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WO1995010012A1 - Dispositif de deviation sans contact pour materiau en feuille - Google Patents

Dispositif de deviation sans contact pour materiau en feuille Download PDF

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WO1995010012A1
WO1995010012A1 PCT/FR1994/001165 FR9401165W WO9510012A1 WO 1995010012 A1 WO1995010012 A1 WO 1995010012A1 FR 9401165 W FR9401165 W FR 9401165W WO 9510012 A1 WO9510012 A1 WO 9510012A1
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sheet material
cylindrical surface
air
air cushion
infrared
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English (en)
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Grégoire LIZE
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Original Assignee
Infra Rouge System
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Priority to AU78586/94A priority patent/AU7858694A/en
Priority to DE69407423T priority patent/DE69407423T2/de
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B13/00—Machines and apparatus for drying fabrics, fibres, yarns, or other materials in long lengths, with progressive movement
    • F26B13/10—Arrangements for feeding, heating or supporting materials; Controlling movement, tension or position of materials
    • F26B13/101—Supporting materials without tension, e.g. on or between foraminous belts
    • F26B13/104—Supporting materials without tension, e.g. on or between foraminous belts supported by fluid jets only; Fluid blowing arrangements for flotation dryers, e.g. coanda nozzles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B3/00—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat
    • F26B3/28—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by radiation, e.g. from the sun
    • F26B3/283—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by radiation, e.g. from the sun in combination with convection

Definitions

  • the present invention relates to a non-contact deflection device for sheet material, this device being of the type using those of an air cushion established around a substantially cylindrical surface placed at a place where the treated sheet material "in the process" must be diverted.
  • Deviation devices of this kind are known, for example, from documents GB-A-2126974 and EP-A-0507218.
  • This invention relates to the technical field of manufacturing, processing and processing of sheet, strip or web materials, such as paper, cardboard, fabric, synthetic film, etc. which pass through a machine or industrial installation, where the sheet, strip or sheet undergoes a certain number of changes of direction along its path which causes it to pass in front of successive work stations; the non-contact deflection, thanks to an air cushion, here prevents friction and smearing.
  • Machines or installations of this kind often include heating means produced in the form of electric emitters of infrared radiation, which are used in particular for drying, for example drying the ink in the case of printing machines, or elimination of water in paper-making installations, this type of emitter allowing rapid temperature rises and providing great flexibility of use (absence of thermal inertia).
  • the infrared radiation drying means usually take place on the straight sections of the path of the sheet material, between two successive deflection cylinders with or without contact (see for example the documents EP-A-0346081, WO-A-8705644 and FR -A-2247687, as well as the aforementioned document EP-A-0507218).
  • the machines or The installations in question currently remain very bulky, the deflection cylinders constituting bulky organs which have no active role on the sheet, strip or sheet material treated "on parade".
  • the invention aims to avoid this drawback, by providing a technical solution making the deflection devices active without contact, hence a reduction in size of the machines or installations concerned and an increase in their speed, while improving or increasing the efficiency. means of heating / drying by infrared radiation.
  • the invention essentially relates to a non-contact deflection device for sheet material, of the type specified in the introduction, in which it is provided in or under the cylindrical surface, in addition to air blowing means creating the air cushion for non-contact deflection, infrared emitters whose radiation is directed radially towards 1 • outside of said cylindrical surface, in the direction of the portion of sheet material being deflected around this cylindrical surface, the flow of blown air ensuring the cooling of the infrared emitters simultaneously with the formation of the air cushion.
  • the device which is the subject of the present invention ensures, within the same volume, the contactless deflection of the sheet material, and the heat treatment of this sheet material, that is to say its heating by infrared radiation. .
  • the invention therefore provides a considerable saving of space, for the machines and installations concerned which can thus be constructed in a much more compact manner.
  • the present invention improves the operation of these emitters and ensures their preservation, since the blown air flow cools the infrared emitters simultaneously with the formation of the air cushion.
  • the air flow itself contributes to the drying of the sheet material, so that this drying is accelerated without increasing the total power required.
  • the deflection device object of the invention comprises a multiplicity of infrared emitters, arranged in lines and / or in rows following the profile of said cylindrical surface, passages for the blown air being provided between these infrared emitters.
  • the emitters of infrared radiation each usually consisting of a tube placed at the focus of a reflector, can become dirty in particular in applications in the field of stationery. It is therefore useful to protect them against soiling.
  • Figure 1 is a front view of a device according to the present invention
  • Figure 2 is a cross-sectional view, on a larger scale, of the device of Figure 1
  • Figure 3 is a view similar to Figure 2, showing a variant of this device.
  • the device ensures in a machine or industrial installation the deflection, at an angle A, of a sheet material 1 treated "in the process", which moves according to a arrow F.
  • This device also provides heating of the sheet material 1, in its portion being deflected, in particular with a view to drying this material 1 within the framework of a manufacturing, transformation or treatment process.
  • the device comprises a box 2, more or less elongated in the horizontal direction, which can be rotatably mounted about a horizontal axis 3.
  • the inside of the box 2 is supplied with supply air by suitable means, as indicated diagrammatically by an arrow G.
  • the box 2 In its front part, the box 2 forms a cylindrical surface 4, which can in particular extend along a half-cylinder, the generatrices of which are horizontal. Openings 5 are distributed over the extent of the cylindrical surface 4, and deliver air jets to form, between this cylindrical surface 4 and the portion in the course of deflection of the sheet material 1, an air cushion 6.
  • the air pressure is regulated by known means, not shown, to allow good tension of the sheet material 1.
  • each infrared emitter 7 has a reflector 8, oriented so as to direct the infrared radiation radially outwards, therefore towards the portion of the sheet material 1 being deflected on the cushion of air 6.
  • the emitters 7, of known structure can provide, depending on the applications, "short” or “medium” infrared radiation (wavelengths between 0.8 m and 10 m).
  • the openings 5, emitting the air jets for the formation of the air cushion 6, are arranged in the gaps which remain between the infrared emitters 7.
  • the flow of blown air is heated, for example from an ambient temperature of 20 ° C. to a temperature of the order of 100 ° C., which ensures the cooling of the infrared emitters 7 while improving the drying of the sheet material 1.
  • the device also comprises a protective screen 9, made of quartz glass transparent to infrared radiation, of general semi-circular profile corresponding to that of the cylindrical surface 4.
  • the rounded protective screen 9 is here composed of quartz glass blades, placed in front of the infrared emitters 7 to protect them from dirt, the blades being separated from each other by intervals which correspond to the openings 5 for the passage of the blown air.
  • FIG. 3 shows another embodiment of the device according to the invention, in which the infrared emitters 7 are arranged under the cylindrical surface 4, substantially in a diametral plane. These emitters 7 are always oriented in such a way that their radiation is directed radially towards the outside of the cylindrical surface 4, in the direction of the portion of the sheet material 1 being deflected on the air cushion 6.
  • the protective screen 9 comprises solid parts, between which extend openings 5 for blowing air.
  • This protective screen 9 is removably and interchangeably mounted on the box 2, so that it can be easily and quickly exchanged.
  • the device suitable for diverting sheet, strip or web material of any kind: paper, cardboard, fabric, coated fabric, synthetic film, etc., and by incorporating this device into any type of machine or installation, for all kinds of manufacturing, processing or processing operations.

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Abstract

Ce dispositif de déviation, pour matériau en feuille, en bande ou en nappe (1) traité 'au défilé', utilise un coussin d'air (6) établi autour d'une surface cylindrique (4). Dans ou sous la surface cylindrique (4) sont prévus, outre des moyens de soufflage d'air (5) créant le coussin d'air (6), des émetteurs infrarouges (7) dont le rayonnement est dirigé vers la portion du matériau (1) en cours de déviation. A l'intérieur d'un même volume sont ainsi réunis des moyens de déviation du matériau (1) et des moyens de chauffage de ce matériau, notamment en vue de son séchage. De plus, le flux d'air soufflé assure, simultanément à la formation du coussin d'air (6), le refroidissement des émetteurs infrarouges (7). Le dispositif s'applique notamment à la fabrication, à la transformation et au traitement de matériaux tels que papier, tissu, film synthétique.

Description

"Dispositif de déviation sans contact pour matériau en feuille"
La présente invention concerne un dispositif de déviation sans contact pour matériau en feuille, ce dispositif étant du genre de ceux utilisant un coussin d'air établi autour d'une surface sensiblement cylindrique placée à un endroit où le matériau en feuille traité "au défilé" doit être dévié. Des dispositifs de déviation de ce genre sont connus, par exemple, par les documents GB-A- 2126974 et EP-A-0507218.
Cette invention concerne le domaine technique de la fabrication, de la transformation et du traitement de matériaux en feuille, en bande ou en nappe, tels que papier, carton, tissu, film synthétique, etc.. qui défilent dans une machine ou installation industrielle, où la feuille, bande ou nappe subit un certain nombre de changements de direction sur son trajet qui la fait passer devant des postes de travail successifs ; la déviation sans contact, grâce à un coussin d'air, évite ici le frottement et le maculage.
Les machines ou installations de ce genre comportent souvent des moyens de chauffage réalisés sous la forme d'émetteurs électriques de rayonnement infrarouge, qui sont utilisés notamment pour le séchage, par exemple le séchage de l'encre dans le cas des machines à imprimer, ou l'élimination de l'eau dans les installations de fabrication de papier, ce genre d'émetteurs permettant des montées en température rapides et procurant une grande souplesse d'utilisation (absence d'inertie thermique) . Les moyens de séchage par rayonnement infrarouge prennent habituellement place sur les tronçons rectilignes du trajet du matériau en feuille, entre deux cylindres successifs de déviation avec ou sans contact (voir par exemple les documents EP-A-0346081, WO- A-8705644 et FR-A-2247687, ainsi que le document EP-A- 0507218 précité) . Il en résulte que les machines ou installations en cause restent actuellement très encombrantes, les cylindres de déviation constituant des organes volumineux qui n'ont aucun rôle actif sur le matériau en feuille, bande ou nappe traité "au défilé". L'invention vise à éviter cet inconvénient, en fournissant une solution technique rendant actifs les organes de déviation sans contact, d'où une réduction de dimension des machines ou installations concernées et une augmentation de leur vitesse, tout en améliorant ou renforçant l'efficacité des moyens de chauffage/séchage par rayonnement infrarouge.
A cet effet, l'invention a essentiellement pour objet un dispositif de déviation sans contact pour matériau en feuille, du genre précisé en introduction, dans lequel il est prévu dans ou sous la surface cylindrique, outre des moyens de soufflage d'air créant le coussin d'air pour la déviation sans contact, des émetteurs infrarouges dont le rayonnement est dirigé radialement vers 1•extérieur de ladite surface cylindrique, en direction de la portion de matériau en feuille en cours de déviation autour de cette surface cylindrique, le flux d'air soufflé assurant le refroidissement des émetteurs infrarouges simultanément à la formation du coussin d'air. Ainsi, le dispositif objet de la présente invention assure, à l'intérieur du même volume, la déviation sans contact du matériau en feuille, et le traitement thermique de ce matériau en feuille, c'est-à- dire son chauffage par rayonnement infrarouge. En confondant les deux fonctions dans le même volume, l'invention procure donc un gain de place considérable, pour les machines et installations concernées qui peuvent être ainsi construites de façon beaucoup plus compacte.
De plus, en combinant des moyens de soufflage et des émetteurs de rayonnement infrarouge, la présente invention améliore le fonctionnement de ces émetteurs et assure leur préservation, puisque le flux d'air soufflé assure le refroidissement des émetteurs infrarouges simultanément à la formation du coussin d'air. En outre, dans le cas où les émetteurs infrarouges doivent assurer un séchage, le flux d'air contribue lui-même au séchage du matériau en feuille, si bien que ce séchage se trouve accéléré sans augmentation de la puissance totale nécessaire.
Dans une forme de réalisation particulière, le dispositif de déviation objet de l'invention comprend une multiplicité d'émetteurs infrarouges, disposés en lignes et/ou en rangées en suivant le profil de ladite surface cylindrique, des passages pour l'air soufflé étant ménagés entre ces émetteurs infrarouges. Les émetteurs de rayonnement infrarouge, constitués chacun habituellement d'un tube placé au foyer d'un réflecteur, peuvent s'encrasser notamment dans les applications au domaine de la papeterie. Il est donc utile de les protéger contre les salissures. Ce problème annexe est résolu, dans le cas du dispositif de déviation sans contact objet de l'invention, en prévoyant encore autour de la surface cylindrique précitée un écran de protection arrondi en matériau transparent au rayonnement infrarouge, tel que verre quartz, monté de préférence de façon amovible et interchangeable, et pourvu d'ouvertures ou d'interruptions pour le passage du flux d'air émis par les moyens de soufflage.
De toute façon, l'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemples, deux formes d'exécution de ce dispositif de déviation sans contact pour matériau en feuille :
Figure 1 est une vue de face d'un dispositif conforme à la présente invention ; Figure 2 est une vue en coupe transversale, à plus grande échelle, du dispositif de figure 1 ; Figure 3 est une vue similaire à figure 2, montrant une variante de ce dispositif.
Le dispositif, dont une première forme de réalisation est représentée aux figures 1 et 2, assure dans une machine ou installation industrielle la déviation, selon un angle A, d'un matériau en feuille 1 traité "au défilé", qui se déplace selon une flèche F. Ce dispositif assure en outre un chauffage du matériau en feuille 1, dans sa portion en cours de déviation, notamment en vue du séchage de ce matériau 1 dans le cadre d'un processus de fabrication, de transformation ou de traitement.
Le dispositif comprend un caisson 2, plus ou moins allongé dans le sens horizontal, qui peut être monté rotatif autour d'un axe horizontal 3. L'intérieur du caisson 2 est alimenté en air de soufflage par des moyens appropriés, comme indiqué schématiquement par une flèche G.
Dans sa partie avant, le caisson 2 forme une surface cylindrique 4, pouvant notamment s'étendre suivant un demi-cylindre, dont les génératrices sont horizontales. Des ouvertures 5 sont réparties sur l'étendue de la surface cylindrique 4, et délivrent des jets d'air pour former, entre cette surface cylindrique 4 et la portion en cours de déviation du matériau en feuille 1, un coussin d'air 6. La pression de l'air est régulée par des moyens connus non représentés, pour permettre une bonne tension du matériau en feuille 1.
Dans la surface cylindrique 4 sont disposés des émetteurs électriques de rayonnement infrarouge 7, disposés en lignes et en rangées en suivant le profil général semi-circulaire de cette surface cylindrique 4. Chaque émetteur infrarouge 7 possède un réflecteur 8, orienté de manière à diriger le rayonnement infrarouge radialement vers l'extérieur, donc vers la portion du matériau en feuille 1 en cours de déviation sur le coussin d'air 6. Les émetteurs 7, de structure connue, peuvent fournir selon les applications un rayonnement infrarouge "court" ou "moyen" (longueurs d'onde comprises entre 0,8 m et 10 m). Les ouvertures 5, émettant les jets d'air pour la formation du coussin d'air 6, sont disposées dans les intervalles qui subsistent entre les émetteurs infrarouges 7.
On notera qu'au contact des émetteurs infrarouges 7, le flux d'air soufflé est réchauffé, par exemple depuis une température ambiante de 20°C jusqu'à une température de l'ordre de 100°C, ce qui assure le refroidissement des émetteurs infrarouge 7 tout en améliorant le séchage du matériau en feuille 1.
Comme le montre plus particulièrement la figure 2, le dispositif comprend encore un écran de protection 9, en verre quartz transparent au rayonnement infrarouge, de profil général semi-circulaire correspondant à celui de la surface cylindrique 4. L'écran de protection arrondi 9 est composé ici de lames de verre quartz, mises en place devant les émetteurs infrarouges 7 pour les protéger contre les salissures, les lames étant séparées les unes des autres par des intervalles qui correspondent aux ouvertures 5 de passage de l'air soufflé.
La figure 3 montre une autre forme de réalisation du dispositif selon l'invention, dans laquelle les émetteurs infrarouges 7 sont disposés sous la surface cylindrique 4, sensiblement dans un plan diamétral. Ces émetteurs 7 sont toujours orientés de telle manière que leur rayonnement soit dirigé radialement vers l'extérieur de la surface cylindrique 4, en direction de la portion du matériau en feuille 1 en cours de déviation sur le coussin d'air 6.
Un écran de protection arrondi 9 en verre quartz, transparent au rayonnement infrarouge, est ici disposé suivant la surface cylindrique 4 en avant des émetteurs infrarouges 7. L'écran de protection 9 comporte des parties pleines, entre lesquelles s'étendent des ouvertures 5 pour le soufflage de l'air. Cet écran de protection 9 est monté de façon amovible et interchangeable sur le caisson 2, de manière à pouvoir être facilement et rapidement échangé.
Il va de soi que l'invention ne se limite pas aux seules formes d'exécution de ce dispositif de déviation sans contact pour matériau en feuille qui ont été décrites ci-dessus, à titre d'exemples ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes de réalisation et d'application respectant le même principe. Ainsi l'on ne s'éloignerait pas du cadre de l'invention :
- en modifiant le nombre, la disposition (par exemple en ' quinconce) ou la densité des émetteurs infrarouges, en fonction de la puissance totale nécessaire et de la puissance unitaire de ces émetteurs ;
- en prévoyant pour les émetteurs infrarouges tout type de fonctionnement, tel qu'un allumage permanent ou discontinu ; - en adaptant le dispositif à tout angle désiré de déviation du matériau en feuille ;
- en destinant le dispositif à la déviation de matériaux en feuille, en bande ou en nappe de toute nature : papier, carton, tissu, tissu enduit, film synthétique, etc..., et en incorporant ce dispositif dans tout type de machine ou d'installation, pour des opérations de fabrication, de transformation ou de traitement de toutes sortes.

Claims

REVENDICAT O1.S
1. Dispositif de déviation sans contact pour matériau en feuille, en bande ou en nappe (1) , du genre de ceux utilisant un coussin d'air (6) établi autour d'une surface sensiblement cylindrique (4) placée à un endroit où le matériau en feuille (1) traité "au défilé" doit être dévié, caractérisé en ce qu'il est prévu, dans ou sous la surface cylindrique (4), outre des moyens de soufflage d'air créant le coussin d'air (6) pour la déviation sans contact, des émetteurs infrarouges (7) dont le rayonnement est dirigé radialement vers l'extérieur de ladite surface cylindrique (4) , en direction de la portion de matériau en feuille (1) en cours de déviation autour de cette surface cylindrique ' (4), le flux d'air soufflé assurant le refroidissement des émetteurs infrarouges (7) simul¬ tanément à la formation du coussin d'air (6).
2. Dispositif de déviation sans contact pour matériau en feuille selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une multiplicité d'émetteurs infrarouges (7) , disposés en lignes et/ou en rangées en suivant le profil de ladite surface cylindrique (4) , des passages (5) pour l'air soufflé étant ménagés entre ces émetteurs infrarouges (7) .
3. Dispositif de déviation sans contact pour matériau en feuille, selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il est encore prévu, autour de la surface cylindrique (4) , un écran de protection arrondi (9) en matériau transparent au rayonnement infrarouge, tel que verre quartz, monté de préférence de façon amovible et interchangeable, et pourvu d'ouvertures ou d'interruptions (5) pour le passage du flux d'air émis par les moyens de soufflage.
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CA (1) CA2173620A1 (fr)
DE (1) DE69407423T2 (fr)
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