专利名称：用于网状材料的干燥或加热处理的设备及其方法
技术领域：
本发明涉及一种用于干燥或加热处理网状材料、尤其是玻璃纤维的方法。该网状材料以与透气干燥网板相接触的方式通过干燥设备。对着网状材料吹送热处理空气并使其透过网状材料，以便干燥和/或加热处理所述材料。
为了使透过网状材料的处理空气的速度均匀分布，须在网状材料的高压侧、靠近该网状材料并且基本上横跨过整个网状材料的区域产生压降。
分配构件用来在该压降区的上游区域分配处理空气。
本发明还涉及一种适于执行该方法的设备。
背景技术：
网状材料，例如纸或纸浆，通常要么通过对着网状材料吹送热空气以非接触方式烘干，要么通过接触热表面，主要是柱面来干燥。
在网状材料，例如纸的柱面式干燥过程中，网状材料由热的柱面来干燥，同时通过网的张力和/或借助于毛毡或干燥网板将网状材料按压在热的柱面上。
在非接触式干燥过程中，网状材料通常以漂浮在上下鼓风箱之间的状态来回地经过多个干燥层板，鼓风箱对着网状材料吹出热处理空气，以便烘干所述材料。
如果网状材料充分地多孔，那么一个有效的方法是吹送和/或抽吸处理空气或其他合适的干燥介质透过该材料，称为穿透式干燥。在干燥过程中网状材料由透气式干燥网板或由穿孔的柱面适当地支撑。穿透式干燥适于干燥处理例如软绉纸(软薄纸，非织物)和玻璃纤维。在下文中所使用的干燥概念是广义的，因此除了抽水以外它也包括抽汽与供热，以便例如固化粘合剂或者发生其它化学变化。
以蒸汽形式脱离网状材料的水分(或其他物质)与处理空气混合在一起并由处理空气排出。因此，为了能够保留干燥效果，部分热处理空气必须作为废气排出去并以更干燥的且优选的是供热的空气来代替。当然，这种排气与替换处于这样的有限程度，即，在该有限程度内使得高湿物保持在废气中从而能够恰好避免在暴露部分发生冷凝和侵蚀。大部分处理空气被再循环。
处理空气由供应到补给空气与再循环空气组成的混合物的热量来加热。这通常通过回热式热交换来实现，其中加热介质是低压蒸汽或中压蒸汽，但也能以其它方式实现，例如通过直接置于再循环流中的一个或多个气体燃烧器来实现。在需要加强干燥的情况下，就增大供热，而在需要减少干燥的情况下，就减少供热。
在穿透式干燥过程中，在织物表面上的处理空气的速度与温度分布是非常敏感的参数。在干燥网状玻璃纤维网时这种敏感确实达到了特别高的程度。为了尽可能保证至少均匀的速度分布，在上游侧的网状材料附近放置有穿孔板或类似物。利用这样的板能产生压降，使得速度差异平衡至一定程度。压降越高，平衡得越好。
不过，质量要求的提高导致出现这样的情形，即，现在很难满足合理压降的需求。
发明内容
本发明的第一个目的是提供一种网状材料的穿透式干燥机。
本发明的第二个目的是提供一种网状材料的穿透式干燥机，该干燥机具有减小的压降，能够实现关于穿透网状材料的速度分布的理想条件。
本发明的第三个目的是提供一种网状材料的穿透式干燥机，该干燥机能满足关于穿透网状材料的速度分布的、比使用现有技术所能达到的要求更高的要求。
本发明的第四个目的是提供一种网状材料的穿透式干燥机，使得干燥后的网状材料能满足比使用现有技术所达到的要求更高的要求。
本发明涉及一种网状材料、优选的是玻璃纤维的干燥和/或加热处理方法。网状材料以与透气式干燥网板相接触的方式通过干燥设备，同时对着网状材料吹送热处理空气并抽吸该热处理空气使其透过网状材料，以便干燥或加热所述材料。
以蒸汽形式脱离网状材料的水分或其它物质混合在处理空气中并通过处理空气排出，至少一部分处理空气被再循环而未被再循环的处理空气则作为废气被排出并由相应部分的低含水量的补给空气来替换。
为了使透过网状材料的处理空气的速度均匀分布，在网状材料的高压侧靠近该网状材料并基本上在整个网状材料上延伸的区域产生压降。
分配构件用来使处理空气分布在所述压降区的上游区域。
根据本发明，形成有第一处理气流，其横截面基本上在网状材料的整个宽度上延伸，且该横截面沿着网状材料的移动方向延伸的长度基本上小于它垂直于网状材料的移动方向延伸的长度，该第一处理气流的方向基本上垂直于网状材料的表面。
第一处理气流分化成大量的喷气，喷气基本上被引导在由网状材料的移动方向和法线方向所确定的平面内，所述喷气基本上分布在面向网状材料的整个角形区域上。此后，喷气彼此重新混合成第二处理气流，该第二处理气流被引导通过压降区、随后向着平放在透气式干燥网板上的网状材料流动并透过该网状材料。
本发明还涉及一种网状材料、优选的是玻璃纤维的干燥或加热处理设备，包括用于传送网状材料的透气式干燥网板，一个或多个风扇，风扇对着网状材料吹送热处理空气并抽吸该热处理空气使其透过网状材料；一个包围风扇的腔室基本上在网状材料的整个宽度上延伸。一个或多个分配构件，它们优选地相对靠近风扇设置，以便分配处理空气。
位于网状材料的高压侧的产生压降的构件，该构件靠近网状材料并基本上在整个网状材料上延伸。
根据本发明，该腔室具有基本上平行于网状材料的表面的限定面，该限定面具有基本上在网状材料的整个宽度上延伸的开口，开口沿着网状材料的移动方向的长度充分地小于它垂直于网状材料的移动方向的长度。设置在腔室外面的分配构件完全地覆盖该开口。分配构件由弓形穿孔板件组成。产生压降的构件由平的穿孔板件构成。
因此本发明涉及一种所谓网状材料的穿透式干燥方法及设备。网状材料的干燥过程至少充分地在一个外壳的内部发生，该外壳完全或基本上完全包围住干燥设备。干燥设备分成几个部分，网状材料在透气式干燥网板上连续通过这几个部分。
在干燥设备的每一部分的单独回路中，使用过的处理空气主体部分进行再循环，该主体部分与补给风相混合并被加热到理想的温度。加热过程常常以回热方式进行，但也可以利用直接置于处理气流中的一个或多个气体燃烧器。气流的大小由置于加热部分下游处但却是网状材料上游处的风扇来确定，使得高压仅存在于风扇与网状材料之间的区域，而低压主要分布在网状材料以下以及再循环回路本身以内。
风扇优选的是径向风扇，在它们的高压侧有腔室，从该腔室起处理空气向着平放在透气式干燥网板上的网状材料流动并透过该网板。
腔室有面向网状材料的开口。该开口设置在腔室的一个限定面内或者由一个限定面构成。从而该腔室可以完全没有一个壁，因此该腔室的定界被称为限定面。开口沿着网状材料的移动方向延伸的长度充分地小于它垂直于网状材料的移动方向延伸的长度；优选的是开口形成矩形，其侧边垂直于网状材料的移动方向，且特别的是，它可以由腔室的延伸部分形成。其流向基本上垂直于网状材料的表面的第一处理气流被引导通过该开口。
第一处理气流分化成大量喷气，喷气基本上被引导在由网状材料的移动方向和法线方向确定的平面内，同时这些喷气基本上分布在面向网状材料的整个弓形区域上。从而喷气基本上没有垂直于平放在网平板上的网状材料的部分。
气流的分化借助于设置在腔室外面且完全或基本上完全覆盖开口的分配构件来实现。分配构件呈弓形穿孔板件的形式，例如穿孔板。
弓形穿孔板适于整体或部分地形成为直柱体的部分包络面。它可以，例如，形成为直圆柱体的部分包络面，优选的是形成为直圆柱体的半包络面。它也可以形成为直多面柱体的部分包络面，例如形成为由基本上为平板形的子构件组成的直多面柱体的部分包络面，优选地基本上形成为直等边多面柱体的半包络面。
弓形穿孔板件在中间部分的穿孔度应低于侧边部分。弓形穿孔板件的穿孔适于由基本上为圆形的孔组成，这些圆孔形成有圆形入口并终止于一个向处理气流的方向突出的颈部。
通过该分配构件，形成了大量具有圆形横截面的喷气，且在第一气流分化以后喷气被引导一段特定的距离。
这种分配应这样进行，使第一处理气流分化成大量喷气，喷气被引导成使得它们的路径不会彼此相交，优选的是使它们基本上各向同性地被导向外部。气流的分化可以这样进行，使喷气一部分接一部分地被导向相同的方向和/或使得两股喷气之间的角度差随着在网状材料纵向上测量的喷气之间的距离而增加。
中间部分的喷气适于基本上不平行于网状材料的法线而其它部分的喷气以相对中央部分的喷气递增的角度处于偏离方向上。
弓形板件的穿孔度应设计成使得喷气的总横截面积相对于总面积的比例在中间部分低于侧边部分，在中间部分的喷气方向基本上垂直于网状材料，在侧边部分的喷气方向基本上平行于网状材料的平面。孔的最佳分布及其大小根据几何条件来改变。
当分配构件中的第一处理气流已分化成以上述方式分配的大量喷气时，喷气彼此重新混合成第二处理气流，该第二处理气流被引导经过压降区，穿过产生压降的构件，该构件适于由平的穿孔板件构成，然后对着平放在透气式干燥网板上的网状材料流动并透过网状材料。
现在将参考附图更详细地阐述本发明，其中图1示意性地表示网状材料干燥设备的现有技术的原理；图2示意性地表示根据本发明所设计的干燥设备的截面；图3示意性地表示根据本发明所设计的第一分配构件；图4示意性地表示根据本发明所设计的第二分配构件；图5表示根据图4所示的分配构件的第一局部细节，而图6表示根据图4所示的分配构件的第二局部细节。
具体实施例方式
图1表示玻璃纤维织物1的干燥设备11的简化侧视图。干燥设备11封闭在外壳12内并包括由隔板分隔开的四个干燥部分11a，11b，11c，11d。玻璃纤维1以与例如由青铜制成的透气式干燥网板3相接触的方式经过干燥设备11。与每个干燥部分11a等相连的是再循环回路4，该回路包括入口5，再循环通道6，再循环风扇7，加热器组8，和位于外壳12顶部的出口9。在玻璃纤维织物1的上方，距离大约130mm处，有穿孔板2a形式的产生压降的构件2。
再循环回路4设有用于供应空气的入口61和用于排出空气的出口62。第一控制装置61a安装在入口61处，而第二控制装置62a安装在出口62处。
图2以简化的形式表示封闭在外壳22内并根据本发明而设计的干燥设备21的截面21a。与干燥部分21a相连的是再循环回路24，该回路包括入口5，再循环通道26，气体燃烧器28，径向风扇27，包围叶轮27b的腔室27a，位于外壳22的顶部的出口29，同时入口(未示出)用于供应空气而出口(未示出)用于排出使用过的处理空气。风扇27由电动马达27c驱动。再循环回路24的出口29由腔室27a中的开口29a构成，该开口完全向下敞开因此没有底板。
再循环回路24的出口29，即，腔室27a中完全向下敞开的开口29a，由分配构件20覆盖，该分配构件以弓形穿孔板90的形式存在，该弓形穿孔板被分成三部分90a，90b，90c。尽管图中夸大了差异以使其更清晰，但中间部分90b的穿孔程度确实比两侧部分90a和90c要低。
图3稍微更具体地表示贯穿以穿孔板93的形式存在的第一分配构件30的截面，该第一分配构件组成了圆柱体的半包络面。包络面分成三部分93a，93b，93c。尽管夸大了差异以使其更清晰，但中间部分90b的穿孔程度确实比两侧部分90a和90c要低。
图4也稍微更具体地表示贯穿以穿孔板94的形式存在的第二分配构件40的截面，该第二分配构件组成了柱体的半包络面，该柱体包络面的横截面是等边十二边形。包络面分为六部分94a，94b，94c，94d，94e，94f。尽管夸大了差异以使其更清晰，但两个中间部分94c，94d的穿孔程度确实比四个侧边部分94a，94b，94e，94f要低。
图5表示图4所示的穿孔板94的一部分94c的横截面细节放大图。该细节图表示出三个圆孔95，圆孔具有指向气流方向的颈部95a。为使其更清楚，比例有些失真。穿孔度约为6％。
图6表示图4所示的穿孔板94的一部分94b的横截面细节放大图。该细节图表示出三个圆孔96，圆孔具有指向气流方向的颈部96a。为使其更清楚，比例有些失真。穿孔度约为8％。
本发明的工作方式如下。
风扇27在腔室27a中产生高压从而通过开口29向分配构件20吹送第一热处理气流。在分配构件20中，第一气流分化成穿透弓形穿孔板件90中的孔的大量喷气。在分配构件的下游处，喷气混合成向平的穿孔板2a流动的第二处理气流，该平的穿孔板将气流分配在网状材料1的上方。
风扇27还在透气式干燥网板3的下方产生低压，该低压抽吸处理空气使其透过网状材料和透气式干燥网板3。处理空气还以再循环气流的形式被吸入，穿过入口5，经过气体燃烧器28后再通过再循环通道26，在气体燃烧器处再循环气流被加热到理想的温度，并回到风扇27。在气体燃烧器28的上游处，部分气流作为废气排到干燥网板3以下，并将干燥的气体以未示出的方式加入再循环通道26以内。
可选实施例本发明当然不局限于上述实施例，也可以在所附的权利要求限定的范围内以多种方式修改。
因此，例如，弓形穿孔板件(90、93、94)的形状和穿孔度都可以根据外形和其它条件以多种方式修改，而再循环气体可以通过例如蒸汽组(steam battery)的间接传热来加热。
权利要求
1.一种用于干燥或加热处理网状材料、优选的是玻璃纤维的方法，其中，该网状材料以与一个透气式干燥网板相接触的方式通过一个干燥设备，而热处理空气被吹向网状材料并被抽吸透过该网状材料，以便干燥所述材料，以蒸汽形式脱离该网状材料的水分混合在处理空气中并通过处理空气排出，至少一部分处理空气被再循环而未被再循环的空气则作为废气被排出并由相应部分的低含水量的补给空气来替换，为了使透过网状材料的处理空气的速度均匀分布，在网状材料的高压侧靠近该网状材料并基本上在整个网状材料上延伸的区域产生压降，且通过分配构件使处理空气分布在所述压降区的上游区域内，其特征在于，形成有第一处理气流，其横截面基本上横贯网状材料的整个宽度，且该横截面沿着网状材料的移动方向延伸的长度基本上小于它垂直于网状材料的移动方向延伸的长度，该第一处理气流的方向基本上垂直于网状材料的表面，第一处理气流分化成大量的喷气，喷气基本上被引导在由网状材料的移动方向和法线方向所确定的平面内，所述喷气基本上被分配在面向网状材料的整个角形区域上，且喷气彼此重新混合成第二处理气流，该第二处理气流被引导通过压降区、随后向平放于透气式干燥网板上的网状材料流动并透过该网状材料。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，第一处理气流分化成大量喷气，所述喷气基本上被引导成它们的路径不彼此相交，优选的是，它们基本上被各向同性地向外导向。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，第一处理气流分化成大量喷气，所述喷气基本上被引导成它们的路径彼此不相交，优选的是，它们一部分接一部分地被导向相同的方向。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，第一处理气流分化成大量喷气，所述喷气基本上被引导成两股喷气之间的角度差随着在网状材料的加工方向上测得的喷气之间的距离而增加。
5.根据权利要求2、3或4所述的方法，其特征在于，第一处理气流分化成大量喷气，所述喷气被引导成中间部分的喷气不平行于网状材料的法线而其它部分的喷气则相对于中间方向的喷气以递增的角度处于偏离方向上。
6.根据权利要求2、3，4或5所述的方法，其特征在于，其特征在于第一处理气流被划分成喷气的总横截面积相对于总面积的比例在中间部分比在侧边部分低，在中间部分的喷气方向基本上垂直于网状材料，在侧边部分的喷气方向基本上平行于网状材料的平面。
7.根据前面任意一项权利要求所述的方法，其特征在于，大量喷气基本上形成为圆形横截面。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，第一气流分化以后，喷气被引导一定的距离。
9.根据前面任意一项权利要求所述的方法，其中，网状材料以与透气式干燥网板相接触的方式经过干燥设备，该干燥设备被分为多个部分，在各个部分中向网状材料吹送热处理空气并抽吸该热处理空气并使其透过网状材料，以便干燥所述材料，以蒸汽形式脱离网状材料的水分混合在处理空气中并通过处理空气排出，至少一部分处理空气被再循环而未被再循环的处理空气则作为废气被排出并由相应部分的低含水量的补给空气来替换，其特征在于，处理空气在干燥设备的各部分中分别再循环。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，再循环的处理空气通过例如再循环气流中的气体的直接燃烧来加热。
11.一种用于干燥或加热处理网状材料(1)、优选的是玻璃纤维的设备，其包括用于传送网状材料(1)的透气式干燥网板(3)，一个或多个风扇(7、27)，风扇向网状材料吹送热处理空气并抽吸该热处理空气使其透过网状材料(1)，以便干燥所述材料，包围所述一个或多个风扇(27)并基本上在网状材料的整个宽度上延伸的腔室(27a)，优选地相对靠近风扇(7、27)设置以便分配处理空气的一个或多个分配构件(91、20、30、40)，和产生压降的构件(2)，该构件位于网状材料(1)的高压侧，靠近该网状材料设置并基本上在整个网状材料上延伸，其特征在于，腔室(27a)具有基本上平行于网状材料(1)的表面的限定面，该限定面具有基本上在网状材料(1)的整个宽度上延伸的开口(29a)，开口(29a)沿着网状材料的移动方向的长度充分地小于它垂直于网状材料(1)的移动方向的长度，设置在腔室(27a)外面的分配构件(20、30、40)完全地覆盖住开口(29a)，分配构件(20、30、40)由弓形穿孔板件(90、93、94)组成，且产生压降的构件(2)由平的穿孔板件(2a)构成。
12.根据权利要求11所述的设备，其特征在于，弓形穿孔板件(90、93、94)整体或部分地成形为直柱体的部分包络面。
13.根据权利要求11所述的设备，其特征在于，弓形穿孔板件(93)整体或部分地成形为直圆柱体的部分包络面，优选的是基本上成形为直圆柱体的半包络面。
14.根据权利要求11所述的设备，其特征在于，弓形穿孔板件(94)整体或部分地成形为直多面柱体的部分包络面。
15.根据权利要求11所述的设备，其特征在于，弓形穿孔板件(94)整体或部分地成形为基本上由平面子构件(94a等)组成的直多面柱体的部分包络面。
16.根据权利要求11所述的设备，其特征在于，弓形穿孔板件(94)整体或部分地成形为直等边多面柱体的部分包络面，优选的是基本上成形为直等边多面柱体的半包络面。
17.根据权利要求11所述的设备，其特征在于，弓形穿孔板件(94)整体或部分地成形为直等边十二面柱体的半包络面。
18.根据前面任意一项权利要求所述的设备，其特征在于，弓形穿孔板件(90、93、94)在中间部分(90b、93b、94c、94d)的穿孔度比其在侧边部分(90a、90c、93a、93c、94a、94b、94e、94f)的穿孔度低。
19.根据前面任意一项权利要求所述的设备，其特征在于，弓形穿孔板件(90、93、94)的穿孔基本上由圆孔(95、96)构成。
20.根据权利要求19所述的设备，其特征在于，圆孔(95、96)形成有圆形入口和向处理气流的方向突出的颈部(95a，96a)。
全文摘要
当干燥网状材料(1)，优选的是玻璃纤维材料时，该网状材料以与透气式干燥网板(3)相接触的方式通过干燥设备(21)。一个或多个风扇(27)对着网状材料(1)吹送热处理空气并使其透过该网状材料，以便干燥该网状材料。一个包围风扇或若干风扇(27)的腔室(27a)具有基本上平行于网状材料表面的限定面。该限定面具有基本上横贯网状材料(1)的整个宽度延伸的开口。成形为弓形穿孔板件(90)形式的分配构件(20)置于腔室(27a)的外面，完全地覆盖开口(29a)。利用分配构件(20)使第一处理气流分化成大量喷气，这些喷气基本上分布在面向网状材料(1)的整个弓形区域上。此后，喷气彼此重新混合以便形成穿过平的穿孔板件(2a)的第二处理气流，该平的穿孔板件靠近网状材料(1)设置并基本上在整个网状材料上延伸，然后第二处理气流对着平放在透气式干燥网板(3)上的网状材料(1)流动并透过该网状材料。
文档编号C03C25/64GK1729378SQ200380106834
公开日2006年2月1日 申请日期2003年12月16日 优先权日2002年12月20日
发明者英厄马尔·吕德尔, 奥克·林奎斯特, 海基·萨洛 申请人:安德里茨技术资产管理有限公司