DE3213118A1

DE3213118A1 - Anordnung zum trocknen feuchter poroeser bahnen

Info

Publication number: DE3213118A1
Application number: DE19823213118
Authority: DE
Inventors: Jules L. Princeton N.J. Dussourd; Oscar Nashua N.H. Luthi
Original assignee: Ingersoll Rand Co
Current assignee: Ingersoll Rand Co
Priority date: 1981-04-13
Filing date: 1982-04-07
Publication date: 1982-11-04
Also published as: FI821270L; JPS57183493A; FI70276C; NO153382B; SE8201949L; FI70276B; FR2503851B1; FR2503851A1; NO153382C; NO821097L; SE454911B; GB2097107A; JPS595718B2; US4364185A; CA1168439A; FI821270A0; DE3213118C2; GB2097107B

Description

Beschreibung

Die Erfindung 'bezieht sich auf das Durchgangstrocknen von nassen, porösen Bahnen, wie Textilien, Geweben, saugfähigem Papier u.dgl. Insbesondere betrifft die Erfindung ein System zum Trocknen einer feuchten, porösen Bahn mit einer Einrichtung, die ein gleichmäßiges Trocknen der Bahn gewährleistet.

Beim Durchgangstrocknen wird die feuchte oder nasse Bahn einem offenzelligen Zylinder zugeführt und um den Zylinder herumgeleitet. Heiße Luft zwischen etwa 200° C und 500°C wird durch eine Haube oder Abdeckung zugeführt, die den äußeren Umfang des Zylinders teilweise umschließt. Die heiße Luft wird durch die Bahn und durch den Zylindermantel in das Innere des Zylinders mittels einer Vakuumquelle gezogen. Die verbrauchte, mit Feuchtigkeit beladene Luft wird dann in axialer Richtung durch einen oder beide Zylinderköpfe entfernt. Eine Dichtungsanordnung innnerhalb des Zylinders ist vorgesehen, um den nicht abgedeckten Teil des Zylinderumfangs abzudichten.

Es"wurde eine zunehmende Zahl von Zylindern mit großem Durchmesser, die einen Durchmesser von etwa 5 nx oder mehr haben können, verwendet, um beispielsweise Gewebe oder andere Bahnen auf einem einzigen Zylinder mit hoher Geschwindigkeit von bis zu etwa 2000 m pro Minute zu.trocknen. Große Mengen von Luft, die bis zu 3000 m pro Minute und pro Meter Zylinderlänge betragen, müssen durch die poröse Bahn gezogen werden, um das notwendige Trocknen zu bewirken.

Der Strömungswiderstand durch die Bahn nimmt mit abnehmendem Feuchtigkeitsgehalt ab. Eine stärkere Strömung in einem

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Abschnitt läßt den Feuchtigkeitsgehalt in diesem Abschnitt · abnehmen, wodurch wiederum der Strömungswiderstand abnimmt, so daß sogar ein noch stärkeres Trocknen in diesem Abschnitt auf Kosten der anderen Abschnitte auftritt. Es ist daher sehr wichtig, daß die Trocknungsluft gleichförmig durch die poröse Bahn entlang der gesamten Zylinderlänge strömt. Auch muß der Strömungswiderstand, der auf dem Zylinder selbst beruht, auf einem Minimum gehalten werden. Selbst ein kleiner Druckabfall bedeutet eine große Steigerung der Gebläseleistung wegen der großen benötigten Luftmengen.

Die Erfindung betrifft somit ein System zum Trocknen nasser oder feuchter poröser Bahnen und sie weist ein neues Gasverteilungssystem innerhalb des Zylinders auf. Das Verteilungssystem stellt eine gleichmäßige Strömungsverteilung entlang der Länge des Zylinders dadurch sicher, daß der Druck an der Innenseite des Zylinders so genau wie möglich konstant gehalten wird. Die erfindungsgemäße Anordnung arbeitet auch mit einer Luftgeschwindigkeit in tangentialer Richtung, um die Luit in axialer Richtung zu beschleunigen und die Leistung des Gebläses möglichst klein zu machen. Auch werden große Druckverluste innerhalb des Verteilungssystems dadurch vermieden, daß man die Wirbelbildung möglichst gering hält.

Kurz gesagt weist die Erfindung eine stationäre Trommel und einen koaxial dazu angeordneten drehbaren Zylinder auf, der größer als die Trommel ist. Die stationäre Trommel hat eine Vielzahl von in Umfangsrichtung voneinander getrennten, sich in Längsrichtung erstreckenden Sätzen von Gas-Leitflächen auf der äußeren Oberfläche. Die stationäre Trommel hat auch eine Vielzahl von in Umfangsrichtung voneinander getrennten Sätzen von sich nach innen erstreckenden Lamellen, die so ausgebildet sind, daß sie das Gas in axiale Richtung lenken. Erste Abdichtungsglieder und in Umfangsrichtung getrennte zweite Abdichtungsglieder erstrecken sich jeweils quer zu dem ringförmigen

Raum zwischen der Trommel und dem Zylinder, um den ringförmigen Raum in Druckzonen von unterschiedlichem Druck zu unterteilen.

Die Erfindung ist in den Ansprüchen gekennzeichnet.

Ein Ausführungsbeispael der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung beschrieben.

Fig. 1 ist eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung; und

Fig. 2 ist eine Ansicht, die das Gasverteilungssystem in einem Schnitt darstellt, der längs der Linie 2-2 von Fig. 1 in Richtung der Pfeile genommen ist, wobei diese Fig. 2 auch eine schematische Darstellung der Gashaube und der Einrichtungen zum Führen der nassen oder feuchten porösen Bahn zu und von dem drehbaren Zylinder zeigt.

Die Anordnung zum Trocknen einer nassen oder feuchten porösen Bahn mittels heißer Gase weist eine stationäre Trommel 10 auf. Ein koaxialer drehbarer Zylinder 12 von größerem Durchmesser als derjenige der stationären Trommel 10 ist für eine Drehbewegung um die stationäre Trommel herum angeordnet. Der äußere Umfang des Zylinders 12 ist vorzugsweise mit vielen großen öffnungen versehen, die für das Durchgangstrocknen geeignet sind, wie beispielsweise bei dem in der US-PS 3 781 957 beschriebenen Zylinder.

Die Umfangsoberfläche der stationären Trommel 10 ist durch radiale Speichen 14 abgestützt, die sich von einem stationären Zentralrohr 16 aus radial erstrecken. Das stationäre Rohr 16 ist an einem Ende durch ein Lager 18 und am anderen Ende durch ein Lager 20 abgestützt.

Ein Verstärkungsring 22 ist um die Außenseite der äußeren Oberfläche der stationären Trommel 10 herum angeordnet und in Längsrichtung so jedem Satz der radialen Speichen 14 zugeordnet, daß die Trommel 10 darin gehindert ist, aufgrund von nicht symmetrischen Vakuumverteilungen unrund zu werden.

Wie Fig. 2 zeigt, erstrecken sich Dichtungsglieder, die Leitbleche 24 und 26 aufweisen, die die unterschiedlichen Zonen abgrenzen, und die jeweils Dichtungselemente 28 und 3o tragen, jeweils durch den ringförmigen Raum zwischen der stationären Trommel Io und dem drehbaren Zylinder 12, und zwar über die gleiche Länge wie die Trommel Io und der Zylinder 12, um den ringförmigen Raum zwischen der Trommel und dem Zylinder in eine Vakuumzone 32 und eine dem atmosphärischen Druck unterworfene Zone 34 zu unterteilen.

Eine Vielzahl von in Umfangsrichtung voneinander getrennten Sätzen von sich in Längsrichtung erstreckenden Gas-Leitflächen 3^ ist auf der äußeren Oberfläche der Trommel Io angeordnet, und eine Vielzahl von in Umfangsrichtung voneinander getrennten Sätzen von sich nach innen erstreckenden-Lamellen 38, 39 ist aus dem Metall der stationären Trommel Io herausgeschnitten, nach innen gedrückt und so geneigt angeordnet, daß das Gas, das zwischen den Lamellen hindurchfließt, innerhalb der stationären Trommel Io in der axialen Richtung geleitet und durch Gas-Auslaßkanäle oder -schnecken 4o, 42 abgeleitet wird. Die stationäre Trommel Io ist an jedem Ende mit einem Kopf mit einem großen offenen Bereich versehen, um das Herausfließen des Gases aus den Enden der Trommel zu erleichtern.

Die Gasleitflächen 36 sind gekrümmt und in einer Richtung entgegengesetzt zu der Drehrichtung des Zylinders 12 geneigt, die gemäß Fig. 2 entgegen dem Uhrzeigersinn verläuft. Wie aus Fig.l ersichtlich ist, ist jede Lamelle 38 und jede Lamelle 39 gegen

das ihr näherliegende Trommelende hin geneigt.

Die Lamellen 38 und 39 und die Gasleitflächen 36 sind in der Vakuumzone 32 angeordnet. Der Rest der Trommel Io oder derjenige Teil der Trommel, der durch den Bereich 34 mit atmosphärischem Druck umgeben ist, ist vollwandig.

Der drehbare Zylinder 12 ist über sich radial erstreckende Endspeichen 5o, 52 mit drehbaren Wellen 54, 56 verbunden. Die Wellen 54, 56 sind durch Lagerblöcke 6o, 6l abgestützt. Der gesamte Zylinder 12 ist über ein auf der Welle angeordnetes Getriebe 58 angetrieben.

Im Betrieb und bei Betrachtung insbesondere der Fig. 2 wird die zu trocknende nasse oder feuchte poröse Bahn 62 um eine Zuführwalze 64 herum und dann dem drehbaren Zylinder 12 an einem Punkt zugeführt, der in der Nachbarschaft des ersten, die unterschiedlichen Zonen abgrenzenden Leitblechs 24 liegt. Die feuchte Bahn 62 wird dann um den Zylinder herumgeführt, und sie verläßt den Zylinder in der Nachbarschaft des zweiten, die Zonen gegeneinander abgrenzenden Leitblechs 26, und schließlich wird die Bahn durch die Abnahmewalze 66 abgeführt. Während sich die Bahn 62 um die Trommel herum bewegt, wird heißes Gas in einer Menge bis zu 15.000 irr pro Minute oder mehr in die Abdeckungen oder Hauben 68, 7 ο eingeführt und durch die Bahn 62 und durch den Zylinder 12 hindurch in das Innere der stationären Trommel Io geführt und von dort aus dem System heraus durch die Kanäle oder Schnecken 4o, abgeführt.

Das heiße Gas tritt in die Vakuumzone 32 mit einer Tangentialgeschwindigkeit ein, die gleich der Drehgeschwindigkeit des Zylinders 12 ist. Diese Geschwindigkeit hat die Tendenz, in einem sich zusammenziehenden Wirbel zuzunehmen, wenn die Luft zum Zentrum hin strömt, so daß sich ein entsprechender Druckverlust ergeben würde. Die Gasleitflächen 36 dienen dazu, den größten Teil der Tangentialgeschwindigkeit in dem Gas wegzu-

nehmen und den Gasstrom in eine radiale Richtung umzulenken.

Die große Zahl der durch die Lamellen 38, 39 gebildeten Öffnungen lenkt den Gasstrom in die axialen Richtungen um und beschleunigt ihn. Die mit den Lamellen versehenen Öffnungen sind so dimensioniert, daß die Geschwindigkeit des Gases durch die Lamellen längs der Länge des drehbaren Zylinders gleichförmig und größer ist als die Geschwindigkeit beim axialen Austritt. Die überschüssige Energie in der Strömungsgeschwindigkeit wird verwendet j um Reibung und Stoßverluste zu überwinden, die durch Elemente innerhalb der stationären Trommel Io verursacht werden. Auf diese Weise stellt ein gleichförmiges Druckprofil über die gesamte Länge des drehbaren Zylinders 12 eine gleichförmige Trocknung sicher. Ein kleiner Anteil an Gasrotation innerhalb der stationären Trommel Io ist erwünscht, weil hierdurch die Stoßverluste vermindert werden, wenn das Gas zwischen den Speichen 5o und 52 des drehbaren Zylinders 12 hindurchtritt.

Bei Betrachtung der Fig. 2 ist zu sehen, daß heißes Gas, das in die Vakuumzone 32 in der Nachbarschaft des ersten Zonenbegrenzungsleitblechs 24 eintritt, tangential gegen die Gasleitflächen 36 auf der stationären Trommel Io gerichtet wird. Auch sieht man, daß das zweite Zonenleitblech 26 unter einem spitzen Winkel in bezug auf die stationäre Trommel Io geneigt ist, und zwar in einer solchen Richtung, daß das Gas in der Vakuumzone 32, in der Nachbarschaft des zweiten Zonenleitblechs 26, unter einem Winkel nach innen gegen und durch die Lamellen in der stationären Trommel Io hindurch gelenkt wird. Diese Ausbildung vermeidet plötzliche Änderungen in der Strömungsrichtung des Gases, wodurch unerwünschte Druckverluste vermieden werden.

Leerseite

Claims

HELMUT SCHROETE-R KLAUS-IEHMANN 3213118

DIPL.-PHYS. DiPU-ING.

PATENTANWÄLTE - EUROPEAN PATENT ATTORNEYS

Ingersoll-Rand Company ir-86

6. April 1982 L/Be

Anordnung zum Trocknen feuchter poröser Bahnen

Patentansprüche

1. Anordnung zum Trocknen einer feuchten porösen Bahn mittels heißer Gase mit einer stationären Trommel (Io) ,---einem koaxialen drehbaren Zylinder (12) von größerem Durchmesser als die stationäre Trommel (lo), der zur Drehbewegung um die stationäre Trommel (lo) herum angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die stationäre Trommel (lo) eine Vielzahl von in Umfangsrichtung voneinander getrennten, sich in Längsrichtung

erstreckenden Gas-Leitflächen (36) an ihrer äußeren Oberfläche aufweist, daß die stationäre Trommel (lo) ferner eine Vielzahl von in Umfangsrichtung voneinander getrennten Sätzen von sich nach innen erstreckenden Lamellen (38, 39)aufweist, die so ausgebildet sind, daß sie Gas in axiale Richtung lenken, und daß erste Abdichtungsglieder (24, 28) und in Umfangsrichtung davon getrennte zweite Abdichtungsglieder (26, 3o) vorgesehen sind, die sich jeweils durch den ringförmigen Raum zwischen der stationären Trommel (lo) und dem drehbaren Zylinder (12) hindurcherstrekken, um den ringförmigen Raum in Druckzonen (32, 34) unterschiedlichen Drucks zu unterteilen.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasleitflächen (36) in einer Richtung entgegengesetzt zu der Drehrichtung des drehbaren Zylinders (12) geneigt sind.

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellen (38, 39) an jeder Längshälfte der stationären Trommel (lo) in Richtung auf das ihnen näherliegende Ende der stationären Trommel zu geneigt sind.

D-7070 SCHWÄBISCH GMOND KONTEN: D-8000 MÜNCHEN 70

H. SCHROETER Telefon: (07171) 56 90 Deutsche Bank AG München 70/37369 (BLZ 700 700 10) K. LEHMANN Telefon: (089) 7252071

iiodisgassc 49 Telex: 7248 868 pagdd Postscheckkonto München 167941-804 (BLZ700 100 80) Upowskystraße 10 Telex: 5212248 pawe a

4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Abdichtungsglieder (24, 28) ein erstes, den Ringraum in Zonen unterteilendes Leitblech (24) aufweisen, das in einer Richtung derart geneigt ist, daß Gas in dem ringförmigen Raum zwischen der Trommel (lo) und dem Zylinder (12), das mit dem Leitblech (24) in Berührung kommt, tangential gegen die Gasleitflächen (36) auf der stationären Trommel (lo) geleitet wird.

5. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Abdichtungsglieder (26, 3o) ein zweites, den Ringraum in Zonen unterteilendes Leitblech (26) aufweisen, das unter einem spitzen Winkel in bezug auf die stationäre Trommel

(lo) und in einer Richtung derart geneigt ist, daß Gas in dem ringförmigen Raum zwischen der Trommel (lo) und dem Zylinder (12) das mit dem zweiten Leitblech (26) in Berührung kommt, gegen die stationäre Trommel (lo) gelenkt wird.

6. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Abdichtungsglieder (24, 28) und die zweiten Abdicivtungsglieder (26, 3o) den ringförmigen Raum in eine Vakuumzone (32) und eine Zone (34) unter atmosphärischem Druck unterteilen, daß die Lamellen (38, 39) und die Gasleitflächen (36) an der stationären Trommel (lo) in der Vakuumzone (32) angeordnet sind, und daß der Rest der Trommel (lo) vollwandig ist.