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Einrichtung zum Trocknen von landwirtschaftlichen Produkten und Erzeugnissen, besonders von frischen Nahrungsmitteln mittels Warmluft.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf sogenannte stufenartig wirkende Kanaltrockenvorrichtungen zum Trocknen von landwirtschaftlichen Produkten und Erzeugnissen, besonders von frischen Nahrungsmitteln mittels Warmluft, bei welchen das zu trocknende Material allmählich in mehreren, zweckmässig in vier Stufen getrocknet wird, indem in der ersten Stufe die Abwelkung mittels frischer Kaltluft, in der zweiten das Vorwärmen, in der dritten das Erhitzen auf die Höchsttemperatur und in der. vierten die endgültige Trocknung und die Abkühlung vor sich gehen.
Zweck der Erfindung ist nun die Schaffung einer Kanaltrockenvorrichtung, in welcher das Trocknen der Produkte und Erzeugnisse einerseits mit möglichst kleinem Wärmeverbrauch, andrerseits unter-Anwendung von möglichst geringer menschlicher Arbeitskraft ermöglicht wird. Dementsprechend bezieht sich die Erfindung einerseits auf eine konstruktive Ausbildung, die eine möglichst-vollkommene Ausnützung der durch die zum Trocknen verwendete Wärmequelle gelieferten Wärme ermöglicht, und andrerseits auf die zweckmässige Anordnung des Trockenapparates.
Der erstgenannte Zweck wirddadurch erreicht, dass zur systematischen Erwärmung der in den Trockenkanal eingeführten Luft auf die verschiedenen Temperaturen eine Regeneratoranlage angeordnet wird, in welcher ausschliesslich die maximale Erhitzung der Luft unter Benützung einer unmittelbaren frischen Wärmequelle vor. sich geht, während zur Vorwärmung die bereits einmal benützte Wärmequelle und die von den getrockneten warmen Produkten abgegebenen Wärmemenge benützt wird, derart, dass sämtliche Kammern der Regeneratoranlage nacheinander sämtliche Wirkungsfunktionen durchmachen.
Zur Erreichung des zweitgenannten Zweckes wird der Trockenkanal nicht wie bisher geradlinig, sondern in Form von zwei auf der einen Seite miteinander in Verbindung stehenden und auf der anderen Seite z. B. U-förmig zueinander zurückkehrenden Zweigen angeordnet, wodurch die Ein-und Austrittsöffnungen der zweckmässig offenen Kanalenden in einen gemeinschaftlichen Bedienungsraum münden können und infolgedessen Bedienung der die Trockenrahmen tragenden Transportvorrichtung o. dgl. sowohl beim Eintritt als beim Austritt von derselben Bedienungsmannschaft versehen werden kann.
Die Einrichtung ist entsprechend der Natur der zu trocknenden Stoffe für eine Trocknung bei verhältnismässig niederer Temperatur bestimmt und eignet sich auch für
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erforderlich ist-die Trocknung bei der maximalen Temperatur beginnt und der Prozess nachher bei allmählich abnehmender Temperatur weitergeführt und beendet wird.
Die Einrichtung soll an Hand der Zeichnungen eingehend beschrieben werden ; es veranschaulicht
Fig. i einen schematischen Horizontalschnitt des Trockenkanals, wobei'der Weg der Luft und der Verbrennungsgase durch die eingezeichneten Pfeile dargestellt ist ;
Fig. 2 einen schematischen Horizontalschnitt einer Ausführungsform der Regeneratoranordnung mit den unteren Abzweigungen ;
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Fig. 3 einen schematischen Horizontalschnitt derselben Regeneratoranordnung mit den oberen Abzweigungen ;
Fig. 4 eine schematische Ansicht einer Regeneratorsäule ;
Fig. 5 und 6 schematische Horizontalschnitte einer anderen Ausführungsform der Regeneratoranordnung mit den unteren bzw. oberen Abzweigungen ;
Fig. 7 einen vertikalen Längsschnitt derselben.
In den Fig. 2 bis 7 sind die in offenem Zustande befindlichen Ventile durch kleine leere Kreise, die in geschlossenem Zustande befindlichen durch ausgefüllte Kreise veranschaulich.
Der Trockenapparat selbst besteht gemäss Fig. i aus einem U-förmigen liegenden Kanal, der an beiden Enden offen ist und dessen Gesamtlänge einem Weg von zirka 40} J1 entspricht, den die die Trockenrahmen tragenden Gestellwagen auf Schienen oder an Diahtseilen hängend durchlaufen. Der Betrieb kann ein fortlaufender sein, wenn nämlich mittels entsprechender motorischer Kraft die Förderwagen entsprechend langsam in fortgesetzter Bewegung gehalten werden, oder ein unterbrochener, indem mit oder ohne Hilfe einer besonderen motorischen Kraft in bestimmten Zeitabständen je ein Förderwagen am Ende des Trockenapparates ausgezogen und gleichzeitig ein anderer, mit frischer Ware beladen, am Eingange desselben eingeführt wird.
Die Trocknung selbst zerfällt im Kanal in vier (in Fig., 1 mit I, II, III und IV bezeichnete) Abschnitte, und zwar :
I. Abschnitt : Abwelkung in Kaltluft, wobei die über die frische Ware eingesaugte kalte Aussenluft die Abwelkung bewirkt.
II. Abschnitt : Vorwärmung wobei die-wie nachfolgend beschrieben-durch die Öffnung K des offenen Kanals eingesaugte Kaltluft bei a mittels des Ventilators E in die Vorwärmsäule der Regeneratorbatterie eingesaugt und diese durchströmend bei n in eine im Rauchkanal X. liegende Leitung tritt, in diesem weitergeführt noch weiter erwärmt wird und bei b wieder in den Trockenkanal eintritt. Hier verteilt sich diese Luft nach zwei Richtungen ; der grössere Teil strömt weiter gegen die Saugöffnung c, der kleinere Teil wird gewissermassen aufgewirbelt und zur Saugöffnung a zurückgesaugt, wo sie sich mit der eingesaugten Frischluft vereinigt.
III. Abschnitt : Abschnitt der maximalen Temperatur, Die bei c eingesaugte, bereits vorgewärmte Luft durchströmt die auf die höchste Temperatur gebrachte Säule der Regeneratorbatterie, tritt nachher bei in die im Rauchkanal liegende Leitung und tritt, nachdem sie sich darin noch weiter erwärmt hat, bei d wieder in den Trockenkanal ein. Hier teilt sich die ausströmende Luft wiederum nach zwei Richtungen : der grössere Teil derselben strömt gegen e vorwärts, während der kleinere Teil aufgewirbelt nach c zurückkehrt, sich hier mit der aus dem Vorwärmabschnitt einströmenden Luft vereinigt und mit derselben vereint weiterströmt.
IV. Abschnitt : Abkühlung.
Das auf die maximale Temperatur aufgewärmte, jedoch noch nicht vollkommen getrocknete Material schreitet mit dem Gestellwagen vorwärts und trifft auf immer kältere
Luft, die bei g von demselben Ventilator E eingesaugt wird, der durch die Öffnung a die hei K eingesaugte Kaltluft in die Vorwärmesäule der Regeneratorbatterie treibt. Hierbei erwärmt sich die eingesaugte Luft und wird zur Aufnahme weiterer Wasserdünste geeignet, während sich das getrocknete Material samt den Gestellen abkühlt und bis zum gewünschten
Masse Feuchtigkeit verliert.
Ein Teil der vorgewärmten Luft trifft bei e mit der durch
Wasserdämpfe gesättigten Luft zusammen und tritt mit dieser vereint wieder in die Kühl- säule der Regeneratorbatterie, wo sie sich abkühlt, während sich die Kühlsäule dabei erwärmt ; die derart vereinigte abgekühlte Luft aber gelangt in den Feuerraum des Ofens oder Kessels.
Statt des beschriebenen U-förmigen Trockenkanals kann natürlich ein halbkreis- förmiger oder hufeisenförmiger und nicht nur ein liegender, sondern auch ein stehender
Trockenkanal verwendet werden. Das das Wesen der Erfindung bildende vierstufige
Trocknungsverfahren kann aber auch auf andere, bereits bekannte und benützte Trocken- vorrichtungen angewendet werden, wenn für die Einführung der den verschiedenen Funk- tionen dienenden Luftströme in entsprechende Abteilungen und Richtungen gesorgt wird.
Als Wärmequelle können die Rauchgase eines Ofens oder Kessels von beliebiger
Bauart verwendet werden. Diese Rauchgase werden zur aufeinanderfolgenden Erhitzung der
Säulen des in Fig. 2 und 3 veranschaulichten Regenerators benützt. Es kam jedoch auch eine solche Vorrichtung verwendet werden, in der frischer Dampf oder Abdampf oder statt
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des Dampfes die aus dem Ofen kommenden Rauchgase durch Heizröhren geführt werden.
Eine solche durch gleichzeitig strömenden Dampf oder Gase geheizte Konstruktion ist in Fig. 5 bis 7 veranschaulicht. In Anbetracht des Umstandes, dass zum Betriebe der Ventilatoren und der Fördervolrichtungen gewöhnlich eine Dampfmaschine benützt wird, ist es mit Hinsicht auf die Wärmeausnützung wirtschaftlicher, wenn zur Heizung die Rauchgase des Dampfkessels benützt werden und im schlimmsten Falle die eventuell fehlende Wärmemenge durch die Rauchgase eines besonderen Ofens ergänzt wird.
Die in Fig. 2 und 3 veranschaulichte Heizvorrichtung (Regeneratorbatterie) besteht aus vier zylinderförmigen hohlen Säulen (Fig. 4), deren jede mit Schamotteziegeln oder mit Koks, Schlacke, Bimsstein oder-anderem zur Wärmeaufnahme geeigneten groben, stückigen Material ausgefüllt ist. Diese Regeneratorsäulen wirkten abwechselnd in nacheinanderfolgendem Kreislaufe auf folgende Weise :
In der ersten Arbeitsperiode erwärmen die Rauchgase den Inhalt der Säule.
In der zweiten Periode nimmt die in entgegengesetzter Richtung eingesaugte und bereits vorgewärmte und aus dem Vorwärmeabschnitte des Trockenkanals herkommende Luft so viel Wärme auf, dass sie die gewünschte maximale Temperatur annähernd erreicht, bzw. dass von dieser maximalen Temperatur nur so viel fehle, als die Luft in der aus Fig. i ersichtlichen, in der Heizröhre X liegenden Leitung von m bis d aufzunehmen vermag. In der dritten Arbeitsperiode wird durch die dermassen bereits zum Teil abgekühlte Säule in einer mit der vorangehenden gleichen Richtung die durch die in Fig. i mit a bezeichnete Öffnung eingesaugte kalte und die du-eh Öffnung g eingesaugte, durch die warmen Gestelle und Stoffe vorgewärmte Luft zum Zwecke der weiteren Erwärmung durchgetrieben, wonach die Luft in der Leitung von n bis b (Fig.
I) durch die Rauchgase noch weiter erwärmt wird. Die in dieser Periode eingesaugte Kaltluft nimmt die Wärme der Regeneratorsäule auf und kühlt letztere ab. In der darauffolgenden vierten und letzten Periode tritt schliesslich die durch die in Fig. i mit e bezeichnete Öffnung eingesaugte, mit Dünsten beladene ausgenützte Warmluft in die abgekühlte Säule in entgegengesetzter Richtung ein und kühlt ab, während sich die Wasserdämpfe eventuell teilweise kondensieren und die zuvor abgekühlte Säule zur. darauffolgenden, mittels Rauchgase bewirkten Heizperiode vorgewärmt wird. Hernach kann der Kreislauf von'neuem beginnen.
Fig. 2 und 3 zeigen den oberen bzw. unteren Horizontalquerschnitt der Regeneratorbatterie ; sie illustrieren gleichzeitig alle nötigen Handhabungen und den Betrieb der ganzen
Batterie in der ersten Periode. Der Kreislauf des Betriebes der Regeneratorbatterie-wird durch die folgende Tabelle veranschaulicht.
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<tb>
<tb>
Säule <SEP> wird <SEP> Säule <SEP> kühlt <SEP> ab, <SEP> Säule <SEP> auf
<tb> Säule <SEP> unter
<tb> vorgewärmt, <SEP> Luft <SEP> wird <SEP> max. <SEP> Temp.,
<tb> Heizung
<tb> Luft <SEP> kühlt <SEP> ab <SEP> vorgewärmt <SEP> Luft <SEP> wird <SEP> erhitzt
<tb> I. <SEP> Periode <SEP> Nr. <SEP> i <SEP> Nr. <SEP> 2 <SEP> Nr. <SEP> 3 <SEP> Nr. <SEP> 4
<tb> II. <SEP> # <SEP> # <SEP> 2 <SEP> # <SEP> 3 <SEP> # <SEP> 4 <SEP> # <SEP> 1
<tb> III. <SEP> # <SEP> # <SEP> 3 <SEP> # <SEP> 4 <SEP> # <SEP> 1 <SEP> # <SEP> 2
<tb> III. <SEP> # <SEP> # <SEP> 3 <SEP> # <SEP> 4 <SEP> # <SEP> 1 <SEP> # <SEP> 2
<tb> IV. <SEP> # <SEP> # <SEP> 4 <SEP> # <SEP> 1 <SEP> # <SEP> 2 <SEP> # <SEP> 3
<tb> Strömungs- <SEP> von <SEP> oben <SEP> von <SEP> oben <SEP> von <SEP> unten <SEP> von <SEP> unten
<tb> richtung <SEP> :
<SEP> nach <SEP> unten <SEP> nach <SEP> unten <SEP> nach <SEP> oben <SEP> nach <SEP> oben
<tb>
Zur Verwirklichung. des obigen Betriebes erfordert jede RegeneratorsÅaule je vier Ein-
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die acht Hauptleitungsstränge eingeschaltet. Diese sind : der die Rauchgase aus- dem Kalorisator einführende Kanal A mit Abzweigungen und Ventilen al, a2, Cg, a4 ; der die Rauchgase abführende Kanal F mit Abzweigungen und Ventilen o, CX2, 0 :
3, 4 ; der zur maximalen Erwärmung führende Kanal B und der die auf maximale Temperatur erwärmte
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zu öffnen sind, werden durch eine geeignete Vorrichtung auf an und für sich bekannte Weise derart zusammengeschaltet, dass, den vier Perioden entsprechend, nun vier aufeinander-
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folgende Wechsel erforderlich sind. Die Schaltung der Ventile untereinander wird durch die folgende Tabelle veranschaulicht.
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<tb>
<tb>
Gleichzeitig <SEP> zu <SEP> öffnende <SEP> Ventile
<tb> In <SEP> Periode <SEP> I <SEP> a1, <SEP> α1 <SEP> b2, <SEP> ss2 <SEP> c3, <SEP> γ3 <SEP> d4, <SEP> #4
<tb> # <SEP> # <SEP> II <SEP> a2, <SEP> α2 <SEP> b3, <SEP> ss3 <SEP> c4, <SEP> γ4 <SEP> d1, <SEP> #1
<tb> # <SEP> # <SEP> III <SEP> a3, <SEP> α3 <SEP> b4, <SEP> ss4 <SEP> c1, <SEP> γ1 <SEP> d2, <SEP> #2
<tb> # <SEP> # <SEP> IV <SEP> a4, <SEP> α4 <SEP> b1, <SEP> ss1 <SEP> c2, <SEP> γ2 <SEP> d3, <SEP> #3
<tb>
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übertragung im Sinne der obigen Tabelle an vier Hauptketten angeschlossen, durch deren Anziehen oder Nachlassen gleichzeitig je acht Ventile geöffnet bzw. geschlossen werden.
Im allgemeinen können. zur gruppenweisen Steuerung der Ventile beliebige Gestänge verwendet werden, die-wie erwähnt-durch vier Steuervorrichtungen gesteuert werden können, ja die verschiedenen Bewegungen können sogar auf an und für sich bekannte Weise von einer einzigen Steuervorrichtung, z. B.. von einer mit gegeneinander entsprechend versetzten Nocken versehener", Nockenscheibe ausgehen.
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Es ist,. vom-Gesichtspunkte der Erfindung nicht wesentlich, wie diese Rohrleitungen angeordnet werden, es ist jedoch natürlich erforderlich, dass die den Säulen zugeführte Luft mit dem in den Röhren geführten Dampf oder den Heizgasen auf möglichst grosser Fläche in Berührung komme. Wesentlich ist hingegen der kreislaufartige Vorgang der Erwärmung und Abkühlung bei den in Fig. 5 und 6 im Horizontalschnitte und in Fig. 7 im Vertikalschnitte veranschaulichten drei Säulen. Dies geschieht nach dem folgenden Grundsatze : In der ersten Periode der Wirkung wird in die Rohrleitung von unten Heizdampf bzw.
Heizgas und in entgegengesetzter Richtung die bereits vorgewärmte Luft in die Heizsäule 1 ein- geführt. Hier wird annähernd die maximale Temperatur erreicht, die weitere Erhitzung und Weiterleitung geschieht auf die bereits angegebene Weise. In der folgenden Periode wird der frische Dampf bzw. Gas in die Säule 2 eingeführt und der aus Säule 2 weggeführte, bereits einmal ausgenützte Heizdampf bzw. Gas in die Rohrleitung der Säule 1 eingeführt. Gleichzeitig wird in Säule 1 zum Zwecke der Vorwärmung die frischeingesaugte Luft eingeführt, die auf die bereis beschriebene Art in Abschnitt II des Trockenkanals und von hier, zwecks weiterer Vorwärmung, in Säule 2 gelangt. In der dritten Periode wird schliesslich in die durch die frische Luft abgekühlten Heizröhren nicht mehr Dampf bzw.
Heizgas eingeführt, sondern die aus dem Trockenkanal bei e eingesaugte warme, dunstbeladene Luft, die die Röhren und die in die Säule eingesaugte frische Luft wieder vorwärmt. Gleichzeitig wird der frische Dampf'bzw. Heizgas in die Rohrleitung der Säule 3 eingeführt und in der Säule 2 zum Vorwärmen benützt ; zwecks weiterer Ausnützung des Heizdampfes bzw. Heizgases wird ferner der aus den Röhren der Säule 2 austretende Dampf bzw. Gas in den den Trockenkanal halbkreisförmig umgebenden Rauchgaskanal X eingeführt, und zwar dem Zwecke entsprechend-entweder in eine besondere Rohrleitung oder in den Mantel selbst. Die bereits einmal ausgenützte dunsthaltige, warme Luft wird unter den Feuerungsrost geführt, um die Temperatur der zur Verbrennung benützten Luft zu erhöhen.
Diese zweite Ausführungform der Generatorbatterie wird durch die Fig. 5, 6 und 7 für den Fall des Arbeitsabschnittes der ganzen Batterie erläutert. Der normale Kreislauf des Betriebes der Regeneratorenbatterie aber wird durch die folgende Tabelle veranschaulicht.
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<tb>
<tb>
Mit <SEP> einmal <SEP> Mit <SEP> warmer,
<tb> Mit <SEP> frischem <SEP> Dampf <SEP> benütztem <SEP> Dampf <SEP> ausgenützter
<tb> geheizte <SEP> Säule <SEP> geheizte <SEP> Säule <SEP> Troekenluft
<tb> geheizte <SEP> Säule <SEP> vorgewärmte <SEP> Säule
<tb> In <SEP> Periode <SEP> I <SEP> Nr. <SEP> i <SEP> Nr. <SEP> 2 <SEP> ni. <SEP> 3
<tb> ""zizi
<tb> # <SEP> # <SEP> III <SEP> # <SEP> 3 <SEP> # <SEP> 1 <SEP> # <SEP> 2
<tb>
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wärmenden Luft versehen, wie dies in Fig. 5 und 6 angedeutet ist.
Diese sind : Kanal Al zur Einführung und Kanal Z zur Abführung der auf die maximale Temperatur zu erwärmenden bzw. erwärmten Luft mit Ventilen a1, a2, a3 bzw. α1, α2, α3; der aus Kanal Fi der unteren Leitung hinaufführende Kanal B und der abführende Kanal Gl mit Ven-
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<tb>
<tb> Periode <SEP> I <SEP> a1, <SEP> α1 <SEP> b2, <SEP> γ2 <SEP> c3, <SEP> ss3
<tb> . <SEP> H <SEP> s <SEP> i
<tb> # <SEP> III <SEP> a3, <SEP> α3 <SEP> b1, <SEP> γ1 <SEP> c2, <SEP> ss2
<tb>
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dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben wurde) eine einzige gemeinschaftliche Steuerung dienen.
Da hier die Erwärmung der Luft durch eine besondere Rohrleitung bewirkt wird, deren Arbeitsweise ebenfalls in einem bestimmten Kreislaufe vor sich geht, wurde dies in Fig. 7 bezüglich der Einschaltung in Periode I gesondert veranschaulicht. Die offenen Ventile sind auch hier durch leere, die geschlossenen durch volle Kreise bezeichnet.
Die in Doppellinien gezeichnete Rohrleitung zeigt den Weg des Frischdampfes, bevor derselbe zur Heizleitung der Säule 1 gelangt, dazu gehören die Ventile l', 4'und 7'. Nachdem der Dampf die Heizleitung der Säule 1 durchströmt hat, gelangt dieser einmal benützte Dampf durch die in Vollinien gezeichnete Rohrleitung vom oberen Teil der Säule 1 durch die Ventile 10'und 5'in den unteren Teil des Heizrohrsystems der Säule 2. Hierher gehören auch noch die Ventile 13', 16', 2'und 8'. Der bereits zweimal benützte Dampf wird aus Säule 2 durch die in strichpunktierten Linien gezeichnete Dampfleitung und das Ventil 14' in den Rauchgaskanal X zu f geführt (Fig. i).
In diese Leitung führen noch die Ventile 17' und 11'. Schliesslich wird die von e (Fig. i) mittels des Saugventilators N durch die in unterbrochenen Linien gezeichnete Leitung und Ventil 9'in die Heizröhre der Säule 3 gedrückte ausgenützte Warmluft von oben durch die in punktierter Linie gezeichnete Leitung und Ventil 18'unter den Heizrost geleitet. Hierher gehören noch die Ventile 3', 6' bzw. 12', 15'.
Das kreislaufmässige Öffnen der Ventile während der drei Betriebsperioden veranschaulicht folgende Tabelle :
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<tb>
<tb> Periode <SEP> I <SEP> 1', <SEP> 10' <SEP> 5', <SEP> 14' <SEP> 9', <SEP> 18'
<tb> # <SEP> II <SEP> 4', <SEP> 13' <SEP> 8' <SEP> 17' <SEP> 3', <SEP> 12'
<tb> # <SEP> in <SEP> 7', <SEP> 16' <SEP> 2', <SEP> 11' <SEP> 6', <SEP> 15'
<tb>
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