DE2721965C2

DE2721965C2 - Verfahren zur Überwachung und Steuerung der Trocknung von Furnierblättern im Durchlaufverfahren

Info

Publication number: DE2721965C2
Application number: DE2721965A
Authority: DE
Inventors: Friedrich Dipl.-Phys. 6442 Rotenburg Bahner; Friedrich Ing.(Grad.) 6431 Hauneck Roos
Original assignee: Babcock BSH AG
Current assignee: Grenzebach GmbH and Co KG
Priority date: 1977-05-14
Filing date: 1977-05-14
Publication date: 1986-09-11
Also published as: IT7849326A0; FI74139C; BR7708646A; FR2390690B1; US4204337A; DE2721965A1; FI780513A; FR2390690A1; FI74139B; IT1103269B

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung und Steuerung der Trocknung von Furnierblättern im Durchlaufverfahren, wobei die Luft durch in Trocknerfeldern angeordnete Ventilatoren über Heizbatterien quer zur Förderrichtung des Gutes umgewälzt und über Düsen auf das Gut geblasen wird und wobei die Luftfeuchte zonenweise gemessen und geregelt wird.

Bei der Trocknung von Furnierblättern im Durchlaufverfahren tritt ein spezifisches Problem auf: Die beiden Faktoren, die für die zu verdampfende Wassermenge und somit für die Trocknungsleistung bestimmend sind, nämlich die Anfangsfeuchte und die Belegungsdichte, sind sehr starken Schwankungen unterworfen.
Bisher kann weder die Belegungsdirshte noch die Anfangsfeuchte im kontinuierlichen Betrieb mit angemessenem Aufwand und ausreichender Zuverlässigkeit gemessen werden. Daher haben bisherige Versuche, die Trocknungsbedingungen den jeweiligen Erfordernissen anzupassen, noch nicht den angestrebten Erfolg gehabt.

Die Erfindung baut auf einem Verfahren auf, das in der DE-Z Holz-Zentralblatt, Stuttgart, Nr. 55/56,7. Mai

1975, Seite 725 beschrieben ist Mit diesem Verfahren ist es möglich, in den verschiedenen Zonen längs des Förderweges eine vorgegebene standardisierte Luftfeuchte einzuhalten, die den besonderen Erfordernissen jeder Furnierart angepaßt ist Es berücksichtigt aber nicht die unterschiedliche Anfangsfeuchte und die schwankende Belegungsdichte des Förderers.

Die DE-OS 25 23 411 befaßt sich mit einem speziellen Verfahren zur Regelung der Luftfeuchtigkeit in einem Durchlauftrockner für Furniere. Dabei wird mit einem kontinuierlich arbeitenden Feuchtemeßgerät die Feuchte des Trocknungsmediums gemessen. Entsprechend dem Meßwert wird die Abluftmenge geregelt, und mittels der

Änderungsgröße des Druckes beim öffnen oder Schließen der Abluftklappe wird die Frischluftzufuhr geregelt. Dieses Verfahren ist insofern auf die speziellen Belange der kontinuierlichen Furniertrocknung zugeschnitten, als es auch zur Ausregelung sehr großer Feuchteschwankungen geeignet ist, die sich infolge wechselnder Anfangsfeuchte der Furnierblätter ergeben. Es berücksichtigt aber ebensowenig wie das zuerst erwähnte Verfahren den unterschiedlichen Wärmebedarf, der durch, schwankende Anfangsfeuchte und schwankende

so Belegungsdichte bedingt ist.

Die US-PS 33 95 459 beschreibt einen Durchlauftrockner für Furniere, bei dem die Fördergeschwindigkeit in Abhängigkeit von der Temperatur geregelt wird. Die Temperaturmessung erfolgt mit zwei Thermoelementen, von denen das eine am Anfang und das andere am Ende der Trockenkammer angeordnet ist. Die beiden Thermoelemente sind parallel geschaltet und liefern ein Signal, das zur jeweiligen mittleren Temperatur des Trocknungsmediums proportional ist. Dieses Regelverfahren erlaubt zwar grobe Korrekturen der Trocknungsbedingungen, es spricht aber nicht unmittelbar auf die eigentlichen Ursachen der auftretenden Probleme an, nämlich auf die schwankende Anfangsfeuchte und die wechselnde Belegungsdichte.

Die Erfinder haben sich die Aufgabe gestellt, ein Verfahren der eingangs angegebenen Gattung so zu verbessern, daß die wechselnde Anfangsfeuchte und die schwankende Belegungsdichte berücksichtigt werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in mehreren Trocknerfeldern längs des Förderweges außer der Luftfeuchte auch der Wärmeverbrauch gemessen wird, daß mittels der Wärmebilanzen der Trocknungsverlauf berechnet wird und daß daraus für die optimalen Trocknungsbedingungen die entsprechenden Temperaturen und/oder die entsprechende Durchlaufgeschwindigkeit errechnet und als Sollwerte für die zugeordneten Regler oder Stellglieder ausgegeben werden.

Wie weiter unten gezeigt wird, lassen sich aus dem Verlauf des Wärmeverbrauchs längs des Förderwegs Anfangsfeuchte und Belegungsdichte berechnen.

Nötig ist dazu lediglich, daß der Wärmeverbrauch mindestens in einem am Trockneranfang und in einem am Trocknerende liegenden Trocknerfeld gemessen wird und daß die Temperaturregelung in mindestens zwei

getrennten Ragelkreisen durchgeführt wird.

Wenn der Wärmeverbrauch vorgegebene Grenzen Ober- bzw. unterschreitet, wird entweder die Durchlaufgeschwindigkeit automatisch geregelt, oder es wird zwecks Aufforderung zur manuellen Verstellung der Durchlaufgeschwindigkeit ein optisches oder akustisches Signal ausgelöst

Zweckmäßig wird der für die Regelung der Durchlaufgeschwindigkeit bzw. für die Auslösung des Signals maßgebende Wärmeverbrauch am Trocknerausgang gemessen.

Bei einer bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Wärmeverbrauch durch Messung des Temperaturabfalls der Umluftströme gemessen. Der besondere Vorteil dieser Variante besteht darin, daß zur Bestimmung der Anfangsfeuchte und der Belegungsdichte lediglich einfache Temperaturmessungen durchzuführen sind.

Die Zeichnung dient zur Erläuterung der Erfindung. Es zeigt

F i g. 1 ein Blockschaltbild;

F i g. 2 ein Blockschaltbild für ein vereinfachtes Ausführungsbeispiel; F i g. 3 die Ansicht eines Durchlauf trockner s für Furnierblätter;

F i g. 4 einen Querschnitt gemäß Linie A-A der F i g. 3; F i g. 5 verschiedene Trocknungsverlaufskurven;

F i g. 6 verschiedene Wärmeverbrauchskurven.

Ein Furniertrockner ist üblicher Weise in Felder von 2 m Länge unterteilt, denen jeweils ein Ventilator und eine Heizbatterie zugeordnet sind. Die Luft wird quer zur Förderrichtung des Gutes umgewälzt und strömt aus Düsen auf das Gut

In mehreren Trocknerfeldern, jedoch mindestens in zwei Feldern, von denen das eine in der Nähe des Trocknereingangs und das andere in der Nähe des Trocknerausgangs liegt sind zur Messung des lokalen Wärmeverbrauchs im Luftstrom beidseitig der Fördereinrichtung Temperaturfühler angeordnet Der Wärmeverlauf ist näherungsweise proportional zum Temperaturabfall des Luftstroms nach geleisteter Arbeit

In F i g. 5 sind Trocknungsverlaufskurven dargestellt Die durchgebogene Kurve a gilt für ein Furnier mit einer Anfangsfeüchte von 80% und richtig gewählten Trocknungsbedingungen, d. h. das Furnier hat bei Austritt aus dem Trockner eine Restfeuchte von ca. 10%. Die strich-punktierte Kurve b gilt für ein Furnier mit gleicher Anfangsfeuchte von 80% und verändertem Belegungsgrad des Trockners (Vollbelegung 100%). Die gestrichelte Kurve c gilt für einen Belegungsgrad von 70% (wie a), aber erhöhter Anfangsfeuchte von 120%. Die Trocknungsbedingungen (Temperatur) sind jeweils unverändert.

F i g. 6 zeigt den zugehörigen Wärmeverbrauch längs dss Trockners.

Kurve a=Bandbelegungsgrad von 70% und Anfangsfeuchte von 80%; Kurve 6= Bandbelegungsgrad von 100% und Anfangsfeuchte von 80%; Kurve c= Bandbelegungsgrad von 70% und Anfangsfeuchte von 120%.

Die gewählten Trocknungsbedingungen sind jeweils gleich.

Wenn sich der Bandbelegungsgrad bei gleichbleibender Anfangsfeuchte auf z. B. 100% erhöht dann erhöht sich der Wärmeverbrauch in allen Feldern annähernd gleichmäßig um einen bestimmten Betrag (Kurve b, F i g. 5 und 6). Falls man direkt die Trockenmitteltemperatur vor dem Gut und nach Arbeitsleistung mißt, dann erhält man in erster Näherung einen dem Bandbelegungsgrad proportionalen Temperaturabfall. Andere Meßverfahren (Vor- und Nachheizbatterie) enthalten noch den Energiegrundumsatz.

Der erhöhte Bandbelegungsgrad hat trocknungstechnisch zur Folge, daß sich bei nicht geregelter Abluftfeuchte die Umluftfeuchte erhöht und die effektiv wirksame Trocknungstemperatur erniedrigt. Wirksam ist näherungssreise die mittlere Temperatur zwischen Zustrom und Abstrom am Gut Die Wirkung ist in beiden Fällen eine Verminderung der Abtrocknung, so daß das Gut den Trockner zu feucht verläßt.

Der erhöhte Belegungsgrad ist, wie beschrieben (stat Zustand), aus dem Wärmeverbrauch kalkulierbar. Dazu sind die Felder der Anfangstrocknung heranzuziehen, da dort der Wärmeverbrauch nahezu unabhängig von der Anfangsfeuchte des Gutes ist (Gleichung 1). Für die Berechnung der zur Trocknung notwendigen Zulufttemperatur sind noch folgende Gleichungen 2 bis 4 heranzuziehen:

G	txF ._& ^.	spez. Wärme des Trockenmittels
Q		Trocknungsleistung
t	= konst.	Austauschfläche
Hierin bedeuten:	Verdampfungswärme
Cp	Volumenstrom des Trockenmittels = Förderstrom des Ventilators
G	Dichte
F	Wärmeüb-irgangszahl
r	Temperaturen
V	Kühlgrenztemperatur
P
OC
■»

&1U Temperatur des zuströmenden Trocknungsmittels &,b Temperatur des abströmenden Trocknungsmittels &tr effektiv wirksame Trocknungslufttemperatur Q Wärmemenge

Ändert sich andererseits bei gleichbleibendem Belegungsgrad Fdie Anfangsfeuchte auf z.B. 120%, dann unterscheidet sich der Wärmeverbrauch in den ersten Feldern nicht wesentlich von dem vorherigen Verbrauch (etwas größerer Verbrauch im Einlauffeld durch die Aufwärmung von mehr Wasser). Für die Trocknung und den Wärmeverbrauch sind weiterhin die Gleichungen 1 bis 3 maßgebend.

10 Der Knickpunkt wird jedoch zu einem späteren Zeitpunkt erreicht, d. h. in einem späteren Trocknerfeld (Kurven c in F i g. 5 und 6). Der Wärmeverbrauch verschiebt sich am Trocknerende zu höheren Werten. Ohne Nachstellung der Temperatur würde am Trockneraustritt das Furnier ebenfalls eine zu hohe Restfeuchtc aufweisen. Für die Berechnung von Sollwerten für die Trockenmitteltemperatur werden empirische Gesetzmäßigkeiten benötigt.

15 Aus dem unterschiedlichen Verhalten des Wärme Verbrauchs in den Anfangsfeldern und den Endfeldern eines Durchlauftrockners leitet sich eine empirisch einzustellende Näherung ab. Die Verfahrensweise ist aus dem Schemabild F i g. 2 ersichtlich. Bei Anwendung dieser Näherung ist eine Feuchteregelung erforderlich.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Überwachung und Steuerung der Trocknung von Furnierblättern im Durchlaufverfahrcn, wobei die Luft durch in Trocknerfeldern angeordnete Ventilatoren über Heizbatterien quer zur Förderrichtung des Gutes umgewälzt und über Düsen auf das Gut geblasen wird und wobei die Luftfeuchte zonenweise gemessen und geregelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß in mehreren Trocknerfeldern längs des Förderweges außer der Luftfeuchte auch der Wärmeverbrauch gemessen wird, daß mittels der Wärmebilanzen der Trocknungsverlauf berechnet wird und daß daraus für die optimalen Trocknungsbedingungen die entsprechenden Temperaturen und/oder die entsprechende Durchlaufgeschwindigkeit errechnet und als Sollwerte für die zugeordneten Regler oder Stellglieder ausgegeben werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeverbrauch mindestens in einem am Trockneranfang und in einem am Trocknerende liegenden Trocknerfeld gemessen wird und daß die Temperaturregelung in mindestens zwei getrennten Regelkreisen durchgeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchlaufgeschwindigkeit automatisch geregelt oder daß zwecks Aufforderung zur manuehen Verstellung der Durchlauf geschwindigkeit ein optisches oder akustisches Signal ausgelöst wird, wenn der Wärmeverbrauch vorgegebene Grenzen über- bzw. unterschreitet

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der für die Regelung der Durchlaufgeschwindigkeit bzw. für die Auslösung des Signals maßgebende Wärmeverbrauch am Trocknerausgang gemessen wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeverbrauch durch Messung des Temperaturabfalls der Umluftströme gemessen wird.