Vorrichtung zum Beaufschlagen von Materi al bahnen mit Strömungsmedium

T e c h n i s c h e s G e b i e t .

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum

Beaufschlagen und Schwebendführen von Materi al bahnen , insbesondere Papierbahnen, mit Luft oder einem anderen Strömungsmedium, namentlich zum Trocknen der Bahn. Da¬ bei ist ein Luftkanal od.dgl . vorhanden, der wenigstens einen sich über die Breite der Bahn erstreckenden Dü¬ senbereich mit einer von einer Begrenzung des Luftkanals gebildeten, gekrümmten Wandfläche und einer sich daran anschließenden, im wesentlichen parallel zur Bewegungs¬ ebene der Bahn verlaufenden ebenen Wandfläche aufweist.

S t a n d d e r T e c h n i k

Bei bekannten Vorrichtungen, bei denen Luft gegen eine sich bewegende Bahn zum Trocknen derselben geblasen wird, ist die jeweilige Luf austrittsöffnung als ein

sich über die Breite der Bahn erstreckender Düsen- schlitz ausgebildet (DE-C2 28 36 103) . Solche Schlitze gehen dabei von sog. Düsenkästen aus ^" und werden auf einer Seite von einer im wesentlichen ebenen Wand und auf der anderen Seite von einer Wand mit gekrümmter Partie und anschließender, parallel zur Bahnebene ver¬ laufender gerader Partie begrenzt.

Bekannte Düsenkästen mit Düsensch itzen sind normaler¬ weise aus Blech hergestellt. Infolge der verhältnis¬ mäßig geringen Wandstärke neigen die Bleche bei den ver¬ schiedenen Betriebsbedingungen, insbesondere bei sich ä ^' ndernden Temperaturen und Druckverhältnissen, dazu, zu arbeiten und sich zu verziehen. Dies führt dann auch zu unerwünschten Änderungen im Bereich des Düsen¬ schlitzes, so daß sich auch die Luftmenge und ggfs. die Gegebenheiten der Strömung ändern, was je nach dem Ausmaß solcher Beeinflussungen sehr nachteilig sein kann.

D a r s t e l l u n g d e r E r f n d u n g

Aufgabe der Erfindung ist es, bestehenden Schwierig¬ keiten und Unzulänglichkeiten Rechnung zu tragen und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaf¬ fen, die bei einfacher Ausbildung möglichst stabile Arbeitsbedingungen auch bei wechselnden Temperatur- eiπflüssen ermöglicht. Die Vorrichtung soll insbeson¬ dere auch günstig zu fertigen sein. Weiterhin strebt die Erfindung eine vorteilhafte Gestaltung der Vor¬ richtung im einzelnen an. Weitere damit zusammenhängen¬ de Probleme, mit denen sich die Erfindunhg befaßt, ergeben sich aus der jeweiligen Erläuterung der auf¬ gezeigten Lösung.

Bei einer Vorrichtung gemäß der Gattung sieht die Er¬ findung vor, daß im Düsenbereich beiderseits einer in Längsrichtung des Luftkanals und lotrecht zur Bewe¬ gungsebene der Bahn stehenden Querebene in Wandtei¬ len, die den Luftkanal begrenzen, einzelne Auslässe für Luft jeweils gegenüber einer Leitfläche für die Luftströmung vorhanden sind.

Die Auslässe können als Mundstücke, Einzeldüsen od. dgl . ausgebildet sein. Bei einer sehr vorte lhaften Ausbildung sind als Auslässe für die Luft Löcher in den Wandteilen des Luftkanals vorgesehen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung läßt sich einfach fer¬ tigen und ermöglicht auch bei unterschiedlichen Betriebs¬ bedingungen ein einwandfreies Arbeiten. Selbst, wenn

Wandteile unter ungünstigen Bedingungen geringfügige ^' i Verlagerungen erfahren, bleibt die Luftmenge trotzdem konstant. Auch die Strömungsverhältnisse bleiben in der jeweils gewünschten Weise bestehen. Bei alledem kann die Vorrichtung leicht unterschiedlichen Anfor¬ derungen angepaßt werden. Je nach den Umständen und Erfordernissen des Anwendungsfalles kann ein Düsenbe¬ reich der geschilderten Ausbildung an einer oder meh¬ reren Stellen ein und desselben Luftkanals, in Längs¬ richtung der Bahn gesehen, vorhanden sein.

Eine günstige Ausführung kennzeichnet sich dadurch, daß zwei mit Auslässen versehene Wandteile unmittel¬ bar einander gegenüber angeordnet sind und jeder die¬ ser Wandteile zumindest teilweise eine Leitfläche für aus den Auslässen des anderen Wandteiles austretende Luftströme bildet. Durch eine solche Ausbildung las¬ sen sich für zahlreiche Fälle besonders günstige Be¬ dingungen erzielen. Insbesondere dient sie dazu, Luft¬ st ö e nach dem sog. Coanda-Effekt zu erzeugen.

Grundsätzl ch kann es vorteilhaft sein, die Auslässe in dem einen Wandtet! relativ zu den Auslässen in dem anderen Wandteil insbesondere in Seitenrichtung und/oder in Hö ^' henrichtung versetzt anzuordnen.

Auslässe für die Luft lassen sich in gekrümmten Waπd- flächen oder auch in ebenen Wandpartien vorsehen, iπsbesonderen solchen, die jeweils in einem spitzen Winkel zur Querebene stehen und in gekrümmte Wand¬ flächen übergehen.

Die ebenen Wandpartien können im gleichen Winkel oder aber auch unter verschiedenen Winkeln zur Querεbene geneigt sein. Dadurch läßt sich unterschiedlichen An¬ forderungen in einfacher Weise Rechnung tragen, ohne daß dazu ein besonderer Aufwand erforderlich ist.

Die im Winkel zueinander stehenden ebenen Wandpar¬ tien können von einer zusammenhängenden Wand gebildet sei oder aber auch von zusammengeführten und an der Berührungsstelle miteinander z.B. durch Schrauben, Punktschweißen oder auf andere Weise miteinander verbundenen Wandteilen gebildet sein.

Eine besonders vorteilhafte Ausführung der Vorrich¬ tung kennzeichnet sich dadurch, daß zwischen den bei¬ derseits der Querebene in Wandteilen des Luftkanals befindlichen Auslässen diesen zugewandte und die je- weils aus ihnen austretenden Luftströme in Richtung auf die Bewegungsebene der Bahn hin führende Leit¬ flächen vorgesehen sind.

Dies ist eine vielseitig verwendbare und auch unter¬ schiedlichen Anforderungen leicht anpaßbare Ausbil- duπg.

Ein grundsätzliches Merkmal von besonderer Bedeutung besteht darin, daß im Grund des Düsenbereichs eines Luftkanals wenigstens ein sich in Längsrichtung des Luftkanals erstreckender Abschlußkörper vorhanden ist. Dies ist nicht nur fertigungstechnisch besonders gün¬ stig, sondern bietet außerdem auch zahlreiche Möglich¬ keiten, die Strömungsverhältnisse zu beeinflussen. Da¬ zu werden insbesondere auf der der Bewegungsebene der Bahn zugewandten Seite des Abschlußkörpers Leitflächen ausgebi 1 det.

Bei einer günstigen Ausführung sind Leitflächen auf einander abgewandten Seiten eines vorstehenden Teiles des Abschlußkörpers vorgesehen. Dadurch können Luft- - ströme im Sinne von Prallstrahlen gegen die Bahn ge- . lenkt werden. Die Leitflächen können dabei symme- t trisch oder unsymmetrisch zur Querebene ausgebildet und angeordnet sein. Auch läßt sich für die Leit¬ flächen eine Neigung mit Bezug auf die Querebene vor¬ sehen .

Bei einer anderen vorteil aften Ausführung weist der Abschlußkörper dachförmig ausgebildete Leitflächen auf. Dies ist u.a. für solche Fälle vorteilhaft, in denen Wandteile im Düsenbereich einander gegenüber angeordnet sind und Luftströme von jeder Seite zur anderen gerichtet sind.

Die Lage der Auslässe relativ zum Abschlußkörper kann je nach den Umständen gewählt werden. In vielen F llen ist es günstig, Auslässe in unmittelbarer ä e einer Begrenzungsfl che des Abschlußkörpers anzuord- nen.

Vorteilhaft ist der betreffende Abschlußkörper im Düsenbereich so angebracht, insbesondere zwischen zwei Wandteilen des Luftkaπals, daß er leicht aus¬ wechselbar ist. Es kann dann auch leicht eine Umstel¬ lung der Betriebsbedingungen erzielt werden, etwa wenn eine Bahn aus anderem als dem bisher behandelten durch die Vorrichtung geleitet werden soll . Solche auswechselbaren Abschlußkörper können dann verschie¬ denartig ausgebildete Leitflächen aufweisen.

Die Abschlußkörper können auch aus mehreren Teilen zusammensetzbar sein. Vorteilhaft sind sie als einbau¬ fertige Einheiten ausgebildet.

Günstige weitere Ausbildungen der Vorrichtung sind in den Patentansprüchen genannt.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfin¬ dung ergeben sich aus der nachstehenden Erläuterung von Ausführungsbeispielen, aus der zugehörigen Zeich¬ nung und aus den Ansprüchen.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Es zeigen:

Fig. 1 eine mit Vorrichtungen nach der Erfindung aus¬ gestattete Einheit zur Durchlaufbehandlung ei¬ ner Material bahn ,

Fig. 2 die Stelle II in Fig. 1 in größerem Maßstab in perspektivischer Darstellung,

Fig. 3 einen Düsenbereich in schematischer Darstel¬ lung,

Fig. 4 eine Draufsicht auf einen Teil eines Düsenberei ches ,

Fig. 5 eine andere Ausbildung eines Düsenbereichs in einem Querschnitt durch einen Luftkanal,

Fig. 6 eine weitere Ausbildung eines Düsenbereichs in einem der Fig. 5 entsprechenden Schnitt,

Fig. 7 einen Abschlußkörper in perspektivischer Dar- stel 1 ung,

Fig. 8 eine Anordnung von Luftkanälen mit Düsenberei¬ chen zum Beaufschlagen einer Materialbahn und

Fig. 9 eine weitere Anordnung von Luftkanälen mit Dü¬ senbereichen.

Bevorzugte Wege zur Ausführung der Erfindung

Die in Fig. 1 gezeigte Anlage dient z.B. zum Trock¬ nen einer Papierbahn B, die eine geradlinige Bewegung in Richtung des Pfeiles P ausführt und dabei zwischen einer oberen Einheit 1 und einer unteren Einheit 2 hindurchgeführt wird. Die Einrichtungen für den An- trieb der Bahn sind nicht dargestellt und können in bekannter Weise ausgebildet sein. Im unteren Teil der

Einheit 1 und im oberen Teil der Einheit 2 sind je¬ weils Luft-Zuführkanäle 9 mit Abstand in Bahn-Läπgs- richtung angeordnet, so daß zwischen den einzelnen Kanälen 9 Zwischenräume 3 verbleiben, die mit dem im übrigen durch Wände 4 abgeschlossenen Innenraum der Einheit 1 in Verbindung stehen. Gleiches gilt für die Kanäle 9 der unteren Einheit 2. Die Kanäle 9 de r obe¬ ren Einheit 1 sind zu den Kanälen 9 der unteren Ein¬ heit 2 jeweils um eine halbe Teilung versetzt, derart, daß ein Düsenbereich D an einem oberen Kanal 9 einem Zwischenraum zwischen zwei unteren Kanälen 9 gegen¬ über liegt und umgekehrt. Je nach den Anforderungen und Umständen des jeweiligen Einzelfalles kann die Anordnung aber auch anders getroffen werden, z.B. so, daß die Kanäle 9 mit den Düsenbereichen D und dement¬ sprechend auch die Zwischenräume 3 jeweils einander gegenüberliegen.

Luft von gewünschter Temperatur und gewünschtem Druck gelangt durch einen Einlaß 5 im Sinne des Pfeiles Fl in ein im Inneren der Einheit 1 befindliches Vertei¬ lergehäuse 6 und von diesem in Zweiggehäuse 7, von denen jedes mit den Zuführkanälen 9 durch nicht ge¬ zeigte Öffnungen in Verbindung steht. Entsprechendes gilt für die untere Einheit 2. Die aus den Düseπberei- chen D ausgetretene Luft gelangt nach überstreichen der Bahn B durch die Zwischenräume 3 in den schon ge¬ nannten Inπenraum der Einheit 1, aus dem sie durch einen Auslaß 8 austritt. Entsprechende Einrichtungen zum Zuführen und Abführen der Luft zu der Einheit 1 und von dieser weg können in bekannter Weise ausge¬ führt sein. Der Pfeil F2 bezeichnet den Abluftstrom.

In der unteren Einheit 2 sind sinngemäß die gleichen Vorkehrungen für die Luftführung vorhanden wie in der Einheit 1.

Eine vorteilhafte Ausbildung des Düsenbereiches D veranschaulichen die Figuren 2 bis 4, und zwar auch mit einigen Abwandlungen.

Eine zur Begrenzung eines Luft-Zuführkanals 9 gehören¬ de Wand 10 ist so geformt, daß im spitzen Winkel zu¬ einander stehende Wandbereiche jeweils in eine gekrümm¬ te Partie 12 übergehen, an die sich ebene Partien 13 anschließen. Diese Partien 12 und 13 können als Leit¬ fläche L für eine Luftströmung angesprochen werden.

Die Wandbereiche 10 sind mit Luft-Ausl ssen in Form von gestanzten Löchern 14 versehen, wobei die Ausläs¬ se auf der einen Seite gegenüber denjenigen auf der * anderen Seite in Längsrichtung des Düsenbereiches D, d.h. quer zur Bahnrichtung, jeweils zueinander ver¬ setzt sind, wie besonders Fig. 4 erkennen läßt. Die einander zugekehrten Bereiche der Wände 10 bilden Prallflächen 11. Die aus den Löchern 14 auf der einen Seite austretenden Luftströme treffen auf die gegen¬ überliegende Prallfläche 11 auf und umgekehrt. In ihrem weiteren Verlauf wird dann die Strömung an dem gekrümmten Bereich 12 und dem sich anschließenden Be¬ reich 13 entlanggeführt. Dies ist in Fig. 2 schema¬ tisch durch die Linie S für eine Seite angedeutet.

Die Prallflächen 11 sind bei der gezeigten Ausführung mit Bezug auf eine zur Bewegungsebene E der Material¬ bahn B lotrechte Querebene V jeweils um den gleichen inkel a geneigt, wie aus Fig. 3 ersichtlich ist. Es ist aber auch möglich, je nach den Erfordernissen

die Neigung der beiden Prallflächen unterschiedl ch zu wählen. Fig. 3 veranschaulicht dies an einer strichpunktiert eingezeichneten Pral 1 f1 äche .11 ' , die mit dem Winkel b eine größere Neigung als die andere Prallfläche 11 hat.

Die Neigung liegt zweckmäßig im Bereich von etwa 10° bis 40°. Besonders günstig sind Winkel um etwa 15°.

Bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführung sind alle Par¬ tien durch eine zusammenhängende Wand 10 gebildet, die dabei im unteren Scheitelbereich entsprechend ge¬ bogen ist. Wie strichpunktiert angedeutet ist, kön¬ nen die PrallfTächen 11 aber auch von separaten Wand¬ partien 10' gebildet sein, die an den Enden zusammen¬ geführt und durch Punktschweißuπg oder auf andere ge- eignete Weise dicht miteinan.der verbunden sind.

Ein Düsenbereich der erläuterten Art befindet sich zweckmäßig etwa in der Mitte eines Luft-Zuführkaπal s 9, wie es Fig. 1 erkennen läßt. Weitere Ausführungen bestehen darin, daß an einem Zuführkanal 9 zwei sol¬ cher Düsenbereiche mit Abstand voneinander vorhanden sind.

Eine weitere Möglichkeit besteht darin, am Düsenbe¬ reich nur eine Prallfläche 11 vorzusehen, der gegen¬ über dann entsprechende Auslässe angeordnet sind. Die Ausführung ist dann beispielsweise so, daß in der in Fig. 2 die rechte Prallfläche 11 bildende Wandpartie 10 keine Auslässe 14 aufweist, sondern daß solche nur in der in Fig. 2 linken Wandpartie 10 vorhanden sind. Auf dieser Seite braucht dann ggfs. auch keine Leit- fläche L vorhanden sein, sondern es kann sich an die Wandpartie 10 z.B. eine abgewinkelte Wandfortsetzung

15 als im übrigen normale Begrenzung eines Zuführka- πals anschließen, wie in Fig. 2 strichpunktiert ange¬ deutet ist.

Ungeachtet von der Ausführung im einzelnen lassen 5 sich als vorteilhafte Werte für den Austri tsdurchmes¬ ser d der Auslässe etwa 3 bis 7 mm angeben. Die Abstän¬ de e der Auslässe (Fig. 4) können insbesondere im Be¬ reich von etwa 10 bis 30 mm liegen.

Es liegt weiterhin auch im Rahmen der Erfindung, je- 10 weils mehr als eine Reihe von Auslässen 14 vorzusehen und/oder die Ausl sse 14 auch in Höheπ ichtung zuein¬ ander versetzt anzuordnen.

Die Höhe eines jeweils eine Prallfläche 11 bildenden Wanäteiles (Fig. 3) liegt vorteilhaft ^' im Bereich von 15 H = 15 mm bis H = 30 mm, ohne* daß dies ei nscfiränkend zu verstehen ist.

Der Radius R der sich an eine Prallfl cπe 11 anschl ies- seπden gekrümmten Partie 12 läßt sich vorteilhaft im Bereich von etwa 5 bis 25 mm wählen. Je nach den Um- 2.0 ständen sind aber auch andere Werte möglich.

In Fig. 5 ist eine Ausführung gezeigt, bei der sich am Grund des Düsenbereichs D ein Abschlußkörper 21 befindet. Dieser erstreckt sich über die ganze Brei¬ te des Luftkanals 9 und weist auf seiner der Bewe-

25 gungsebene der Bahn B zugewandten Seite Leitflächen 22 auf, die bei dieser Ausführung dachförmig verlau¬ fen. In unmittelbarer Nähe dieser die Begrenzung des Abschlußkörpers 21 bildenden Leitflächen 22 sind in gekrümmten Wandteilen 23 Luftauslässe in Form von 0 Bohrungen 14 vorgesehen. Die aus diesen austretenden

Luftströme gehen jeweils an der zugeordneten Leit¬ fläche 22 entlang und treffen dann auf die gekrümmte Wandfläche 23, wo ähnlich wie bei der Ausführung nach Fig. 2 der Coanda-Effekt wirksam wird, so daß die Luft um diese Wandfläche herum und entlang der sich daran anschließenden ebenen Wandfläche 13 strömt und dabei die Bahn B beaufschlagt und schwebend führt.

Fig. 8 zeigt einen Teil einer Trocknungsanlage für eine Bahn B, bei der Luftkanäle 9 mit Düsenbereichen D der erläuterten Art vorhanden sind.

Der Abschlußkörper 21 ist vorteilhaft als einbaufer¬ tige und auswechselbare Einheit ausgebildet.

Fig. 7 veranschaulicht einen solchen Abschlußkörper 21' in Form eines beispiel swei se gezogenen Metall- profi 1 s .

Ein solcher oder ähnlich ausgebildeter Abschlußkörper kann einfach zwischen zwei Wandteile 24 des Luftkanals 9 eingeschoben werden, wobei sich diese Wandteile dicht an den Abschlußkörper anlegen. Die Befestigung des Abschlußkörpers kann beispielswei e durch in Fig.5 nur mit ihren Mittellinien angedeutete Schrauben 26 geschehen, die Löcher in Flanschteilen 25 des Luft- kaπals 9 und in Flanschteilen 27 des Abschlußkörpers 21 durchgreifen.

In Fig. 6 ist ein Abschlußkörper 31 dargestellt, der ähnlich wie der Abschlußkörper 21 bei der Ausführung nach Fig. 5 am Grund des Düseπbereichs D angebracht ist und der auf einander abgewandten Seiten eines im Bereich der Querebene V in Richtung auf die Bewegungs¬ ebene E der Bahn vorstehenden Teiles 33 Leitflächεn 32 aufweist.

Auch hier sind Auslässe 14 für die Luft in unmittel¬ barer Nähe des Beginns der Leitflächen 32 in Wand¬ teilen 23 ^" vorgesehen . Die aus ihnen austretenden Luftströme werden durch die Leitflächen 32 so ge¬ führt, daß sie jeweils im wesentlichen lotrecht im Sinne eines Prallstrahles zur Bewegungsebene E ver- 1 aufen.

Abweichend von der Darstellung in Fig. 6 kann der vorstehende Teil 33 des Abschlußkörpers 31 auch außerhalb der Querebene V liegen, und er kann ins¬ besondere auch in einem Winkel zur Querebene stehen. Auch können die beiden Leitflächen 32 jeweils für sich unterschiedliche Positionen oder Neigungen haben Entsprechendes gilt auch für die Leitflächen 22 bei der Ausführung nach Fig. 5.

Fig. 9 veranschaulicht einen Teil einer Trocknungsan¬ lage, bei der Luftkästen 9 mit Abschlußkörpern 31 im Düsenbereich D vorhanden sind. Eine solche Ausfüh¬ rung eignet sich u.a. für dickere oder spezifisch schwerere Materi al bahnen B. Infolge der Prallstrahl¬ wirkung können diese in L ngs ichtung geringfügig wellenförmig geführt werden. Dies ist u.a. von Vor¬ teil, wenn es darum geht, ein Aufrollen des Randes der Bahn zu verhindern. Bei dünneren oder spezifisch leichteren Bahnen ist es meist möglich, diese im we¬ sentlichen geradlinig zu bewegen, wie es Fig. 8 ver- anschaul icht.

Des weiteren fällt es in den Rahmen der Erfindung, innerhalb einer Anlage oder Behandlungsstrecke Düsen¬ bereiche verschiedener Ausbildung vorzusehen, z.B. auf einem Teil der Behandlungsstrecke Düsenausfü rungen gemäß Fig. 5 und auf einem anderen Teil Düseπausfüh- rungen gemäß Fig. 6.

Alle in der vorstehenden Beschreibung erwähnten bzw. in der Zeichnung dargestellten Merkmale sollen, sofern der bekannte Stand der Technik es zuläßt, für sich allein oder auch in Kombinationen als unter die Erfin¬ dung fallend angesehen werden.