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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Trocknen von Tabak mittels
Heizdampfes und eines zusätzlichen steuerbaren Wärmeträgers, etwa Heißluft.
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Die Erfindung betrifft außerdem eine Vorrichtung zum Trocknen von
Tabak, bestehend aus einem Trockenbehälter mit einer Dampfheizung, einem Fördermittel
zum Fördern des zu trocknenden Tabaks durch den Trockenbehälter und einem Steuergerät
für den Wärmeinhalt eines zusätzlichen Wärmeträgers, etwa Heißluft.
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Eine aus der deutschen Patentschrift 499 785 bekannte Trockenvorrichtung
besteht aus einem Trokkenbehälter mit einer Dampfheizung und einem Fördermittel
zum Fördern von Kohle durch diesen Trokkenbehälter, einem Dampfdruckmeßgerät in
einer Heizdampfzuleitung der Dampfheizung und einem daran angeschlossenen Regler
für die Temperatur im Trockenbehälter. Es wird bei dieser Vorrichtung angestrebt,
die Kohle immer auf einen bestimmten Feuchtigkeitsgehalt zu trocknen. Da die Kohle
mit unterschiedlichem Feuchtigkeitsgehalt zugeliefert wird, erfordert dies unterschiedliche
Heizleistung. Gerät sehr feuchte Kohle in den Trockenbehälter, dann entstehen in
der Dampfheizung größere Mengen Kondensat, und der Druck in der Dampfheizung fällt
ab. Die sich daraus ergebende Meßgröße dient bei der bekannten Vorrichtung zur Steuerung
des Reglers, der die Heizdampfzufuhr bei Druckabfall weiter öffnet, und umgekehrt.
Dieses Regelsystem arbeitet mit einer beträchtlichen Totzeit, weil der neueingestellte
Dampfdruck nur verzögert zu der gewünschten Temperatur der Heizfläche führt. Nach
einiger Zeit stellen sich die angestrebten Heizungsverhältnisse ein, aber während
dieser Zeit verläßt die Kohle den Trockenbehälter zu feucht. Es ist daher wünschenswert,
für die Temperatur im Trockenbehälter eine schneller wirkende Regelung vorzusehen.
Aus diesem Grund ist bei der bekannten Vorrichtung die Drehzahl, mit der der Trockenbehälter
zum Fördern der zu trocknenden Kohle umlaufend angetrieben ist, gesteuert durch
den Regler so verstellbar, daß bei niedrigem Dampfdruck, der auf einen hohen Feuchtigkeitsgehalt
der angelieferten Kohle hinweist, die Drehzahl verringert wird, und umgekehrt. Die
Folge ist, daß zwar die Verweilzeit der Kohle im Trockenbehälter verändert wird,
gleichzeitig wird aber auch der jeweilige Füllungsgrad im Trockner verändert. Auf
diese Weise ist der angestrebte Ausgleich nicht möglich, weil z. B. durch eine Vergrößerung
der Verweilzeit die Trocknung begünstigt wird, dies aber durch die damit zwangläufig
verbundene Vergrößerung der Füllung des Trockners wieder rückgängig gemacht wird.
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Durch die deutsche Auslegeschrift 1047 691 ist eine dampfbeheizte
Trockentrommel für Tabak bekanntgeworden, bei der eingangsseitig die Feuchte des
Tabaks gemessen und mit dem Meßsignal ein zusätzlicher Heißluftstrom gesteuert wird.
Als Meßgerät für die Feuchte dient ein Kondensator mit nachgeschaltetem Fehlerintegralgeber.
Derartige Meßgeräte sind zwar genau, aber auch recht aufwendig.
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Gegenstand des älteren deutschen Patents 1206 771 ist ferner ein Verfahren
zum Trocknen von Tabak, nach dem in einem Behälter dem kontinuierlich zu- und abgeführten
Tabak mittels zweier unabhängiger Wärmezufuhren fortlaufend Feuchtigkeit entzogen
wird, wobei der Feuchtigkeitsgehalt des dem Behälter zufließenden Tabaks fortlaufend
gemessen und in Abhängigkeit davon die Wärmemenge der auf den Tabak zuerst einwirkenden
Wärmezufuhr verändert wird. Der Gegenstand des älteren Patents besteht darin, daß
sowohl der Durch-5 Satz (Gewicht je Zeiteinheit) als auch der prozentuale Feuchtigkeitsgehalt
des dem Behälter zufließenden Tabaks vor der ersten Wärmezufuhr gemessen wird, daß
die ermittelten Meßwerte fortlaufend in getrennte, für eine Steuerung verwertbare
Größen umgeformt werden und bei Abweichung dieser Größen von einem vorgegebenen
Sollwert die Wärmemenge der ersten Wärmezufuhr selbsttätig verändert wird und daß
der prozentuale Feuchtigkeitsgehalt des aus dem Behälter ausgeflossenen Tabaks gemessen
wird und bei Abweichung des ermittelten Meßwertes von einem vorgegebenen Sollwert
die Wärmemenge der zweiten Wärmezufuhr selbsttätig verändert wird. Gemäß einer weiteren
Ausbildung des älteren Patents wird für die erste Wärmezufuhr Heißluft verwendet.
Die Zufuhr der Heißluft wird in Abhängigkeit von einem im wesentlichen aus einem
Meßkondensator bestehenden Feuchtemeßgerät gesteuert, das die Feuchte des dem Behälter
zufließenden Tabaks erfaßt.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung der
eingangs genannten Art so auszugestalten, daß mit einfachen Mitteln die Heizung
dem sich jeweils ändernden Leistungsbedarf mit geringer Totzeit und eindeutig angepaßt
werden kann: Das erfinderische Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß der Heizdampf
mit konstantem Druck zugeführt wird und seinen Druck während des Trocknungsvorganges
verändert und daß der Wärmeinhalt des zusätzlichen Wärmeträgers in Abhängigkeit
von dem sich während des Trocknungsvorganges einstellenden Druck des Heizdampfes
gesteuert wird. Mit einem zusätzlichen Wärmeträger läßt sich die Gesamtwärmezufuhr
immer auf den Bedarf einstellen, und dies kann, wie insbesondere die nachfolgend
beschriebenen Ausführungsbeispiele zeigen, mit sehr einfachen Mitteln erfolgen,
und da nach der Erfindung der Steuerimpuls dazu vorn Dampfdruck abgegriffen wird,
wo er sich am ehesten auswertbar bemerkbar macht, kann die Wärmenachstellung auch
mit sehr geringer Totzeit erfolgen.
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Eine Weiterbildung des erfinderischen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet,
daß die Heißluft im Gleichstrom geführt wird. Diese Weiterbildung macht sich den
Umstand zunutze, daß die Temperatur eines Heißluftstromes mit sehr geringer Totzeit
mit einfachen Mitteln verändert werden kann und daß solche Veränderungen unverzüglich
auf die Abtrocknung des im Trockenbehälter befindlichen Tabaks einwirken, und zwar
hauptsächlich am Trockenanfang, weil die Luft und der Tabak wegen des vorgesehenen
Gleichstroms gleiche Bewegungsrichtung haben.
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Die Temperatur der Heißluft kann man sehr einfach durch Zugabe von
Falschluft verändern. Diese nach der Erfindung vorgesehene Steuerung kann unverzüglich
einsetzen und die Leistung fast totzeitarm dem Bedarf anpassen. Dabei ist von besonderer
Bedeutung, daß durch ein Drosselventil oder eine Blende der Druck sehr präzise und
empfindlich gemessen werden kann und daß der Druck dort sofort auf eine Veränderung
des zugeführten Tabaks reagiert. Unabhängig davon kann es sich empfehlen, zusätzlich
auch den Heizdampf nach Maßgabe eines
Meßwertes des abzutrocknenden
Tabaks zu verstellen. In Verbindung mit der erstgenannten Steuerung kommt es dann
nicht darauf an, daß diese zweite Steuerung mit sehr geringer Totzeit erfolgt. Es
genügt, wenn die Heizdampfzufuhr im Laufe der Zeit auf den neuen Bedarf eingestellt
wird. Durch die erstgenannte Regelung ist sichergestellt, daß auch kurzzeitig Mengen-
und Feuchtigkeitsschwankungen des in den Trockner eintretenden Tabaks ausgeglichen
werden.
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Wenn man die Heizdampfdruckmessung in derjenigen Heizdampfzuführung
vornimmt, die nach Maßgabe dieser Heizdampfdruckmessung mehr oder weniger stark
beschickt wird, dann verändern sich anschließend, nachdem die Beschickung verstellt
wurde, die Druckmeßwerte, auch bei gleichbleibendem Feuchtigkeitsgehalt des zugelieferten
Tabaks. Aus diesem Grunde empfiehlt es sich, die Heizdampfdruckmessung in einem
Heizdampfbereich vorzunehmen, der von dem durch die Steuerung beeinflußbaren druckmäßig
getrennt ist.
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Der zusätzliche Wärmeträger kann auch ein zusätzlicher Heizdampfstrom
sein, dessen Wärmeinhalt in Abhängigkeit von Heizdampfdruck gesteuert wird.
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Eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zur Ausübung des Verfahrens
nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß in einer Heizdampfzuleitung ein
Dampfdruckmeßgerät vorgesehen ist, das mit einem Steuergerät für eine Verstellvorrichtung
in der Heißluftzuleitung zu dem Trockenbehälter verbunden ist.
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Zu der nach der Erfindung vorgesehenen Verstellung der Temperatur
der Heißluft empfiehlt es sich, die Heißluftzuleitung mit einem Einlaß für Kaltluft
zu versehen, der durch einen mittels des Steuergeräts verstellbaren Verschluß einstellbar
ist. Wenn man zusätzlich zur Steuerung der Temperatur der Heißluft auch die Dampfzufuhr
regeln will, genügt dazu, in der Heizdampfzuleitung zu dem Trockenbehälter vor dem
Dampfdruckmeßgerät ein an das Steuergerät angeschlossenes und von diesem verstellbares
Drosselventil vorzusehen. Um jedoch dabei aus den bereits dargelegten Gründen zu
vermeiden, daß bei Veränderung der Dampfbeschickung die Druckmessung beeinflußt
wird, ist gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung die Dampfheizung für
den Trockenbehälter - bezogen auf die Förderrichtung der Fördermittel - in einen
hinteren Teil und einen vorderen Teil unterteilt und für jeden dieser Teile eine
gesonderte Dampfzuleitung vorgesehen und das Dampfdruckmeßgerät in der Dampfzuleitung
des vorderen Teils der Dampfheizung angeordnet. Der hintere Teil der Dampfzuleitung
steht dann zum Nachstellen der Beschickung mit Dampf zur Verfügung, ohne daß dadurch
die Druckmessung im vorderen Teil der Dampfheizung beeinflußt wird. In einem solchen
Fall genügt es, in der Dampfzuleitung des hinteren Teils der Dampfheizung ein an
das Steuergerät angeschlossenes, von diesem verstellbares Drosselventil vorzusehen.
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Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung
zeigt F i g. 1 im Teilschnitt die für die Erfindung wesentlichen Teile einer Trockenvorrichtung
für Tabak, jedoch ohne die Schaltung für die Regelung, und F i g. 2 bis 5 vier verschiedene
Schaltungen für die Regelung, die im Zusammenhang mit der in F i g. 1 dargestellten
konstruktiven Ausgestaltung ausführbar sind.
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Gemäß F i g.1 ist mit 1 ein trommelartig ausgebildeter Trockner bezeichnet,
der um eine -bezogen auf F i g. 1 - von links aus leicht gegen die Horizontale geneigte
Achse drehbar gelagert ist. Zur Lagerung dienen Rollen 4, die in Böcken 2 und 3
drehbar gelagert sind und auf denen der Trockner 1 rotiert. Zum Antrieb dient ein
Elektromotor 50, der über einen Zahnantrieb 5 und einen Zahnkranz 6 am Trockner
1 diesen rotierend antreiben kann. In dem Trockner 1 ist ein Heizschlangensystem
10 für eine Dampfheizung untergebracht. Die Dampfzu- und -ableitung erfolgt über
den Stutzen 12 und einen Verteiler 13. Das Heizschlangensystem 10 ist als Hubschaufelsystem
ausgebildet, so daß es eine Förderwirkung -bezogen auf F i g.1- von links nach rechts
ausübt, wenn der Antriebsmotor 50 eingeschaltet ist.
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Mit 17 ist eine Tabakschütte bezeichnet, über die der zu trocknende
Tabak an der im übrigen offenen Stirnseite des Trockners eingeschüttet wird. Unterhalb
der Tabakschütte 17 mündet in dem Trockner 1 eine Heißluftzuleitung 29, in der sich
ein Gebläse 8 befindet, an das saugseitig eine Leitung 30 mit einem Dampfheizregister
31 und einer ins Freie mündenden seitlichen Einlaßöffnung 14 angeschlossen ist.
Die seitliche Einlaßöffnung 14 ist durch eine verstellbare Klappe 9 mehr oder weniger
stark verschließbar. Zum Verstellen der Klappe 9 dient die Verstellvorrichtung 32.
Das Dampfheizregister 31 ist an eine nicht dargestellte Dampfversorgung angeschlossen.
Ausgangsseitig - das ist in F i g. 1 die rechte Seite -ist an dem Trockner 1 eine
Saughaube 18 angeschlossen, die über einen Saugstutzen 21 an die Saugseite
eines Gebläses 22 angeschlossen ist. In der Saughaube 18 ist unten eine Öffnung
19 frei gelassen, aus der der getrocknete Tabak 51 über eine Rutsche 52 austreten
kann. Der getrocknete Tabak 51 rutscht über die Rutsche 52 auf ein Förderband 40
und wird von dort weitertransportiert.
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In der Dampfzuleitung 63, die in den Stutzen 12 mündet, ist ein Dampfdruckmesser
60 angeordnet. Vor dem Dampfdruckmesser 60 ist ein festes Drosselventil 61 bzw.
eine Meßblende und davor ein Druckkonstanthalteventil 62 in der Dampfzuleitung 63
angeordnet. In der Kondensatableitung 64, die aus dem Stutzen 12 austritt, ist ein
Kondensatableiter 65 angeordnet. An den Dampfdruckmesser 60 ist ein Regler 66 angeschlossen,
der die Verstellvorrichtung 32 für die Klappe 9 betätigt.
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Die Schaltung für die Regelung ist in F i g. 2 noch einmal im Schaltbild
dargestellt. Dort sind die gleichen Bezugsziffern wie in F i g. 1 verwendet.
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Die Vorrichtung wirkt wie folgt: Bei Betrieb sind der Antriebsmotor
50 und die Gebläse 8 und 22 eingeschaltet. über die Schütte 17 wird zu trocknender
Tabak in den Trockner 1 eingegeben, und das Förderband 40 ist in Pfeilrichtung
fördernd eingeschaltet. Das Heizschlangensystem 10 ist über die Dampfzuleitung
63 an eine nicht dargestellte Dampfzufuhr angeschlossen. Das Heizregister 31 ist
an eine Dampfversorgung angeschlossen. Der Tabak gelangt von der Tabakschütte 17
durch den Heißluftstrom aus der Heißluftzuleitung 29 in den Trockner 1 und wird
dort unter gleichzeitiger Beheizung durch das Heizschlangensystem 10 nach
der anderen Seite hin gefördert und tritt aus der Öffnung 19 getrocknet aus. Wenn
zu feuchter Tabak eingeführt wird, dann fällt
der Druck hinter einem
Drosselventil 61 ab, und das Dampfdruckmeßgerät 60 mißt einen niedrigeren
Dampfdruck. Die Folge ist, daß der Regler 66 die Verstellvorrichtung 32 so beaufschlagt,
daß die Klappe 9 nach Maßgabe des Druckabfalles weiter geschlossen wird. Das Gebläse
8 saugt nun weniger Kaltluft von außen an, und ein größerer Teil der angesaugten
Luft muß das Heizregister 31 passieren. Der Luftstrom, der aus der Heißluftzuleitung
29 in den Trockner 1 eintritt, hat dadurch eine höhere Temperatur, und der Tabak
wird entsprechend stärker vorgetrocknet, wie dies wegen des höheren Feuchtigkeitsgehaltes
des Tabaks bei dem beschriebenen Beispiel wünschenswert ist. Gelangt nun der Tabak
mit geringerem Feuchtigkeitsgehalt in den Trockner 1, dann spielt sich der umgekehrte
Vorgang ab. Der Dampfdruckmesser 60 zeigt einen höheren Druck, und über den Regler
66 wird die Klappe 9 weiter geöffnet, so daß die Temperatur der Heißluft, die über
die Heißluftzuleitung 29 eingeblasen wird, absinkt.
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An Hand der F i g. 3 bis 5 werden nun abgeänderte Ausgestaltungen
des beschriebenen Ausführungsbeispiels erläutert. Gemäß F i g. 3 sind an Stelle
des Heizschlangensystems 10 zwei Heizschlangensysteme 71, 72 vorgesehen, die in
der durch den Pfeil 73 angedeuteten Förderrichtung im Trockner hintereinander angeordnet
sind. Der eingeführte Tabak gelangt demnach zuerst in den Wirkbereich des Heizschlangensystems
72 und dann in den des Heizschlangensystems 71. Das dem Dampfdruckmeßgerät
60 entsprechende Dampfdruckmeßgerät 80 befindet sich in der Dampfzuleitung
81 für das vordere Heiz-.schlangensystem 72 und ist an einen dem Regler 66 entsprechenden
Regler 82 angeschlossen, der über eine der Verstellvorrichtung 32 entsprechende
Verstellvorrichtung 83 eine der Klappe 9 entsprechende Klappe 84, wie im Text zu
F i g. 1 erläutert, verstellt. In der Dampfzuleitung 85 für das Heizschlangensystem
71 ist ein verstellbares Drosselventil 86 vorgesehen, das ebenfalls von dem Regler
82 verstellt wird, und zwar bei Druckabfall in der Dampfzuleitung 81 geöffnet und
bei Druckanstieg weiter geschlossen wird. Auf diese Weise wird neben der Heißlufttemperatur
auch die Dampfbeschickung des , Heizschlangensystems 71 nach Maßgabe des Bedarfs
geregelt. Wenn z. B. zu feuchter Tabak angeliefert wird; ist der Bedarf an Heizleistung
größer. Dies zeigt sich zuerst an einem Druckabfall im Dampfdruckmeßgerät 80, wodurch
über den Regler 82 die Klappe ; 84 geschlossen wird und das Drosselventil
86 geöffnet wird, so daß die Dampfbeschickung des Heizschlangensystem 71
verstärkt wird. Bei geringerem Feuchtigkeitsgehalt des angelieferten Tabaks sind
die Verhältnisse umgekehrt. Für jedes der beiden Heizschlangensysteme 71 bzw. 72
ist eine besondere Kondensatableitung mit einem gesonderten Kondensatableiter 90,
91 vorgesehen, damit die beiden Heizschlangensysteme 71, 72 aus Gründen, die bereits
in der Einleitung dargelegt sind, druckmäßig voneinander getrennt sind.
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F i g. 4 zeigt die Schaltung einer weiteren Abänderung des zuerst
beschriebenen Ausführungsbeispiels. Diese Schaltung ist der aus F i g. 3 weitgehend
ähnlich. Gleiche und gleichartig wirkende Teile sind daher in F i g. 4 mit den gleichen
Bezugsziffern wie in F i g. 3, vermehrt um 100, bezeichnet. Bei dem Ausführungsbeispiel
nach Fig. 4 ist ein dem Drosselventil 86 entsprechendes Drosselventil nicht vorgesehen.
Statt dessen ist in der Dampfzuleitung für das vordere Heizschlangensystem 172 ein
Drosselventil 92 vorgesehen, das über einen zweiten Regler 93 verstellt wird. Meßfühler
des zweiten Reglers 93 ist ein Feuchtigkeitsmeßgerät 94 in der Bahn des getrockneten
Tabaks, das in F i g. 1 gestrichelt eingezeichnet ist. Der Regelkreis 92 bis 94
wirkt wie folgt: Wenn die Feuchtigkeit des getrockneten Tabaks über dem Sollwert
liegt, dann ist dies ein Zeichen dafür, daß erhöhter Dampfbedarf besteht. Der Regelkreis
öffnet daher auf Grund einer solchen Feuchtigkeitsmessung das Drosselventil
92. Bei zu geringem Feuchtigkeitsgehalt des getrockneten Tabaks wird über
diesen Regelkreis das Drosselventil 92 entsprechend geschlossen. Die übrigen Teile
wirken, wie im Text zu F i g. 3 erläutert. Bei den beiden Ausführungsbeispielen
nach F i g. 3 und 4 wird also der Meßimpuls des Dampfdruckmeßgerätes 80 bzw. 180
für den Regler 82 bzw.182 im vorderen Teil 72 bzw. 172 der Dampfheizung abgenommen.
Der Meßimpuls und damit der Steuerimpuls für den Regler werden auf diese Weise sehr
frühzeitig gewonnen, wenn sich der zugeführte Tabak bezüglich seiner Feuchtigkeit
oder anderer für die Trocknung wesentlicher Daten ändert. Dies ist im Interesse
der angestrebten totzeitarmen Regelung der Trocknung wünschenswert.
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An Hand der F i g. 5 wird eine letzte Abänderung des zuerst beschriebenen
Ausführungsbeispiels erläutert. Die Schaltung aus F i g. 5 ist der aus F i g. 2
sehr ähnlich, Aus diesem Grund sind dort für gleiche Teile, die auch die gleiche
Wirkung haben, die gleichen Bezugsziffern wie in F i g. 2, lediglich vermehrt um
100, verwendet. An Stelle des Drosselventils 61 aus F i g. 2 ist nach F i g. 5 ein
Drosselventil 95 in der Dampfzuleitung 163 vorgesehen, das durch den Regler 166
verstellt werden kann. Der sich dadurch ergebende zusätzliche Regelkreis 160, 166,
95 wirkt wie folgt: Bei starkem Druckabfall im Dampfdruckmeßgerät 160, der ein Zeichen
für erhöhten Dampfbedarf ist, öffnet dieser Regelkreis zusätzlich das Drosselventil
95, so daß mehr Dampf in das Heizschlangensystem 110 einströmen kann und der Druckabfall
schnell wieder ausgeglichen werden kann. Bei Druckanstieg im Dampfdruckmeßgerät
160 wird das Drosselventil 95 entsprechend geschlossen.