DE2366052A1

DE2366052A1 - Tabaktrockner

Info

Publication number: DE2366052A1
Application number: DE19732366052
Authority: DE
Inventors: James H Cartmell; Lorne A Rowell
Original assignee: Imasco Ltd
Current assignee: Imperial Tobacco Canada Ltd
Priority date: 1972-02-17
Filing date: 1973-02-07
Publication date: 1977-11-10
Also published as: BR7301057D0; DE2366052B2; SE7511038L; IT977192B; DE2305948B2; SE7511039L; JPS4887096A; SE389003B; US3785765A; DE2366052C3; GB1419151A; FR2172652A5; SE416872B; GB1419152A; JPS506556B2; DE2305948A1; CA1007447A

Description

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PATEJfTA

P 23 66 O52.8

Meine Akte: I 20-1/1

IMASCO LTD.

4 WestmOunt Square,

Montreal 216, Quebec, Kanada

(Ausscheidung aus Patentanmeldung P 23 05 948.5-23)

Tab aktxockner

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SIEBEItTSTH. 4 · SOOO UUSCHEN 86 · POB 860 310 ■ KABEi: RHEIJfPATENT · TEL·. (080) 471079 · TELEX 5-22659

Die Erfindung bezieht sich auf einen Tabaktrockner, bestehend aus einer um eine Achse drehbaren Vorrichtung, die aus einer drehbaren Trommel, Mitteln zum Einführen von zu trocknendem Material an einem ersten Ende der Trommel und zum Entladen desselben aus einem zweiten Ende der Trommel, aus einer Vorrichtung zur Erzeugung einer im wesentlichen feststehenden Menge von Wärmeenergie in einer Flüssigkeit zur Zufuhr der im wesentlichen gesamten Wärmeenergie zwecks Entfernung des Feuchtigkeitsgehalts aus dem Material für eine gegebene Anzahl von Arbeitsbe- · dingungen, wobei die Drehkonstruktion Mittel umfaßt, die zwischen der Flüssigkeit und dem Material angeordnet sind, so daß die Flüssigkeit von dem Material physikalisch trennbar ist, sowie aus Mitteln zum Aufnehmen der von dem Material abgegebenen Feuchtigkeit und zum Entfernen der Feuchtigkeit aus der Trommel, wobei diese Vorrichtung Mittel zum Einführen von Arbeitsluft in die Trommel am zweiten Ende und zum Ablassen derselben aus dem ersten Ende aufweist, so daß die Arbeitsluft im Gegenstrom zu dem durch die Trommel ge- . schickten Material gerichtet ist.

Es ist bekannt, daß die hauptsächliche Wärmebelastung für jeden Trockner die für das Verdampfen von Wasser ist. Es ist weiterhin bekannt, daß die aus dem getrockneten Material entfernte Wassermenge in einem Drehtrommel-Trockner durch Wechsel der Temperatur der beheizten Flächen verändert werden kann. Indessen ist die für eine solche Änderung erforderliche Einstellzeit aufgrund der großen thermischen Trägheit und der Zeit, die das Material für die Bewegung durch die Trockentrommel benötigt, ziemlich lang. ■

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die in die Arbeitsluft zu sprühende Wassermenge automatisch zu regeln.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Abtastvorrichtung arbeitsmäßig dem von der Trommel abgegebenen Material im Sinne einer Abtastung des Feuchtigkeitsgehalts des Materials zugeordnet ist, wobei die Vorrichtung auf die Abtastvorrichtung zum Einführen von Wasser in das zweite Ende der Trommel ansprechbar ist, so daß das Wasser in Tröpfchenform entweder das Material oder die Trommel berührt und die eingeführte Wassermenge durch die Abtastvorrichtung im Sinne einer Änderung der Menge der im wesentlichen festliegenden, von dem Material absorbierten Wärmemenge zwecks Aufrechterhaltung des Feuchtigkeitsgehalts des getrockneten Materials auf einen im wesentlichen vorbestimmten konstanten Wert veränderbar ist.

Auf diese Weise läßt sich erreichen, daß der Tabaktrockner gemäß der Erfindung innerhalb seines regelbaren Bereichs mit einer konstanten Verdampfungsbelastung ausgelegt werden kann, weil mit Hilfe des erfindungsgemäßen automatischen Wasserzerstäubersystems, welches einen feinen Wassersprühstrahl in das Tabakausstoßende der Trockentrommel einspritzt, eine veränderliche Verdampfungsbelastung erzielt wird, so daß die Wassermenge, die aus dem Tabak und aus dem Wassersprühnebel verdampft wird/ weitgehend konstant bleibt.

Falls dem Tabak mehr Feuchtigkeit entzogen werden soll, wird die Menge des in den Trockner gespritzten Wassers reduziert. Wenn andererseits dem Tabek weniger Wasser entzogen werden soll, wird die Menge des in den Trockner eingespritzten Wassers erhöht. Die totale Verdampfungsbelastung des Trockners bleibt konstant, wie anhand der folgenden Tabelle veranschaulicht wird.

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Tabakfeuchtigkeitsgehalt beim
Laden des Trockners

Tabakfeuchtigkeitsgehalt beim Verlassen des· Trockners

Vom Trockner verdampfte Feuchtigkeit

vom Tabak vom Sprüh- Insgestrahl samt

20,	O %	16,	5%	3,	5 %	ο.	I O	3,	6 "6
NORMAL 19 ,	5 %	16,		3,	O %	ο,	Ό W	3,	a 5t Ό "S
19,	O %	16,	5 %	2,		_Λ	1 %	3,	6 %

Mit dieser Kontrollmethode ist die Reaktionszeit auf kurzfristige Verdampfungsbelastungsänderungen sehr gering, und sie eignet sich daher zur automatischen Kontrolle.

Ein weiterer Vorteil der Wassersprühtechnik nach der Erfindung ist darin zu sehen, daß ein Obertrocknen des Tabaks zu Beginn und am Ende eines Trockenvorgangs reduziert oder ausgeschaltet wird. Der Wassersprühstrahl stellt dabei eine belanglose Verdampfungsbelastung dar.

Das kanadische Patent No. 596 376, das am 19. April 1960 John A.Maul erteilt wurde, beschreibt eine Fördertrockenanlage, die den Feuchtigkeitsgehalt des Tabaks durch das Einführen von Dampf in den Trockner ändert. Diese Technik hält jedoch keine konstante Verdampfungsbelastung am Trockner aufrecht, weil das zugeführte Wasser bereits verdampft wurde und von der Verdampfungswärme begleitet wird. Diese zusätzliche Wärme erhöht die Austrittstempteratur .des Tabaks, die wiederum bewirkt> daß eine stärkere Trocknung in dem Kühler stattfindet und die automatische.Feuchtigkeitsregelung sehr schwierig wird.

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In der Zeichnung ist die Erfindung.beispielsweise veranschaulicht. Es zeigen: ^;

-Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt der Ausführungs- ^: · form eines Tabaktrockners nach der Erfindung,

Fig. 2 eine schematische Endansicht nach Schnittlinie 2-2 in Fig. 1 und

Fig. 3 eine schematische Endansicht nach Schnittlinie 3 - 3 in Fig, I.

Gemäß Fig. 1 ist eine Tabaktrocken trommel 40 auf zwei Zahnkranzrädern 42 und 44 mittels Zahnkränzen 46 und 48 innerhalb eines isolierten Gehäuses drehbar angeordnet, das allgemein mit 41 bezeichnet wird. Ein nicht gezeigter Elektromotor ist für den Antrieb der Trommel mit einer rationellen Geschwindigkeit von ca. 10 Umdrehungen/Minute" vorgesehen.

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Der mit 50 bezeichnete, zu trocknende Tabak wird mit einem beliebigen, herkömmlichen Forderer in den Tabakzuführbehälter 52 transportiert, wo er' auf einen Schraubenförderer fällt, der den Tabak in die Trockentrommel 40 fördert. Am Ende, des Tabakzuführbehälters ist die Trommel 40 leicht aufwärts geneigt, so daß der an diesem Ende eingeführte Tabak sich durch die Trommel bewegt und diese am allgemein mit 56 bezeichneten Tabakaustragtrichter verläßt. Ein Gebläse 58 erzeugt einen Arbeitsluftdruck am Tabak-Äusträgtrichterende. Die Arbeitsluft dringt am Austragende in die Trockentrommel . 40 ein und bewegt sich in der Trommel in einer mit einem Pfeil 60 bezeichneten Richtung im Gegenstrom zur Bewegungsrichtung des zu trocknenden Tabaks. -

Die Arbeitsluft wird mittels einer Absaugpumpe 62 abgezogen und durch das Auslaßrohr 64 in die Atmosphäre abgelassen. Ein drehbarer Luftauslaßfilter 69 ist in dem TaTDakzuführbehälter 52 angeordnet, um kleine Tabakteilchen zu entfernen, · die von der Arbeitsluft mitgenommen werden können. Luftdämpfer 70 und 72 sind im Eingangs- bzw. Ausgangsrohr des Arbeitsluftsystems angeordnet und regeln die Menge der in die Trockentrommel strömenden Arbeitsluft. Die in den Tabakaustragtrichter 56 strömende Arbeitsluft kann, falls dies gewünscht wird, geringfügig erhitzt werden, um die Kondensationsneigung auf Metallteilen zu verringern. Der Erhitzungsgrad, dem die Arbeitsluft unterworfen wird, ist jedoch nur sehr gering und erhöht nicht die Belastung des Trockners.

Der die Trockentrommel verlassende getrocknete'Tabak tritt in den Tabakaustragtrichter 56 ein und wird aufgrund der auf ihn einwirkenden Schwerkraft dem Meßrohr 74 zugeführt. Nach dem Verlassen des Meßrohrs 74 wird der Tabak aus der Trocknereinrichtung mittels eines Förderers 76 fortbewegt, der von üblicher Bauart sein kann. Es ist wichtig, daß die Geschwindigkeit , mit der der Förderer 76 den getrockneten Tabak fort-

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BAD ORIGINAL

transportiert, so geragalt wird, daß das Heßrohr 74 nicht von Tabak entleert wird. Das Arbeitsluftgebläse 5 3 ruft einen Druck in dem Tabakaustragtrichter hervor. Der das Meßrohr 74 füllende Tabak bewirkt eine Dichtung, die es nicht erlaubt, daß die Arbeitsluft durch das Meßrohr austritt. Dichtungen 43, die mit den Zahnkränzen zusammenwirken, verhindern den Austritt von Arbeitsluft in das Äußere der Trockeneinheit.

An.der Seite des Meßrohres 74 ist ein den Feuchtigkeitsgehalt abfühlender Kopf 78 angeordnet, der von üblicher Bauart sein kann und ein dem Feuchtigkeitsgehalt des durch das Meß-. rohr sich bewegenden Tabaks proportionales fortlaufendes Aus gangssignal abgibt. Das Ausgangssignal des den'Feuchtigkeits gehalt abfühlenden Kopfes wird einem Feuchtigkeitsregler 80 zugeführt. Der Regler 80 stellt ein servo-gesteuertes Wasserventil 82 so ein, daß die in das Ausgangsende der Trockentrommel 40 eingespritzte Wassermenge geregelt wird. Die Wassersprühdüse 84 ist von üblicher Bauart und erzeugt einen feinen Strahl.

Wenn der Fühlkopf 78 zum Beispiel eine Abnahme des Feuchtigkeitsgehalts des durch das Meßrohr 74 hindurchgehenden Tabaks feststellt, empfängt der Regler 80 ein Signal. Der Regler, 80 J öffnet-dann das servo-betätigte Wasserventil 82, so daß mehr Wasser in das Tabakauslaßende der Trockentrommel 40 gesprüht - - ' wird. Auf. diese Weise kann der Feuchtigkeitsgehalt des getrockneten ausgetragenen Tabaks in sehr engen Toleranzen gehalten werden. Da der Feuchtigkeitsgehalt des austretenden :. Tabaks durch einen Wassernebel gesteuert wird, können Änderungen des Feuchtigkeitsgehaltes ohne Änderung der Temperatur der Heißluft vorgenommen werden, unter der Voraussetzung, daß sich letztere innerhalb des regelbaren Bereichs befindet. Daher kann der Feuchtigkeitsgehalt des austretenden Tabaks auf einer bestimmten gewünschten Höhe lediglich durch wenige Sekunden er-

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fordernde Änderungen gehalten werden.

Die zum Trocknen des Tabaks erforderliche Siärme wird durch einen Brenner 86 zugeführt, der im Gehäuse 41 angebracht ist. Der Brenner kann eine beliebige Wärmeenergie erzeugende Quelle darstellen,- es wurde jedoch gefunden, daß gas- oder ölbeheizte Brenner am wirksamsten sind. Der Brenner 86 heizt den äußeren Teil des isolierten Gehäuses auf, der allgemein mit 83 bezeichnet wird. Die im Bereich 88 erhitzte Luft- der Trocken-einrichtung wird durch das Gebläse 90 in einen unter Druck stehenden Ringraum 91 gepumpt, der die Trockentrommel 40 in ihrer Mitte umgibt. Eine Reihe von hohlen, dreieckig geformten Schaufeln 98, die in Fig. 2 Im Querschnitt zu sehen sind, sind in Längsrichtung entlang dem Innern der Trockentrommel 40 angeordnet. Fig. 2 zeigt der Einfachheit halber nur vier Schaufeln, aber es ist ersichtlich> daß eine beliebige Anzahl von Schaufeln verwendet werden kann. Jede Schaufel hat eine öffnung 100, die mit dem Innern der Schaufeln der Trockentrommel 40 im Bereich des Ringraums 91. in Verbindung * steht. Die Enden der Schaufeln 98 haben außerdem Öffnungen 1O2 und 1O4 (Fig. 1) , die das hohle Innere der Schaufeln xait dem Bereich 88 der Trockeneinrichtung verbinden. Außerhalb der Trockentrommel 4O ist ein langer, feststehender zylindrischer Außenmantel 96 angebracht, der mit der- Außenwand der drehbaren Trockentrommel einen engen ringförmigen Kanal 94 bildet. Die äußeren Enden des Mantels 96 sind so angeordnet, daß sie " mit dem äußeren Teil 88 des isolierten Gehäuses der Trockeneinrichtung im Bereich der öffnungen 102 und 104 in den Schaufeln 98 in Verbindung stehen. Eine große ringähnliche öffnung in dem Außenmantel 96 ermöglicht die Verbindung zwischen dem Ringraum 91 und dem Innern des ringförmigen Kanals 94. .

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Die Heißluft in dem Ringraum 91 v/'ird durch die öffnung 1O-5 mittels des Gebläsas 90 gedrückt. Ein.Teil der heißen Trockenluft bewegt sich mit hoher Geschwindigkeit in einer Längsrichtung relativ zur Außenwand der Trockentrommel 40 und tritt in den äußeren Teil 88 im Bereich der Öffnungen 1O2 und 104 aus. Der zurückbleibende Teil der heißen Trockenluft dringt in Öffnungen 100 ein und bewegt sich durch das Innere der Schaufeln 98 in deren Längsrichtung, um in den äußeren Teil 88 der Trockeneinrichtung über die öffnungen 1O2 und 1O4 zuriickrzuströmen. Die- Zirkulation der Trockenluft ist allgemein durch die Pfeile 92 in Fig. 1 gekennzeichnet. Die Querschnitte des ringförmigen Kanals 94, der hohlen dreieckigen Schaufeln 98 und die Konstruktion des Gebläses sind so gev/ählt, daß eine "hohe Geschwindigkeit der in dem Ringkanal 94 und in den hohlen Schaufeln 98 strömendan Luft aufrechterhalten wird. Diese Anordnung fördert die überführung einer maximalen Menge an Wärmeenergie in das Innere der Trommel. 40. Zusätzlich zu der gesteigerten Wärmeübertragung, die auf die hohe Geschwindigkeit der über die Trommel und im Innern, der Schaufeln, strömenden Luft zurückzuführen ist, erzielt die Erfindung ferner eine Erhöhung der übertragenen Wärmemenge durch eine Vergrößerung der erhitzten Oberflächen aufgrund der dreieckförmigen hohlen Schaufeln. ■ " . - - -..

Wie Fig. 1 zeigt, wird ein Teil der in den äußeren Teil. 88 der Trockeneinrichtung zurück geführten Luft wieder aufgeheizt und durch den Ringkanal 94 und die Schaufeln 98 erneut in Umlauf gesetzt, während ein Teil der in den äußeren Teil 88 wieder eintretenden Luft durch das Auslaßrohr 108. abgelassen wird. Falls gewünscht, kann ein nicht dargestellter Wärmeaustauscher in den äußeren Teil 88 eingesetzt werden, um die Arbeitsluft geringfügig" aufzuwärmen. . ' ". --.*""·"■■

Fig. 3 ist eine Endansicht im Schnitt einer Trockeneinrichtung ■ im Bereich des Tabakaustragtrichters 56 und zeigt das Arbeits-.

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luftgebläse 53, das Meßrohr 74.., . den. Feuchtigkeit^fühlkopf 78, den Förderer 76, die Wassersprühdüse 84 und eine Zugangstür■ 110. Das Wassersystein kann mit der Tür durch eine flexible, nicht gezeigte Leitung verbunden sein, um das Öffnen der Tür zu ermöglichen. - _: .

Im Betrieb treibt die in den Tabak über die Oberfläche der Drehtrommel und der Schaufeln eingedrungene Hitze die Wasserfeuchtigkeit aus dem Tabak heraus. Die in die Trommel am Tabakaustragtrichterende eintretende Arbeitsluft ist von Feuchtigkeit verhältnismäßig frei, weil sie sich jedoch im. Gegenstrom zur Bewsgungsrichtung des Trockengangs bewegt, nimmt die Arbeitsluft schnell die vom Tabak freigegebene Feuchtigkeit auf und trägt sie fort. Weil der Tabak sich durch den Trockner in einer Richtung und die Arbeitsluft sich durch, den Trockner in entgegengesetzter Richtung bewegen, existiert innerhalb der Trockentrommel ein Bereich, der am Austragende der Trommel liegt, wo der Tabak den trockensten Zustand auf- \ weist. Es ist dieser Bereich, in dem der Wassernebel zur Regelung des Feuchtigkextsgehaltes des Tabaks eingespritzt wird. Auf diese Weise kann der Feuchtigkeitsgehalt des Tabaks ohne ernsthafte Beeinträchtigung der Verdampfungsbelastungsbedingungen des Trockners geregelt werden. .

Bei einer zweiten, nicht gezeigten Ausführungsform sind Leitflächen an der Drehtrommel angeordnet, damit die im Ringraum 94 sich bewegende Heißluft einer schraubenförmigen Bahn folgt.

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Es ist somit ersichtlich, daß der erfindungsgemäße Tabaktrockner der Drehtroitunelbauart einen weiten brauchbaren dynamischen Wirkungsbereich besitzt und für das Trocknen von Tabak in einem weiten Bereich von Langzeitbelastungsbedingungen wirtschaftlich eingesetzt werden kann. Dabei kann der Feuchtigkeitsgehalt des die Trommel verlassenden Tabaks in einem engen Tolleranzbereich gehalten werden. Die auf einer bestimmten Temperatur durch die der Trommel zugeordnete Heizvorrichtung gehaltene Heißluft wird vermittels der Vorrichtung für die Zirkulation der Heißluft mit einer Geschwindigkeit von vorzugsweise zwischen 152 m/min, und 1067 m/min, über die Außenfläche der Trommel zur Erzielung einer hohen Wärmeleitung durch die Trommel geleitet.

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L e er s e 11 e

Claims

Tabak trockner, bestehend aus einer um eine Achse drehbaren Vorrichtung, die aus einer drehbaren Trommel, Mitteln sum Einführen von zu trocknendem I-Iaterial an einem ersten Ende der TrOiV₁IUeI und zum Entladen desselben aus einem zweiten Ende der Trommel, aus einer Vorrichtung zur Erzeugung einer im wesentlichen feststehenden Menge von Wärmeenergie in einer Flüssigkeit zur Zufuhr der im wesentlichen gesamten Wärmeenergie zwecks Entfernung des Feuchtigkeitsgehalts aus dem Material für eine gegebene Anzahl von Arbeitsbedingungen, wobei.die Drehkonstruktion Mittel"umfaßt, die zwischen der Flüssigkeit und dem Material angeordnet sind, so daß die Flüssigkeit von dem Material physikalisch trennbar ist, sowie aus Mitteln zum Aufnehmen der von dem Material abgegebenen Feuchtigkeit und. zum Entfernen der Feuchtigkeit aus der Trommel, wobei diese Vorrichtung Mittel zum Einführen von Arbeitsluft in die Trommel am zweiten Ende und zum Ablassen derselben aus dem ersten Ende aufweist, so daß die Arbeitsluft im Gegenstrom zu dem durch die Trommel geschickten Material gerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Abtastvorrichtung (78,80) arbeitsmäßig dem von der Trommel (4Ö) abgegebenen Material im Sinne einer Abtastung des Feuchtigkeitsgehalts des Materials zugeordnet ist, wobei die Vorrichtung C82) auf die Abtastvorrichtung (78, 80) zum Einführen von Wasser in das zweite Ende der Trommel (40) ansprechbar ist, so daß das Wasser in Tröpfchenform entweder das Material oder die Trommel (40) berührt und die eingeführte Wassermenge durch die Abtastvorrichtung (78, 80) im. Sinne einer Änderung der Menge der im wesentlichen festliegenden von dem Material absorbierten Wärmemenge zwecks Aufrechterhaltung des Feuchtigkeitsgehalts des getrockneten Materials auf einen im wesentlichen vorbestimmten konstanten Wert veränderbar ist.

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