DE3815211C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Trocknen einer laufenden Warenbahn nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine derartige Vorrichtung ist aus der DE-OS 31 11 744 bekannt. Die Vorrichtung weist einen Düsenkasten in Form einer Überdruckdüse zur Behandlung einer Warenbahn auf. Der Düsenkasten weist ein Gehäuse mit einer inneren Kammer auf, die mit Innenwänden versehen ist. Diese Innenwände weisen Öffnungen auf, die die innere Kammer mit Seitenkammern verbinden. Außenwände weisen obere geneigte Wände auf, die Schlitzdüsen bilden, die wiederum abgerundete Bereiche auf den Innenwänden aufweisen.

Die oberen Bereiche der Innenwände der bekannten Vorrichtung sind dabei derartig gekrümmt, daß ein Coanda-Effekt auftritt, wozu ein aus Fig. 2 dieser Druckschrift ersichtlicher Winkel so gewählt wird, daß die Strömung einer resultierenden gekrümmten Führungsfläche folgt.

Es hat sich jedoch gezeigt, daß die Erzeugung dieses Coanda-Effektes zu einer nicht immer befriedigenden Stabilität der Luftströmung führt, was eine gleichmäßige Beaufschlagung der Warenbahn unter Beibehaltung einer guten Wärmeübertragung ungeachtet des in gewissen Grenzen variierbaren Bahnabstandes nicht mehr möglich macht.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum Trocknen einer laufenden Warenbahn der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art zu schaffen, die die Erzeugung einer Luftströmung schärferer Luftströme bei guter Stabilität der Warenbahn möglich macht.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Anspruchs 1.

Durch den möglichst scharfen Knick an der Verbindung zwischen der Stützfläche und der jeweils zugehörigen gelochten und in Laufrichtung der Warenbahn gesehen geneigten Seitenwand wird der Coanda-Effekt der Luftströme verhindert, was zunächst dazu führt, daß die Stabilität der Luftströmung größer wird und die angestrebte gleichmäßigere Beaufschlagung der Warenbahn durch schärfere Luftströme möglich gemacht wird. Dabei ist es möglich, eine höhere Wärmeübertragung ungeachtet des Warenbahnabstandes innerhalb gewisser Grenzen beizubehalten.

Durch das Vorsehen von kleindimensionierten Löchern in den geneigten Seitenwänden wird die Erzeugung kleiner Luftwirbel möglich gemacht, was zu einem besseren Wärmeübergang führt. Dadurch ist es ferner möglich, große Wirbel bzw. Verwirbelungen zu vermeiden, was wiederum die Vermeidung eines Bahnflatterns möglich macht. Dies wiederum macht die Lagerung der auf der Luft schwebenden Warenbahn ruhiger und stabiler.

Der Unteranspruch hat eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung zum Inhalt.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform sowie anhand der Zeichnung. Dabei zeigt

Fig. 1 einen vertikalen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Bahntrocknungsvorrichtung in einer weitgehend schematischen Darstellung;

Fig. 2 eine vergrößerte Ansicht eines Teils der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung, wobei bestimmte Teile aus Gründen der Klarheit der Zeichnung weggelassen sind und die zwei Düsen- bzw. Luftkästen zeigt, die an der unteren Leitungseinrichtung befestigt sind;

Fig. 3 einen vertikalen Querschnitt durch einen der Düsenkästen gemäß den Fig. 1 und 2 in einer vergrößerten Darstellung und

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht eines Teils des in den anderen Figuren dargestellten Düsenkastens in auseinandergezogener Darstellung.

In Fig. 1 ist eine Bahntrocknungsvorrichtung dargestellt, die eine Warenbahn W schwebend hält und ein langgestrecktes Trockengehäuse 2 aufweist, das von einem isolierten Deckel 3, einem isolierten Boden 4, einer isolierten Seite 5 und einer gegenüberliegenden isolierten Seite 6 umschlossen ist. Ein isoliertes Einlaßende 7 hat einen horizontalen Schlitz 8, durch den die Warenbahn W eintritt. Das gegenüberliegende Austrittsende ist durch die isolierte Endwand 10 gebildet und einen darin ausgebildeten entsprechenden Schlitz, durch den die Warenbahn W austritt.

Die Anordnung enthält eine obere Düsenkastenanordnung 12 und eine untere Düsenkastenanordnung 14, zwischen denen die Warenbahn W hindurchgeführt wird. Die Anordnungen 12 und 14 weisen jeweils eine Folge von Luftkästen bzw. Düsenkästen 15 auf, die voneinander beabstandet entlang der Oberseite und der Unterseite der Warenbahn W angeordnet sind, wobei sich diese Düsenkästen 15 quer über die Warenbahn W erstrecken. Es wird darauf hingewiesen, daß die oberen Düsenkästen 15 gegenüber den unteren Düsenkästen 15 versetzt entlang der Warenbahn W angeordnet sind, wodurch die Warenbahn W beim Betrieb der Vorrichtung die dargestellte übliche Sinuswellenform annimmt.

Eine Luftzufuhrleitungseinrichtung 20 ist für die oberen Düsenkästen 15 vorgesehen, während eine ähnliche Luftzufuhrleitungseinrichtung 22 für die unteren Düsenkästen 15 angeordnet ist. Diese Leitungseinrichtungen enthalten sich in Längsrichtung erstreckende Leitungen 23, die sich von der zentralen Zufuhrleitung 24 erstrecken. Die Leitungen 23 haben jeweils eine Folge von Luftzufuhransätzen 26 (siehe Fig. 2 und 3), die sich in Querrichtung erstrecken und in Längsrichtung voneinander beabstandet sind. Ein Düsenkasten 15 steht jeweils mit einem der Ansätze 26 in Luftaufnahmeverbindung, so daß die Luftzufuhrleitungen jedem der Düsenkästen 15 Druckluft zuführen, die diese schließlich gegen die Warenbahn W ausströmen lassen, um diese schwebend zu halten.

Die Luftzufuhrleitungseinrichtung enthält einen Kopfrahmen 30, der innerhalb des Gehäuses befestigt ist und dazu dient, das Luftzufuhrsystem zu halten.

Der in Einzelheiten in Fig. 3 dargestellte Düsenkasten enthält Seitenwände 32, 34, die an ihren oberen Enden in nach innen umgebogene Flansche 35, 36 übergehen. Die Düsenkästen 15 haben ferner Endwände 39 und 40, die an den Enden der Düsenkästen 15 angeschweißt sind. Einstelleinrichtungen (Fig. 2 und 4) sind an jedem Ende der Düsenkästen 15 vorgesehen, um die einzelnen Düsenkästen 15 sowohl in Richtung der Warenbahn W als auch von dieser weg und im Winkel zu der Warenbahn W einzustellen. Diese Einrichtung enthält einen Kragträger 100, eine Aufbockschraube 102, eine Schraubenmutter 103 und eine Schraube 105.

Die Düsenkästen 15 haben ferner eine untere Wand 37, die zwischen den Seitenwänden 32, 34 verläuft und in der eine rechtwinklige Öffnung 38 ausgebildet ist, um den Luftzufuhransatz 26 der Leitungseinrichtung aufzunehmen. Es wird darauf hingewiesen, daß eine O-Ringdichtung 42 in dem querschnittlich U-förmigen Dichtungsaufnahmeteil 44 rechteckiger Form (Fig. 4) angeordnet ist.

Der Düsenkasten 15 enthält ferner eine obere Außenwand 46, die der Warenbahn W benachbart angeordnet ist und als Düsenkastenoberfläche bezeichnet wird. Diese Wand 46 kann eine mittige Reihe von Luftausströmöffnungen 46a zum Zuführen zusätzlicher Luft zu der Bahn haben, falls dies erforderlich ist. Ohne die mittige Luftbeaufschlagung ist der Bereich eines Düsenkastens 15 zwischen Schlitzdüsen 52 und 53 ziemlich ruhig, und die Wärmeübertragung ist sehr gering in diesem Bereich. Wenn Luftbeaufschlagung in diesem Bereich hinzukommt, trägt dies direkt zur Wärmeübertragung bei, ohne daß dies die Wirksamkeit der Wärmeübertragung der schon dort befindlichen Luftwirbel behindert oder verringert.

Die Wand oder Kastenfläche 46 ist Teil eines Luftverteilungsbauteils 47, das ebenfalls geneigte Seitenwände 48 und 49 und innere, nach innen umgebogene Flansche oder Lippen 50 und 51 aufweist. Der Winkel an der Verbindung 45 der Außenwände 46 mit den geneigten Seitenwänden 48 und 49 ist so scharf, daß ein Coanda- Effekt der ausströmenden Luft verhindert werden kann. Mit anderen Worten verhindert dies den Coanda-Effekt der Luftströme, der darin besteht, daß diese versuchen, der Metallblechfläche um die Knickstellen herum zu folgen. Dies führt zu einer Stabilität des Luftstrommusters und zu einer konsistenteren Beaufschlagung schärferer Schlitzströme auf die Warenbahn W unter Beibehaltung einer höheren Wärmeübertragung ungeachtet des Bahnabstandes (innerhalb Grenzen). Die geneigten Seitenwände 48 und 49 sind etwa im Winkel von 45° zu der Warenbahn W geneigt, d. h. zu der inneren Wand 46, wie nachfolgend näher erläutert wird.

Die geneigten Seitenwände 48 und 49 bilden zusammen mit den nach innen umgebogenen Flanschen 35 und 36 die Schlitzdüsen 52 und 53. Diese Schlitzdüsen 52, 53 haben vorzugsweise eine Breite von 2,159 mm bis 2,286 mm (0,085 bis 0,090 inch) nach dem Auseinanderklaffen.

Die Flansche 35 und 36 liegen geringfügig unterhalb der Wand 46 bezüglich der Bahn, und zwar um 3,175 mm±0,381 mm (0,125±0,015 inches).

Gemäß der vorliegenden Erfindung haben die geneigten Seitenwände 48 und 49 jeweils eine Folge kleiner Löcher 60 im Gegensatz zu herkömmlichen Öffnungen, und zwar entlang ihrer Länge, wodurch kleine Luftwirbel erzeugt werden. Dies führt zu einem guten Wärmeübergang. Dies führt ferner zu weniger großen Wirbeln bzw. Verwirbelungen und damit zu einem geringeren Bahn­ flattern.

Eine perforierte Platte bzw. Lochplatte 64 hat eine Reihe von Lappen 65 (Fig. 3 und 4), so daß die perforierte Platte 64 verschieblich in die nach innen umgebogenen Flansche 50 und 51 eingreift. Das Luftverteilungsbauteil 47 ist mittels Schweißpunkten 70 fest innerhalb des Düsenkastens 15 entlang dessen Seiten befestigt, d. h., es ist fest an den Seitenwänden 32 und 34 des Düsenkastens 15 angebracht. Damit bilden die Lappen 65 und Flansche 50 und 51 eine Führungseinrichtung zum verschieblichen Halten der Lochplatte 64. Die durch die Lappen 65 gebildete Gabelung an der Lochplatte 64 bringt es mit sich, daß die Lochplatte 64 leicht herstellbar und einbaubar ist.

Beim Betrieb der Bahntrocknungsvorrichtung wird Druckluft von der Leitungszufuhreinrichtung über den Ansatz 26 der Leitungen ins Innere der Düsenkästen 15 eingeführt, woraufhin die Luft durch die Lochplatte 64 hindurchtritt, die diese innerhalb einer Luftverteilungs- bzw. Ausgleichkammer 74 des Düsenkastens 15 ohne nennenswerte Querströmungen gleichmäßig verteilt. Anschließend strömt die Druckluft durch die kleinen Löcher 60 der geneigten Abschnitte und durch die Schlitzdüsen 52 und 53 gegen die Warenbahn W in einem Winkel von etwa 45°.

Beim Luftaufprall erhöhen Wirbel in dem aufprallenden Strahl die Wärmeübergangszahl. Die Verwirbelung in dem Strahl wird erzeugt, wenn dieser sich von der Schlitzdüse zur Aufprallfläche bewegt, und zwar durch Vermischung mit der Umgebungsluft. Eine Verwirbelung kann auch in dem Luftstrahl oberhalb der Schlitzdüse erzeugt werden.

Wenn die zurückzulegende Strecke des Strahls zwischen der Schlitzdüse und der Aufprallfläche größer als das 8fache der Düsenschlitzbreite beträgt, dann ist die durch das Vermischen hervorgerufene Verwirbelung vorherrschend, und die Verwirbelung, die durch die kleinen Löcher 60 oberhalb der Düse hervorgerufen wird, hat nur eine geringe Auswirkung auf die Wärmeübertragung. Bei der erfindungsgemäßen Verwendung der Düsenkästen 15 beträgt diese Strecke jedoch typischerweise nur etwa das 4fache der Schlitzbreite. In diesem Fall kann die Wärmeübergangszahl um 30% durch die oberhalb der Schlitzdüse hervorgerufene Verwirbelung erhöht werden.

Wenn die induzierte Verwirbelung eine kleine Größe hat, ist dies mit einem weiteren wichtigen Vorteil verbunden. Dieser Vorteil besteht darin, daß beim Luftaufprall auf eine flexible, leichte Bahn diese nicht so sehr beeinträchtigt wird, wie wenn der Strahl Verwirbelungen im großen Maßstab hat. Die Lagerung der auf Luft schwebenden Bahn ist ruhiger und stabiler.

Gemäß der vorliegenden Erfindung werden kleine Verwirbelungen oberhalb der Schlitzdüse induziert, in dem der Luftstrahlstrom durch kleine Löcher geleitet wird. Die Löcher müssen nicht nur klein, sondern auch dicht voneinander beabstandet sein, so daß die Bereiche zwischen den Löchern sehr klein sind.

Gemäß der Erfindung beträgt die Gesamtfläche der Löcher etwa das 2,5fache derjenigen der Schlitzdüse, so daß die Luft mit beträchtlicher Geschwindigkeit durch die Löcher strömt, jedoch nicht mit so hoher Geschwindigkeit, daß der Druckabfall des Luftstroms zu groß ist.

Unter Berücksichtigung des Erfordernis kleiner Löcher und Zwischenflächen und der Möglichkeit, solche Löcher ohne hohe Herstellungskosten in das Metallblech zu stanzen, sind Löcher von 3,55 mm (0,14 inch) Durchmesser, die in einem gleichseitigen Dreieck 5,33 mm (0,21 inch) auseinanderliegen, ein guter Kom­ promiß.

Claims (3)

1. Vorrichtung zum Trocknen einer laufenden Warenbahn (W), wobei die Warenbahn (W) während ihrer Trocknung mit Hilfe von Düsenkästen (15) schwebend geführt wird und wobei die Düsenkästen (15)

• - jeweils zwei im Abstand voneinander angeordnete Schlitzdüsen, (52, 53), deren Austrittsrichtungen zur Laufrichtung der Warenbahn (W) gegeneinander geneigt sind,
• - jeweils eine Luftverteilungskammer (74) mit zwei im Abstand voneinander angeordneten gelochten Seitenwänden (48, 49) zur Zufuhr der Luft zu den Schlitzdüsen (52, 53) und
• - eine zwischen den Schlitzdüsen (52, 53) angeordnete, die zur Warenbahn (W) hingerichtete Begrenzung der Luftverteilungskammer (74) bildende Stützfläche (46) aufweisen,

dadurch gekennzeichnet, daß

• - die gelochten Seitenwände (48, 49) geneigt angeordnet sind,
• - daß die gelochten Seitenwände (48, 49) eine Vielzahl von Löchern (60) aufweisen, die einen Durchmesser von etwa 3,56 mm (0,14 inch) aufweisen, wobei die Löcher (60) derart voneinander beabstandet sind, daß die Zwischenflächen an ihren schmalsten Stellen etwa 1,78 mm (0,07 inch) breit sind und die Anzahl der Löcher so bemessen ist, daß sie zusammen einen Querschnitt von etwa 2,5facher Fläche des Querschnitts der Schlitzdüsen (52, 53) begrenzen und daß
• - der Knick an der Verbindung (45) zwischen der Stützfläche (46) und der jeweils zugehörigen gelochten und, in Laufrichtung der Warenbahn (W) gesehen, geneigten Seitenwand (48 bzw. 49) möglichst scharf ausgebildet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Lochplatte (64) von der Stützfläche (46) nach innen beabstandet ist und ebenfalls teilweise die Luftverteilungskammer (74) begrenzt, wobei durch die Lochplatte (64) Druckluft vom Inneren des Luftkastens (15) durch die Löcher (60) und von dort durch die Schlitzdüsen (52, 53) strömt.