NL8902754A - Regeling van de concentratie van oplosmiddelen in een droger. - Google Patents

Description

REGELING VAN DE CONCENTRATIE VAN OPLOSMIDDELEN IN EEN DROGER

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het drogen van banen dragermateriaal, die met een verdampbaar oplosmiddel bevattende inkt zijn bedrukt.

De onderhavige uitvinding heeft in het bijzonder betrekking op een dergelijke werkwijze, waarbij de banen door een kamer heen worden gevoerd, een door de brander verwarmd gasmengsel aan de kamer worden toegevoerd, het van de kamer afkomstige gasmengsel aan de brander ter verwarming worden toegevoerd en een deel van het uit de kamer afkomstige gasmengsel naar buiten wordt afgevoerd.

Een dergelijke werkwijze is bekend uit de Nederlandse octrooiaanvrage 8800226.

Het afvoeren van het gasmengsel vindt plaats om de concentratie van de oplosmiddelen, die door de verhoogde temperatuur uit de drukinkt verdampen, beneden een bepaalde waarde te houden. Deze waarde wordt ten eerste bepaald door veiligheidseisen en ten tweede door het feit, dat de circulerende gassen uiteraard niet met oplosmiddelen verzadigd mogen raken omdat anders geen verdamping hiervan meer plaats kan vinden.

De aldus afgevoerde gassen hebben echter een aanzienlijke hoeveelheid warmte in zich opgenomen. Uit energetisch oogpunt is het dus van belang de hoeveelheid af te voeren gassen zo gering mogelijk te houden.

Bij een dergelijke werkwijze streeft men er dan ook naar de hoeveelheid af te voeren gasmengsel zodanig te regelen, dat: - de concentratie van de verdampte oplosmiddelen, in het algemeen oliën, ruimschoots beneden de waarde gehouden worat, die vereist is vanwege veiligheidsredenen; - de concentratie op een zodanige waarde wordt gehouden, dat drukwerk van een goede kwaliteit verkregen wordt; en - de hoeveelheid af te voeren gassen zo gering mogelijk is.

In het algemeen levert de tweede eis een veel lagere waarde van de maximaal toelaatbare concentratie, zodat in de praktijk een afweging gemaakt wordt tussen de tweede en de derde eis.

Om deze afweging te kunnen maken, is het noodzakelijke deze concentratie te bepalen. Het is mogelijk deze concentratie te meten. De hiertoe gebruikte bekende meetapparatuur is kostbaar en storingsgevoelig, en moet regelmatig ge-calibreerd worden.

Het doel van de onderhavige uitvinding is het verschaffen van een werkwijze, waarbij de concentratie van de verdampte oplosmiddelen in de gassen wordt bepaald bij vermijding van de nadelen, die kleven aan de directe meting hiervan.

Dit doel wordt bereikt, doordat de concentratie van de verdampte oplosmiddelen door berekening wordt bepaald.

Bij de berekening van de concentratie van verdampte oplosmiddelen wordt uitgegaan van enige metingen; volgens een aantrekkelijke uitvoeringsvorm van de uitvinding worden de volgende waarden gemeten: de temperatuur en het debiet van het aan de brander toe te voeren gasmengsel, de temperatuur van het gasmengsel, dat de brander verlaat, en het debiet van de brandstof, waarmee de brander wordt gevoed.

Uit het debiet van de brandstof wordt de hoeveelheid warmte bepaald, die door de brander wordt ontwikkeld; de verbrandingswaarde van de brandstof is immers bekend. Uit het debiet van de aan de kamer onttrokken gassen en de door de brander veroorzaakte temperatuursstijging van het de brander gepasseerd hebbende gasmengsel wordt de totale warmte-toevoer berekend.

Deze waarde wordt vergeleken met de door de brander toegevoerde hoeveelheid warmte. Uit het verschil hiervan kan de verbrandingswarmte van de oplosmiddelen worden berekend, waaruit, met behulp van bekende waarden voor de verbrandingswaarde van de oplosmiddelen de concentratie hiervan kan worden bepaald.

Tevens heeft de uitvinding betrekking op een inrichting voor het uitvoeren van bovengenoemde werkwijzen.

Vervolgens zal de onderhavige uitvinding worden toegelicht aan de hand van de bijgaande tekeningen, waarin voorstellen: fig. 1: een schema van een eerste uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding; en fig. 2: een schema van een tweede uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding.

Bij de in fig. 1 getoonde uitvoeringsvorm worden de te drogen banen materiaal door een kamer 1 heen gevoerd. In deze kamer 1 worden bijvoorbeeld in de tekening niet weergegeven spuitmonden toegepast, die het dragermateriaal doen drogen. Voor het toevoeren van een verwarmd gasmengsel, in het algemeen lucht, is een brander 2 aangebracht, die via een kanaal 5, waarin een ventilator 3 is geplaatst, met kamer 1 is verbonden. Het uit de kamer 1 tredende gasmengsel wordt via een kanaal 4 weer teruggevoerd naar de brander.

Tevens is een de brander passerende by-pass 40 aangebracht voor het gasmengsel. Om de oplosmiddelen in het gasmengsel zoveel mogelijk te verbranden in brander moet de temperatuur van de brander zeer hoog zijn, bijvoorbeeld ca.

800eC. Wanneer een gasmengsel met deze temperatuur aan de te drogen banen zou worden toegevoerd, zouden deze verbranden.

Om dit te voorkomen, is de by-pass 40 met een regelklep 41 aangebracht, zodat de verhitte lucht met koude lucht gemengd wordt.

Aldus ontstaat een gesloten systeem, waarbinnen het gasmengsel circuleert, dat op door de kamer 1 gevoerde banen materiaal zijn drogende werking uitoefent, en aldus afgekoeld gedeeltelijk door de brander 2 wordt verwarmd, wordt gemengd met de niet-verwarmde lucht, en door de pomp 3 weer aan de kamer 1 wordt toegevoerd.

Uiteraard is een brandstoftoevoerleiding 6 aange bracht voor het toevoeren van brandstof aan de brander 2.

Door verdamping van de in de inkt aanwezige oplosmiddelen neemt de concentratie hiervan in het aldus beschreven circuit toe. Voor het afvoeren van gassen uit het circuit is dan ook 5 een afvoerleiding 7 aangebracht, die door middel van een klep 8 op het kanaal 5 is aangesloten.

Hierdoor vermindert de hoeveelheid circulerend gas, zodat tevens middelen aanwezig moeten zijn voor toevoer van gas. Hiervoor is het mogelijk een in de tekening niet weergegeven toevoerkanaal aan te brengen voor het uit de buitenlucht toevoeren van gas, i.c. lucht? het is eveneens mogelijk een deel van de verbrandingsgassen van de brander aan het gascircuit toe te voeren. Hierdoor wordt het energetische rendement aanzienlijk vergroot.

Om de hoeveelheid naar buiten af te voeren gassen zo nauwkeurig mogelijk te regelen, is het van belang, dat de concentratie van de in de gassen aanwezige verdampte oplosmiddelen nauwkeurig wordt bepaald.

Bij de onderhavige uitvoeringsvorm is hierin voorzien door het toepassen van een temperatuurmeetorgaan 9, dat de temperatuur meet van het aan de brander 1 toe te voeren gasmengsel. Verder is een debiet-meetorgaan 10 aangebracht voor het meten van het debiet van het aan de brander 1 toe te voeren gasmengsel. Verder is een temperatuurmeetorgaan 11 aanwezig voor het meten van de temperatuur van het de brander 2 verlatende gasmengsel, en tenslotte is in de brandstoftoe-voerleiding 6 een debietmeter 12 aangebracht voor het meten van het brandstofdebiet. De van deze meetorganen afkomstige signalen worden naar een besturingsorgaan 13 toe geleid, dat via een signaalleiding 14 een besturingssignaal toevoert aan de regelbare klep 8.

Bij het berekenen van de concentratie van de verdampte oplosmiddelen wordt als volgt te werk gegaan: uit het brandstofdebiet wordt de hoeveelheid warmte bepaald, die de brander 2 aan de passerende gassen toevoert.

Dan wordt door meting van het debiet van het gasmengsel en van de temperatuurtoename ervan bepaald wat de warmte-inhoudtoename van de gassen in de brander is. Deze waarde wordt vergeleken met de door de brander toegevoerde warmte, die berekend kan worden uit het debiet van de brandstof en de verbrandingswaarde ervan, üit het verschil van deze waarden en de bekende verbrandingswaarde van de oplosmiddelen, kan de concentratie hiervan worden berekend. Hierbij wordt ervan uitgegaan, dat de oplosmiddelen geheel verbranden.

Met behulp van deze concentratie wordt de stand van de klep 8, en daarmee de hoeveelheid af te voeren gassen bepaald. Wanneer in plaats van een brander een elektrisch verwarmingselement wordt toegepast, is het eveneens mogelijk de hierdoor ontwikkelde warmte te meten, en een equivalente berekening uit te voeren.

Bij de in fig. 2 getoonde uitvoeringsvorm is de uitvinding geïntegreerd in een droger met een gecompliceerder configuratie. Deze droger is voorzien van drie zones, een eerste zone 14, waarin het dragermateriaal wordt opgewarmd; een tweede zone 15, waarin het drager materiaal wordt gedroogd; en een derde zone 16, waarin het dragermateriaal worat afgekoeld.

De maatregelen volgens de uitvinding zijn in het bijzonder toepasbaar op de eerste en de tweede zone. Van de brander 17 afkomstig gasmengsel wordt via een eerste kamer 18 en een klep 19 toegevoerd aan de eerste zone 14. Een deel van dit gasmengsel wordt echter via een tweede kamer 20 toegevoerd aan een warmtewisselaar 21 en vervolgens naar buiten afgevoerd. In de warmtewisselaar 21 wordt overigens het naar de brander 17 toegevoerde gasmengsel opgewarmd om een zo goed mogelijk energetisch rendement te verkrijgen.

Het in de tweede zone 14 terechtgekomen gasmengsel wordt met behulp van een eerste ventilator 22 toegevoerd aan spuitkoppen 23 om het dragermateriaal te verwarmen. Tevens wordt aan deze eerste zone verse lucht toegevoerd via de in-voerspleet 24 voor het dragermateriaal.

Een deel van het aldus gevormde gasmengsel gaat naar de tweede zone, waar het via een tweede ventilator 25 naar een tweede reeks spuitkoppen 26 wordt toegevoerd. Het uit deze zone tredende gasmengsel wordt gedeeltelijk via een derde ventilator 28 naar de warmtewisselaar 21 en vervolgens naar de brander 17 toegevoerd,

In de derde zone 16 wordt met behulp van een vierde ventilator 25 verse buitenlucht toegevoerd, die via een derde reeks spuitkoppen 30 tegen het dragermateriaal wordt gespoten, waardoor het dragermateriaal afkoelt. Overtollige lucht uit de derde zone 16 wordt toegevoerd aan de tweede zone 15 en wel op de ingangsaansluiting van de tweede ventilator 25.

Aldus is de kringloop van het gasmengsel gesloten. Zoals uit het bovenstaande schema blijkt, kan het uittreden van gas uit het systeem worden geregeld, en wel via de tweede kamer 20 en de warmtewisselaar 21, hetgeen geregeld wordt door de klep 19 in samenhang met het debiet van de ventilator 28.

Volgens de uitvinding wordt hierbij het debiet van de ventilator 28 zodanig ingesteld, dat in het gascircuit een gewenste concentratie van verdampte oplosmiddelen wordt gehandhaafd. Ook hierbij wordt deze concentratie bepaald door meting van de temperatuur van de aan de brander toegevoerde gassen door het temperatuurmeetorgaan 31, het meten van de de brander 17 en de eerste kamer 18 verlaten hebbende gassen door het temperatuurmeetorgaan 32, het meten van het brand-stofdebiet door middel van de debietmeter 33 en het meten van het debiet van de ventilator 28 met de debietmeter 34.

Tevens wordt hierbij de temperatuur van de gassen, die aan de warmtewisselaar 21 worden toegevoerd, gemeten met behulp van temperatuurmeter 35. Deze temperatuur wordt gebruikt voor het uit het volumedebiet (volume) berekenen van de massadebiet van het gasmengsel; immers de soortelijke warmte is omgekeerd evenredig met de temperatuur. De van deze meetopnemers afkomstige signalen worden toegevoerd aan een regelorgaan 36. Dit regelorgaan 36 bepaalt uit de gemeten waarden op overeenkomstige wijze als bij de eerste uitvoe ringsvorm de verdampte oplosmiddelen.

Het regelorgaan 36 voert een signaal toe aan een besturingsorgaan 37, dat signalen toevoert aan de regelklep 19 voor het bepalen van de temperatuur van de droger, de motor 38 van de ventilator 28 en aan de motor van een brand-stofklep 39. Aldus kunnen de desbetreffende grootheden gewij-2igd worden opdat een zo gunstig mogelijke energiehuishouding wordt uitgevoerd. Uiteraard kunnen de aldus verkregen waarden eveneens toegepast worden om andere parameters in het systeem te regelen. Zo kan bijvoorbeeld de brandstoftoevoer geregeld worden, evenals het debiet van de ventilator 28.

Claims (12)

1. Werkwijze voor het drogen van banen dragermate-riaal, die met een een verdampbaar oplosmiddel bevattende inkt zijn bedrukt, waarbij de banen door een kamer heen worden gevoerd, een door een brander verwarmde gasmengsel aan de kamer worden toegevoerd, het van de kamer afkomstige gasmengsel aan de brander ter verwarming worden toegevoerd en een deel van het uit de kamer afkomstige gasmengsel naar buiten wordt afgevoerd, waarbij de hoeveelheid af te voeren gasmengsel bepaald wordt in afhankelijkheid van de concentratie verdampte oplosmiddelen in het gasmengsel, met het kenmerk dat de concentratie van de verdampte oplosmiddelen door berekening wordt bepaald.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de concentratie van de verdampte oplosmiddelen in het gasmengsel bepaald wordt door meting van de temperatuur en het debiet van het aan de brander toe te voeren gasmengsel en door meting van de temperatuur van het door de brander verwarmde gasmengsel en door meting van het debiet van de aan de brander toegevoerde brandstof.

3. Werkwijze volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de concentratie bepaald wordt door berekening van de warmtetoename van het gasmengsel in de brander, de door de brandstof toegevoerde hoeveelheid warmte, uit het verschil waarvan de verbrandingswarmte van de oplosmiddelen wordt bepaald, waarna met de bekende verbrandingswarmte hiervan de concentratie wordt berekend.

4. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de af te voeren gassen na het passeren van de brander worden afgevoerd.

5. Werkwijze volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat de af te voeren gassen vóór het afvoeren door een warmtewisselaar geleid worden.

6. Droger voor het drogen van bedrukte banen dra-g e rmate r iaal, omvattende: - een kamer, waar de banen dragermateriaal doorheen worden gevoerd; - een toevoerkanaal voor het aan de kamer toevoeren van een verwarmd gasmengsel? - een afvoerkanaal voor het uit de kamer afvoeren van het het droogproces uitgevoerd hebbend gasmengsel; - een verwarmingsorgaan voor het verwarmen van het het droogproces uitgevoerd hebbend gasmengsel; en - middelen voor het afvoeren van een deel van het gasmengsel uit het circuit, met het kenmerk, dat een regelorgaan aangebracht is voor het regelen van de hoeveelheid uit het circuit af te voeren gasmengsel in afhankelijkheid van de concentratie van de verdampte oplosmiddelen.

7. Droger volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat de concentratie van de oplosmiddelen bepaald wordt door meting van de temperatuur en het debiet van het aan de brander toe te voeren gasmengsel, door meting van de temperatuur van het door de brander verwarmde gasmengsel en van het debiet van de brandstof en door berekening van de door de brander toegevoerde verbrandingswarmte aan het gasmengsel het gasmengsel met verdampte oplosmiddelen, en uit het verschil de verbrandingswarmte van de verdampte oplosmiddelen, waarmee met bekend veronderstelde verbrandingswaarde de concentratie wordt bepaald.

8. Droger volgens conclusie 7, met het k e n- m e r k, dat het regelorgaan zodanig funktioneert, dat het debiet van het aan de brander toegevoerde gasmengsel en het brandstofdebiet mede in afhankelijkheid van de berekende concentratie van oplosmiddelen worden geregeld.

9. Droger volgens conclusie 7 of 8, met het kenmerk, dat voor de brander een warmtewisselaar is geschakeld, waaraan tenminste een deel van de af te voeren gassen voor warmte-afgifte worden toegevoerd, en dat tevens de temperatuur van de ter opname van warmte aan de warmtewisselaar toe te voeren gassen wordt gemeten.

10. Droger volgens een van de conclusies 6-9, met het k e n m e r k, dat een de brander passerende bypass voor het gasmengsel is aangebracht.

11. Droger volgens een van de conclusies 6-10, met het kenmerk, dat de aan de kamer toegevoerde gassen via aan weerszijden van de door de banen materiaal te doorlopen traject geplaatste spuitmonden tegen de baan materiaal in de kamer worden gespoten.

12. Droger volgens conclusie 11, met het kenmerk, dat de kamer in twee compartimenten is verdeeld, in elk waarvan een aantal spuitkoppen en daarmee verbonden ventilatoren is geplaatst.