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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Steuern der Feuchte
eines bei Trocknungsanlagen, z. B. der keramischen Industrie, zu verwendenden Trocknungsmittels,
bei dem die vorhandene Trock nungsmittelfeuchte laufend gemessen und die Meßwerte
als Steuerimpulse zur Feuchte'änderung des Trocknungsmittels verwendet werden.
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Bei einem bekannten Verfahren dieser Art wird der Feuchte-Ist-Wert
unmittelbar mittels eines Feuchtemessers im Hauptstrom des Trocknungsmittels gemessen.
Die ermittelten Meßwerte werden dazu verwendet, mit Hilfe eines Heizaggregats das
Trocknungsmittel einer Zwischenaufwärmung auszusetzen, um über die, so herbeigeführte
Temperaturänderung des Trocknungsmittels dessen von der Feuchte bestimmte Trocknungskraft
zu steuern. Eine derartige Steuerung der Feuchte erlaubt keine exakte und trocknungstechnisch
wirtschaftliche Steuerung von Trocknungsanlagen auf der Grundlage der ermittelten
Feuchtemeßwerte, da die in der Regel hohen Temperaturen im Trocknungsmittelhauptstrom
in diesem enthaltene aggressive Dämpfe, Rauchgase, Staub und dergleichen Verunreinigungen
in Verbindung mit der praktisch in der Regel unzugänglichen Meßstelle die Ermittlung
exakter Feuchte-Ist-Werte ausschließt, welche als Grundlage einer befriedigenden
Steuerung von Trocknungsanlagen über die Feuchte herangezogen werden könnten. Hiervon
abgesehen, ist das bekannte Verfahren auf eine Anwendung bei Trocknungsanlagen beschränkt,
welche nach dem Umwälzprinzip arbeiten, da nach dem Durchzugsprinzip arbeitende
Trocknungsanlagen wegen Fehlens eines konstanten Luftwechsels oder einer konstanten
tüfsti#ömung innerhalb der Kammer keine Möglichkeit bieten, mit Hilfe eines Meßwertgebers
in der Kammer zutreffende, reproduzierbare Meßwerte für die Feuchte im Trocknungsmittelstrom
zu erhalten.
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In der Praxis werden daher bei Trocknungsanlagen die Steuerklappen
für die Zu- und Abfuhr des Trocknungsmittels nach Erfahrungswerten in bestimmten
Zeitintervallen verätelft ,Derartige- Steuerungen. sind, jedoch nicht in der Lage,
die Trocknung von Gut unter optimalen Trocknungsbedingungen herbeizuführen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein. Verfahren der eingangs
genannten Art zu schaffen, welches bei den unterschiedlichsten Arten von Trocknungsanlagen
eine Ermittlung von exakten Feuchte-Ist-Werten des Trocknungsmittels erlaubt, ohne
hinsichtlich des Ortes der Messung an die vom Trocknungsmittel durchströmten Trocknungsräume
der Anlage gebunden zu sein, und es weiterhin ermöglicht, die von der Trocknungskraft
bestimmte Feuchte im Trocknungsverfahren einfach und präzise auf vor=: gegebenen
Feuchte-Soll-Werten zu halten.
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Hierzu ist das Verfahren nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet,
.daß die Trocknungsmittelfeuchte außerhalb der vom Trocknungsmittel durchströmten
Trocknungsräume in einem vom Trocknungsmittelzufuhrstrom abgezweigten Teilstrom
geringer Menge, welcher durch Abkühlen oder Aufheizen auf konstante Temperatur gebracht
ist, gemessen wird und die Meßwerte die die Trocknungskraft bestimmende Feuchte
des Trocknungsmittels durch Steuerung der Beimischung feuchter Abluft aus der Trocknungsanlage
automatisch konstant halten, wobei bei zu geringer oder zu hoher Feuchte des Trocknungsmittelzufuhrstromes
eine oder mehrere Kammern der mit diesem zu beschickenden Trock nungsanlage in die
Feuchtluftrückführung ein- oder ausgeschaltet werden.
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Das Verfahren nach der Erfindung schließt die aus einer Messung der
Feuchte-Ist-Werte unmittelbar im Trocknungsmittelhauptstrom auftretenden Fehlerquellen
aus und ermöglicht eine von Verfälschungen freie Ermittlung der Feuchte-Ist-Werte
im Trockenmittelzufuhrstrom. Die ermittelten präzisen Werte können zur Steuerung
von beliebigen Trocknungsanlagen nach der Feuchte herangezogen werden und ermöglichen
es, den Trocknungsablauf hinsichtlich Trocknungszeit, Trocknungsqualität und Wärmeverbrauch
optimal auszugestalten. Ohne zusätzliche Energiequellen ermöglicht dabei die Ein-
oder Ausschaltung einer oder mehrerer Kammern der beschickten Trocknungsanlage in
die Feuchtluftrück führung eine schnelle und wirksame Konstanthaltung der Feuchte-Ist-Werte
auf den vorgegebenen Soll-Werten.
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Das Verfahren nach der Erfindung wird im nachfolgenden an Hand der
Zeichnhng näher erläutert; es zeigt F i g. 1 ein schematisches Ausführungsbeispiel
einer Meßeinrichtung für die Feuchte-Ist-Werte eines Trocknungsmittels, -.
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F i g. 2, 3 und 4 verschiedene Anwendungsmöglichkeiten des Verfahrens
bei verschiedenen Trocknungsanlagen.
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Von einem in jeder .Trocknungsanlage vorhandenen Zuführungskanal
1 für ein- Trocknungsmittel, z. B. Luft, dessen Druck und gleichzeitig Mengendurchsatz
durch bestimmte Klappenstellung beim Eintritt in die Kammer und deren Temperatur
durch bekannte Maßnahmen konstant gehalten wird und dessen Temperatur z. B. 200°
C bei einem Druck von 15 mm WS betragen kann, zweigt eine Verbindungsleitung
2 geringen Querschnitts zu einem Meßgehäuse 3 mit einem bekannten Meßwertgeber 4
für Temperatur und Feuchte ab. In der Leitung 2 wird der Trocknungsmittelteilstrom-
auf eine für eine sichere Feuchtemessung geeignete Temperatur abgekühlt, z. B. auf
60° C. Dabei ist es gleichgültig, ob die Kühlung allein mittels- einer längeren
Zuleitung durch atmosphärische Luft oder durch ein anderes Kühlmedium erfolgt. Durch
einen Regler 5 wird die Temperatur des in das Meßgehäuse 3 einströmenden Trocknungsmittelteilstromes
konstant gehalten. Im dargestellten Beispiel erfolgt dies durch eine Mengenregelung.
In der Verbindungsleitung 2 ist bei Bedarf ein unhygroskopisches, mechanisch, elektrisch
oder chemisch wirkendes Filter 6 eingefügt.
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Da der Meßwertgeber 4 für die Feuchte-Ist-Werte mit konstanter Temperatur
arbeitet, kann bei den bekannten Meßwertgebern eine sehr hohe Genauigkeit des Meßwertes
erreicht werden; einer eventuellen Eichung nachgeschalteter Anzeige- oder Auswertgeräte
steht nichts mehr im Wege.
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Der Meßwertgeber wird an einer zweckmäßig frei zugänglichen, leicht
zu überwachenden Stelle außerhalb des Trocknungsraumes angeordnet.
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F i g. 2 veranschaulicht in einem Anwendungsbeispiel eine Trocknungsanlage
mit automatischer Konditionierung mit einem Zuführungskanal 1 für Warmluft als Trocknungsmittel
und je einem Abführungskanal 7, 8 für Feuchtluft 7 und Naßluft B. Das Trocknungsmittel
wird in den einzelnen, meist unterhalb
der Kanäle liegenden Kammern
I, II umgewälzt, die durch die Klappen 9, 10, 11 mit den Kanälen 1, 7 bzw. 8 verbunden
sind. über die Verbindungsleitung 2 wird Warmluft in einem Teilstrom aus dem Zuführungskanal
1 dem Meßgehäuse 3 zur Messung mit dem Meßwertgeber 4 zugeführt. über den Regler
5 wird die Meßtemperatur auf geeignetem Wert konstant gehalten. Der Meßwertgeber
4 gibt den Ist-Wert der Feuchte an einen Regler 12. Wird mit dem Feuchtluftkanal
7 über einem Verbindungskanal 13 mit Mischkammer 14 Luft ausreichender Feuchte der
Mischkammer 14 zugeführt, öffnet bzw. schließt ein automatischer Klappenversteller
15 den Verbindungskanal 13 so weit, wie es zur Erreichung der geforderten absoluten
Feuchte im Warmluftkanal, z. B. 20 g H,0 je Kilogramm Luft, notwendig ist. Reicht
die Feuchte im Warmluftkanal bei voller Öffnung der Klappe 15 nicht aus, so öffnet
eine Klappe 16 in einem Verbindungskanal 17 und führt feuchte Abluft aus dem Naßluftkanal8
über die Mischkammer 14 dem Warmluftkanal 1 so lange in solcher Menge zu, bis der
geforderte Feuchte-Soll-Wert in der Warmluft erreicht ist. Ist in der Warmluft zuviel
Feuchte, schließt erst die Klappe 16, während die Klappe 15 dann die weitere Regelung
durch Drosselung der zurückgeführten Menge an Feuchtluft übernimmt. Der Mischkammer
14 wird über einen Kanal 18 Heißluft zugeführt.
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Eine weitere Anwendung zeigt F i g. 3 bei einer Trocknungsanlage,
die ohne Umwälzventilator in den Trocknungskammern mit Durchzug-Trocknung, Wechselstromtrocknung
und dergleichen Trocknungsweise, die mit Feuchtluftvortrocknung bzw. Umluftvortrocknung
arbeiten, betrieben wird. Hierbei wird das Trocknungsmedium hintereinander durch
mindestens zwei Kammern gezogen oder gedrückt. Dabei wird die das Trocknungsmittel
bildende Warmluft durch eine im Endstadium der Trocknung befindliche Kammer gedrückt
oder gezogen und dann einer im Anfangsstadium der Trocknung befindlichen Kammer
zugeführt. Diese der nachgeordneten Kammer zugeführte Umluft, genannt Luft, wird
über einen Sammelkanal zugeführt. Bei derartigen Anlagen ist die Konstanthaltung
der Feuchte der Warmluft deshalb sehr wichtig, weil nur in diesem Fall bei gleichem
Einsatz mit gleicher Luftmenge und gleichen Klappenstellungen ein stets sicherer
Trocknungserfolg erzielt werden kann. Darüber hinaus ist die Konstanthaltung der
Feuchte der Umluft unbedingt erforderlich und entscheidet über die Wirtschaftlichkeit
und Trocknungsqualität der Anlage.
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Diese Anlagen haben vier Kanäle; durch den Warmluftkanal1 wird trockene
Luft der meist über diesem liegenden Kammer über die Klappe 9 zugeführt und verläßt
über den Feuchtluftkanal7 über die Klappe 11 teilweise gesättigt die Trocknungskammer.
Nach. eventueller erneuter Aufheizung wird diese Luft als Umluft den frisch eingefahrenen
Kammern über einen Umluftkanal 1' mit Klappe 10 zugeführt. Nach weitgehender Sättigung
verläßt diese Luft über eine Klappe 18 die Trocknungskammer als Naßluft. Auch bei
dieser Anlage wird die Feuchte der zugeführten Warmluft mit dem erfindungsgemäßen
Verfahren konstant gehalten. F i g. 3 zeigt die Anwendung des Verfahrens für die
Umluft. Die Umluft wird dabei nunmehr nicht nur nach Menge und Temperatur durch
bekannte Regler geregelt, sondern auch nach der Feuchte. Dazu führt die Verbindungsleitung
2 vom Umluftkanal 1' eine kleine Teilluftmenge zum Meßgehäuse 3 ab. Der Meßwertgeber
4 gibt dann dem Regler 12 den Feuchte-Ist-Wert ein. Solange über den Klappenversteller
15 genügend Feuchte dem Umluftkanal 1' zugeführt werden kann, bleibt die Klappe
16 geschlossen. Erreicht die Feuchte im Umluftkanal 1' nicht den geforderten Soll-Wert
von z. B. 30 g H20 je Kilogramm Luft, wird zusätzlich Naßluft über den Klappenversteller
16 bei voll geöffnetem Klappenversteller 15 herangeführt.
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Ein drittes Anwendungsbeispiel zeigt F i g. 4 für bekannte, vollautomatisch
nach Temperatur und Feuchte geregelte Trocknungsanlagen, die mit Feuchtluftrückführung
arbeiten und bei denen der Trocknungsablauf nach vorgegebenen Temperatur-und Feuchtewerten
automatisch geregelt wird, z. B. nach Temperatur- und Feuchte-Kurvenscheiben.
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Wie bei den vorher erläuterten Anwendungen führt die Verbindungsleitung
2 zum Meßgehäuse 3; die Regelung der konstanten Meßtemperatur erfolgt wieder über
die Regeleinrichtung 5. Der Meßwertgeber 4 gibt den Ist-Wert der Warmluftfeuchte.
Dieser Wert wird nun nicht direkt zur Regelung von Klappenverstellern in den Abführungskanälen
7 und 8 bzw. in Verbindungskanälen benutzt, sondern greift unmittelbar in die Klimaregelung
der Kammern I, Il, 111, IV ein. Durch Verwendung bekannter Regelanordnungen wird
erreicht, daß jeweils nur die Kammer mit der geringsten Feuchte an den Feuchtluftkanal7
jeweils über eine Klappe 10 angeschlossen wird. Soll z. B. eine absolute Feuchte
der Warmluft von 25 g H20 je Kilogramm Luft im Warmluftkanat erreicht werden, und
wird dieser Zustand mit dem Anschluß einer Kammer und Rückführung deren Feuchtluft
nicht erreicht, wird eine weitere Kammer mit nächst geringster Kammerfeuchte zugeschaltet.
Das heißt, der Luftwechsel in diesen zur Luftrückführung angeschlossenen Kammern
geht von Klappe 9 durch das Trocknungsgut über die Klappe 10 und den Feuchtluftkanal
zur Mischkammer 14 und wird damit erneut zur Trocknung herangezogen. Bei den zur
Feuchtluftrückgewinnung angeschlossenen Kammern wird automatisch die Naßluftklappe
11 geschlossen. Da die Kammern nicht bei einem vorgegebenen Feuchtewert in der Kammer
umgeschaltet werden, sondern je nach dem Feuchtegehalt der Warmluft nur diejenigen
Kammern, die den höchsten Wärmerückgewinn durch jeweils niedrigste Feuchte der rückgeführten
Luft aufweisen, sind Fehlermöglichkeiten ausgeschlossen.
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Je nach Trocknungszustand der einzelnen Kammer kann durchaus der Fall
eintreten, z. B. an Feiertagen, daß zeitweilig die meiste der zur Trocknung notwendigen
Luft erneut aufgeheizt aus der Feuchtluft zurückgewonnen wird und nur wenige höher
gesättigte Luft über die jeweiligen Klappen 11 als Naßluft abgeführt wird. Damit
wird stets zwangläufig die höchstmögliche und wirtschaftlichste Abluft-Naßluft-Feuchte
erreicht. Da andererseits durch die Warmluft-Konditionierung die Trocknung nach
in bestimmten Zeiten vorgegebenen Soll-Werten in bezug auf Trocknungszeit und gleichem
Trocknungsergebnis ablaufen kann, können erstmalig mit einer mit Hilfe des Verfahrens
nach der Erfindung geregelten Anlage wirklich vollautomatisch geregelte Trockner
mit Feuchtluftrückführung gebaut werden.
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Die Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung kann durch geringfügige
Ergänzungen, z. B.
kleine Ventilatoren zur Luftförderung in der
Verbindungsleitung 2 zum Meßgehäuse 3 oder durch Einsatz entsprechender Filter,
weitgehend an die Forderungen der Praxis angepaßt werden.
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Dabei ist es gleichgültig, ob - wie bei den dargestellten Anwendungsbeispielen
- das Meßprinzip so zur Ausführung gelangt, daß das Trocknungsmittel in der Leitung
2 gekühlt wird oder zu einem für die sichere Messung notwendigen höheren Temperaturniveau
aufgeheizt wird.