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Verfahren und Vorrichtung zum Trocknen von Tabak oder ähnlichem Gut
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Trocknen von Tabak oder ähnlichem Gut,
bei welchem in einem Behälter dem kontinuierlich zu- und abgeführten Tabak mittels
zweier unabhängiger Wärmezufuhren fortlaufend Feuchtigkeit entzogen wird.
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Bei der Trocknung von Blattabak oder Schnitttabak wird allgemein angestrebt,
ein Endprodukt mit einem vorgegebenen gleichmäßigen Feuchtigkeitsgehalt zu erhalten,
weil bei zu feuchtem oder zu trockenem Tabak die Qualität der Fertigerzeugnisse
wie Zigaretten beeinträchtigt ist. Außerdem ist ein wechselnder Feuchtigkeitsgehalt
unvorteilhaft bei der Herstellung von Zigaretten, da bei wechselnder Feuchtigkeit
und gleichmäßigem Tabakvolumen die Zigaretten unterschiedliches Gewicht haben. Um
das zu vermeiden, muß beispielsweise bei zu trockenem Tabak das Volumen und somit
die Tabakmenge erhöht werden. Dadurch entstehen jedoch der Industrie erhebliche
Kosten, die bei konstanter Feuchtigkeit und damit konstantem Volumen eingespart
werden können.
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Es ist ein Verfahren bekannt, nach dem eine konstante Konditionierung
des Endproduktes durch Steuern einer ersten Trockenvorrichtung und durch Regeln
der Tabakkondition in einer nachgeschalteten zweiten Konditionierungsanlage angestrebt
wird, wobei vor dem ersten Trockner durch einen dielektrischen Detektor der gesamte
Feuchtigkeitsstrom (Kilogramm H20), der mit dem abzutrocknenden Gut in den ersten
Trockner gelangt, ermittelt wird und auf Grund dieser Meßwerte die Warmluftmenge,
die dem ersten Trockner als Trockenmedium eingesetzt wird, variiert wird. Danach
gelangt der Tabak in eine zweite Konditionierungsanlage, in der je nach Bedarf die
Feuchtigkeit sowohl entzogen als auch hinzugefügt werden kann. Nach Verlassen des
Trockners passiert der Tabak eine kombinierte Feuchtigkeitsmeß- und -wägevorrichtung,
die als Ganzes im Gegensatz zum Feuchtigkeitsdetektor vor dem ersten Trockner den
prozentualen Feuchtigkeitsgehalt des fertig abgetrockneten Gutes ermittelt und,
wenn der hier gemessene Wert von dem gewünschten Sollwert abweicht, die Luftkondition
(Temperatur und Feuchtigkeit) der Konditionierungsanlage auf Grund dieser Messungen
verstellt, bis der Sollwert mit dem gemessenen Wert übereinstimmt.
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Dieses bekannte Verfahren weist verschiedene Nachteile auf. Dadurch,
daß vor dem ersten Trockner der in diesen hineinströmende gesamte Feuchtigkeitsstrom,
unabhängig davon, ob er in einer größeren oder geringeren Trockensubstanzmenge enthalten
ist, zur Steuerung des ersten Trockners herangezogen wird, wird außer acht gelassen,
daß die Abtrocknungsintensität nicht allein von der in der Tabakfaser enthaltenen
Feuchtigkeit, sondern auch von der Größe der Oberfläche, durch die die Feuchtigkeit
aus der Tabakfaser ins Freie gelangen kann, abhängt.
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Mit der Verwendung des bekannten Detektors wird nur festgestellt,
wieviel Feuchtigkeit mit dem Tabak in den Trockner gelangt; hingegen wird nicht
festgestellt, ob eine Feuchtigkeitsstromzu- bzw. -abnahme die Folge des Anwachsens
der prozentualen Feuchtigkeit (d. h. Feuchtigkeitsstromzunahme bei nahezu konstanter
Oberfläche) ist oder ob die Feuchtigkeitszunahme auf einem Anwachsen des Tabakdurchsatzes
bei gleicher prozentualer Feuchtigkeit des Gutes (d. h. Feuchtigkeitsstromzunahme
bei vergrößerter Tabakfaseroberfläche) beruht. Da aber in dem einen oder anderen
Falle verschieden starke Eingriffe in den Trockenprozeß vorgenommen werden müssen,
kann ein solches Meßverfahren den Trockner nur sehr ungenügend aussteuern. Es werden
vielmehr hinter dem ersten Trockner mehr oder weniger große Schwankungen der Feuchtigkeit
des Tabaks auftreten.
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Ein weiterer Nachteil ist, daß bei diesem bekannten Verfahren das
Trockenmedium (Heißluft) den Trockner entgegengesetzt der Tabaktransportrichtung
durchströmt. Das hat zur Folge, daß sich die Heißluftmengenverstellung auf die Abtrocknung
entlang
der gesamten Trockenlänge auswirkt, insbesondere aber am
Trocknerausgang. Die Folge hiervon ist, daß mit diesem Trockner, der nach dem Gegenstromverfahren
arbeitet, kurzseitige Schwankungen, die kleiner als die Durchlaufzeit des Gutes
durch den Trockner sind, nicht ausgesteuert werden können, so daß bei den relativ
langen Abtrocknungszeiten der Tabakabtrocknung erhebliche Mengen von Tabak eine
falsche Feuchtigkeit haben.
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Diese unzureichende Aussteuerung des Feuchtigkeitsentzuges im ersten
Trockner soll nach dem oben angegebenen Verfahren durch eine nachgeschaltete Konditionierungsanlage
ausgeglichen werden. Diese wird von einer Vorrichtung, bestehend aus einer Waage
plus Feuchtigkeitsdetektor, die den prozentualen Feuchtigkeitsgehalt des fertig
abgetrockneten Gutes hinter der Konditionierungsanlage feststellt, gesteuert. Diese
Konditionierungsanlage kann aber nur, da es sich hier um eine Nachlaufsteuerung
handelt, langsame und über längere Zeit anhaltende Änderungen der Tabakfeuchtigkeit
regeln. Da aber die Steuerung des ersten Trockners auch nur länger andauernde Schwankungen
steuern kann, wird die oben geschilderte gesteuerte Trockenanlage kurzzeitige Schwankungen,
insbesondere diejenigen, die kleiner als die Abtrocknungszeit sind, nicht ausregeln
können.
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Nach einem anderen bekannten Verfahren, bei welchem in einem Behälter
dem kontinuierlich zu-und abgeführten Tabak mittels zweier unabhängiger Wärmezufuhren
fortlaufend Feuchtigkeit entzogen wird, ist vorgesehen, daß der Feuchtigkeitsgehalt
des dem Behälter zufließenden Tabaks fortlaufend gemessen und in Abhängigkeit davon
die Wärmemenge der auf den Tabak zuerst einwirkenden Wärmezufuhr verändert wird.
Auch bei diesem bekannten Verfahren können jedoch - wie vorstehend ausgeführt -
mögliche Gewichtsschwankungen im Tabakvlies nicht berücksichtigt werden. Außerdem
ist auch bei diesem bekannten Verfahren keine Steuerung der Trockenanlage auf Grund
von Meßresultaten vom fertig getrockneten Gut vorgesehen. Demnach läßt sich nicht
eine vollautomatische Regelung durchführen, welche auch unter der Voraussetzung
zu einer gleichmäßigen Endfeuchtigkeit führt, daß sowohl Veränderungen in der Menge
des zugeführten Tabaks als auch in seinem Feuchtigkeitsgehalt auftreten. Die Tabakfeuchtigkeit
ist daher auch bei diesem Verfahren am Ende des Trockners von unterschiedlicher
Größe.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch ein weiterentwickeltes
Verfahren die Schwankungen in der Feuchtigkeit des getrockneten Tabaks auf ein Minimum
zu reduzieren, so daß ein Endprodukt erhalten wird, dessen Endfeuchtigkeit auch
dann einen konstanten oder zumindest nahezu konstanten Wert hat, wenn der dem Trockner
zugeführte Tabak von verschiedener Feuchtigkeit ist und seine Zufuhr mengenmäßigen
Schwankungen unterworfen ist. Diese Aufgabe wird nach der Erfindung durch ein Verfahren
gelöst, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß sowohl der Durchsatz (Gewicht je
Zeiteinheit) als auch der prozentuale Feuchtigkeitsgehalt des dem Behälter zufließenden
Tabaks vor der ersten Wärmezufuhr gemessen wird, daß die ermittelten Meßwerte fortlaufend
in getrennte, für eine Steuerung verwertbare Größen umgeformt werden und bei Abweichung
dieser Größen von einem vorgegebenen Sollwert die Wärmemenge der ersten Wärmezufuhr
selbsttätig verändert wird und daß der prozentuale Feuchtigkeitsgehalt des aus dem
Behälter ausgeflossenen Tabaks gemessen wird und bei Abweichung des ermittelten
Meßwertes von einem vorgegebenen Sollwert die Wärmemenge der zweiten Wärmezufuhr
selbsttätig verändert wird.
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Dieses Verfahren ermöglicht eine vollkommene Anpassung der Energiezufuhr
aus der ersten Wärmequelle, die sich auf eine Abtrocknung vorwiegend am Trocknereingang
richtet, an auch relativ kurzzeitige Veränderungen der Eingangsdaten (prozentuale
Feuchtigkeit und Durchsatz) des zufließenden Tabaks. Außerdem werden unvorhersehbare,
von der Steuerung nicht unmittelbar erfaßbare Störgrößen, wie beispieslweise eine
Änderung empirisch ermittelter Wärmeübergänge in den Tabak oder die sich im Laufe
des Tages ändernde Luftfeuchtigkeit, dadurch ausgeschaltet, daß die Feuchtigkeit
des den Trockner verlassenden Gutes gemessen wird und bei geringen Abweichungen
vom gewünschten Sollwert der Feuchtigkeit eine Veränderung der Energiezufuhr der
zweiten Wärmequelle erwirkt wird, welche eine ausreichende Abtrocknung vorwiegend
am Trocknerausgang hervorruft. Weiterhin wird durch diese Maßnahmen erreicht, daß
bei einer Änderung des Anteils der Energiemenge der ersten Wärmequelle an der Gesamtenergiemenge
auch die zweite Wärmequelle die Wärmezufuhr in Richtung auf die konstante Endfeuchtigkeit
automatisch anpaßt.
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Eine schnelle Verstellung der Energiezufuhr, die sich auf die Abtrocknung
vorwiegend am Trocknereingang auswirkt, erreicht man nach einem weiteren Merkmal
der Erfindung dadurch, daß in an sich bekannter Weise für die erste Wärmezufuhr
Heißluft verwendet wird, welche dem Behälter im Gleichstrom mit der Tabakförderung
zugeführt wird. Die Verstellung der Heißlufttemperatur wird beispielsweise durch
das Mischen eines Heißluft- und Kaltluftstromes erzielt, wobei die Mischluftmenge
konstant bleibt. Die Verstellung des Mischungsverhältnisses bei Heiß- und Kaltluft
kann z. B. durch eine Luftklappe durchgeführt werden. Mit dieser Ausgestaltung ist
außerdem die Temperaturveränderung relativ trägheitslos durchzuführen.
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Um weiterhin zu vermeiden, daß der für die automatische Regelung der
Tabakendfeuchtigkeit erforderliche Regelkreis infolge der relativ hohen Totzeit
(die Wirkung einer Verstellung der Heizenergie wird erst nach einer gewissen Totzeit
von Meßinstrumenten registriert) mehr oder weniger starke Schwingungen ausführt,
ist in Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß die Wärmemenge der zweiten Wärmezufuhr
schrittweise verändert wird.
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Eine Vorrichtung zum Ausüben der genannten Verfahren besteht in bekannter
Weise aus einem durch zwei unabhängig voneinander wirkende Wärmequellen beheizten
Trommeltrockner und einer diesem vorgeschalteten Feuchtigkeitsmeßeinrichtung zum
Steuern der auf den Tabak zuerst einwirkenden Wärmequellen. Diese Vorrichtung ist
nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß dem Trommeltrockner zusätzlich eine
Wägevorrichtung zum Steuern der ersten Wärmequelle vorgeschaltet ist, daß der Feuchtigkeitsmeßeinrichtung
und der Wägevorrichtung je ein Meßwertumformer mit getrennt einstellbarer Bewertung
zum Bilden von unabhängigen Führungsgrößen für die Steuerung der ersten
Wärmequelle
zugeordnet sind und daß eine weitere Feuchtigkeitsmeßeinrichtung dem Trommeltrockner
nachgeschaltet ist. Mit einer solchen Vorrichtung kann eine vollständige automatische
Regelung der Endfeuchtigkeit durchgeführt werden, wobei auch Schwankungen der Eingangsdaten
des abgetrockneten Gutes (Tabakdurchsatz und Tabakfeuchtigkeit), die bedeutend kürzer
als die Abtrocknungszeit sind, ausgeregelt werden. Durch die Meßwertumformer wird
dabei erreicht, daß die Verstellung der Energiezufuhr getrennt auf die Schwankungen
des Tabakdurchsatzes und der Tabakfeuchtigkeit abgestimmt werden kann, so daß eine
sehr feine Aussteuerung erfolgt.
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Um die Steuerung der Abtrocknung vollautomatisch durchführen zu können,
ist in weiterer Ausgestaltung der Erfindung bei Anwendung von Heißluft die Heißlufttemperatur
der ersten Wärmequelle automatisch durch einen Lufttemperaturregelkreis regelbar,
dessen Sollwert jedoch von den beiden von der Wägevorrichtung und von dem Feuchtigkeitsmeßgerät
gebildeten Führungsgrößen geführt wird. Der Regelkreis besteht beispielsweise aus
einem Verstellmotor, der die Luftklappe verstellt, und einem Temperaturfühler, der
die Mischlufttemperatur feststellt und über einen Meßwertumformer elektrische Ströme
erzeugt, die mit dem Strom eines Sollwertgebers verglichen werden. Abweichungen
des Meßwertes vom Sollwert gelangen über Regel- und Leistungsverstärker zum Verstellmotor
und verstellen diesen so lange, bis keine Abweichungen des Meßwertes vom Sollwert
vorhanden sind. Die Führungsgrößen von der Wägevorrichtung und vom Feuchtigkeitsmeßgerät,
die mit den Soll-und Meßwertströmen zusammengeführt werden, verursachen demnach
eine weitere Differenz der Ströme, die dann wiederum über den Regelverstärker und
Leistungsverstärker eine Verstellung der Luftklappe bewirken.
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Bei einer bevorzugten Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß
durch verstellbare Zeitverzögerungsglieder der Zeitpunkt der Wirkung der beiden
Führungsgrößen auf den Lufttemperaturregelkreis einstellbar ist. Dadurch wird erreicht,
daß die Verstellung der Energiezufuhr zeitlich so eingestellt werden kann, daß unabhängig
vorn zeitlichen Abstand der Meßvorrichtungen vor dem Trockner die Energieverstellung
im richtigen Zeitpunkt beendet ist.
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Eventuelle Störgrößen, die von der Steuerung nach der Erfindung nicht
erfaßt werden, die sich aber auf den Feuchtigkeitsgehalt des Endproduktes auswirken
können, werden erfindungsgemäß dadurch ausgeschaltet, daß der dem Trommeltrockner
nachgeschalteten Feuchtigkeitsmeßeinrichtung ein zweiter Regelkreis (Feuchtigkeitsmeßeinrichtung,
Meßwertumformer, Sollwertgeber, Regelverstärker, Leistungsverstärker, Verstellmotor)
zugeordnet ist, welcher die Tabakendfeuchtigkeit regelt, indem die Wärmezufuhr der
zweiten Wärmequelle verändert wird. Durch dieses Feuchtigkeitsmeßgerät wird also
die Feuchtigkeit des den Trockner verlassenden Gutes gemessen und der prozentuale
Anteil der Feuchtigkeit im Tabak festgestellt. Die Meßwerte werden wiederum über
einen Meßwertumwandler in elektrische Analogieströme umgewandelt, die mit den Strömen
eines Sollwertgebers verglichen werden, wobei eine Abweichung des gemessenen Wertes
vom Sollwert - wiederum über Regel- und Leistungsverstärker verstärkt - eine Verstellung
der Energiezuführung, beispielsweise der Wandbeheizung, verursachen. In bevorzugter
Weise befindet sich die regelbare zweite Wärmezufuhr am Ende des Trockners, wodurch
erreicht wird, daß nicht durch die dem Trockner nachgeschaltete Regelung die gesamte
Trocknertrommel in ihrer Abtrocknung beeinflußt wird.
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Um zu vermeiden, daß der Regelkreis für die Regelung einer Endfeuchtigkeit
infolge der großen Totzeit zu Schwingungen angeregt wird, sind in weiterer Ausgestaltung
der Erfindung Verstellmittel zum schrittweisen Verstellen der zweiten Wärmezufuhr
vorgesehen, indem z. B. eine Abweichung des gemessenen Wertes vom Sollwert neben
der Verstellung der Wärmezufuhr einen Kondensator auflädt, dessen Entladestrom einen
der Abweichung proportionalen elektrischen Strom mit entgegengesetzten Vorzeichen
erzeugt, wodurch die Verstellung der Wärmezufuhr zum Trockner unterbrochen wird,
und zwar für die obengenannte Totzeit.
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Ein Einstellmittel für den Sollwert der Endfeuchtigkeit ist nach der
Erfindung vorgesehen, damit die gewünschte Endfeuchtigkeit des Tabaks frei gewählt
werden kann.
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Als eine weitere zweckmäßige Ausgestaltung der Vorrichtung nach der
Erfindung hat es sich schließlich gezeigt, wenn das Verhältnis der Heizleistungen
der beiden Wärmequellen durch eine einstellbare Vergleichsgröße veränderbar ist.
Diese Anordnung ermöglicht es, eine erwünschte Endfeuchtigkeit frei zu wählen.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung veranschaulicht.
Es zeigt F i g. 1 eine schematische Gesamtansicht, F i g. 2 einen Querschnitt durch
einen Meßkanal in vergrößertem Maßstab und F i g. 3 ein Temperaturdiagramm des Trockners.
Ein geneigter Trommeltrockner 1 (nachfolgend Trockner genannt) ruht in bekannter
Weise auf in Böcken 2, 3 gelagerten Rollen 4 und wird über ein Zahnrad 5 und einen
an der Stirnseite des Trockners befestigten Zahnkranz 6 in Drehung versetzt. Einenends
des Trockners 1 ist eine erste Energiequelle in Form eines Heizregisters 7 zum Erwärmen
von Luft vorgesehen, die mittels eines Ventilators 8
über eine Druckleitung
29 in das Innere des Trockners eingeführt wird. 9 ist eine Luftweiche, bei
deren öffnen Kaltluft von Raumtemperatur durch den Ventilator eingezogen werden
kann, um je nach Bedarf das Raumluft-Heißluft-Verhältnis ändern zu können. Als zweite
Energiequelle sind in ebenfalls bekannter Weise im Innern des Trockners 1 z. B.
mit Dampf betriebene Heizschlangen 10 vorgesehen, die an eine Dampfleitung 11 mit
Dampfventil 12 angeschlossen sind.
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Am Auslaufende des Trockners befindet sich zum Absaugen von Brüdenluft
aus dem Trockner eine Absaughaube 18, in der eine von einem Motor 19 angetriebene
Siebtrommel 20 umläuft. An die Absaughaube 18 ist eine mit einer Drosselklappe 23
ausgestaltete Saugleitung 21 und an diese ein Ventilator 22 angeschlossen.
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Der Tabak wird dem Trockner 1 z. B. mittels eines Förderbandes
13 einem von einem Motor 14
über einen Kurbeltrieb 15 schwingend angetriebenen
Meßkanal 16 und einer Schütte 17 zugeführt. Der Meßkanal 16, der in
F i g. 2 im Querschnitt und vergrößertem
Maßstab dargestellt ist,
weist an seinem Boden eine V-förmige Rinne 24 auf, die immer mit Tabak ausgefüllt
ist, wodurch erreicht wird, daß die Tabakmenge beim Durchgang durch ein hochfrequentes
elektrisches Wechselfeld stets konstant bleibt.
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An den Meßkanal 16 ist ein elektrisches, ebenfalls mit Hochfrequenz
arbeitendes Feuchtigkeitsmeßgerät 25 angeschlossen, das den prozentualen
Feuchtigkeitsgehalt des Tabaks kontinuierlich ermittelt, die Meßwerte über einen
Meßwertumformer 26 in elektrische Steuerströme umwandelt und über ein Zeitverzögerungsglied
27 an eine Sammelstelle 28 angeschlossen ist.
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An die Druckleitung 29 ist zwecks richtigen Einstellens der
Temperatur des Raum- und Heißluftgemisches ein Temperaturfühler 30 angeschlossen,
dem ein Meßwertumformer 31 zugeordnet ist, der ebenfalls mit der Sammelstelle 28
in Verbindung steht. Ebenso ist ein nicht dargestelltes Verstellgetriebe für die
Luftweiche 9 über ein Verstellglied 32, einen Leistungsverstärker
33 und einen Regelverstärker 34 an die Sammelstelle angeschlossen.
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Im Bereich der Luftweiche 9 sind für diese zwei Endkontakte
35, 36 vorgesehen, die auch über einen Meßwertumformer 37 und eine Folgesteuerung
38 mit der Sammelstelle 28 verbunden sind, der ein Sollwertgeber 39 zugeordnet
ist. Der Temperaturfühler 30, der Meßwertumformer 31, der Sollwertgeber 39, der
Regelverstärker 34, der Leistungsverstärker 33 und das Verstellglied 32 bilden einen
Temperaturregelkreis.
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Am Austrittsende des Trockners 1 ist ein Förderband
40 vorgesehen, dem ein dem Meßkanal 16 entsprechender und ebenso angetriebener
Meßkanal 41
mit einem zweiten Feuchtigkeitsmeßgerät 42 nebst Meßwertumformer
43 nachgeschaltet ist. Das Feuchtigkeitsmeßgerät 42 und der Meßwertumformer
43
bilden in Verbindung mit einem zweiten Sollwertgeber 44, zwei Regelverstärkern
45, 46, einem Leitungsverstärker 47 und einem Verstellmotor 48 für
die Verstellung des Dampfventils 12 einen zweiten Regelkreis zum Regeln der
Tabakendfeuchtigkeit am Ausgang des Trockners, wobei der Tabakstrom an Hilfsregelstärke
den erstgenannten Regelkreis schließt. Mittels eines Förderbandes 57 wird der fertiggetrocknete
Tabak abgeführt.
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Dem zweiten Regelkreis für die Tabakendfeuchtigkeit ist ein dritter,
ebenfalls an die Sammelstelle 52 angeschlossener Regelkreis für den Dampfdruck in
der Dampfleitung 11 untergeordnet, der aus einem Manometer 49, einem Meßwertumformer
50, dem Regelverstärker 46, dem Leistungsverstärker 47, dem Verstellmotor
48 und dem Dampfventil 12 besteht. Vom Leistungsverstärker 47 wird
zusätzlich ein elektrischer Strom erzeugt, der ein Zeitglied 51 auflädt und
in einer ebenfalls an die Sammelstelle 52 angeschlossenen Leitung 53 einen zusätzlichen
Entladestrom hervorruft.
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Das wesentliche Merkmal der Erfindung ist nun, daß dem den zu trocknenden
Tabak messenden Feuchtigkeitsmeßgerät 25 eine Wagevorrichtung, z. B. in Form
einer Bandwaage 54, vorgeschaltet ist, die den Tabakdurchsatz (kg/h) kontinuierlich
feststellt, die Meßwerte mittels eines Meßwertumformers 55 in elektrische Steuerströme
umwandelt und über ein Zeitglied 56 an die Sammelstelle 28 angeschlossen ist. Der
erstgenannte Temperaturregelkreis 30, 31, 39, 34, 33, 32 wird von den aus
den Meßwertumformern 55, 26 über die Zeitglieder 56, 27 verzögerten Meßströmen von
der Bandwaage 54 und dem Feuchtigkeitsmeßgerät 25 geführt. Die Endkontaktschalter
35, 36 bewirken ein schrittweises Rückführen der Luftweiche 9 in die Mittelstellung
bei gleichzeitiger schrittweiser Veränderung der Wandbeheizung.
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Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende: Der in F i g. 1 von
links in Pfeilrichtung kommende Tabakstrom gelangt über die Bandwaage
54, die den Durchsatz kontinuierlich feststellt, und über das an den Meßkanal16
angeschlossene Feuchtigkeitsmeßgerät 25, das den prozentualen Anteil der
Feuchtigkeit am Gesamtgewicht feststellt, über die Schütte 17
in den Trockner
1. Dieser fördert den Tabak infolge seiner Neigung und Drehung in Richtung des Trocknerausganges.
Während dieser Förderung durch den Trockner wird dem Tabak von Hubschaufeln, die
mittels der Heizschlangen 10 mit Energie versorgt werden, während des gesamten
Transportweges Wärme zugeführt. Eine weitere Energiezufuhr erhält der Tabak aus
der über den Druckkanal 29 in den Trockner einströmenden Warmluft, deren
Änderung sich jedoch infolge des Gleichstromverfahrens vorwiegend am Trocknereingang
auf die Abtrocknung auswirkt. Die dabei dem Tabak entzogene Feuchtigkeitsmenge wird
von dem Brüdenventilator 22 über die Absaughaube 18 aus dem Trockner abgesaugt.
Der den Trockner 1 verlassende Tabak wird vom Feuchtigkeitsmeßgerät 42 auf seine
Feuchtigkeit hin kontrolliert, und wenn diese von dem gewünschten Sollwert abweicht,
löst diese Abweichung einen Regelvorgang in der Hubschaufelbeheizung aus.
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Um die Wirkungsweise der automatischen Steuerung der Tabakendfeuchtigkeit
zu erläutern, soll angenommen werden, daß sich der Trockner 1 in Betrieb
befindet und daß die vom Heizregister 7 erzeugte Heißlufttemperatur sowie die von
den Heizschlangen 10 herrührende Wandbeheizung des Trockners gerade so eingestellt
sind, daß bei der angelieferten Eingangsfeuchtigkeit und Eingangsmenge das den Trockner
verlassende Gut gerade die gewünschte Feuchtigkeit hat. Für diesen Fall ist die
Summe aller Ströme, die sich aus dem Strom vom Temperaturfühler 30 über Meßwertumformer
31 sowie die vom Sollwertgeber 39 als auch von der Bandwaage 54 über
Meßwertumformer 55
und Zeitverzögerungsglied 56 und vom Feuchtigkeitsmeßgerät
25 über Meßwertumformer 26 sowie Zeitverzögerungsglied 27 zusammensetzen,
an der Sammelstelle 28 gleich Null, so daß über die Verstärker 33 und
34 keine Steuerströme zum Verstellglied 32 gelangen. Fernerhin stimmt der
im Endfeuchtigkeitsregelkreis vom Feuchtigkeitsmeßgerät 42 über Meßwertverstärker
43 kommende Strom seinem Betrag nach mit dem vom Sollwertgeber 44 kommenden
Strom überein, so daß auch hier keine Verstellströme zum Verstellmotor 48 gelangen
können.
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Ändert sich nun aber der Tabakdurchsatz, dann verändert sich auch
auf Grund der Messung durch die Bandwaage 54 der über den Meßwertumformer 55 fließende
Strom und hebt das Gleichgewicht der Ströme an der Sammelstelle 28 auf. Die hier
entstehende Stromdifferenz gelangt, über die beiden Verstärker 33, 34 verstärkt,
zum Verstellgetriebe, das nun die Luftweiche 9 verstellt und das Verhältnis
Warmluft
zu Raumluft im Ansaugstutzen des Ventilators 8 so lange verändert, bis die damit
verbundene Temperaturänderung der Heißluft in dem Druckstutzen 29, die gleichzeitig
eine Veränderung des Stromes vom Temperaturfühler 30 bewirkt, die durch die Durchsatzänderung
entstandene Stromänderung über den Meßwertumfonner 55 an der Sammelstelle 18 kompensiert
wird. Das Zeitverzögerungsglied 56 ist gerade so eingestellt, daß die Temperaturveränderung
der in den Trockner einströmenden Warnluft zu dem Zeitpunkt abgeschlossen ist, wenn
der Tabak mit dem veränderten Durchsatz am Trockneranfang angelangt ist.
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Diese veränderte Lufttemperatur bewirkt nun auch ein verändertes Abtrocknen
des Tabaks, wovon jedoch vorwiegend der am Trockneranfang befindliche und der ihm
nachfolgende Tabak betroffen wird.
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Dieses Verhalten der Abtrocknungsänderung auf Grund einer Lufttemperaturänderung
geht aus dem Diagramm in F i g. 3 hervor, das die Lufttemperatur innerhalb des Trockners
für verschiedene Anfangslufttemperaturen angibt. Der noch im Trockner befindliche
Tabak mit dem nicht veränderten Durchsatz wird demnach durch die Heißlufttemperaturveränderung
nicht beeinflußt. Dem in seinem Durchsatz veränderten Tabakstrom jedoch wird auf
Grund der Temperaturveränderung der Luft eine der Veränderung des Durchsatzes entsprechende
veränderte Energiemenge zugeführt, so daß der Tabak, wenn keine weiteren Störungen
auftreten, nach Verlassen des Trockners die gewünschte Endfeuchtigkeit hat.
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Diese Anpassung der Energiezufuhr an die Schwankungen des Durchsatzes
kann auch auf Grund des Mischluftverfahrens, das eine schnelle Temperaturveränderung
der Luft ermöglicht, und auf Grund der Tatsache, daß sich diese Veränderung der
Lufttemperatur vorwiegend am Trocknereingang auf die Abtrocknung auswirkt, für relativ
kurzzeitige Änderung des Tabakdurchsatzes erzielt werden.
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Sollten jedoch andere Störgrößen als die von dem Steuerkreis erfaßten
wirksam werden (hier kommen nur über längere Zeiten wirkende Störgrößen in Frage),
dann wird am Trocknerausgang vom Feuchtigkeitsmeßgerät 42 ein langsames Abwandern
der Feuchtigkeit von dem gewünschten Sollwert angezeigt werden. Da sich aber gleichzeitig
der über den Meßwertumfonner 43 zur Sammelstelle 52 fließende Strom verändert, entsteht
hier eine Regelabweichung, die über die Verstärker 45, 46, 47 und über den Verstellmotor
48 eine Veränderung des Dampfdruckes für die Hubschaufelbeheizung durch Verstellen
des Dampfventils 12 bewirkt. Diese Verstellung zielt darauf hin, die Abweichung
zwischen dem Meßwert und dem gewünschten Sollwert auszugleichen.
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Da aber nun gleichzeitig mit dem Einsetzen der Regelabweichung der
Kondensator des Zeitgliedes 51 vom Leistungsverstärker 47 aufgeladen
wird und mit einer gewissen Zeitverzögerung der Entladestrom 53 einsetzt, der der
Veränderung des über den Meßwertumformer 43 kommenden Meßstromes proportional ist
und ein entgegengesetzes Vorzeichen hat, wird die Verstellung des Verstellmotors
48 für die Zeit, die der Zeitkonstante des Zeitgliedes 51 entspricht, unterbrochen.
Diese Zeitkonstante ist wiederum jener Zeit angepaßt, die vergeht, bis die Wirkung
der Verstellung auf die Abtrocknung vom Feuchtigkeitsmeßgerät 42 angezeigt wird.
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Die Verstellung des Dampfdruckes am Dampfventil 12 bewirkt
weiterhin, daß das Manometer 49
eine Veränderung des über den Meßwertumfonner
50 fließenden Stromes hervorruft, der eine dämpfende Wirkung auf die Verstellung
des Dampfventils ausübt.
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Sollte nun am Eingang des Trockners eine Veränderung der Eingangsfeuchtigkeit
eintreten, dann bewirkt diese eine Veränderung des vom Feuchtigkeitsmeßgerät 25
über den Meßwertumwandler 26 und das Zeitverzögerungsglied 27 fließenden Stromes,
der dann genau wie bei der Veränderung des Durchsatzes eine Veränderung der Wannlufttemperatur
im Druckkanal 29 bewirkt. Die elektrischen Vorgänge im Temperaturregelkreis sind
hier die gleichen wie bei der Durchsatzschwankung. Die Meßwertumformer 55, 26 enthalten
noch Verstellglieder, mit denen die Empfindlichkeit der Temperaturänderung von der
Durchsatz- und Feuchtigkeitsänderung verändert werden kann.
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Am Sollwertgeber 44 ermöglicht eine Verstellvorrichtung in
Form eines Potentiometers die Einstellung der Abtrocknung auf eine gewünschte Endfeuchtigkeit.
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Befindet sich nun die Luftweiche 9 für längere Zeit an einem ihrer
Anschläge, wodurch die Steuerung in der einen Richtung blockiert werden würde, dann
lösen die Endkontaktschalter 35, 36 einen weiteren Strom aus, dessen Richtung so
gewählt ist, daß die Luftweiche in kleinen Schritten, deren Schrittweite der Durchlaufzeit
durch den Trockner entspricht, in die Mittelstellung zurückholt, wobei die damit
verbundene Regelabweichung im Feuchtigkeitsregelkreis hinter dem Trockner eine entsprechende
Verstellung der Hubschaufelbeheizung bewirkt.