專利名稱：用于網狀材料的干燥或加熱處理的設備及其方法
技術領域：
本發明涉及一種用于干燥或加熱處理網狀材料、尤其是玻璃纖維的方法。該網狀材料以與透氣干燥網板相接觸的方式通過干燥設備。對著網狀材料吹送熱處理空氣并使其透過網狀材料，以便干燥和/或加熱處理所述材料。
為了使透過網狀材料的處理空氣的速度均勻分布，須在網狀材料的高壓側、靠近該網狀材料并且基本上橫跨過整個網狀材料的區域產生壓降。
分配構件用來在該壓降區的上游區域分配處理空氣。
本發明還涉及一種適于執行該方法的設備。
背景技術：
網狀材料，例如紙或紙漿，通常要么通過對著網狀材料吹送熱空氣以非接觸方式烘干，要么通過接觸熱表面，主要是柱面來干燥。
在網狀材料，例如紙的柱面式干燥過程中，網狀材料由熱的柱面來干燥，同時通過網的張力和/或借助于毛氈或干燥網板將網狀材料按壓在熱的柱面上。
在非接觸式干燥過程中，網狀材料通常以漂浮在上下鼓風箱之間的狀態來回地經過多個干燥層板，鼓風箱對著網狀材料吹出熱處理空氣，以便烘干所述材料。
如果網狀材料充分地多孔，那么一個有效的方法是吹送和/或抽吸處理空氣或其他合適的干燥介質透過該材料，稱為穿透式干燥。在干燥過程中網狀材料由透氣式干燥網板或由穿孔的柱面適當地支撐。穿透式干燥適于干燥處理例如軟縐紙(軟薄紙，非織物)和玻璃纖維。在下文中所使用的干燥概念是廣義的，因此除了抽水以外它也包括抽汽與供熱，以便例如固化粘合劑或者發生其它化學變化。
以蒸汽形式脫離網狀材料的水分(或其他物質)與處理空氣混合在一起并由處理空氣排出。因此，為了能夠保留干燥效果，部分熱處理空氣必須作為廢氣排出去并以更干燥的且優選的是供熱的空氣來代替。當然，這種排氣與替換處于這樣的有限程度，即，在該有限程度內使得高濕物保持在廢氣中從而能夠恰好避免在暴露部分發生冷凝和侵蝕。大部分處理空氣被再循環。
處理空氣由供應到補給空氣與再循環空氣組成的混合物的熱量來加熱。這通常通過回熱式熱交換來實現，其中加熱介質是低壓蒸汽或中壓蒸汽，但也能以其它方式實現，例如通過直接置于再循環流中的一個或多個氣體燃燒器來實現。在需要加強干燥的情況下，就增大供熱，而在需要減少干燥的情況下，就減少供熱。
在穿透式干燥過程中，在織物表面上的處理空氣的速度與溫度分布是非常敏感的參數。在干燥網狀玻璃纖維網時這種敏感確實達到了特別高的程度。為了盡可能保證至少均勻的速度分布，在上游側的網狀材料附近放置有穿孔板或類似物。利用這樣的板能產生壓降，使得速度差異平衡至一定程度。壓降越高，平衡得越好。
不過，質量要求的提高導致出現這樣的情形，即，現在很難滿足合理壓降的需求。
發明內容
本發明的第一個目的是提供一種網狀材料的穿透式干燥機。
本發明的第二個目的是提供一種網狀材料的穿透式干燥機，該干燥機具有減小的壓降，能夠實現關于穿透網狀材料的速度分布的理想條件。
本發明的第三個目的是提供一種網狀材料的穿透式干燥機，該干燥機能滿足關于穿透網狀材料的速度分布的、比使用現有技術所能達到的要求更高的要求。
本發明的第四個目的是提供一種網狀材料的穿透式干燥機，使得干燥后的網狀材料能滿足比使用現有技術所達到的要求更高的要求。
本發明涉及一種網狀材料、優選的是玻璃纖維的干燥和/或加熱處理方法。網狀材料以與透氣式干燥網板相接觸的方式通過干燥設備，同時對著網狀材料吹送熱處理空氣并抽吸該熱處理空氣使其透過網狀材料，以便干燥或加熱所述材料。
以蒸汽形式脫離網狀材料的水分或其它物質混合在處理空氣中并通過處理空氣排出，至少一部分處理空氣被再循環而未被再循環的處理空氣則作為廢氣被排出并由相應部分的低含水量的補給空氣來替換。
為了使透過網狀材料的處理空氣的速度均勻分布，在網狀材料的高壓側靠近該網狀材料并基本上在整個網狀材料上延伸的區域產生壓降。
分配構件用來使處理空氣分布在所述壓降區的上游區域。
根據本發明，形成有第一處理氣流，其橫截面基本上在網狀材料的整個寬度上延伸，且該橫截面沿著網狀材料的移動方向延伸的長度基本上小于它垂直于網狀材料的移動方向延伸的長度，該第一處理氣流的方向基本上垂直于網狀材料的表面。
第一處理氣流分化成大量的噴氣，噴氣基本上被引導在由網狀材料的移動方向和法線方向所確定的平面內，所述噴氣基本上分布在面向網狀材料的整個角形區域上。此后，噴氣彼此重新混合成第二處理氣流，該第二處理氣流被引導通過壓降區、隨后向著平放在透氣式干燥網板上的網狀材料流動并透過該網狀材料。
本發明還涉及一種網狀材料、優選的是玻璃纖維的干燥或加熱處理設備，包括用于傳送網狀材料的透氣式干燥網板，一個或多個風扇，風扇對著網狀材料吹送熱處理空氣并抽吸該熱處理空氣使其透過網狀材料；一個包圍風扇的腔室基本上在網狀材料的整個寬度上延伸。一個或多個分配構件，它們優選地相對靠近風扇設置，以便分配處理空氣。
位于網狀材料的高壓側的產生壓降的構件，該構件靠近網狀材料并基本上在整個網狀材料上延伸。
根據本發明，該腔室具有基本上平行于網狀材料的表面的限定面，該限定面具有基本上在網狀材料的整個寬度上延伸的開口，開口沿著網狀材料的移動方向的長度充分地小于它垂直于網狀材料的移動方向的長度。設置在腔室外面的分配構件完全地覆蓋該開口。分配構件由弓形穿孔板件組成。產生壓降的構件由平的穿孔板件構成。
因此本發明涉及一種所謂網狀材料的穿透式干燥方法及設備。網狀材料的干燥過程至少充分地在一個外殼的內部發生，該外殼完全或基本上完全包圍住干燥設備。干燥設備分成幾個部分，網狀材料在透氣式干燥網板上連續通過這幾個部分。
在干燥設備的每一部分的單獨回路中，使用過的處理空氣主體部分進行再循環，該主體部分與補給風相混合并被加熱到理想的溫度。加熱過程常常以回熱方式進行，但也可以利用直接置于處理氣流中的一個或多個氣體燃燒器。氣流的大小由置于加熱部分下游處但卻是網狀材料上游處的風扇來確定，使得高壓僅存在于風扇與網狀材料之間的區域，而低壓主要分布在網狀材料以下以及再循環回路本身以內。
風扇優選的是徑向風扇，在它們的高壓側有腔室，從該腔室起處理空氣向著平放在透氣式干燥網板上的網狀材料流動并透過該網板。
腔室有面向網狀材料的開口。該開口設置在腔室的一個限定面內或者由一個限定面構成。從而該腔室可以完全沒有一個壁，因此該腔室的定界被稱為限定面。開口沿著網狀材料的移動方向延伸的長度充分地小于它垂直于網狀材料的移動方向延伸的長度；優選的是開口形成矩形，其側邊垂直于網狀材料的移動方向，且特別的是，它可以由腔室的延伸部分形成。其流向基本上垂直于網狀材料的表面的第一處理氣流被引導通過該開口。
第一處理氣流分化成大量噴氣，噴氣基本上被引導在由網狀材料的移動方向和法線方向確定的平面內，同時這些噴氣基本上分布在面向網狀材料的整個弓形區域上。從而噴氣基本上沒有垂直于平放在網平板上的網狀材料的部分。
氣流的分化借助于設置在腔室外面且完全或基本上完全覆蓋開口的分配構件來實現。分配構件呈弓形穿孔板件的形式，例如穿孔板。
弓形穿孔板適于整體或部分地形成為直柱體的部分包絡面。它可以，例如，形成為直圓柱體的部分包絡面，優選的是形成為直圓柱體的半包絡面。它也可以形成為直多面柱體的部分包絡面，例如形成為由基本上為平板形的子構件組成的直多面柱體的部分包絡面，優選地基本上形成為直等邊多面柱體的半包絡面。
弓形穿孔板件在中間部分的穿孔度應低于側邊部分。弓形穿孔板件的穿孔適于由基本上為圓形的孔組成，這些圓孔形成有圓形入口并終止于一個向處理氣流的方向突出的頸部。
通過該分配構件，形成了大量具有圓形橫截面的噴氣，且在第一氣流分化以后噴氣被引導一段特定的距離。
這種分配應這樣進行，使第一處理氣流分化成大量噴氣，噴氣被引導成使得它們的路徑不會彼此相交，優選的是使它們基本上各向同性地被導向外部。氣流的分化可以這樣進行，使噴氣一部分接一部分地被導向相同的方向和/或使得兩股噴氣之間的角度差隨著在網狀材料縱向上測量的噴氣之間的距離而增加。
中間部分的噴氣適于基本上不平行于網狀材料的法線而其它部分的噴氣以相對中央部分的噴氣遞增的角度處于偏離方向上。
弓形板件的穿孔度應設計成使得噴氣的總橫截面積相對于總面積的比例在中間部分低于側邊部分，在中間部分的噴氣方向基本上垂直于網狀材料，在側邊部分的噴氣方向基本上平行于網狀材料的平面。孔的最佳分布及其大小根據幾何條件來改變。
當分配構件中的第一處理氣流已分化成以上述方式分配的大量噴氣時，噴氣彼此重新混合成第二處理氣流，該第二處理氣流被引導經過壓降區，穿過產生壓降的構件，該構件適于由平的穿孔板件構成，然后對著平放在透氣式干燥網板上的網狀材料流動并透過網狀材料。
現在將參考附圖更詳細地闡述本發明，其中圖1示意性地表示網狀材料干燥設備的現有技術的原理；圖2示意性地表示根據本發明所設計的干燥設備的截面；圖3示意性地表示根據本發明所設計的第一分配構件；圖4示意性地表示根據本發明所設計的第二分配構件；圖5表示根據圖4所示的分配構件的第一局部細節，而圖6表示根據圖4所示的分配構件的第二局部細節。
具體實施例方式
圖1表示玻璃纖維織物1的干燥設備11的簡化側視圖。干燥設備11封閉在外殼12內并包括由隔板分隔開的四個干燥部分11a，11b，11c，11d。玻璃纖維1以與例如由青銅制成的透氣式干燥網板3相接觸的方式經過干燥設備11。與每個干燥部分11a等相連的是再循環回路4，該回路包括入口5，再循環通道6，再循環風扇7，加熱器組8，和位于外殼12頂部的出口9。在玻璃纖維織物1的上方，距離大約130mm處，有穿孔板2a形式的產生壓降的構件2。
再循環回路4設有用于供應空氣的入口61和用于排出空氣的出口62。第一控制裝置61a安裝在入口61處，而第二控制裝置62a安裝在出口62處。
圖2以簡化的形式表示封閉在外殼22內并根據本發明而設計的干燥設備21的截面21a。與干燥部分21a相連的是再循環回路24，該回路包括入口5，再循環通道26，氣體燃燒器28，徑向風扇27，包圍葉輪27b的腔室27a，位于外殼22的頂部的出口29，同時入口(未示出)用于供應空氣而出口(未示出)用于排出使用過的處理空氣。風扇27由電動馬達27c驅動。再循環回路24的出口29由腔室27a中的開口29a構成，該開口完全向下敞開因此沒有底板。
再循環回路24的出口29，即，腔室27a中完全向下敞開的開口29a，由分配構件20覆蓋，該分配構件以弓形穿孔板90的形式存在，該弓形穿孔板被分成三部分90a，90b，90c。盡管圖中夸大了差異以使其更清晰，但中間部分90b的穿孔程度確實比兩側部分90a和90c要低。
圖3稍微更具體地表示貫穿以穿孔板93的形式存在的第一分配構件30的截面，該第一分配構件組成了圓柱體的半包絡面。包絡面分成三部分93a，93b，93c。盡管夸大了差異以使其更清晰，但中間部分90b的穿孔程度確實比兩側部分90a和90c要低。
圖4也稍微更具體地表示貫穿以穿孔板94的形式存在的第二分配構件40的截面，該第二分配構件組成了柱體的半包絡面，該柱體包絡面的橫截面是等邊十二邊形。包絡面分為六部分94a，94b，94c，94d，94e，94f。盡管夸大了差異以使其更清晰，但兩個中間部分94c，94d的穿孔程度確實比四個側邊部分94a，94b，94e，94f要低。
圖5表示圖4所示的穿孔板94的一部分94c的橫截面細節放大圖。該細節圖表示出三個圓孔95，圓孔具有指向氣流方向的頸部95a。為使其更清楚，比例有些失真。穿孔度約為6％。
圖6表示圖4所示的穿孔板94的一部分94b的橫截面細節放大圖。該細節圖表示出三個圓孔96，圓孔具有指向氣流方向的頸部96a。為使其更清楚，比例有些失真。穿孔度約為8％。
本發明的工作方式如下。
風扇27在腔室27a中產生高壓從而通過開口29向分配構件20吹送第一熱處理氣流。在分配構件20中，第一氣流分化成穿透弓形穿孔板件90中的孔的大量噴氣。在分配構件的下游處，噴氣混合成向平的穿孔板2a流動的第二處理氣流，該平的穿孔板將氣流分配在網狀材料1的上方。
風扇27還在透氣式干燥網板3的下方產生低壓，該低壓抽吸處理空氣使其透過網狀材料和透氣式干燥網板3。處理空氣還以再循環氣流的形式被吸入，穿過入口5，經過氣體燃燒器28后再通過再循環通道26，在氣體燃燒器處再循環氣流被加熱到理想的溫度，并回到風扇27。在氣體燃燒器28的上游處，部分氣流作為廢氣排到干燥網板3以下，并將干燥的氣體以未示出的方式加入再循環通道26以內。
可選實施例本發明當然不局限于上述實施例，也可以在所附的權利要求限定的范圍內以多種方式修改。
因此，例如，弓形穿孔板件(90、93、94)的形狀和穿孔度都可以根據外形和其它條件以多種方式修改，而再循環氣體可以通過例如蒸汽組(steam battery)的間接傳熱來加熱。
權利要求
1.一種用于干燥或加熱處理網狀材料、優選的是玻璃纖維的方法，其中，該網狀材料以與一個透氣式干燥網板相接觸的方式通過一個干燥設備，而熱處理空氣被吹向網狀材料并被抽吸透過該網狀材料，以便干燥所述材料，以蒸汽形式脫離該網狀材料的水分混合在處理空氣中并通過處理空氣排出，至少一部分處理空氣被再循環而未被再循環的空氣則作為廢氣被排出并由相應部分的低含水量的補給空氣來替換，為了使透過網狀材料的處理空氣的速度均勻分布，在網狀材料的高壓側靠近該網狀材料并基本上在整個網狀材料上延伸的區域產生壓降，且通過分配構件使處理空氣分布在所述壓降區的上游區域內，其特征在于，形成有第一處理氣流，其橫截面基本上橫貫網狀材料的整個寬度，且該橫截面沿著網狀材料的移動方向延伸的長度基本上小于它垂直于網狀材料的移動方向延伸的長度，該第一處理氣流的方向基本上垂直于網狀材料的表面，第一處理氣流分化成大量的噴氣，噴氣基本上被引導在由網狀材料的移動方向和法線方向所確定的平面內，所述噴氣基本上被分配在面向網狀材料的整個角形區域上，且噴氣彼此重新混合成第二處理氣流，該第二處理氣流被引導通過壓降區、隨后向平放于透氣式干燥網板上的網狀材料流動并透過該網狀材料。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，第一處理氣流分化成大量噴氣，所述噴氣基本上被引導成它們的路徑不彼此相交，優選的是，它們基本上被各向同性地向外導向。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，第一處理氣流分化成大量噴氣，所述噴氣基本上被引導成它們的路徑彼此不相交，優選的是，它們一部分接一部分地被導向相同的方向。
4.根據權利要求2或3所述的方法，其特征在于，第一處理氣流分化成大量噴氣，所述噴氣基本上被引導成兩股噴氣之間的角度差隨著在網狀材料的加工方向上測得的噴氣之間的距離而增加。
5.根據權利要求2、3或4所述的方法，其特征在于，第一處理氣流分化成大量噴氣，所述噴氣被引導成中間部分的噴氣不平行于網狀材料的法線而其它部分的噴氣則相對于中間方向的噴氣以遞增的角度處于偏離方向上。
6.根據權利要求2、3，4或5所述的方法，其特征在于，其特征在于第一處理氣流被劃分成噴氣的總橫截面積相對于總面積的比例在中間部分比在側邊部分低，在中間部分的噴氣方向基本上垂直于網狀材料，在側邊部分的噴氣方向基本上平行于網狀材料的平面。
7.根據前面任意一項權利要求所述的方法，其特征在于，大量噴氣基本上形成為圓形橫截面。
8.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，第一氣流分化以后，噴氣被引導一定的距離。
9.根據前面任意一項權利要求所述的方法，其中，網狀材料以與透氣式干燥網板相接觸的方式經過干燥設備，該干燥設備被分為多個部分，在各個部分中向網狀材料吹送熱處理空氣并抽吸該熱處理空氣并使其透過網狀材料，以便干燥所述材料，以蒸汽形式脫離網狀材料的水分混合在處理空氣中并通過處理空氣排出，至少一部分處理空氣被再循環而未被再循環的處理空氣則作為廢氣被排出并由相應部分的低含水量的補給空氣來替換，其特征在于，處理空氣在干燥設備的各部分中分別再循環。
10.根據權利要求9所述的方法，其特征在于，再循環的處理空氣通過例如再循環氣流中的氣體的直接燃燒來加熱。
11.一種用于干燥或加熱處理網狀材料(1)、優選的是玻璃纖維的設備，其包括用于傳送網狀材料(1)的透氣式干燥網板(3)，一個或多個風扇(7、27)，風扇向網狀材料吹送熱處理空氣并抽吸該熱處理空氣使其透過網狀材料(1)，以便干燥所述材料，包圍所述一個或多個風扇(27)并基本上在網狀材料的整個寬度上延伸的腔室(27a)，優選地相對靠近風扇(7、27)設置以便分配處理空氣的一個或多個分配構件(91、20、30、40)，和產生壓降的構件(2)，該構件位于網狀材料(1)的高壓側，靠近該網狀材料設置并基本上在整個網狀材料上延伸，其特征在于，腔室(27a)具有基本上平行于網狀材料(1)的表面的限定面，該限定面具有基本上在網狀材料(1)的整個寬度上延伸的開口(29a)，開口(29a)沿著網狀材料的移動方向的長度充分地小于它垂直于網狀材料(1)的移動方向的長度，設置在腔室(27a)外面的分配構件(20、30、40)完全地覆蓋住開口(29a)，分配構件(20、30、40)由弓形穿孔板件(90、93、94)組成，且產生壓降的構件(2)由平的穿孔板件(2a)構成。
12.根據權利要求11所述的設備，其特征在于，弓形穿孔板件(90、93、94)整體或部分地成形為直柱體的部分包絡面。
13.根據權利要求11所述的設備，其特征在于，弓形穿孔板件(93)整體或部分地成形為直圓柱體的部分包絡面，優選的是基本上成形為直圓柱體的半包絡面。
14.根據權利要求11所述的設備，其特征在于，弓形穿孔板件(94)整體或部分地成形為直多面柱體的部分包絡面。
15.根據權利要求11所述的設備，其特征在于，弓形穿孔板件(94)整體或部分地成形為基本上由平面子構件(94a等)組成的直多面柱體的部分包絡面。
16.根據權利要求11所述的設備，其特征在于，弓形穿孔板件(94)整體或部分地成形為直等邊多面柱體的部分包絡面，優選的是基本上成形為直等邊多面柱體的半包絡面。
17.根據權利要求11所述的設備，其特征在于，弓形穿孔板件(94)整體或部分地成形為直等邊十二面柱體的半包絡面。
18.根據前面任意一項權利要求所述的設備，其特征在于，弓形穿孔板件(90、93、94)在中間部分(90b、93b、94c、94d)的穿孔度比其在側邊部分(90a、90c、93a、93c、94a、94b、94e、94f)的穿孔度低。
19.根據前面任意一項權利要求所述的設備，其特征在于，弓形穿孔板件(90、93、94)的穿孔基本上由圓孔(95、96)構成。
20.根據權利要求19所述的設備，其特征在于，圓孔(95、96)形成有圓形入口和向處理氣流的方向突出的頸部(95a，96a)。
全文摘要
當干燥網狀材料(1)，優選的是玻璃纖維材料時，該網狀材料以與透氣式干燥網板(3)相接觸的方式通過干燥設備(21)。一個或多個風扇(27)對著網狀材料(1)吹送熱處理空氣并使其透過該網狀材料，以便干燥該網狀材料。一個包圍風扇或若干風扇(27)的腔室(27a)具有基本上平行于網狀材料表面的限定面。該限定面具有基本上橫貫網狀材料(1)的整個寬度延伸的開口。成形為弓形穿孔板件(90)形式的分配構件(20)置于腔室(27a)的外面，完全地覆蓋開口(29a)。利用分配構件(20)使第一處理氣流分化成大量噴氣，這些噴氣基本上分布在面向網狀材料(1)的整個弓形區域上。此后，噴氣彼此重新混合以便形成穿過平的穿孔板件(2a)的第二處理氣流，該平的穿孔板件靠近網狀材料(1)設置并基本上在整個網狀材料上延伸，然后第二處理氣流對著平放在透氣式干燥網板(3)上的網狀材料(1)流動并透過該網狀材料。
文檔編號C03C25/64GK1729378SQ200380106834
公開日2006年2月1日 申請日期2003年12月16日 優先權日2002年12月20日
發明者英厄馬爾·呂德爾, 奧克·林奎斯特, 海基·薩洛 申請人:安德里茨技術資產管理有限公司