Verfahren zum Trocknen von Faser stoffkörpern und andern feuchtigkeitshaltigen Körpern mittels Elektrizität. Es gibt verschiedene Verfahren, um Kör per aus irgendwelchen Faserstoffmassen her zustellen. Allgemein enthalten diese Faser stoffmassen vor ihrer Verarbeitung grosse Mengen Flüssigkeit, meist Wasser, die bei der Herstellung der Körper ausgetrieben wer den muss. Das Austreiben der Flüssigkeit kann durch Wärmeeinwirkung geschehen.
Die dazu erforderliche Zeit ist allerdings sehr lang, denn es können nur verhältnismässig ge ringe Temperaturen zur Einwirkung gebracht werden, da bei höheren Temperaturen die äussern Schichten des zu trocknenden Faser- stoffkörpers leicht verhärten oder gar an brennen können.
Es ist bereits bekannt, feuchtigkeitshal- tige Körper dadurch zu trocknen, dass durch die Körper ein elektrischer Gleichstrom oder ein ein- oder mehrphasiger Wechselstrom hindurchgeleitet wird. Durch den in dem Körper hierbei sich entwickelnden Dampf wird ein Teil der Feuchtigkeit als Dampf aus dem Körper herausgedrängt. Mit zuneh mender Temperatur kommt die in dem Kör per noch befindliche Feuchtigkeit fast rest los zum Verdampfen und entweicht als Dampf.
Die Wirkungsweise dieses Verfahrens er scheint zwar an sich recht gut, doch hat das Verfahren auch Nachteile: Ist die elektrische Leitfähigkeit der zu trocknenden Körper, wie es vielfach vorkommt, im trockenen Zustand sehr gering oder gar praktisch gleich null, so kann es leicht vorkommen, dass irgendeine Stelle des Körpers, gewöhnlich die äussere Schicht des Körpers, früher austrocknet als die übrigen Teile und hier den durch den Körper hindurchgeführten elektrischen Strom kreis unterbricht. Mit der Unterbrechung des elektrischen Stromkreises hört aber sofort die Wärmebildung auf, so dass die noch nicht getrockneten Teile des Körpers unvermeid lich feucht bleiben müssen.
Ein weiterer, recht beachtlicher Nachteil besteht darin, dass schneller trocknende Teile des Körpers anbren nen oder in irgendeiner andern Weise durch die Temperatur Schaden nehmen. Diese Nach teile sind eine wesentliche Ursache dafür, dass das Verfahren in der Praxis wenig ange wendet wird.
Ein anderes bekanntes Verfahren zum Trocknen feuchtigkeitshaltiger Körper be steht darin, dass man die Körper der Ein wirkung eines elektrischen hochfrequenten Wechselfeldes aussetzt, und zwar insbeson dere eines Ultrakurzwellenfeldes mit einer Wellenlänge von weniger als 100 m. Dieses Verfahren ist besonders bei Körpern aus sol chen Stoffen anwendbar, die elektrisch nur sehr wenig leitend sind. Beispielsweise wen det man das Verfahren bei Holz und Tabak an.
Die Wärmebildung entsteht hierbei bei elektrisch nichtleitenden Körpern ausschliess lich und bei elektrisch schlechtleitenden Kör pern besonders durch dielektrische Verluste, im wesentlichen Dipolverluste. Auch bei die sem Verfahren wird die Wärme unmittelbar im Innern des zu trocknenden Körpers er zeugt.
Gegenüber dem erstgenannten, mittels elektrischer Leitungsströme arbeitenden Ver fahren hat dieses Verfahren den erheblichen Vorteil, dass es auch dann noch unverändert wirksam ist;
also Wärme erzeugt, wenn ein zelne Teile des Körpers bereits ausgetrocknet sind, da es an das Vorhandensein einer elek- trischen Leitfähigkeit oder gar eines ge schlossenen elektrischen Stromkreises nicht gebunden ist; die Wärmebildung beschränkt sich dann ausschliesslich auf diejenigen Teile, in denen noch Feuchtigkeit vorhanden ist.
Ferner ist es besonders günstig, dass die Wärmebildung um so grösser ist, je grösser der Feuchtigkeitsgehalt ist, und dass sie somit mit abnehmendem Feuchtigkeitsgehalt ebenfalls abnimmt und sich selbstregelnd dem jewei ligen Erhitzungsbedarf anpasst. Auch das Verhärten oder Anbrennen bereits ausge trockneter Teile des Körpers kann bei diesem Verfahren wesentlich einfacher vermieden werden als bei dem erstgenannten Verfahren.
Allen diesen Vorteilen dieses Verfahrens steht nun aber der Nachteil entgegen, dass. die Erzeugung der elektrischen Hochfrequenz energie mit den bisher bekannten Mitteln verhältnismässig teuer ist, zumal infolge der grossen auszutreibenden Flüssigkeitsmengen viel Energie benötigt wird.
Auch dieses elek trische Verfahren wird daher, so vorteilhaft es ist, bisher nur in seltenen Fällen ange wendet; man wendet es hauptsächlich dann an, wenn sich die hohen Energieerzeugungs- kosten im Vergleich zu den erzielbaren Vor teilen rechtfertigen lassen, beispielsweise zum Trocknen von Holz oder Kunstmassen für den Bau von Musikinstrumenten, besseren Mess- instramenten und andern physikalischen Ge räten. Zum Trocknen von Bauhölzern oder sonstigen Baustoffen, z.
B. gepressten Faser stoffkörpern, musste man bisher auf die An wendung des Verfahrens und seine unver- gleichlich grossen Vorteile in der Regel ver zichten, da solche Bauteile gewöhnlich grosse Abmessungen haben und daher einen sehr hohen Energie- und Kostenaufwand bedingen.
Gegenstand der Erfindung ist ein Ver fahren, das es ermöglicht, die Vorteile des Hochfrequenztrocknungsverfahrens, auch für das Trocknen von Faserstoffkörpern und andern grossen Körpern nutzbar zu machen, ohne dass der Nachteil zu hoher Betriebs kosten in Kauf genommen zu werden braucht.
Das Verfahren nach der Erfindung besteht darin, dass der zu trocknende Körper zunächst mittels eines durch ihn hindurchgeleiteten elektrischen Stromes, der ein Gleich- oder Wechselstrom sein kann, vorgetrocknet und anschliessend durch die Einwirkung eines elektrischen hochfrequenten Wechselfeldes, insbesondere eines Ultrakurzwellenfeldes mit einer Wellenlänge von weniger als 100 m, weitergetrocknet wird.
Die Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung erfolgt zweckmässig auf folgende Weise: Wie oben dargelegt, machen sich beim Trocknungsverfahren mittels eines durch den Körper hindurchgeleiteten Stromes die Nach teile erst dann bemerkbar, wenn der Feuch tigkeitsgehalt des Körpers bereits zu einem gewissen Teil ausgetrieben ist. Bis zu diesem Zeitpunkt kann also dieses Verfahren unbe denklich angewendet -werden. Anschliessend wird dann mittels eines elektrischen Hoch frequenzfeldes weitergetrocknet. Diese Trock nung kann ohne Nachteile bis zu beliebig hohen Trocknungsgraden weitergeführt wer den.
Da die günstigen Eigenschaften des Hochfrequenzfeld-Trocknungsverfahrens ge rade bei geringerem Feuchtigkeitsgehalt in Erscheinung treten, ergibt sich der Vorteil, dass die Hochfrequenzfeldtrocknung gerade in demjenigen Zeitabschnitt des gesamten Trocknungsvorganges angewendet wird, in dem sie ihre charakteristischen Vorteile bie tet. Schliesslich werden aber auch die Kosten der Hochfrequenztrocknung auf ein sehr ge ringes Mass herabgesetzt.
Je grösser der an fängliche Feuchtigkeitsgehalt des zu trock nenden Körpers ist, um so länger kann mit durch den Körper hindurchgeleitetem Gleich- oder Wechselstrom gearbeitet werden, und erst zum Austreiben einer bestimmten Rest menge der Feuchtigkeit wird das teure lIoch- frequenzfeld angewendet.
Die Anwendungs dauer des Hochfrequenzfeldes beschränkt sich also auf einen verhältnismässig geringen Teil der gesamten Trocknungszeit und ist von dem anfänglichen Feuchtigkeitsgehalt des Körpers und der durch diesen bedingten Gesamttrock- nungsdauer im wesentlichen unabhängig.
Das Verfahren nach der Erfindung kann in der Weise durchgeführt werden, dass für die beiden verschiedenen Trocknungsarten je eine besondere Einrichtung vorgesehen wird, und dass der zu trocknende Körper zunächst mit der einen und anschliessend mit der an dern Einrichtung behandelt wird.
Im folgen den wird jedoch an einigen Beispielen gezeigt, wie der zu trocknende Körper sogar mittels einer einzigen, in besonderer Weise ausgebil deten Einrichtung sowohl mit der einen als auch mit der andern Energieart und somit also nach den beiden verschiedenen Trock- nungsarten nacheinander getrocknet werden kann, wobei lediglich eine einfache Umschal tung der Energieart an der Einrichtung er ford-erlich ist.
Fig. 1 zeigt eine vorteilhafte Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung in wesenhafter Darstellung. Das zu trocknende Gut 1 befindet sich zwischen den Kondensatorelektroden 2, die mittels der Federn 3 an das Gut angepresst werden. Eine biegsame Leitung 4 überbrückt die Federn 3. Dem Kondensator 2 ist ein veränderlicher Kondensator 5 parallel geschaltet; er hat den Zweck (bei fester Gitterkopplung), die Dämp fung des Schwingungskreises auf den Wert günstigsten Wirkungsgrades des Ho,chfre- quenzgenerators einzustellen.
Die Selbstin duktion des Sehivingungskreises besteht aus den beiden Teilen 6, die mittels der Hebel schalter 7 und 8 und des Verbindungsstückes 9 hintereinandergeschaltet werden können. Die übrigen., an sich bekannten Teile des Hoehfrequenzgenerators sind in der Zeich- nung zur besseren Übersichtlichkeit. fortge lassen. Für die Vortrocknung des Gutes wer den die Schalter 7 und 8 auf die Netz anschiussleitungen 10 und 11 geschaltet, wo durch die Elektroden 2 mit einer Wechsel oder Gleichstromquelle 12 verbunden werden.
Die Elektroden 2 dienen also im Betrieb zu nächst als Stromzuführungselektroden bei der Vortrocknung und darauf als Kondensator elektroden des Hochfrequenzschwingkreises. Die Einrichtung kann auch so getroffen sein, dass die Netzanschlussleitungen bei der Um schaltung auf Hochfrequenz nicht vom Schwingungskreis gelöst zu werden brauchen, da am Ende der Vortrocknung infolge der ge ringen Leitfähigkeit des Gutes der Netz strom praktisch null wird.
Fig. 2 zeigt eine weitere Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Er findung. Die Teile 1 bis 4 sind die gleichen wie bei Fig. 1. Jede der beiden Kondensator- elektroden 2 ist mit einer Elektrode zweier veränderlicher Hilfskondensatoren 13 und 14 verbunden. Diese Hilfskondensatoren sind vorteilhaft Luftkondensatoren, da ihre di- elektrischen Verluste möglichst klein sein sollen. Die beiden freien Kondensatorplatten der Hilfskondensatoren sind über die Induk- tivität 6 miteinander verbunden.
In die Netz anschlussleitungen 10 und 11 werden zweck mässig aperiodische Drosseln oder Sperrkreise 15 und 16 gelegt, um ein Abwandern der Hochfrequenz auf diese Leitungen zu ver meiden.
Die bei der Anordnung der Fig. 2 ge zeigte kreisbogenförmige Ausbildung der Verbindungsleitungen zwischen den beiden Feldelektroden 2 und den Hilfskondensatoren 13 und 14 ist für Hochfrequenzbehandlungs- einrichtungen besonders vorteilhaft. Es ist jedoch auch möglich, die Kondensatoren ent sprechend Fig. 3 anzuordnen.
Die Anordnun gen nach den Fig. 2 und 3 haben ferner den Vorteil, dass die Netzanschlussleitungen 10 und 11, allein auf Grund der geometrischen Anordnung, senkrecht zu dem bestehenden Hochfrequenzfeld an die Spannungsknoten der Schwingungskreiszweige 2-13 und 2-14 herangeführt sind, so dass nur geringe Hoch frequenzenergien auf die Netzanschlussleitun-, gen 10 und 11 übertragen werden.
In manchen Fällen ist es zur Vermeidung des Übergangswiderstandes an den Elektro- des 2 erwünscht, dass das zu trocknende Gut, wenigstens an der Elektrodenauflagefläche, bis gegen Ende der Trocknung an der Ober fläche feucht erhalten wird. Hierfür können die Elektroden vorteilhaft als Drahtnetz aus gebildet werden. Ein Ausführungsbeispiel ist in Fig. 4 gezeigt.
An die Elektrode 2 schliesst sich ein trichterförmiges Gehäuse 17 an, und am Trichtermund ist eine Zerstäubungsein- richtung 18 mit je einer Wasserzuführung und einer Luftzuführung angebracht. Am Rand des Trichters ist unten eine Wasser ablauföffnung vorgesehen. Durch die gitter- förmige Elektrode 2 wird das Gut wäh rend des Troeknungsvorganges besprüht.
Die Wasser-Luftzuführung erfolgt vorteilhaft im Schwingungsknoten des Zur Trocknung von plattenförmigem Gut im Durchlaufverfahren ist die in Fig. 5 ge zeigte Einrichtung besonders vorteilhaft. Die Elektroden 2 bestehen aus Metallschienen, auf denen mittels Federn 19 Kantaktstücke 20 befestigt sind.
Der Abstand der Elektro- denschienen 2 vom Gut ist so bemessen, dass die Kontaktstücke 20 kräftig an den Rand des plattenförmigen Gutes angepresst werden. Es ist zweckmässig, zwischen den Kontakt stücken 20 und der Schiene 2 die in Fig. 1 und 2 gezeigte, in der Fig. 5 nicht einge zeichnete Verbindungsleitung 4 vorzusehen, damit bei der Hochfrequenzbehandlung ein nennenswerter Spannungsabfall an den Fe dern 19 vermieden wird.
Ist der Schwund während des Trock- nungsvorganges erheblich, so wird mit zu nehmender Trocknung die Kraft, mit der die Kontaktstücke 20 an die Ränder der Platte 1 gepresst werden, kleiner werden. In manchen Fällen wird es daher erforderlich sein, den Behandlungskondensator so zu bauen. aass auch bei grösserem Schwund die Kontakt- stücke 20 mit im wesentlichen unveränder tem Druck an die Plattenränder angepresst werden.
Dies lässt sich beispielsweise .dadurch erreichen, dass Seile, an denen die Elektroden befestigt sind, über feste Rollen geführt und mit Gewichten versehen werden, die die Elek troden zumindest während der Vortroek- nung an das. Gut anpressen.
Soll zur Vortrocknung Drehstrom verwen det werden, so ist es zweckmässig, entweder drei Platten gleichzeitig zu trocknen und an je eine der Drehstromphasen .B, S und T an zuschliessen oder auf eine einzige Platte zwei weitere Anschlüsse aufzupressen. Ein Aus führungsbeispiel für den letzteren Fall ist in Fig. 6 gezeigt.
An Stelle der beiden Elektro den 2 in den Fig. 1 bis 3 sind hier vier Elek troden 21 bis 24 vorgesehen und auf die Flachseite der zu trocknenden Gutplatte I in gleichen gegenseitigen Abständen aufge setzt.
Die Elektroden sind mit den Mittel- kontakten eines Vierfachumschalters 25 ver bunden, durch den die Elektroden in der aus der Zeichnung ersichtlichen Schaltanordnung wechselweise entweder an die drei Phasen <I>R,</I> S, <I>T</I> des Drehstromnetzes angeschlossen oder zweckmässig über die bereits in Fig. 2 und 3 gezeigten Hilfskondensatoren 13 und 14, über die Leitungen 26 und 27 in den Hochfrequenzschwingungskreis eingeschaltet werden können.
Die Einrichtungen zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung sind nicht an die beschriebenen Ausführungsbeispiele ge bunden, sondern können in mannigfacher anderer Weise ausgebildet sein.
Die Verwen dung der gleichen Elektroden für die Vor- und Endtrocknung ist zwar besonders vor teilhaft, doch können an sich auch getrennte Elektroden für jeden der beiden Trocknungs- vorgänge vorgesehen werden, wobei die zur Vortrocknung dienenden Elektroden an den zu trocknenden Körpern mit einem Druck an gepresst werden, der 5 kg/cm\ oder mehr be trägt.
Ferner können beispielsweise vorteil hafte Mittel vorgesehen werden, die die Um schaltung der Elektroden von der Vortrock- nung auf die Endtrocknung in einem günsti- gen Zeitpunkt selbsttätig vornehmen, näm lich dann, sobald bei der Vortrocknung die Stromaufnahme des Gutes auf einen be stimmten, zweckmässig einstellbaren Grenz wert abgesunken ist.
Die in Fig. 5 gezeigte Anpressung der Elektroden kann auch bei beliebig andern Anordnungen zur Durchfüh rung des Verfahrens nach der Erfindung an gewendet werden; als zweckmässig haben sich bei praktischen Versuchen Pressungs- drücke bis zu etwa 30 atü erwiesen. Durch die Anwendung grosser Drücke wird der Übergangswiderstand zwischen den Elektro den und dem Körper wesentlich verringert, wodurch nicht nur die Funkenbildung, son dern auch eine Überhitzung der Gutober fläche vermieden wird. Auch die Form der an das Gut anzulegenden Elektroden kann mannigfach abgewandelt werden.
Einige vor teilhafte Ausführungsbeispiele hierfür wer den im folgenden noch angegeben: In Fig. 4 ist bereits eine Elektrode mit Durchbrechungen gezeigt, durch die der von den Elektroden berührten Oberfläche des Gu tes Feuchtigkeit, insbesondere Wasser, zuge führt wird. Solche durchbrochenen Elektro den können jedoch auch ohne Feuchtigkeits zufuhr vorteilhaft verwendet werden, damit durch die Löcher während des Trocknungs- vorganges die Feuchtigkeit bezw. der sich bildende Dampf entweichen kann.
Mit Rück sicht auf die an den Elektroden anliegenden und dieselben zumindest während der Vor trocknung an das Gut anpressenden Druck körper können hierbei zwischen den Elektro den und diesen Druckkörpern Mittel zum Ableiten der durch die Elektroden entwei chenden Feuchtigkeit bezw. Dämpfe vorge sehen werden, beispielsweise Rillen in der Druckfläche der Druckkörper. Gleichzeitig oder statt dessen können zwischen den durch brochenen Elektroden und ihren Druckkör pern feuchtigkeits- bezw. dampfdurchlässige, druckfeste Zwischenlagen vorgesehen werden, beispielsweise ein Drahtgeflecht oder eine mit Rillen versehene Platte aus Holz oder auch Metall.
Ein Ausführungsbeispiel derart ausgebil- deter Anordnungen zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung ist in Fig. 7 der Zeichnung dargestellt. Die Fig. 8 und 9 zeigen Einzelheiten dieser Anordnung.
In Fig. 7 ist ein zu trocknender platten förmiger Faserstoffkörper 1 zwischen zwei plattenförmigen Elektroden 2 angeordnet. Wie die Aufsicht dieser Elektroden in Fig. 8 zeigt, sind die Elektroden mit einer grossen Anzahl kleiner Löcher versehen. An jeder der beiden Elektroden liegt eine Zwischenplatte 28 an, die beispielsweise aus Metall besteht und mit Rillen versehen ist, die sich quer über ihre der Elektrode zugewandte Ober fläche hinziehen.
Die Teile 1, 2 und 28 lie gen zwischen den beiden Druckkörpern 29, die aus bestehen, in der angedeu- teten Pfeilrichtung mittels einer in der Zeich nung nicht dargestellten Druckvorrichtung mit grossem Druck gegen die Zwischenkörper bezw. die Elektroden gedrückt werden und hierdurch die Elektroden 2 fest gegen den Körper 1 drücken.
An die Elektroden 2 ist, ähnlich wie in Fig. 6, ein Umschalter 25 angeschlossen, der die Elektroden wahlweise an die Stromzuführungsleitungen 10 und 11 eines niederfrequenten Wechselstromnetzes von beispielsweise 50 FIz oder über die Lei tungen 26 und 27 an einen geeigneten Hoch frequenzerzeuger legt.
Statt zwischen den Elektroden 2 und den Druckkörpern 29 besondere rillenförmige Zwischenkörper 28 vorzusehen, können die Druckkörper 29 auch selbst mit Rillen oder beliebig anders geformten Aussparungen zur Ableitung der Feuchtigkeit bezw. des Flüs sigkeitsdampfes versehen werden, wie es in Fig. 9 in einem Ausführungsbeispiel ge zeigt ist.
Vorteilhaft ist es beim Trocknen von Faserstoffkörpern, wenn die Elektroden im Gegensatz zu der sonst beim Trocknen von Körpern im elektrischen Hochfrequenzfeld üblichen Weise nicht über den Rand des zu trocknenden Faserstoffkörpers hinausragen.
In Fig. 7 der Zeichnung ist daher die Elek- trodenflächen ebenso gross wie die sie be- rührende Fläche des Faserstoffkörpers. Es kann jedoch vorteilhaft sein, die Elektroden auch etwas kleiner als die Fläche des Faser stoffkörpers zu machen, um eine zu starke Behandlung der Randzonen des Körpers zu vermeiden.
Die beiden Druckkörper 29 wer den vorteilhaft aus einem elektrisch isolieren den Stoff hergestellt, der eine möglichst kleine Dielektrizitätskonstante und einen ge ringen dielektrischen Verlustwinkel und eine geringe Wärmeleitfähigkeit hat.
Die in Fig. 9 der Zeichnung gezeigte kräftige Aus bildung der Rillen im Druckkörper hat noch den weiteren Vorteil, dass die Wärmeverluste des beheizten Faserstoffkörpers durch Wärme leitung möglichst gering gehalten werden.
Schliesslich sei noch erwähnt, dass das Ver fahren nach der Erfindung und die zu seiner Durchführung angegebenen Anordnungen ausser zum Trocknen von Faserstoffkörpern auch zur Trocknung vieler anderer feuchtig- keitshaltiger Körper verwendbar ist.
Method for drying fibrous bodies and other moisture-containing bodies by means of electricity. There are various methods of making body out of any pulp. In general, these fiber masses contain large amounts of liquid, mostly water, before they are processed, which must be expelled during the manufacture of the body. The liquid can be driven out by the action of heat.
The time required for this is, however, very long, because only relatively low temperatures can be brought into action, since at higher temperatures the outer layers of the fibrous material to be dried can easily harden or even burn.
It is already known to dry moisture-containing bodies by passing an electrical direct current or a single-phase or multiphase alternating current through the body. Due to the steam that develops in the body, some of the moisture is forced out of the body as steam. As the temperature rises, the moisture that is still in the body evaporates almost completely and escapes as vapor.
The mode of operation of this process seems to be quite good in itself, but the process also has disadvantages: If the electrical conductivity of the body to be dried, as is often the case, is very low or even practically zero when dry, it can easily happen that any part of the body, usually the outer layer of the body, dries up earlier than the rest of the body and here interrupts the electrical circuit passing through the body. When the electrical circuit is interrupted, however, the generation of heat immediately stops, so that the parts of the body that have not yet dried must inevitably remain moist.
Another, quite considerable disadvantage is that parts of the body that dry more quickly become burned or damaged in some other way by the temperature. These disadvantages are a major reason why the method is little used in practice.
Another known method for drying moisture-containing bodies is that the body is exposed to the action of an electrical high-frequency alternating field, in particular an ultra-short wave field with a wavelength of less than 100 m. This method is particularly applicable to bodies made of such substances that are only very slightly electrically conductive. For example, the process is used with wood and tobacco.
The heat build-up occurs here in electrically non-conductive bodies exclusively Lich and in electrically poorly conductive bodies particularly through dielectric losses, essentially dipole losses. With this method too, the heat is generated directly inside the body to be dried.
Compared to the first-mentioned process, which works by means of electrical line currents, this method has the considerable advantage that it is still effective;
that is, heat is generated when individual parts of the body have already dried out, since it is not tied to the presence of electrical conductivity or even a closed electrical circuit; the heat generation is then limited exclusively to those parts in which moisture is still present.
Furthermore, it is particularly favorable that the heat generation is greater, the greater the moisture content, and that it therefore also decreases with decreasing moisture content and adapts itself automatically to the respective heating requirement. The hardening or burning of parts of the body that have already dried out can be avoided with this method much more easily than with the first-mentioned method.
However, all these advantages of this method are opposed to the disadvantage that the generation of the high-frequency electrical energy with the previously known means is relatively expensive, especially since a lot of energy is required due to the large amounts of liquid to be expelled.
This elec tric process is therefore, as advantageous as it is, used only in rare cases; It is mainly used when the high energy generation costs can be justified in comparison to the achievable advantages, for example for drying wood or synthetic materials for the construction of musical instruments, better measuring instruments and other physical devices. For drying timber or other building materials, e.g.
B. pressed fiber bodies, so far one had to forego the application of the process and its incomparably great advantages as a rule, since such components usually have large dimensions and therefore require very high energy and cost.
The invention is a process that makes it possible to use the advantages of the high-frequency drying process, also for drying pulp bodies and other large bodies, without the disadvantage of high operating costs having to be accepted.
The method according to the invention consists in that the body to be dried is first pre-dried by means of an electric current passed through it, which can be a direct or alternating current, and then by the action of an electric high-frequency alternating field, in particular an ultra-short wave field with a wavelength of less than 100 m, is further dried.
The implementation of the method according to the invention is expediently carried out in the following way: As explained above, in the drying process by means of a current passed through the body, the disadvantages only become noticeable when the moisture content of the body has already been driven out to a certain extent. Up to this point in time, this procedure can safely be used. Then it is dried further by means of an electrical high-frequency field. This drying can be continued up to any desired degree of dryness without any disadvantages.
Since the favorable properties of the high-frequency field drying process appear straight at a lower moisture content, there is the advantage that the high-frequency field drying is used precisely in that time segment of the entire drying process in which it offers its characteristic advantages. Ultimately, however, the costs of high-frequency drying are also reduced to a very low level.
The greater the initial moisture content of the body to be dried, the longer it is possible to work with direct or alternating current passed through the body, and the expensive high-frequency field is only used to drive out a certain residual amount of moisture.
The duration of use of the high-frequency field is therefore limited to a relatively small part of the total drying time and is essentially independent of the initial moisture content of the body and the total drying time caused by this.
The method according to the invention can be carried out in such a way that a special device is provided for each of the two different types of drying, and that the body to be dried is first treated with one device and then with the other.
In the following, however, a few examples are used to show how the body to be dried can even be dried in succession by means of a single, specially designed device with both one and the other type of energy and thus according to the two different types of drying All that is required is a simple switchover of the type of energy on the device.
Fig. 1 shows an advantageous device for performing the method according to the invention in an essential representation. The item 1 to be dried is located between the capacitor electrodes 2, which are pressed against the item by means of the springs 3. A flexible line 4 bridges the springs 3. A variable capacitor 5 is connected in parallel with the capacitor 2; Its purpose (with a fixed grid coupling) is to set the damping of the oscillating circuit to the value that is most efficient for the high-frequency generator.
The self-induction of the Sehivingungskreis consists of the two parts 6, which can be connected in series by means of the lever switch 7 and 8 and the connector 9. The other parts of the high frequency generator known per se are shown in the drawing for better clarity. let go. For the pre-drying of the material who the switches 7 and 8 are switched to the mains connection lines 10 and 11, where the electrodes 2 are connected to an alternating or direct current source 12.
The electrodes 2 are used in operation at the next as power supply electrodes in the pre-drying and then as capacitor electrodes of the high-frequency resonant circuit. The device can also be designed in such a way that the mains connection lines do not need to be detached from the oscillating circuit when switching to high frequency, since the mains current is practically zero at the end of the pre-drying due to the low conductivity of the goods.
Fig. 2 shows another device for performing the method according to the invention. Parts 1 to 4 are the same as in FIG. 1. Each of the two capacitor electrodes 2 is connected to one electrode of two variable auxiliary capacitors 13 and 14. These auxiliary capacitors are advantageously air capacitors, since their dielectric losses should be as small as possible. The two free capacitor plates of the auxiliary capacitors are connected to one another via the inductance 6.
In the network connection lines 10 and 11 aperiodic chokes or blocking circuits 15 and 16 are expediently placed in order to avoid a migration of the high frequency to these lines.
The ge in the arrangement of FIG. 2, the arcuate design of the connecting lines between the two field electrodes 2 and the auxiliary capacitors 13 and 14 is particularly advantageous for high-frequency treatment devices. However, it is also possible to arrange the capacitors as shown in FIG.
The arrangements according to FIGS. 2 and 3 also have the advantage that the mains connection lines 10 and 11 are brought up to the voltage nodes of the oscillation circuit branches 2-13 and 2-14, solely due to the geometric arrangement, perpendicular to the existing high-frequency field that only low high frequency energies are transmitted to the mains connection lines 10 and 11.
In some cases, in order to avoid the contact resistance at the electrodes 2, it is desirable that the material to be dried, at least on the electrode support surface, is kept moist on the surface until the end of the drying process. For this purpose, the electrodes can advantageously be formed as a wire mesh. An exemplary embodiment is shown in FIG.
A funnel-shaped housing 17 adjoins the electrode 2, and an atomizing device 18, each with a water feed and an air feed, is attached to the funnel mouth. At the edge of the funnel, a water drainage opening is provided below. The material is sprayed through the grid-shaped electrode 2 during the drying process.
The water-air supply is advantageously carried out in the vibration node of the device shown in Fig. 5 ge shown in Fig. 5 is particularly advantageous for drying plate-shaped material. The electrodes 2 consist of metal rails on which 19 contact pieces 20 are attached by means of springs.
The distance between the electrode bars 2 and the material is such that the contact pieces 20 are pressed firmly against the edge of the plate-shaped material. It is useful to provide between the contact pieces 20 and the rail 2 shown in Fig. 1 and 2, not shown in Fig. 5 connecting line 4, so that a significant voltage drop on the Fe countries 19 is avoided during the high-frequency treatment.
If the shrinkage is considerable during the drying process, the force with which the contact pieces 20 are pressed against the edges of the plate 1 will become smaller with increasing drying. In some cases, it will therefore be necessary to build the treatment capacitor in this way. Aass even in the case of greater shrinkage, the contact pieces 20 are pressed against the plate edges with essentially unchanged pressure.
This can be achieved, for example, in that ropes to which the electrodes are attached are guided over fixed rollers and provided with weights which press the electrodes against the material at least during the preliminary drying.
If three-phase current is to be used for pre-drying, it is advisable either to dry three plates at the same time and to connect them to one of the three-phase phases .B, S and T or to press two further connections onto a single plate. An exemplary embodiment for the latter case is shown in FIG.
Instead of the two electric 2 in FIGS. 1 to 3, four electrodes 21 to 24 are provided here and are placed on the flat side of the good sheet I to be dried at equal mutual distances.
The electrodes are connected to the center contacts of a four-way switch 25, by means of which the electrodes in the switching arrangement shown in the drawing are alternately connected to either the three phases <I> R, </I> S, <I> T </I> of the three-phase network or can be conveniently switched on via the auxiliary capacitors 13 and 14 already shown in FIGS. 2 and 3, via the lines 26 and 27 in the high-frequency oscillating circuit.
The devices for performing the method according to the invention are not tied to the exemplary embodiments described, but can be designed in many other ways.
The use of the same electrodes for pre-drying and final drying is particularly advantageous, but separate electrodes can also be provided for each of the two drying processes, with the electrodes used for pre-drying applying pressure to the bodies to be dried be pressed which is 5 kg / cm \ or more.
Furthermore, for example, advantageous means can be provided that automatically switch the electrodes from pre-drying to final drying at a favorable point in time, namely as soon as the current consumption of the goods to a certain level during pre-drying is appropriate adjustable limit value has fallen.
The pressing of the electrodes shown in Fig. 5 can also be used in any other arrangements for implementation of the method according to the invention; In practical tests, compression pressures of up to about 30 atmospheres have proven to be appropriate. By using high pressures, the contact resistance between the electrode and the body is significantly reduced, which not only prevents the formation of sparks, but also prevents the surface from overheating. The shape of the electrodes to be applied to the material can also be modified in many ways.
Some before advantageous exemplary embodiments for this who are specified below: In Fig. 4, an electrode is already shown with openings through which moisture, in particular water, is supplied to the surface of the goods touched by the electrodes. However, such perforated electrodes can also be used advantageously without the supply of moisture, so that the moisture or moisture through the holes during the drying process. the steam that forms can escape.
With regard to the lying on the electrodes and the same at least during the pre-drying on the material pressing pressure body can this between the electrodes and these pressure bodies means for deriving the moisture escaping through the electrodes BEZW. Vapors can be seen, for example, grooves in the pressure surface of the pressure body. At the same time or instead of this, between the broken electrodes and their Druckkör pern moisture or. vapor-permeable, pressure-resistant intermediate layers are provided, for example a wire mesh or a grooved plate made of wood or metal.
An embodiment of such designed arrangements for performing the method according to the invention is shown in FIG. 7 of the drawing. Figures 8 and 9 show details of this arrangement.
In Fig. 7, a plate-shaped fibrous material body 1 to be dried is arranged between two plate-shaped electrodes 2. As the plan view of these electrodes in FIG. 8 shows, the electrodes are provided with a large number of small holes. On each of the two electrodes there is an intermediate plate 28, which consists for example of metal and is provided with grooves that extend across their surface facing the electrode.
The parts 1, 2 and 28 lie gene between the two pressure bodies 29, which consist of, in the indicated arrow direction by means of a pressure device, not shown in the drawing, with high pressure against the intermediate body or. the electrodes are pressed and thereby press the electrodes 2 firmly against the body 1.
A switch 25 is connected to the electrodes 2, similar to FIG. 6, which places the electrodes either on the power supply lines 10 and 11 of a low-frequency alternating current network of, for example, 50 FIz or via the lines 26 and 27 to a suitable high-frequency generator.
Instead of providing special groove-shaped intermediate bodies 28 between the electrodes 2 and the pressure bodies 29, the pressure bodies 29 can themselves bezw with grooves or any differently shaped recesses for draining off the moisture. of the liq sigkeitsdampfes are provided, as shown in Fig. 9 in one embodiment GE shows.
When drying fibrous bodies, it is advantageous if the electrodes do not protrude beyond the edge of the fibrous body to be dried, in contrast to the manner otherwise customary when drying bodies in a high-frequency electric field.
In FIG. 7 of the drawing, therefore, the electrode surfaces are just as large as the surface of the fibrous body that touches them. However, it can be advantageous to make the electrodes slightly smaller than the area of the fiber body in order to avoid excessive treatment of the edge zones of the body.
The two pressure bodies 29 who are advantageously made of an electrically insulating material that has the smallest possible dielectric constant and a low dielectric loss angle and low thermal conductivity.
The strong formation of the grooves in the pressure body shown in FIG. 9 of the drawing has the further advantage that the heat losses of the heated fibrous material body are kept as low as possible by conduction of heat.
Finally, it should also be mentioned that the method according to the invention and the arrangements specified for its implementation can also be used for drying many other moisture-containing bodies, in addition to drying fibrous bodies.