EP0789635A1 - Entfernen von staubpartikeln von einer relativ bewegten materialbahn - Google Patents

Entfernen von staubpartikeln von einer relativ bewegten materialbahn

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EP0789635A1
EP0789635A1 EP95928936A EP95928936A EP0789635A1 EP 0789635 A1 EP0789635 A1 EP 0789635A1 EP 95928936 A EP95928936 A EP 95928936A EP 95928936 A EP95928936 A EP 95928936A EP 0789635 A1 EP0789635 A1 EP 0789635A1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
material web
unit
suction
nozzle
dust particles
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EP95928936A
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EP0789635B1 (de
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Robert Nicolas Armand Schneider
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Patent Consulting and Development GmbH
Original Assignee
Schneider Robert Nicolas Armand Patent Consulting & Development GmbH
Schneider Consulting & Dev
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Application filed by Schneider Robert Nicolas Armand Patent Consulting & Development GmbH, Schneider Consulting & Dev filed Critical Schneider Robert Nicolas Armand Patent Consulting & Development GmbH
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Application granted granted Critical
Publication of EP0789635B1 publication Critical patent/EP0789635B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B6/00—Cleaning by electrostatic means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B5/00—Cleaning by methods involving the use of air flow or gas flow
    • B08B5/02—Cleaning by the force of jets, e.g. blowing-out cavities
    • B08B5/023—Cleaning travelling work
    • B08B5/026—Cleaning moving webs

Definitions

  • the invention relates to a method according to the preamble of patent claim 1 and a device according to the preamble of patent claim 4.
  • dedusting systems for moving material webs also called web cleaning ⁇ a- ⁇ layers
  • web cleaning ⁇ a- ⁇ layers can be roughly divided into non-contact and those with brush support.
  • the dust particles were mechanically detached from the material web with rotating brush rollers or stationary brush rows and then suctioned off.
  • the condition of the brush, as well as its thickness, material and type of bristles were matched to the properties of the material surface to be cleaned.
  • Dedusting systems of this type which are not of the generic type are described in the Bundesver Druck e.V., Postfach 1869, Biebricher Allee 79, D - 6200 Wiesbaden 1, "Technischer Informationsdienst", 11/1985, pp. 1 to 20, and in WD87 / 06527.
  • Dedusting systems that operate without contact Blower unit, which led a gas jet onto the web to be cleaned, as well as a suction unit with which the gas collecting the dust particles was sucked off again. Together with the blowing unit or in its vicinity, discharge electrodes were arranged to discharge the dust particles located on the material web.
  • dedusting systems are known from EP-A 0245 526, EP-A 0 520 145, EP-A 0 524415, EP-A 0 395 864 and CH-A 649725.
  • a non-generic cleaning system for removing a liquid adhering to a moving belt, in particular a rolling belt, is described in DE-A 4215 602.
  • DE-A 4215 602 describes a nozzle, which is falsely referred to as a Laval nozzle, with a pear-shaped widening after a constriction and a narrowing again. end cross section used.
  • the invention solves the task of dedusting a moving, stable material web which cannot be vibrated for the dedusting and in which discharge electrodes can be dispensed with.
  • the invention is based on the 1st surprising finding that efficient dedusting is possible only by selecting a gas stream, in particular its pressure, on an area of a material web surface to be dedusted and by selecting the distance from this area from an earthed surface. It is now assumed that efficient dedusting is only possible if the gas pressure of the gas flow generated in the area to be dedusted is so high that the critical voltage corresponding to the product of the gas pressure and the above distance according to the Paschen law is smaller than the electrostatic voltage (charge) of the dust particles, which mainly holds them to the surface of the material web. That under these conditions the dust particles self-discharge. You will be neutralized. They are now only liable due to the significantly smaller Van der Waals force and other non-electrostatic forces. The gas velocity of the gas flow generating the conditions of the Paschen's Law is still high enough to remove the dust particles, which are only slightly adherent.
  • the discharge effect (Paschen's law) is further supported by the effect of the balloelectricity (emergency electricity, Lenard effect), as it results from the narrowing nozzle cross section. This results in an at least partial ionization of the gas flowing through, in this case air, without using any ionization unit that requires electrical energy.
  • the second surprising finding is based on the fact that the special design of the suction unit deflects the gas flow at a deflection angle and thus the necessary suction effect of the Conveys dust particles into the suction unit.
  • the required gas flow can be achieved in a preferred manner by the configuration of the injection unit and / or the suction unit as described or are described in the dependent claims.
  • Constructions can of course also be used in other embodiments, provided the conditions described below for discharging the dust particles and overcoming their holding forces on the material web are achieved without the use of high-voltage electrodes requiring electrical energy. Further advantages of the invention result from the following description. Show it:
  • FIGS. 4a and 4b an illustration analogous to FIGS. 4a and 4b for a gas outlet arranged in a row of nozzles
  • FIG. 6 shows a cross section through a variant of the dedusting device with two blowing units arranged on the same side of the material web surface
  • FIG. 7 shows a cross section through a further variant of the dedusting device, in which the web of material to be dedusted is deflected
  • FIG. 8 shows a cross section through the dedusting device shown in FIG. 3, but with flow influencing elements in the blowing and suction unit,
  • FIG. 9 is a plan view in viewing direction IX in FIG. 8 of the flow influencing elements of the blowing unit
  • FIG. 10 is a plan view in the viewing direction X in FIG. 8 of the flow influencing elements of the suction unit
  • FIG. 11 shows a longitudinal section through a variant of a blowing and suction unit
  • FIG. 12 shows a schematic illustration of a dedusting device with the blowing and suction unit shown in FIG. 11 for the dedusting of sheet-like material.
  • the gas flow G acting on the dust particles S occurs on the right side B of the Figure 1 a.
  • the gas stream G is drawn off on the left side A.
  • the Paschen law is now used for the dedusting of a material web 1.
  • the dust particles S adhere to them due to their electrical charge.
  • an injection unit 3a / b of the dedusting device with an earthed potential area is arranged at a distance d from the material web surface, and the speed and pressure between the material surface and the potential area of the supersonic gas stream G emerging from the injection unit 3 are such set that the voltage caused by the charged dust particles S is equal to the critical voltage U / crit in Paschen's law.
  • the product p * d required for the critical voltage U / crit can now be selected from FIG.
  • the gas pressure between the material surface carrying the dust particles S and the grounded potential area is set in such a way that the given value pd of the product pd is approximated given the given structural distance d between the material surface and the grounded potential area.
  • the required conditions can be achieved with the supersonic gas flow G.
  • the discharged dust particles S are then picked up by the supersonic gas stream G without using electrically biased discharge electrodes and sucked off with a suction unit 7.
  • the high maintenance costs, such as are required for systems with electrically biased discharge electrodes, are thus eliminated here.
  • the injection unit as well as the suction unit 3a / b or 7a / b are made of metal and grounded. It is therefore the distance of the injection unit 3a / b from the surface of the material web 1 equal to the distance d of the grounded potential area from it.
  • the surfaces of the blowing unit and the suction unit 3a / b or 7a / b facing the material web 1 can be coated with an electrically conductive layer. With aluminum one would e.g. use an anodizing process to obtain good electrical conductivity.
  • both the upper and the lower side 9a and 9b of the material web 1 can be dedusted.
  • a blow-in 3a and 3b and a suction unit 7a and 7b are arranged above each of the top and bottom sides 9a and 9b.
  • the movement of the material web 1 takes place in the direction of the arrow 11.
  • the conveying speed of the material web 1 in the exemplary embodiment described here is 4.75 to 15 ms. The conveying speed has no influence on the efficiency of the dedusting device.
  • the blowing device 3a or 3b described below is designed such that an ultrasound gas stream, here an ultrasound air stream G, emerges from it.
  • the gas stream G emerging from the blowing device 3a / b hits the surface of the material web 1 at an angle between 20 'and 100 ' , preferably between 30 'and 55', against its direction of movement 11.
  • the suction of those lifted from the material surface Dust particle S takes place in the flow direction 25 of the outflowing gas G downstream at a first angle ⁇ between 20 "and 70 ', preferably below about 45' and still downstream ⁇ -al at a second point approximately perpendicular to the material surface. This second suction acts in particular on dust particles S lying in depressions and holes.
  • the blowing unit 3a / b has a two-part nozzle structure, described below.
  • a pressure channel 13 as a gas supply unit
  • the width of the constriction 17 is between 0.02 mm and 0.08 mm, preferably less than approximately 0.04 mm.
  • the opening angle at the nozzle outlet 20 is between 3 ' and 15', but preferably between 5 'and 10 * .
  • the surface line lying on the left in the cross section of FIG. 3 in the widening nozzle cross section 19 is curved, while the opposite surface line is a straight line 21.
  • This straight line 21 extends at an angle ⁇ to the plane of the material web 1.
  • the angle o is between 20 'and 100', preferably between 30 'and 55 ' .
  • the edge point 22 of this straight line 21 at the nozzle outlet 20 has the smallest distance d from the material web 1, which is between 0.5 and 2 mm, depending on the material to be dedusted. This distance d corresponds to the distance d of the Paschen's law.
  • the opening 23 between the two blowing units 3a and 3b is designed in the direction of movement 11 as a triple widening "V", the leg angle of which increases at each transition stage 24a and 24b.
  • the gas emerges from the nozzle opening 20, as indicated by an arrow 25 in FIG. 3, obliquely towards the material web 1 against its direction of movement 11 in the direction of the relevant suction unit 7a or 7b.
  • the edge point 22 is designed as a sharp edge. Through this sharp edge 22 arises at the exit Overflow G from the nozzle outlet 20 is a flow vortex region, the turbulence of which supports the lifting of the dust particles S discharged according to the Paschen law from the surface 9a or 9b of the material web 1 against the Van der Waals forces W.
  • the blowing units 3a and 3b are made of metal and are grounded by a schematically illustrated electrical grounding analogous to the suction unit 7a and 7b.
  • the nozzle outlet 20 lies in a plane 6 which intersects the material web 1 at an angle between 25 'and 65 * , preferably below 45'.
  • the two suction units 7a and 7b are arranged and formed symmetrically to one another.
  • Each of the two suction units 7a and 7b has two suction channels 27 and 29, which open into a suction chamber 30.
  • the inputs of the suction channels 31a and 31b are arranged in a plane 33, which is at a constant distance from the top or bottom 9a or 9b of the material web 1.
  • the plane 33 is at the same time the upper side of the suction unit 7a or 7b opposite the upper or lower side of the material.
  • the suction units 7a and 7b are preferably made of electrically conductive material (metal).
  • the plane 33 is set back in relation to the nozzle outlet 20. This reset can also be smaller.
  • the plane 33 could also be arranged directly after the nozzle outlet 20.
  • the suction channel 27 has a funnel-shaped tapering suction mouth 35 which is inclined towards the surface of the ifeterial sheet 1.
  • the inclination of the suction mouth 35 is in the direction directed to the nozzle outlet 20.
  • the surface line 36a of the funnel-shaped suction mouth 35 facing the nozzle outlet 20 has an angle 0 that is as flat as possible to the surface of the material web 1, the angle ⁇ is between 15 * and 30 *.
  • the other surface line 36b of the suction mouth 35 opposite the surface line 36a is steeper and has an angle ⁇ between 20 'and 70' to the surface of the material web 1. Since in any case the suction suction and 35 should be funnel-shaped, it is of course forbidden that the two angle extreme values of 30 'can be used together at the angles 0 and ⁇ .
  • the suction mouth 35 then merges into a narrowed channel piece 37, one jacket line of which is the extension of the jacket line 36b.
  • This channel piece 37 expands to a further channel piece 39, which then opens into the suction channel 30.
  • the suction channel 27 is flushed away from dust particles S which may be adhering to it.
  • the suction channel 29 is also funnel-shaped, but its surface line 40a facing the nozzle outlet 20 runs perpendicular to the surface of the material web 1, while the surface line 40b opposite thereto runs slightly inclined to the surface of the material web 1.
  • the Absaugka he 30 has at least on one of its opposite walls a profile 44.
  • This profile 44 is used to hang flow baffles, not shown.
  • the flow baffles are necessary so that there are approximately the same pressure conditions in the suction chamber 30 as possible over all mouths of the channels 27 and 29.
  • the dust particles S are lifted off by the supersonic air flow G, supported by the swirling, caused by the edge 22 against the Van der Waals forces acting on them.
  • the dust particles S are sucked off through the suction channels 27 and 29, the channel 29, which runs almost perpendicular to the surface of the material web 1, mainly serving to pick up dust particles S from depressions and holes.
  • the air blown in through the blowing unit or units 3a and 3b and the suction power of the suction unit or units 7a and 7b is in the temperature range from 18 ° C. to 23 ° C. In the room in which the dedusting device is located stands, there is an overpressure.
  • FIGS. 4a and 4b once enlarged in cross-section and once in plan view, as longitudinal slots 41 and once as rows of nozzles 43, as in FIGS. 5a and 5b is shown.
  • flow influencing elements 49, 50 and 51 can be arranged in the widening nozzle cross section 19 of the blowing unit 3a and 3b, and also in the two suction channels 27 and 29.
  • the flow influencing elements 49 arranged in the nozzle region 19 on the wall 21 are narrow longitudinal webs, as are shown in a plan view in viewing direction IX in FIG. 9.
  • Each longitudinal web 49 lies in a plane running parallel to the direction of movement 11, which is at an angle of 82 ' to the material web 1.
  • the longitudinal webs 49 have a width of 1 mm and a mutual spacing of 15 mm.
  • the rows of webs 50 and 51 arranged in the suction channels 27 and 29 are narrow longitudinal webs, as shown in a plan view in the viewing direction X in FIG. 10.
  • Each longitudinal web 50 and 51 lies in a plane likewise parallel to the direction of movement 11, which extends at an angle of 60 ′ to the material web 1.
  • the longitudinal webs 50 and 51 have a width of 2 mm and a mutual spacing of 30 mm.
  • blowing units 3a and 3b arranged in FIG. 3 can also be arranged on both sides of the suction unit or units 7a and 7b.
  • material webs 46 deflected by a deflection unit 45 can also be dedusted.
  • the position of the blowing unit, as well as that of the suction unit, is then, as shown in FIG. 7, adapted to the course of the material web 46.
  • the separation angle of the material web 46 from the Deflection unit 45 is preferably between 15 * and 20 'in order not to cause an unnecessary increase in electrical charging due to charge exchange and charge separation.
  • the above-mentioned division of the blowing unit 3a or 3b with the sections 3 ′ and 3 ′′ allows a simpler manufacture compared to a one-piece design.
  • the division takes place along the line 47, which merges into the straight line 19.
  • the sealing is carried out via a sealing ring 48 , the course of which is set depending on the use of the nozzle row 43 or the longitudinal slot 41.
  • the division of the blowing unit 3a or 3b makes simple production of the flow influencing elements 49 possible.
  • the blowing unit 3a and 3b, as well as the associated suction units 7a and 7b, are preferably designed as blocks which can be attached in a row parallel to the movement of the material web 1 in order to increase the width of the dedusting device to the respective one to be able to adjust the dedusting material web width.
  • the dedusting device can of course also be moved over the material web. As a rule, however, the material web will be pulled under or between the nozzle outlets and inlets.
  • the dedusting device described above can be used for dedusting any web-like and plate-like material, such as press chipboard, blockboard, plastic, paper, cardboard tapes, glass, general foils, metal and medical foils, textiles, printed circuit boards, industrial braids, film - And magnetic strips etc. are used.
  • a unit 53 shown in FIG. 11 can also be used, which represents a union of an injection of a suction unit.
  • a gas outflow velocity in the subsonic area is used; however, it is also possible to work in the area of the speed of sound.
  • the unit 53 is also made up of two grounded nozzle parts 54a and 54b and has a constriction 55 of the nozzle channel cross section 56. Starting from a pressure channel 57 designed analogously to the pressure channel 13, this nozzle also has a tapering nozzle cross section 59 (analogous to 15). In contrast to the blowing units 3a and 3b, the narrow constriction 55, which has straight surface lines, is advanced to the nozzle outlet 60 and is therefore significantly longer.
  • the axis of the constriction 55 has a preferred angle ⁇ of approximately 51 * with the tangent 68 to the material surface 71.
  • Other values for the angle ⁇ between 20 'and 100' and in particular between 30 ' and 55' can also be used.
  • the value listed in the exemplary embodiment permits optimal work, in particular with regard to low air consumption and good pressing of the material web 71 to be dedusted onto the drum 74 (pressure cylinder).
  • this unit 53 also has a flow-widening “nozzle cross-section”, which is now formed here by the space 61 in front of the nozzle outlet 60.
  • the edge 63 of the one nozzle channel side which is designed analogously to the lower edge 22, is opposite the other by an edge height a of 0.1 mm to 0.9 mm, here by 0, 6 mm extended to the outside. This extension effects, on the one hand, an expansion of the nozzle channel and, on the other hand, a deflection of the escaping gas stream, as indicated by arrow 64.
  • This gas flow thus causes a suction Effect that conveys the dust particles into the suction unit 65, which ultimately provides for the direction of flow through an arranged row of webs in the suction duct and ultimately has a very important role for the conveyance of dust particles up to the suction hose.
  • the width b of the constriction 55 is adjusted together with the gas pressure in the pressure channel 57 in such a way that optimal dedusting takes place with the lowest possible air consumption.
  • the width of the constriction is 0.04 mm at a pressure of 1.5 bar in the pressure channel 57 and a distance d / 53 of 4 mm to 7 mm, preferably 5 mm.
  • the inclination of the narrowed nozzle channel 55 with respect to the tangent 68 to the material web 71 is, for example, 51 * .
  • the suction unit integrated in the unit 53 consists of a suction channel 65 which is approximately the same as the suction channel 35, 37 and 39, and here, in a simpler design, the one channel wall is formed only by an attachable, correspondingly shaped sheet metal 67.
  • the inlet of the suction channel 65 has an acute angle ⁇ in the transport direction 70 of the material web.
  • the angle ⁇ should have a value between 20 'and 50' and should preferably be between 33 ' and 39 * .
  • the edge of the inlet opening of the suction channel 65 facing away from the nozzle outlet 60 is located at a distance e, which in the exemplary embodiment is 17 mm.
  • the pressure channel 57 is divided into individual subchannels in the direction transverse to the material web 71.
  • These sub-channels which are not explicitly shown and which are identical in FIGS. 11 and 12 with the reference number 57, are each provided with a supply channel via a supply channel which can be closed by a piston (not shown).
  • kam ⁇ ner 69 connected.
  • the supply channels have slightly changing flow cross-sections to equalize the pressure.
  • the pistons can be adjusted via a mechanism (not shown) in such a way that starting from the outer periphery, one supply channel after the other and thus also one partial channel after the other can be separated from the air supply and thus from the supply chamber 69. This allows adaptation to the web width that is actually to be cleaned. Only the required number of subchannels is supplied with compressed air and thus the air consumption is optimized, ie minimized.
  • FIG. 12 The arrangement of the blowing / suction unit 53 in a dedusting device for sheet-like material 71 is shown in FIG. 12.
  • the sheets 71 to be cleaned are each held and held with a clamp 72 on a first drum 73 (feed cylinder).
  • the transfer to a second drum 74 (printing cylinder) takes place in its approach location 76 with adjacent clamps 72 and 75, the clamp 72 being opened synchronously with one another and the clamp 75 being closed for sheet acceptance.
  • the illustration in FIG. 12 shows the good 71 already gripped by the clamp 75 with the clamp 72 open, a part of the sheet-like good 71 still resting on the drum 73 and being pulled onto it.
  • the blow-in / suction unit 53 is assigned to the drum 74, on which safety rollers 77 are arranged in the transverse direction to the width of the goods 71, which should ensure that the sheet-like goods 71 are guided in the event of an air flow or a faulty sheet transfer.

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Abstract

Dem Verfahren liegen neue Erkenntnisse über die Ausführung von Entstaubungsvorrichtungen zugrunde. Durch Verwendung von Gasstrom bzw. Luft kann direkt auf die Materialoberfläche die entsprechende Strömungsenergie, die eine Entladungswirkung erzeugt (gemäss dem Gesetz von Paschen), und durch spezielle Profilierung, resp. Strömungsumlenkung wird zugleich ein Saugeffekt und somit die Abführung von Staubpartikeln ermöglicht. Dazu kann die gesamte Entstaubungsvorrichtung auf eine sehr kompakte Weise gebaut werden, und die Unterhaltskosten werden auf ein absolutes Minimum reduziert.

Description

Entfernen von Staubpartikeln von einer relativ bewegten Materialbabα
Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie eine Vorrichtung gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 4.
Die Konstruktionen von Entstaubungsanlagen für bewegte Material¬ bahnen, auch Bahnrei-nigungβa-αlagen genannt, können grob in berührungs- frei, sowie in solche mit BUrstenunterstUtzung arbeitende unterteilt werden. Bei den letzteren Entstaubungsanlagen wurden die Staub¬ partikel mit rotierenden Bürstenwalzen oder stationären Bürsten- reihen von der Materialbahn mechanisch gelöst und dann abgesaugt. Die Bürstenbeschaffenheit, sowie deren Stärke, Material und Aus- führungsart der Borsten waren dabei auf die Eigenschaf en der zu reinigenden Materialoberfläche abgestimmt. Derartige nicht gat- tungsgemäββe Entstaubungsanlagen sind im Bundesverband Druck e.V. , Postfach 1869, Biebricher Allee 79, D - 6200 Wiesbaden 1, "Technischer Informationsdienst", 11/1985, S. 1 bis 20, sowie in der WD87/06527 beschrieben.
Berührungsfrei arbeitende Entstaubungsanlagen wiesen eine Ein- blaseinheit auf, welche einen Gasstrahl auf die zu reinigende Bahn führte, sowie eine Absaugeinheit, mit der das die Staubpartikel aufnehmende Gas wieder abgesaugt wurde. Mit der Einblaseinheit zusaπnen oder in deren Nähe wurden Entladungselektroden zum Ent- laden der auf der Materialbahn befindlichen Staubpartikel ange¬ geordnet. Derartige Entstaubungsanlagen sind aus der EP-A 0245 526, der EP-A 0 520 145, der EP-A 0 524415, der EP-A 0 395 864 und der CH-A 649725 bekannt.
Ein anderer Weg wurde in der EP-A 0 084633 beschritten. Hier wurde ein turbulenter Gasstrom auf eine zu entstaubende Gewebebahn gerichtet und diese durch die turbulente Strömung in Vibration versetzt, wodurch die Staubpartikel von der Gewebe¬ oberfläche abgelöst wurden. Diese Entstaubungsart liess sich je- doch nur bei dünnen Materialbahnen anwenden, welche sich durch den Gasstrahl in Vibrationen versetzen Hessen.
Eine nicht gattungsgemässe Reinigungsanlage zum Entfernen von einer auf einem bewegten Band, insbesondere einem Walzband haftenden Flüssigkeit wird in der DE-A 4215 602 beschrieben.
Die bei einer Entstaubungsanlage sich ergebenden Probleme mit auf der Oberfläche durch elektrostatische Kräfte anhaftende Partikel ergaben sich hier nicht.
Sofern bei den oben aufgeführten Entstaubungsanlagen über¬ haupt eine strömungstechnische Ausgestaltung der Düsenaustritte der Einblaseinheiten vorgenommen wurde, sind sie als zur Materialbahn geneigte Kanäle mit konstantem Kanalquerschnitt im Bereich der Düsenaustrittsöffnung ausgebildet worden, wie z.B. in der EP-A 0 245 526, der EP-A 0 520 145 und der DE-A 4214 602 dargestellt ist. Lediglich in der EP-A 0 084633 und in einer Aus- führungsvariante der DE-A 4215602 wurde ein Austrittskanal- querschnitt der Düse mit einem sich verändernden Querschnitt be¬ schrieben. In der EP-A 0 084 633 wurde der Gasstrom senkrecht auf die Gewebebahn geführt. In der DE-A 4215 602 wurde eine fäschlicherweise als Laval-Düse bezeichnete Düse mit einem nach einer Verengung sich birnenförmig erweiternden und wieder vereng- enden Querschnitt verwendet.
Die Erfindung löst die Aufgabe, eine Entstaubung einer bewegten, stabilen, für die Entstaubung nicht in Vibration zu versetzende Materialbahn vorzunehmen, bei der auf Entladungselektroden ver¬ zichtet werden kann.
Der Erfindung liegt die 1. überraschende Erkenntnis zugrunde, dass lediglich durch die Auswahl eines Gasstromes, insbesondere dessen Drucks, auf einem zu entstaubenden Bereich einer Material¬ bahnoberfläche sowie die Auswahl der Distanzierung dieses Bereichs von einer geerdeten Fläche eine effiziente Entstaubung möglich ist. Es wird nun davon ausgegangen, dass die effiziente Entstaubung nur dann möglich ist, wenn der auf dem im zu entstaubenden Bereich erzeugte Gasdruck des Gasstroms so gross ist, dass die dem Produkt aus dem Gasdruck und dem obigen Abstand gemäss dem Gesetz von Paschen entsprechende kritische Spannung kleiner ist als die elektrostatische Spannung (Ladung) der Staubpartikel, welche diese hauptsächlich an der Materialbahnoberfläche festhält. D.h. unter diesen Verhältnissen erfolgt eine Selbstentladung der Staubpartikel. Sie werden neutralisiert. Sie haften nun nur noch aufgrund der bedeutend kleineren Van-der-Waals-Kraft und anderer nicht elektrostatischer Kräfte. Die Gasgeschwindigkeit des die Bedingungen des Paschengesetzes erzeugenden Gasstroms ist nun noch derart hoch, um auch die nur noch gering anhaf enden Staub¬ partikel zu entfernen.
Der Entladungseffekt (Gesetz von Paschen) wird noch durch den Effekt der Balloelektrizität ( asserfallelektrizitat, Lenard- Effekt) unterstützt, wie er durch den sich verengenden Düsenquer¬ schnitt sich ergibt. Hierdurch erfolgt eine wenigstens teilweise Ionisation des durchströmenden Gases, hier Luft, ohne Verwendung irgendeiner elektrische Energie benötigenden Ionisationseinheit.
Der 2. überraschenden Erkenntnis liegt zugrunde, dass durch die Spezialgestaltung der Absaugeinheit der Gasstrom bei einem Ablenk¬ ungswinkel umgelenkt wird und somit den nötigen Absaugeffekt der Staubpartikel in die Absaugeinheit fördert.
Ausgehend von diesen Erkenntnissen gibt es für den Fachmann eine Vielzahl von Ausgestaltungsmöglichkeiten, wobei hier nur eine geringe Auswahl aufgezeigt werden kann.
Der nahezu tägliche Ausbauvorgang zur Reinigung der Hoch¬ spannungselektroden und deren nachträglicher exakten Justage beim Wiedereinbau entfallen somit bei gemäss der Erfindung konstruierten Vorrichtungen.
Die geforderte Gasströπung ist in bevorzugter Weise durch die Ausgestaltung der Einblaseinheit und/oder der Absaugeinheit, wie sie in den abhängigen Patentansprüchen beschrieben ist bzw. sind, erreichbar.
Im folgenden werden Beispiele des erfindungsgemässen Verfahrens sowie der zur Durchführung des Verfahrens in bevorzugter Weise verwendbaren Vorrichtungen anhand der Zeichnungen näher be- schrieben. Neben den hier beschriebenen Düsenanordnungen und
-konstruktionen können selbstverständlich auch noch andere Aus- führungsformen benützt werden, sofern die unten beschriebenen Bedingungen für eine Entladung der Staubpartikel sowie der Ueber- windung deren Haltekräf e auf der Materialbahn ohne Verwendung elektrischer Energie benötigende Hochspannungselektroden er¬ reicht werden. Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem nachfolgenden Beschreibungstext. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung der Kräfte, welche Staub- partikel auf einer Materialbahn halten,
Fig. 2 das Paschen-Gesetz,
Fig. 3 einen Querschnitt durch die Entstaubungsvorrichtung,
Fig. 4a und 4b einen Teilquerschnitt und eine Draufsicht in
Richtung IVb auf eine Einblaseinheit der Entstaubungsvor- richtung mit schlitzförmigem Gasaustritt,
Fig. 5a und 5b eine zu den Figuren 4a und 4b analoge Darstellung für einen in einer Düsenreihe angeordneten Gaβauβtritt,
Fig. 6 einen Querschnitt durch eine Variante der Entstaubungsvor- richtung mit zwei auf der gleichen Seite der Materialbahn¬ oberfläche angeordneten Einblaseinheiten,
Fig. 7 einen Querschnitt durch eine weitere Variante der Ent- staubungsvorrichtung, bei der die zu entstaubende Material¬ bahn umgelenkt wird,
Fig. 8 einen Querschnitt durch die in Figur 3 dargestellte Ent- staubungsvorrichtung, jedoch mit Strömungsbeeinflussungs- ele enten in der Einblas- und Absaugeinheit,
Fig. 9 eine Draufsicht in Blickrichtung IX in Figur 8 auf die Strömungsbeeinflussungselemente der Einblaseinheit,
Fig.10 eine Draufsicht in Blickrichtung X in Figur 8 auf die Ströπungsbeeinflussungselemente der Absaugeinheit,
Fig.11 einen Längsschnitt durch eine Variante einer Einblas- und Absaugeinheit und
Fig.12 eine schematische Darstellung einer Entstaubungsvor- richtung mit der in Figur 11 dargestellten Einblas- und Absaugeinheit zur Entstaubung von blattförmigem Gut.
In Figur 1 sind die auf Staubpartikel S wirkenden elektro¬ statischen und Van-der-Waals-Kräfte E und W schematisch darge- stellt. Oftmals sind die Staubpartikel S zusätzlich durch
Flüssigkeitsbrücken F festgehalten. Der auf die Staubpartikel S einwirkende Gasstrom G tritt auf der rechten Seite B der Figur 1 ein. Der Gasstrom G wird auf der linken Seite A abgesaugt.
In Figur 2 ist das Gesetz von Paschen - die Abhängigkeit der kritischen Spannung Ukrit vom Produkt aus Druck p und Abstand d für unterschiedliche Gase - aufgetragen. Figur 2 ist eine Kopie der Abbildung 6.20 aus K. Simonyi,, "Physikalische Elektronik", Verlag B.G. Teubner Stuttgart, 1972, Seite 526. Das Gesetz von Paschen ist u.a. in dem hier gerade -zitierten Buch auf den Seiten 524 bis 526, sowie in Ch. Gertsen, "Physik" Springer-Ver- lag 1960, S. 303 beschrieben. Durch dieses Gesetz wird die kritische elektrische Spannung U/krit angegeben, bei der eine Entladung zwischen zwei ebenen Elektroden "zündet", wobei p der Druck im Gasstrσ zwischen den Elektroden ist. Das Druck-Abstands- Produkt p*d ist auf der Abszisse der Figur 2 in Torr cm ange- geben, wobei 1 Torr 133 Pa bei 0" C ist.
Erfindungsgemäss wird nun das Gesetz von Paschen bei der Ent¬ staubung einer Materialbahn 1 verwendet. Die Staubpartikel S haften infolge ihrer elektrischen Ladung auf dieser. Es wird nun erfindungsgemäss eine Einblaseinheit 3a/b der Entstaubungsvor- richtung mit einer geerdeten Potentialfläche in einem Abstand d von der Materialbahnoberfläche angeordnet und die Geschwindig¬ keit und der Druck zwischen der Materialoberfläche und der Potentialfläche des aus der Einblaseinheit 3 austretenden Ueberschall-Gasstrσms G derart eingestellt, dass die Spannung, hervorgerufen durch die geladenen Staubpartikel S, gleich der kritischen Spannung U/krit im Paschen-Gesetz ist. Es kann nun aus der Figur 2 das für die kritische Spannung U/krit benötigte Produkt p*d herausgesucht werden. Nun wird der Gasdruck zwischen der die Staubpartikel S tragenden Materialoberfläche und der geerdeten Potentialfläche derart eingestellt, dass bei vorge¬ gebenem konstruktivem Abstand d zwischen der Materialoberfläche und der geerdeten Potentialfläche der oben herausgesuchte Wert des Produkts p d angenähert wird. Mit Hilfe eines elektronischen Feldmeters, kann festgestellt werden, wie hoch die elektrische Ladung ist. Hierdurch ist eine Optimierung des Produkts p*d bei der Montage und Einstellung der Entstaubungsvorrichtung möglich. Die geforderten Bedingungen lassen sich mit dem Ueberschall- gasstrom G erreichen. Die entladenen Staubpartikel S werden nun durch den Ueberschall-Gasstrom G ohne Verwendung elektrisch vor¬ gespannter Entladungselektroden aufgenommen und mit einer Absaug- einheit 7 abgesaugt. Die hohen Unterhaltskosten, wie sie für Anlagen mit elektrisch vorgespannten Entladungselektroden be¬ nötigt werden, entfallen somit hier.
Die Einblas- wie auch die Absaugeinheit 3a/b, bzw. 7a/b sind aus Metall hergestellt und geerdet. Es ist deshalb der Abstand der -Einblaseinheit 3a/b von der Oberfläche der Materialbahn 1 gleich dem Abstand d der Geerdeten Potentialfläche von dieser. Um eine gute elektrische Leitfähigkeit zu erhalten, können die der Materialbahn 1 zugewandten Oberflächen der Einblas- wie auch die Absaugeinheit 3a/b, bzw. 7a/b mit einer elektrisch leitfähigen Schicht beschichtet sein. Bei Aluminium würde man z.B. ein Anodisierungsverfahren verwenden, um eine gute elektrische Leitfähigkeit zu erhalten.
Bei der in Figur 3 im Querschnitt dargestellten Entstaubungs- vorrichtung ist sowohl eine Entstaubung der Ober- wie auch der Unterseite 9a, bzw. 9b der Materialbahn 1 möglich. Es sind hierzu über der Ober-, wie auch über der U-αterseite 9a, bzw. 9b je eine Einblas- 3a und 3b und je eine Absaugeinheit 7a und 7b ange- ordnet. Die Bewegung der Materialbahn 1 erfolgt in Richtung des Pfeils 11. Die Fördergeschwindigkeit der Materialbahn 1 liegt bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel bei 4,75 bis 15 m s. Die Fördergeschwindigkeit hat keinen Einfluss auf den Wirkungsgrad der Entstaubungsvorrichtung.
Die unten beschriebene Einblaseinrichtung 3a, bzw. 3b ist der¬ art ausgebildet, dass aus ihr ein Ueberschall-Gasstrom, hier ein Ueberschall-Luftstrom G austritt. Der aus der Einblasein- richtung 3a/b austretende Gasstrom G trifft auf die Oberfläche der Materialbahn 1 unter einem Winkel zwischen 20' und 100', bevorzugt zwischen 30' und 55' gegen deren Bewegungsrichtung 11 ein. Die Absaugung der von der Materialoberfläche abgehobenen Staubpartikel S erfolgt in der Ströπungsrichtυng 25 des aus¬ strömenden Gases G nachgeschaltet unter einem ersten Winkel σ zwischen 20" und 70' , bevorzugt unter etwa 45' und noch ein- σ-al nachgeschaltet an einer zweiten Stelle etwa senkrecht zur Materialoberfl che. Diese zweite Absaugung wirkt insbesondere auf in Vertiefungen und Löchern liegende Staubpartikel S.
Die Einblaseinheit 3a/b hat einen zweigeteilten, unten beschriebenen Düsenaufbau. Ausgehend von einem Druckkanal 13 als Gasversorgungβeinheit ist ein sich stetig verjüngender Düsenquerschnitt 15 vorhanden, der nach einer Verengung 17 in einen sich stetig erweiternden Düsenquerschnitt 19 bis zum DUsenausgang 20 übergeht. Die Breite der Verengung 17 liegt zwischen 0,02 ran und 0,08 mm, bevorzugt unter etwa 0,04 mm. Der Oeffnungswinkel am DUsenausgang 20 liegt zwischen 3' und 15' , bevorzugt jedoch zwischsn 5' und 10*. Die im Querschnitt der Figur 3 links liegende Mantellinie im sich erweiternden Düsenquerscbnitt 19 ist gewölbt ausgebildet, während die gegenüberliegende Mantellinie eine Gerade 21 ist. Diese Gerade 21 verläuft unter dem Winkel α zur Ebene der Materialbahn 1. Der Winkel o liegt zwischen 20' und 100' , bervorzugt zwischen 30' und 55' . Der Randpunkt 22 dieser Geraden 21 am Düsenausgang 20 hat den geringsten Abstand d zur Materialbahn 1, der je nach zu entstaubendem Material zwischen 0,5 und 2 mm liegt. Dieser Abstand d entspricht dem Abstand d des Paschen-Gesetzes. Die Oeffnung 23 zwischen den beiden Einblaseinheiten 3a und 3b ist in Bewegungs¬ richtung 11 als dreifach sich erweiterndes "V" ausgebildet, dessen Schenkel-Winkel sich an jeder Uebergangsstufe 24a und 24b vergrössert.
Der Gasaustritt aus der Düsenöffnung 20 erfolgt, wie in der Figur 3 durch einen Pfeil 25 angedeutet ist, schräg auf die Materialbahn 1 entgegen deren Bewegungsrichtung 11 in Richtung auf die betreffende Absaugeinheit 7a, bzw. 7b hin.
Der Randpunkt 22 ist als scharfe Kante ausgebildet. Durch diese scharfe Kante 22 entsteht beim Austritt der UeberschalIströ ung G aus dem Düsenausgang 20 ein Ströπungs- wirbelbereich, dessen Turbulenzen ein Abheben der gemäss dem Paschen-Gesetz entladenen Staubpartikel S von der Oberfläche 9a, bzw. 9b der Materialbahn 1 entgegen der Van-der-Waal- schen-Kräfte W unterstützt. Die Einblaseinheiten 3a und 3b sind aus Metall und durch eine schematisch dargestellte elektrische Erdung analog zur Absaugeinheit 7a und 7b ge¬ erdet. Der Düβenausgang 20 liegt in einer Ebene 6, welche die Materialbahn 1 in einem Winkel zwischen 25' und 65* , bevorzugt unter 45' schneidet.
Analog zu den beiden Einblaseinheiten 3a und 3b sind auch zwei Absaugeinheiten 7a und 7b vorhanden. Die beiden Absaugeinheiten 7a und 7b sind symmetrisch zueinander ange- ordnet und ausgebildet. Jede der beiden Absaugeinheiten 7a und 7b hat zwei Absaugkanäle 27 und 29, welche in eine Ab- saugkaitmer 30 münden. Die Eingänge der Absaugkanäle 31a und 31b sind in einer Ebene 33 angeordnet, welche einen konstanten Abstand von der Ober-, bzw. Unterseite 9a, bzw. 9b der Mater- ialbahn 1 aufweist. Die Ebene 33 ist gleichzeitig die der Materialober-, bzw. Unterseite gegenüberliegende Oberseite der Absaugeinheit 7a, bzw. 7b. Bevorzugt werden die Absaug¬ einheiten 7a und 7b aus elektrisch leitfähigem Material (Metall) gefertigt. Sollte jedoch anderes Material verwendet werden oder das Metall sich im Laufe der Zeit mit einem nichtleitenden Korrosionsüberzug überziehen können, so ist diese Oberfläche, wie auch diejenige der Einblaseinheiten 3a und 3b, wie bereits oben ausgeführt, mit einer elektrisch leitfähigen Schicht zu versehen. Die Ebene 33 ist, wie in Figur 3 dargestellt, gegenüber dem Düsenausgang 20 zurück¬ versetzt. Diese Zurückversetzung kann auch kleiner sein. Die Ebene 33 könnte auch direkt anschliessend an den -Düsenaus¬ gang 20 angeordnet sein.
Der Absaugkanal 27 hat einen sich trichterförmig ver¬ jüngenden, gegen die Oberfläche der Ifeterialbahn 1 geneigten Absaugmund 35. Die Neigung des Ansaugmu-ndes 35 ist in Richtung zum Düsenausgang 20 gerichtet. Die dem Düsenausgang 20 zuge¬ wandte Mantellinie 36a des trichterförmigen Absaugmundes 35 weist einen möglichst flachen Winkel 0 zur Oberfläche der Materialbahn 1 auf, Der Winkel ß liegt zwischen 15* und 30* Die der Mantellinie 36a gegenüberliegende andere Mantellinie 36b des Absaugπundes 35 verläuft steiler und weist zur Ober¬ fläche der Materialbahn 1 einen Winkel σ zwischen 20' und 70' auf. Da auf jeden Fall der Abβaugsund 35 trichterförmig ausgebildet sein soll, verbietet sich von selbst, dass bei den Winkeln 0 und σ die beiden Winkelextreπwerte von 30' zusammen verwendet werden können.
Der Absaugnund 35 geht dann in ein verengtes Kanalstück 37 über, dessen eine Mantellinie die Verlängerung der Mantel- linie 36b ist. Dieses Kanalstück 37 erweitert sich zu einem weiteren Kanalstück 39, welches dann in die Absaugkaππer 30 einmündet.
Der Abstand h des Schnittpunktes der Mantellinie 36b mit der Ebene 33 von der Kante 22 (= das eine untere Ende der Geraden 21) ist zehn- bis fünfundzwanzigmal der Abstand d.
Durch die Anordnung der Einblaseinheit 3a, bzw. 3b wird der Absaugkanal 27 von eventuell anhaftenden Staubpartikeln S freigespült.
Der Absaugkanal 29 ist ebenfalls trichterförmig ausge¬ bildet, wobei jedoch dessen dem DUsenausgang 20 zugewandte Mantellinie 40a senkrecht zur Oberfläche der Materialbahn 1 verläuft, während die hierzu gegenüberliegende Mantellinie 40b leicht zur Oberfläche der Materialbahn 1 geneigt ver¬ läuft.
Die Absaugka er 30 weist wenigstens jeweils an einer ihrer gegenüberliegenden Wände eine Profilierung 44 auf.
Diese Profilierung 44 dient zum Einhängen nicht dargestellter Strömungsleitbleche. Die Strömungsleitbleche sind notwendig, damit in der Absaugkammer 30 möglichst über allen Ein¬ mündungen der Kanäle 27 und 29 annähernd gleiche Druckver¬ hältnisse herrschen.
Zum Entstauben der mit einer Geschwindigkeit von bis zu 30 m s bewegten Materialbahn 1 wird Luft G mit der Einblas¬ einheit 3a und 3b mit einer Luftgeschwindigkeit von bis zu maximal 550 m/s geblasen. Um diese Ausströmgeschwi-ndigkeit zu erreichen, herrscht im Druckkanal 13 ein Druck von etwa 2 bar. Auf der Oberfläche der Materialbahn 1 ergibt sich dann ein Druck, je nach gewählter Ueberschall-Gas-Geschwindig- keit, von 50 bis 100 mbar. Die auf der Oberfläche der Material¬ bahn 1 sich befindenden Staubpartikel S werden nun aufgrund der oben beschriebenen Geβetzmässigkeiten von Paschen in einer Dunkelentladung, welche im Prinzip eine Glirmentladung bei sehr kleinen Stromstärken ist, neutralisiert. Gleich¬ zeitig erfolgt ein Abheben der Staubpartikel S durch den Ueberschalluftstrom G, unterstützt durch die Verwirbelung, hervorgerufen durch die Kante 22 entgegen der auf sie wirkenden Van-der-Waals-Kräfte. Die Staubpartikel S werden durch die Absaugkanäle 27 und 29 abgesaugt, wobei der nahe¬ zu senkrecht zur Oberfläche der Materialbahn 1 verlaufende Kanal 29 hauptsächlich dazu dient, Staubpartikel S aus Ver¬ tiefungen und Löchern aufzunehmen.
Die eingeblasene Luft durch die Einblaseinheit, bzw. -einheiten 3a und 3b sowie die Absaugleistung der Absaug¬ einheit, bzw. -einheiten 7a und 7b liegt im Temperaturbereich von 18' C bis 23' C. Im Raum, in welchem die Entstaubungsvor- richtung steht, herrscht ein Ueberdruck.
Der DUsenausgang 20 wie auch die Eingänge zu den Kanälen 27 und 29 können nun, wie in Figur 4a und Figur 4b einmal vergrössert im Querschnitt und einmal in Draufsicht darge- stellt ist, als Längsschlitze 41 und einmal als Düsenreihen 43, wie in den Figuren 5a und 5b dargestellt ist, ausge¬ bildet werden. Zur Verbesserung des Aufnahmevorgangs der Staubpartikel S in den Ueberschallgasstro G können im sich erweiternden Düsenquerschnitt 19 der Einblaseinheit 3a und 3b, sowie auch in den beiden Absaugkanälen 27 und 29 Strömungsbeein- flussungselemente 49, 50 und 51, wie in Figur 8 angedeutet, angeordnet werden.
Bei den im Düsenbereich 19 an der Wandung 21 angeordneten Strömungsbeeinfluβsungselementen 49 handelt es sich um schmale Längsstege, wie sie in einer Draufsicht in Blick¬ richtung IX in Figur 9 dargestellt sind. Jeder Längssteg 49 liegt in einer zur Bewegungsrichtung 11 parallel verlaufen¬ den Ebene, welche unter einem Winkel von 82' zur Material¬ bahn 1 steht. In dem oben beschriebenen Beispiel haben die Längsstege 49 eine Breite von 1 mm und einen gegenseitigen Abstand von 15 mm.
Bei denen in den Absaugkanälen 27 und 29 angeordneten Reihen von Stegen 50 und 51 handelt es sich um schmale Längsstege, wie sie in einer Draufsicht in Blickrichtung X in Figur 10 dargestellt sind. Jeder Längssteg 50 und 51 liegt in einer zur Bewegungsrichtung 11 ebenfalls parallel verlaufenden Ebene, welche unter einem Winkel von 60' zur Materialbahn 1 verläuft. In dem oben beschriebenen Beispiel haben die Längsstege 50 und 51 eine Breite von 2 mm und einen gegenseitigen Abstand von 30 mm.
Zusätzlich zu den in Figur 3 angeordneten Einblasein¬ heiten 3a und 3b können auch beidseits der Absaugeinheit, bzw. -einheiten 7a und 7b je eine weitere Einblaseinheit, wie in Figur 6 dargestellt, angeordnet werden.
Anstelle von ebenen Materialbahnen 1 können auch durch eine Umlenkeinheit 45 umgelenkte Materialbahnen 46 entstaubt werden. Die Lage der Einblas-, wie auch die der Absaugeinheit ist dann, wie in Figur 7 dargestellt, dem Verlauf der Material¬ bahn 46 angepasst. Der Ablösewinkel der Materialbahn 46 von der Umlenkeinheit 45 liegt bevorzugt zwischen 15* und 20', um eine elektrische Aufladung durch Ladungsaustausch und Ladungs- trennung nicht unnötig anwachsen zu lassen.
Die bereits obenerwähnte Zweiteilung der Einblaseinheit 3a, bzw. 3b mit den Teilstücken 3' und 3" gestattet gegenüber einer einteiligen Ausführung eine einfachere Herstellung. Die Teilung erfolgt entlang der Linie 47, welche in die Gerade 19 übergeht. Die Abdichtung erfolgt über einen Dichtring 48, dessen Verlauf je nach Verwendung der Düsenreihe 43 oder des Längsschlitzes 41 gelegt wird. Durch die Teilung der Einblaseinheit 3a, bzw. 3b ist eine einfache Herstellung der Ströitυngsbeeinflussungselemente 49 erst möglich.
Die Einblaseinheit 3a und 3b, sowie die dazugehörenden Ab¬ saugeinheiten 7a und 7b werden bevorzugt als Blöcke ausge¬ bildet, welche parallel zur Bewegung der Materialbahn 1 anein¬ ander gereiht angebaut werden können, um die Breite der Ent- staubu-ogsvorrichtung der jeweiligen zu entstaubenden Material- bahnbreite anpassen zu können.
Anstelle die Materialbahn zu bewegen, kann selbstverständ¬ lich auch die Entstaubungsvorrichtung über die Materialbahn be¬ wegt werden. In der Regel wird man aber die Materialbahn unter, bzw. zwischen den -Düsenaus- und -eingängen hindurchziehen.
Mit der oben beschriebenen Entstaubungsvorrichtung können nicht nur Materialbahnen entstaubt werden, sondern auch Platten und Bögen.
Die oben beschriebene Entstaubungsvorrichtung kann zum Ent¬ stauben von jeglichem bahnförmigen und plattenförmigen Material, wie Press-Spanplatten, Tischlerplatten, Kunststoff-, Papier-, Pappbänder, Glas, allg. Folien, Metall- und medizinische Folien, Textilien, Leiterplatten, Industriegeflechte, Film- und Magnet¬ streifen etc. verwendet werden. Anstelle der in den Figuren 3 bis 10 dargestellten Einblas¬ einheit 3a und 3b kann auch eine in Figur 11 dargestellte Ein¬ heit 53 verwendet werden, welche eine Vereinigung einer Einblas- it einer Absaugeinheit darstellt. Ferner wird hier gegenüber den Einblaseinheiten 3a und 3b mit einer Gasausströmgeschwindig¬ keit im Unterschallbereich gearbeite ; es kann jedoch auch im Bereich der Schallgeschwindigkeit gearbeitet werden. Analog zu den Einblaseinheiten 3a und 3b ist auch die Einheit 53 aus zwei geerdeten Düsenteilen 54a und 54b aufgebaut und hat eine Ver- engung 55 des Düsenkanalquerschnitts 56. Ausgehend von einem zum Druckkanal 13 analog ausgebildeten Druckkanal 57 hat auch diese Düse einen sich verjüngenden Düsenquerschnitt 59 (analog zu 15) . Im Gegensatz zu den Einblaseinheiten 3a und 3b ist je¬ doch hier die gerade Mantellinien aufweisende Verengung 55 bis zum DUsenausgang 60 vorgezogen und somit bedeutend länger.
D.h. es erfolgt hier eine stärkere Ionisationswirkung (Ballo- elektrizität) auf den durchfliessenden Gasstrom. Die Achse der Verengung 55 weist einen bevorzugten Winkel δ von etwa 51* mit der Tangente 68 zur Materialoberfläche 71 auf. Es können auch andere Werte für den Winkel δ zwischen 20' und 100' und insbesondere zwischen 30' und 55' verwendet werden. Der im Ausfuhrungsbeispiel aufgeführte Wert erlaubt jedoch ein optimales Arbeiten, insbesondere im Hinblick auf einen geringen Luftverbrauch und ein gutes Andrücken der zu ent- staubenden Materialbahn 71 an die Trommel 74 (Druckzylinder).
Auch diese Einheit 53 hat analog zu den obigen Einblas¬ einheiten 3a und 3b einen sich strömungstechnisch "erweitern¬ den Düsenquerschnitt", den jetzt hier der Raum 61 vor dem DUsenausgang 60 bildet. Im Gegensatz zu den obigen Einblas¬ einheiten 3a und 3b ist nämlich hier die zur unteren Kante 22 analog ausgebildete Kante 63 der einen Düsenkanalseite gegen¬ über der anderen um eine Kantenhöhe a von 0,1 mm bis 0,9 mm, hier um 0,6 mm nach aussen verlängert. Diese Verlängerung be- wirkt einerseits eine Düsenkanalerweiterung und andererseits eine Umlenkung des austretenden Gasstroms, wie mit dem Pfeil 64 angedeutet is . Dieser Gasstrom bewirkt somit einen Absaug- effekt, der die Staubpartikel in die Absaugeinheit 65 fördert, die letztlich durch eine angeordnete Reihe von Stegen im Ab¬ saugkanal für die Strömungsrichtung sorgt und zuletzt eine sehr wichtige Rolle für die Förderung von Staubpartikeln bis zum Absaug- schlauch bewirkt.
Die Breite b der Verengung 55 wird zusammen mit dem Gasdruck im Druckkanal 57 derart eingestellt, dass eine optimale Ent¬ staubung bei möglichst geringem Luftverbrauch erfolgt. Bei der hier beschriebenen Ausführungsvariante wird mit einer Breite der Verengung von 0,04 mm bei einem Druck von 1,5 bar im Druck- ka al 57 und einem Abstand d/53 von 4 mm bis 7 mm, bevorzugt 5 mm gearbeitet. Die Neigung des verengten Düsenkanals 55 gegenüber der Tangente 68 zur Materialbahn 71 beträgt hier beispielsweise 51*.
In die Einheit 53 integrierte Absaugeinheit besteht in einem annähernd zum Absaugkanal 35, 37 und 39 analog ausge¬ bildeten Absaugkanal 65, wobei hier in einer einfacheren konstruktiven Ausführung die eine Kanalwand lediglich durch ein ansetzbares entsprechend geformtes Blech 67 gebildet ist. Auch hier weist der Einlauf des Absaugkanals 65 analog zu dem bereits oben beschriebenen einen spitzen Winkel Φ in Transp¬ ortrichtung 70 der Materialbahn auf. Der Winkel Φ sollte einen Wert zwischen 20' und 50' haben und bevorzugt zwischen 33' und 39* liegen. Der dem DUsenausgang 60 abgwandte Rand der Eingangsöffnung des Absaυgkanals 65 befindet sich in einem Abstand e, der bei dem Ausführungsbeispiel 17 mm beträgt.
Um den für die Entstaubung benötigten Luftverbrauch zu minimieren, ist der Druckkanal 57 in Querrichtung zur Mater¬ ialbahn 71 in einzelne Teilkanäle unterteilt. Diese nicht explizit dargestellten Teilkanäle, welche in den Figuren 11 und 12 mit dem Bezugszeichen 57 identisch sind, sind über jeweils einen mit einem (nicht dargestellten) Kolben ver- schliessbaren Versorgungskanal mit einer Versorgungs- kamαner 69 verbunden. Zum Druckausgleich haben die Ver- sorgungskanäle geringfügig sich ändernde Strömungsquer- schnitte. Die Kolben sind über einen nicht dargestellten Mechanisπus derart verstellbar, dass beginnend von der äusseren Peripherie ein Versorgungskanal nach dem anderen und damit auch ein Teilkanal nach dem anderen von der Luft¬ zufuhr und damit von der Versorgungskazαmer 69 abtrennbar ist. Hiermit ist eine Anpassung an die tatsächlich zu reinigende Bahnbreite möglich. Es wird nur die benötigte Anzahl Teilkanäle mit Druckluft versorgt und damit der Luftverbrauch optimiert, d.h. minimiert.
Die Anordnung der Einblas-/Absaugeinheit 53 in einer Entstaubungsvorrichtung für blattförmiges Gut 71 zeigt Figur 12. Die zu reinigenden Blätter 71 werden jeweils mit einer Klammer 72 auf einer ersten Trommel 73 (Zu- führzylinder) gefasst und gehalten. Die Uebergabe an eine zweite Trommel 74 (Druckzylinder) erfolgt in deren Annäherungsort 76 mit benachbarten Klammern 72 und 75, wobei synchron zueinander die Klammer 72 geöffnet und die Klammer 75 zur Bogenübernahme geschlossen wird. Die Darstellung in Figur 12 zeigt das bereits von der Klammer 75 gefasste Gut 71 bei geöffneter Klammer 72, wobei ein Teil des blattförmigen Guts 71 noch auf der Trommel 73 anliegt, sowie auf diese aufgezogen wird. Der Trommel 74 zugeordnet ist die Einblas-/Absaugeinheit 53, an der in Querrichtung zur Breite des Guts 71 Sicherheitsrollen 77 angeordnet sind, welche eine Führung des blattförmigen Guts 71 bei einem LuftstrortBusfall oder einer nicht einwandfreien Blatt- übergäbe sicherstellen sollten.
Infolge der hohen verwendeten Rotationsgeschwindigkeiten der Trommeln 73 und 74 tendieren die Bögen 71 (Gut) zum Her¬ ausschlagen, bzw. zum Ablösen von der Trommeloberfläche. Mit den erfindungsgemässen Vorrichtungen lässt sich nun durch Einstellung des Luftdrucks dieses Abheben neben der Ent¬ staubung zufriedenstellend einstellen. Wird der Luftdruck jedoch derart eingestellt, dass lediglich eine einwandfreie Entstaubung erreicht wird, kann dieser für die "Fixierung" der Bögen zu gering sein. In diesem Fall überniitint dann die Sicherheitsrolle 77 die gewünschte Niederhaltung.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Entfernen von Staubpartikeln (S) von einer relativ bewegten, insbesonderen stabilen Materialbahn¬ oberfläche (1; 71) mit einer berührungsfrei arbeitenden Entstaubungsvorrichtung, dadurch geke-αnzeicbnet, dass ein geerdeter, der Materialbahnoberfläche (1; 71) zuge¬ wandter Potentialflächenbereich (6, 33; 54a, 54b) einer Einblaseinheit (3a, 3b; 53) der Entstaubungsvorrichtung in einem Abstand (d; d/53) zur Materialbahnoberfläche (1; 71) angeordnet wird, die Geschwindigkeit und der Druck (p) zwischen einem jeweils zu entstaubenden Mater- ialbahnoberflächenbereich und der Potentialfläche (6, 33; 54a, 54b) des aus der Einblaseinheit (3a, 3b; 53) aus¬ tretenden Gasstroms (G) derart eingestellt werden, dass die dem Produkt aus Druck (p) und Abstand (d; d/53) ge- äss dem Gesetz von Paschen zugeordnete kritische
Spannung (U/krit) unter der elektrostatischen Spannung (E) der Staubpartikel (S) auf der Materialbahnober¬ fläche (1; 71) liegt, damit deren Neutralisation er¬ folgt und somit eine Ueberwindung der Haltekräfte (E/W) der Staubpartikel auf der Materialbahnoberfläche gegeben ist und diese (S) ohne eine elektrische Energie benötigende Ionisationseinheit, lediglich durch den Gas¬ strom (G) aufgenommen und von wenigstens einer Absaug¬ einheit (7a, 7b; 65) abgesaugt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Gasstrom, insbesondere ein Luftstrom (G) , unter einem Winkel (α, 6) zwischen 20' und 100' , bevorzugt zwischen
30" und 55' auf die Materialbahnoberfläche (1; 71) geblasen und durch wenigstens eine entgegen der Gasströmrichtung nachgeschaltete, d.h. in Materialtransportrichtung (11; 70) vorgelagerte Absaugeinheit (7a, 7b; 65) abgesaugt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die durch den Gasstrom (G) von der Materialbahnoberfläche abge¬ hobenen Staubpartikel (S) von einer unter einem Winkel (σ; Φ) zwischen 20' und 70*, bevorzugt unter 45' gegen die Gas- Strömrichtung (25) geneigten ersten Absaugöffnung (27; 65) sowie vorzugsweise mit einer zusätzlichen zweiten annähernd senkrecht zur Materialbahnoberfläche (1) stehenden Absaug¬ öffnung (29) aufgenommen werden.
4. Entstaubungsvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3 mit einer Versorgungsein¬ heit (13; 57) verbundenen Einblaseinheit (3a, 3b; 53) sowie einer Absaugeinheit (7a, 7b; 65), dadurch gekennzeichnet, dass die Einblaseinheit (3a, 3b; 53) ausgehend von der Ver- sorgungseinheit (13; 57) einen stetig sich verjüngenden Düsenquerschnitt (15; 59) aufweist, der nach einer Ver¬ engung (17; 55) in einen sich erweiternden Querschnitt (19; 61) übergeht, die Einblaseinheit (3a, 3b; 53) einen dem Staubpartikel (S) tragenden Materialbahnoberflächen- bereich (1; 71) zugewandten, geerdeten, elektrisch leiten¬ den Oberflächenbereich (6, 33; 54a, 54b) hat, wobei der Gasdruck in der Versorgungseinheit (13; 57) sowie der Ab¬ stand (d; d/53) des geerdeten Oberflächenbereichs (6, 33; 54a, 54b) von dem jeweils kontinuierlich zu entstaubenden Materialbahnoberflächenbereich (1; 71) derart einstellbar sind, dass die Staubpartikel (S) hier ohne jeglichen Ein¬ satz einer an eine elektrische Energiequelle anzuschliess- enden Ionisationseinheit zur Ionisation des Gasstroms ab¬ lösbar und durch die Absaugeinheit (7a, 7b; 65) absaugbar sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Gasdruck in der Versorgungseinheit (13; 57) der Ab¬ stand (d; d/53) der geerdeten Potentialfläche (6, 33; 54a, 54b) vom zu entstaubenden Materialbahnoberflächenbereich (1; 71) sowie die Ausgestaltung des Düsenquerschnitts (15, 17, 19; 59, 56, 55, 61) und dessen Lage zum zu ent- staubenden Bereich derart eingestellt sind, dass die kritische Spannung (U/krit) des Gesetzes von Paschen in Abhängigkeit des Produkts aus dem Abstand (d, d/53) und einem durch den Gasdruck in der Versorgungseinheit (13; 57) zwischen dem geerdeten Oberflächenbereich (6, 33;
54a, 54b) und dem zu entstaubenden jeweiligen kontinuier¬ lich vorbeiziehbaren Materialbahnoberflächenbereich (1; 71) mit der Einblaseinheit (3a, 3b; 53) erzeugbaren zweiten Gasdruck (p) unter der die Staubpartikel (S) u.a. im Bereich haltenden elektrostatischen Spannung (E) liegt.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der DUsenausgang derart angeordnet ist, dass dessen austretender Gasstrom entgegen der Transportrichtung (11; 70) der Materialbahn (1; 71) auf diese auftrifft.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Achse des Düsenkanals (21; 55) der Einblaseinheit (3a, 3b; 53) in einer zur Materialbahn (1; 71), bzw. deren Tangente (68) unter einem Winkel (α; δ ) zwischen 20' und 100', bevorzugt zwischen 30' und 55' liegenden Ebene liegt.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandung der Düse der Einblaseinheit (3a, 3b; 53) zu deren Achse wenigstens einen unsymmetrisch ausgebildeten Wandbereich, insbesondere im Bereich der Oeffnung (20; 60) aufweist, wobei eine der Düsenkanalmantellinien der Ein¬ blaseinheit (3a, 3b; 53) eine Gerade (21; 55) ist, welche in einer zur Materialbahn (1; 71) unter einem Winkel (α; δ ) zwischen 20' und 100", bevorzugt zwischen 30" und 55' verlaufenden Ebene liegt.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die gerade Düsenkanalmantellinie (21; 55) am Düsenausgang
(20; 60) in einer scharfen Kante (22; 63) endet, um einen von hier gegen die Materialbahnoberfläche ausgehenden Strömungsverwirbelungsbereich zu erzeugen.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass der Absaugmund (35) der Absaugeinheit (27; 65) sich trichterförmig ausgehend von der Absaug¬ öffnung (31a) verjüngt, wobei eine der Düsenπβntellinien eine erste Gerade (36a) ist, welche in einer zur Material¬ bahn (1; 71) unter einem Winkel (0, Φ) zwischen 15' und 50', insbesondere zwischen 33' und 39' liegenden Ebene verläuft.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch ge- kennzeichnet, dass die Einblaseinheit (3a, 3b; 53) aus wenigstens zwei Teilstücken (3', 3B; 54a, 54b) ausgebildet ist und bevorzugt die oder eine der Trennungslinien (47) durch die Gerade (21; 55) der Düsenkanal antellinie ver¬ läuft.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 11, gekenn- zeichnet durch eine blockweise Unterteilung bevorzugt parallel zur Relativbewegungsrichtung (11; 70) der Materialbahn (1; 71) , um die Vorrichtungsbreite an die Breite der Materialbahn (1; 71) auf einfache Weise konstruktiv anpassen zu können.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 12, gekenn¬ zeichnet durch eine erste und eine zweite in Relativbe¬ wegungsrichtung (11) der Materialbahn (1) voneinander distanziert angeordnete Einblaseinheit (3a), welche beid- seits der Absaugeinheit (7a) abgeordnet sind, wobei be¬ vorzugt die Achsen der Einblasdüsenkanäle der ersten und der zweiten Einblaseinheit gegeneinander gerichtet sind.
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