DE2203621A1 - Vorrichtung zum trocknen von materialbahnen - Google Patents

Description

• Vorrichtung zum Trocknen von Materialbahnen Zum Trocknen von Materialbahnen, z.B. Papier- oder Textilbahnen, die über verschieden angeordnete geheizte oder ungeheizte Zylinder laufen, benützt man Trockenhauben, die wenigstens einen Zylinder teilweise umsohliessen oder über einem geraden Teil der Bahn angeordnet sind und von denen man auf die Bahnoberfläche heisse Gase blast, diese wieder nach gewissem Abstand, sobald sie eine gewisse Feuchtigkeit von der Bahn abgenommen haben, absaugt und damit die Bahn entfeuchtet. Die Trocknungsgase haben eine Temperatur von 1200 bis 500°C. Für den Temperaturbereich bis ca. 1600C benützt man als Trocknungsgas luft, die durch dampfbeheizte Wärmeaustauscher erhitzt wird.
• Für den Temperaturbereich von 1600C bis 5000C benützt man als Trocknungsgas ein Gemisch von luft und Abgasen, die bei der Verbrennung von Erdgas, Stadtgas oder Heizöl leicht in Brennern oder Brennkammern entstehen. Eine gewisse Menge von Trocknungsgasen bewegt sich im Kreislauf und ein Teil wird abgeführt und aurch Frischluft ersetzt.
• Die Anordnung der einzelnen Teile der Trockenanlage kann verschieden sein. Meist umfasst sie mindestens einen Ventilator für die im Kreislauf sich bewegenden Trocknungsgase, mindestens einen Wärmetauscher oder einen Brenner oder eine Brennkammer mit einer angeschlossenen Mischkammer und mindestens eine Druck- und Saugkammer, weiter einen Ventilator zur Zufuhr der Frischluft und einen füi die Abfuhr eines Teiles der Trocknungsgase. Dabei ist oft zwischen der Abfuhr von Trocknungsgasen und Zufuhr von Frischluft ein Wärmetauscher zur Rückgewinnung der Wärme eingegliedert, die die abgeführten Trocknungsgase enthalten, Von einer Druckkammer, die unmittelbar über der zu trocknenden Bahn angeordnet ist, werden die Trocknungsgase durch eine mit Öffnungen versehene Platte auf die Bahn geblasen. Von der Bahnoberfläche werden dann die Trocknungsgase mit Hilfe grösserer Öffnungen oder Schlitze in eine Saugkammer geführt. Die Trocknungsgase werden durch die Feuchtigkeitsaufnahme abgekühlt, Die Wiedererhitzung der Trocknungsgase einschliesslich der Frischluft findet entweder in mindestens einem z.B. durch Dampf beheizten Wärmetauscher oder in mindestens einer Brennkammer bzw. mit Hilfe mindestens eines Brenners und einer anschliessenden Mischkammer statt. Die Brennkammer oder die Brenner mit den Mischkammern können entweder auf der Trockenhaube angebracht werden oder getrennt neben der Trockenhaube stehen. In letzterem Fall ist es notwendig, die heissen Gase mit Hilfe von Rohrleitungen der Trockenhaube zuzuführen und uon dieser auch wieder abzuführen. Dabei muss dafür gesorgt werden, dass die Trocknungsgase gleichmässig in der Druckkammer und damit auch an die Ausblaseöffnungen verteilt werden.
• Die Erfindung betrifft nun eine Vorrichtung zum Trocknen von Materialbahnen, insbesondere Papier-. Karton- oder Textilbahnen, bei der das Trocknungsmedium, z.B. Heissluft, über Öffnungen in mindestens einer eine Druckkammer bahnseitig abschliessen@e@ Platte der Materialbahn zuführbar ist und Saugöffnungen zu uhr des Trocknungsmediums aus deui Zwischenraum zwischen der Materialbahn und der Platte vorgesehen sind. Bei Anlagen dieser Art ist es bekannt, die Öffnungen senkrecht zur Materialbahn anzuordnen.
• Nun ist der iWärme- und Stoffübergang auf die Oberfläche irgendeines Stoffes unter anderem auch von der relativen Geschwindlgkeit der Strömung über dem Stoff, also der laufenden Ifaterialbahn, abhängig. Beim Ausblasen durch löcher ändert sich diese Geschwindigkeit mit der Entfernung von der Mitte des Strahles und von einer gewissen Entfernung an verringert sich diese mit der Entfernung.
• Beim Zusammenkommen mit dem Nachbarstrahl ist die Geschwindigkeit sogar Null. Auch bei der Strömung durch Schlitze, deren Achsen senkrecht zur Bahn stehen, prallt der Strom auf die Bahnoberfläche auf, wird in die Ebene der Bahn abgelenkt und, da der Zwischenraum zwischen der Platte und der Bahn normalerweise grösser ist als die Breite des Schlitzes, breitet sich aus. Damit nimmt die Geschwindigkeit des Stromes bis zur Stelle der Absaugung ab. Sind die Öffnungen als Bohrungen ausgebildet, so teilt sich beim Auftreten auf die Materialbahn die Strömung nach allen Richtungen auf.
• Sofern die Öffnungen schlitzförmig ausgebildet sind, teilt sich die Strömung in zwei Richtungen, und zwar gegen und in die hichtung der Bahnbewegung. Dort, wo die Strömung in der Richtung der Bahubewegung strömt, ist die relative Geschwindigkeit zwischen den Trocknungsgasen und der Bahn kleiner und damit ist auch der Wärme-und Stoffübergang kleiner, Diese Verhältnisse zu verbessern, ist eines der Ziele der Erfindung.
• Dieses Ziel wird gemäss der Erfindung dadurch erreicht, aass die Achse der Öffnungen in der Platte unter einem von 900 abweichenden Winkel X gegen die Bewegungsrichtung der Materialbahn geneigt angeordnet sind. Gegebenenfalls kann jeweils zwischen einer Saugöffnung und der ersten auf die Saugöffnung folgenden, von der Saugöffnung weg gerichteten, schräg zur Materialbahn angeordneten Öffnung der Platte eine ebenfalls mit der Druckkammer in Verbindung stehende Sperröffnung mit senkrecht zur Materialbahn verlaufender Achse angeordnet sein. Bei der erfinuungsgemassen Anordnung wird erreicht, dass der aus der ersten Offnung in der Platte schräg gegen die Richtung der Bahnbewegung austretende Strahl auf die Bahnoberfläche aufprallt und hierbei der grösste Teil in eine der Bahnbewegung entgegengesetzte Richtung, jedoch nur ein kleiner Teil (abhängig von der Grösse des Neigungswinkels) in cie Richtung der babnbewegung umgelenkt iird. In einer gewissen Entfernung von dem ersten Strahl kommt ein weiterer Strahl aus einer weiteren Öffnung dazu und zwar unter desselben oder auch unter einem anderen Neigungswinkel. Die Zahl der hintereinander folgenden Strahlen kann willkürlich sein. Die höchste Zahl ist dadurch gegeben, dass die Summe aller Schlitzbreiten kleiner sein muss als die Entfernung der Platte von der Bahnoberfläche. Durch die erfindungsgeijässe Anordnung wird ein verbesse-ter Wärmeübergang auf die Materialbahn erzielt, weil sich ein Stro- mit einer grösseren Relativgeschwindigkeit als bei senkrechter Ausströmung der laufenden Bahn, und zwar über die ganze Breite der Bahn, Ausbildet. Es ist möglich, die Zahl der hintereinander folgenden Schlitze und den Neigungswinkel zu optimieren.
• Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes liegt uer Ninkel, den die Achse der Öffnungen in der Platte mit der Bewegungsrichtung der Materialbahn einschliesst, zwischen 20° und 70° und beträgt vorzugsweise 50°.
• In Weiterbildung der Erfindung ist einer er mehreren Druckkaern jeweils eine Vorkammer vorgeschaltet, aus der den Druckkammern das Trocknungsmedium über einen quer zur Bahn verlaufenden, insbesondere in einer horizentalen Ebene liegenden Durchlass, der durch eine bevorzugt senkrecht zur Ebene des Durchlasses verlaufende Prall- bzw. Umlenkwand begrenzt ist, zuführbar ist. Die Vorkammer kann auch vertikal angecronet sein, In diesem Fall wird dann der Darchlass in einer vertikalen Ebene und die Prallwand in einer horisontalen Ebene liegen. Hierdurch wird eine gleichmässige Verteilung des Trecknungsmediums in der bzw. den Druckkammern gewährleistet. Erfindungsgemäss kann hierbei der Durchlass zumindest auf einem Teil seiner Länge, z.B. durch Klappern schieber od.dgl, abdeckbar sein. Hierdurch gelingt es, eine Korrektur des Feuchtigkeitsprofils durch Abdecken jenes Abschnittes, in dem die Feuchtigkeit niedriger als in anderen Abschnitten ist, zu erreichen.
• Sind zur Abdeckung des Durhlasses Klappen vorgesehen, so können diese gemäss einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung um eine quer zur Iflaterialbahn verlaufende Achse schwenkbar gelagert sein und aus einer Stellung, in der sie im wesentlichen parallel zum und im Abstand vom Durchlass angeordnet sind, in eine Stellung bewegbar sein, in der sie senkrecht zum Durchlass und mit ihrem von der Schwenkachse abliegenden Rand im Bereich der von der Prallwand abliegenden Kante des Durchlasses liegen.
• Bei einer Ausführung der Trocknungsvorrichtung kann erfindungsgemäss zur Erhitzung des Trocknungsmediums in der Vorkammer ein, insbesondere dampfbeheizter, Wärmetauscher angeordnet werden. Es kann jedoch zur Erhitzung des Trocknungsmediums in der Vorkammer auch mindestens ein Brenner bzw. eine Brennkammer angeordnet werden. Schliesslich kann die Vorkammer an ein Aggregat angeschlossen sein, in dem das Trocknungsmedium erhitzt wird und das sioh ausserhalb der Trocknungshaube befindet.
• In Weiterbildung der Erfindung steht die Vorkammer mit der Druckseite eines Gebläses in Verbindung, das saugseitig an eine Saugkammer angeschlossen ist, in die die Saugöffnungen zur Abfuhr des Trocknungsmediums münden.
• Bevorzugt ist die Vorkammer in eine, insbesondere einen Trockenzylinder auf einem Teil seines Umfanges umsohliessende Trockenhaube eingebaut.
• Die erfindungsgemässe Vorrichtung kann sowohl für niedrige Temperaturen und damit für das Heize-£z Hilfe eines Wärmetauschers als auch für hohe TemDeraturen und damit zur das Heizen mit Hilfe direkter Mischung von Abgasen aus einem Brenner mit im Kreislauf sich bewegenden Trocknungsgasen verwendet werden. Die erfindungsgemässe Vorrichtung kann bei geringstem verbautem Raum, ohne Änderung der Konstruktion, für Dampfheizung mit Hilfe eines Wärmetauschers oder für Erhitzung des Trockengases mit Hilfe direkter Verbrennung direkt in der Trockenhaube oder für die Erhitzung des Trocknungsgases mit Hilfe direkter Verbrennung ausserhaLb der Trockenhaube mit der Verteilung der Trocknungsgase in die Trockenhaube angewendet werden0 Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise erläutert. Es zeigen Fig. 1 einen suerschnitt durch eine Ausführungsform einer erfindungsgewassen Vorrichtung, schematisch, Fig. 2 ein Detail einer gegenüber Fig. 1 modifizierten Vorrichtung, ebenfalls im kuerschnitt, Fig. 3 ein Detail einer gegenüber der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Vorrichtung u-iodifizierten Anlage, Fig. 4 eine Blasplatte mit bekannten Bohrungen in Draufsicht, wobei die Strömung durch Pfeile angedeutet ist, Fig. 5 einen Schnitt entlang der Linie V-V in Fig. 4, Fig. 6 eine Draufsicht auf eine die Druckkammer gegen die Materialbahn abschliessende Platte mit erfindungsgemäss angeordneten Austrittsöffnungen für das Trocknungsmedium, Fig. 7 einen Sohnitt entlang der Linie IIVII in Fig. 6 mit ebener oder verebneter zylindrisch gekrümmter Platten und Fig. 8 eine gegenüber Fig. 7 modifizierte Ausführungsform.
• In Fig. 1 ist mit 20 eine Trockenhaube bezeichnet, die aus zwei gleichen oder ähnlichen Hälften besteht. In jeder Hälfte ist mindestens ein Ventilator 17, eine Brennkammer 16, eine Vorkammer 10, mindestens eine Druckkammer 9 eine Platte 5 mit Ausblaseöffnungen, weiter Saugöffnungen 6 und eine Saugkammer 18 vorgesehen. Die Trocknungsgase strömen aus dem Ventilator 17 in die Brennkammer 16, wo sich ein Teil an dem Verbrennungsprozess beteiligt und sich teilweise mit den Abgasen vermischt. Die Gase strömen dann weiter in die Vorkammer 10, wo sie sich weiter mischen. Der vom Ventilator 17 komsende Gasstrahl breitet sich aus, bis er auf eine Prall- bzw. Umlenkwand 12 trifft. Hier wird der Strahl abgelenkt und dabei gründlich durchmischt und auf die ganze Breite der Druckkammer 9 gut ausgebreitet. Der Übertritt des Trocknungsmediums von der Vorkammer 10 in die Druckkammer 9 erfolgt durch einen quer zur Materialbahn 7 verlaufenden, insbesondere in einer horizontalen Ebene liegenden Durchlass 11, der durch die senkrecht zur Ebene des Durchlasses verlaufende Prall- oder Umlenkwand 12 begrenzt ist. Aus der Druckkammer 9 bläst dann das Trocknungsgas durch Öffnungen 1, 2, , 4 (Fig.
• 6 und 7) in der Platte 5 auf die Oberfläche der zu trocknenden Bahn 7 (Fig. 5 und 7). Zwischen der Platte 5 und der Bahn 7, die auf dem Trockenzylinder 19 liegt, ist meist eine Entfernung von 10 bis 50 mm vorhanden. Aus dem Raum zwischen der Platte 5 und der qaufenden Bahn 7 wird das befeuchtete und abgekühlte Gas durch grössere absaugöffnungen 6 bzwF Absaugrohre oder -schlitze in die Saugkammer 18 abgeführt, Von hier aus strömt ungefähr 90 % zurück in den Kreislauf und 10 % wird abgeführt, meistens in eine Wärmerückgewinnungsanlage, wo man unter anderem auch die Frischluft erwärmt, mit der man diese 10 % wieder ersetzt. Diese Frischluft kann man auch als Verbrennungsluft verwenden. Anstelle der Brennkammer 16 kann ein normaler Gas- oder Ölbrenner angebracht werden und die Flamme und die heissen Abgase mischen sich dann mit der Umluft direkt in der Vorkammer 10, Für niedrige Temperaturen bis 160°C kann in der Vorkammer ein dampfbeheizter Wärmetauscher 16' angeordnet werfen, die dies Fig. 2 zeigt. Verwendet man sein die Versorgung der Trockenhaube mit Trocknungsmedium nur einen Umluftventilator 17 und eine Brennkammer 16 und stellt das aus Brenner und Gebläse bestehende Aggregat neben die Trockenhaube 20, dann kann der Anschluss des Aggregates, wie in Fig. 3 gezeigt, durchgeführt werden. Der aaugseitige änschluss des Aggregates erfolgt an einem Stutzen 21 der Trockenhaube 20 und der druckseitige Anschluss an einem Stutzen 22, der unmittelbar in die Vorkammer 10 mündet. Die Vorkammer dient dazu, eine gleichmässige Verteilung der Trocknungsgase in der Druckkammer 9 sicherzustellen.
• In allen Fällen wird die Vorkammer 10 so lange ausgeführt, dass die Strömung an der Prall- oder Umlenkwand 12 nach der Breite möglichst gleichmässig ist, um eine gleichmässige Temperatur und Geschwindigkeit der Strömung zu erzielen. Die ganze Trockenhaube 20 kann der Breite nach in Sektionen geteilt und im Baukastensystem zusammengestellt werden. Für jede Sektion ist dann der erwähnte Kreislauf selbständig, wenn auch die einzelnen Sektionen gegenseitig verbunden sind. Das hat den Vorteil, dass bei Ausfall einer Sektion die anderen Sektionen bei verringerter Geschwindigkeit der Bahn ihre Funktion übernehmen können, besonders wenn die Prall-oder Umlenkwand 12 weit genug von der Mündung des Ventilators 17 oder der Brennkammer 16 entfernt ist, so dass die Strömung genug Zeit und Raum hat, sich in alle Sektionen der Druckkammer gleichmässig auszubreiten. Zur Abdeckung des von der Vorkammer 10 zu den Druckkammern 9 führenden Durchlasses 11 können Klappen oder Schieber vorgesehen werden. Die Klappen 17 (Fig. 1 und 2) sind um eine quer zur Materialbahn 7 verlaufende Achse 14 schwenkbar gelagert und aus einer Stellung, in der sie im wesentlichen parallel zum und im Abstand vom Durchlass 11 angeordnet sind, in eine Stellung bewegbar, in der sie senkrecht zum Durchlass 11 und mit ihrem von der Schwenkachse 14 abliegenden Rand im Bereich der von der Prallwand 12 abliegenden Kante 15 des Durchlasses 11 liegen.
• Bei bisher üblichen Konstruktionen war die Platte mit Bohrungen versehen, welche ungefähr einen Durchmesser von 1/6 der Entfernung der Platte von der Materialbahn haben und deren Achsen senkrecht zur Materialbahn gerichtet sind, oder mit Schlitzen, deren Achse senkrecht zur Oberfläche steht.
• Der Durchmesser der Saugöffnungen bzw. die Länge der Saugschlitze beträgt 20 bis 150 mm oder diese können durchlaufend sein. Bei Benutzung von Bohrungen als Ausblaseöffnungen, deren Achsen senkrecht zur Materialbahn 7 stehen, bildet sich eine Strömung, gemäss den Fig. 4 und 5, aus. Von den Bohrungen tritt das Gas mit hoher Geschwindigkeit und damit hoher kinetischer Energie aus, prallt auf die Materialbahn auf und wird um 900 in die Richtung der Bahnoberfläche umgelenkt. In einer gewissen Entfernung trifft die Strömung auf eine ähnliche aus der benachbarten Bohrung. An dieser Stelle kehrt; die Strömung um und es bildet sich ein Wirbel. Die gesamte Strömung bewegt sich dann über diese Wirbel zu den Absauglöchern. ttber die Strahlen mit hoher kinetischer Energie ist dies nicht möglich.
• Systeme von Sohlitzen und Absaugöffnungen können in Richtung der Bahnbewegung in willkürlicher Zahl angebracht werden.
• Eine bis zehn Öffnungen werden jeweils von einer Absaugöffnung gefolgt.

Claims (13)

P a t e n t a n s p r ü c h e :

1. Vorrichtung zum Trocknen von Materialbahnen, insbesondere Pa er-, Karton- oder Textilbahnen, bei der das Trocknungsmedium, ,B. Heissluft, über öffnungen in mindestens einer eine Druckkammer bahnseitig abschliessenden Platte der Materialbahn zuführbar ist und Saugöffnungen zur Abfuhr des Trocknungsmediums aus dem Zwischenraum zwischen der Materialbahn und der Platte vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Achse der Öffnungen (1, 2, 3, 4) in der Platte (5) unter einem von 900 abweichenden Winkel (oC) gegen die Bewegungsrichtung der Materialbahn (7) geneigt angeordnet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils zwischen einer Saugöffnung (6) und der ersten auf die Saugöffnung (6) folgenden, von der Saugöffnung (6) weg gerichteten, schräg zur Materialbahn (7) angeordneten Öffnung (1) der Platte, eine ebenfalls mit der Druckkammer (9) in Verbindung stehende Sperröffnung (8)-mit senkrecht zur Materialbahn (7) verlaufender Achse angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen (1, 2, 3, 4) schlitzförmig ausgebildet sind und ihre Längsachse mit der Bewegungsrichtung (R) der Bahn (7) einen Winkel von bevorzugt 900 einschliessen (Fig. 6).

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Achse der Öffnungen (1, 2, 3, 4) in der Platte (5) mit der Bewegungsrichtung der Materialbahn (7) einen zwischen 200 und 700 liegenden, bevorzugt 500 betragenden Winkel einschliessen (Fig. 7).

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Achsen der schrägen Öffnungen (1, 2, 3, 4) in der Platte (5) einer Kammer (9) verschiedene Winkel mit der Materialbahn (7) einschliessen und dass gegebenenfalls Öffnungen, deren Achsen unter gleichen Winkeln gegen die Bahn geneigt sind, von Öffnungen gefolgt sind, die untereinander parallele Achsen besitzen, wobei diese Achsen jedoch unter zu den Achsen der erstgenannten Gruppe von Öffnungen verschiedenen Winkeln geneigt sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils einer bis zehn Ausblaseöffnungen eine Saugöffnung folgt

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der oder mehreren Druckkammern (9) jeweils eine Vorkammer (10) vorgeschaltet ist, aus der den Druckkammern (9) das Trocknungsmedium über einen quer zur Bahn (7) verlaufenden, insbesondere in einer horizontalen Ebene liegenden Durchlass (11), der durch eine bevorzugt senkrecht zur Ebene des durch Iasses (11) verlaufende Prall- bzw. Umlenkwand (12) begrenzt ist, zuführbar ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchlass (11) zumindest auf einem Teil seiner 9, z.B. durch Klappen (13), Schieber od.dgl., abdeckbar ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zur Abdeckung des Durchlasses (11) Klappen (13) vorgesehen sind, die um eine quer zur Materialbahn (7) verlaufende Achse (14) schwenkbar gelagert sind und aus einer Stellung, in der sie senkrecht zum Durchlass (11) und mit ihrem von der Schwenkachse (14) abliegenden Rand im Bereich der von der Prallwand (12) abliegenaen Kante (15) des Durchlasses (11) liegen.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erhitzung des Trocknungsmediums in der Vorkammer (10) mindestens ein Brenner bzw. eine Brennkammer (16) angeordnet ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorkammer (10) mit der Druckseite eines Gebläses (17) in Verbindung steht, das saugseitig an eine Saugkammer (18) angeschlossen ist, in die die Saugöffnungen (6) zur Abfuhr des Trocknungsmediums münden.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorkammer (10) in eine, insbesondere einen Trockenzylinder (19) auf einem Teil seines Umfangs umschliessende Trockenhaube-(20) eingebaut ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorkammer (10) an ein Aggregat angeschlossen ist, in dem das Trocknungsmedium erhitzt wird und das sich ausserhalb der Trocknungshaube befindet.

L e e r s e i t e