SE524779C2

SE524779C2 - Anordning vid torkning eller värmebehandling av ett banformigt material

Info

Publication number: SE524779C2
Application number: SE0203803A
Authority: SE
Inventors: Ingemar Rydell; Aake Ringqvist; Heikki Salo
Original assignee: Andritz Fiber Drying Ab
Priority date: 2002-12-20
Filing date: 2002-12-20
Publication date: 2004-10-05
Also published as: SE0203803L; WO2004057254A2; WO2004057254A3; EP1666825A2; CN1729378A; SE0203803D0; CN1729378B; US20060150434A1; AU2003294864A8; EP1666825A3; EP1590614A2; US7401417B2; AU2003294864A1

Description

35 524 779 n I I I u u. n u o o s fn 2 Om det banformiga materialet är tillräckligt poröst är en användbar metod att processluft eller annat lämpligt s.k. genomströmningstorkning. Det banformiga materialet stöds torkmedium blåses och/eller suges genom materialet, därvid lämpligtvis av en gasgenomsläpplig vira eller av perforerade cylindrar under torkningen. Genomströmnings- torkning är lämplig vid torkning av exv. mjukpapper (tissue, non-wowen) och glasfiber. Nedan användes begreppet torkning i en vid bemärkelse så att det inkluderar avdrivande även av andra àngor än vatten och värmetillförsel i syfte att exv. härda bindemedel eller att uppnå andra kemiska förändringar.

Det vatten (eller annat ämne) som, i form av ånga, avgår från det banformiga materialet blandas med och bortföres av processluften. För att kunna bibehålla torkeffekten måste därför en del av processluften bortföras som frånluft och ersättas med torrare och helst varm tilluft. Detta sker vanligtvis i en så begränsad omfattning att man upprätthåller en så hög fukthalt i frånluften att man precis kan undvika kondensation och korrosion på utsatta detaljer. Huvuddelen av processluften recirkuleras.

Processluften värms genom värmetillförsel till blandningen av tilluft och recirkulerad processluft. Detta sker ofta genom rekuperativ värmeväxling där det värmande mediet är lågtrycksånga eller medeltrycksånga, men kan också ske på andra sätt exv. med en eller flera gasbrännare placerade direkt i recirkulationsflödet. Vid ett ökat torkbehov höjs värmetillförseln och vid ett minskat torkbehov sänks värmetillförseln.

Vid genomströmningstorkning är fördelningen av processluftens hastighet och temperatur över banans yta mycket känsliga parametrar. Detta gäller i speciellt hög grad vid torkning av en våtformad glasfiberbana. För att i möjligaste mån säkerställa åtminstone en jämn hastighetsfördelning placeras vanligtvis en perforerad plåt eller liknande nära det banformiga materialet på uppströmssidan. Med denna plåt skapar man ett tryckfall som utjämnar hastighetsskillnaderna till en viss grad. Ju högre tryckfall desto bättre utjämning. 10 15 20 25 30 35 524 779 u | | a ; ., u u a o v p' 3 Ökande kvalitetskrav innebär dock att det nu är svàrt att med rimliga tryckfall uppfylla ställda krav.

UPPFINNINGENS SYFTE Ett första syfte med föreliggande uppfinning är att erbjuda en genomströmningstork för ett banformigt material.

Ett andra syfte med föreliggande uppfinning är att erbjuda en genomströmningstork för ett banformigt material som med reducerat tryckfall uppnár önskade vilkor när det gäller hastighetsfördelning genom det banformiga materialet.

Ett tredje syfte med föreliggande uppfinning är att erbjuda en genomströmningstork för ett banformigt material som uppfyller högre ställda krav när det gäller hastighetsfördelning genom det banformiga materialet än som kan uppnàs med konventionell teknik.

Ett fjärde syfte med föreliggande uppfinning är att erbjuda en genomströmningstork för ett banformigt material som gör att det torkade banformiga materialet uppfyller högre ställda krav än de som kan uppfyllas med konventionell teknik.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Föreliggande uppfinning avser en anordning vid torkning eller värmebehandling av ett banformigt material, företrädesvis glasfiber, innefattande en gasgenomsläpplig torkvira för att transportera det banformiga materialet, samt en eller flera fläktar, som blàser varm processluft för att som omsluter fläkten mot, och suger den genom, det banformiga materialet, torka eller värma detta. En kammare, eller fläktarna, sträcker sig väsentligen tvärs över hela det banformiga materialets bredd. Ett eller flera fördelningsorgan, företrädesvis ganska nära fläktarna, är anpassade för att fördela processluften.

Tryckfallsgenererande organ, pá högtryckssidan om det 10 15 20 25 30 35 524 779 ...- 4 banformiga materialet, ligger nära och sträcker sig över väsentligen hela det banformiga materialet, Enligt föreliggande uppfinning har kammaren en begränsningsyta, som är väsentligen parallell med det banformiga materialets yta. Denna begränsningsyta har en öppning, som sträcker sig väsentligen tvärs över hela det banformiga materialets bredd. Öppningens utsträckning längs det banformiga materialets rörelseriktning är väsentligt mindre än dess utsträckning vinkelrätt mot det banformiga materialets rörelseriktning. Ett fördelningsorgan, placerat utanför kammaren, täcker öppningen helt. Fördelningsorganet utgöres av ett välvt perforerat skivformigt element. Det tryckfallsgenererande organet utgöres av ett plant perforerat skivformigt element.

Anordningen enligt föreliggande uppfinning är exempelvis avsedd att möjliggöra ett förbättrat förfarande vid torkning och/eller värmebehandling av ett banformigt material, företrädesvis glasfiber. Det banformiga materialet förs, i kontakt med en gasgenomsläpplig torkvira, genom en torkningsanläggning. Man blàser varm processluft mot, och suger den genom, det banformiga materialet, för att torka eller värma detta.

Det vatten, eller annat ämne, som i form av ànga avgàr fràn det banformiga materialet, blandas med och bortföres av processluften, av vilken ätminstone en del recirkuleras medan den icke recirkulerade processluften bortföres som fránluft och ersättes med en motsvarande andel tilluft med làgt vatteninnehàll.

I syfte att erhàlla en utjämnad hastighetsfördelning av processluften genom det banformiga materialet, alstrar man pà högtryckssidan om det ett tryckfall i en zon, som, banformiga materialet, ligger nära och sträcker sig över väsentligen hela det banformiga materialet.

Med fördelningsorgan fördelar man processluften i omrâdet uppströms denna tryckfallszon.

Enligt föreliggande uppfinning formar man ett första flöde av processluft, med ett tvärsnitt som sträcker sig » - -uoaoo o o namn-, 1 c - on-na. 10 15 20 25 30 35 524 779 . -2 211' 5 väsentligen tvärs över hela det banformiga materialets bredd och vars utsträckning längs det banformiga materialets rörelseriktning är väsentligt mindre än dess utsträckning vinkelrätt mot det banformiga materialets rörelseriktning.

Detta första flöde har en strömningsriktning väsentligen vinkelrät mot det banformiga materialets yta.

Man delar det första flödet av processluft i ett stort antal stràlar riktade väsentligen i ett plan som definieras av det banformiga materialets rörelseriktning och normalriktning, fördelade över väsentligen hela det vinkelomràde som vetter mot det banformiga materialet.

Därefter làter man stràlarna äter blandas med varandra till ett andra flöde av processluft, som man leder genom tryckfallszonen och sedan mot och genom det pá den gasgenomsläppliga viran liggande banformiga materialet.

ALLMÄN BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN Föreliggande uppfinning avser således ett förfarande och en anordning vid s.k. genomströmningstorkning av ett banformigt material, företrädesvis glasfiber. Torkningen av det banformiga materialet sker åtminstone huvudsakligen inuti en kapa som helt eller väsentligen helt omsluter torkningsanläggningen. Torkningsanläggningen är indelad i flera sektioner, genom vilka det banformiga materialet konsekutivt förs pá en gasgenomsläpplig Vira.

I en för varje sektion av torkningsanläggningen separat slinga recirkuleras huvuddelen av den använda processluften, blandas med tilluft och värms till önskad temperatur.

Uppvärmningen sker oftast rekuperativt, men kan också ske med en eller flera gasbrännare direkt i processluftsflödet.

Flödets storlek bestäms av fläktar placerade nedströms uppvärmningen men uppströms det banformiga materialet sa att endast omradet mellan fläktarna och det banformiga materialet är satta under övertryck medan undertryck ràder under det banformiga materialet och i själva recirkulationsslingan. n-. 10 15 20 25 30 35 . . - - e. 524 779 f"= '* ~ n » u .o 6 Fläktarna är företrädesvis radialfläktar som pà sin högtryckssida har en kammare frán vilken processluften strömmar mot och genom det banformiga materialet vilande pä den gasgenomsläppliga viran.

Kammaren har en öppning vänd mot det banformiga en av kammarens materialet. Öppningen ligger i, eller utgör, begränsningsytor. Kammaren kan alltsa helt sakna en vägg och kammarens teoretiska avgränsning kallas av detta skäl begränsningsyta. Öppningen har en utsträckning längs det banformiga materialets rörelseriktning som är väsentligt mindre än dess utsträckning vinkelrätt mot det banformiga materialets rörelseriktning, företrädesvis är den formad som en rektangel med làngsidorna vinkelräta mot det banformiga materialets rörelseriktning, speciellt kan den formas av kammarens utsträckning. Genom denna öppning leder man ett första flöde av processluft, med en strömningsriktning väsentligen vinkelrät mot det banformiga materialets yta.

Detta första flöde av processluft delar man i ett stort antal strålar riktade väsentligen i ett plan som definieras av det banformiga materialets rörelseriktning och normalriktning, fördelade över väsentligen hela det vinkelomräde som vetter mot det banformiga materialet.

Stràlarna har sàledes väsentligen ingen komposant i en riktning vinkelrätt mot det banformiga materialets rörelseriktning som ligger i banans plan.

Uppdelningen sker med hjälp av ett fördelningsorgan som är placerat utanför kammaren och helt, eller väsentligen helt, täcker öppningen. Fördelningsorganet utgöres av ett välvt perforerat skivformigt element, exv. en perforerad plát.

Det välvda perforerade skivformiga elementet är lämpligtvis, helt eller delvis, utformat som en del av mantelytan pà en rät cylinder. Det kan t.ex. vara utformat som en del av mantelytan pà en rät cirkulär cylinder, företrädesvis väsentligen som halva mantelytan pà en rät cirkulär cylinder. Det kan också vara utformat som en del av mantelytan pà en rät mànghörnig cylinder, exempelvis som en del av mantelytan pà en rät mànghörnig cylinder sammansatt 10 15 20 25 30 35 524 779 f*fﬁ::u,»ﬁ@.@f:=* 7 av väsentligen plana delelement, företrädesvis väsentligen som halva mantelytan pá en rät reguljär mánghörnig cylinder.

Perforeringsgraden, i det välvda perforerade skivformiga elementet, bör vara lägre i ett centralt parti i det välvda perforerade än vid sidorna. Perforeringen, skivformiga elementet, utgörs lämpligtvis av väsentligen cirkulära häl, som är utformade med ett avrundat inlopp och avslutas med en hals, som sticker ut i strömningsriktningen för processluften.

Med detta fördelningsorgan formar man ett stort antal strálar med väsentligen cirkulära tvärsnitt och riktar strálarna en sträcka efter att det första flödet delats upp.

Denna uppdelning bör ske sà att man delar det första flödet av processluft i ett stort antal stràlar riktade sà att deras banor inte skär varandra, företrädesvis sä att de är väsentligen isotropt utåtriktade. Uppdelningen kan ske sä att de är sektionsvis likariktade och/eller sà att vinkelskillnaden mellan tvà strálar ökar med avståndet mellan strålarna mätt i löpriktningen för det banformiga materialet.

Lämpligtvis är stràlarna i en central sektion väsentligen antiparallella till en normal mot det banformiga materialet och övriga sektioner uppvisar avvikande riktningar med successivt ökande vinkel mot stràlarna i den centrala sektionen.

Perforeringsgraden i det välvda skivformiga elementet bör anpassas sá att kvoten mellan stràlarnas sammanlagda tvärsnittsarea och den totala arean är lägre i ett centralt parti, där stràlarnas riktning är väsentligen vinkelrät mot det banformiga materialet, än vid sidorna, där stràlarnas riktning ligger väsentligen i det banformiga materialets plan. Den optimala fördelningen av hälen och dessas storlek torde variera beroende pà de geometriska förutsättningarna.

När det första flödet av processluft, i fördelnings- organet, delats upp i ett stort antal strålar fördelade pá ovan beskrivet sätt làter man strålarna äter blandas med varandra till ett andra flöde av processluft, som man leder genom tryckfallszonen, genom det tryckfallsgenererande 10 15 20 25 30 35 524 779 8 organet som lämpligtvis utgöres av ett plant perforerat skivformigt element och sedan mot och genom det pà den gasgenomsläppliga viran liggande banformiga materialet.

KORTFATTAD FIGURBESKRIVNING Uppfinningen skall nu närmare beskrivas i anslutning till bifogade ritningar där Fig. l schematiskt visar principen för en känd torkningsanläggning för ett banformigt material; Fig. 2 schematiskt visar en sektion av en torkningsanläggning utförd enligt föreliggande uppfinning; Fig. 3 schematiskt visar ett första fördelningsorgan utfört enligt föreliggande uppfinning; Fig. 4 schematiskt visar ett andra fördelningsorgan utfört enligt föreliggande uppfinning; Fig. 5 visar en första detalj av fördelningsorganet enligt Fig. 4 och Fig. 6 visar en andra detalj av fördelningsorganet enligt Fig.

BESKRIVNING AV FÖRESLAGEN UTFÖRINGSFORM I fig. l visas en förenklad sidovy av en torkningsanläggning ll för en glasfiberbana l. Torkningsanläggningen ll är innesluten i en kapa 12 och innefattar fyra torknings- sektioner lla,llb,llc,lld, Glasfiberbanan l förs genom torkningsanläggningen ll i skilda àt genom mellanväggar.

Till varje torkningssektion lla.etc. hör en recirkulationsslinga kontakt med en gasgenomsläpplig Vira 3 exv. av brons. 10 15 20 25 30 35 524 779 9 4 innefattande ett inlopp 5, en recirkulationskanal 6. en recirkulationsfläkt 7, ett värmebatteri 8 och ett utlopp 9 i kàpans 12 tak. Över glasfiberbanan l, pà ett avstànd av ungefär 130 mm, sitter ett tryckfallsgenererande organ 2 i form av en perforerad plàt 2a.

Recirkulationsslingan 4 är försedd med ett inlopp 61 för tilluft och ett utlopp 62 fär frànluft. sitter ett första reglerdon 6la och i utloppet 62 ett andra I inloppet 61 reglerdon 62a.

I recirkulationsslingans 4 utlopp 9 sitter ett fördelningsorgan 91 bestàende av ledskenor 9la.

I fig. torkningsanläggning 21, förenklat en sektion 2la av en utförd 2 visas innesluten i en kàpa 22, enligt föreliggande uppfinning. Till torkningssektionen 2la hör en recirkulationsslinga 24 innefattande ett inlopp 5 en recirkulationskanal 26, en gasbrännare 28, en radialfläkt 27 en kammare 27a som omger fläkthjulet 27b och ett utlopp 29 i kàpans 22 tak, utlopp för använd processluft. samt icke visade inlopp för tilluft och Fläkten 27 drivs av en elektrisk motor 27c. Recirkulationsslingans 24 utlopp 29 utgörs av en öppning 29a i den nedát helt öppna kammaren 27a vilken således saknar golv.

Recirkulationsslingans 24 utlopp 29, d.v.s. öppningen 29a i den nedàt helt öppna kammaren 27a täcks av ett fördelningsorgan 20, i form av en välvd perforerad plàt 90 uppdelad i tre sektioner 90a,90b,90c. Den centrala sektionen 90b har en lägre perforeringsgrad än sidosektionerna 90a och 90c även om skillnaden är överdriven för att öka àskádligheten.

I fig. 3 visas nàgot mer detaljerat snittet genom ett första fördelningsorgan 30 i form av en perforerad plàt 93 som utgör halva mantelytan av en cirkulär cylinder.

Mantelytan är uppdelad i tre sektioner 93a,93b,93c. Den centrala sektionen 93b har en lägre perforeringsgrad än sidosektionerna 93a och 93c även om skillnaden är överdriven för att öka àskádligheten.

I fig. 4 visas likaledes något mer detaljerat snittet genom ett andra fördelningsorgan 40 i form av en perforerad 10 15 20 25 30 35 524 779 . . . - .- . - . - .- 10 plåt 94 som utgör halva mantelytan av en cylinder vars tvärsnitt är en regelbunden tolvhörning. Mantelytan är uppdelad i sex sektioner 94a,94b,94c,94d,94e,94f. De båda centrala sektionerna 94c,94d har en lägre perforeringsgrad än de fyra sidosektionerna 94a,94b,94e,94f även om skillnaden är överdriven för att öka åskådligheten.

I fig. 5 visas i en detaljförstoring ett snitt genom sektionen 94c av den perforerade plåten 94 visat i fig. 4.

Detaljen visar tre cirkulära hål 95 med halsar 95a pekande i strömningsriktningen. att öka åskådligheten.

Proportionerna är något förvrängda för Perforeringsgraden är ungefär 6%.

I fig. 6 visas i en detaljförstoring ett snitt genom sektionen 94b av den perforerade plåten 94 visat i fig. 4.

Detaljen visar tre cirkulära hål 96 med halsar 96a pekande i strömningsriktningen. Proportionerna är något förvrängda för att öka åskådligheten. Perforeringsgraden är ungefär 8%.

Uppfinningens fungerar på följande sätt.

Fläkten 27 skapar ett övertryck i kammaren 27a och blåser därmed ett första flöde av varm processluft genom öppningen 29 mot fördelningsorganet 20. I fördelningsorganet 20 delas det första flödet upp i ett stort antal strålar som passerar genom hålen i det välvda perforerade skivformiga elementet 90. Nedströms om fördelningsorganet 20 blandas strålarna till ett andra flöde av processluft som strömmar mot den plana perforerade plåten 2a som fördelar flödet över det banformiga materialet l.

Fläkten 27 skapar också ett undertryck under den gasgenomsläppliga viran 3 och detta undertryck suger processluften genom det banformiga materialet l och den gasgenomsläppliga viran 3. Processluften sugs vidare som ett recirkulationsflöde in genom inloppet 5 och via recirkulationskanalen 26 förbi gasbrännaren 28, där tillbaka till fläkten 27. Uppströms gasbrännaren 28 tas ett delflöde och torr luft tillsättes, i recirkulationsflödet värms till önskad temperatur, ut som frånluft, under viran 3, recirkulationskanalen 26, på icke visade sätt. 10 15 524 779 «-.- . u n a va 11 ALTERNATIVA UTFÖRINGSFORMER Uppfinningen är givetvis inte begränsad till ovan beskrivna utföringsexempel utan kan varieras pá ett flertal sätt inom ramen för efterföljande patentkrav.

Sá kan exv. såväl det välvda perforerade skivformiga (90,93,94) ett flertal sätt beroende pà yttre geometri och andra elementets form som perforeringsgrad varieras pà omständigheter och recirkulationsluften värmas genom indirekt värmeöverföring (rekuperativt) med exv. ett àngbatteri.

Claims

10 15 20 25 30 35 524 779 . . . | .a n 12 PATENTKRAV

1. Anordning vid torkning eller värmebehandling av ett banformigt material (1), företrädesvis glasfiber, innefattande en gasgenomsläpplig torkvira (3) för att transportera det banformiga materialet (l), en eller flera fläktar (7,27), det banformiga materialet (l), som blàser varm processluft mot, och suger den genom, för att torka detta, (27) och sträcker sig väsentligen tvärs över hela det banformiga bredd, företrädesvis ganska nära fläktarna en kammare (27a) som omsluter fläkten eller fläktarna ett eller flera fördelningsorgan (7,27), materialets (1) (9l,20,30,40), för att fördela processluften, (2), ligger nära och sträcker (1), samt tryckfallsgenererande organ som, pä högtryckssidan (1), sig över väsentligen hela det banformiga materialet om det banformiga materialet k ä n n e t e c k n a d av att kammaren (27a) har en begränsningsyta, väsentligen parallell med det banformiga materialets (1) yta att denna begränsningsyta har en öppning (29a), som sträcker sig väsentligen tvärs över hela det banformiga materialets (l) bredd, att öppningens (29a) utsträckning längs det banformiga materialets rörelseriktning är väsentligt mindre än dess utsträckning vinkelrätt mot det banformiga materialets (1) rörelseriktning, 10 15 20 25 30 35 524 779 . . . ~ .- » | . « .n 13 att ett fördelningsorgan (20,30,40), placerat utanför kammaren (27a), helt täcker öppningen (29a), att fördelningsorganet (20,30,40) utgöres av ett välvt perforerat skivformigt element (90,93,94), och (2) utgöres av ett (2a). att det tryckfallsgenererande organet plant perforerat skivformigt element

2. Anordning enligt patentkrav l, k ä n n e t e c k n a d av att det välvda perforerade skivformiga elementet (90,93,94), helt eller delvis, mantelytan pà en rät cylinder. är utformat som en del av k ä n n e t e c k n a d (93), är utformat som en del av mantelytan pà

3. Anordning enligt patentkrav l, av att det välvda perforerade skivformiga elementet helt eller delvis, en rät cirkulär cylinder, företrädesvis väsentligen som halva mantelytan pà en rät cirkulär cylinder. k ä n n e t e c k n a d (94), är utformat som en del av mantelytan pà

4. Anordning enligt patentkrav 1, av att det välvda perforerade skivformiga elementet helt eller delvis, en rät mánghörnig cylinder. k ä n n e t e c k n a d (94), är utformat som en del av mantelytan pà

5. Anordning enligt patentkrav 1, av att det välvda perforerade skivformiga elementet helt eller delvis, en rät mànghörnig cylinder sammansatt av väsentligen plana delelement (94a etc.). k ä n n e t e c k n a d (94),

6. Anordning enligt patentkrav l, av att det välvda perforerade skivformiga elementet 10 15 20 25 30 u - - . .. 524 779 .. . _ :z 1:: z :: . .. ... .... _' _ _ - u ... .n- . . nu.. ...ﬂ- . . . n - . - . . . . - . I I 1 1 i... 14 helt eller delvis, är utformat som en del av mantelytan pá en rät reguljär mànghörnig cylinder, företrädesvis väsentligen som halva mantelytan pà en rät reguljär mänghörnig cylinder. k ä n n e t e c k n a d (94), är utformat som halva mantelytan pà en

7. Anordning enligt patentkrav 1, av att det välvda perforerade skivformiga elementet helt eller delvis, rät reguljär tolvhörnig cylinder.

8. Anordning enligt nàgot av tidigare patentkrav, av att perforeringsgraden, i det välvda perforerade skivformiga elementet (90,93,94), är lägre i ett centralt parti (90b,93b,94c,94d) (90a,90c,93a,93c,94a,94b,94e,94f)_ k ä n n e t e c k n a d än vid sidorna

9. Anordning enligt nàgot av tidigare patentkrav, k ä n n e t e c k n a d av att perforeringen, i det välvda perforerade skivformiga elementet (90,93,94), (95,96). utgörs av väsentligen cirkulära häl

10. Anordning enligt patentkrav 9, k ä n n e t e c k n a d (95,96) avrundat inlopp och avslutas med en hals är utformade med ett (95a,96a), sticker ut i strömningsriktningen för processluften. av att de cirkulära hàlen SOITI