專利名稱：非接觸空氣干燥料幅方法以及使用該方法的噴吹罩和漿幅干燥器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種空氣干燥料幅的方法，特別是具有相當(dāng)高克數(shù)的料幅，如漿幅，在該方法中，對(duì)要干燥的料幅，從料幅的下面提供一股基本上垂直于料幅的噴吹空氣并且又有一股噴吹空氣基本上平行于料幅所在的平面，通過噴吹空氣一方面將熱傳到料幅上，另一方面由空氣懸浮支撐料幅而實(shí)現(xiàn)無接觸支撐干燥，從而使料幅穩(wěn)定地通過干燥器。
而且，本發(fā)明還涉及一個(gè)空氣干燥器的噴吹罩(也可稱熱風(fēng)罩)，通過該罩空氣的噴吹作用到要干燥的料幅上。用噴吹將來自干燥空氣的熱量傳導(dǎo)到料幅上并且實(shí)現(xiàn)對(duì)料幅的懸浮支撐和料幅的穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)。所述噴吹罩包括一個(gè)罩體部分，其內(nèi)有布置成對(duì)著料幅的噴嘴座面，在其中間處有一個(gè)橫對(duì)著料幅運(yùn)動(dòng)方向的基本上為V形的槽，該槽敞開著朝向料幅，且在相對(duì)的兩壁上有一系列噴嘴孔，從該一系列噴嘴孔中可噴出支撐和穩(wěn)定用的噴吹空氣，這些空氣的方向可以互相交叉和相反。在噴嘴座面上的V形槽兩側(cè)有彼此都設(shè)在同一平面內(nèi)的水平狀噴嘴痤面。
進(jìn)一步地，本發(fā)明涉及一個(gè)使用本發(fā)明方法和/或劃使用本發(fā)明噴吹罩的漿幅干燥器。
在造紙和制漿工業(yè)的連續(xù)干燥器中。通常使用噴吹罩，它的噴嘴座面由平面組成，在平面板上沖壓出噴吹孔。這樣噴嘴可布置在要干燥的氣載紙漿幅的一側(cè)或兩側(cè)。噴嘴座面通常包括許多排孔，在漿幅的運(yùn)動(dòng)方向一排挨一排地設(shè)置。噴吹空氣在漿幅和噴嘴座面間的空間內(nèi)流動(dòng)，噴吹空氣由設(shè)在噴嘴罩之間的抽吸口抽走。
在已有技術(shù)的紙、板或漿幅干燥器的直向噴吹罩中，其中噴吹的空氣被垂直地導(dǎo)向要干燥的料幅，一個(gè)公知的問題是在要干燥的料幅噴嘴座表面之間的側(cè)向氣流的消耗。此上和以后的術(shù)語“側(cè)向流動(dòng)”要理解為空氣平行于座表面的和料幅的平面流動(dòng)，此外，這些氣流又與料幅運(yùn)動(dòng)方向平行或反向。由于空氣必然從處理間隙中流出，所以側(cè)向流不可避免。所述側(cè)向流降低了已有技術(shù)中噴吹罩的傳熱量并且因廢氣流流速增加而增加了干擾效果，而且，當(dāng)側(cè)向流速增加時(shí)由噴吹罩引起的壓力損失增大。另一方面，從要干燥的料幅的運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性來看，在噴吹罩中，最好通過使噴吹面和其噴嘴孔成一定的幾何形狀達(dá)到充分利用側(cè)向流，使得在噴吹罩的噴嘴座面上形成一個(gè)負(fù)壓區(qū)，用負(fù)壓來穩(wěn)定漿幅的運(yùn)動(dòng)，并通過這樣的方法確保漿幅運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定和不變形。
對(duì)與本發(fā)明最接近的已有技術(shù)而言，可參考Mezzzm、FlartAB的瑞士專利DE8，106，152(同族VS-4，505，053)以及K.Kriegez的同際專利申請(qǐng)WO88108950(同族VS-5，106，363)。本發(fā)明的目的是對(duì)所述專利公開的已有技術(shù)的噴吹罩作進(jìn)一步改進(jìn)，克服它們現(xiàn)有的缺點(diǎn)并在下面作詳述。
在瑞士專利中所述的噴吹罩中，稱作“魚眼”的三角形孔被沖壓在它們的噴嘴座面上，在孔的前緣，即三角形底邊有尖銳的邊緣。如果從噴嘴中排出的空氣量較大則該尖銳邊緣就不是主要的缺點(diǎn)。但有時(shí)由噴嘴吸入的空氣量因流通面之故減少很多，如干燥空氣的過濾器被堵塞了，在這種情況下，就會(huì)導(dǎo)致漿幅開始與噴嘴面接觸。已注意到所述尖銳邊緣會(huì)從如漿幅表面鏟去材料，這就導(dǎo)致最后的產(chǎn)品質(zhì)量受到影響并且在干燥器上留有碎屑。另一方面，碎屑阻礙漿幅的通過，形成了所謂的“雪茄”，這是由于從漿幅表面鏟下來的分離材料形成一個(gè)類似于“雪茄”的料卷。
本發(fā)明首先涉及在料幅干燥器中的噴吹罩，其中料幅在罩的噴嘴座面上運(yùn)動(dòng)?？諝饬鞯墓δ苁前汛瞪涞目諝鉄崃總鲗?dǎo)給料幅又使料幅受到非接觸地支撐。從料幅運(yùn)行穩(wěn)定性來看，最好噴吹部分氣體平行于噴嘴所在平面，這樣使得漿幅穩(wěn)定在離噴嘴座面3-6mm處。但是在這種情況下，在已有技術(shù)的噴吹罩中，在漿幅和噴嘴之間的空間內(nèi)的廢空氣速度會(huì)變大，這會(huì)破壞傳熱且有更大的壓力損失。廢空氣的高速度帶來的不良影響可以通過使噴嘴足夠窄而減少，但噴嘴的數(shù)量就要有很多，這使干燥器的制造成本極大增加。
本發(fā)明的目的是提供一種新的方法和新的噴吹罩結(jié)構(gòu)，用它可以避免上述缺點(diǎn)并提高由干燥空氣傳給由空氣懸浮的待干燥漿幅熱量。所述對(duì)傳熱的提高可非常有效地用于更小尺寸的干燥器，以此方法，如漿幅干燥的結(jié)構(gòu)費(fèi)用，和機(jī)器廠房的費(fèi)用能大大地降低。
本發(fā)明的一個(gè)目的是減少由于側(cè)向氣流對(duì)傳熱的有害影響而且利用所述側(cè)向氣流來穩(wěn)定漿幅的運(yùn)動(dòng)。
為完成上述的目的及以后將發(fā)現(xiàn)的目的，本發(fā)明方法的主要特征是使傳熱量高于平板型噴嘴的傳熱量，與要干燥的漿幅平面平行的氣流速度以及與噴嘴座表面有關(guān)系的空氣懸浮用空氣速度一開始保持基本不變，因把噴嘴座表面設(shè)計(jì)成沿氣流方向下降的坡形和/或階梯形，從而降低了噴嘴座表面?zhèn)认騾^(qū)域的氣流速度。
另一方面，本發(fā)明的噴吹罩的主要特征是所述噴嘴座表面部分的擴(kuò)展面;由更加遠(yuǎn)離懸浮料幅的階梯形和/或坡形的噴嘴表面部分構(gòu)成，在該噴嘴座表面部分的區(qū)域內(nèi)所述起懸浮和穩(wěn)定作用的空氣流速比以前的噴嘴座表面部分速度要低，并且該噴嘴座表面設(shè)有噴嘴孔，通過它可以從噴吹罩的這些噴嘴孔中噴出另外的基本垂直于懸浮的料幅的平面的空氣。
借助于本發(fā)明，通過噴嘴的兩側(cè)部分低于中間水平部分，從而把側(cè)向流對(duì)傳熱引起的不良影響減到最低限度，于是側(cè)向流速降低了。而且，側(cè)向流最好定向，以使它們不會(huì)直接與水平表面或較低的側(cè)面部分垂直吹出的空氣流撞擊。
使本發(fā)明的噴嘴座表面的側(cè)面區(qū)域下降是基于這樣的觀點(diǎn)，在漿幅和噴嘴座表面之間的高速?gòu)U空氣會(huì)降低傳熱系數(shù)。漿幅與噴嘴座表面之間的空間越小，則廢空氣速度會(huì)越高，當(dāng)更多空氣引入時(shí)，廢空氣速度在從噴嘴中心線朝邊緣的兩個(gè)方向上都增加。當(dāng)噴嘴座表面的兩側(cè)區(qū)域高度根據(jù)本發(fā)明降低時(shí)，該區(qū)域的流動(dòng)速度則下降。
本發(fā)明的噴吹罩是一個(gè)帶有正/負(fù)壓的組合噴嘴，產(chǎn)生負(fù)壓的側(cè)向流的大小選擇與直吹空氣量具有一個(gè)合適的關(guān)系。
本發(fā)明的噴嘴座表面的噴孔區(qū)的特征是在噴嘴到漿幅的距離很小，這個(gè)距離能使本發(fā)明的噴嘴正常運(yùn)行，換熱系數(shù)基本上與該距離無關(guān)，這樣廢氣就不會(huì)干擾從噴孔噴出到有效范圍內(nèi)的空氣射流。另一方面，是熟知的，當(dāng)有幾排噴孔時(shí)，且一排接著另一排，從噴嘴中噴出的空氣必然流向噴嘴與漿幅之間的空間邊緣，流動(dòng)速度越高，對(duì)從孔中噴出的空氣流的擾動(dòng)和對(duì)傳熱的破壞越大。
本發(fā)明的噴吹罩的最佳實(shí)施例中，從噴嘴座表面中間形成V形槽的兩壁上噴出的空氣噴射流被定向，彼此呈交叉關(guān)系，在所述V形槽每側(cè)壁處設(shè)置的每一側(cè)的孔隙支撐面之間有連續(xù)的圓弧點(diǎn)。當(dāng)空氣射流與圓弧點(diǎn)相切時(shí)，它們由Coanda效應(yīng)轉(zhuǎn)向并變成與噴嘴座表面的水平板部分平行方向，在料幅和噴嘴座表面之間，根據(jù)Bernoulli原理，形成一個(gè)負(fù)壓區(qū)，它把料幅穩(wěn)定在離噴嘴座表面為一固定距離處，通常一般為3…6mm量級(jí)。同樣在本發(fā)明的噴嘴表面的水平部分，試圖避免在直吹氣流和以側(cè)向流動(dòng)的空氣射流之間發(fā)生直接沖撞。
根據(jù)本發(fā)明，噴吹罩的噴嘴座表面的側(cè)面區(qū)域被下降了以使側(cè)向流速隨流動(dòng)截面區(qū)域的擴(kuò)大而變小，因此提高了來自下傾的或/和低位的噴嘴座表面部分的直吹孔的直吹氣流的傳熱效果。
本發(fā)明的噴吹罩適用于在一側(cè)或兩側(cè)干燥料幅，當(dāng)料幅為低克數(shù)時(shí)(＜200g/sqm)可在料幅的下面或上面進(jìn)行，當(dāng)為重料幅時(shí)，如漿幅，本發(fā)明的噴吹罩最好適于作為與上部直吹的噴吹罩一起工作的下部噴吹罩，或僅用作下部噴吹罩作單側(cè)干燥。
本發(fā)明噴吹罩的噴嘴座表面的幾何形狀所實(shí)現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)是一個(gè)無尖角邊刺的光滑噴吹表面，當(dāng)空氣側(cè)向流從中心V形槽中引出時(shí)受圓弧面的引導(dǎo)。
因?yàn)?，根?jù)本發(fā)明，如已進(jìn)行的和以后將做更詳細(xì)說明的，正如測(cè)量所指出的那樣對(duì)料幅的傳熱可提高5-10%，這一提高可有效地用于減小干燥器的尺寸，它大大降低了干燥器投資和機(jī)房的投資，同時(shí)也間接地減少了生產(chǎn)間斷次數(shù)且提高了干燥器工作時(shí)間比。上述優(yōu)點(diǎn)對(duì)大型及復(fù)雜的漿干燥器是特別重要。
在本發(fā)明的噴吹罩中，當(dāng)一個(gè)V形槽用在其噴嘴座表面的中間時(shí)，通過該槽平行于支撐面的氣流成相互交叉，除了較好的噴吹和傳熱技術(shù)外，獲得了剛性的機(jī)械結(jié)構(gòu)，其中V形槽有效地加強(qiáng)了噴嘴座表面而不用其它加強(qiáng)結(jié)構(gòu)，如不用該槽則必需加上這種加強(qiáng)結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明噴吹罩的噴吹面有一個(gè)小缺點(diǎn)，它比一個(gè)整個(gè)平的面更難制造，但這個(gè)缺點(diǎn)可以通過制造技術(shù)的發(fā)展而得到解決。
下面，參考在附圖中表示的本發(fā)明較佳實(shí)施例及所述實(shí)施例實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。


圖1是使用本發(fā)明的方法和一組噴吹罩的一個(gè)料幅干燥器的加工方向的剖面示圖。
圖2是使用本發(fā)明方法和一組噴吹罩的一個(gè)料幅干燥器的典型結(jié)構(gòu)的主體透視圖。
圖3是本發(fā)明的一組噴吹罩的和一組在上述一組罩上方的直吹罩的加工方向的剖面示意圖。
圖4表示了本發(fā)明的噴吹罩以及其噴吹流的原理。
圖5是上部直吹罩的結(jié)構(gòu)立體圖。
圖6表示本發(fā)明一噴吹罩的噴嘴座表面的一實(shí)施例示意圖，以及一個(gè)更詳細(xì)的噴嘴座的噴嘴的實(shí)施例，圖中示出了最重要的尺寸參數(shù)。
圖7A、7B、7C、7D和7E分別表示本發(fā)明噴吹罩的噴嘴座表面不同實(shí)施例及斜面和階梯形式的尺寸，以及一個(gè)作參考的噴吹罩。
圖8A表示從如圖4或5所示噴吹罩的一側(cè)所看到的視圖。
圖8B是表示噴嘴表面的V形槽的較好尺寸與幾何形狀的加工方向的放大剖視圖。
圖9表示由圖7A到7E所示情況下的作為料幅與噴嘴座表面距離函數(shù)的在第一空氣噴吹速度條件下的相對(duì)不同的傳熱系數(shù)。
圖10表示與圖9相對(duì)應(yīng)的測(cè)量結(jié)果，只是在第二個(gè)更高噴氣速度條件。
圖1是使用本發(fā)明方法的漿幅干燥器和一組噴吹罩的在加工方向上的垂直剖視圖。干燥器包括一個(gè)封閉的外殼12，其內(nèi)部有本發(fā)明的一組噴吹罩30，一組面對(duì)所述罩30的一組直吹罩40，要被干燥的漿幅W穿過由所述幾組罩形成的處理空隙并由空氣成非接觸地懸浮。要送入干燥器的料幅Win或等同物要經(jīng)過一漿幅壓緊輪并繞過輪子11以調(diào)節(jié)漿幅的張力，然后經(jīng)過入口12a進(jìn)入外殼12內(nèi)，在其中要干燥的漿幅通過引導(dǎo)輪13的引導(dǎo)成水平狀前后運(yùn)動(dòng)。已干燥的漿幅從外殼12底部設(shè)置的出口12b中取出，通過一個(gè)中間調(diào)準(zhǔn)輪14隨后又通過一系列驅(qū)動(dòng)輪15再向前運(yùn)動(dòng)(Wout)。圖1中導(dǎo)漿帶或繩的路徑由標(biāo)號(hào)16和點(diǎn)劃線表示。
圖1中，在外殼12內(nèi)的干燥空氣的循環(huán)由箭頭A1…A2指示。箭頭A1和與其相聯(lián)系的空氣管17代表來自熱回收裝置的補(bǔ)充空氣的引入，而箭頭A2和與它們相聯(lián)系的空氣管18代表廢空氣回到熱回收裝置的通路。
圖2表示一個(gè)使用本發(fā)明方法和一組噴吹罩的漿幅干燥器的典型結(jié)構(gòu)，它的基本原理與圖1所示的相類似。干燥器鼓風(fēng)機(jī)單元包括鼓風(fēng)機(jī)塔21和鼓風(fēng)機(jī)，鼓風(fēng)機(jī)上裝設(shè)一葉輪22。該單元結(jié)構(gòu)包括加熱輻射器24，熱空氣通過它后才送入上噴嘴和下噴嘴罩之間的間隙，即進(jìn)入間隙25，進(jìn)一步地，該單元包括空氣過濾器26，在所述鼓風(fēng)機(jī)單元操作側(cè)，有一個(gè)操作護(hù)橋28，與之相聯(lián)結(jié)的用于鼓風(fēng)機(jī)馬達(dá)的有伺服閘門27以及用于鼓風(fēng)機(jī)單元的伺服門29。圖2中用箭頭示出了空氣循環(huán)，同樣也表示了本發(fā)明的噴吹罩30、40以及它們之間的漿幅間隙25。
對(duì)應(yīng)于圖1和圖2要強(qiáng)調(diào)的是，上面只是描述了本發(fā)明的方法和一組噴吹罩30，40在一個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用，而本發(fā)明的方法和一組噴吹罩30，40可以在許多其它場(chǎng)合以及其它干燥器上應(yīng)用，例如在板和紙帶干燥器上應(yīng)用，即使?jié){幅干燥器是最有利且是本發(fā)明的主要應(yīng)用領(lǐng)域，但本發(fā)明的幾個(gè)不同優(yōu)點(diǎn)最好用于一有用的目標(biāo)上。
圖3表示了本發(fā)明的一組噴吹罩30以及一組相對(duì)的直吹罩40。下面，用縮略語“下部罩”來代替噴吹罩，因?yàn)樗鼈儍?yōu)選的是放在水平運(yùn)動(dòng)的漿幅W之下。在下部罩30之間有自由空間30a，而且同樣地，在直吹罩40之間也有自由空間40a。通過空間30a和40a，噴吹空氣又流過圖2所示熱輻射器24，通過鼓風(fēng)機(jī)22的作用，回到噴吹罩。如圖3所示，要干燥的料幅W，典型地是漿幅，以水平方向運(yùn)動(dòng)穿過料幅間隙25。該間隙25由下面的下部罩30，下部罩是均勻地布置在一個(gè)水平面上和由上面的直吹罩40限定，直吹罩也是均勻地布置在同一水平面上。在噴吹罩30處，料幅W，通常很重(漿幅帶狀物比重可高達(dá)2000g/sqm)的料幅，由從下部罩30上噴出的氣流B2和B3支撐。由直吹罩40的水平下壁的噴孔42噴出的氣流B1垂直于料幅W所在的平面并作用到其上，料幅W從上面由所述氣流B1來干燥。
圖4、6和8A及8B表示下部罩30的詳細(xì)結(jié)構(gòu)。在下部罩噴嘴座表面31的中部，有一個(gè)橫向槽32，即一個(gè)貫通整個(gè)料幅寬度的槽32，該槽開口朝向料幅W，V形槽32的開口角度由a表示，所述角a，通常在范圍a＝50°～90°，最好a＝60°～80°。V形槽32的傾斜壁最好是平面的，并通過中間的曲率半徑R的圓弧部分31轉(zhuǎn)過角度b并與噴嘴座表面的水平部分34相接。如從圖6中直接看到的那樣，角a和b之間的關(guān)系為a+2b＝180。V形槽32的兩個(gè)傾斜壁都有若干排噴吹孔33。設(shè)置的這些噴吹孔33要被定向使孔中的空氣射流B3與平面之間的圓弧部分31b相切，因Coanda效應(yīng)，所述圓弧部分使空氣射流B3轉(zhuǎn)向到噴嘴座表面31的平面部分34上并使射流與所述平面部分平行。噴吹孔33以互相錯(cuò)開的方式布置在V形槽32的相對(duì)兩側(cè)上以使噴射氣流B3在相對(duì)方向上彼此交叉相互聯(lián)鎖。因此，一排氣流B3平行于料幅W的運(yùn)行方向并到達(dá)它的平面上，而另一排氣流是與料幅的平面平行但方向與料幅W的運(yùn)動(dòng)方向相反。根據(jù)Bernoulli原理，噴射流B3在料幅W和噴嘴座表面31之間形成一個(gè)負(fù)壓區(qū)域，而該區(qū)域把料幅W穩(wěn)定在距噴嘴座面31的一定距離H處。所述距離H，通常為H＝3…6mm的量級(jí)，這樣通常料幅W的空氣干燥是最有效的。
在噴嘴座表面31的兩個(gè)側(cè)面區(qū)域，在料幅W方向的整個(gè)長(zhǎng)度L1設(shè)置了下斜的側(cè)向部分，它與料幅W之間高度比噴嘴座表面31的中間部分34到料幅W之間高度低。如圖6，所述側(cè)向部分35是傾斜平面部分，在噴吹罩30邊部到水平部分34之間距離用h2表示。
在本發(fā)明的噴吹罩中，在料幅W的處理間隙25中料幅W之下方，在水平噴嘴座表面部分31的空氣速度首先是基本不變的，而當(dāng)空氣流沿向罩30邊緣及流向處理縫25內(nèi)的空間30a處時(shí)在噴嘴座表面部分35、35b、35d、35e處的空氣速度階躍地或逐漸地降低。因此傳熱被大大強(qiáng)化，如以后在圖9和圖10中將示出的實(shí)驗(yàn)結(jié)果所示。傳熱的強(qiáng)化極大地起因于在下傾的噴嘴座表面部分35、35b、35d、35e處，平行于料幅W平面的空氣流速大大地降低，首先它強(qiáng)化了直吹氣流B2的傳熱。
在一個(gè)漿幅干燥器中，如圖4和5所示的下部罩30和直吹罩40被布置成一個(gè)在另一個(gè)之上且一個(gè)與另一個(gè)相對(duì)面，這樣面41和31彼此基本平行，通常是水平狀的。在直吹罩40的面41的邊緣可有一圓弧部分43a，而在下部罩的噴嘴座表面31的邊緣也有相對(duì)應(yīng)的圓弧部分31a。
在下部罩30和直吹罩40的相對(duì)的表面31和41上設(shè)有噴射孔42;36。在下部罩30上的孔36的優(yōu)選分布如圖8。通過所述孔36，42，正交噴流B1、B2指向料幅W，料幅的干燥就是由它們完成。由于流動(dòng)橫截面的增加使噴嘴座表面部分35的空氣速度下降，所以直吹氣流B2作用在料幅W下面的時(shí)間更長(zhǎng)。
圖8B是表示一個(gè)較好實(shí)施例中上述V形槽32示范尺寸和幾何形狀示意圖。圖8B所示的幾何形狀是相對(duì)橫向垂直中心平面K-K是對(duì)稱的。V形槽設(shè)計(jì)的起始點(diǎn)是讓由相對(duì)兩側(cè)吹出的空氣流F1和F2與連接到槽邊緣的圓弧部分31b相切，這樣，因Conada效應(yīng)使得所述空氣射流轉(zhuǎn)向并變成與噴嘴座表面34平行。槽32與噴嘴座表面之間的區(qū)域必須相當(dāng)圓滑以此使空氣開始沿噴嘴座面34運(yùn)動(dòng)。
圖7A至7E表示噴吹罩30的噴嘴座表面的幾個(gè)可變實(shí)施例。圖7A所示的噴嘴罩30A包括噴嘴座表面31，其中在V形槽32兩側(cè)有水平部分34，并且在它們之后有傾斜面35。
圖7B表示了一個(gè)特別有利的噴吹罩30B，其中，在V形槽32的兩側(cè)有噴嘴座表面的水平部分34b，并且在它們之后，有階梯部分37，它們都與噴嘴座表面第一水平部分34b和噴嘴座表面上的位于階梯部分37之后的平面部分35b垂直。噴嘴座表面31的兩個(gè)初始部分34b彼此平行并在同一水平平面內(nèi)。以相對(duì)應(yīng)的方式噴嘴座表面31的側(cè)面部分37彼此平行并在同一水平面，圖7B也表示了噴吹罩30B的最好示范尺寸。根據(jù)圖7B，階梯部分37的高度h2＝10mm。通常，階梯部分的高度可在范圍為h2＝7～15mm內(nèi)選取。
圖7C中表示一個(gè)作為參考的噴吹罩30C，該罩有一完整的平面狀噴嘴座表面31C。恰當(dāng)?shù)卣f，噴嘴罩30C并不是本發(fā)明的，并且此處示出僅僅是作為一個(gè)參考，所述的比較結(jié)果參見圖9和10，它將在以后進(jìn)一步作詳細(xì)描述。
圖7D表示本發(fā)明的噴吹罩30D，該罩有一個(gè)相當(dāng)長(zhǎng)的平面狀噴嘴表面部分34d及相當(dāng)短的和陡的傾斜部分35d，圖7d中同樣也給出了最好的示范尺寸。
圖7E是圖7B所示噴吹罩的另一變換實(shí)施例，其變化是有相對(duì)長(zhǎng)的噴嘴座表面部分34e和階梯部分37，在其后接著相對(duì)短的噴嘴座表面部分35e，圖7E也同樣給出了所述噴吹罩30E的示范結(jié)構(gòu)。
圖8A表示在V形槽32上的噴嘴孔33相對(duì)位置以錯(cuò)開布置以使相對(duì)方向的噴射流互相交叉吹出。在噴嘴座表面上的孔36有四排，一排接一排以錯(cuò)開方式布置使噴射流B2和B3彼此既不相遇又不互相干擾，噴嘴33之間的相互間隔一般范圍在20～50mm，相對(duì)應(yīng)地，噴嘴孔36之間的橫向及加工方向的間距一般為40～100mm范圍。
而且，作為圖6和圖7所示的噴吹罩的尺寸，要在下面作說明，參考圖6的指示，在噴嘴座表面中部的V形槽32的角度a范圍是a＝50°～90°，此情況下Coanda面31b的角b的范圍是b＝45°～65°，V形槽高度h1的范圍一般為h1＝(2～5)×φ，其中φ是在V形槽32壁上的噴嘴孔33的直徑。噴嘴孔33的直徑φ要根據(jù)直吹噴孔36的直徑來定，以使從噴射孔33中噴出的支撐氣流B3的空氣量大約是噴吹氣流B2和B3空氣總量的30～60%，最好是35～45%，在噴嘴座表面31上的傾斜或階梯狀的側(cè)面部分35、35b、35d、35e的長(zhǎng)度L1要選擇為(0.1～0.3)×L，最好(0.2～0.25)×L，而L是噴吹罩在加工方向上的總長(zhǎng)度。所述長(zhǎng)度L一般為L(zhǎng)＝300～500mm，斜面部分35、35d或階梯部分35b和35e的高度差選擇為h2＝7-15mm，最好h2≈10mm。
圖9和圖10表示用圖7A～7E所示的噴孔所獲得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。在圖9和10中，垂直軸代表傳熱系數(shù)αR，而水平軸表示料幅W距噴嘴座表面31，特別是其水平部分34的距離。在圖7A～7E中字母標(biāo)記對(duì)應(yīng)于圖9和10中的曲線A～E。
由上述的噴孔，作出圖7A～7E所示的變型，其傳熱由向金屬平板吹熱空氣的靜態(tài)實(shí)驗(yàn)裝置檢驗(yàn)。由放在金屬平板內(nèi)的溫度檢測(cè)器測(cè)量出板的加熱速度，從而得到傳熱系數(shù)。在圖9和圖10中，可以看到在兩個(gè)不同的噴吹速度下測(cè)到的相對(duì)傳熱系數(shù)αR作為料幅和噴吹罩的噴嘴座表面31之間距離H的函數(shù)。根據(jù)這些結(jié)果，較低的邊部35、35b、35d、35e，當(dāng)距離H等于通常的漿幅W的氣載距離時(shí)(3～6mm)側(cè)面部35、35b、35d、35e的下降高度h2使傳熱系數(shù)比平板噴嘴座面(圖7C的噴嘴面31C)的傳熱系數(shù)要提高5～10%，相反，在較大距離H下，側(cè)面部分35的下降就不帶來任何相應(yīng)的優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)噴嘴座表面31的邊部35，35b水平方向的下降寬度最長(zhǎng)時(shí)，基本上在中間位置(圖7A和7B)其增加是最高的。圖9中的測(cè)量結(jié)果是在噴吹流B2和B3的流動(dòng)速度Wpuh＝26m/s下得到的，而圖10的測(cè)量結(jié)果是在流動(dòng)速度Wpuh＝34m/s下得到的，而空氣流溫度Tpuh＝150℃。由圖9和圖10看出，在最優(yōu)氣載料幅W的距離H＝3～6mm下相對(duì)傳熱系數(shù)αR確實(shí)有很大區(qū)別。
在圖9和圖10測(cè)量中使用的模擬和測(cè)量方法在P.Heikkil
和I.Jokioinen的論文中已作了詳細(xì)的描述，它公開在赫爾辛基論文集中，名稱為“氣動(dòng)干燥器傳熱”作為漿和紙干燥的替換方法，赫爾辛基，6月4～7日(1991)。
根據(jù)上述測(cè)量，根據(jù)現(xiàn)在的觀點(diǎn)和基于得到的測(cè)量結(jié)果，本發(fā)明最好實(shí)施例是如圖7A中所示的噴吹罩30A。根據(jù)圖9和圖10的測(cè)量結(jié)果，圖7B所示帶有階躍部分37的噴嘴座表面34b，35b在傳熱上最好，但全面考慮下來，圖7A所示帶有連續(xù)下降斜坡邊部35的噴嘴座表面的噴吹罩30A是最好的，因?yàn)?，用它，產(chǎn)生“雪茄”的危險(xiǎn)較低，因?yàn)閲姶得娴膸缀涡螤钌喜粫?huì)有尖角。因此，根據(jù)現(xiàn)在的估計(jì)，當(dāng)漿幅W離噴嘴座表面31的水平部分34的距離為～5mm時(shí)，圖7A(同樣對(duì)應(yīng)于其尺寸)的噴吹罩是本發(fā)明最好的實(shí)施例。
下面，給出權(quán)利要求書，而且有關(guān)本發(fā)明的不同變化都將落于由權(quán)利要求書所限制的及以示范性在上面已作說吸的不同形式的本以明構(gòu)思的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種利用空氣干燥料幅，特別是相當(dāng)高克數(shù)的料幅，如漿幅的方法，其中從要被干燥的料幅(W)下面，向其噴射其本與料幅正交的空氣射流(B2)和基本上平行于料幅(W)平面的空氣射流(B3)，通過這些噴射流(B2，B3)向料幅傳熱并由空氣無接觸地懸浮料幅，使料幅穩(wěn)定地通過干燥器，其特征在于為使換熱量高于平面型噴嘴罩(圖7C，31C)的換熱量，使平行于要干燥的由空氣支撐的料幅并與噴嘴座表面有關(guān)的氣流速度開始時(shí)保持基本不變，因使噴嘴座表面的側(cè)面區(qū)域(35、35b、35e)順氣流方向成斜坡狀和/或低階梯狀，從而使所述噴嘴座表面(31)的側(cè)面區(qū)域(35、35b、35d、35e)處流動(dòng)的氣流速度下降。
2.如權(quán)利要求1的方法，其特征是，在該方法中，使用了多個(gè)噴吹罩(30)，罩(30)設(shè)在料幅(W)的下方，罩的上部面為支撐料幅(W)的噴嘴座表面(31)，與料幅(W)的運(yùn)動(dòng)方向平行并同向的以及與所述運(yùn)動(dòng)方向相反的噴射流(B3)從位于所述噴嘴座表面中間的槽(32)中成交叉狀噴吹出，與料幅正交的噴射流(B2)對(duì)著料幅從噴嘴座表面上的噴嘴孔(36)中射出，噴吹到料幅(W)下表面的后者的作用時(shí)間，因料幅和噴嘴座表面(31)的側(cè)面區(qū)域35、35b、35d、35e)的噴嘴座之間的流通截面增加，變得更長(zhǎng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于借助于噴嘴座表面(31)的所述的階梯狀的或斜坡狀側(cè)面區(qū)域(35、35b、35d、35e)，優(yōu)化了干燥空氣與料幅的傳熱，并可調(diào)節(jié)待干燥的和懸浮的氣載移動(dòng)料幅與噴嘴座表面(31)有關(guān)的高度H。
4.如權(quán)利要求1-3中任一個(gè)所述的方法，其特征在于從噴嘴座表面的中間槽(32)以反向成交叉噴出的噴射氣流(B3)從噴嘴孔(33)中定向噴出基本上與設(shè)在噴嘴座表面(31)的開始段處的弧形導(dǎo)向面(31b)相切，由該導(dǎo)向面和Coanda效應(yīng)，噴射氣流(B2.F1.F2)轉(zhuǎn)過一定角度(b)使它們與噴嘴座表面(31)的起始部分(34)平行以及與其貼近地移動(dòng)的料幅平行。
5.如權(quán)利要求1-4中任一個(gè)所述方法，其特征在于沿噴嘴座表面(31)成交叉狀噴出并與料幅(W)平面平行的穩(wěn)定用噴吹氣流(B3)的噴氣量是噴吹罩(30)噴出的所有氣量的30-60%，最好約為35-45%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5之一的方法，其特征在于并行于噴嘴座表面和待干燥和懸浮的料幅W平面的交叉噴射氣流(B3)在噴吹罩(30)的噴嘴座表面的側(cè)面區(qū)域的平行于相鄰料幅運(yùn)動(dòng)方向的料幅的整個(gè)長(zhǎng)度L1內(nèi)減速，其中L1＝(0.1～0.3)×L，最好是L1＝(0.2～0.25)×L，其中L是噴吹罩(30)的噴嘴座表面(30)的總長(zhǎng)度，L的長(zhǎng)度范圍為L(zhǎng)＝300～500mm。
7.如權(quán)利要求1-6中任一個(gè)所述方法，其特征在于噴吹罩(30)噴出的氣體從干燥和處理間隙(25)流出通過所述噴吹罩之間的空間(30a)排出。
8.如權(quán)利要求1-7之一的方法，其特征在于使用了與位于待干燥的和懸浮的料幅(W)下方的噴吹罩(30)相對(duì)設(shè)置的上部直吹罩(40)，從罩(40)內(nèi)引出的噴吹氣流(B1)基本垂直于料幅(W)平面，在此情況下，料幅(W)的兩側(cè)同時(shí)干燥。(圖1、2和3)。
9.一種空氣干燥器的噴吹罩(30)，流出該罩的空氣噴吹氣流(B2，B3)作用到要干燥的料幅(W)上，由這些噴吹氣流將干燥空氣的熱量傳給料幅(W)并達(dá)到非接觸支撐及穩(wěn)定料幅的運(yùn)動(dòng)，所述噴吹罩包括一個(gè)罩體，其中有對(duì)著料幅(W)的一噴嘴座表面(31)，在該面(31)中部有一個(gè)在相對(duì)于料幅(W)運(yùn)動(dòng)方向橫置的且基本上是V形的槽(32)，槽口朝向料幅(W)且在其相對(duì)的兩壁上有許多孔(33)，使得彼此成相對(duì)方向交叉的支撐和穩(wěn)定空氣噴射氣流能從多個(gè)孔(33)中射出，而且在噴嘴座表面(31)上的V形槽(32)的兩側(cè)，有彼此位于同一平面上的水平狀噴嘴座面部分(34)，其特征是由進(jìn)一步遠(yuǎn)離要支撐的料幅(W)的階梯和/或斜坡形噴嘴座面部分(35、35b、35d、35e)構(gòu)成所述噴嘴座面部分(34)的擴(kuò)展部分，在這個(gè)噴嘴座面部分區(qū)域內(nèi)所述支撐和穩(wěn)定空氣流速度低于主要為水平狀噴嘴座面部分(34)的氣流速度，而且噴嘴座面(31)上設(shè)有噴孔(36)，通過它可由噴吹罩(30)噴射出基本正交于要支撐的料幅(W)平面的附加噴吹氣流(B2)。
10.如權(quán)利要求9的噴吹罩，其特征是V形槽(32)的兩個(gè)平面壁的延伸部分由圓弧狀Coanda引導(dǎo)面(31b)組成，該面繼續(xù)延伸到噴嘴座面(31)水平部分(34)，所述V形槽(32)上噴孔(33)要設(shè)置成使從它們中噴出的噴射氣流(B3)的主方向與面對(duì)氣流設(shè)置的圓弧Coanda引導(dǎo)面基本上相切。
11.如權(quán)利要求9或10之一的噴吹罩，其特征是V形槽兩個(gè)平面壁的夾角(a)在范圍a＝50°～90°，而V形槽的深度h1為(2-5)×φ，其中φ是V形槽(32)壁上噴孔的直徑。
12.如權(quán)利要求9至11的任一個(gè)所述的噴吹罩，其特征是，所述噴嘴座面(31)的階梯和/或坡形側(cè)面區(qū)域(35、35b、35d、35e)在料幅(W)運(yùn)動(dòng)方向上的相對(duì)應(yīng)長(zhǎng)度L1選擇為L(zhǎng)1＝(0.1～0.3)×L，最好L1＝(0.2～0.25)×L，其中，L是噴吹罩(30)在料幅(W)運(yùn)動(dòng)方向上的總長(zhǎng)度，其范圍選擇在L＝300～500mm，所述噴嘴座面的側(cè)面區(qū)域(35)與噴吹罩(31)的水平部分(34)之間的最大高度差h2選擇為h2＝7～15mm，最好h2≈10mm。
13.如權(quán)利要求9至12的任一個(gè)所述的噴吹罩，其特征是在V形槽(32)的所述噴孔(33)是交錯(cuò)狀設(shè)在相對(duì)的V形槽壁上并基本上均勻間隔，其間距選擇在20～50mm范圍，而且在所述噴嘴座面(31)上的孔(36)相對(duì)于所述噴孔(33)錯(cuò)開地布置，并在料幅(W)運(yùn)動(dòng)方向上設(shè)置3～5個(gè)橫排，且在料幅(W)運(yùn)動(dòng)方向和橫向都基本等距離布置，其距離選擇在40～100mm范圍內(nèi)。
14.利用權(quán)利要求1至8中任一個(gè)的方法和/或幾組權(quán)利要求9至13的噴吹罩(30)的漿幅干燥器，其特征是該漿幅干燥器包括多個(gè)噴吹罩(30)，它們以一水平間隙(30a)相隔布置，通過這個(gè)間隙(30a)，用于支撐、干燥和穩(wěn)定料幅(W)的空氣基本上都被從處理間隙(25)中排出，在料幅(W)的運(yùn)動(dòng)方向有許多在同一水平面上一個(gè)接一個(gè)的所述噴吹罩(30)，并且有幾行所述噴吹罩(30)一行設(shè)在另一行之上，以使要干燥的漿幅(Win-Wout)由空氣支撐在漿幅干燥器的罩內(nèi)上下層設(shè)置成水平狀前、后運(yùn)動(dòng)地通過干燥器，料幅(W)的來回運(yùn)動(dòng)方向的轉(zhuǎn)變通過轉(zhuǎn)向輪(13)完成。
15.如權(quán)利要求14的漿幅干燥器，其特征是在所述噴吹罩(30)的對(duì)面，料幅(W)之上，設(shè)有直吹罩(40)，通過面對(duì)料幅設(shè)置的所述罩的平板面(41)上的噴孔或槽(42)噴出基本正交的噴吹氣流作用到料幅(W)上，并且在所述直吹罩(40)之間，設(shè)有中間間隙(40a)，上部噴吹空氣進(jìn)一步通過它流走。
16.如權(quán)利要求15的漿幅干燥器，其特征是放在料幅(W)之下的噴吹罩(30)和放在它們對(duì)面的直吹罩(40)在料幅(W)運(yùn)動(dòng)方向上相互比較是等長(zhǎng)度的，并且一個(gè)對(duì)一個(gè)是等距離間隔。
全文摘要
本發(fā)明涉及一個(gè)空氣干燥料幅的方法，也涉及一個(gè)使用該方法的漿幅干燥器和噴吹罩。對(duì)要干燥的帶料幅(W)，噴吹氣流(B
文檔編號(hào)F26B13/20GK1081485SQ9310403
公開日1994年2月2日 申請(qǐng)日期1993年3月19日 優(yōu)先權(quán)日1992年3月19日
發(fā)明者P·?；? I·約基愛倫 申請(qǐng)人:維美德造紙機(jī)械有限公司