DE4234696A1 - Vorrichtung zum trocknen von kunststoffschuettgut - Google Patents
Vorrichtung zum trocknen von kunststoffschuettgutInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Trocknen von
Kunststoffschüttgut. Aus der deutschen Patentschrift DE
31 31 471 C2 ist eine solche Vorrichtung mit einem oder
mehreren Silo′s bekannt, welche eine obenliegende Einlaß
öffnung für das Schüttgut und eine untenliegende, ver
schließbare Auslaßöffnung für das Schüttgut aufweisen. Im
unteren Bereich der Silo′s mündet eine Zuleitung für die
Warmluft, die mit Hilfe eines Gebläses und einer Heizung
das Schüttgut durchströmen soll und die anschließend durch
eine Rückführleitung am oberen Ende des Silo′s aufgenommen
wird und über einen Trockner geleitet wird, wo sie schließ
lich in die Zuleitung unter Bildung eines geschlossenen
Kreislaufs mündet. In der Rückführungsleitung ist ein
Temperaturfühler angeordnet, der über einen Regler tempera
turabhängig eine größere oder kleinere Luftmenge durch das
Schüttgut strömen läßt.
Diese Vorrichtung weist eine schlechte Energieausnutzung
auf, ebenso wie sie einen aufwendigen und somit auch an
fälligen Regler verwendet, der abhängig von der Abluft
temperatur etwas mehr oder weniger Luftmenge in das oder
die Silo′s einströmen läßt. Die Temperatur in der Rückführleitung
ist nicht repräsentativ für die Temperatur des
Schüttguts, und schon gar nicht für dessen Temperatur im
unteren Bereich des Silo′s, sondern täuscht eine zu niedrige
Temperatur vor. Das Schüttgut wird deshalb unnötig stark
erwärmt und im unteren Bereich vielleicht sogar überhitzt,
so daß es verklebt.
Aus der DE-Z.: "Kunststoffberater", 6/1988, S. 27/28, ist
ein Trockner für Kunststoffgranulate bekannt, bei dem das
Granulat ebenfalls durch im Kreislauf geführte Warmluft
von unten nach oben durchströmt wird. Ein Temperaturfühler
mißt die Temperatur im Granulat. Hat das Material die
Trocknungstemperatur erreicht oder wird kein Granulat mehr
entnommen, schaltet die Heizung automatisch herunter oder
ganz aus. Temperaturgesteuerte Zusatzheizungen ermöglichen
zu gleicher Zeit unterschiedliche Trocknungstemperaturen in
den verschiedenen Behältern. Ob die Fühler oben oder unten
in den Behältern angeordnet sind, ist nicht offenbart. Ist
der Fühler jeweils oben angeordnet, dann besteht die Gefahr
der Oberhitzung im unteren Bereich, zumal die Wärmeleitung
des Materials schlecht ist, ist er hingegen unten angeord
net und schaltet er die Zusatzheizung aus, erwärmt sich das
Material dennoch durch die Wirkung der gemeinsamen Heizvor
richtung unkontrolliert weiter. In beiden Fällen ist nach
teilig, daß die auch nach einem Drosseln oder Abschalten
der Heizung weiter zirkulierende Luft Wärme aus dem Material
abführt in den Trockner, dessen Absorber (meist ein Zeolith)
dem Luftstrom die Feuchtigkeit umso schwerer entziehen kann,
je wärmer er ist, so daß die Luft zum Trocknen erst wieder
gekühlt werden muß, was aufwendig ist.
Aus der DE-PS 37 33 793 ist es bekannt, amorphes Kunststoff
granulat von Warmluft, welche im Kreislauf geführt wird,
durchströmen zu lassen, um das Granulat zumindest oberfläch
lich zu kristallisieren, wozu seine Kristallisationstemperatur
überschritten werden muß. Um das zu kontrollieren, wird die
Granulattemperatur gemessen und geregelt, um es nicht zu über
hitzen. Eine Trocknung findet nicht statt.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Trocknen
von Kunststoffschüttgut zu schaffen, welche einfach aufge
baut und entsprechend wenig anfällig ist und welche energie
sparend und kostensparend arbeitet.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den im An
spruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiter
bildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Erfindungsgemäß wird die Temperatur des Kunststoffschütt
gutes nicht nur durch einen, sondern durch zwei Temperatur
fühler pro Silo überwacht, von denen einer unten und einer
oben im Silo angeordnet ist. Der untere Temperaturfühler I
kontrolliert die optimale Trocknungstemperatur des als
nächstes zu entnehmenden Schüttgutes und bewahrt es vor
einer Überhitzung, die zu einer Verklebung führen könnte.
Er ist mit einem Regler verknüpft, der die Zusatzheizung
abschaltet, wenn eine obere Grenztemperatur überschritten
wird. Wird nur wenig oder gar kein Schüttgut aus dem Silo
abgezogen, steigt durch die weiterhin arbeitende Luftum
wälzung und die den Silo′s gemeinsame Heizvorrichtung, wel
che u. a. die Wärmeverluste ersetzt, die Temperatur im oberen
Bereich des Silo′s weiter an, bis der dort angeordnete
Temperaturfühler eine vorgegebene Grenztemperatur meldet,
das dem Silo zugeordnete Absperrorgan schließt und dadurch
die Luftzirkulation durch den Silo unterbricht. Das hat den
Vorteil, daß die Wärme der Heizvorrichtung verstärkt den
anderen Silos zugeführt wird, daß keine Wärme mehr aus
dem Silo in den Trockner abgeführt wird, wo sie sonst her
untergekühlt werden müßte, und daß sich die Temperatur
im Silo ausgleichen kann, die kälteren Bereiche also
kostenlos aufgewärmt werden. Außerdem begrenzt der obere
Temperaturfühler in erwünschter Weise die Eintrittstempera
tur des Trockners. Die obere Grenztemperatur des oberen
Temperaturfühlers liegt deshalb mit Vorteil tiefer, z. B.
um 10-20°C tiefer als die obere Grenztemperatur des
unteren Temperaturfühlers. Dadurch gelingt es, die Warm
luft exakt den Bedürfnissen des Kunststoffschüttguts an
zupassen. Das Absperrorgan wird am besten nur im voll
ständig geöffneten und im geschlossenen Zustand verwendet.
Durch diese einfache Funktionsweise mit zwei Stellungen
kann man einen einfachen Zeitpunktregler verwenden, der
gegen Störungen unanfällig ist.
Durch das vollständige Abtrennen des mit Kunststoffschütt
gut gefüllten Silo′s vom Warmluftkreislauf gelingt es auf
besonders energiesparende Weise, den Feuchtigkeitsgehalt
des gesamten Schüttguts zu reduzieren, indem sich die
Temperatur über das ganze Silo hinweg ohne zusätzliche
Warmluftzufuhr ausgleichen kann.
Bei der Verwendung von mehreren Silo′s erweist es sich
als besonders vorteilhaft, daß die Warmluftzufuhr zu
einem Silo beim Erreichen der oberen Grenztemperatur
total abgesperrt wird, da nun bei konstanter Gebläse-
und Heizleistung die Warmluft für das abgesperrte Silo
zusätzlich den übrigen Silo′s zugeführt wird, soweit diese
selbst noch nicht die obere Grenztemperatur erreicht ha
ben. Auf diese Weise wird erreicht, daß die Silo′s, die
im Trocknungsgrad hinterherhinken, in ihrer Trocknungsge
schwindigkeit schneller werden, so daß sie auf besonders
einfache Weise ein weitgehend gleichmäßiges Trocknungs
ergebnis erreichen. Wenn aus einem von mehreren Silo′s
nichts entnommen wird, wird meist einem anderen umso
mehr entnommen. Dieser erhält dann automatisch mehr Warm
luft und wird entsprechend dem Bedarf schneller getrock
net. Es zeigt sich also, daß keine aufwendige Regelung
für die Gebläseleistung und Heizleistung für die Warm
luftbereitung notwendig ist. Ebenso können die Heizvor
richtungen und das Gebläse kleiner dimensioniert werden,
wenn regelmäßig einzelne Silo′s abgesperrt werden und
nicht versorgt werden müssen. Dies führt zu einer weiteren
Energieersparnis, da die Heizvorrichtung und das Ge
bläse stets in einem optimalen Lastbereich betrieben
werden können. Das Gebläse und die gemeinsame Heizvor
richtung werden nur abgeschaltet, wenn alle Silo′s ge
sperrt sind.
Vorteilhafterweise werden mindestens zwei Adsorptions
trockner vorgesehen, die zeitlich abwechselnd in den Warm
luftkreislauf eingefügt werden, so daß der oder die in
den Kreislauf eingefügten Trockner die Warmluft mit Hilfe
eines Adsorptionsmittels (z. B. Zeolith) trocknen können,
während der oder die nicht im Warmluftkreislauf liegenden
Trockner einen Regenerationszyklus durchlaufen, in wel
chem die Feuchtigkeit aus dem Adsorptionsmittel ausge
trieben wird. Ist die Feuchtigkeitsaufnahme eines im Kreis
lauf eingefügten Trockners nicht mehr ausreichend, so wird
dieser durch einen regenerierten Trockner ersetzt, so daß
der ersetzte Trockner den Regenerationszyklus durchlaufen
kann.
Die Grenztemperatur des unteren Temperaturfühlers wird
zweckmäßig entsprechend den Materialeigenschaften des
Kunststoffschüttguts so gewählt, daß ein optimales
Trocknen bei möglichst hoher Temperatur erreicht wird,
d. h. die Temperatur wird so hoch gewählt, daß noch keine
Beschädigung des Kunststoffschüttguts zu befürchten ist.
Durch diese Maßnahme gelingt es, die Trockenzeit wesent
lich zu reduzieren, da die Temperatur der Warmluft nun
mit einer geringen Schwankungsbreite hochgehalten werden
kann. Sollte die Temperatur des Kunststoffschüttguts den
noch einmal zu hoch steigen wird, dies sofort durch den
Temperaturmeßfühler II gemessen, durch den Regler erkannt
und sofort die Zusatzheizung abgeschaltet, so daß es
nicht zur Überhitzung kommt. Der Temperaturfühler II ist
im unteren Bereich des Silo′s angebracht, da dort die zu
geführte Warmluft zum ersten Mal in Kontakt mit dem Kunst
stoffgranulat tritt und dieses dort am heißesten wird.
Der Temperaturmeßfühler I zur Messung der Temperatur des
Kunststoffschüttguts ist im oberen Bereich des Silo′s an
geordnet, wo sich das noch am wenigsten trockene Kunst
stoffschüttgut befindet, welches noch die meiste Energie
zum Trocknen benötigt. Solange der obere Temperaturfühler
die Luftzirkulation nicht unterbricht, wird das Schüttgut
auch bei abgeschalteter Zusatzheizung weiterhin durch
wärmt, wenn auch langsamer als zuvor, und die Trocknung
fortgesetzt. Nach dem Unterbrechen der Luftzirkulation
findet noch immer ein Wärmeausgleich im Silo statt.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung erweist sich als weit
gehend unabhängig von einer ganzen Reihe von ungünstigen
Einflußfaktoren, die die Temperatur der Warmluft im oberen
Bereich des Silo′s reduzieren, wie z. B. das Herunterkühlen
der Luft durch den nicht isolierten Deckel des Silo′s,
oder durch die Einlaßöffnung des Schüttguts oder durch
eine Öffnung als Schaufenster oder Reinigungsöffnung, da
nicht die Temperatur der Warmluft im oberen Bereich des
Silo′s oder der Abluft als Meßgröße gewählt wurde, sondern
die Größe die Temperatur des Kunststoffschüttguts selber.
Dies ermöglicht eine sehr einfache und sichere Regelung.
Vorzugsweise wird ein sehr einfaches, kostengünstiges und
robustes Absperrorgan verwendet, das nur die Zustände "voll
geöffnet" oder "völlig geschlossen" aufweist.
Die Erfindung wird nachstehend anhand des in den Zeich
nungen dargestellten Ausführungsbeispiels im einzelnen
erläutert.
Es zeigt
Fig. 1 einen schematischen Aufbau für die Vorrichtung
zum Trocknen von Kunststoffschüttgut,
Fig. 2 zeigt eine Regelkurve für das Absperrorgan,
und
Fig. 3 zeigt eine Regelkurve für die Zusatzheizung.
Die Vorrichtung zum Trocknen von Kunststoffschüttgut 1
zeigt zwei Silo′s 2, 2a mit je einer obenliegenden Ein
laßöffnung 3, 3a für das Schüttgut 1 und eine untenliegen
de, verschließbare Auslaßöffnung 4, 4a für das Schüttgut
1. Im unteren Bereich jedes Silo′s 2, 2a mündet eine Zu
leitung 5, 5a für die Warmluft, welche nach dem Durch
strömen des Schüttguts 1 das Silo 2, 2a oben durch die
Rückführleitung 6, 6a verläßt, welche über einen Filter
26 mit anschließendem Gebläse 9 und über einen Trockner
7 und eine Heizvorrichtung 8 mit der Zuleitung 5 und 5a
einen geschlossenen Kreislauf bildet. Die Temperatur des
Luftstroms stromab der Heizvorrichtung 8 wird durch einen
in die Zuleitung 5 eingebauten Temperaturfühler 18 ge
messen und durch einen die Heizleistung beeinflussenden
Regler 19 konstant gehalten. Es sind zwei Trockner 7, 1a
vorgesehen, die zeitlich abwechselnd durch Ventile 15 in
den geschlossenen Kreislauf der Warmluft eingefügt werden.
Während der eine Trockner 7 im Kreislauf eingefügt ist,
wird der andere Trockner 7a einem Regenerationszyklus
unterzogen, bei dem mittels eines Gebläses 20 erwärmte
trockene Luft durch ihn hindurch geblasen wird, so daß
ihm die Feuchtigkeit entzogen wird. Diese Luft strömt
zuvor durch eine Heizvorrichtung 21. Im oberen Bereich der
Silo′s 2 ist je ein Temperaturmeßfühler I 13, 13a ange
ordnet, der die Temperatur des Kunststoffschüttguts 1
mißt und an einen Regler 14, 14a meldet, der beim Über
schreiten eines oberen Grenzwertes (o.G.) der Temperatur
das zugehörige Absperrorgan 10 bzw. 10a in der Zuleitung
5 bzw. 5a des betreffenden Silo′s 2 bzw. 2a auf einmal
schließt, siehe Fig. 2. Das Absperrorgan 10, 10a, wird
mit Hilfe des Betätigungsorgans 12, 12a geöffnet oder ge
schlossen. Unterschreitet die Temperatur des Kunststoff
schüttguts 1 einen unteren Grenzwert (u.G.) der Temperatur,
so wird über den Regler 14, 14a und das Betätigungsorgan 12,
12a das Absperrorgan 10, 10a geöffnet. Die Warmluft, die
im unteren Bereich des Silo′s 2, 2a aus der Zuleitung 5,
5a austritt, erwärmt das Schüttgut 1 maximal auf die Tempe
ratur der zugeleiteten Warmluft und nimmt dabei die Feuch
tigkeit des Kunststoffschüttguts auf, wobei sie, die Warm
luft, das Kunststoffschüttgut nach oben durchströmt, während
sie sich weiter abkühlt und weiter Feuchtigkeit aus dem
Kunststoffschüttgut 1 aufnimmt.
Im unteren Bereich des Silos 2, 2a ist jeweils ein weiterer
Temperaturmeßfühler II 23, 23a angeordnet, der die Tempe
ratur in diesem Bereich mißt und sie an einen Regler 24
bzw. 24a weitergibt, der eine Zusatzheizung 25 bzw. 25a in
der Zuleitung 5 bzw. 5a des Silo′s 2 bzw. 2a ausschaltet,
wenn ein oberer Grenzwert (o.G.) überschritten wird, und
einschaltet, wenn ein unterer Grenzwert (u. G.) der Tempe
ratur unterschritten wird, siehe Fig. 3.
Fig. 3 zeigt den Regelverlauf für die Zusatzheizung. Er
reicht die durch den Temperaturfühler II gemessene Tempe
ratur den oberen Grenzwert (o.G.), so wird die Zusatzheizung
25 bzw. 25a durch den Regler 24 bzw. 24a ausgeschaltet. Dies
führt allmählich zu einer Abkühlung im unteren Bereich des
Silo′s 2 bzw. 2a, bis die Temperatur die untere Grenztempe
ratur (u. G.) erreicht, was zu einem Zuschalten der Zusatz
heizung 25, 25a durch den Regler 24 bzw. 24a führt. Durch
diese Regelung für die Zusatzheizung für jedes einzelne Silo
2, 2a gelingt es, die Temperatur im unteren Bereich des
Silo′s sehr exakt und sehr nahe an den kritischen Tempera
turen zu halten, wodurch die Trockendauer wesentlich ver
kürzt werden kann.
Fig. 2 zeigt den Regelverlauf für das Absperrorgan 10 bzw.
10a in Abhängigkeit von der Temperatur des Kunststoffschütt
guts. Erreicht die Temperatur des Kunststoffschüttguts 1
einen oberen Grenzwert (o.G.), welcher tiefer lieft als beim
Temperaturfühler II, so wird schlagartig das Absperrorgan
10 bzw. 10a für die Zuleitung 5 bzw. 5a geschlossen, so daß
keine zusätzliche Wärme in das Silo 2 bzw. 2a eingeführt wird,
worauf die Temperatur des Kunststoffschüttguts im Silo sich
auszugleichen beginnt und wieder fällt, bis sie einen unteren
Grenzwert (u. G.) erreicht hat, was den Regler 14 bzw. 14a
zum schlagartigen Öffnen des Absperrorgans 10 bzw. 10a bringt.
Dies bewirkt die erneute Zuleitung von Warmluft in das Silo 2
bzw. 2a solange bis die Temperatur des Kunststoffschüttguts
1 wiederum den oberen Grenzwert (o.G.) der Temperatur er
reicht hat.
Claims (5)
1. Vorrichtung zum Trocknen von Kunststoffschüttgut in
einem oder mehreren Silo′s, mit einer obenliegenden
Einlaßöffnung für das Schüttgut, mit einer untenliegen
den Auslaßöffnung für das Schüttgut, mit einer in den
unteren Bereich des jeweiligen Silo′s mündenden Zulei
tung für Warmluft, mit einer den Silo oben verlassenden
Rückführleitung, welche über einen Trockner, ein Gebläse
und eine gemeinsame Heizvorrichtung zur Bildung eines
geschlossenen Kreislaufs zur Zuleitung zurückgeführt ist,
und mit einem Absperrorgan in jeder Zuleitung, mit einem
Betätigungsorgan für jedes Absperrorgan, mit einem Tempe
raturfühler I für jedes Silo und mit einem Regler, der
das jeweilige Absperrorgan über das Betätigungsorgan bei
Oberschreiten eines oberen Grenzwertes T1 der vom Temperatur
fühler I gemessenen Temperatur schließt und bei Unter
schreiten eines unteren Grenzwertes der Temperatur öff
net, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperaturfühler
I (13) im oberen Bereich eines jeden Silo′s (2) zur Messung
der Schüttguttemperatur angeordnet ist, daß eine indivi
duelle Zusatzheizung (25) in der individuellen Zuleitung
(5) eines oder mehrerer Silo′s (2) in Kombination mit
einem Temperaturfühler II im unteren Bereich des Silo′s
(2) und einem weiteren Regler (24) vorgesehen ist, der bei
Überschreiten eines oberen Grenzwertes T2 der vom zweiten
Temperaturfühler II (23) gemessenen Temperatur die Zusatz
heizung (25) ausschaltet und bei Unterschreiten eines
unteren Grenzwertes der Temperatur die Zusatzheizung
einschaltet.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das jeweilige Absperrorgan (10) nur die Zustände
"vollständig geöffnet" oder "geschlossen" aufweist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß T1 < T2 ist.
4. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß zur Regelung der Wärmeab
gabe der Heizvorrichtung (8) stromab von dieser ein weiterer
Temperaturfühler (18) in der die Heizvorrichtung (8) ver
lassenden Zuleitung (5) liegt.
5. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß zwei Trockner (7, 7a) vor
gesehen sind, welche abwechselnd einer im Luftkreislauf (5,
6) liegt und einer zur Regeneration gesondert mit einer
Heißluftquelle (20, 21) verbunden ist.
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