DE3639929A1 - Durchlauftrockner fuer furnierblaetter - Google Patents
Durchlauftrockner fuer furnierblaetterInfo
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- F26B21/00—Arrangements or duct systems, e.g. in combination with pallet boxes, for supplying and controlling air or gases for drying solid materials or objects
- F26B21/06—Controlling, e.g. regulating, parameters of gas supply
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Description
Die Erfindung betrifft einen Durchlauftrockner für Fur
nierblätter gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Bei der Trocknung von Furnierblättern im Durchlaufver
fahren tritt ein spezifisches Problem auf, das in diesem
Maße in kaum einem anderen Gebiet der Trocknungstechnik
vorzufinden ist: Zwei Faktoren, die für die zu verdamp
fende Wassermenge bestimmend sind, nämlich die Anfangs
feuchte der Furnierblätter und die Belegungsdichte des
Förderers, sind sehr starken Schwankungen unterworfen.
Dementsprechend muß die Trocknungsleistung in einem weiten
Bereich variiert werden, um sie dem schwankenden Bedarf
ständig anzupassen.
Zur Lösung dieses Problems wird in der DE-PS 27 21 965 ein
Steuerverfahren vorgeschlagen, bei dem fortlaufend in
mindestens zwei Feldern durch Messung des Temperaturab
falls der Umluftströme der lokale Wärmeverbrauch gemessen
wird. Aus den Meßwerten läßt sich auf die Belegungsdichte
und die Anfangsfeuchte und somit auf den Gesamtwärmebedarf
schließen.
Mit Hilfe eines Rechners werden die Temperatur- und/oder
die Durchlaufgeschwindigkeit berechnet und die entsprech
enden Stellsignale für die Heizregister und/oder den
Antriebsmotor der Fördereinrichtung erzeugt.
Da die Temperatur je nach Holzart nur in engen Grenzen
variiert werden kann und da Temperaturänderungen wegen der
großen Wärmeträgheit der Apparaturen naturgemäß sehr lang
sam verlaufen, kommt eine Steuerung der Temperatur in der
Praxis nur als Grundeinstellung in Betracht. Eine Steue
rung der Fördergeschwindigkeit hat großen Einfluß auf den
Gesamtausstoß des Werkes und kann bei kontinuierlichen
Furnierstraßen nur in Anpassung mit den vor- und nachge
schalteten Stationen erfolgen. Daher ist man bestrebt,
unnötige Änderungen der Fördergeschwindigkeit zu ver
meiden. Aus diesen Gründen schlägt die DE-OS 31 21 348
vor, zwecks Anpassung an den ermittelten Wärmebedarf die
Drehzahl der Ventilatoren zu steuern.
Mit den erwähnten Verfahren gelingt es auch bei starken
Schwankungen der Anfangsfeuchte und Belegungsdichte, die
Endfeuchte in einem kleinen Toleranzbereich zu halten.
Gelegentlich zeigen sich aber unzulässige Abweichungen von
der gewünschten Endfeuchte infolge von Störeinflüssen.
Einer dieser Störeinflüsse besteht z.B. darin, daß die
Dicke der Furnierblätter innerhalb eines gewissen Tole
ranzbereichs schwankt. Diese Dickenunterschiede beeinflus
sen nicht nur die zu verdampfende Wassermenge, sondern
wirken sich durch Verlängerung oder Verkürzung der Dif
fusionswege auch auf das Trocknungsverhalten aus. Erfah
rungsgemäß bedingt z.B. eine Vergrößerung der Dicke von
10% eine Verlängerung der Trocknungszeit von fast 20%.
Da die toleranzbedingten Dickenunterschiede meßtechnisch
nicht erfaßt werden und auch kaum erfaßbar sind, bewirken
sie Abweichungen der Endfeuchte vom vorausberechneten
Wert. Ein anderer Störeinfluß ist die unterschiedliche
Rohdichte, die ebenfalls zu praktisch unvermeidbaren
Abweichungen der Endfeuchte vom Sollwert führt.
Durch die US-PS 33 50 789 ist es bekannt, aus der von der
Oberfläche eines dünnen, porösen Gutes, z.B. eines Fur
nierblattes, ausgehenden Wärmestrahlung unter Berücksich
tigung der Trocknungsbedingungen mittels einer empirisch
zu ermittelnden Formel auf die Feuchte zu schließen. Unter
anderem wird auch ein Trockner für bahnförmiges Gut be
schrieben, der aus zwei hintereinander geschalteten
Abschnitten besteht. Im ersten Abschnitt werden Temperatur
und Gasgeschwindigkeit konstant gehalten. Ein Strahlungs
meßgerät ist am Ende des ersten Abschnitts angebracht. Der
Meßwert wird mit einem Sollwert verglichen, und die
Differenz dient als Steuersignal für die Heizung
und/oder die Ventilatoren des zweiten Abschnitts.
Dieser Trockner ist möglicherweise geeignet, eine Mate
rialbahn, deren Anfangsfeuchte innerhalb eines gewissen
Toleranzbereichs schwankt, auf konstante Endfeuchte zu
trocknen. Es dürfte aber in der Regel kaum möglich sein,
den Feuchtegehalt von Furnierblättern unter konstanten
Trocknungsbedingungen im ersten Abschnitt einem gemein
samen Sollwert soweit anzunähern, daß die am Ende des
ersten Abschnitts verbleibenden Unterschiede durch die
vorgesehene Steuerung in der zweiten Zone ausgeglichen
werden können. Wechselnde Belegungsdichte wird von dem
Strahlungsmeßgerät nicht registriert und daher auch nicht
kompensiert. Insbesondere wird in der Schrift nicht be
rücksichtigt, daß der funktionale Zusammenhang zwischen
Oberflächentemperatur und Restfeuchte nur unterhalb des
Fasersättigungspunkts gültig ist, der bei den meisten
Holzarten zwischen etwa 25 und 40% liegt.
Würde man die vorbekannte Anordnung zum Trocknen von Fur
nierblättern verwenden, so wäre nicht ohne weiteres ge
währleistet, daß am Ende der ersten Zone alle Furnier
blätter - ohne Rücksicht auf Anfangsfeuchte und Belegungs
dichte - den Fasersättigungspunkt erreicht haben. Oberhalb
des Fasersättigungspunktes ist die Materialtemperatur aber
nahezu unabhängig von der Materialfeuchte; der Trocknungs
vorgang verläuft entlang der Kühlgrenztemperatur.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Durch
lauftrockner der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 an
gegebenen Gattung die durch Störeinflüsse bedingten Abwei
chungen der Endfeuchte vom vorgeschriebenen Sollwert auf
das zulässige Toleranzfeld zu begrenzen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnen
den Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Die Anordnung des Infrarotmeßumformers am Trocknerausgang
hat mehrere Vorteile: Die starken Schwankungen der An
fangsfeuchte sind an dieser Stelle aufgrund der eingangs
seitigen Steuerung weitgehend auskompensiert, so daß nur
noch geringe Abweichungen vorkommen, die durch Meßungenau
igkeiten und eingangsseitig nicht erfaßte Störeinflüsse
bedingt sind. Die Feuchte liegt mit Sicherheit unter dem
Fasersättigungspunkt, und zwar genügend weit, so daß ein
eindeutiger auswertbarer Zusammenhang zwischen Ober
flächentemperatur und Feuchte besteht. Der geschlossene
Regelkreis berücksichtigt indirekt auch nicht direkt meß
bare Einflüsse, wie unterschiedliche Belegungsdichte,
unterschiedliche Dicke und unterschiedliche Rohdichte.
Durch die Merkmale des Anspruchs 2 läßt sich mit einfachen
Mitteln die Korrektur der Endfeuchte stufenweise der Größe
der auftretenden Abweichungen anpassen.
Durch das Merkmal des Anspruchs 3 wird vermieden, daß ein
zelne zufällige Ausreißer einen Schaltvorgang auslösen.
Infolge der Mittelung über jeweils mehrere Meßwerte wird
erst dann umgeschaltet, wenn sich an mehreren aufeinander
folgenden Furnierblättern eine Tendenz zu unzulässigen
Abweichungen zeigt.
Die Zeichnung dient zur Erläuterung der Erfindung anhand
eines schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels.
Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen
Durchlauftrockners für Furniere.
Fig. 2 zeigt in größerem Maßstab einen Schnitt gemäß der
Linie A-A der Fig. 1.
Der in der Zeichnung dargestellte Durchlauftrockner be
steht in üblicher Weise aus einer Anzahl von aneinanderge
reihten Feldern 1 bis 12. Dahinter folgt mit Abstand ein
Kühlfeld 13. Jedes Feld ist mit einem Ventilator 14, mit
Düseneinbauten 15 und mit einem Heizregister 16 ausgestat
tet. Die Düseneinbauten bewirken, wie bekannt, eine Quer
stromumwälzung der Trocknungsluft in jedem Feld. Die Ven
tilatoren 14 sind durch polumschaltbare Motoren 17 wahl
weise mit zwei verschiedenen Drehzahlen antreibbar. In der
Gehäusedecke sind bei den Feldern 2, 5 und 9 Abluftkamine
18 angeordnet. Jeder Abluftkamin ist mit einer Stellklappe
19 ausgestattet, die über einen Regler betätigt wird. Dem
in der Zeichnung nicht dargestellten Regler wird als Re
gelgröße ein zur Luftfeuchte proportionales Signal zuge
führt, das mit Hilfe eines ebenfalls nicht dargestellten
Luftfeuchtemeßgerätes erzeugt wird. Eine Fördereinrich
tung, bestehend aus einem Tragband 20 und einem Deckband
21, beide aus Drahtgeflecht, erstreckt sich über die ge
samte Länge des Trockners einschließlich des Kühlfeldes 13.
In zwei Feldern, von denen das eine in der Nähe des Trock
nereinganges und das andere etwa in der Mitte des Trock
ners liegt, z.B. in den Feldern 2 und 8, sind je zwei Tem
peraturmeßfühler 22, 23 so angebracht, daß der eine die
Temperatur der umgewälzten Luft vor ihrer Berührung mit
den Furnierblättern mißt, der andere danach. Von den Meß
fühlern 22, 23 sind Leitungen 24, 25 zu einem Steuergerät
26 geführt, das mit einem Rechner ausgestattet ist. Wie in
der DE-PS 27 21 965 ausführlich erläutert, wertet der
Rechner die Meßwerte aus, indem er direkt auf die Bele
gungsdichte der Fördereinrichtung und die Anfangsfeuchte
der durchlaufenden Furnierblätter schließt. Daraus bere
chnet er nach einer vorgegebenen Funktion den erforder
lichen Luftvolumenstrom für jedes Feld. Entsprechend den
so berechneten Werten steuert er über die Leitung 27 die
Motoren 17 des Trocknerabschnitts, der vom Eingangsfeld 1
z.B. bis zum Feld 8 reicht. Die Motoren der Felder 9 bis
12 des ausgangsseitigen Trocknerabschnitts sind von dem
Steuergerät 26 unabhängig.
Am Trocknerausgang, zwischen dem letzten Trocknerfeld 12
und dem Kühlfeld 13, ist ein Infrarotmeßumformer 28 ange
ordnet. Dieser besteht im wesentlichen aus einem Bolometer
mit einer spektralen Empfindlichkeit im Bereich zwischen
etwa 2 µ und 12 µ und einem elektronischen Umformer, der das
Ausgangssignal des Bolometers verarbeitet. Der Infrarot
meßumformer 28 wird durch einen Sensor 29, z.B. eine
Lichtschranke, angesteuert, so daß er jeweils beim Durch
gang eines Furnierblattes aktiviert ist. Das von dem
Infrarotmeßumformer 28 erzeugte Signal wird einem Rechner
30 zugeführt. Dieser berechnet daraus unter Berücksichti
gung der kontinuierlich gemessenen Trocknungsbedingungen,
insbesondere Temperatur und Feuchte der Trocknungsluft,
auf Grund einer empirisch ermittelten Formel die Material
feuchte und leitet ein resultierendes Signal zu dem Reg
ler 31, der über Leitungen 32 bis 35 die Motoren 17 der zu
den Feldern 9 bis 12 gehörenden Ventilatoren 14 schaltet.
Der erfindungsgemäße Durchlauftrockner arbeitet
folgendermaßen:
Von Hand oder über ein nicht zur Erfindung gehörendes
Steuergerät werden die Temperaturen der einzelnen Felder
vorgewählt, ferner die Luftfeuchte und die Bandgeschwin
digkeit. Diese Einstellung erfolgt aufgrund empirischer
Zusammenhänge in Abhängigkeit von charakteristischen
Eigenschaften der zu verarbeitenden Furnierblätter, insbe
sondere von der Holzart und der Blattdicke. Bei dieser
Grundeinstellung werden bei mittlerer Belegungsdichte
Furnierblätter mittlerer Feuchte auf einen gewünschten
Endwert getrocknet.
Wenn die Belegungsdichte und die Anfangsfeuchte nicht
allzu stark von einem Mittelwert abweichen, laufen z.B.
die Ventilatoren der Felder 1 bis 4 mit hoher Drehzahl,
die Ventilatoren der Felder 5 bis 10 mit niedriger Dreh
zahl und die Ventilatoren der Felder 11 und 12 wieder mit
hoher Drehzahl. Ändert sich nun der Wärmebedarf durch
geänderte Belegungsdichte oder durch geänderte Anfangs
feuchte, so bewirkt das Steuergerät 26 eine entsprechende
Anpassung der zugeführten Wärme in dem Trocknerabschnitt,
der die Felder 1 bis 8 umfaßt. Bei erhöhtem Wärmebedarf
wird zunächst zusätzlich der Ventilator des Feldes 5 auf
hohe Drehzahl gebracht, anschließend der Reihe nach die
Ventilatoren der Felder 6, 7 und 8, soweit notwendig.
Andererseits werden bei verringertem Wärmebedarf die
Ventilatoren der Felder 4, 3, 2, 1, soweit notwendig, auf
niedrige Drehzahl umgeschaltet. Wenn nach Umschaltung
aller verfügbaren Ventilatoren eine weitere Anpassung
erforderlich ist, wird durch Änderung der Durchlauf
geschwindigkeit die Behandlungsdauer geändert.
Die beschriebene Steuerung zielt darauf ab, den Furnier
blättern längs des gesamten Trocknungsweges in den Feldern
1 bis 12 insgesamt annähernd die Wärmemenge zuzuführen,
die erforderlich ist, um das anfangs im Furnier enthaltene
Wasser bis auf einen Rest von z.B. 3 bis 7% zu ver
dampfen. Dieses Ziel wird bei Abwesenheit von Störein
flüssen in der Regel erreicht, wenn z.B. die Ventilatoren
in den Feldern 9 und 10 mit niedriger Drehzahl und die
Ventilatoren in den Feldern 11 und 12 mit hoher Drehzahl
laufen.
Die tatsächliche Endfeuchte der austretenden Furnier
blätter wird mit dem Infrarotmeßumformer 28 gemessen. Wenn
die gemittelte Endfeuchte von mehreren, z.B. drei, aufein
anderfolgenden Furnierblättern außerhalb des zulässigen
Bereichs liegt, wird je nach Vorzeichen der Abweichung die
Drehzahl des Ventilators 10 erhöht oder die Drehzahl des
Ventilators 11 erniedrigt. Falls notwendig, wird an
schließend noch der Ventilator 9 bzw. der Ventilator 12
umgeschaltet.
Auf diese Weise gelingt es, Störeinflüsse zu kompensieren,
die z.B. durch Abweichungen der Furnierdicke oder der Roh
dichte vom Nennwert verursacht werden. Für den Fall, daß
die Änderung der Ventilatordrehzahl in den Feldern 9 bis
12 des ausgangsseitigen Trocknerabschnitts zur Kompensa
tion der auftretenden Abweichungen ausnahmsweise nicht
ausreicht, kann durch den Regler 31 zusätzlich eine
Änderung der Durchlaufgeschwindigkeit bewirkt und/oder ein
Warnsignal ausgelöst werden.
Es versteht sich, daß die ausgangsseitige Regelung den
Charakter einer Korrekturmaßnahme hat. Sie ist wirksam in
Verbindung mit einer eingangsseitigen Steuerung in
Abhängigkeit vom gemessenen Wärmebedarf.
Dabei bewirkt die Steuerung schon einen weitgehenden
Ausgleich der anfänglich starken Schwankungen.
Die Wirkung der Erfindung hängt aber nicht davon ab, daß
der Wärmebedarf nach dem Verfahren ermittelt wird, das im
Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiel beschrieben wird.
Dieses Verfahrens ist zwar in der Regel, wenn Belegungs
dichte und Anfangsfeuchte stark schwanken, sehr vorteil
haft. Wenn aber z.B. Furnierblätter von einheitlicher
Größe, z.B. formatierte Schälfurniere, im gleichen Takt
dem Förderer zugeführt werden, ist die Belegungsdichte
konstant. In diesem Falle kann die Belegungsdichte in der
Grundeinstellung berücksichtigt werden, und es genügt zur
Ermittlung des Wärmebedarfs, den Temperaturabfall des
Umluftstroms in einem einzigen Feld zu messen, das etwa in
der Mitte des Trockners liegt.
Claims (3)
1. Durchlauftrockner für Furnierblätter,
mit einer Fördereinrichtung,
mit mehreren aneinander gereihten Feldern, die je mit einem Ventilator und mit Einbauten zur Erzeugung einer Querstromumwälzung der Trocknungsluft sowie mit einem Heizregister ausgestattet sind,
mit Meßeinrichtungen zur Bestimmung der zu verdampfenden Wassermenge
und mit einem Steuergerät, das entsprechend der zu verdampfenden Wassermenge auf die Geschwindigkeit der Fördereinrichtung und/oder auf die Drehzahl von Ventilatoren einwirkt,
gekennzeichnet durch einen Regelkreis, bestehend aus einem am Ausgang des Trockners angordneten Infrarot meßumformer (28) zur Messung der Endfeuchte der aus tretenden Furnierblätter und einem Regler (31), der mit dem Signal des Infrarotmeßumformers (28) beauf schlagt wird und in einem dem Trocknerausgang benach barten Abschnitt des Trockners im Sinne einer Kon stanthaltung der Endfeuchte auf die Drehzahl der Motoren (17) der Ventilatoren (14) einwirkt.
mit einer Fördereinrichtung,
mit mehreren aneinander gereihten Feldern, die je mit einem Ventilator und mit Einbauten zur Erzeugung einer Querstromumwälzung der Trocknungsluft sowie mit einem Heizregister ausgestattet sind,
mit Meßeinrichtungen zur Bestimmung der zu verdampfenden Wassermenge
und mit einem Steuergerät, das entsprechend der zu verdampfenden Wassermenge auf die Geschwindigkeit der Fördereinrichtung und/oder auf die Drehzahl von Ventilatoren einwirkt,
gekennzeichnet durch einen Regelkreis, bestehend aus einem am Ausgang des Trockners angordneten Infrarot meßumformer (28) zur Messung der Endfeuchte der aus tretenden Furnierblätter und einem Regler (31), der mit dem Signal des Infrarotmeßumformers (28) beauf schlagt wird und in einem dem Trocknerausgang benach barten Abschnitt des Trockners im Sinne einer Kon stanthaltung der Endfeuchte auf die Drehzahl der Motoren (17) der Ventilatoren (14) einwirkt.
2. Durchlauftrockner nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Abschnitt mehrere Felder (9-12)
umfaßt und die Motoren (17) polumschaltbar sind.
3. Durchlauftrockner nach Anspruch 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß zur Bildung des auf die Motoren (17)
wirkenden Stellsignals jeweils mehrere aufeinander
folgende Meßwerte des Infrarotmeßumformers (28)
gemittelt werden.
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