DE102015202162B4 - Verfahren zum automatisierten Betreiben einer Trocknungsanlage mit einem zumindest mit einem Luftvolumen gefüllten Trocknungsraum - Google Patents
Verfahren zum automatisierten Betreiben einer Trocknungsanlage mit einem zumindest mit einem Luftvolumen gefüllten Trocknungsraum Download PDFInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum automatisierten Betreiben einer Trocknungsanlage mit einem zumindest mit einem Luftvolumen gefüllten Trocknungsraum, bei dem eine Steuereinheit bei einem Kaltstart der Trocknungsanlage ein von einem Abluftventilator aus dem Trocknungsraum hinauszubeförderndes Abluftvolumen auf einen ersten Wert einstellt und nach einem Erreichen dieses ersten Wertes das von dem Abluftventilator aus dem Trocknungsraum hinauszubefördernde Abluftvolumen für eine Spülzeit auf einen im Vergleich zu seinem ersten Wert höheren zweiten Wert einstellt, wobei die Steuereinheit nach Ablauf der Spülzeit das von dem Abluftventilator aus dem Trocknungsraum hinauszubefördernde Abluftvolumen wieder auf den ersten Wert einstellt.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum automatisierten Betreiben einer Trocknungsanlage mit einem zumindest mit einem Luftvolumen gefüllten Trocknungsraum gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
- Durch die
DE 25 34 479 A1 ist eine Temperatursteuereinrichtung bei einer Trockenmaschine für laufende Garnbahnen bekannt, wobei eine in Laufrichtung der Garnbahn langgestreckte Trockenkammer, die von einem kastenförmigen Rahmen umgrenzt wird, vorgesehen ist. Ein in Strömungsrichtung oberhalb liegender Anschluss einer Luftsaugleitung ist an einem Ende mit der Trockenkammer verbunden. Ein in Strömungsrichtung oberhalb liegender Anschluss einer Absaugeinrichtung, um Luft aus dem System abzusaugen, ist mit der Luftsaugleitung verbunden. Ein in Strömungsrichtung oberhalb liegender Anschluss einer Umlaufleitung ist mit der Saugleitung und deren unterhalb liegender Anschluss ist mit dem gegenüberliegenden Ende der Trockenkammer verbunden. Es sind ein der Umlaufleitung zugeordneter Heizer und ein der Umlaufleitung zugeordnetes Umlaufgebläse vorgesehen sowie eine Einrichtung, um die Saugleitung wahlweise mit der Umlaufleitung und der Absaugeinrichtung zu verbinden, ferner eine Einrichtung, um abhängig vom Laufzustand der Trockenmaschine die Zufuhr an thermischer Energie in die Trockenkammer zu steuern. Schließlich ist auch eine Einrichtung zum Steuern der genannten Elemente in einem vorgegebenen zeitlichen Ablauf vorgesehen. - Durch die
DE 32 05 962 C2 ist eine Anordnung von Heizelementen in einem Trocknungsraum bekannt. - Durch die
DE 857 925 B ist ein Verfahren zum Trocknen von vorwiegend lackierten Blechdosenrümpfen mittels heißer, die Gutstransportfläche durchströmender Trockengase in Bandtrocknern bekannt. - Die
DE 10 2013 206 268 B3 offenbart einen Bandtrockner mit einer Trocknungsanlage mit einem, von einer Steuereinheit steuerbaren Abluftventilator. - Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum automatisierten Betreiben einer Trocknungsanlage mit einem zumindest mit einem Luftvolumen gefüllten Trocknungsraum zu schaffen, bei dem ein Verbrauch an insbesondere elektrischer Energie unter Berücksichtigung von Vorschriften des Explosionsschutzes minimiert wird.
- Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst.
- Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, dass beim automatisierten Betreiben der Trocknungsanlage deren Verbrauch an insbesondere elektrischer Energie unter Berücksichtigung von Vorschriften des Explosionsschutzes minimiert wird. Zudem wird insbesondere in Verbindung mit einer Unterbrechung im Trocknungsprozess der zum Trocknen des Trocknungsgutes eingesetzte Gasverbrauch minimiert. Im Übrigen führt die vorgeschlagene Lösung dazu, dass eine Trocknungsanlage nach einem Kaltstart und/oder nach einer Unterbrechung im Trocknungsprozess vollständig automatisiert vergleichsweise schnell, d. h. in kürzerer Zeit als in von einer Bedienperson ausgeführten Aktionen wieder in Produktion gehen kann, was die Wirtschaftlichkeit einer solchen Trocknungsanlage verbessert.
- Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben.
- Die einzige Figur zeigt beispielhaft schematisch und vereinfacht eine Trocknungsanlage
01 , wie sie z. B. in der industriellen Verfahrenstechnik zum Trocknen eines Trocknungsgutes03 insbesondere mit Hilfe von Luft, Rauchgas oder ein Inertgas wie z. B. Stickstoff oder ein Edelgas eingesetzt wird. Diese Trocknungsanlage01 weist mindestens einen Trocknungsraum02 auf, wobei dieser von wenigen Öffnungen abgesehen umbaute Trocknungsraum02 zumindest mit einer bestimmten Menge an Luft, d. h. dem sogenannten Luftvolumen gefüllt ist. Ein mit einem Lösemittel befrachtetes Trocknungsgut03 wird diesem Trocknungsraum02 der Trocknungsanlage01 in einer vorzugsweise kontinuierlichen Bewegung zugeführt. Als Trocknungsgut03 werden vorzugsweise Dosen aus einem metallischen Werkstoff verwendet, z. B. Dosen aus Aluminium oder aus einem Stahl, insbesondere in ihrem Herstellprozess mit einem Lack behandelte Dosen zur nachfolgenden Befüllung z. B. mit einem Getränk oder mit einem Nahrungsmittel oder mit einem Pflegemittel. Das Lösemittel wird im Trocknungsraum02 zumindest teilweise freigesetzt. Das Lösemittel stammt z. B. aus dem Lack, mit dem Trocknungsgut03 zuvor behandelt worden ist. Das Trocknungsgut03 wird vorzugsweise mittels einer den Trocknungsraum02 in einer Transportrichtung T durchlaufenden Fördereinrichtung04 zunächst in den Trocknungsraum02 hineinbefördert und nach dem Trocknungsprozesses aus dem Trocknungsraum02 wieder hinausbefördert, wobei die Fördereinrichtung04 z. B. als ein Transportband ausgebildet ist. Im Fall der Ausbildung der Fördereinrichtung04 als ein Transportband sind die das Trocknungsgut03 bildenden Dosen an bzw. auf diesem Transportband insbesondere aneinandergereiht angeordnet. Diese Dosen sind z. B. innen und/oder außen mit einem Lösemittel haltigen Lack behandelt. Die Trocknungsanlage01 ist z. B. als ein Bandtrockner ausgebildet. - Das Trocknungsgut
03 wird während seines Durchlaufs durch den Trocknungsraum02 in einem direkten Kontakt mit einem in den Trocknungsraum02 eingebrachten von einem auf eine Prozesstemperatur erhitzten strömenden Gas getrocknet, wobei ein z. B. unterhalb der Fördereinrichtung04 angeordnetes Heizelement06 dieses Gas erhitzt, wobei dieses das Trocknungsgut03 trocknende Gas z. B. Heißluft ist und vom Heizelement06 direkt oder indirekt erhitzt wird. Die Prozesstemperatur ist diejenige Temperatur, bei der das Trocknungsgut03 optimal, d. h. auch schnellst möglich trocknet, ohne durch die zugeführte Wärme Schaden zu nehmen. Das Heizelement06 ist z. B. als ein Brenner, insbesondere als ein Gasbrenner ausgebildet. Für das vom Heizelement06 zu erhitzende Gas und/oder für eine das Trocknungsgut03 umgebende Umluft ist eine Prozesstemperatur von z. B. etwa 180°C bis 200°C vorgesehen, wobei dieses Gas von einer Ausgangstemperatur von z. B. 20°C bis 25°C auf die Prozesstemperatur erwärmt wird. Im Trocknungsraum02 ist in Verbindung mit dem Heizelement06 z. B. ein Umluftsystem ausgebildet, bei dem mindestens ein im Trocknungsraum02 angeordneter Umluftventilator09 im Trocknungsraum02 befindliche Luft umwälzt. Während seiner Trocknung gibt das Trocknungsgut03 seine Lösemittelfracht zumindest teilweise in den Trocknungsraum02 , d. h. z. B. an die Umluft ab. Um zu verhindern, dass sich im Trocknungsraum02 aufgrund der eingebrachten Lösemittelfracht ein leicht entzündliches oder gar explosives Gasgemisch ausbildet, weist der Trocknungsraum02 mindestens einen Abluftkanal07 mit jeweils mindestens einen Abluftventilator08 auf, wobei der mindestens eine Abluftventilator08 das in dem Trocknungsraum02 das Trocknungsgut03 umströmende Gas zusammen mit der vom Trocknungsgut03 in den Trocknungsraum02 abgegebenen Lösemittelfracht und dem ursprünglich in dem Trocknungsraum02 befindlichen Luftvolumen als ein Abluftvolumen aus diesem Trocknungsraum02 hinausbefördert, wobei der Begriff „Abluftvolumen“ diejenige Menge bzw. Gesamtmenge an ursprünglich im Trocknungsraum02 vorhandener Luft und/oder an in den Trocknungsraum02 gegebenenfalls eingetragenem Gas und/oder an in dem Trocknungsraum02 verdampftem Lösemittel bezeichnet, die sich aktuell in dem Trocknungsraum02 der Trocknungsanlage01 befindet und zur Vermeidung einer Gefahr durch den mindestens einen Abluftkanal07 aus dem Trocknungsraum02 hinauszubefördern ist. Im Regelfall wird zumindest das aus dem Trocknungsraum02 hinausbeförderte Luftvolumen durch ein dem Trocknungsraum02 über einen Zuluftkanal11 zugeführtes Zuluftvolumen ersetzt, wobei es sich bei der Zuluft z. B. um insbesondere sauerstoffreiche Frischluft z. B. aus einem Umgebungsbereich der Trocknungsanlage01 oder aus einem Freiluftbereich handelt. Die Einspeisung des Zuluftvolumens in den Trocknungsraum02 erfolgt z. B. mittels eines im Trocknungsraum02 ausgebildeten Unterdrucks, wobei dieser Unterdruck z. B. durch eine Umwälzung des in dem Trocknungsraum02 befindlichen Luftvolumens z. B. mittels des mindestens einen im Trocknungsraum02 angeordneten Umluftventilators09 erfolgt. - Zum automatisierten Betreiben der Trocknungsanlage
01 ist eine vorzugsweise elektronische, insbesondere programmierbare Steuereinheit12 vorgesehen, wobei diese Steuereinheit12 insbesondere zur Herstellung eines möglichst stabilen Trocknungsprozesses das das Gas erhitzende Heizelement06 zumindest hinsichtlich der Prozesstemperatur und/oder den mindestens einen Abluftventilator08 zumindest hinsichtlich des aus dem Trocknungsraum02 hinauszubefördernden Abluftvolumens und/oder den mindestens einen Umluftventilator09 hinsichtlich der von ihm im Trocknungsraum02 bewirkten Luftumwälzung jeweils regelt. In dieser Regelung werden die Prozesstemperatur des vom Heizelement06 erhitzten Gases und/oder das von dem mindestens einen Abluftventilator08 aus dem Trocknungsraum02 hinausbeförderte Abluftvolumen und/oder der mindestens eine Umluftventilator09 jeweils von mit der Steuereinheit12 verbundenen Sensoren überwacht. - Bei einem Kaltstart der Trocknungsanlage
01 z. B. nach deren längerem Stillstand stellt die Steuereinheit12 zumindest das von dem mindestens einen Abluftventilator08 aus dem Trocknungsraum02 hinauszubefördernde Abluftvolumen auf einen für den vorgesehenen Trocknungsprozess geeigneten ersten Wert ein, wobei die Steuereinheit12 z. B. von einem Produktionsplanungssystem14 eine entsprechende Information über den vorgesehenen Trocknungsprozess erhält, insbesondere auch darüber, ob das dem Trocknungsraum02 zuzuführende Trocknungsgut03 in einer der Trocknungsanlage01 vorgeordneten Produktionsanlage aktuell in Produktion ist oder in einer der Trocknungsanlage01 vorgeordneten Bearbeitungsanlage aktuell in Bearbeitung ist oder nicht. Nach einem Erreichen dieses ersten Wertes für das von dem mindestens einen Abluftventilator08 aus dem Trocknungsraum02 hinauszubefördernde Abluftvolumen stellt die Steuereinheit12 das von dem mindestens einen Abluftventilator08 aus dem Trocknungsraum02 hinauszubefördernde Abluftvolumen für eine Spülzeit auf einen im Vergleich zu seinem ersten Wert höheren zweiten Wert ein, wobei dieser zweite Wert für das von dem mindestens einen Abluftventilator08 aus dem Trocknungsraum02 hinauszubefördernde Abluftvolumen von der Steuereinheit12 z. B. mindestens fünfmal so hoch eingestellt wird wie dessen erster Wert. Dabei ist die Spülzeit eine in der Steuereinheit12 z. B. in einem Programm voreingestellte oder zumindest voreinstellbare Dauer, die erforderlich ist, um das in dem Trocknungsraum02 vorhandene Luftvolumen, insbesondere das mit dem vom Trocknungsgut03 eingebrachten Lösemittel befrachtete Luftvolumen aus dem Trocknungsraum02 hinauszubefördern und gegebenenfalls gegen das dem Trocknungsraum02 zuzuführende Zuluftvolumen auszutauschen, so dass eine Konzentration eines im Trocknungsraum02 vorhandenen gegebenenfalls leicht entzündlichen oder gar explosiven Gasgemisches zuverlässig unterhalb eines für den Betrieb der Trocknungsanlage01 vorgeschriebenen Wertes bleibt. Der Volumenaustausch erfolgt z. B. mit ca. 1000 bis 1500 m3/h. Die Spülzeit beträgt z. B. 5 bis 10 Minuten. Nach Ablauf der Spülzeit stellt die Steuereinheit12 das von dem mindestens einen Abluftventilator08 aus dem Trocknungsraum02 hinauszubefördernde Abluftvolumen wieder auf den ersten Wert ein. Bei dem erneuten Erreichen des ersten Wertes für das von dem mindestens einen Abluftventilator08 aus dem Trocknungsraum02 hinauszubefördernde Abluftvolumen zündet die Steuereinheit12 das das Gas erhitzende Heizelement06 . Die Steuereinheit12 startet z. B. durch eine Betätigung eines die Fördereinrichtung04 antreibenden Antriebs13 den Durchlauf des Trocknungsgutes03 durch den Trocknungsraum02 und damit den Trocknungsprozess, sobald das vom Heizelement06 erhitzte Gas seine Prozesstemperatur erreicht hat. - Zusätzlich zu der als Kaltstart bezeichneten Betriebssituation der Trocknungsanlage
01 oder auch unabhängig davon prüft die Steuereinheit12 in einer weiteren Betriebssituation dieser Trocknungsanlage01 , nämlich bei einer Unterbrechung in einer Zuführung des Trocknungsgutes03 zum Trocknungsraum02 , wobei diese Unterbrechung z. B. auch die Folge eines Produktionswechsels sein kann, innerhalb eines von einer planmäßigen Durchlaufzeit des Trocknungsgutes03 durch den Trocknungsraum02 abhängigen Zeitintervalls, ob die Zuführung des Trocknungsgutes03 zum Trocknungsraum02 fortgesetzt wird, wobei dieses Zeitintervall mit demjenigen Zeitpunkt zu laufen beginnt, in dem die Steuereinheit12 die Unterbrechung in der Zuführung des Trocknungsgutes03 zum Trocknungsraum02 erkennt. Die Steuereinheit12 senkt bei einer Unterbrechung in der Zuführung des Trocknungsgutes03 zum Trocknungsraum02 innerhalb eines von der planmäßigen Durchlaufzeit des Trocknungsgutes03 durch den Trocknungsraum02 abhängigen Zeitintervalls zumindest das von dem mindestens einen Abluftventilator08 aus dem Trocknungsraum02 hinausbeförderte Abluftvolumen von einem für den aktuellen Trocknungsprozess geeigneten ersten Wert auf einen im Vergleich zu seinem ersten Wert geringeren zweiten Wert ab, wenn bis zum Ablauf des Zeitintervalls, in dem die Steuereinheit prüft, ob die Zuführung des Trocknungsgutes zum Trocknungsraum fortgesetzt wird, die Zuführung des Trocknungsgutes zum Trocknungsraum unterbrochen bleibt. Dabei senkt die Steuereinheit12 vorzugsweise die von ihr geregelte, von dem das Gas erhitzenden Heizelement06 in dem Trocknungsraum02 erzeugte Prozesstemperatur von einem für den aktuellen Trocknungsprozess geeigneten ersten Wert auf einen im Vergleich zu ihrem ersten Wert geringeren zweiten Wert ab, wobei die Steuereinheit12 für das vom Heizelement06 zu erhitzende Gas als ihren ersten Wert eine Prozesstemperatur z. B. von etwa 180°C bis 200°C einstellt. Auch beendet die Steuereinheit12 mit dem Erreichen des zweiten Wertes der Prozesstemperatur insbesondere die Zuführung des Trocknungsgutes03 zum Trocknungsraum02 , indem die Steuereinheit12 z. B. den die Fördereinrichtung04 antreibenden Antrieb13 betätigt. - Wenn bzw. sobald die Zuführung des Trocknungsgutes
03 zum Trocknungsraum02 wieder fortsetzbar ist oder tatsächlich fortgesetzt wird, hebt die Steuereinheit12 sowohl die von ihr geregelte, von dem das Gas erhitzenden Heizelement06 in dem Trocknungsraum02 erzeugte Prozesstemperatur von dem vergleichsweise geringeren zweiten Wert auf den für den fortzusetzenden Trocknungsprozess geeigneten ersten Wert als auch mit dem Erreichen des ersten Wertes der Prozesstemperatur zumindest das von dem mindestens einen Abluftventilator08 aus dem Trocknungsraum02 hinauszubefördernde Abluftvolumen von dem zweiten Wert wieder auf den für den fortzusetzenden Trocknungsprozess geeigneten ersten Wert an. - Bezugszeichenliste
-
- 01
- Trocknungsanlage
- 02
- Trocknungsraum
- 03
- Trocknungsgut
- 04
- Fördereinrichtung
- 05
- 06
- Heizelement
- 07
- Abluftkanal
- 08
- Abluftventilator
- 09
- Umluftventilator
- 10
- 11
- Zuluftkanal
- 12
- Steuereinheit
- 13
- Antrieb
- 14
- Produktionsplanungssystem
- T
- Transportrichtung
Claims (13)
- Verfahren zum automatisierten Betreiben einer Trocknungsanlage (
01 ) mit einem zumindest mit einem Luftvolumen gefüllten Trocknungsraum (02 ), a) bei dem eine Steuereinheit (12 ) bei einem Kaltstart der Trocknungsanlage (01 ) ein von mindestens einem Abluftventilator (08 ) aus dem Trocknungsraum (02 ) hinauszubeförderndes Abluftvolumen auf einen für einen vorgesehenen Trocknungsprozess geeigneten ersten Wert einstellt, b) bei dem die Steuereinheit (12 ) nach einem Erreichen dieses ersten Wertes das von dem mindestens einen Abluftventilator (08 ) aus dem Trocknungsraum (02 ) hinauszubefördernde Abluftvolumen für eine Spülzeit auf einen im Vergleich zu seinem ersten Wert höheren zweiten Wert einstellt, c) bei dem die Steuereinheit (12 ) nach Ablauf der Spülzeit das von dem mindestens einen Abluftventilator (08 ) aus dem Trocknungsraum (02 ) hinauszubefördernde Abluftvolumen wieder auf den ersten Wert einstellt. - Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein mit einem Lösemittel befrachtetes Trocknungsgut (
03 ) dem Trocknungsraum (02 ) der Trocknungsanlage (01 ) zugeführt wird und diesen Trocknungsraum (02 ) durchläuft, wobei das Trocknungsgut (03 ) während seiner Trocknung seine Lösemittelfracht zumindest teilweise in den Trocknungsraum (02 ) abgibt. - Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Trocknungsgut (
03 ) während seines Durchlaufs durch den Trocknungsraum (02 ) in einem direkten Kontakt mit einem von einem Heizelement (06 ) auf eine Prozesstemperatur erhitzten strömenden Gas getrocknet wird. - Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (
12 ) für das vom Heizelement (06 ) zu erhitzende Gas eine Prozesstemperatur von 180°C bis 200°C einstellt. - Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Abluftventilator (
08 ) das in den Trocknungsraum (02 ) eingeströmte Gas zusammen mit der vom Trocknungsgut (03 ) in den Trocknungsraum (02 ) abgegebenen Lösemittelfracht und dem in dem Trocknungsraum (02 ) befindlichen Luftvolumen als das Abluftvolumen aus diesem Trocknungsraum (02 ) hinausbefördert. - Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest das aus dem Trocknungsraum (
02 ) hinausbeförderte Luftvolumen durch ein dem Trocknungsraum (02 ) zugeführtes Zuluftvolumen ersetzt wird. - Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das das Gas erhitzende Heizelement (
06 ) zumindest hinsichtlich der Prozesstemperatur und der mindestens eine Abluftventilator (08 ) zumindest hinsichtlich des aus dem Trocknungsraum (02 ) hinauszubefördernden Abluftvolumens jeweils von der Steuereinheit (12 ) geregelt werden. - Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Prozesstemperatur des vom Heizelement (
06 ) erhitzten Gases und das von dem mindestens einen Abluftventilator (08 ) aus dem Trocknungsraum (02 ) hinausbeförderte Abluftvolumen jeweils von mit der Steuereinheit (12 ) verbundenen Sensoren überwacht werden. - Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (
12 ) in der Spülzeit den zweiten Wert für das von dem mindestens einen Abluftventilator (08 ) aus dem Trocknungsraum (02 ) hinauszubefördernde Abluftvolumen mindestens fünfmal so hoch einstellt wie dessen ersten Wert. - Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (
12 ) bei dem erneuten Erreichen des ersten Wertes für das von dem mindestens einen Abluftventilator (08 ) aus dem Trocknungsraum (02 ) hinauszubefördernde Abluftvolumen das das Gas erhitzende Heizelement (06 ) zündet. - Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (
12 ) den Durchlauf des Trocknungsgutes (03 ) durch den Trocknungsraum (02 ) und damit den Trocknungsprozess startet, sobald das vom Heizelement (06 ) erhitzte Gas seine Prozesstemperatur erreicht. - Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Trocknungsgut (
03 ) während des Trocknungsprozesses mittels einer den Trocknungsraum (02 ) durchlaufenden Fördereinrichtung (04 ) befördert wird. - Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass als Trocknungsgut (
03 ) Dosen aus einem metallischen Werkstoff verwendet werden.
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