führungsrollen 3 und 4 angeordnet ist. Das Verhältnis zischen den Durchmessern der Wärmeaustauschrolle 14 und der ersten Führungsrolle 3 hat überdies bevorzugt einen Betrag zwischen 0,8 und 2,5.
Unter Berücksichtigung dieser besonderen Merkmale, weist die Wärmeaustauschrolle 14 einen erheblichen Berührungsbogen mit dem Produkt 6 auf, obwohl gleichzeitig die Anwesenheit der Wärmeaustauschrolle 14 nicht ei ne wesentliche Vergrößerung der Abmessungen für den Platzbedarf der Vorrichtung in ihrer Gesamtheit beträgt.
Es ist überdies die Anwesenheit von Führungsmitteln 18 vorgesehen, die bevorzugt aus losen Röllchen 19 bestehen, die auf dem Vorlauftrum des Bandes 5a nach der Wärmeaustauschrolle 14 einwirken, um das Band 5 gemäß einer steigenden Laufbahn mit abnehmender Steigung zu führen, je weiter sich die Wärmeaustauschrolle vom Band entfernt. Dank der Anordnung der Führungsmittel 18 kann der Berührungsbogen der Wärmeaustauschrolle 14 am Produkt 6 vergrößert werden und der Vorlauftrum 5a vom Rücklauftrum 5b entfernt werden, wobei so die Aufnahme der ersten Temperaturregulierungsmittel 11 zwischen dem Vorlauf- und dem Rücklauftrum ermöglicht wird.
Der Wärmeaustauschrolle 14 sind Temperaturregulierungshilfsmittel 20 zugeordnet, wie aus Figur 2 besser ersichtlich. Diese wirken im wesentlichen derart, daß durch die Rolle selbst ein Wärmeaustausch mit dem von Band 5 geförderten Produkt 6 erfolgt.
Dazu muß im dargestellten Beispiel zur Ausführung der erwähnten Temperaturregulierungsmittel 20 die Wärmeaustauschrolle 14 eine hohlzylinderförmige Ausbildung haben, die an den abgewandten Enden durch Flansche 21 luftdicht abgeschlossen ist. In der so ausgebildeten Rolle 14 wird eine Kühlflüssigkeit, zum Beispiel Wasser, über eine Druckleitung 22 eingeleitet, die vorzugsweise in einer die Rolle selbst mit den Trägern 15 verbindenden Welle 23 vorgesehen ist. In der Welle 23 ist überdies eine Austrittsleitung 24 vorgesehen, durch welche der Austritt des Wassers aus der Wärmeaustauschrolle 14 erfolgt.
Die Austrittsleitung 24 ist derart positioniert, daß das in der Wärmeaustauschrolle 14 umlaufende Wasser mindestens die untere Hälfte dieser Rolle füllt, und zwar den Bereich, in welchem die Rolle selbst mit dem Produkt 6 in Berührung kommt. Das Wasser ist daher in der Lage, einen wirksamen Wärmeentzug aus dem Produkt 6 über die Wärmeaustauschrolle 14 auszuführen. Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist äußerst einfach.
Das aus dem Extruder austretende Produkt 6 wird über die Zufuhrzylinder 7 auf den Vorlauftrum 5a im Bereich der ersten Führungsrolle 3 geleitet. Durch die dem Band 5 auf die vorstehend beschriebene Art und Weise erteilte Bewegung wird das Produkt 6 unverzüglich unterhalb der Wärmeaustauschrolle 14 mitgenommen, die durch Mitnahme aufgrund von Reibschluß mit dem Produkt selbst oder durch Drehantrieb mittels geeigneter Antriebe, mit einer Umlaufgeschwindigkeit umläuft, die im wesentlichen gleich der Vorschubgeschwindigkeit des Bandes ist.
Bei Durchlauf im Bereich in Berührung mit der Rolle 14 wird das Produkt gleichzeitig durch Wärmeleitung über die Rolle selbst einer Kühlwirkung der Temperaturregulierungshilfsmittel 20 und durch Wärmeleitung über das Band 5 der Kühlwirkung der ersten Temperaturregulierungsmittel 11 unterworfen.
In dieser Situation wird das Produkt 6 einen großen Teil der von ihm besessenen Wärme am Austritt aus dem Extruder abgeben.
Dieser Wärmeaustauschschritt wird wahrnehmbar dadurch begünstigt, daß durch die vom Band 5 in der Nähe der Wärmeaustauschrolle 14 erfahrene Verformung, das Produkt 6 dazu bestrebt ist, zwischen den Oberflächen des Bandes und der Rolle selbst leicht gepreßt zu werden.
Mit fortlaufendem Vorschub des Bandes 5, verläßt das Produkt 6 allmählich die Wärmeaustauschrolle 14 und erfährt in seiner Bewegung in Richtung der zweiten Führungsrolle 4 die Kühlwirkung des unterhalb des Vorlauftrums 5a seitens der Düsen 12 gesprühte Wasser.
Ist das nun abgekühlte Produkt 6 einmal in der Nähe der zweiten Führungsrolle 4 angelangt, kann es von der Vorrichtung 1 durch Förderbänder entfernt oder wie an sich bekannt auf herkömmliche Weise geschnitten und in geeignete Sammelbehältern geleitet werden.
Die vorliegende Erfindung löst somit die vorgeschlagen Aufgaben.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist nämlich in der Lage, einen insbesondere durch die Anwesenheit der Wärmeaustauschrolle 14 bedingten optimalen Wärmeaustausch mit dem zu bearbeitenden Produkt zu gewährleisten. Gegenüber den Vorrichtungen des bekannten Standes der Technik kann folglich die Länge des Bandes 5 beträchtlich verkürzt und daher können die Abmessungen für den Platzbedarf der Vorrichtungen in derer Gesamtheit reduziert werden, ohne auf Lösungen zurückgreifen zu müssen, die den Aufbau der Vorrichtung selbst beträchtlich komplizieren.

Claims

1. Bandfördervorrichtung mit Wärmeaustausch, insbesondere für blattförmige Erzeugnisse und dergleichen, bestehend aus:

- einer Tragkonstruktion (2);

- einer ersten, um eine horizontale Achse an der Tragkonstruktion (2) drehbar angeordneten Führungsrolle (3);

- einer zweiten, um eine horizontale Achse an der Tragkonstruktion (2) drehbar in einer von der ersten Führungsrolle (3) beabstandeten Stelle angeordneten Führungsrolle (4);

- einem endlosen Band (5) aus einem Material hoher Wärmeleitfähigkeit, das sich um die Führungsrollen (3, 4) längs einer endlosen Linie derart erstreckt, daß ein Vorlauftrum (5a), der sich oberhalb der Führungsrollen (3, 4) erstreckt und dazu ausgelegt ist, ein auf demselben in der Nähe der ersten Führungsrolle (3) abgelegtes blattförmiges Erzeugnis (6) zu fördern, und ein Rücklauftrum (5b) gebildet werden, der sich unterhalb dem Vorlauftrum (5a) und den Führungsrollen (3, 4) erstreckt;

- aus einem mindestens eine der Führungsrollen (3, 4) antreibenden Motor (8), um diese in Drehbewegung zu versetzen, wobei der Transport des Erzeugnisses (6) infolge der Bewegung des Bandes (5) in Richtung der zweiten Führungsrolle (4) ausgeführt wird;

- aus ersten auf die untere Oberfläche des ersten Bandtrumes (5a) einwirkenden Temperaturregelungsmitteln (11), um über das Band einen Wärmeaustausch mit dem geförderten Erzeugnis (6) durchzuführen;

- aus mindestens einer um eine gegenüber der Tragkonstruktion (2) horizontalen Achse drehbar gelagerten und längs der Bahn des ersten Bandtrums (5a) angeordneten Wärmeaustauschrolle (14), um sie mit dem beförderten Erzeugnis (6) in Berührung zu bringen, und

- aus der Wärmeaustauschrolle (14) zugeordneten Temperaturregulierungshilfsmitteln (20) zur Durchführung eines Wärmeaustausches zwischen der Wärmeaustauschrolle (14) und dem auf dem Band (5) geförderten Erzeugnis (6);

dadurch gekennzeichnet, daß sie weiters besteht aus:

- auf den ersten Trum (5a) des Bandes (5) nach der Wärmeaustauschrolle (14) wirkenden und das Band (5) längs einer von der Rolle selbst wegführenden, steigenden Laufbahn leitenden Führungsmitteln (18) zur Vergrößerung des Berührungsbogens der Wärmeaustauschrolle (14) am Erzeugnis, wobei die ersten Temperaturregulierungsmittel (11) sich mindestens längs des Berührungsbogens zwischen der Wärmeaustauschrolle (14) und dem Erzeugnis (6) erstrecken, wobei dieses letztere gleichzeitig der Wärmeaustauschwirkung der ersten Temperaturregulierungsmittel (11) und der Temperaturregulierungshilfsmitteln (20) ausgesetzt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeaustauschrolle (14) angrenzend an der ersten Führungsrolle (3) angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis zwischen dem Durchmesser der Wärmeaustauschrolle (14) und jenem der ersten Führungsrolle (3) zwischen 0,8 und 2,5 beträgt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse der Wärmeaustauschrolle (14) in der Nähe der gemeinsamen Lageebene der Achsen der Führungsrollen (3, 4) angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturregelungshilfsmittel (20) einen in die Wärmeaustauschrolle (14) einmündende Druckleitungsanordnung (22) zur Zuführung von Kühlflüssigkeit in diese letztere und eine Abflußleitungsanordnung (24) umfassen, die dazu vorgesehen ist, die Kühlflüssigkeit aus der Rolle (14) abzuführen, wobei die Rolle (14) eine an den abgewandten Enden abgedichtete hohle Ausbildung aufweist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhr- und Abflußleitungen (22, 24) in einer drehbar gelagerten Welle (23) ausgebildet sind, die die Wärmeaustauschrolle (14) zur Tragkonstruktion drehbar lagert.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeaustauschrolle (14) an Trägern (15) drehbar angeordnet ist, die, von Druckmittelzylindern (17) gesteuert, längs im wesentlichen senkrechten, an der Tragkonstruktion (2) befestigten Führungen (16) verstellbar sind.