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Einrichtung zur Regelung der Energiezufuhr während der Behandlung,
beisnielsweise der Trocknuna von Stoffen im elektrischen Wechselfeld Es ist ein
Verfahren zur Behandlung, beispielsweise zur Trocknung von Stoffen im elektrischen
Wechselfeld, insbesondere im Ultrakurzwellenfeld mit Wellenlängen unter etwa roo
m, vorgeschlagen worden, das sich dadurch auszeichnet, daß das Gut während der Einwirkung
des Wechselfeldes gewogen wird. Zur Durchführung dieses Verfahrens eignen sich die
an sich bekannten Einrichtungen wie Balken-, Feder- oder Torsionswaagen, deren bauliche
Ausgestaltungen jedoch dem besonderen Verwendungszweck angepaßt sind: Der Trocknungsvorgang
wird mit der bei diesen vorgenannten Einrichtungen vorhandenen, aus Zeiger und Skala
bestehenden Vorrichtung verfolgt, bzw. es kann damit der augenblickliche Trocknungszustand
des zu behandelnden Stoffes durch Ablesen in der üblichen Weise festgestellt werden.
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In vielen Fällen ist es notwendig, die Behandlung von Stoffen durch
Hochfrequenzenergie mit verschieden großem Energieaufwand durchzuführen. Dies tritt
insbesondere bei der fortschreitenden Trocknung von Stoffen ein. So kann beispielsweise
bei einem vergleichsweise hohen Feuchtigkeitsgehalt des zu trocknenden Gutes, wie
Holz oder Vulkanfiber; am Anfang nur eine verhältnismäßig geringe Hochfrequenzenergie
zugeführt werden, da anderenfalls bei Überschreiten dieses zulässigen Energieaufwandes
bei dem zu behandelnden Stoff weitgehende Schädizunzen, z. B. Risse, auftreten.
Mit abnehmendem
Feuchtigkeitsgehalt des Gutes ist es jedoch normalerweise
notwendig, die Energiezufuhr zu steigern. Man hat dies bisher in der Weise vorgenommen,
daß man diese Steigerung der Energiezufuhr je nach dem festgestellten Trocknungsgrad
des Gutes bzw. nach Ablauf einer bestimmten, vorher bereits ermittelten Zeit durch
die Bedienung der Einrichtung ausführen ließ. Gewisse Ungenauigkeiten in der Überwachung
des Trocknungsvorganges sowie eine bei der Irbetriebhaltung einer größeren Anzahl
von Trocknungsvorrichtungen der vorgenannten Art eintretende stoßweise und ziemlich
weitgehende Belastung der Bedienung waren dabei nicht zu vermeiden.
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Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Behandlung, insbesondere
zur Trocknung von Stoffen im elektrischen Wechselfeld unter Verwendung einer Wiegeeinrichtung,
die die vorstehend erwähnten Schwierigkeiten beseitigt und die sich dadurch auszeichnet,
daß die Anzeigevorrichtung der `Waage derart ausgebildet ist, daß sie die Energiezuführung
für die Behandlung des Gutes in Abhängigkeit von dessen während der Behandlung eintretenden
Gewichtsverlusten steuert.
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Dies kann in der Weise geschehen, daß der Zeiger oder ein ähnlich
ausgebildeter Teil der Anzeigevorrichtung auf dem Weg, den er während des Behandlungsvorganges
infolge fortschreitenden Feuchtigkeitsverlustes des Gutes zurücklegt, Steuereinrichtungen,
z. B. Relais, über Kontakte in Tätigkeit setzt oder einen ursprünglich vorgeschalteten
Widerstand allmählich ausschaltet, wobei über diese Vorrichtungen die Energiezufuhr
zur Hochfrequenzeinrichtung gesteuert wird, d. h. im Falle des vorerwähnten Beispiels
einer allmählichen Trocknung des Gutes schrittweise vergrößert wird. Der Zeiger
ist dabei so ausgebildet, daß er über einer beispielsweise skalenförmigen Kontaktplatte
schleift. Je nach der Berührung mit den einzelnen Kontaktstellen dieser Plätte wird
eine Regelung der Energiezufuhr herbeigeführt. Die Kontaktplatte kann gleichzeitig
auch zum unmittelbaren Ablesen des Behandlungszustandes des Gutes als Skala ausgebildet
sein.
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Es ist aber auch möglich, die neue Einrichtung in der Weise auszubilden,
daß die Steuerung der Energiezufuhr ohne bewegliche Kontakteinrichtungen auf die
an sich bekannte optische Weise unter Verwendung eines Lichtstrahles und einer lichtempfindlichen
Zelle erfolgt. Zu diesem Zweck wird gemäß der Erfindung eine Blende bzw. ein verschieden
lichtdurchlässiger Filter verwendet, durch deren verschiedene Öffnungen bzw. verschieden
lichtdurchlässige Filtereinsätze die Beeinflussung einer lichtelektrischen Zelle
stattfindet, wobei die beabsichtigte Steuerung veranlaßt wird.
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Der Gegenstand der Erfindung ist in der Zeichnung Fig. i bis 7 beispielsweise
und in schematischer Form dargestellt.
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So -zeigt die Fig. i die neue Einrichtung, als Federwaage ausgebildet,
in Seitenansicht: Die an dem feststehenden Teil i befestigte Zugfeder 2 weist an
ihrem unteren Ende einen bügelförmigen Teil 3 auf, der die Wiegeplatte q. trägt,
auf der das zu behandelnde Gut 5 liegt. aber- und unterhalb der Wiegeplatte 4 ist
je eine Elektrode 6 und 6' eines Kondensators angeordnet, die durch entsprechende
Zuführungsleitungen 7 und 8 mit der zugeordneten Energiequelle verbunden ist. An
der Zug-I- feder 2 ist eine Zunge 5 befestigt, die bei ihrer Bewegung auf der Kontaktplatte
io schleift. Die einzelnen, einander paarweise zugeordneten Kontakte sind auf der
Platte als schraffierte Felder io' eingezeichnet. Zur besseren Kontaktgabe sind
an dem Zeiger Kontaktflächen g' angebracht, die bei Berührung die jeweiligen Kontakte
miteinander verbinden. Durch den dabei eintretenden Schluß des betreffenden Kontaktstromkreises
werden die an sich bekannten zusätzlichen Regeleinrichtungen in Tätigkeit gesetzt.
In dem dargestellten Beispiel ist eine sechsfache Regelung der Energiezufuhr möglich.
Der Kontaktstromkreis kann entweder über zwei zugeordnete, voneinander getrennte
und isolierte Kontaktstellen oder über eine Kontaktstelle und den Zeiger bzw. die
Anzeigevorrichtung geschlossen werden. Die Kontaktplatte io kann noch in einfacher
Weise gleichzeitig auch als Skala ausgebildet sein, so daß außer der selbsttätigen
Regelung noch ein unmittelbares Ablesen des Betriebszustandes des zu behandelnden
Gutes möglich ist.
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Die Fig. 2 zeigt eine andere Ausbildungsform des Erfindungsgedankens,
und zwar trägt dabei der Zeiger g an seinem Ende eine Lichtquelle ii. Der in dieser
Figur dargestellte Teil der Einrichtung ist im Aufriß gezeichnet. Der Zeiger g bewegt
sich während des Behandlungsvorganges des Gutes vor einer skalenförmigen ausgebildeten
Platte i2, die je nach den Regelstufen eine Anzahl Durchbrechungen 13 aufweist.
Hinter jeder dieser Durchbrechungen sind lichtempfindliche Zellen 1q. angeordnet,
über die, wenn jeweils eine von ihnen von dem Lichtstrahl der an dem Zeiger g befindlichen
Lichtquelle ii getroffen wird, die Auslösung der Regeleinrichtung für die Energiezufuhr
erfolgt. In der Fig.2 befindet sich der Zeiger g gerade vor der dritten Öffnung
i3 von oben, so daß der Lichtstrahl direkt die dahinter befindliche zugeordnete
Selenzelle trifft. Eine unerwünschte Beeinflussung der benachbarten Zellen durch
den gleichen Lichtstrahl wird dadurch ausgeschaltet, daß gleichzeitig mit dem Zeiger
eine zweckmäßig an diesem befestigte Blendvorrichtung 15 bewegt wird, die beim Durchgehen
des Lichtstrahles durch eine der Öffnungen 13 die beiden benachbarten Öffnungen
abdeckt. Außerdem können auch die lichtelektrischen Zellen 1q. noch durch entsprechende
Blenden 1q.' gegen eine unerwünschte Bestrahlung durch den auf eine bestimmte Zelle
gerichteten Lichtstrahl geschützt werden.
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An Stelle einer größeren, den Löchern in der Lochplatte bzw. der Zahl
der Regelstufen entsprechenden Anzahl lichtempfindlicher Zellen 1q. kann, wie in
den Fig. 3 und q. dargestellt ist, auch nur eine einzige dieser Zellen verwendet
werden, sofern Vorkehrungen i getroffen sind, -daß der jeweils durch eine der Öffnungen
13 hindurchgehende Lichtstrahl immer diese Zelle trifft. Jede Regelung der Energiezuführung
für die Behandlungseinrichtung erfolgt dann über diese Zelle.
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Die Fig. 3 zeigt die hinter der Lochplatte 12 an. i geordnete einzige
Selenzelle 1q., auf die jeder durch
eine der Öffnungen 13 in der
Lochplatte 12 kommende Lichtstuhl infolge mehrfacher Reflexion trifft. Die Leitung
des Lichtstrahles erfolgt durch Spiegel 16 und 16 a, die an der Rückseite der Lochplatte
12 und an einer in Richtung der Selenzelle gegenüberliegenden Wand befestigt sind.
Die Spiegel sind in geeigneter Weise einander so zugeordnet und befinden sich gegenüber
der Zelle 14 in den Stellungen, daß immer eine Reflexion jedes einfallenden Lichtstrahles
der Lichtquelle auf die Selenzelle erfolgt. Die Wirkungsweise der Einrichtung gemäß
der Fig. 3 geht aus der Darstellung mit hinreichender Deutlichkeit hervor. Die Selenzelle
kann auch auf - der Rückseite der Wand 12 angeordnet sein, so daß in diesem Falle
also nur ein Satz Spiegel, und zwar die mit 16a bezeichneten, erforderlich ist.
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Bei der in der Fig. q. dargestellten Einrichtung ist an Stelle der
an der Rückseite der Lochplatte 12 angeordneten Spiegel 16 nur ein einziger Spiegel
17 angebracht, der in der Weise ausgebildet und gegenüber der Selenzelle so angeordnet
ist, daß jeder durch eine der Öffnungen 13 fallende Lichtstrahl über die Spiegel
16 a zu ihm reflektiert und von da aus zur Selenzelle 14 weitergeleitet wird. Wie
bereits bei der Beschreibung der Fig. 3 erwähnt, kann an Stelle des einen Spiegels
17 auch die eine Selenzelle 14 angeordnet sein.
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Es ist aber auch möglich, die Beeinflussung der lichtempfindlichen
Zelle durch den reflektierten Lichtstrahl einer feststehenden Lichtquelle herbeizuführen.
Dieser Fall wird in der Fig. @5 gezeigt. Der Zeiger 9 trägt einen Spiegel 9', der
so angeordnet ist, daß er das von der feststehenden Lichtquelle ii' kommende Licht
bei dem entsprechenden Stand des Zeigers durch eine der Bohrungen 13 der Lochplatte
12 in Richtung der Selenzelle 14 reflektiert. Die Wirkungsweise der Einrichtung
geht aus der Darstellung klar hervor, so daß weitere Ausführungen nicht erforderlich
sind. Selbstverständlich kann auch bei dieser Ausbildung der neuen Einrichtung die
Anordnung der Selenzelle und eventueller Reflexionsvorrichtungen, so wie bereits
bei den Fig. 2 bis q. beschrieben, erfolgen.
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Der Gegenstand der Erfindung kann noch in der verschiedensten Art
und Weise abgewandelt werden und ist nicht an die dargestellten Ausbildungen gebunden.
So zeigt die Fig.6 beispielsweise die Befestigung der Reflexionsvorrichtung g',
d. h. eines Spiegels, an dem Zeiger 9, der seinerseits an dem Waagebügel 3 angebracht
ist. Der von der feststehenden Lichtquelle ii kommende Lichtstrahl wird, ähnlich
wie bei der Darstellung in Fig. 5, reflektiert, geht bei entsprechendem Stand des
Zeigers 9 durch eine der Bohrungen 13 der Lochplatte i2 hindurch und trifft auf
die lichtempfindliche Zelle 1q.. Zum Ausgleich der einseitigen Gewichtsbelastung
des Bügels 3 durch den Zeiger 9 und den Spiegel g' ist auf der anderen Seite des
Bügels ein Gegengewicht 18 angeordnet. Zur besseren Leitung des Lichtstrahles können
beim Gegenstand der Erfindung ein oder mehrere Sammellinsen i9 vorgesehen sein,
die an geeigneten Stellen, wie z. B. gemäß den Fig. 5 und 6 an dem Zeiger bzw. vor
der Selenzelle 1q., befestigt sind. Wie in Fig. 7 gezeigt wird, ist es auch möglich,
die Lichtquelle ii so anzuordnen, daß ihre Strahlen sämtliche Bohrungen 13 der Lochplatte
12 erreichen, d. h. daß die ganze Lochplatte oder eine sonstige geeignete Einrichtung
überstrahlt wird. In diesem Falle kann die Lichtquelle ii fest oder auch au einem
beweglichen Teil der Wiegevorrichtung, z. B. an dem Zeiger 9, befestigt sein. An
diesem zuletzt genannten Teil ist eine Abblendvorrichtung 15' angebracht, die eine
einzige Durchbrechung 2o aufweist. Je nach dem Stand der Anzeigevorrichtung 9 wird
durch diese Durchbrechung ein Teil der Lichtstrahlen der Lichtquelle ii und bei
Kongruenz der Durchbrechung 2o mit einer der Bohrungen 13 auch durch diese hindurchgehen
und die lichtempfindliche Zelle treffen.
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Es ist ferner möglich, die Regelung der Energiezuführung je nach der
Intensität der Einstrahlung einer Lichtquelle auf die lichtempfindliche Zelle vorzunehmen.
Zu diesem Zweck sind Filter mit verschiedener Durchlässigkeit für die Lichtstrahlen
vorgesehen. Durch eine bewegliche, dem Teil 15' in Fig. 7 ähnliche Blende wird bei
dieser Ausbildung des Gegenstandes der Erfindung erreicht, daß die Lichtstrahlen
einer Lichtquelle, sofern beispielsweise sechs in ihrerLichtdurchlässigkeitverschiedene,
angenommen von i bis 6 zunehmend durchlässige Filter vorgesehen sind, bei der infolge
der Veränderung der Zeigerstellung fortschreitenden Bewegung der Blende deirch die
darin befindliche Bohrung mit steigender Intensität auf die lichtempfindliche Zelle
einwirken.
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Die Regelung der Energiezuführung für die Hochfrequenzeinrichtung
kann in der verschiedensten Weise und mit den dafür zur Verfügung stehenden, an
sich bekannten Mitteln durchgeführt werden. So ist es z. B. möglich, Relais und
mechanische Steuereinrichtungen zu verwenden oder je nach der Art des Hochfrequenzerzeugers
durch Verstärkungseinrichtungen den Röhrenheizstrom oder Gitterstrom oder die Anodenspannung
zu regeln.
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Der Verlauf der Regelung wird normalerweise, wie bereits erwähnt,
in kontinuierlich zunehmendem Maß der Hochfrequenzenergie erfolgen; man kann aber
auch, wenn erforderlich, die Energiezuführung nach einem bestimmten Programm steuern.
So ist es z. B. in manchen Fällen zweckmäßig, anfangs mit steigendem, dann mit abnehmendem
und anschließend bei höherem Trocknungsgrad wieder mit steigender Hochfrequenzenergie
zu arbeiten.