<Desc/Clms Page number 1>
Dielektrisch erhitztes Trockengerät mit kontinuierlichem Vorschub des zu trocknenden Gutes durch das Gerät
Die Erfindung betrifft ein dielektrisch erhitztes Trockengerät mit kontinuierlichem Vorschub des zu trocknenden Gutes durch das Gerät, welches einen Hochfrequenzgenerator und ein Paar daran gekuppelter
Elektroden umfasst, die den Arbeitskondensator des Hochfrequenzgenerators bilden und zwischen denen ein Durchgang für das zu trocknende Gut vorgesehen ist, wobei die eine Elektrode als Förderer zum Trans- port des Trockengutes durch den Durchgang angeordnet ist.
Aus wirtschaftlichen Erwägungen - hohem Wirkungsgrad und einfacher Konstruktion - verwendet man in solchen Trockengeräten vorzugsweise selbstschwingende Hochfrequenzgeneratoren. Infolge von elek- trischen Veränderungen in dem Belastungskreis des Hochfrequenzgenerators, bedingt z. B. durch Variatio- nen in den elektrischen Eigenschaften des durch das Trockengerät vorgeschobenen Trockengutes, können jedoch in der Frequenz des Hochfrequenzgenerators Variationen von solcher Grösse entstehen, dass sie mit Rücksicht auf die von ihnen verursachten Störungen in benachbarten Frequenzbändern nicht akzeptiert werden können.
Um diesen Frequenzvariationen zu entgehen, wird bei einem Trockengerät der in der
Einleitung angegebenen Art erfindungsgemäss vorgeschlagen, die andere Elektrode in der Form eines kastenförmigen Gliedes auszubilden, das mit fester induktiver Kupplung an den als Resonator angeordneten Schwingungskreis des Hochfrequenzgenerators angeschlossen ist und das mit einer auswendigen Wandfläche zusammen mit der genannten einen Elektrode den Durchgang für das Trockengut begrenzt, und eine oder mehrere weitere Elektroden mit demselben Potential wie die genannte eine Elektrode gegenüber einer oder mehreren der übrigen auswendigen Wandflächen der kastenförmigen Elektrode im Abstand davon anzuordnen, damit diese weitere Elektrode oder Elektroden zusammen mit dieser Wandfläche oder Wandflächen einen zum Arbeitskondensator parallelgeschalteten Kompensationskondensator bilden.
In dem derart ausgebildeten Trockengerät kann die Kapazitanz ies Kompensationskondensators im Verhältnis zu der des Arbeitskondensators gross gemacht werden, so dass die reaktive Wirkung im Belastungskreis des Hochfrequenzgenerators gross wird. Dies führt dazu, dass Variationen in den elektrischen Eigenschaften des vorbeilaufenden Trockengutes oder die Luft zwischen den Elektroden des Arbeitskondensators einen beträchtlich geringeren Einfluss auf die Abstimmstabilität des Schwingungskreises erhalten, was dadurch unterstützt wird, dass die feste induktive Kupplung zwischen dem als Resonator ausgeführten Schwingungskreis und der kastenförmigen Elektrode eine gewisse Bandfilterwirkung zwischen dem Hochfrequenzgenerator und dessen Belastungskreis ergibt.
Die Erfindung ist bei der Entwicklung einer geeigneten Apparatur zum Trocknen von Zuckerwürfel zustandegekommen, die durch Vibration von Zuckerkristallen in Formen hergestellt worden sind und, in Quer-und Längsreihen auf einem Förderband regelmässig aufgestellt, die Formmaschine in feuchtem Zustand verlassen, und die Erfindung soll deshalb im Zusammenhang mit einem Trockengerät für diesen besonderen Zweck im folgenden näher beschrieben werden. In der Zeichnung ist ein derartiges Trockengerät als Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt : Fig. l einen schematischen senkrechten Schnitt durch das Gerät und Fig. 2 das elektrische Schaltbild des Geräts.
Gemäss Fig. 1 der Zeichnung ist das Trockengerät in einem Stahlblechschrank völlig eingeschlossen, welches aus einem Sockel 10 und einem Oberteil 11 besteht. Im Sockel sind drei voneinander getrennte Leitungstrommeln 12,13 und 14 angeordnet, von denen die Leitungstrommel 12 an eine nicht gezeigte
<Desc/Clms Page number 2>
Leitung zum Einführen von Frischluft unter Druck in die Leitungstrommel angeschlossen ist, während die
Leitungstrommeln 13 und 14 an je eine nicht gezeigte Leitung zum Aussaugen von Luft aus der fraglichen Leitungstrommel angeschlossen sind. Der Sockel 10 und die darin angeordneten Leitungstrommeln 12 - 14 können sich durchwegs unter mehreren zu einzelnen Trockengeräten gehörigen Oberteilen 11 erstrecken, die in einer Reihe angebracht sind und die aus gesonderten Einheiten bestehen oder miteinander zusammengebaut sein können.
Der Oberteil 11 ist in drei übereinander gelegene Abschnitte 15, 16,17 einge- teilt, von denen der unterste Abschnitt 15 den Trockenofen selbst, der mittlere Abschnitt 16 den Hochfrequenzgenerator und der oberste Abschnitt 17 Elemente enthält, die zur Stromversorgungseinheit des
Hochfrequenzgenerators gehören.
Durch eine im Abschnitt 15 angeordnete Leitung 18 steht die Leitungstrommel 12 mit dem unteren
Ende eines im Abschnitt 16 zentral und senkrecht angeordneten Metallzylindermantels 19 in Verbindung, in dessen oberem Ende eine zur Luftkühlung angeordnete Elektronenröhre 20 mittels eines dazu passenden, nicht näher dargestellten Rohrhalters angebracht ist, wobei die AnodenkühlfIansche der Röhre innerhalb des Zylindermantels 19 liegen. Dieser Mantel weist nahe seinem unteren Ende Öffnungen 21 auf, die das Innere des Zylindermantels 19 mit einem zwischen ihm und einem ihn umgebenden Metallzylinder- mantel'22 gebildeten ringförmigen Raum 23 verbinden, der an dem unteren Ende durch eine die Abschnitte 15 und 16 voneinander trennende Zwischenwand 24 verschlossen ist.
Am oberen Ende des ringförmigen Raumes 2 ? ist ein Satz ringförmiger Kondensatorplatten 25 vorgesehen, die vom Zylindermantel 19 getragen und mit ihm elektrisch verbunden sind, während ein anderer Satz ringförmiger Kondensatorplatten 26 als Deckel auf dem Zylindermantel 22 getragen und mit ihm elektrisch verbunden ist und mit den Kondensatorplatten 25 einen Kondensator mit Luft als Dielektrikum bildet. Der ringförmige Raum 23 steht durch die Zwischenräume zwischen den Kondensatorplatten mit dem Raum im Abschnitt 16 ausserhalb des Zylindermantels 22 in Verbindung, welcher Raum oben durch eine zwischen den Abschnitten 16 und 17 befindliche Zwischenwand 27 verschlossen ist und unten durch eine oder mehrere Öffnungen 28 und eine im Abschnitt 15 angeordnete Leitung 29 mit der Leitungstrommel 14 in Verbindung steht.
Der Leitungstrommel 12 zugeführte Luft kann somit durch die Leitung 18 in das untere Ende des Zylindermantels 19 strömen und von dort teils an den Küh1fIanschell der Röhre 20 vorbei durch das obere Ende dieses Zylindermantels austreten und teils durch die Öffnungen 21, den ringförmigen Raum 23 und den Kondensator 25,26 in den Raum im Abschnitt 16 ausserhalb des Zylindermantels 22 gelangen, um von dort durch die Öffnung 28, die Leitung 29 und die Leitungstrommel 14 zu entweichen. Alle die durch die Leitung 18 zugeführte Luft nimmt jedoch nicht einen dieser beiden Wege, denn, wie später beschrieben, stehen auch andere Wege für die Ausströmung der Luft vom Abschnitt 16 zur Verfügung.
Im Abschnitt 15 ist eine Elektrodenkammer 13 vorgesehen, welche von einem endlosen Förderer 31 in der Form eines Stahlbandes durchlaufen wird. Dieser Förderer kommt von einer Maschine zur Herstellung von Wnrfelzucker durch Vibration von Zuckerkristallen in Formen und kann sich durch die Elektrodenkammern mehrerer hintereinander geschalteter Trockengeräte hindurcherstrecken. Die feuchten Zuk- kerwtirfel 32 verlassen die Formmaschine regelmässig in Quer-und Längsreihen auf dem Stahlband 31 geordnet und bilden das unter kontinuierlicher Bewegung durch das Gerät auf dem Stahlband 31 zu trocknende Gut.
Oberhalb des Stahlbandes 31 im Abstand von den darauf stehenden Zuckerwürfel ist ein kastenförmiges Glied 33 vorgesehen, das unter Vermittlung eines oder mehrerer Isolatoren 34 von dem Schrankgebilde getragen wird, etwa dieselbe Breite hat wie das Stahlband 31 und sich längs eines Teils dessen im Schrank 11 befindlicher Länge erstreckt. Das Stahlband 31 und das Glied 33 bilden Elektroden in einem Arbeitskondensator für die dielektrische Erwärmung der durch den Spalt zwischen ihnen hindurchlaufenden Zuckerwürfel 32 und sind zu diesem Zweck in einer später zu beschreibenden Weise elektrisch gekuppelt.
Von der kastenförmigen Elektrode 33 läuft ein Metallrohr 35 durch einen elektrisch isolierenden Teil 24'der Zwischenwand 24 in den Raum 23 hinauf, wo es annähernd halbkreisförmig abbiegt, um sich danach an die Zwischenwand 24 anzuschliessen, wobei es durch eine Öffnung 36 in dieser Wand und eine Leitung 37 mit der Leitung 18 am unteren Ende des Zylindermantels 19 kommuniziert. Das Rohr 35 bildet dabei ein Mittel zum Leiten eines Teils der durch die Leitung 18 zugeführten Luft in das Innere der kastenförmigen Elektrode 33, ist jedoch auch, wie später gezeigt werden soll, als Schaltelement in den elektrischen Kreisen des Hochfrequenzgenerators miteinbegriffen und als solches einer kräftigen Erhitzung unterworfen, weshalb es gekühlt werden muss, um nicht zerstört zu werden.
Es gibt weitere Vorrichtungen zum Einbringen von Luft in die Elektrode 33, u. zw. ein oder mehrere Rohre 35 aus irgendeinem elektrisch isolierenden Material, vorzugsweise Polytetrafluoräthylen (Teflon), die den Raum im Abschnitt 16 ausserhalb des Zylinders 22 mit dem Inneren der Elektrode 33 verbinden und sich dabei durch die Leitung 18 und die Elektrodenkammer 30 hindurcherstrecken, ohne jedoch mit
<Desc/Clms Page number 3>
den beiden letzteren Räumen in Verbindung zu stehen. In der den Spalt zwischen der kastenförmigen Elektrode 33 und dem Stahlband 31 begrenzenden Wand der Elektrode 33 ist ein Schlitz 39 zum Ablassen der in das Innere der Elektrode 33 durch das Rohr 35 und das Rohr oder die Rohre 38 eingeführten Luft vorgesehen, so dass diese gegen die auf dem Stahlband 31 stehenden Zuckerwürfel 32 gerichtet wird.
Der Schlitz 39 erstreckt sich an einem Stück des Bandes 31 entlang etwas schräg zur Längsrichtung des Bandes und zu den in dieser Richtung verlaufenden Zuckerwarfelreihen. Hiedurch lässt sich die Luft mit grösserer Kraft durch den Schlitz 39 hinausblasen als wenn sich dieser genau in der Längsrichtung des Bandes 31 erstreckt hätte, ohne irgendwelche Gefahr, dass die Zuckerwürfel. während sie noch feucht sind und nicht nennenswert an dem Stahlband 31 haften, vom Luftstrom gegen die Längskanten des Bandes geführt werden. Durch Öffnungen 40 im Boden der Elektrodenkammer kommuniziert das Innere der Elektrodenkammer mit der Leitungstrommel 13.
Da die obere Elektrode 33 zur Erwärmung der Zuckerwürfel als kastenförmiges Glied ausgebildet ist, besteht die Möglichkeit, diejenigen Variationen in der Frequenz in einer einfachen Weise zu vermindern, die bei einem selbstschwingenden Hochfrequenzgenerator infolge der Änderungen in den elektrischen Eigenschaften des Dielektrikums im Luftspalt zwischen den Elektroden 31 und 33 vorkommen können. Dieses Dielektrikum wird teils aus Luft und teils aus den Zuckerwürfel 32 gebildet, und in diesen beiden Medien kann die Dielektrizitätskonstante Variationen unterworfen sein, z. B. infolge von schwankender Feuchtigkeit.
Um solche Frequenzänderungen zu beseitigen oder wenigstens beträchtlich zu vermindern, sind in dem hier beschriebenen Gerät Kondensatorplatten 41 und 42 auf beiden Seiten der kastenförmigen Elektrode 33 und eine Kondensatorplatte 43 oberhalb dieser Elektrode vorgesehen. Diese Kondensatorplatten werden ähnlich wie das Stahlband 31 vom Schrankgebilde getragen und sind mit ihm elektrisch verbunden. Sie bilden zusammen mit der Elektrode 33 einen Kompensationskondensator, der, wie später gezeigt, zu dem von der Elektrode 33 und dem Stahlband 31 gebildeten Arbeitskondensator parallelgeschaltet ist. Vorzugsweise ist wenigstens eine der Kondensatorplatten 41-43 in bezug auf ihren Abstand zur Elektrode 33 einstellbar. Zweckmässigerweise ist die Kondensatorplatte 43 in dieser Weise einstellbar.
In dem in dieser Weise hinsichtlich seiner mechanischen Konstruktion angeordneten Gerät wird Frischluft von der Leitungstrommel 12 zugefahrt, wobei die Luft durch die Leitung 18 strömt und von dort teils durch das Innere des Zylindermantels 19, um die Kühlflanschen der Röhre 20 zu bestreichen, teils durch die Leitung 37 und das Rohr 35, das hiedurch die erforderliche Kühlung erhält, in das Innere der Elektrode 33 und teils durch die Öffnungen 21 und den Raum 23 über den Kondensator 25,26 in den im Abschnitt 16 ausserhalb des Zylindermantels 22 befindlichen Raum fliesst. In diesem Raum befindliche warme und verhältnismässig trockene Luft entweicht zum Teil durch die Öffnung 28 und die Leitung 29 in die Leitungstrommel 14, um durch diese weggeführt zu werden, und zum Teil durch das Rohr oder die Rohre 38 in das Innere der kastenförmigen Elektrode 33.
Ein grösserer oder kleinerer Teil der durch die Leitung 14 weggeführten warmen trockenen Luft kann der der Leirungstrommel 12 zugeführten Frischluft beigemischt werden, damit die von der letzteren Leitungstrommel in die Leitung 18 eingeführte Luft eine zum Kühlen der Elektronenröhre 20 geeignete konstante Temperatur erhält. Da, wie ersichtlich, warme Luft dem Inneren der Elektrode 33 sowohl durch die Rohre 38 wie durch das Rohr 35 zugeführt wird, besteht keine Gefahr, dass diese Elektrode so weit abgekühlt wird, dass während der Trocknung Feuchtigkeit an dessen Aussenseite kondensiert. Gleichzeitig verhindert selbstverständlich die durch die Elektrode 33 strömende Luft, dass die Elektrode durch elektrische Verlustwärme überhitzt wird.
Von der Elektrode 33 strömt die warme trockene Luft durch den Schlitz 39 hinaus und wird dadurch direkt dem Gebiet zugefahrt, aus welchem Feuchtigkeit abgeleitet werden soll, u. zw. dem Spalt zwischen den Elektroden 31 und 33 im Arbeitskondensator, von wo die zugeführte Luft die durch die Erwärmung der Zuckerwürfel aus diesen entweichende Feuchtigkeit durch die Öffnungen 40 mit hinausträgt, wonach die feuchte Luft durch die Leitungstrommel 13 abgeleitet wird. In dieser Weise erhält man eine bedeutend wirksamere Ableitung der entweichenden Feuchtigkeit als wenn die Luft hauptsächlich parallel zur Ebene des Stahlbandes 31 vom einen Ende der Elektrodenkammer 30 zum entgegengesetzten Ende hätte strömen dürfen.
Die elektrischen Vorkehrungen im Gerät sollen nun unter Hinweis auch auf Fig. 2 der Zeichnung näher beschrieben werden. Der mittlere Teil des Hochfrequenzgenerators, die Röhre 20, ist, wie ersichtlich, eine Triode, deren Anode 44 geerdet ist. Diese Erdung ist dadurch bewirkt, dass die Kühlflansche der Röhre, die mit der Anode mechanisch und elektrisch verbunden ist, durch den nicht gezeigten Rohrhalter mit dem Zylindermantel 19 und durch diesen mit dem in seiner Gesamtheit geerdeten Schrankgebilde 10,11 verbunden sind. Zwischen der direkt geheizten Kathode 45 der Röhre und der Anode 44 ist ein Serienresonanzkreis vorgesehen, welcher eine von den beiden Zylindermänteln 19 und 22 gebildete
<Desc/Clms Page number 4>
Induktanz sowie einen veränderlichen Kondensator aufweist, welcher von den ringförmigen Kondensator- plattensätzen 25 und 26 gebildet wird.
Dieser Kondensator kann zur Feinabstimmung des Anodenkreises dadurch veränderlich angeordnet sein, dass die Kondensatorplattensätze 25 und 26 mit Öffnungen oder
Einschnitten ausgebildetsind-md dass der als Deckel auf dem Zylindermantel 22 angeordnete Kondensator- plattensatz 26 im Verhältnis zum Kondensatorplattensatz 25 drehbar angeordnet ist, damit die Öffnungen oder Einschnitte im Kondensatorplattensatz 26 durch Drehung des Deckels dazu gebracht werden können, die Öffnungen oder Einschnitte im Kondensatorplattensatz 25 mehr oder weniger zu überlappen. Durch zweckmässige Ausbildung dieser Öffnungen oder Einschnitte besteht die Möglichkeit einer genauen Rege- lung der Kapazitanz des Kondensators 25, 26 in dieser Weise. Zwischen diesem Serienresonanzkreis und der Kathode 45 sind Schaltkondensatoren 46 vorgesehen, die auch in Fig. 1 zu sehen sind.
Das Gitter 47 der Röhre 20 ist an einen zwischen ihm und der Kathode 45 angeordneten abgestimmten Kreis angeschlossen, der eine veränderliche Induktanz 48, welche gemäss Fig. 1 aus einer zugposaunenähnlichen Vorrich- tung besteht, und ein Paar parallelgeschalteter Kondensatoren 49 umfasst, die auch in Fig. l zusehen sind.
Die Röhre 20 ist somit als Oszillator mit abgestimmtem Anodenkreis und abgestimmtem Gitterkreis geschÅaltet. Der Gitterkreis ist über eine Hochfrequenzdrossel 50 und einen Gitterableitwiderstand 51, welche gemäss Fig. 1 auf der oberen Wand 27 des Abschnittes 16 angebracht sind, an einen Punkt 52 angeschlossen, dem in einer später zu beschreibenden Weise negative Gleichspannung aufgedruckt wird und der ferner über einen Relaisschalter 53, der bei nicht erregtem Relais geschlossen ist, an den Mittelabgriff der Sekundärwicklung 54 eines Glühstromtransformators angeschlossen ist, während deren Endan- schlttsse über Hochfrequenzdresseln 55 an die Kathode 45 angeschlossen sind.
Der Glühstromtransformator 54 und der Widerstand 53 sind in einer nicht näher dargestellten Weise im oberen Abschnitt 17 des Schrankoberteils 11 angebracht, worin auch ein Filter eingeräumt werden kann, durch welches dem Punkt 52 Spannung aufgedrückt wird. Gemäss Fig. 2 umfasst dieses Filter einen Widerstand 56 und eine damit reihengeschaltete Drossel 57 sowie einen Erdungskondensator 58. Das Filter ist über eine Hochspannungssicherung 59 an den negativen Pot einer Gleichstromquelle 60 angeschlossen. Diese Stromquelle kann mehreren Trockengeräten der beschriebenen Art gemeinsam sein, und das Filter dient dabei zur Verhinderung, dass bei Auslösung der Sicherung 59 irgendeines der Apparate kräftige Induktionsströme in den übrigen, an die Hochspannungsquelle angeschlossenen Geräten mit dadurch bedingter Auslösung deren Sicherungen 59 entstehen.
Der positive Pol der Stromquelle ist ähnlich wie das Schrankgebilde geerdet.
An die Anodeninduktanz 19,22 des also ausgebildeten Hochfrequenzgenerators ist der von der ka- stenförmigen Elektrode 33 und Stahlband 31 gebildete Arbeitskondensator durch das auch als Kupplungschlange vorgesehene Rohr 35 fest induktiv gekuppelt, wobei die Elektrode 33 und die Elektroden 41,42, 43 einen mit dem Arbeitskondensator parallelgeschalteten Kompensationskondensator bilden, welcher ver- änderlich ist, vorausgesetzt, dass eine der Kondensatorplatten 41,42 und 43 in bezug auf ihren Abstand zur Elektrode 33 einstellbar ist.
Die vom Trockengut verursachten dielektrischen Verluste sind in Fig. 2 durch einen äquivalenten Widerstand 61 repräsentiert
Sollte im Spalt zwischen den Elektroden 31 und 33 ein Überschlag entstehen, so erhält man beim beschriebenen Gerät einen verbleibenden Lichtbogen zwischen den Elektroden, jedoch keine Zunahme des Stromes durch die Röhre 20, welcher eher sinkt. Da man den Generator vor einem solchen Überschlag und dadurch bedingten Lichtbogen also nicht durch ein Überstromrelais im Anodenkreis schützen kann, ist ein besonderer Sicherheitskreis angeordnet. Dieser besteht aus mindestens einer Photozelle 62 (Fig. l), die im Abschnitt 16 nahe dem oberen Ende eines der Rohre 38 angeordnet ist, welches aus einem lichtleitenden, vorzugsweise opaken Material ausgeführt ist.
Das Licht eines Lichtbogens in der Elektrodenkammer 30 wird durch das Material des. fraglichen Rohres 38 zu der Photozelle 62 übertragen, die dabei einen Stromkreis zum Relais schliesst, welches dann abfällt, so dass ein mit dem Schalter 53 des Relais parallelgeschalteter Widerstand 63 in den Kathodenkreis zur Drosselung der Röhre 20 eingeschaltet wird. Damit beim Abfallen kein Lichtbogen im Relaisschalter 53 entsteht, ist ein aus einem Widerstand 64 und einem Kondensator 65 bestehender Filterkreis über die Relaiskontakte angeschlossen.
Das Relais kann ausserdem an Glieder angeschlossen sein, die bei Überstrom im Anodenkreis oder Übertemperatur an irgendeiner kritischen Stelle in der Hochfrequenzeinheit ansprechen, so dass man auch bei Überstrom oder Übertemperatur eine Einschaltung des Kathodenwiderstandes 63 und somit eine Drosselung der Röhre 20 erhält.