NL1007149C1

NL1007149C1 - Heating, cooling, supporting and applying pressure to steel belts in e.g. twin belt presses

Info

Publication number: NL1007149C1
Application number: NL1007149A
Authority: NL
Inventors: Erik Middelman; Johannes De Jonge; Hendrik Van De Hee
Original assignee: Amp Akzo Linlam Vof
Priority date: 1997-09-26
Filing date: 1997-09-26
Publication date: 1999-03-29

Abstract

The belt is supported by one or more so-called rigid gas layers formed by gas supplied to cavities in a plate. An Independent claim is also included for an apparatus consisting of the plate and gas layers. INORGANIC CHEMISTRY - Air or nitrogen is used as the gas.

Description

GASGELAGERDE WARMTEOVERDRACHTSPLAAT VOOR INRICHTINGEN MET EINDELOZE BANDENGAS BEARING HEAT TRANSFER FOR ENDLESS STRAP DEVICES

5 De uitvinding betreft een werkwijze alsmede een inrichting voor het verwarmen, koelen, dragen of aandrukken van eindeloze banden, in het bijzonder de eindeloze staalbanden die toegepast worden in dubbelbandpersen, enkel- en dubbelbandkoelers, continue bakkerijovens en foliegietmachines .The invention relates to a method as well as an apparatus for heating, cooling, carrying or pressing endless belts, in particular the endless steel belts which are used in double belt presses, single and double belt coolers, continuous bakery ovens and foil casting machines.

1010

Dubbelbandpersen worden gebruikt voor de continue productie van onder andere spaanplaat, MDF, GMT (Glasmat Thermoplast), kunststof platen en voor de produktie van laminaat ten behoeve van printplaten. In veel van deze processen wordt het product in een perszone tussen de banden verwarmd 15 en/of gekoeld. Soms is het bovendien wenselijk om de band of banden juist voor of na de perszone te verwarmen of te koelenDouble belt presses are used for the continuous production of chipboard, MDF, GMT (Glasmat Thermoplast), plastic plates and for the production of laminate for printed circuit boards. In many of these processes, the product is heated and / or cooled in a press zone between the belts. Sometimes it is also desirable to heat or cool the belt or belts just before or after the pressing zone

Bandkoelers en dubbelbandkoelers worden gebruikt om materiaal snel en uniform te koelen.Belt coolers and double belt coolers are used to cool material quickly and uniformly.

In continue bakkerijovens wordt deeg op de eindeloze lopende band 20 aangebracht, de band wordt verwarmd en na enige tijd weer gekoeld. Op deze wijze worden onder andere koekjes geproduceerd.In continuous bakery ovens, dough is placed on the endless conveyor belt 20, the belt is heated and after some time cooled again. Cookies are produced in this way, among other things.

Bij foliegietmachines wordt meestal een polymeer oplossing gegoten op een eindeloze staalband waarna de band wordt opgewarmd waardoor het oplosmiddel uit de polymeer oplossing verdampt en een polymeer folie achter 25 blijft. De band wordt vervolgens gekoeld waarna de folie van de band gepeld wordt en tenslotte opgewikkeld wordt.In foil casting machines, a polymer solution is usually cast on an endless steel belt, after which the belt is heated up, so that the solvent evaporates from the polymer solution and a polymer film remains behind. The tape is then cooled, after which the foil is peeled off the tape and finally wound up.

In alle bovengenoemde processen is het belangrijk om snel en efficiënt de banden te verwarmen en/of te koelen. Om de banden efficiënt te kunnen verwarmen en koelen zijn meerdere oplossingen bedacht.In all of the above processes it is important to heat and / or cool the tires quickly and efficiently. Several solutions have been devised to efficiently heat and cool the tires.

1 0 0 71o 21 0 0 71o 2

Een methode om de banden in de perszone van een dubbelbandpers te verwarmen en koelen is bekend in commercieel verkrijgbare dubbelbandpersen, zoals bijvoorbeeld de dubbelbandpers die geleverd wordt door Kurt Held GmbH. Hier wordt de warmte-overdracht naar de staalbanden 5 gerealiseerd door middel van stiften met een hoge warmte geleiding die in kontakt gebracht worden met de achterzijde van de staalbanden. Deze methode heeft als belangrijkste nadelen dat de warmte overdracht niet uniform is, de stiften slijtage veroorzaken van de banden en zelf slijten en dat zij wrijving hebben met de staalbanden waardoor de maximale lengte van de 10 band, waarbij dit systeem werkt, beperkt is.A method of heating and cooling the belts in the press zone of a double-belt press is known in commercially available double-belt presses, such as, for example, the double-belt press supplied by Kurt Held GmbH. Here the heat transfer to the steel strips 5 is realized by means of pins with a high heat conductivity which are brought into contact with the rear side of the steel strips. The main drawbacks of this method are that the heat transfer is not uniform, the pins cause wear of the tires and wear themselves and that they have friction with the steel belts, so that the maximum length of the belt in which this system works is limited.

Een andere methode om warmte over te dragen naar de staalbanden in een dubbelbandpers is het gebruik van zogenaamde turbo-lucht. Hierbij wordt turbulente lucht tussen een verwarmingsplaat of koelplaat en de staalbanden 15 gecirculeerd binnen een drukkamer. Verwarming en koeling door middel van turbo-lucht wordt onder andere beschreven door W. Pankoke in 'Continuous Press Technology’, Verlag Moderne Industrie, 1997. Deze methode heeft als voordelen ten opzichte van de methode zoals toegepast in de dubbelbandpers geleverd door Kurt Held GmbH, dat de warmteoverdracht 20 uniformer is, dat er geen extra wrijving is, en dat er derhalve ook minder bandslijtage optreedt. De warmteoverdracht bij dit systeem is echter beperkt.Another method of transferring heat to the steel belts in a double belt press is the use of so-called turbo air. Here, turbulent air is circulated between a heating plate or cooling plate and the steel belts 15 within a pressure chamber. Turbo air heating and cooling is described, inter alia, by W. Pankoke in Continuous Press Technology, Verlag Moderne Industrie, 1997. This method has advantages over the method used in the double belt press supplied by Kurt Held GmbH that the heat transfer is more uniform, that there is no additional friction, and that therefore less belt wear also occurs. However, the heat transfer with this system is limited.

Een andere methode om de staalbanden van een dubbelbandpers te verwarmen staat beschreven in DE-A1-195 27 091. Volgens deze methode 25 worden de staalbanden over een gekromde en verwarmde glijschoen getrokken waarbij een deel van deze glijschoen een boiling of bombering heeft loodrecht ten opzichte van de bandlooprichting. Deze methode geeft weliswaar een goede warmteoverdracht, maar heeft als nadeel het optreden van wrijving tussen de staalband en de glijschoen waardoor slijtage van de 30 staalband optreedt.Another method of heating the steel belts of a double-belt press is described in DE-A1-195 27 091. According to this method, the steel belts are pulled over a curved and heated sliding shoe, whereby a part of this sliding shoe has a boiling or cushioning perpendicular to of the tape running direction. Although this method gives a good heat transfer, the drawback is the occurrence of friction between the steel strip and the sliding shoe, as a result of which wear of the steel strip occurs.

1 or' 31 or '3

In bandkoelers en dubbelbandkoelers wordt de koeling meestal gerealiseerd door grote hoeveelheden koud water tegen de achterzijde van de band te spuiten. Deze methode is hierdoor beperkt tot koelen. Het op deze wijze verwarmen tot hoge temperaturen is niet mogelijk.In belt coolers and double belt coolers, cooling is usually achieved by spraying large amounts of cold water against the rear of the belt. This method is therefore limited to cooling. Heating to high temperatures in this way is not possible.

5 In continue bakkerijovens wordt de staalband meestal direct verwarmd met behulp van gasbranders. Hoewel het hiermee mogelijk is om effectief te verwarmen, is het op deze wijze natuurlijk niet mogelijk om ook te koelen.5 In continuous bakery ovens, the steel strip is usually heated directly using gas burners. Although this makes it possible to heat effectively, it is of course not possible to cool in this way.

Bij continue foliegietmachines wordt de eindeloze staalband samen met de 10 gegoten polymeer oplossing meestal verwarmd door middel van hete lucht. Deze methode voldoet in deze toepassing omdat zeer snelle verwarming hier niet wenselijk is. De band wordt in dit proces meestal gekoeld via een gekoelde omleidwals.In continuous foil casting machines, the endless steel strip together with the cast polymer solution is usually heated by means of hot air. This method suffices in this application because very fast heating is not desirable here. In this process, the belt is usually cooled via a cooled diverting roller.

15 De uitvinding beoogd een werkwijze te verschaffen waarmee eindeloze staalbanden zowel verwarmd en gekoeld als ook aangedrukt en gedragen kunnen worden, en waarbij de nadelen van de genoemde bekende methoden niet optreden.The object of the invention is to provide a method with which endless steel strips can be heated and cooled as well as pressed and worn, and wherein the drawbacks of the known known methods do not arise.

De werkwijze wordt gekenmerkt door het gebruik van een speciaal gaslager 20 waarmee de band effectief gedragen wordt, en waarmee het tevens mogelijk is om zeer effectief warmte over te dragen, namelijk een plaat voorzien van één of meer stijve gaslagers gaslagers.The method is characterized by the use of a special gas bearing 20 with which the belt is effectively carried, and with which it is also possible to transfer heat very effectively, namely a plate provided with one or more rigid gas bearings gas bearings.

Bij de werkwijze volgens de uitvinding wordt een samenstel gebruikt van een eindeloze band en één of meer vlakke dan wel gekromde platen, waarbij de 25 platen aan de zijde die toegewend is naar de eindeloze band voorzien is van één of meer ondiepe uitsparingen in het oppervlak van de plaat. Deze uitsparingen worden, bijvoorbeeld vanuit een voedingskanaal, voorzien van een gas via een capillair (dit is een kanaal met een zeer kleine diameter). Door dit samenstel van een voedingskanaal, capillair en uitsparing wordt een 30 zogenaamde stijve gaslager gevormd. Ten gevolge van de grote drukval van het gas over dit of deze capillairen verkrijgt het samenstel van de eindeloze t ·._ 4 band en de plaat die voorzien is van het gaslager de noodzakelijke stijfheid. Onder stijfheid wordt hier verstaan de op het plaat en/of band uitgeoefende belasting (kracht) gedeeld door de verplaatsing van de plaat ten opzichte van de band. Deze hoge stijfheid is noodzakelijk voor het verkrijgen van een 5 gedefinieerde afstand tussen plaat en band, waardoor een uniforme warmteoverdracht tussen het gas en de band verkregen wordt. Aldus is het mogelijk om de staalband op zeer geringe afstand van een verwarmings- of koelplaat te bewegen en tevens te verwarmen of te koelen.In the method according to the invention an assembly of an endless belt and one or more flat or curved plates is used, wherein the plates on the side facing the endless belt are provided with one or more shallow recesses in the surface of the plate. These recesses are supplied, for example from a feed channel, with a gas through a capillary (this is a channel with a very small diameter). A so-called rigid gas bearing is formed by this assembly of a feed channel, capillary and recess. As a result of the large pressure drop of the gas over this or these capillaries, the assembly of the endless tire and the plate provided with the gas bearing obtains the necessary rigidity. Stiffness is here understood to mean the load (force) exerted on the plate and / or belt divided by the displacement of the plate relative to the belt. This high stiffness is necessary to obtain a defined distance between plate and strip, whereby a uniform heat transfer between the gas and the strip is obtained. It is thus possible to move the steel strip at a very small distance from a heating or cooling plate and also to heat or cool it.

Bij de werkwijze volgens de uitvinding wordt bij voorkeur een gas zoals lucht 10 of stikstof toegepast.In the method according to the invention, a gas such as air or nitrogen is preferably used.

De inrichting volgens de uitvinding betreft een samenstel van een eindeloze band en één of meer vlakke dan wel gekromde platen, waarbij de platen aan de zijde die toegewend is naar de eindeloze band voorzien zijn van één of 15 meer ondiepe uitsparingen in het oppervlak van de plaat. Deze uitsparingen kunnen worden voorzien, bijvoorbeeld vanuit een voedingskanaal, van een gas via een capillair (dit is een kanaal met een zeer kleine diameter). Door dit samenstel van een voedingskanaal, capillair en uitsparing wordt een zogenaamde stijve gaslager gevormd. Ten gevolge van de grote drukval van 20 het gas over dit of deze capillairen verkrijgt het samenstel van de eindeloze band en de plaat die voorzien is van het gaslager de noodzakelijke stijfheid. Het is niet noodzakelijk dat de gehele band gedragen wordt door een gaslaag. Het is ook mogelijk dat slechts een gedeelte wordt gedragen door een gaslaag.The device according to the invention relates to an assembly of an endless belt and one or more flat or curved plates, wherein the plates on the side facing the endless belt are provided with one or more shallow recesses in the surface of the plate . These recesses can be supplied, for example from a feed channel, with a gas through a capillary (this is a channel with a very small diameter). A so-called rigid gas bearing is formed by this assembly of a feed channel, capillary and recess. Due to the large pressure drop of the gas over this or these capillaries, the assembly of the endless belt and the plate provided with the gas bearing obtains the necessary rigidity. It is not necessary for the entire belt to be supported by a gas layer. It is also possible that only a part is supported by a gas layer.

2525

Verrassenderwijs is gevonden dat ten gevolge van de geringe afstand tussen de plaat en de band, typisch is een afstand van 10-50 pm, een veel betere en/of uniformere warmte overdracht gerealiseerd dan tot noch toe mogelijk was met de bekende bandverwarmingssystemen en verondersteld kon 30 worden op basis van bekende gegevens. Op grond van de bekende informatie wordt bij een dergelijke geringe afstand tussen de plaat en de band 5 een warmteoverdrachtscoëfficient α kleiner dan 100 W/m K verwacht. Bij inrichting volgens de uitvinding een warmteoverdrachtscoëfficient groter dan 500 W/m K, meer in het bijzonder groter dan 700 W/m K gevonden.Surprisingly, it has been found that due to the small distance between the plate and the belt, typically a distance of 10-50 µm, a much better and / or more uniform heat transfer has been achieved than was previously possible with the known belt heating systems and could be assumed 30 based on known data. On the basis of the known information, a heat transfer coefficient α of less than 100 W / m K is expected at such a small distance between the plate and the belt 5. In the device according to the invention a heat transfer coefficient greater than 500 W / m K, more in particular greater than 700 W / m K, has been found.

Een dergelijke grote warmteoverdrachtscoëfficient wordt reeds gevonden bij 5 een gasdruk kleiner dan 1 bar.Such a large heat transfer coefficient has already been found at a gas pressure of less than 1 bar.

Een bijzondere uitvoeringsvorm van de uitvinding betreft een gekromde plaat met een zeer grote radius in de bandlooprichting. Deze gekromde plaat is over een groot deel van het oppervlak voorzien van de bovengenoemde stijve 10 gaslagers en gasafvoerkanalen onder een hoek met de bandlooprichting. Door de eindeloze band, zoals bijvoorbeeld een staalband, te spannen over de gekromde plaat gaat de band een normaaldruk uitoefenen op deze gekromde plaat. Onder normaaldruk wordt hier verstaan de kracht per oppervlakte eenheid die door de band op de plaat wordt uitgeoefend. De 15 voedingsdruk van de gaslagers voor het capillair wordt zodanig gekozen dat de gemiddelde gasdruk tussen de eindeloze band en de gekromde plaat gelijk is aan de door de bandspanning gegenereerde normaaldruk, waarbij een optimale band tot plaat afstand wordt gegenereerd. Onder optimale band tot plaat afstand wordt hier verstaan de minimale afstand tussen band en 20 plaat waarbij de band en de plaat elkaar nergens raken.A special embodiment of the invention relates to a curved plate with a very large radius in the belt running direction. This curved plate is provided over a large part of the surface with the above-mentioned rigid gas bearings and gas discharge channels at an angle to the belt running direction. By stretching the endless belt, such as for instance a steel belt, over the curved plate, the belt will exert a normal pressure on this curved plate. Normal pressure is here understood to mean the force per unit area exerted by the belt on the plate. The supply pressure of the gas bearings for the capillary is chosen such that the average gas pressure between the endless belt and the curved plate is equal to the normal pressure generated by the belt tension, whereby an optimal belt to plate distance is generated. Optimal belt to plate distance is here understood to mean the minimum distance between belt and plate at which the belt and the plate do not touch each other.

De gekromde plaat met gaslagers kan zelf, door middel van kanalen verwarmd of gekoeld worden, en het te gebruiken gas kan vooraf verwarmd of gekoeld worden. In een bijzondere uitvoeringsvorm wordt de gekromde, van gaslagers voorziene plaat aan de zijde van de eindeloze band voorzien 25 van een laag met goede droogloop eigenschappen ten opzichte van eindeloze staalbanden en hardverchroomde staalbanden, zoals bijvoorbeeld een dunne laag PTFE.The curved plate with gas bearings can itself be heated or cooled by means of channels, and the gas to be used can be pre-heated or cooled. In a special embodiment, the curved gas bearing plate on the side of the endless belt is provided with a layer with good dry running properties compared to endless steel belts and hard-chromed steel belts, such as for instance a thin layer of PTFE.

Deze uitvoering van de inrichting volgens de uitvinding heeft ten opzichte van een stilstaande glijschoen een aantal belangrijke voordelen, namelijk; lagere 30 wrijving, minder opbouw van bandspanning, geen slijtage van de plaat, geen slijtage van de band, geen trillingen ten gevolge van slip-stick effecten en tThis embodiment of the device according to the invention has a number of important advantages over a stationary sliding shoe, namely; lower friction, less build-up of belt tension, no wear of the plate, no wear of the belt, no vibrations due to slip-stick effects and t

1 0 0 7 1 4 S1 0 0 7 1 4 S

6 geen stof vorming ten gevolge van slijtage. Omdat de band bovendien in dwarsrichting geen, of nauwelijks wrijving ondervindt laat de band zich ook eenvoudig sturen, zonder dat hiervoor een bombering noodzakelijk is.6 no dust formation due to wear. Because the tire also experiences little or no friction in the transverse direction, the tire can also be steered easily, without the need for a bombing.

5 In een andere uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding kan de plaat met stijve gaslagers gebruikt worden in de perszone van iso-bare dubbelbandpersen, welke persen voorzien zijn van eindeloze banden, zoals bijvoorbeeld eindeloze staalbanden. Hierbij worden de platen met gaslagers in de richting van de achterzijde van de eindeloze banden bewogen, waarbij 10 er tevens zorg voor wordt gedragen dat de gasgelagerde platen zich tegenover elkaar bevinden. Ten gevolge van een aangelegde voedingsdruk voor de capillairen ontstaat er een druk aan weerszijde van de banden. Deze druk wordt via de banden overgedragen op het produkt dat tussen de banden vervaardigd wordt. Terwijl er op deze wijze druk wordt uitgeoefend op het 15 produkt verplaatsen de banden en het produkt zich ten opzichte van, de in principe stilstaande platen en wordt de voor deze processtap benodigde hoeveelheid warmte van de platen naar de banden overgedragen, of van de banden naar de platen overgedragen.In another embodiment of the device according to the invention, the plate with rigid gas bearings can be used in the pressing zone of insulated double-belt presses, which presses are provided with endless belts, such as, for example, endless steel belts. Here, the plates with gas bearings are moved towards the rear of the endless belts, while also ensuring that the gas-bearing plates are opposite each other. As a result of an applied feed pressure for the capillaries, a pressure is created on both sides of the tires. This pressure is transferred via the belts to the product produced between the belts. While in this manner pressure is exerted on the product, the belts and the product move relative to the basically stationary plates and the amount of heat required for this process step is transferred from the plates to the belts, or from the belts to the plates transferred.

20 Ten opzichte van de bekende verwarming door middel van contactstiften, heeft de methode volgens de uitvinding als voordeel dat er geen, of nauwelijks wrijving is, en hiermee ook geen of nauwelijks slijtage. Een ander voordeel is dat de gasgelagerde plaat geen bewegende delen bevat zoals contact stiften, en een meer uniforme en hogere warmte overdracht geeft. 25 Ten opzichte van verwarming door middel van turbulente lucht zoals beschreven door W. Pankoke in ‘Continuous Press Technology’, Verlag Moderne Industrie, 1997, heeft de methode volgens de uitvinding met name het voordeel dat de warmteoverdracht beter is. De plaat met gaslagers kan zonder randafdichting op de band reeds voldoende druk genereren voor veel 30 productie processen. Indien hoge druk vereist is kan de plaat met luchtlagers in een drukkamer geplaatst worden waarbij de drukkamer aan de'buitenrand ï J L-* . ’ ' 7 is afgedicht op de band door middel van een, ten opzichte van de band glijdende pakking. De werking blijft hierbij gelijk, slechts het absolute druk niveau van voedingsdruk en kamerdruk neemt toe.Compared to the known heating by means of contact pins, the method according to the invention has the advantage that there is no or hardly any friction, and therefore no or hardly any wear. Another advantage is that the gas-bearing plate does not contain any moving parts such as contact pins and gives a more uniform and higher heat transfer. Compared to turbulent air heating as described by W. Pankoke in Continuous Press Technology, Verlag Moderne Industrie, 1997, the method according to the invention has in particular the advantage that the heat transfer is better. Without gasket on the belt, the plate with gas bearings can already generate sufficient pressure for many production processes. If high pressure is required, the plate with air bearings can be placed in a pressure chamber with the pressure chamber on the outer edge. "7 is sealed to the belt by means of a gasket sliding against the belt. The effect remains the same, only the absolute pressure level of supply pressure and chamber pressure increases.

Claims

Method for heating, cooling, carrying or pressing endless belts, characterized in that plates with rigid gas bearings are used for this.

Method according to claim 1, characterized in that air or nitrogen is used as the gas in the gas bearing.

3. Device for heating, cooling, carrying or pressing endless belts, characterized in that the device comprises a rigid plate 10 provided with one or more gas bearings.

Device according to claim 3, characterized in that the plate provided with gas bearings is curved and the belt is wholly or partly supported by a gas layer.

5. Device according to claim 3 or 4, characterized in that the heat transfer coefficient between the strip and the plate is greater than

500 W / rvvK.

Device according to claim 4, characterized in that the average pressure (N / m2) between the curved plate and the endless belt is equal to or almost equal to the belt tension (N / m) divided by the radius of the curvature (m). 1007149