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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Kontrolle der Belüftung von Trockenöfen, genauer gesagt eine Monoblock-Einrichtung zur Kontrolle der Erzeugung, der Ansaugung und der Erwärmung der Luft, die an Trockenöfen abzugeben ist, die zum Trocknen von Platten, Geweben oder Folien oder ähnlichen gewalzten Gegenständen verwendet werden. Genauer gesagt erlaubt diese Einrichtung, die Feuchtigkeit der Luft und/oder die Menge des Lösemittels, das in der Luft enthalten ist, zu kontrollieren, die in den Belüftungs- und Trocknungssystemen verwendet wird, die in Straßen zum Einfärben, zum Aufstreichen von Substanzen oder zur Lackierung für Plastikfolien oder ähnliche Materialien eingesetzt werden.
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Bekannt sind Systeme und Einrichtungen der oben erwähnten Art, deren Ziel in der Erzeugung eines Luftstroms zur Belüftung oder zur Trocknung in Straßen zur Herstellung von gewalzten Materialien, wie Plastikfolien, in einer gewünschten Menge und mit einem bestimmten Druck und einer bestimmten Temperatur besteht. Der Luftstrom wird durch bekannte Heizsysteme erwärmt, zum Beispiel durch elektrische, mit Öl oder mit Gas betriebene Systeme, und zu Kästen geleitet, die an der Straße angebracht sind, bis er mit dem Material in Kontakt gerät, wie einer Folie, auf die zuvor mit verschiedenen bekannten Verfahren, wie Aufdrucken oder Aufstreichen, eine Mischung aufgebracht wurde, die sich aus einem Produkt zusammensetzt, das man in Wasser oder in einem Lösemittel gelöst auf das Material übertragen will.
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Der von diesen bekannten Systemen oder Einrichtungen erzeugte Luftstrom wird angesaugt und erwärmt sowie im Hinblick auf seinen Feuchtigkeitsgrad und Lösemittelgehalt kontrolliert, um dann zu einem Belüftungskasten geleitet zu werden, in dem er in Kontakt mit der oben genannten Mischung die Verdampfung ihres flüchtigen Anteils bewirkt. Dieser flüchtige Anteil wird dann erneut durch dieselben Systeme angesaugt und, bevor er wieder in den Umlauf abgegeben wird, mit einer etwas größeren Luftmenge als der angesaugten angereichert, sodass die durch das Lösemittel verunreinigten Gase nicht in die Umgebung abgegeben werden.
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Ein Teil der angesaugten Luft wird zu einem Endauslasskamin über einige Ventilsysteme geleitet, sodass die Luftfeuchtigkeit auf einem kontrollierten Wert oder das Lösemittelniveau innerhalb eines Sicherheitsniveaus gehalten werden.
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Einige bekannte Vorrichtungen der oben beschriebenen Art schließen einen Rahmen ein, auf dem zwei Ventilatoren angebracht sind, von denen einer dazu dient, Luft zum Kasten zu leiten, dessen Inneres die zu trocknende Folie passiert, während der andere die Funktion ausübt, Luft in einer etwas größeren Menge anzusaugen, sodass im Kasten ein Unterdruck bestehen bleibt.
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Nachdem die verbrauchte Luft vom Ansaugventilator angesaugt worden ist, wird ein Teil dieser Luft über ein Ventilsystem zum Ventilator geleitet, der sie erneut zum Trockenkasten leitet. Ein Teil der Frischluft wird dann über eine Reihe von Rohrleitungen mit der in den Wiederumlauf gebrachten Luft vermischt, um das Feuchtigkeitsniveau der Luft im Fall von Trocknung von Mischungen auf Wasserbasis unter Kontrolle zu halten oder um das Lösemittelniveau im Fall von Mischungen auf Basis von anderen Lösemitteln als Wasser unterhalb eines Sicherheitsprozentwerts zu halten.
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Außerdem werden alle erfindungsgemäßen Monoblock-Belüftungseinheiten, die einer selben Produktionsstraße zugeordnet sind, mit einem einzigen Abgasrohr verbunden, in dem ein Abwärmeverwerter vorhanden sein kann, mit dem Ziel der Rückgewinnung von Wärmeenergie, die auf den Luftstrom zu übertragen ist, der eine Luftzufuhrleitung zu allen vorhandenen Vorrichtungen durchströmt, der als Frischluft verwendet wird, das heißt daher frei von Lösemitteln und Feuchtigkeit, um mit der Rücklaufluft von den Öfen zu vermischt zu werden, um das Feuchtigkeits- oder Lösemittelniveau auf einem gewünschten Wert zu halten.
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Da die Lüftungseinheiten, die in einer selben Produktionsstraße verwendet werden, im Allgemeinen zahlreich sind, ist es notwendig, am Ende einen zentralen Verwerter zu verwenden.
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Bei diesen bekannten Vorrichtungen zeigen sich jedoch häufig Probleme in Bezug auf die Zuverlässigkeit wegen der Tatsache, dass die verschiedenen im System oder in der Anlage vorhandenen Elemente, wie Ventilatoren und Ventile, miteinander mit textilen Verbindungsstücken verbunden sind, die häufig ausgetauscht werden müssen, sowie Probleme in Bezug auf starke Lärmentwicklung, da die Ventilatoren während des Betriebs sehr laut sind und in schalltoten Kabinen eingeschlossen werden müssen.
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Ein weiteres Problem der bekannten traditionellen Systeme ist durch die Tatsache begründet, dass sie eine niedrige Energieeffizienz wegen der Tatsache aufweisen, dass ihre Bauteile, die getrennt voneinander angeordnet sind, eine große und komplex geformte Wärmeverlustfläche aufweisen, die eine Wärmedämmung erfordert, die gewöhnlich schwer zu realisieren und auf jeden Fall von geringer Effizienz ist. Diese Dämmung ist bei den Wartungsarbeiten der Produktionsstraße auch kompliziert abzunehmen, was ein weiteres Problem mit sich bringt.
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Ein weiteres Problem der bekannten Systeme besteht in der Tatsache, dass, wenn man ein System zur Energierückgewinnung realisieren will, alle Vorrichtungen mit einem einzigen Sammelkanal sowohl für die Ansaugung von Frischluft (die verwendet wird, um einen Teil der Luft zu ersetzen, die erneut in Umlauf zu bringen ist, um die Feuchtigkeit oder die Lösemittelmenge unterhalb einer vorbestimmten Schwelle zu halten) als auch für den Auslass der Abluft verbunden werden müssen, um einen Kreuzstromaustausch zu erzeugen.
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Diese Tatsache bringt einen beträchtlichen thermischen Verlust über die verschiedenen verwendeten Rohrleitungen und Sammelkanäle mit sich.
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Ein weiteres Limit der bekannten Systeme besteht auch in der Schwierigkeit, an den Ventilatoren Systeme zur direkten Messung der Luftdurchflussmenge, wie Gebläseräder oder andere bekannte Messelemente, zu installieren, die erforderlich sein können, um die Merkmale des Luftstroms entsprechend zu kontrollieren.
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Wenn außerdem mit Gas betriebene Systeme zur Lufterwärmung verwendet werden, ist es schwierig, den Vorrichtungen die jeweiligen Gasbrenner zuzuordnen, da diese großen Platz danach benötigen und daher einen beträchtlichen Platzbedarf der Einrichtungen mit sich bringen.
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Die erforderlichen Luftdurchflussmengen erfordern riesige Abmessungen der Einrichtungen, die oft ihren Transport in Containern auf dem Seeweg verhindern, für deren Einsatz maximale Außenabmessungen von 2 Metern bei beschränkter Breite eingehalten werden müssen.
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Diese Nachteile werden dank der Erfindung mit einer Einrichtung gelöst, die die in den angehängten Ansprüchen angeführten Eigenschaften hat.
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Dank der Tatsache, dass die verschiedenen Bauteile der Einrichtung, die zur Ausführung des Trockenverfahrens, der Luftmischung, der Lufterwärmung und der Messung der Lufteigenschaften notwendig sind, in einem quaderförmigen Körper untergebracht sind, der in zwei entkoppelbare Module, in ein oberes beziehungsweise unteres, unterteilt ist, weist die Einrichtung im Besonderen kompakte Abmessungen auf.
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Das obere Modul umfasst ein Paar horizontaler Endwände, zwischen denen die Schnecken mehrerer Ventilatoren mit einfachen linearen Profilen gebildet sind, und in einem Bereich dieses Moduls ist ein Raum zum Mischen der Luft gebildet, dem die Ventile zugeordnet sind.
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Das untere Modul ist auf einer Seite mit einer Filtergruppe versehen, die eine Halterung eines Filters zum Filtern der Frischluft umfasst, und mit einem Raum zur Aufnahme eines Systems zur Lufterwärmung, beispielsweise eines Systems mit Gas, Öl, Dampf oder Strom betrieben, und mit einfachen linearen Innenwänden wird ein Luftverlauf erzeugt, der geeignet ist, um den Vorgang der Erwärmung der Luft und der Mischung der in der Einrichtung zirkulierenden Luft mit Frischluft durchzuführen.
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Weitere lineare Wände werden verwendet, um im Körper der Einrichtung einen Raum zur Einschließung eines Kreuzstrom-Abhitzeverwerters zu bilden, mit dem Ziel, einen Teil der Wärmeenergie rückzugewinnen, die im angesaugten und mit Frischluft vermischten Fluid enthalten ist.
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Gemäß einem bevorzugten Merkmal der Erfindung ist das obere Modul vom unteren Modul entkoppelbar, sodass der Körper der Einrichtung in zwei Teile mit kleinerem Platzbedarf unterteilt werden kann und eine einfachere und raschere Wartung der Bauteile jedes Moduls sowie deren unabhängiger Austausch erlaubt werden.
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Gemäß einem anderen bevorzugten Merkmal der Erfindung sind Systeme zur Messung der Durchflussmenge mittels Rohrleitungen vorgesehen, um das Niveau des Luftdrucks in einer Düse der Ventilatoren und in den darunter liegenden Räumen zu messen.
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Gemäß einem weiteren bevorzugten Merkmal der Erfindung sind den Düsen der Ventilatoren Druckanschlüsse zugeordnet, die einen Unterdruck erzeugen, um eine Entnahme eines Teils der Luft, die das Lösemittel enthält, aus der Ansaugleitung zu garantieren, um sie in das Innere eines Fühlers zu leiten, der die Konzentration des Lösemittels misst, um dessen Niveau zu überwachen.
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Gemäß einem weiteren bevorzugten Merkmal der Erfindung ist die Einrichtung mit einer Dämmung versehen, die durch lineare Wände erzeugt wird.
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Besondere Ausführungsarten der Erfindung bilden den Gegenstand der abhängigen Ansprüche, deren Inhalt als integrierender Bestandteil der vorliegenden Beschreibung zu verstehen ist.
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Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen deutlicher aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung hervor, die rein als nicht beschränkendes Beispiel dient und auf die beiliegenden Zeichnungen bezogen ist, wobei:
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1 eine schematische perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Einrichtung ist, die ein unteres Modul und ein oberes Modul einschließt, die miteinander gekoppelt sind,
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2 eine andere perspektivische Ansicht der Einrichtung in 1 von der entgegengesetzten Seite im Hinblick auf jene von 1 ist,
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3 eine perspektivische Ansicht der Einrichtung von derselben Seite wie in 1 ist, bei der ein Filter und ein System zur Lufterwärmung entfernt worden sind und bei der das untere Modul und das obere Modul entkoppelt worden sind,
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4 eine perspektivische Ansicht der Einrichtung von derselben Seite wie in 2 ist, bei der die Wände für den Zugang zu einem Verwerter entfernt worden sind,
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5 eine perspektivische Ansicht der Einrichtung von derselben Seite wie in 2 und 4 ist, bei der die Wände des oberen Moduls entfernt worden sind,
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6 eine perspektivische Ansicht der Einrichtung von derselben Seite wie in 1 und 3 ist, bei der eine Wand neben dem Verwerter entfernt worden ist, dem ein Einlassfilter und ein Rückschlagventil zugeordnet sind,
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7 eine perspektivische Ansicht der Einrichtung von derselben Seite wie in 1, 3 und 6 ist, bei der die Wände des oberen Moduls entfernt worden sind,
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8 eine perspektivische Ansicht der Einrichtung von derselben Seite wie in 2, 4 und 5 ist, bei der eine hintere Wand entfernt worden ist, und
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9 eine perspektivische Gesamtansicht der Einrichtung ist, die mit Elementen versehen ist, um die Rückgewinnung eines Teils der von ihr abgeleiteten Wärme mit dem Ziel zu fördern, die Energie zu reduzieren, die zur Erwärmung des Luftstroms zur Belüftung verwendet wird.
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Unter Bezugnahme auf die Figuren umfasst eine erfindungsgemäße Einrichtung einen Körper, der im Allgemeinen mit 10 angegeben ist. Die betreffende Einrichtung dient dazu, um Luft aus der Umgebung anzusaugen und Luft mit kontrollierten Eigenschaften an ein Gebläse eines (nicht dargestellten) Ofens mit Schlitzen oder an einen allgemeinen Raum danach abzugeben, um ein ihr zugeführtes gewalztes Material, wie eine Folie, zu trocknen.
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Der Körper 10 umfasst ein Paar übereinanderliegender Module, das heißt ein unteres Modul 20 und ein oberes Modul 30.
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Das obere Modul 30 ist von zwei gegenüberliegenden horizontalen Wänden begrenzt, die miteinander durch vier geradlinige Seitenwände verbunden sind, sodass sie einen ersten quaderförmigen geschlossenen Körper bilden, der von außen mithilfe von Kupplungen 33 ergreifbar ist, um angehoben werden zu können. Im Inneren dieses ersten Körpers ist ein Paar gebogener Profile 34 gebildet, die die Schnecken der jeweiligen Ventilatoren definieren.
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Die Einrichtung umfasst einen Auslassstutzen 30a, durch den die in ihm behandelte Luft zu den Gebläsen für die Erwärmung und die Trocknung des gewalzten Materials (Folie) geleitet wird, nachdem sie von einem Ventilator unter Druck gesetzt wurde, dessen Schnecke im Inneren des Raumes gebildet ist, der von den oberen und unteren Wänden des Moduls 30 begrenzt ist.
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Die so verdichtete Luft wird zu einem Abhitzeverwerter 25 des unteren Moduls 20 geleitet, sodass sie ihn durchströmt, bis sie zu einem anderen Raum 20b des Moduls 20 gelangt, von dem die gesamte in ihm vorhandene Luft durch ein Ansauglaufrad 36 angesaugt wird, um dem Raum 30a zugeführt zu werden. Das Ansauglaufrad 36, das in einem entsprechenden Profil 34 eingelassen ist, wird durch die Welle eines Elektromotors 12a, mit dem es gekoppelt ist, in Drehung versetzt.
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Im oberen Bereich des Raumes 30 ist eine Ventilgruppe 32 gebildet, während in seinem unteren Bereich eine Ventilgruppe 26 vorhanden ist. Die Kontrollorgane, oder Klappen, dieser Ventilgruppen 32 und 26 sind vorzugsweise miteinander mit einem Arm verbunden, sodass die Verschiebung dieses Arms, die beispielsweise durch das Betätigen des Elektromotors 27 hervorgerufen wird, gleichzeitig die Bewegung der Kontrollorgane dieser beiden Gruppen hervorruft und so die Öffnung einer Gruppe und die Schließung der anderen bewirkt. Alternativ dazu können die Ventilgruppen 32 und 26 durch unabhängige (nicht dargestellte) Motoren getrennt gesteuert werden.
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Wenn das Ventil 32 geöffnet und das Ventil 26 gleichzeitig geschlossen wird, wird eine vorgewählte Luftmenge zu einem Auslasskamin der Einrichtung nach dem Ventil 32 geleitet oder, wenn das Ventil 26 geöffnet und das Ventil 32 gleichzeitig geschlossen wird, wird die Luft mithilfe des Ventils 26 zu einem Raum 20d des unteren Moduls 20 geleitet.
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Der Raum 20d ist mit dem Raum zur Erwärmung 20e desselben Moduls 20 über eine Öffnung verbunden, die in einer Blechwand gebildet ist, die diese Räume trennt. Im Raum 20e ist ein Heizsystem installiert, dessen Ziel darin besteht, die Temperatur der Luft auf einen gewünschten Wert zu erhöhen, wobei die erwärmte Luftmasse durch einen Unterdruck abgefangen wird, der durch die Drehung des druckseitigen Laufrads 37 erzeugt wird, das in einem entsprechenden Profil 34 eingelassen ist und durch einen Elektromotor 12 in Drehung versetzt wird, auf dessen Welle es aufgepresst ist.
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Der mit dem Laufrad 37 versehene Ventilator ermöglicht, unter Druck befindliche Luft über das Modul 30 zum Verwendungsbereich zu leiten.
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Im Inneren des Moduls 20, in dem die Erwärmung der Luft erfolgt und in dem ein Unterdruck durch die Wirkung der Drehung des Laufrads 37 erzeugt wird, wird eine Luftmenge über einen Durchgangsraum 20f abgefangen, der an eine der Seiten des Abhitzeverwerters 25 grenzt und vor dem Filter 22 ist.
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Die so abgefangene Luft wird gezwungen, durch den Filter 22 sowie durch ein Rückschlagventil 23 zu strömen, dessen Ziel darin besteht, die Luft daran zu hindern, den Abhitzeverwerter 25 entgegengesetzt zu der oben genannten Richtung zu durchströmen.
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Der so abgefangene Luftstrom wird mit im Wiederumlauf befindlicher Luft vermischt, sodass ermöglicht wird, die gewünschten Bedingungen im Hinblick auf die Lösemittelkonzentration oder die Luftfeuchtigkeit wiederherzustellen, in Anbetracht dessen, dass dieselbe durch das Ventil 32 ausgestoßene Luftmenge im Raum 20f abgefangen wird.
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Der Druck der durch die Laufräder 36 und 37 angesaugten Luft kann in den jeweiligen Leitungen 39 und 38 gemessen werden, die im Inneren der Ansaugdüse beider Ventilatoren vorhanden sind, wobei der bekannte physikalische Effekt genutzt wird, wonach eine Erhöhung der Geschwindigkeit aufgrund einer Beschleunigung des Luftstroms, wie jener, zu der es beim Durchgang der Luft durch die Einlassdüsen zum Laufrad kommt, eine Druckverringerung der Luft hervorruft, die einen bekannten Abschnitt wie jenen der Düse durchströmt, deren Ausmaß mit der Geschwindigkeitserhöhung korreliert ist.
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Diese Messung, die durch Verbindung der Rohrleitungen zur Messung des Drucks mit Differenzialmanometern erhalten wird, ermöglicht die Bestimmung der Luftmenge, die die beiden Ventilatoren passiert.
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Da die Systeme zur Trocknung oder Abtrocknung durch Belüftung, im Besonderen bei den Flexodruckverfahren Tiefdruck und Aufstreichen, das Ziel haben, den feuchten Anteil der Farbe oder der aufgetragenen Lage verdampfen zu lassen, ob sie nun auf Basis von Wasser oder anderen Lösemitteln ist, würde der zu diesem Zweck verwendete Luftstrom rasch mit den Dämpfen gesättigt werden, würde nicht ein Teil davon ständig mit Frischluft ersetzt werden, was die Trocknung ineffizient machen würde. Im Fall von Farben auf Basis von anderen Lösemitteln als Wasser könnte diese Sättigung der Dämpfe zu Explosionsgefahr führen.
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Daher sieht die erfindungsgemäße Einrichtung vor, einen Teil der zur Trocknung des gewalzten Materials verwendeten Luft mit einer Frischluftmenge zu ersetzen.
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Der Kreislauf 40, der sogenannte LEL-Kreislauf (Lower Explosivity Level) erlaubt, die in der Luft vorhandene Lösemittelmenge zu kontrollieren, um auf den Prozentsatz des Lösemittels einzuwirken, damit dieser unter einem vorbestimmten Prozentsatz liegt. In der Praxis wird nach der Messung der Lösemittelkonzentration, die durch den Kreislauf 40 durchgeführt wird, eine Luftmenge von der Leitung abgefangen, die mit dem Raum 20b zur Rückgewinnung der Luft verbunden ist, um eine Frischluftmenge zu der in der Einrichtung zirkulierenden Luft hinzuzufügen, sodass die Eigenschaften der Luft, die sich in der Einrichtung im Wiederumlauf befindet und die für das Trocknungsverfahren abgegeben wird, verändert werden können.
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Außerdem erfolgt gemäß der Erfindung die Erwärmung von mindestens einem Teil des Belüftungsluftstroms durch zumindest teilweise Nutzung der Wärmeenergie, die von den Elektromotoren abgeleitet wird und der durch Reibung aufgrund der Bewegung der anderen Bauteile der Einrichtung verlorenen Energie, die ansonsten in die Umgebung zerstreut würde, typischerweise durch einen kleinen Ventilator, der auf einer Hinterwand der Motoren angebracht ist.
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Zu diesem Zweck sind die Elektromotoren oberhalb des Moduls 30 von jeweiligen Hauben oder Verkleidungen 42 umgeben, die mit Außenöffnungen zum Ansaugen der Luft versehen und mit dem Inneren des Moduls 30 mit jeweiligen Schlauchleitungen 44 verbunden sind, sodass die von außen kommende Frischluft in die Verkleidungen 42 durch die Wirkung des Unterdrucks angesaugt wird, der von der Drehung der jeweiligen Laufräder 36 und 37 erzeugt wird, und die Motoren 12 umströmt und die von ihnen abgeleitete Wärme aufnimmt, sodass ein Teil der Wärme wiedergewonnen wird, der ansonsten zerstreut würde. Auf diese Weise ist es möglich, die von der Einrichtung für die Erwärmung der Luft erforderte Gesamtenergie zu reduzieren, was die Energieeffizienz des Systems steigert.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Einrichtung
- 12
- Elektromotoren
- 20
- unteres Modul der Einrichtung
- 20a
- Luftwiederaufnahme
- 20b
- Raum für doppelte Rückgewinnung
- 20d
- Raum des unteren Moduls
- 20e
- Raum zur Erwärmung
- 20f
- Raum für den Durchgang zum Filter
- 22
- Filter
- 23
- Rückschlagventil
- 24
- Raum des Verwerters
- 25
- Verwerter
- 26
- unteres Ventil
- 27
- Hilfsmotor
- 30
- oberes Modul der Einrichtung
- 30a
- Luftbeschickung
- 32
- Ventil
- 33
- Kupplungen
- 34
- Profile
- 35
- Ventilatoren
- 36
- Laufrad
- 37
- Laufrad
- 38
- Messkreislauf druckseitig
- 39
- Messkreislauf Ansaugung
- 40
- LEL-Kreislauf
- 42
- Hauben der Elektromotoren
- 44
- Schlauchleitungen, die mit den Hauben verbunden sind
