DD146489A1

DD146489A1 - METHOD FOR CONTROLLING THE DRYING PERFORMANCE OF CONVECTION DRYERS

Info

Publication number: DD146489A1
Application number: DD21598479A
Authority: DD
Inventors: Reiner Pietag; Reiner Schliephake; Siegfried Protzel; Guenter Bretschneider
Original assignee: Reiner Pietag; Reiner Schliephake; Siegfried Protzel; Guenter Bretschneider
Priority date: 1979-10-03
Filing date: 1979-10-03
Publication date: 1981-02-11

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung der Trocknungsleistung von Konvektionstrocknern fuer einseitig oder beidseitig beschichtete bahnfoermige Gueter. Sie ist in der Film- und Magnetbandindustrie sowie der farben- und lackverarbeitenden Industrie anwendbar. Ziel und Aufgabe der Erfindung bestehen darin, ein zuverlaessiges und schnelles Verfahren zur Steuerung von Konvektionstrocknern zu schaffen, das die Wirkung aller Schwankungen der Prozeszparameter ausgleicht. Erfindungsgemaesz werden Ziel und Aufgabe dadurch geloest, dasz als Information ueber den Trockengrad des Films der charakteristische Sprung bzw. steile Anstieg der Bahntemperatur und als Stellgroesze vorzugsweise Luftmenge und Luftfeuchte verwendet werden. Der charakteristische Temperatursprung wird von mindestens zwei Strahlungspyrometern erfaszt und ihre Anzeigewerte untereinander und mit der Lufttemperatur verglichen und ausgewertet. Dann werden die Sollwerte der Luftmenge so eingestellt, dasz die Strahlungspyrometer wieder eine bestimmte Differenz anzeigen, waehrend die Trocknungsleistung der nachfolgenden Trockenzonen konstant gehalten werden. Der Vorteil besteht darin, dasz anhand der Lage des Trockenpunktes fruehzeitig und schnell in das Trockenregime eingegriffen werden kann.The invention relates to a method for controlling the drying performance of convection dryers for single-sided or double-sided coated web-like goods. It is applicable in the film and magnetic tape industry as well as the paint and lacquer processing industry. The object and the object of the invention are to provide a reliable and rapid method for controlling convection dryers, which compensates for the effect of all fluctuations in the process parameters. According to the invention, the object and the object are achieved by using, as information about the degree of dryness of the film, the characteristic jump or steep rise of the web temperature and, preferably, the amount of air and humidity. The characteristic temperature jump is detected by at least two radiation pyrometers and their display values are compared and evaluated with each other and with the air temperature. Then, the set values of the air quantity are adjusted so that the radiation pyrometers again indicate a certain difference, while keeping the drying performance of the subsequent drying zones constant. The advantage is that it can be intervened on the basis of the location of the dry point early and quickly in the dry regime.

Description

Int. Cl.²: P 26 B 21/00Int. Cl. ² : P 26 B 21/00

Verfahren zur Steuerung der Trocknungsleistung von KonvektionstrocknernMethod for controlling the drying performance of convection dryers

Anwendungsgebiet der ErfindungGsgebiet applicatio of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung der Trocknungsleistung von Konvektionstrocknern für einseitig oder beidseitig beschichtete bahnförmige Güter, bei dem die Bahn mittels Trägervorrichtungen, z. B.* Walzen oder Luftpolster, geführt und die Trocknungsluft aus Düsen- oder Blendenfeldern zonenweise auf die zu trocknende Bahnoberfläche geblasen wird. Sie ist in der Film- und Magnetbandindustrie sowie der farben— und lackverarbeitenden Industrie anwendbar.The invention relates to a method for controlling the drying performance of convection dryers for single-sided or double-coated web-shaped goods, in which the web by means of carrier devices, for. B. * rolls or air cushion, out and the drying air from the nozzle or aperture fields is zonewise blown on the web surface to be dried. It is applicable in the film and magnetic tape industry as well as the paint and lacquer processing industry.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCHARACTERI stik the known technical solutions

Die Steuerung der konvektiven Trocknung ist insbesondere notwendig bei solchen Gütern, bei denen die Qualität von dem am Ende der Trocknung erzielten Restgehalt an flüchtigen Bestandteilen mitbestimmt wird. Sind die Maßnahmen zur Einflußnahme auf den Trockner im v/es entlichen bekannt und durch Veränderung von Temperatur, Durchsatz und Feuchte des Trockenmit-The control of the convective drying is particularly necessary for those goods in which the quality of the obtained at the end of drying residual volatile content is determined. Are the measures for influencing the dryer known in the open air and by changing the temperature, throughput and humidity of the drying agent

tels gekennzeichnet, so bereitete die direkte Erfassung der Veränderung des zu trocknenden Gutes bisher Schwierigkeiten.Characterized so characterized the direct detection of the change of the goods to be dried so far difficulties.

In der DE-OS 2528 923 ist ein indirektes Verfahren zur Trocknung skontrοlie beschrieben, bei dem nach dem Prinzip der Verwendung eines feuchten und eines trockenen Thermometers durch eine Messung der Psychrometerdifferenz der Trocknerabluft die Temperatur der Trocknerzuluft so geregelt werden kann, daß dem Film stets die für die Trocknung benötigte Wärme zur Verfügung steht.In DE-OS 2528 923 an indirect method for drying skontrοlie is described in which the temperature of the dryer supply air can be controlled so that the film is always the. According to the principle of using a wet and a dry thermometer by measuring the Psychrometerdifferenz the dryer Heat required for drying is available.

Nachteilig bei diesem Verfahren ist der hohe Wartungsaufwand und die Trägheit des Systems, dieses kann zu Betriebsstörungen führen. Die Kenntnis über die für jedes Trocknungsgut notwendige Psychrometerdifferenz bestimmt die Zuverlässigkeit des Verfahrens und kann für neu zu produzierende Güter nicht vorausgesetzt werden. Die Genauigkeit des Verfahrens bei größeren Trockenzonenlängen und bei hohen Anforderungen an die Eestfeuchtetoleranzen von Filmen ist nicht ausreichend. Eine in der Zeitschrift Regelungstechnische Praxis 19 (1977) 3 j S. 71 - 76 dargelegte Lösung geht von der direkten Messung der Filmaustrittsfeuchte durch Infrarotabsorption aus. Der Nachteil besteht in der Trägheit bei der Aussteuerung von Störungen, die zu FilmfeuchteSchwankungen und Ausschußproduktion führen können. Weiterhin, kann bei dieser Feuchtemessung nicht ausgeschlossen v/erden, daß Feuchteanteile der Unterlage zu Störungen führen.A disadvantage of this method is the high maintenance and inertia of the system, this can lead to malfunction. The knowledge of the psychrometer difference required for each material to be dried determines the reliability of the process and can not be assumed for newly produced goods. The accuracy of the process for larger dry zone lengths and high requirements for the Ew moisture tolerances of films is not sufficient. A solution set out in the journal Regeltechnische Praxis 19 (1977) 3j pp. 71-76 is based on the direct measurement of the film exit moisture by infrared absorption. The disadvantage is the inertia in the modulation of disturbances, which can lead to film moisture fluctuations and committee production. Furthermore, it can not be ruled out in this moisture measurement that moisture components of the substrate lead to disturbances.

Object of the invention

Das Ziel der Erfindung besteht darin, ein zuverlässiges und schnelles Verfahren zur Steuerung der Trocknungsleistung von Konvektionstrocknern zu schaffen, das eine qualitätsgerechte Trocknung von Aufträgen auf bahnförmige Unterlagen mit hoher Wirtschaftlichkeit ermöglicht.The object of the invention is to provide a reliable and rapid method for controlling the drying performance of convection dryers, which enables a high-quality drying of jobs on sheet-like documents.

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Explanation of the essence of the invention

Die oben genannten Erfindungen haben die Machteile, daß die Verfahren wartungsaufwendig und sehr träge im Aussteuern von Störungen sind. Diese Störungen können zu Feuchteschwankungen und damit zu Ausschußproduktion führen. Die charakteristischen Eigenschaften von Materialien, z. B. die engen Toleranzen bei der Einhaltung der Restfeuehte am Trocknerende und die störenden Feuchteanteile in der Unterlage des zu trocknenden Auftrages, werden nicht ausreichend berücksichtigt.The abovementioned inventions have the advantages that the processes are maintenance-intensive and very sluggish in the control of disturbances. These disturbances can lead to moisture fluctuations and thus to committee production. The characteristic properties of materials, eg. As the tight tolerances in compliance with the residual moisture at the dryer end and the disturbing moisture content in the pad of the order to be dried, are not sufficiently considered.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu entwickeln, das die Wirkung aller Schwankungen der. Prozeßparameter, insbesondere Lufttemperatur, Luftmenge, Luftfeuchte, Emulsionsfeuchte und Unterlagenfeuchte, die zu einer.qualitätsgefährenden Änderung der Filmaustrittsfeuchte führen, mit geringer Trägheit bei gleichzeitiger geringer Verzögerung der Meßwertbereitstellung und des Stelleingriffs ausgleicht.The invention is therefore an object of the invention to develop a method that the effect of all variations in the. Process parameters, in particular air temperature, air flow, humidity, emulsion moisture and substrate moisture, which lead to a quality-changing change in the film outlet moisture, with low inertia with low delay of Meßwertbereitstellung and the control action compensates.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß als Information über den Trockengrad des Films der charakteristische Temperatursprung bzw. steile Anstieg der Bahntemperatur und als Stellgröße vorzugsweise Luftmenge und Luftfeuchte verwendet werden. Erweitert wird die Anwendung der Erfindung auf den Ausgleich starker Störungen während der sogenannten "Anfahrphase" und die Vexrhinderung unzulässiger Verschmutzungen von Bahntransportelementen bei Störungen der Gleichmäßigkeit des Antrages.According to the invention, the object is achieved in that as information about the degree of dryness of the film, the characteristic temperature jump or steep rise of the web temperature and as a manipulated variable preferably air quantity and humidity are used. The application of the invention is extended to the compensation of strong disturbances during the so-called "start-up phase" and the prevention of unacceptable contamination of rail transport elements in case of disturbances in the uniformity of the application.

Der charakteristische steile Anstieg der Bahntemperatur entsteht bei Trocknungsgütern, die, wie fotografische Filme, in einem sogenannten 1. und 2. Troolarangsabschnitt trocknen, am Knick- oder Trockenpunkt. Im 1. Trocknungsabschnitt wird die Bahntemperatur vorwiegend von Temperatur und Feuchte der Zu-The characteristic steep increase in web temperature arises in the case of dry goods, which, like photographic films, dry in a so-called first and second trocar section at the kink or dry point. In the first drying section, the web temperature is mainly determined by the temperature and humidity of the

luft sowie von der für einen Trocknertyp festliegenden Strömung s form bestimmt und liegt bei modernen Intensivtrocknern mit auftrageseitiger Belüftung nahe der "Kühlgrenztemperatur"* Die nach dem Trockenpunkt benötigte Trocknerlänge für den 2. Trocknungsabschnitt ist im wesentlichen von der Dicke und Art des Antrages des zu trocknenden Gutes und nur wenig von den äußeren Bedingungen abhängig. Diese äußeren Bedingungen werden durch konventionelle Regelung konstant gehalten, wobei der Sollwert den Erfordernissen des zu trocknenden Gutes angepaßt wird. Die Restlänge des Trockners muß für jede Pilmsorte konstant gehalten werden. Erfaßt man den Temperatursprung innerhalb einer Trockenzone mittels zweier Strahlungspyrometer, so erhält man unabhängig von der jeweils vorliegenden Zulufttemperatur und Zuluftfeuchte zwei Grenzwerte für die Filmtemperatur, die für die Steuerung der Trocknungsleistung genutzt werden.air and determined by a type of dryer flow s form and is modern intensive dryers with application-side ventilation near the "cooling limit temperature" * The required after the drying point dryer length for the 2nd drying section is essentially the thickness and type of application to be dried Good and only a little dependent on the external conditions. These external conditions are kept constant by conventional control, the setpoint being adapted to the requirements of the material to be dried. The residual length of the dryer must be kept constant for each type of pilgrim. If the temperature jump within a drying zone is detected by means of two radiation pyrometers, two limit values for the film temperature, which are used for controlling the drying power, are obtained independently of the respective supply air temperature and supply air humidity.

Der untere Wert entspricht nahezu der Kühlgrenztemperatur und der obere Wert der Lufttemperatur. Sinkt die Gesamttrocknungsleistung, so zeigen beide Geräte Kühlgrenztemperatur an. Der charakteristische Temperatursprung liegt dann zuweit in Richtung Trockenende und die Trocknungsieistung muß gesteigert werden. Zeigen beide Geräte dagegen Lufttemperatur an, muß die Trocknungsleistung verringert werden. Die relativ geringen Schwankungen der Lage des Troekenpunktes im stationären Betrieb werden durch Veränderung der Luftmenge ausgeglichen. Dazu dienen an sich bekannte Verfahren wie die Drehzahlregelung oder auch die Bypaßregelung.The lower value is close to the cooling limit temperature and the upper value of the air temperature. If the total drying capacity drops, both units indicate the cooling limit temperature. The characteristic temperature jump is then too far towards the end of drying and the drying power must be increased. On the other hand, if both devices indicate air temperature, the drying performance must be reduced. The relatively small fluctuations in the position of Troekenpunktes in stationary operation are compensated by changing the amount of air. These are known per se methods such as the speed control or the bypass control.

Wenn in der Trockenzone, in der die Meßgeräte installiert sind, eine größere Abweichung des Sollwertes der Lufttemperatur zum Angleichen der Trocknungsieistung an verschiedenen Trocknungsgütern vorgesehen ist, wird die Anzeige der Bahntemperatur zusätzlich mit der Lufttemperatur verglichen.If in the drying zone in which the measuring instruments are installed, a greater deviation of the setpoint of the air temperature is provided for equalizing the drying power at different drying goods, the display of the web temperature is additionally compared with the air temperature.

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Durch die Installation weiterer Strahlungspyrometer und der dazugehörigen Umschaltmö'glichkeiten der Anzeige bzw* der meßwertverarbeitenden Einheit auf diese zusätzlichen Geräte ist es möglich, die Lage des Trockenpunktes zu verschieben· Die erforderliche Resttrockmmgslänge kann somit eingestellt werden·By installing further radiation pyrometers and the corresponding switchover possibilities of the display or the measuring value processing unit to these additional devices, it is possible to shift the position of the dry point. The required residual drying length can thus be set.

Bei instationären Zuständen, z. B. beim Anfahren des Trockners, wird das zu trocknende Gut auf Grund der im Stillstand gespeicherten Y/ärme übertrocknet. Dabei entstehen größere Abweichungen der lage des Trockenpunktes als es beim stationären' Betrieb der Pail ist· Mit der Luftmenge sind nur begrenzte Eingriffe möglich, da ein unterproportionaler Zusammenhang mit der Trocknungsleistung besteht· Die Anfahrsteuerung des Trockners ist über eine Programmierung der Sollwerte der Zulufttemperatur realisiert. .Weiterhin besteht die Möglichkeit, relativ schnell wirkende Befeuchtungseinrichtungen sowohl für den Ausgleich instationärer als auch stationärer Schwankungen einzusetzen.In transient states, eg. B. when starting the dryer, the material to be dried is over-dried due to the stored at standstill Y / arms. This results in larger deviations in the position of the dry point than is the case during stationary operation of the Pail. · The air volume only permits limited interventions, since there is a disproportionate connection with the drying performance · The driveaway control is implemented by programming the setpoint values for the supply air temperature. Furthermore, it is possible to use relatively fast-acting humidification devices both for the compensation of transient and stationary fluctuations.

Bei geringen Ungleichmäßigkeiten des Antrages ist es vorteilhaft, die Strahlungspyrometer in einer Linie anzuordnen, so daß das gleiche Bahnelement erfaßt wird. Eine Möglichkeit zur Bestimmung feuchter bzw. kälterer Partien des zu trocknenden Gutes ergibt sich, wenn ein oder mehrere Strahlungspyrometer mittels einer handelsüblichen Tra— versiervorrichtung quer zur Bahn geführt v/erden. Bis zur Abstellung des Antragfehlers kann die Trocknungsieistung zeitweise so erhöht werden, daß auch diese Partien den Trockner mit einer solchen geringen Peuehte verlassen, so. .daß die Polgeeinrichtungen, z. B. Bahnführungselemente, nicht verschmutzen und ein normales Auf— und Abwickeln der Bahn möglich ist·With small irregularities of the application, it is advantageous to arrange the radiation pyrometers in a line so that the same orbital element is detected. One possibility for determining moist or colder parts of the material to be dried results when one or more radiation pyrometers are guided transversely to the web by means of a commercially available traversing device. Until the application error is corrected, the drying capacity may be temporarily increased so that even these parts leave the dryer with such a small amount. . that the Polgeeinrichtungen, z. As web guide elements, do not pollute and a normal winding and unwinding of the web is possible ·

Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens bestehen neben seiner Unabhängigkeit von der Höhe der eingestellten Lufttemperatur, der Luftfeuchte und deren Schwankungen vor allem darin, daß .anhand der Lage des Trockenpunktes frühzeitig und schnell in das Trockenregime eingegriffen werden kann, um die Filmaustrittsfeuchte konstant zu halten. Des weiteren werden bei Anwendung der Erfindung Informationen über Abweichungen im Trockenprozeß quer zur Bahn sowie deren örtliche Zuordnung durch die Traversiervorrichtung erhaltene Durch die Erfindung wird die Voraussetzung, geschaffen, die Steuerung des Trockenprozesses durch Prozeßrechner zu automatisieren. Es ist möglich, Fehler wie Abklatschen, elektrostatische Entladungen und Verblitzungen zu vermeiden«The advantages of the method according to the invention, in addition to its independence from the height of the set air temperature, humidity and their fluctuations in particular, that .anhand the location of the dry point early and quickly can be intervened in the dry regime to keep the film outlet moisture constant. Furthermore, information about deviations in the dry process across the web and their local assignment by the traversing device obtained by applying the invention, the prerequisite is created to automate the control of the drying process by process computer. It is possible to avoid mistakes such as flap-off, electrostatic discharges and flashings «

Ausführungsbeispiel From management example

Das Verfahren zur Steuerung der Trocknungsleistung von Konvektionstrocknern soll nachstehend an Ausführungsbeispielen näher erläutert v/erden·The method for controlling the drying performance of convection dryers will be explained in more detail below using exemplary embodiments.

Figur 1 zeigt den Zusammenhang zwischen Feuchtigkeitsgehalt, Bahntemperatur und geometrischem Ort des Trockenpunktes im Trockner, durch den sich die Bahn 3 bewegt. Am Ort des charakteristischen TemperaturSprunges, der sich über eine Bahnlänge von 8 m erstreckt, sind im Abstand von 5 m untereinander zwei Strahlungspyrometer 1 und 2 angeordnet.Figure 1 shows the relationship between moisture content, web temperature and geometric location of the dry point in the dryer, through which the web 3 moves. At the location of the characteristic temperature jump, which extends over a track length of 8 m, two radiation pyrometers 1 and 2 are arranged at a distance of 5 m from each other.

Eine Ausführungsform für die Anzeige der Lage des charakteristischen Temperatursprunges ist in Figur 2 dargestellt. In den Wandlern 4 und 5 werden die Differenzen zwischen Bahntemperatur und Lufttemperatur T₁ - T, bzw. Tp - T. gebildet und mit den Instrumenten 6 und 7 analog angezeigt. Durch Vergleich der angezeigten Werte mit einer beiden Instrumenten 6 und 7 gemeinsamen Markierung Tw können die Sollwerte fürAn embodiment for the display of the position of the characteristic temperature jump is shown in FIG. In the converters 4 and 5, the differences between the path temperature and air temperature T ₁ - T, or Tp - T. formed and displayed analog with the instruments 6 and 7. By comparing the displayed values with a common marker Tw for both instruments 6 and 7, the setpoint values for

Luftmenge oder Luftfeuchte in den vorgelagerten Zonen so verändert werden, daß sich T,. - T^unter und T₂ - T, über der Markierung "befinden. Die Markierung wurde so gewählt, daß sie etwa in der Mitte des Änderungsbereiches der Differenz von Bahntemperatur und Lufttemperatur liegt.Air quantity or humidity in the upstream zones are changed so that T ,. - T ^ under and T ₂ - T, above the marking "The mark was chosen to be approximately in the middle of the range of change of the difference between the temperature of the web and the temperature of the air.

Figur 3 zeigt eine Ausführung, bei der die Anzeige durch Lampen 9, 10, 11 erfolgt. Die Lampen 9, 10, 11 werden durch eine Vergleichsschaltung 8 so angesteuert, daß Lampe 9 eine zu hohe und Lampe 11 eine zu niedrige Trocknerleistung signalisiert. Den Lampen 9, 10, 11 ist jeweils eine der Programmkarten 12 und 13 zugeordnet. Auf diesen Programmkarten ist für jede Trockenzone der Stelleingriff für die Luftmen-—3 3—1Figure 3 shows an embodiment in which the display by lamps 9, 10, 11 takes place. The lamps 9, 10, 11 are controlled by a comparison circuit 8 so that the lamp 9 signals too high and the lamp 11 too low a dryer performance. The lamps 9, 10, 11 each one of the program cards 12 and 13 is assigned. On these program cards, for each drying zone, the control action for the airmen is 3- 3-1

ge in 10 .m .h angegeben. Leuchtet Lampe 9 auf, so wird die Luftmenge in den Trockenzonen III bis VIII um jeweils 3.10 .m .h verringert, leuchtet Lampe 11 auf, jeweils um 3·5·10 .rrr.h erhöht. In einer weiteren Ausführung wird durch Bildung der Summe 2 1- T, - T₂ - 2 Tu und Aufschaltung auf einen Regler die Änderung der Trocknungsleistung über die Luftmenge automatisch ausgeführt. Die Bildung der Differenz zwischen Luft- und Bahntemperatur hat den Vorteil, daß der Vergleichswert Tw nur einmal und unabhängig von der Lufttemperatur vorgegeben werden muß.ge in 10 .m .h specified. If lamp 9 lights up, the air volume in drying zones III to VIII is reduced by 3.10 .m .h, lamp 11 lights up, in each case increased by 3 · 5 · 10 .rrr.h. In a further embodiment, the formation of the sum 2 1- T, - T ₂ - 2 Tu and switching to a controller, the change in the drying capacity on the air volume automatically executed. The formation of the difference between air and web temperature has the advantage that the comparison value Tw must be specified only once and independently of the air temperature.

Claims

- β- 21-598

invention claim

1. A method for controlling the drying performance of Konvektionstroeimern for web-shaped goods in which the web is guided by one or both sides coating by means of support devices and the drying air from nozzle or aperture fields is zonewise blown on the web surface to be dried, ge characterized in that the characteristic temperature jump of the web temperature is detected by at least two Strahlungspyrometern that their readings are compared and evaluated with each other and the air temperature and the setpoints of the amount of air adjusted so that the radiation pyrometer again indicate a certain difference, while the drying performance of the subsequent drying zones is kept constant.

2. A method for controlling the tracking performance according to item 1, characterized in that the radiation pyrometers are guided transversely to the web running direction.