DE8602394U1

DE8602394U1 - Vorrichtung zur Ermittlung des zeitlichen Trocknungsverlaufes einer Warenprobe

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Publication number: DE8602394U1
Application number: DE19868602394
Authority: DE
Original assignee: Brueckner Trockentechnik & Co Kg 7250 Leonberg De GmbH
Current assignee: Brueckner Trockentechnik & Co Kg 7250 Leonberg De GmbH
Priority date: 1986-01-30
Filing date: 1986-01-30
Publication date: 1987-09-17

Description

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Vorrichtung zur Ermittlung des zeitlichen Trocknungsverlaufes einer Warenprobe

Die Neuerung betrifft eine Vorrichtung (entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1) zur Ermittlung des zeitlichen Trocknungsverlaufes einer feuchten Warenprobe.

In der Trocknungstechnik sind die Trocknüngseigenschaften der zu trocknenden Güter im allgemeinen eine unbekannte Größe. So gehen bei der Trocknung von Textilien außerordentlich viele Parameter in die Trocknungseigenschaften ein, so daß eine exakte Vorhersage der Trocknungseigenschaften nur nach ausgiebigen Vorversuchen möglich ist. Derartige Vorversuche sind jedoch sehr arbeitsaufwendig und demgemäß recht kostspielig.

$ 20 Es ist aus der Praxis bekannt, den zeitlichen

Trocknungsverlauf einer feuchten Warenprobe in der Weise näherungsweise zu ermitteln, daß die Warenprobe in einer Versuchseinrichtung getrocknet und dabei während des Trocknungsvorganges wiederholt der Versuchseinrichtung entnommen

und gewogen wird. Ein solches Verfahren ist jedoch recht umständlich und zeitaufwendig; die hierbei erzielbare Genauigkeit ist darüber hinaus sehr begrenzt.

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1 Der Neuerung- liegt daher die Aufgabe zugrunde,

&kgr; unter Vermeidung dieser Mängel eine Vorrichtung

h der im Oberbegriff des Anspruches 1 vorausgesetü-

1 ten Art so auszubilden, daß der zeitliche Trock-

I 5 nungsverlauf der feuchten Warenprobe auf beson-

I ders einfache Weise ermittelt wird, wobei insbe-

I sondere die Möglichkeit einer Automatisierung

I besteht.

10 Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennel zeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

I Zweckmäßige Ausgestaltungen der Neuerung sind Ge-

\ genstand der Unteransprüche.

\ Warenprobe während des gesamten Trocknungsvorganges in der Trocknungseinrichtung. Um hierbei die wiederholte Wägung der Warenprobe während des

20 Trocknungsvorganges durchführen zu können, iiib die

■ Halterungseinrichtung, die die Warenprobe aufnimmt,

■t mit dem beweglichen Teil der Waage verbunden.

I Da die Warenprobe durch den vom Düsensystem zuge-

% 25 führten Trocknungsluftstrom gewissen Kräften aus-

I gesetzt ist, wird die Zuführung dieses Luftstromes

S im Takt der Wägung durch ein steuerbares Ventil

\ unterbrochen. Auf diese Weise kann die in der

; Trocknungsvorrichtung befindliche Warenprobe bei

\ 30 periodischer, kurzer Unterbrechung des Trocknungs-

* luftstromes exakt gemessen und auf diese Weise der

Bei der neuerungsgemäßen'·» Vorrichtung bleibt die

zeitliche Trocknungsverlauf genau bestimmt werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Neuerung ist in der Zeichnung veranschaulicht. Es zeigen 5

Fig.1 eine Stirnansicht der neuerungsgemäßen

Vorrichtung, |>

Fig.2 einen Schnitt längs der Linie II-II der Fig.1,

Fig. 3 eine Aufsicht auf den Nadelring,

Fig.4 eine Schemadarstellung der Einrichtung zur Erzeugung des Trocknungsluftstromes,

Fig.5 ein Diagramm des zeitlichen Trocknungsverlaufes einer Warenprobe.

Die neuerungsgemäße- Vorrichtung zur Ermittlung des

zeitlichen Trocknungsverlaufes einer feuchten Warenprobe enthält ein Düsensystem 1 zur Zuführung eines Trocknungsluftstromes definierter Temperatur, Strömungsmenge und Feuchte zu einer kreisförmigen feuchten Warenprobe 2, die von einer durch einen Nadelring 3 gebildeten Halterungseinrichtung getragen wird.

Der Nadelring 3 beste*-'- aus einem ringförmigen Nadelträger 4 und eine· .zahl von Nadeln 5, die vom Innenrandl 4a des Nadelträgers 4 in radialer Rich- | tung nach innen gerichtet sind und in einer nach >

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oben weisenden Spitze 5a ausmünden.

Der Querschnitt des Nadelträgers 4 ist stromlinienförmig gestaltet (vgl. Fig.2), wobei das verjüngte Ende nach außen weist. Der Nadelträger 4 bes'.eht dabei aus zwei durch Schrauben 4b verbundenen Teilen 4c und 4d, zwischen denen die Nadeln 5 festgeklemmt sind.

Der Nadelring 3 stützt sich auf den Enden 6a, 6b eines zweiarmigen Bügels 6 ab, der den beweglichen Teil einer elektronischen Wage bildet.

Mittels einer in der Zeichnung nicht veranschaulichten Schublade kann der Nadelring 3 in das Düsensystem 1 eingeschoben und auf dem zweiarmigen Bügel 6 abgelegt werden.

In der in den Fig.1 und 2 dargestellten Lage befindet sich der Nadelring 3 mit der Warenprobe 2 in symmetrischer Anordnung zwischen Oberdüsen 8 und Unterdüsen 9 des Düsensystems 1. Die Ober- und Unterdüsen 8, 9 enthalten je eine kreisförmige Lochscheibe 10 bzv/. 11 und ein vorgescnaltetes Element 12 bzw. 13 vcn kreisförmigem Querschnitt zur Vergleichmäßigung der Luftströmung über den gesamten Querschnitt.

Wie Fig.2 erkennen läßt, ist der Innendurchmesser &ogr; des Nadelringes 3 größer als der Außendurchrttesser D des Düsensystems 1. Der Nadelträger 4

des Nadelringes 3 befindet sich infolgedessen genügend weit außerhalb des Randes der Warenprobe 2 und beeinträchtigt daher nicht die gleichmäßige Anströmung der Ober- und Unterseite der Warenprobe 2 durch den Trocknungsluftstrom.

Der Trocknungsluftstrom wird dem Düsensystem 1 über eine Rohrleitung 14 zugeführt, die über je eine Teilleitung 14a, 14b mit den Oberdüsen 8 und den Unterdüsen 9 verbunden ist.

Fig.4 veranschaulicht die wesentlichen Teile der Einrichtung zur Erzeugung des Trocknungsluftstromes definierter Temperatur, Strömungsmenge und Feuchte. 15

Sie enthält einen Frischluftansaugfilter 15, eine vorzugsweise als Druckluft-Kältetrockner ausgebil dete Einrichtung 16 zur vollständigen Trocknung der angesaugten Luft, ein Gebläse 17 (beispielsweise ein Seitenkanalgebläse), einen Wärmetauscher 18 (beispielsweise einen thermalölbeheizten Rohr-Wärmetauscher), eine Befeuchtungskammer 19 mit Tropfenfänger 20 sowie einen Dampferzeuger 21, der über ein Dampfmengenregelventil 22 an die Befeuchtungskammer 19 angeschlossen ist.

Die angesaugte Luft ist mit dem Pfeil 23 bezeichnet, das dem Dampferzeuger 21 zugeführte Wasser mit dem Pfeil 24.
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Trocknungsluft einer definierten Temperatur,

Strömungsmenge und Feuchte wird über ein steuerbares Ventil 25 (beispielsweise ein Dreiwegeventil) in der einen Schaltstellung dieses Ventils dem Düsensystem 1 zugeleitet (Pfeil 26 in Fig.4). In der anderen Schaltstellung des Ventils 25 ist die Luftzufuhr zum Düsensystem 1 unterbrochen; die Luft wird in diesem Falle über das Ventil 25 abgeleitet (Pfeil 27) .
10

Die Funktion der neuerungsgemäßen Vorrichtung ist folgendermaßen:

Die im Düsensystem 1 angeordnete feuchte Warenprobe 2 wird mittels des genau konditionieren Trocknungsluftstromes getrocknet und dabei periodisch gewogen. Zum Zwecke der Wägung wire? die Zuführung des Luftstromes durch das steuerbare Ventil 25 im Takt der Wägung jeweils unterbrochen.

Eine elektronische Waage liefert ein analoges oder digitales Wägesignal des Probengewichtes. Dieses Signal v/ird von einem die Anlage führenden (und damit auch die periodische Umschaltung des Ventiles 25 steuernde'.&igr;) Rechner in beliebigen Taktzeiten abgefragt und gespeichert. Wenn am Ende des Trocknungsvorganges der Meßwert stehenbleibt, wird der Meßvorgang abgebrochen. Der Rechner liefert dann ein Diagramm des zeitlichen Trocknungsverlaufes, wie es in Fig.5 beispielsweise veranschaulicht ist.

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— 7 —

In der Ordinate ist der Feuchtegehalt der Probe ''' (in Gew.-&idiagr;) und in der Abszisse die Trocknungszeit
(in s) aufgetragen.

Sei dem Trocknungsbeispiel gemäß Fig.5 betrug I

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100% auf 8%. Der Düsendruck betrug hierbei 550 Pa, j die Lufttemperatur 20°C, die Wiegezeit (insgesamt) 3 s. ■

1

Mittels geeigneter RechnRrprogramme kann von einem |

Trocknungsverlauf gemäß Fig.5 (unter Zugrundele- |

gung der in der Versuchseinrichtung vorhandenen I

Düsengeometrie und der sonstigen Parameter des |

Wärme- und Stoffaustausches) auf die Trocknungs- j

bedingungen in einer realen Spannmaschine ge- |

schlossen werden. Im einfachsten Fall wird die |

Versuchseinrichtung, die die Temperaturverlaufs- ]

kurve ermittelt, so eingestellt, daß der Wärme- f

Übergangskoeffizient dem der realen Maschine &iacgr;

entspricht, und es werden weiterhin auch die ■· physikalischen Trocknungsbedingungen (Lufttemperatur und Luftfeuchte) der originalen Trocknersituation angepaßt. In diesem Falle kann man aus , der ermittelten Trocknungsverlaufskurve direkt _; auf die zu erwartenden Trocknungsbedingungen im

realen Trockner schließen. |

Kann man dagegen in der Versuchseinrichtung den
Wärmeübergangskoeffizienten und/oder die physikalischen Randbedingungen des Trocknungsvorganges

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&igr; im realen Trockner nicht nachbilden, so sind noch verschiedene Analogierechnungen notwendig/ um von der in der Versuchsexnrichtung ermittelten Trocknungsverlauf skurve gemäß Fig.5 auf die in der realen Spannmaschine zu erwartende Trocknungsge^- schwindiykeit zu schließen. Auf diese mitteis Rechner durchzuführenden Umrechnungen soll im vorliegenden Zusammenhang nicht näher eingegangen werden.

Mit der neüerüngsgemäßen Vorrichtung können automatisiert Trocknungsverlaufskurven beliebiger Materialien (zwischen 30 und 3000 g/m^a) bei unterschiedlichen Temperaturen, unterschiedlichen Luftgeschwindigkeiten in den Düsen und unterschiedlichen Luftfeuchtigkeiten ermittelt werden. Die Düsen können hierbei so gestaltet werden, daß Wärmeübergangskoeffizienten bis zu 200 W/m² erzeugt werden können.

Die absolute Symmetrie der Zu- und Abluftführungen j gewährleistet eine saubere, nahezu laminare Abströ- j mung der Luft.

Das steuerbare Ventil 25 wird dabei so ausgebildet, daß die Absperrung und Wiedereinschaltung des Luftstromes (im Takte der Wägung) praktisch stoßfrei erfolgt.

Die Lufttemperatur, die Luftfeuchte und der Düsendruck werden mit geeigneten Meßelementen erfaßt und mit selbstadaptierenden Reglern konstantgehalten.

Claims

1. Vorrichtung zur Ermittlung des zeitlichen Trocknungsverlaufes einer feuchten Warenprobe (2), enthaltend

a) eine Einrichtung zur Erzeugung eines Trocknungsluftstromes definierter Temperatur, Strömungsmenge und Feuchtigkeit,

b) eine Halterungseinrichtung (3) zur Aufnahme

der Warenprobe während des Trocknungsvorganges,

c) ein Düsensystem (1) zur Zuführung des Luftstromes zu der von der Halterungseinrichtung getragenen Warenprobe,

d) eine Waage zur wiederholten Wägung der Viarenprobe während des Trocknungsvorganges,

gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

e) die Halterungseinrichtung (3) ist während des Trocknungsvorganges ständig mit dem beweglichen Teil (6) der Waage verbunden,

f) es ist ein die Zuführung des Luftstromes im Takt der Wägung unterbrechendes, steuerbares Ventil (25) vorgesehen.

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2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der das Düsensystem (1) Ober- und Unterdüsen (8, 9) enthält, zwischen denen die Halterungseinrichtung (3) für die kreisförmige Warenprobe (2) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterungs

einrichtung durch einen Nadelring C) gebildet wird, 'ler symmetrisch zwischen den Ober- und Unterdüsen (8, 9) angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) der Nadelring (3) besteht aus einem ringförmigen Nadelträger (4) und einer Anzahl von Nadeln (5), die vom Innenrand (4a)

des Nadelträgers in radialer Richtung nach innen gerichtet sind und in einer nach oben weisenden Spitze (5a) ausmünden;

b) der Innendurchmesser (D.) des Nadelträgers (4) ist größer als der Außendurchmesser (D₃) des Düsensystemes (1).

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4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Nadelträgers

(4) stromlinientörmig gestaltet ist, ivrobei das verjüngte Ende nach außen weist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Nadelring (3) mittels einer

Schublade zwischen die Ober- und Unterdüsen (8, 9) einschiebbar und lose auf einen zum be*-

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Weglichen Teil der Waage gehörenden, zweiarmigen Bügel (6) ablegbar ist.

Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das steuerbare Ventil (25) durch ein Dreiwegeventil gebildet wird.

It Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ober- und Unterdüsen (8, 9) je eine kreisförmige Lochscheibe (10, 11) und ein zur Vergleichmäßigung der Luftströmung über den gesamten Querschnitt dienendes vorgeschaltetes Element (12, 13) aufweisen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Erzeugung eines Trocknungsluftstromes definierter Temperatur, Strömungsmenge und Feuchtigkeit folgende Bauteile enthält:

a) eine Einrichtung (16) zur vollständigen Trocknung der Luft,

b) ein Gebläse (17) ,
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c) einen Wärmetauscher (18),

d) eine Befeuchtungskammer (19) mit Tropfenabscheider (20) ,

e) einen über ein Dampfmencfenregelventil (22) an die Befeuchtungskammer (19) angeschlossenen Dampferzeuger (21)*