SE453759B - Torkanleggning med organ for reglering av luftfuktigheten - Google Patents

Description

453 759 fíg. 5 är en schematísk vy av ett bränslereglersystem för optimering av den termiska verkningsgraden hos en pappers- maskintork._ Med hänvisning till fig. 1 på ritningen utgör en tyo av papnersmaskintork, med vilken bränslereglersvstemet enligt upp- finningen är soeciellt lämnat att användas, en generellt med 10 betecknad yankeetork, vid vilken ett stativ 12 uppbär ett lagerblock lb, som roterbart uppbär axeln 16 hos en torkcylin- der 18. Banan W av papper, som skall torkas, ledes runt huvud- delen av torkcylinderns 18 periferi på ett inom tekniken ifråga känt Sätt .

Torken 10 har en generellt med 20 betecknad vâtpartihuv- hälft, innefattande en rörlig sektion 22, som uppbäres av en ram 2A. Ramen 2A uppbär även den rörliga sektionen 28 av tor- kens 10 generellt med 26 betecknade torroartihälft.

Vâtpartiets luftinloppsledning 30 är anordnad att tillföra torkluft till sektionen 22 på ett nedan beskrivet sätt. Efter det att den sektionen 20 tillförda torkluften har riktas mot ytan på banan W, avlägsnas den från vâtoartiets huvhälft me- delst en returledning 32. En färskluftinloopsledninz 3h för våtpartiet är anordnad att tillföra en på förhand bestämd mängd färskluft till våtpartiet. För att reglera den våt- partiet tillförda mängden torr luft är ledningssektionen 34 försedd med ett spjäll 36 med en axel 38, som kan inställas för att reglera mängden av den i ledningen Bh kommande färsk- luften. Ledningen Bh leder till en blandningskammare AO, vilken också mottager inkommande luft från den med våtpartiet 20 sam- hörande returledningen 32. Ett utloppsrör 42 från kammaren A0 bildar inlonnet till en fläkt hk, som är anordnad att drivas av en motor 46 med en axel #8 på ett inom tekniken ifråga känt sätt. Fläktens bh utlopn bildar inlonnet till ledningen 30.

Blandníngen av färskluft och recirkulerande luft, som bildar den utgående luften från fläkten bh rör sig förbi en brännare 50 och en sil 52 under loooet av dess rörelse mot huvsektionen 20. På känt sätt upnhettar brännaren 50 denna inlonpsluft i en på förhand bestämd grad.

Torkens lO torrnarti 26 innefattar en torrnartiinlovbsled- ning Sh, genom vilken torkluft tillföras till huvsektionen 28 för att bringas i kontakt med det på cylindern 18 inom sek- 455 759 tionen 26 befintliga partiet av banan W. Torrpartiets retur- ledning 56 bortleder luft från sektionen 26, sedan luften bringats i kontakt med banan.En färskluftinloppsledning 58 för torrpartiet är försedd med ett spjäll 60 med en axel 62, som inställes för att reglera den mängd färskluft som inmatas i systemets torrparti. Ledningen 58 leder till en blandninge- kammare 6A, som även matas av returledningen 56. Blandnings- kammarens utloppsrör 66 bildar inloppet till torrpartiets fläkt 68, vilken drives av en motor (ej visad) för att tillfö- ra torkluft till inloppsledníngen 54. I ledningen Sk inkomman- de luft passerar förbi en brännare 70 och en sil 72, som upp- hettar torkluften till en på förhand bestämd temperatur.

En luftavloppsledning 7ä från våtpartiet är försedd med ett spjäll 76 och en axel 78, vilken inställes på nedan be- skrivet sätt för att reglera mängden luft som avlägsnas från maskinens våtparti. En luftavloppsledning 80 från torrpartiet har ett spjäll 82, som är försett med en axel 8A, vilken in- ställes på nedan beskrivet sätt för att reglera mängden luft som avlägsnas från maskinens torrparti. Båda ledningarna 7à och 80 inmynnar i inloppsröret 88 hos en fläkt 90, vars ut- lopp leder till torkens luftutloppshuvudledning 92. Såsom be- skrives mera fullständigt nedan, förses ledningen 92 med ett källhölje 94 i en vägg hos densamma och med ett instrument- hölje 96 i dess andra vägg.

Enligt fig. 3, som visar den erforderliga brännarlasten för systemet enligt fig. l i BTU per lb torr luft, framgår att en minskning i värmebehov erhålles upp till ca O,h lb vatten per lb luft. Om fuktupptagningen ökas ytterligare, kommer värmebehovet att öka. Vid låga fukthalter, från 106 % färskluft till ca 0,4 lb vatten per lb luft, erhålles minsk- ningen i värmebehov med minskning av färskluft. När fuktupp- tagningen ökar förbi denna punkt, kommer de större kvantite- terna vatten i den recirkulerade luften tillsammans med den torra luften att kräva större specifik värmekonsumtion för att medföra samma avgivningstemperatur. Denna analys antyder att systemet med utgångspunkt från minimal bränsleförbrukning borde drivas vid en maximal fuktupptagning av ca 0,4 kg vatten per kg luft. 453 759 I fig. 4 har visats förhållandet mellan värmelast i miljoner BTG-timmar brännaï-last relativt fuktupptagning i lb vatten per lb torrluft. Systemförhàllandena, som valts såsom representa- tiva för ett givet system, är en luftcirkulationskapacitet av ca 910 kg (2000 lb) torr luft och en vattenbortförsellasthante- ringskapacitet av ca 68 kg (150 lb) per minut vid en arbets- temperatur av ca 315°C.

Fig. L visar de vårmelastvariationer, som kan förväntas från systemet, när fuktupptagningen förändras. Från referenspunkten och mot ökad fuktupptagning minskar värmebehoven med mycket långsam Hastighet. Från referenspunkten och mot förhållandet med 100 % färskluft ökar värmebehoven mycket snabbt. I detta speciella system är värmebehoven vid förhållandet med 100 % färskluft ca 2,5 gånger värmebehoven vid referenspunkten.

I fig. 5 har visats en utföringsform av systemet för att bringa torken att arbeta vid en fuktupptagning av mellan ca 0,3 och 0,5 kg vatten per kg torr luft. Ett fönster 98 hos höljet 9h placeras invid en öppning 100 vid den ena sidan av ledningens 92 vägg. Höljet 9L inrymmer en infrarödglödstav 102, som energimatas för att alstra en strâle av infrarödstrâl- ning, som riktas mot slutarbladen hos ett högfrekvenshackar- hjul 104. Hjulet 10k drives medelst vilken som helst lämplig anordning, såsom en motor 106, med en hastighet för att hacka infrarödstrålen till en signal med en frekvens av ca 800 Hz.

Signalen från hackaren ledes av en fokuseringsspegel 108 ge- nom fönstret 98 och längs en mâlbana genom ledningen 92.

Det andra höljet 96 förses med ett fönster 112 invid en öppning 110 i ledningens 92 vägg mitt emot öppningen 100, så att den polykromatiska signalen, som passerar utefter mål- banan genom ledníngen92, utträder genom fönstret 112. Den ut- trädande signalen träffar en fokuseringsspegel llb i höljet 96 och riktas mot en andra spegel 116, vilken avlänkar signa_ len till en bana, som är parallell med rotationsaxeln hos en 1âghastighetssignalhackare 118, vilken bildas av ett eventuellt anordnat smalbandigt optiskt filter 120 och ett stycke 122 av klart glas. En motor 12A driver hackaren 118 för att pacera 453 759 (_1- filtret 120 i banan för signalen vid AO Hz. Den från hackaren 118 avgående signalen detekteras av en infraröddetektor 126 av vilken som helst lämplig, inom tekniken känd typ för att alstra en motsvarande elektrisk utsignal.

Utsígnalen från detektorn 126 pålägges en förstärkare 128, som matar signalen till en likriktare 130, vilken alstrar en utsignal av den typ som antydes medelst pilen invid likrikta- rens utgångskanal. Denna signal är en signal, som har den första hackarens frekvens modulerad med den andra hackarens frekvens, varvid de två nivåerna hos signalen representerar absorptionsintensiteten resp. den oavbrutna intensiteten. Ut- signalen från förstärkaren 130 passerar genom respektive de- modulatorer 1hO och 146 och respektive integrerings- och filterkretsar lh2 och 148 till en analogdivideringskrets, som är inrymd i blocket lkh, vilket avger en utsignal, som är representativ för förhållandet mellan signalen i absorptions- området och signalen i det oavbrutna området. Med andra ord göres en jämförelse mellan intensiteten hos signalen vid ett specifikt våglängdsomràde, där den unikt absorberas av fukt- molekylerna längs banan, och referenssignalen, som mottages i ett närbeläget, ickeabsorberat våglängdsområde, Eftersom bå- da signalerna som användes i förhållandet har tillryggalagt samma målbana, användes sålunda en konstant, stabil signal, som är opåverkad av intermittenta signalvariationer resp. signalförstöring orsakade av stor partikelförekomst och perio- der med smutsiga processförhållanden. Blocket lhh innehåller vidare behandlingskretsar för att bringa dess utsignal att vara ett mått pâ, om ej direkt proportionell mot, fuktinnehål- let i avgasen, som passerar ut genom skorstenen 92. I denna form kan signalen användas i en mikroprocessor l5O av vilken som helst känd typ för att åstadkomma den erforderliga styr- signalen. Fastän signalen kan vara en analog signal, är det även möjligt att omvandla den till en digital signal för underlättande av hanteringen, där så erfordras. Mikroproces- sorn 150 och erforderliga samhörande kretsar avger en första signal på en ledning 152 för att aktivera en solenoid l5h till 453 759 F, att inställa en vev 156 på axeln 78 mot verkan av en fjäder 158, så att spjället 76 styr flödet av bortförd luft från torkens våtparti genom ledningen 74. Mikroprocessorn 150 och dess tillhörande kretsar avger en andra signal på ledningen 160 för att aktivera en solenoid 162 till att inställa en vev 164 på axeln 8A mot verkan av en fjäder 166, så att spjället 82 styr flödet av bortförd luft från torkens torrparti till värmeväxlaren 86. Såsom påpekas ovan, är mikroprocessorn ina; _ ställd för att bringa systemet att eftersträva att arbeta vid denïönskade punkten av mellan 0,3 och 0,5 kg vatten per kg ldï i ledningen 92.

. För att åstadkomma rätt balans inom torkslingan är det nödvändigt att styra ej blott kvantiteten av bortförd luft från torksektionen utan även att styra kvantiteten färskluft som införes i slingan genom ledningarna Bh och 58. För detta ändamål innefattar mikroprocessorn l50 en tredje utgàngskanal 168, som leder en signal för att aktivera en solenoid 170 till att förflytta en vev 172 på änden av axeln 38 mot verkan av en fjäder 17k för att inställa spjället 36, för att därmed reglera införseln av färskluft i maskinens vàtparti. En fjärde utgångskanal 176 hos mikroprocessorn är anordnad att aktivera en solenoid 178 till att förflytta en vev 180 på axeln 62 mot verkan av en fjäder 182 för att inställa spjäl- let 60, för att reglera mängden färskluft som införes i maskinens torrparti.

Det torde bemärkas, att fastän i fig. l stället för fukt- mätningen visats vara i ledningen 92, så kan mätningen göras i varje annan ledning inom torkkretsen eller -slingan. Mät- ningen kan exempelvis göras i vilken som helst av ledningar- na 32, 56, 7A, 80 och 92. I torkar med flera zoner är urvalet av ställen ännu större. Det skall understrykas, att så snart det fuktkännande instrumentet är i stånd att detektera och styra fnkthaltens nivå, kan denna styrda funktion utföras från vilken som helst av ledningarna som matar luft 5111 eller avleder luft från torken. Den enda skillnaden är att fuktkän- naren måste sättas vid en annan kontrollpunkt. 453 759 7 Det kan vara önskvärt att använda ett enda instrument vid en förbigångsledning och alternativt mata luft från ett par ledningar. Enligt fig. 2 anordnas en ledning 18A med ett spjäll 186, som drives av en axel 188, för att leda fuktbe- mängd luft från våtpartiets avloppsledning till en förbigàngs- ledningsdel 190, vid vars ändar källhöljet 9h och instrument- höljet 96 placeras. En returledningsdel 192 leder luft från förbigângsdelen 190 till inloppet hos fläkten 90. En ledning 19A med ett spjäll 196, som är anordnat att drivas av en axel 198, ansluter torrpartiets utloppsledning 80 till förbigångs- delen 190. Det inses lätt, att genom pâverkning av spjällen 186 och 196 kan luft från returledningarna 74 och 80 selektivt och alternativt utsättas för verkan av stvrsvstemet. Man kan således övervaka och styra tvâ zoner separat med ett enda instrument. I Vid drift av en med systemet enligt uppfinningen försedd tork inställes fläktarna, brännarna och färskluftinloppsled- ningarna för sådana typiska driftsförhållanden som diskuterats ovan i samband med det som visats i fiz. Å. Mikroprocessorn 150 inställes därefter för att bringa systemet att så styra flödet av luft genom en ledning, såsom ledningen 92, att den ut genom ledningen strömmande luften har det önskade vatteninnehållet av ca 0,3 - 0,5 kg per kg färskluft.

Samtidigt regleras färskluftintaget vid ledningarna 34 och 58. I beroende av varje avvikelse av vatteninnehållet i luften från detta värde kommer mikroprocessorn att så in- ställa de olika ledningsspjällen, att fukthalten återställes till det önskade värdet. Såsom vidare framgår av fig. 3, blir med så inställd fukthalt bränsleeffektiviteten hos torksystemet optimerad. Q Det framgår sålunda, att svftet med uppfinningen nåtts.

Det har anvisats ett förfarande för stvrning av driften av en pappersmaskintork, vilket övervinner defekterna hos för- faranden enligt den kända tekniken. Förfarandet enligt upp- finningen optimerar den termiska verkningsgraden hos torken.

Vidare har anvisats en apparat för utförande av förfarandet, 453 759 vilken är relativt enkel och billig med hänsyn till det där- med uoonâdda resultatet. Apoaraten arbetar Då ett snabbt och praktiskt sätt.

Det framgår lätt, att fastän systemet enligt uppfinningen visats och beskrivits i samband med en oapoersmaskintork, så är det med samma fördel aoplicerbart på andra torksystem.

Det inses att vissa drag och kombinationsled är till nytta och kan användas utan samband med andra drag och kombi- nationsled. Detta förutses i och ligger inom ramen för patent- kraven. Det är vidare uppenbart att olika ändringar kan göras av detaljer inom ramen för kraven utan frångående av uppfin- ningstanken. Uoofinningen är därför ej begränsad till de specifikt visade och beskrivna detaljerna. en

Claims (1)

453 759 P A T E N T K R A V

1. Torkanläggning, innefattande en huvudutloppsledning (92) för luft och ett flertal torksektioner (20,26), vilka sektioner vardera omfattar ett färskluftinlopp (3H,58), en luftcirkulationsanordning (30,32,H2; 5U,56,66), en brännare (50,70) för att direkt uppvärma torkluft samt en luftutlopps- ledning (7u,8D) för avledning av fuktig luft från var och en av sektionerna till huvudutloppsledningen, vilken luft har en temperatur överstigande c:a l20°C samt organ för uppmätning av fukthalten i den avgående luften och styrorgan för inställ- ning av denna fukthalt genom ändring av proportionen mellan recirkulerad, fuktig luft och tillsatt färskluft, k ä n n e - t e c k n a d av en shuntluftledning (190), ledningsorgan (192) inrättade att förbinda shuntluftledningens ena ände med huvudutloppsledningen (92), regleringsorgan (l88,l86; l95,l98) för att valbart styra luft från endera av luftutlopps- ledningarna (7H,8D) till shuntluftledningens (190) andra ände, en källa (102) för strâlningsenergi, anordnad utanför shunt- luftledningen och organ (98,l08) för att rikta strålningen från källan in i shuntluftledningen för att bestråla i shunt- luftledningen befintlig, fuktig luft och åstadkomma en resul- terande strålning, strâlningsavkännande organ (126) anordnade utanför shuntluftledningen och inrättade att detektera den resulterande strålningen samt styrorgan (150), anordnade att påverkas av de stràlningsavkännande organen (126) och att i beroende av dessa reglera förhållandet mellan recirkulerad och färskluft i den till nämnda andra ände på shuntluftledningen anslutna luftutloppsledningen (7H,80) genom påverkan av regler- organ (36,38; 60,62) bestämmande mängden färskluft till torksektionen (20,26) och därmed reglera fuktinnehâllet hos luften i sist nämnda luftutloppsledning (7H,80) och i tork- sektionerna.