EP4337903A1 - Trocknungsvorrichtung zur trocknung von reinigungsfluid aufweisenden behältern, steuerungsvorrichtung und verfahren - Google Patents

Trocknungsvorrichtung zur trocknung von reinigungsfluid aufweisenden behältern, steuerungsvorrichtung und verfahren

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Publication number
EP4337903A1
EP4337903A1 EP22724225.2A EP22724225A EP4337903A1 EP 4337903 A1 EP4337903 A1 EP 4337903A1 EP 22724225 A EP22724225 A EP 22724225A EP 4337903 A1 EP4337903 A1 EP 4337903A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
fluid
drying
drying chamber
chamber
oxygen content
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP22724225.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Wilko Harms
Ulf Reinhardt
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Belvac Production Machinery Inc
Original Assignee
Belvac Production Machinery Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Belvac Production Machinery Inc filed Critical Belvac Production Machinery Inc
Publication of EP4337903A1 publication Critical patent/EP4337903A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B15/00—Machines or apparatus for drying objects with progressive movement; Machines or apparatus with progressive movement for drying batches of material in compact form
    • F26B15/10—Machines or apparatus for drying objects with progressive movement; Machines or apparatus with progressive movement for drying batches of material in compact form with movement in a path composed of one or more straight lines, e.g. compound, the movement being in alternate horizontal and vertical directions
    • F26B15/12—Machines or apparatus for drying objects with progressive movement; Machines or apparatus with progressive movement for drying batches of material in compact form with movement in a path composed of one or more straight lines, e.g. compound, the movement being in alternate horizontal and vertical directions the lines being all horizontal or slightly inclined
    • F26B15/18—Machines or apparatus for drying objects with progressive movement; Machines or apparatus with progressive movement for drying batches of material in compact form with movement in a path composed of one or more straight lines, e.g. compound, the movement being in alternate horizontal and vertical directions the lines being all horizontal or slightly inclined the objects or batches of materials being carried by endless belts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B21/00—Arrangements or duct systems, e.g. in combination with pallet boxes, for supplying and controlling air or gases for drying solid materials or objects
    • F26B21/02—Circulating air or gases in closed cycles, e.g. wholly within the drying enclosure
    • F26B21/04—Circulating air or gases in closed cycles, e.g. wholly within the drying enclosure partly outside the drying enclosure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B21/00—Arrangements or duct systems, e.g. in combination with pallet boxes, for supplying and controlling air or gases for drying solid materials or objects
    • F26B21/06—Controlling, e.g. regulating, parameters of gas supply
    • F26B21/08—Humidity
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B21/00—Arrangements or duct systems, e.g. in combination with pallet boxes, for supplying and controlling air or gases for drying solid materials or objects
    • F26B21/06—Controlling, e.g. regulating, parameters of gas supply
    • F26B21/12—Velocity of flow; Quantity of flow, e.g. by varying fan speed, by modifying cross flow area

Definitions

  • Drying device for drying containers containing cleaning fluid, control device and method
  • the invention relates to a drying device for drying containers containing cleaning fluid, in particular beverage cans, a control device for controlling the drying of containers containing cleaning fluid, in particular beverage cans, a manufacturing system for producing containers, in particular beverage cans, and a method for drying containers containing cleaning fluid Containers, in particular beverage cans.
  • Drying devices for drying containers containing cleaning fluid are known in principle.
  • the production process of containers, especially beverage cans is characterized by several process steps. Cleaning processes are usually required between individual process steps.
  • the containers, in particular the beverage cans are cleaned with a cleaning fluid. So that the subsequent process step can be executed with the predefined parameters 2, the containers, especially the beverage cans, are to be dried after the cleaning process.
  • drying fluid which usually has temperatures between 100.degree. C. and 250.degree.
  • the drying fluid is, for example, with a
  • the drying fluid is usually air.
  • the drying fluid is to be provided in such a way that components of the cleaning fluid, in particular water molecules, can be absorbed. This means, for example, that the drying fluid should only be saturated at the end of a drying section.
  • the drying of containers, especially beverage cans, is energy-intensive.
  • the drying devices are usually operated at full load so that the containers, in particular the beverage cans, are dried reliably.
  • the amount of cleaning fluid introduced, for example in the form of the loading of the containers with the cleaning fluid and/or in terms of the number of containers per unit of time, is usually not taken into account. Therefore, the efficiency of drying devices can be improved.
  • the existing devices and methods have different advantages, but further improvements are desirable, particularly with regard to efficiency.
  • the invention relates to a drying device for drying containers containing cleaning fluid, in particular beverage cans, comprising a drying chamber for subjecting the container to a drying fluid to remove the cleaning fluid, and an oxygen sensor arrangement which is arranged and configured to measure a final oxygen content of the To determine drying chamber escaping drying fluid.
  • the invention is based on the knowledge that efficient drying of the containers is not possible with a drying device running under full load.
  • An amount of drying fluid to be fed into the drying chamber can be regulated, for example, by a sensor determining the amount of cleaning liquid vapor in the drying fluid.
  • the drying fluid should be saturated or slightly undersaturated with the vapor to allow for the highest possible efficiency, which is why the water vapor content was measured directly.
  • this approach has not led to a satisfactory result in practice.
  • the invention was therefore also based on the finding that water vapor at temperatures above 100° C. cannot be determined directly, or only with great effort, because the gas molecules behave like an ideal gas. Below 100 °C the water is dissolved in the air. At over 100 °C, however, the molecules of the air-water mixture have equal rights, so that one molecule that enters displaces another. Because of this process of displacement - 4 - conventional methods for determining the degree of saturation are not suitable or only suitable to a limited extent.
  • the inventors have found that the determination of saturation based on the oxygen content within the drying chamber is made possible precisely.
  • the lower the oxygen content in the drying fluid the higher the cleaning fluid content, in particular the water content.
  • drying chamber is 0%, it can be assumed that the water content is 100%, i.e. the drying fluid is saturated.
  • the drying device has the drying chamber for applying the drying fluid to the containers.
  • the drying chamber preferably has a fluid supply for supplying the drying fluid into the drying chamber.
  • the drying chamber has a fluid discharge for disposal or return of the drying fluid from the drying chamber.
  • the drying fluid preferably includes fresh fluid from the environment of the drying device and/or tapping fluid that was removed from the drying chamber.
  • the drying device preferably has one of the fresh fluids, ie the fluid that enters the drying device.
  • the drying chamber preferably has a fluid flow of a used fluid which exits from the drying chamber and the drying device.
  • the drying device can have a fluid flow of tapping fluid, which is removed from the drying chamber and fed back to the drying chamber, with this preferably being heated up and/or mixed with fresh fluid before it is fed in.
  • the fluid flow described below is the fluid flow of the drying fluid, the fresh fluid, the zapping fluid and/or the used fluid.
  • the drying device can be set up to between 5,000 cubic meters per hour and 50,000 cubic meters per hour of drying fluid in the - 5 -
  • the drying fluid preferably has a temperature between 100°C and 250°C, in particular between 150°C and 210°C, for example 180°C.
  • the drying fluid is preferably heated with a heating device described below, which is designed, for example, as a gas burner or is electrically heated.
  • the drying device preferably has a transport unit for moving the containers with a direction of movement through the drying chamber.
  • the transport unit is preferably set up to convey 2,000 to 4,000 containers, in particular beverage cans, per minute.
  • the drying chamber preferably extends from a chamber entrance through which the containers enter the drying chamber to a chamber exit through which the containers exit the drying chamber.
  • the drying fluid entering the drying chamber is preferably a mixture of make-up fluid and tap fluid removed from the drying chamber.
  • the fresh fluid is, for example, air that is taken from the area around the drying device.
  • the bleed air is, for example, a quantity of drying fluid which is removed from the drying chamber at the end of a drying section and which is already loaded with the cleaning fluid.
  • the drying device has a fluid return for providing the tap fluid removed from the drying chamber.
  • the drying device has a mixing chamber for mixing the fresh fluid and the tapping fluid.
  • Air baffle plates for distributing the drying fluid in the drying chamber are preferably arranged in the drying chamber adjacent to the fluid supply.
  • the air baffles can, for example, within the
  • a fluid distribution device with two or more, in particular a large number of, openings is arranged adjacent to the fluid supply.
  • the fluid collection device 6 is in particular fluidly coupled to the fluid discharge.
  • the fluid collection device may be or include a tubular member having a plurality of openings.
  • the drying device has a fluid flow device, in particular a fan, which is arranged in a fluid flow direction of the drying fluid in front of the fluid supply.
  • a fluid baffle plate is arranged in front of the fluid flow device in the fluid flow direction, in order to guide a fluid in a targeted manner to the fluid flow device.
  • the oxygen sensor assembly is arranged and configured to
  • the final oxygen content is in particular the oxygen content of the drying fluid exiting the drying chamber.
  • the oxygen sensor arrangement can, for example, measure the final oxygen content at the fluid discharge. Alternatively, the oxygen sensor arrangement can also measure the final oxygen content within the drying chamber, with this measurement preferably being carried out adjacent to the fluid discharge.
  • a preferred embodiment variant of the drying device is characterized in that it comprises a control device which is coupled in terms of signals to the oxygen sensor arrangement and is set up to control a fluid flow, in particular a fluid flow of the drying fluid, the fresh fluid, the
  • the fluid flow controlled by the control device is in particular the volume entering the drying chamber per unit of time and/or the amount of drying fluid entering per unit of time.
  • the fluid flow of the fresh fluid is in particular the volume of fresh fluid entering the drying device per unit time, in particular fresh air from outside the drying device, and/or the quantity of fresh fluid entering the drying device per unit time.
  • control device is preferably coupled to fluid inlet regulators and/or fluid outlet regulators, which will be explained in more detail below. Furthermore, the control device is preferably coupled to a heating device in order to control the temperature of the drying fluid entering the drying chamber.
  • the output signal of the oxygen sensor arrangement preferably characterizes an oxygen content, in particular a final oxygen content, of the drying fluid.
  • the control of the fluid flow and/or the temperature and thus indirectly the saturation of the drying fluid enables the containers to be dried efficiently.
  • an oxygen content can thus be set which represents the highest possible saturation of the drying fluid with the cleaning fluid.
  • the drying process can be run close to an optimum which, on the one hand, enables reliable drying of the containers and, at the same time, reduces the consumption of resources for generating the fluid flow and/or for heating the air.
  • control device is set up, a
  • Fluid moisture in particular a humidity of the
  • the controller can adjust the fluid flow and/or the temperature of the drying fluid such that the fluid humidity is 100% saturation or slightly below, for example between 90% and 100%, 95% and 100%, 97.5% and 100%. , amounts to.
  • a further preferred development of the drying device is characterized in that the control device is set up to increase the fluid flow and/or the temperature of the drying fluid entering the drying chamber when a threshold value of the fluid moisture is exceeded.
  • the fluid humidity threshold is preferably predefined.
  • the fluid humidity threshold may be between 90% and 100%, between 95% and 100%, between 97.5% and 100%.
  • exceeding the threshold would 8 mean that the drying fluid exiting the drying chamber is saturated and could not absorb any further cleaning fluid. There is therefore a risk that the containers have not been completely dried.
  • control device is set up to reduce the fluid flow and/or the temperature of the drying fluid entering the drying chamber when the fluid humidity falls below the threshold value.
  • the threshold is set at 95% and the drying fluid has a fluid humidity of 90%, this means that the drying fluid is not saturated and the fluid flow is either set too high and/or the temperature is too high.
  • a fluid flow that is too high and/or a temperature that is too high result in unnecessary energy consumption, which increases the resource requirements of the drying device and thus of the entire manufacturing process of the containers.
  • control device is set up to regulate the fluid flow and/or the temperature by means of the threshold value, in particular by means of an upper and/or a lower threshold value.
  • control device is set up so that the fluid humidity does not exceed and/or fall below a threshold value.
  • control device is set up such that an upper threshold value of the fluid humidity is not exceeded and/or a lower threshold value of the fluid humidity is not undershot.
  • Humidity values for the upper and/or lower threshold are referenced to the appropriate values below.
  • the drying device comprises a heating device coupled to the control device in terms of signals for setting, in particular for increasing and/or reducing, the temperature of the drying fluid entering the drying chamber.
  • the heating device is preferably designed to heat electrically and/or emit exhaust gases, for example as a gas burner.
  • a heating device coupled to the control device in terms of signals enables the drying fluid to be heated in a targeted manner in such a way that the fluid humidity and/or the final oxygen content can be set in an efficiency-maximizing manner.
  • a further preferred development of the drying device is characterized in that the oxygen sensor arrangement is designed to determine an initial oxygen content of the drying fluid entering the drying chamber.
  • the drying fluid entering the drying chamber already has a temperature of usually over 100° C., so that the problem of behavior as an ideal gas mentioned at the beginning occurs.
  • the drying fluid In the case of an exhaust gas-emitting heating device, for example a gas burner, water is emitted as a reaction product.
  • the drying fluid already contains a non-negligible amount of water. This water is already taken into account by measuring the initial oxygen content, for example adjacent to the fluid supply. A more precise determination of the fluid humidity can thus be carried out by means of a difference calculation.
  • the oxygen sensor arrangement has a first oxygen sensor for determining the final oxygen content and/or a second oxygen sensor for determining the initial oxygen content.
  • the final oxygen content and/or the initial oxygen content can be determined in a targeted manner by means of individual oxygen sensors.
  • two or more first oxygen sensors and/or two or more second oxygen sensors are arranged and/or are comprised by the oxygen sensor arrangement.
  • the oxygen sensor arrangement directly or indirectly determines the final oxygen content and/or the initial oxygen content, in particular the first oxygen sensor determines the final oxygen content and/or the second oxygen sensor determines the initial oxygen content.
  • An indirect determination of the final oxygen content and / or the initial oxygen content can be done, for example, by measuring nitrogen, since the 10
  • the first oxygen sensor and/or the second oxygen sensor is/are preferably designed as a nitrogen sensor or nitrogen sensors.
  • a further preferred development of the drying device is characterized in that it comprises a fluid flow unit, which is coupled in terms of signals to the control device, for setting, in particular for increasing and/or reducing, a fluid flow.
  • the fluid flow is in particular a fluid flow of the drying fluid entering the drying chamber.
  • Drying process can be increased by adjusting the fluid flow such that the drying fluid is saturated or nearly saturated at the fluid discharge.
  • the drying device comprises a fluid inlet for the inlet of drying fluid, in particular fresh fluid, the fluid inlet having a fluid inlet regulator for regulating the drying fluid, in particular fresh fluid, entering the drying device through the fluid inlet.
  • the fluid inlet regulator can be designed, for example, as an adjustable flap.
  • the fresh fluid is preferably fresh air, for example, in the vicinity of
  • Drying device is located.
  • the addition of fresh fluid to the drying fluid advantageously enables a reduction in the fluid moisture content of the drying fluid.
  • the drying device comprises a fluid outlet for disposing of the drying fluid or used fluid from the drying chamber, the fluid outlet having a fluid outlet regulator for controlling the drying fluid or used fluid exiting the drying chamber through the fluid outlet.
  • the fluid outlet regulator can be designed, for example, as an adjustable flap. It is particularly preferred that the drying device is designed in such a way that part of the drying fluid or the used fluid exits the drying chamber through the fluid outlet and another part of the drying fluid, namely the - 11
  • Tapping fluid is fed back to the drying fluid entering the drying chamber.
  • control device is set up to control the fluid inlet regulator and the fluid outlet regulator in such a way that the volume entering through the fluid inlet essentially corresponds to the volume exiting from the fluid outlet. This ensures that as little air as possible enters through a chamber inlet through which the containers enter the drying chamber and/or exits through a chamber exit through which the containers exit the drying chamber.
  • a further preferred development of the drying device comprises a heat exchanger which is arranged in such a way that a drying fluid, in particular fresh fluid, entering through the fluid inlet is heated by means of a drying fluid, in particular used fluid, exiting the drying chamber. Incoming drying fluid is preheated with the heat exchanger, so that less energy is required to heat the drying fluid before it is introduced into the drying chamber.
  • the object mentioned at the outset is achieved by a control device for controlling the drying of containers containing cleaning fluid, in particular beverage cans, which is set up to regulate a fluid flow and/or a temperature of the drying fluid entering a drying chamber of a drying device as a function of at least one Set the output of an oxygen sensor assembly.
  • the control device is set up in particular for use in a drying device described above.
  • the control device is set up in particular to determine a fluid humidity, in particular an air humidity, of the drying fluid exiting the drying chamber based on the final oxygen content and preferably to increase the fluid flow and/or the temperature of the drying fluid entering the drying chamber if a threshold value of the fluid humidity is exceeded, and /or to reduce the fluid flow and/or the temperature of the drying fluid entering the drying chamber when the humidity falls below the threshold value.
  • control device is set up to set an operating mode with minimum energy at a final oxygen content of less than or equal to 100%, the operating mode determining the temperature of the drying fluid, in particular at the fluid supply, the fluid flow of the drying fluid into the drying chamber and/or or the fluid flow of the used fluid exiting from the fluid outlet.
  • the minimum energy operating mode is characterized in that the drying device has a minimized energy consumption when this operating mode is set.
  • the temperature of the drying fluid, the fluid flow of the drying fluid into the drying chamber and the exiting fluid flow of the used fluid are the main control variables influencing the drying of the containers and are jointly responsible for the energy consumption of the drying device.
  • the object mentioned at the outset is achieved by a manufacturing system for manufacturing containers, in particular beverage cans, comprising a drying device according to one of the embodiment variants described above and/or a control device according to one of the embodiment variants described above.
  • the object mentioned at the outset is achieved by a method for drying containers containing cleaning fluid, in particular beverage cans, comprising the steps: subjecting the container to a drying fluid within a drying chamber and determining a final oxygen content of the drying fluid exiting the drying chamber.
  • the method comprises the step: determining a fluid humidity, in particular an air humidity, of the drying fluid based on the final oxygen content. It is particularly preferred that this takes place on the basis of a differential calculation. In addition, it is preferred that - 13 - the fluid humidity is additionally based on an initial oxygen content of the drying fluid entering the drying chamber.
  • A may or may not be a constant, namely the general oxygen content of the air, ie 21%.
  • A is to be treated as a variable depending on the flue gas supplied to the drying fluid.
  • this comprises the step: setting a fluid flow and/or a temperature of the drying fluid entering the drying chamber in such a way that the fluid humidity of the drying fluid exiting the drying chamber exceeds and/or falls below a threshold value of the fluid humidity .
  • a threshold value of the fluid humidity it is preferred that an upper threshold value of the fluid humidity is not exceeded and/or a lower threshold value of the fluid humidity is not undershot.
  • the threshold value of the fluid humidity is preferably less than or equal to 100%.
  • the upper threshold value is greater than 90%, greater than 95% and/or greater than 97.5%.
  • the lower threshold value is greater than 90%, greater than 95% and/or greater than 97.5%.
  • the method and its possible developments have features or method steps that make them particularly suitable for being used for a drying device and its developments.
  • FIG. 1 shows a schematic, two-dimensional view of an exemplary embodiment of a drying device
  • Figure 2 a schematic, two-dimensional view of a further exemplary embodiment of a
  • FIG. 3 a schematic, two-dimensional view of a further exemplary embodiment of a
  • Figure 4 a schematic process.
  • the drying device 1 shown in FIG. 1 has a drying chamber 2 which extends from a chamber inlet 4 to a chamber outlet 6 .
  • the beverage cans 14 are transported into the drying chamber 2 through the chamber inlet 4 by means of a transport unit 12 , pass through the drying chamber 2 in a substantially horizontal direction and exit again at the chamber outlet 6 .
  • the beverage cans 14 entering the drying chamber 2 contain a cleaning fluid, for example water. - 15 -
  • the purpose of the drying device 1 and the drying chamber 2 is in particular to free the beverage cans 14 from the cleaning fluid.
  • the beverage cans 14 are subjected to a drying fluid.
  • the drying fluid enters the drying chamber 2 through a fluid supply 8 .
  • the drying fluid flows through the drying chamber 2 towards a fluid outlet 10 through which the drying fluid escapes from the drying chamber 2 .
  • the fluid supply 8 is fluidically coupled to a fluid inlet 20 and a fluid return 18 .
  • the drying fluid entering the drying chamber 2 through the fluid supply 8 can be a mixture of the fresh fluid entering through the fluid inlet 20 and the tap fluid provided through the fluid return 18 .
  • a fluid inlet regulator 22 is arranged at the fluid inlet 20 through which a fluid reaches the fluid supply 8 .
  • the fluid inlet regulator 22 is signal-coupled to a control device 34 .
  • the fluid discharge 10 is fluidically coupled to the fluid return 18 and a fluid outlet 24 .
  • the fluid return 18 is a part of the emerging from the drying chamber 2 drying fluid in the
  • Drying chamber 2 incoming drying fluid supplied. A part of the escaping from the drying chamber 2 drying fluid can be over the
  • Fluid outlet 24 escape.
  • the fluid outlet 24 has a fluid outlet regulator 26 which is signal-coupled to the control device 34 .
  • the drying device 1 also has an oxygen sensor arrangement 28 which is arranged and designed to determine a final oxygen content of the material exiting the drying chamber 2
  • the oxygen sensor arrangement 28 includes a first oxygen sensor 30 which is arranged on the fluid discharge 10 . With this arrangement, the final oxygen content of the drying fluid exiting the drying chamber 2 can be determined in an advantageous manner.
  • the oxygen sensor assembly 28 includes a second
  • Oxygen sensor 32 which is arranged on the fluid supply 8. - 16 -
  • the drying device 1 also includes a heating device 36, which is embodied in the present case as an electric heating device.
  • the controller 34 is signal-coupled to the heater 36 , the fluid inlet controller 22 and the fluid outlet controller 26 .
  • the saturation of the drying fluid at the fluid outlet 10 can be determined. If the fluid humidity exceeds a threshold value, which can be determined with the final oxygen content, the control device 34 is set up to increase the fluid flow and/or the temperature of the drying fluid entering the drying chamber 2, in particular by actuating the heating device 36 and/or the inlet and /or outlet regulator 22, 26.
  • FIG. 2 shows a further embodiment variant of a drying device 100.
  • the fluid discharge 110 has a fluid discharge air collecting duct 111 .
  • the fluid exhaust air collection channel 111 can have a perforated plate, for example, through which the drying fluid can enter the fluid exhaust air collection channel 111 and can then escape from the fluid outlet 124 of the drying device 100 .
  • the escape of the drying fluid from the fluid outlet 124 is controlled, among other things, by means of a fluid outlet unit 126, which is designed as a fan.
  • the beverage cans 114 are moved through the drying chamber 102 in the transport direction 116 by means of a transport unit 112 .
  • the drying device 100 also has a fluid return 118 .
  • the drying fluid exiting the drying chamber 102 through the fluid return line 118 is guided into a mixing chamber 119 by means of the latter.
  • the mixing chamber 119 is also fluidically coupled to the fluid inlet 120 .
  • the drying fluid returned from the drying chamber 2 which is also referred to as tap fluid, is mixed with fresh fluid through the fluid inlet 120 .
  • the fluid inlet regulator 122 at the fluid inlet 120 and the fluid outlet unit 126 at the fluid outlet 124 - 17 - the mixing ratio of fresh fluid from the environment of the drying device 1 and the returned drying fluid can be adjusted by means of the fluid return 118.
  • the drying fluid located in the mixing chamber 119 can be heated by means of the heating device 136 .
  • the heating device 136 is designed as a gas burner, which directs a burner flame 138 into the mixing chamber 119 for heating the drying fluid.
  • the heating device 136 has a separate air supply.
  • the drying fluid in the mixing chamber 119 reaches a fluid flow unit 142 via fluid baffles 140, which is designed, for example, as a fan.
  • the drying fluid is distributed within the drying chamber 2 via further fluid guide plates 144 adjacent to the fluid feed 108 . A further distribution of the drying fluid is achieved by means of the perforated plate 146.
  • the drying device 100 also has an oxygen sensor arrangement 128 which is arranged and designed to determine a final oxygen content of the drying fluid exiting the drying chamber 2 .
  • it has a first oxygen sensor 130 in the fluid discharge 110 , the first oxygen sensor 130 being arranged adjacent to the fluid outlet 124 .
  • the oxygen sensor arrangement 128 includes a second oxygen sensor 132 which is arranged between the mixing chamber 119 and the fluid feed 108 .
  • the drying device 1 includes a control device 134 which is coupled in terms of signals to the oxygen sensor arrangement 128 .
  • the control device 134 is set up to control the fluid flow of the drying fluid entering the drying chamber 2 and/or the temperature of this drying fluid as a function of an output signal from the oxygen sensor arrangement 128 . This takes place in particular on the basis of a calculation within the control device 134, which determines a fluid humidity of the drying fluid exiting the drying chamber 2 on the basis of the final oxygen content.
  • Figure 3 shows a schematic, two-dimensional view of a further exemplary embodiment of a drying device 150.
  • Drying device 150 also has a drying chamber 152 with a chamber inlet 154 and a chamber outlet 156, wherein
  • Drying fluid is fed into the drying chamber 152 through a fluid inlet 158 and escapes from the drying chamber 152 through a fluid outlet.
  • a fluid flow device 162 is arranged upstream of the fluid feed 158 in the direction of flow.
  • Drying fluid in particular fresh fluid, preferably air, flows through a fluid inlet 164 into the drying device 150 .
  • the drying fluid, in particular used fluid can escape from the drying device 150, in particular from the drying chamber 152, from a fluid outlet 168. Adjacent to the fluid outlet 168 is one
  • Oxygen sensor assembly 172 arranged.
  • the drying device 152 comprises a heat exchanger 170 which is arranged in such a way that a drying fluid entering through the fluid inlet 164 is heated by means of the drying fluid exiting the drying chamber 152 .
  • the heat exchanger 170 thermally couples a fluid outlet channel to a fluid inlet channel.
  • FIG. 4 shows a schematic method.
  • steps 200 containers 14, 114 are charged with a drying fluid within a drying chamber 2, 102.
  • a final oxygen content of the drying fluid exiting the drying chamber 2, 102 is determined.
  • a fluid humidity, in particular an air humidity, of the drying fluid is determined based on the final oxygen content.
  • drying fluid entering the drying chamber 2 102 has an oxygen content of 21%. If the drying fluid exiting the drying chamber has an oxygen content of 0%, this means that this drying fluid is completely saturated, ie has 100% moisture. - 19 -
  • a fluid flow and/or a temperature of the drying fluid entering the drying chamber 2, 102 is adjusted such that the fluid humidity of the drying fluid exiting the drying chamber 2, 102 exceeds a fluid humidity threshold value.
  • the fluid flow and/or the temperature can be adjusted in such a way that the fluid humidity of the drying fluid exiting the drying chamber is within a threshold range, for example between 95% and 100%. Efficient drying of containers, in particular beverage cans, is made possible by means of the drying device described above and the corresponding method. This is achieved in particular by the fact that the drying fluid has the highest possible saturation, ie high humidity. As a result, the temperature is set as low as possible and the fluid flow is also set as low as possible, so that energy can be saved in this way.
  • fluid supply 10 fluid discharge 12 transport unit 14 beverage cans 16 transport direction 18 fluid return 20 fluid inlet 22 fluid inlet regulator 24 fluid outlet 26 fluid outlet regulator
  • oxygen sensor arrangement 30 first oxygen sensor 32 second oxygen sensor 34 control device 36 heating device
  • fluid supply 110 fluid discharge 111 fluid exhaust air collection channel 112 transport unit 114 beverage cans
  • controller 136 heater 138 burner flame 140 fluid baffles 142 fluid flow assembly

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Trocknungsvorrichtung (1, 100, 150) zur Trocknung von Reinigungsfluid aufweisenden Behältern, insbesondere von Getränkedosen, umfassend eine Trocknungskammer (2, 102) zur Beaufschlagung der Behälter mit einem Trocknungsfluid zur Entfernung des Reinigungsfluids, und eine Sauerstoffsensoranordnung (28, 128, 172), die angeordnet und ausgebildet ist, einen Endsauerstoffgehalt des aus der Trocknungskammer (2, 102) austretenden Trocknungsfluids zu ermitteln.

Description

Trocknungsvorrichtung zur Trocknung von Reinigungsfluid aufweisenden Behältern, Steuerungsvorrichtung und Verfahren
Die Erfindung betrifft eine Trocknungsvorrichtung zur Trocknung von Reinigungsfluid aufweisenden Behältern, insbesondere von Getränkedosen, eine Steuerungsvorrichtung zur Steuerung der Trocknung von Reinigungsfluid aufweisenden Behältern, insbesondere von Getränkedosen, ein Herstellungssystem zur Herstellung von Behältern, insbesondere von Getränkedosen, sowie ein Verfahren zur Trocknung von Reinigungsfluid aufweisenden Behältern, insbesondere von Getränkedosen.
Trocknungsvorrichtungen zur Trocknung von Reinigungsfluid aufweisenden Behältern sind grundsätzlich bekannt. Der Produktionsprozess von Behältern, insbesondere von Getränkedosen, zeichnet sich durch mehrere Prozessschritte aus. Zwischen einzelnen Prozessschritten sind üblicherweise Reinigungsprozesse erforderlich. Während des Reinigungsprozesses werden die Behälter, insbesondere die Getränkedosen, mit einem Reinigungsfluid gereinigt. Damit der nachfolgende Prozessschritt mit den vordefinierten Parametern ausgeführt werden 2 kann, sind die Behälter, insbesondere die Getränkedosen, nach dem Reinigungsprozess zu trocknen.
Zur Trocknung der Behälter, insbesondere der Getränkedosen, werden diese mit einem Trocknungsfluid beaufschlagt, das üblicherweise Temperaturen zwischen 100 °C und 250 °C aufweist. Das Trocknungsfluid wird beispielsweise mit einer
Geschwindigkeit von 2 m/s bis 10 m/s zugeführt. Das Trocknungsfluid ist üblicherweise Luft.
Das Trocknungsfluid ist derart bereitzustellen, dass Bestandteile des Reinigungsfluids, insbesondere Wassermoleküle, aufgenommen werden können Dies bedeutet beispielsweise, dass das Trocknungsfluid erst am Ende einer Trocknungsstrecke gesättigt sein sollte.
Das Trocknen von Behältern, insbesondere von Getränkedosen, ist energieaufwendig. Üblicherweise werden die Trocknungsvorrichtungen mit Volllast betrieben, damit eine sichere Trocknung der Behälter, insbesondere der Getränkedosen, gewährleistet ist. Üblicherweise wird die eingetragene Menge an Reinigungsfluid, beispielsweise in Form der Belastung der Behälter mit dem Reinigungsfluid und/oder im Sinne der Anzahl von Behältern pro Zeiteinheit, nicht berücksichtigt. Daher ist die Effizienz von Trocknungsvorrichtungen verbesserbar. Die bestehenden Vorrichtungen und Verfahren weisen unterschiedliche Vorteile auf, jedoch sind insbesondere hinsichtlich der Effizienz weitere Verbesserungen wünschenswert.
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine Trocknungsvorrichtung zur Trocknung von Reinigungsfluid aufweisenden Behältern, insbesondere von Getränkedosen, eine Steuerungsvorrichtung zur Steuerung der Trocknung von Reinigungsfluid aufweisenden Behältern, insbesondere von Getränkedosen, ein Herstellungssystem zur Herstellung von Behältern, insbesondere von Getränkedosen sowie ein Verfahren zur Trocknung von Reinigungsfluid aufweisenden Behältern, insbesondere von Getränkedosen, bereitzustellen, die einen oder mehrere der genannten Nachteile vermindern oder beseitigen. Ferner ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine Lösung bereitzustellen, die eine effiziente Trocknung von Reinigungsfluid aufweisenden Behältern, insbesondere - 3 - von Getränkedosen, ermöglicht. Zumindest ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine alternative Lösung zur Trocknung von Reinigungsfluid aufweisenden Behältern, insbesondere von Getränkedosen, bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird gelöst mit einer Trocknungsvorrichtung, einer Steuerungsvorrichtung und einem Verfahren mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen dieser Aspekte sind in den jeweiligen abhängigen Patentansprüchen angegeben. Die in den Patentansprüchen und der Beschreibung einzeln aufgeführten Merkmale sind in beliebiger, technologisch sinnvollerweise miteinander kombinierbar, wobei weitere Ausführungsvarianten der Erfindung aufgezeigt werden.
Gemäß einem ersten Aspekt betrifft die Erfindung eine Trocknungsvorrichtung zur Trocknung von Reinigungsfluid aufweisenden Behältern, insbesondere von Getränkedosen, umfassend eine Trocknungskammer zur Beaufschlagung der Behälter mit einem Trocknungsfluid zur Entfernung des Reinigungsfluids, und eine Sauerstoffsensoranordnung, die angeordnet und ausgebildet ist, einen Endsauerstoffgehalt des aus der Trocknungskammer austretenden Trocknungsfluids zu ermitteln.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass mit einer unter Volllast laufenden Trocknungsvorrichtung keine effiziente Trocknung der Behälter möglich ist. Eine Menge an in die Trocknungskammer zu führendes Trocknungsfluid kann beispielsweise dadurch geregelt werden, dass ein Sensor die Menge an Reinigungsflüssigkeitsdampf in dem Trocknungsfluid bestimmt. Am Ende der Trocknungskammer sollte das Trocknungsfluid mit dem Dampf gesättigt oder knapp untersättigt sein, um eine möglichst hohe Effizienz zu ermöglichen, weswegen der Wasserdampfgehalt direkt gemessen wurde. Dieser Ansatz hat jedoch in der Praxis nicht zu einem zufriedenstellenden Ergebnis geführt.
Der Erfindung lag daher ferner die Erkenntnis zugrunde, dass sich Wasserdampf bei Temperaturen über 100 °C nicht oder nur mit einem hohen Aufwand direkt bestimmen lässt, weil sich die Gasmoleküle wie ein ideales Gas verhalten. Bei unter 100 °C ist das Wasser in der Luft gelöst. Bei über 100 °C sind jedoch die Moleküle des Luft-Wasser-Gemisches gleichberechtigt, sodass ein hinzutretendes Molekül ein anderes verdrängt. Aufgrund dieses Verdrängungsprozesses sind - 4 - konventionelle Verfahren zur Bestimmung des Sättigungsgrades nicht oder lediglich bedingt geeignet.
Die Erfinder haben herausgefunden, dass die Bestimmung der Sättigung auf Grundlage des Sauerstoffgehaltes innerhalb der Trocknungskammer präzise ermöglicht wird. Je niedriger ein Sauerstoffanteil im Trocknungsfluid ist, desto höher ist der Reinigungsfluidanteil, insbesondere Wasseranteil. Im Falle, dass kein Sauerstoff vorhanden ist, ist davon auszugehen, dass ausschließlich Wasser vorhanden ist. Grundsätzlich ist davon auszugehen, dass das Trocknungsfluid beim Eintritt in die Trocknungskammer den atmosphärischen Sauerstoffanteil von 21 % aufweist. Wenn der Anteil an Sauerstoff nun am Ausgang der
Trocknungskammer 0 % beträgt, ist davon auszugehen, dass der Wasseranteil 100 % beträgt, das Trocknungsfluid somit also gesättigt ist.
Die Trocknungsvorrichtung weist die Trocknungskammer zur Beaufschlagung der Behälter mit dem Trocknungsfluid auf. Die Trocknungskammer weist hierfür vorzugsweise eine Fluidzuführung zur Zuführung des Trocknungsfluids in die Trocknungskammer auf. Darüber hinaus ist es bevorzugt, dass die Trocknungskammer eine Fluidabführung zur Entsorgung bzw. Rückführung des Trocknungsfluids aus der Trocknungskammer aufweist.
Das Trocknungsfluid umfasst vorzugsweise Frischfluid aus der Umgebung der Trocknungsvorrichtung und/oder Zapffluid, das aus der Trocknungskammer entnommen wurde. Die Trocknungsvorrichtung weist vorzugsweise einen des Frischfluids auf, also des Fluids, dass in die Trocknungsvorrichtung eintritt. Ferner weist die Trocknungskammer vorzugsweise einen Fluidstrom eines Altfluids auf, das aus der Trocknungskammer und der Trocknungsvorrichtung austritt. Darüber hinaus kann die Trocknungsvorrichtung einen Fluidstrom des Zapffluids aufweisen, das aus der Trocknungskammer entnommen wird und der Trocknungskammer wieder zugeführt wird, wobei dieses vor der Zuführung vorzugsweise aufgewärmt und/oder mit Frischfluid gemischt wird. Der im Folgenden beschriebene Fluidstrom ist der Fluidstrom des Trocknungsfluids, des Frischfluids, des Zapfluids und/oder des Altfluids.
Die Trocknungsvorrichtung kann eingerichtet sein, um zwischen 5.000 Kubikmeter pro Stunde und 50.000 Kubikmeter pro Stunde Trocknungsfluid in die - 5 -
Trocknungskammer ein- und/oder auszuleiten. Das Trocknungsfluid weist vorzugsweise eine Temperatur zwischen 100 °C und 250 °C, insbesondere zwischen 150 °C und 210 °C, beispielsweise 180 °C auf. Das Trocknungsfluid wird vorzugsweise mit einer im Folgenden beschriebenen Heizvorrichtung erwärmt, die beispielsweise als Gasbrenner oder elektrisch heizend ausgebildet ist.
Die Trocknungsvorrichtung weist vorzugsweise eine Transporteinheit zur Bewegung der Behälter mit einer Bewegungsrichtung durch die Trocknungskammer. Die Transporteinheit ist vorzugsweise eingerichtet, 2.000 bis 4.000 Behälter, insbesondere Getränkedosen, pro Minute zu fördern Vorzugsweise erstreckt sich die Trocknungskammer von einem Kammereingang, durch den die Behälter in die Trocknungskammer eintreten, zu einem Kammerausgang, durch den die Behälter aus der Trocknungskammer austreten.
Das in die Trocknungskammer eintretende Trocknungsfluid ist vorzugsweise eine Mischung aus einem Frischfluid und einem aus der Trocknungskammer entnommenen Zapffluid. Das Frischfluid ist beispielsweise Luft, die aus der Umgebung der Trocknungsvorrichtung entnommen wird. Die Zapfluft ist beispielsweise eine am Ende einer Trocknungsstrecke der Trocknungskammer entnommene Menge an Trocknungsfluid, das bereits mit dem Reinigungsfluid belastet ist. Es ist bevorzugt, dass die Trocknungsvorrichtung eine Fluidrückführung zur Bereitstellung des aus der Trocknungskammer entnommenen Zapffluides aufweist. Ferner ist es bevorzugt, dass die Trocknungsvorrichtung eine Mischkammer zur Mischung des Frischfluids und des Zapffluids aufweist.
In der Trocknungskammer sind vorzugsweise angrenzend an die Fluidzuführung Luftleitbleche zur Verteilung des Trocknungsfluids in der Trocknungskammer angeordnet. Die Luftleitbleche können beispielsweise innerhalb der
Trocknungskammer angeordnet sein. Darüber hinaus ist es bevorzugt, dass angrenzend an die Fluidzuführung eine Fluidverteilvorrichtung mit zwei oder mehr, insbesondere einer Vielzahl an, Öffnungen angeordnet ist. In einer bevorzugten Ausführungsvariante der Trocknungsvorrichtung ist vorgesehen, dass diese eine Fluidsammelvorrichtung zur Entsorgung des mit dem Reinigungsfluid belasteten Trocknungsfluids durch die Fluidabführung aufweist. Die Fluidsammelvorrichtung 6 ist insbesondere mit der Fluidabführung fluidisch gekoppelt. Die Fluidsammelvorrichtung kann beispielsweise ein rohrförmiges Element mit einer Vielzahl an Öffnungen sein oder umfassen.
Es ist darüber hinaus bevorzugt, dass die Trocknungsvorrichtung eine Fluidströmungsvorrichtung, insbesondere einen Lüfter, aufweist, der in einer Fluidströmungsrichtung des Trocknungsfluids vor der Fluidzuführung angeordnet ist. Es ist darüber hinaus bevorzugt, dass in Fluidströmungsrichtung vor der Fluidströmungsvorrichtung ein Fluidleitblech angeordnet ist, um ein Fluid zielgerichtet zu der Fluidströmungsvorrichtung zu leiten. Die Sauerstoffsensoranordnung ist angeordnet und ausgebildet, um den
Endsauerstoffgehalt zu ermitteln. Der Endsauerstoffgehalt ist insbesondere der Sauerstoffgehalt des aus der Trocknungskammer austretenden Trocknungsfluids. Die Sauerstoffsensoranordnung kann beispielsweise den Endsauerstoffgehalt an der Fluidabführung messen. Alternativ kann die Sauerstoffsensoranordnung auch den Endsauerstoffgehalt innerhalb der Trocknungskammer messen, wobei diese Messung vorzugsweise angrenzend an die Fluidabführung erfolgt.
Eine bevorzugte Ausführungsvariante der Trocknungsvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass diese eine mit der Sauerstoffsensoranordnung signaltechnisch gekoppelte Steuerungsvorrichtung umfasst, die eingerichtet ist, einen Fluidstrom, insbesondere einen Fluidstrom des Trocknungsfluids, des Frischfluids, des
Altfluids und/oder des Zapffluids, und/oder eine Temperatur des in die Trocknungskammer eintretenden Trocknungsfluids in Abhängigkeit mindestens eines Ausgangssignals der Sauerstoffsensoranordnung zu steuern.
Der von der Steuerungsvorrichtung gesteuerte Fluidstrom ist insbesondere das pro Zeiteinheit in die Trocknungskammer eintretende Volumen und/oder die pro Zeiteinheit eintretende Menge an Trocknungsfluid. Der Fluidstrom des Frischfluids ist insbesondere das pro Zeiteinheit in die Trocknungsvorrichtung eintretende Volumen an Frischfluid, insbesondere an Frischluft von außerhalb der Trocknungsvorrichtung, und/oder die pro Zeiteinheit in die Trocknungsvorrichtung eintretende Menge an Frischfluid. - 7 -
Hierfür ist die Steuerungsvorrichtung vorzugsweise mit im Folgenden noch näher erläuterten Fluideinlassreglern und/oder Fluidauslassreglern gekoppelt. Ferner ist die Steuerungsvorrichtung vorzugsweise mit einer Heizvorrichtung gekoppelt, um die Temperatur des in die Trocknungskammer eintretenden Trocknungsfluids zu steuern. Das Ausgangssignal der Sauerstoffsensoranordnung charakterisiert vorzugsweise einen Sauerstoffgehalt, insbesondere einen Endsauerstoffgehalt, des Trocknungsfluids.
Die Steuerung des Fluidstroms und/oder der Temperatur und somit indirekt der Sättigung des Trocknungsfluids ermöglicht eine effiziente Trocknung der Behälter. Insbesondere kann somit ein Sauerstoffgehalt eingestellt werden, der eine möglichst hohe Sättigung des Trocknungsfluids mit dem Reinigungsfluid repräsentiert. Somit kann der Trocknungsprozess nahe eines Optimums gefahren werden, der einerseits eine sichere Trocknung der Behälter ermöglicht und gleichzeitig den Ressourcenverbrauch zur Erzeugung des Fluidstroms und/oder zur Lufterwärmung reduziert.
In einerweiteren bevorzugten Ausführungsvariante der Trocknungsvorrichtung ist vorgesehen, dass die Steuerungsvorrichtung eingerichtet ist, eine
Fluidfeuchtigkeit, insbesondere eine Luftfeuchtigkeit, des aus der
Trocknungskammer austretenden Trocknungsfluids basierend auf dem Endsauerstoffgehalt zu bestimmen.
Mittels einer solchen Bestimmung kann die Steuerungsvorrichtung den Fluidstrom und/oder die Temperatur des Trocknungsfluids derart einstellen, dass die Fluidfeuchtigkeit 100 % Sättigung oder geringfügig darunter, beispielsweise zwischen 90 % und 100 %, 95 % und 100 %, 97,5 % und 100 %, beträgt. Eine weitere bevorzugte Fortbildung der Trocknungsvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die Steuerungsvorrichtung eingerichtet ist, bei Überschreiten eines Schwellwertes der Fluidfeuchtigkeit den Fluidstrom und/oder die Temperatur des in die Trocknungskammer eintretenden Trocknungsfluids zu erhöhen. Der Schwellwert der Fluidfeuchtigkeit ist vorzugsweise vordefiniert. Beispielsweise kann der Schwellwert der Fluidfeuchtigkeit zwischen 90 % und 100 %, zwischen 95 % und 100 %, zwischen 97,5 % und 100 %, betragen. Wenn der Schwellwert beispielsweise 100 % beträgt, würde ein Überschreiten des Schwellwertes 8 bedeuten, dass das aus der Trocknungskammer austretende Trocknungsfluid gesättigt ist und kein weiteres Reinigungsfluid aufnehmen konnte. Somit besteht das Risiko, dass die Behälter nicht vollständig getrocknet wurden.
Es ist darüber hinaus bevorzugt, dass die Steuerungsvorrichtung eingerichtet ist, bei Unterschreiten des Schwellwertes der Fluidfeuchtigkeit den Fluidstrom und/oder die Temperatur des in die Trocknungskammer eintretenden Trocknungsfluids zu reduzieren. Wenn der Schwellwert beispielsweise bei 95 % eingestellt ist und das Trocknungsfluid eine Fluidfeuchtigkeit von 90 % aufweist, bedeutet dies, dass das Trocknungsfluid nicht gesättigt ist und der Fluidstrom entweder zu hoch eingestellt ist und/oder die Temperatur zu hoch ist. Ein zu hoher Fluidstrom und/oder eine zu hohe Temperatur führen zu einem unnötigen Energieverbrauch, der den Ressourcenbedarf der Trocknungsvorrichtung und somit des gesamten Herstellungsprozesses der Behälter erhöht.
Es ist ferner bevorzugt, dass die Steuerungsvorrichtung eingerichtet ist, den Fluidstrom und/oder die Temperatur mittels des Schwel Iwertes, insbesondere mittels eines oberen und/oder eines unteren Schwellwertes zu regeln.
Es ist insbesondere bevorzugt, dass die Steuerungsvorrichtung eingerichtet ist, dass ein Schwellwert der Fluidfeuchtigkeit nicht überschritten und/oder unterschritten wird. Insbesondere ist es bevorzugt, dass die Steuerungsvorrichtung eingerichtet ist, dass ein oberer Schwellwert der Fluidfeuchtigkeit nicht überschritten wird und/oder ein unterer Schwellwert der Fluidfeuchtigkeit nicht unterschritten wird. Hinsichtlich möglicher
Feuchtigkeitswerte für den oberen und/oder unteren Schwellwert wird auf die entsprechenden Werte im Folgenden verwiesen. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante der Trocknungsvorrichtung ist vorgesehen, dass diese eine mit der Steuerungsvorrichtung signaltechnisch gekoppelte Heizvorrichtung zur Einstellung, insbesondere zum Erhöhen und/oder zum Reduzieren, der Temperatur des in die Trocknungskammer eintretenden Trocknungsfluids umfasst. Die Heizvorrichtung ist vorzugsweise elektrisch heizend und/oder abgasemittierend, beispielsweise als Gasbrenner, ausgebildet. - 9 -
Eine mit der Steuerungsvorrichtung signaltechnisch gekoppelte Heizvorrichtung ermöglicht das zielgerichtete Erwärmen des Trocknungsfluids derart, dass die Fluidfeuchtigkeit und/oder der Endsauerstoffgehalt effizienzmaximierend eingestellt werden kann bzw. können. Eine weitere bevorzugte Fortbildung der Trocknungsvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die Sauerstoffsensoranordnung zur Ermittlung eines Anfangssauerstoffgehalts des in die Trocknungskammer eintretenden Trocknungsfluids ausgebildet ist. Das in die Trocknungskammer eintretende Trocknungsfluid weist bereits eine Temperatur von üblicherweise über 100 °C auf, sodass die eingangs genannte Problematik des Verhaltens als ideales Gas auftritt.
Bei einer abgasemittierenden Heizvorrichtung, beispielsweise einem Gasbrenner, wird als Reaktionsprodukt Wasser emittiert. Infolgedessen ist bereits eine nicht zu vernachlässigende Menge an Wasser in dem T rocknungsfluid enthalten. Durch die Messung des Anfangssauerstoffgehalts, beispielsweise angrenzend an die Fluidzuführung, wird dieses Wasser bereits berücksichtigt. Durch eine Differenzberechnung kann somit eine genauere Bestimmung der Fluidfeuchtigkeit erfolgen.
Gemäß einerweiteren bevorzugten Ausführungsvariante ist vorgesehen, dass die Sauerstoffsensoranordnung einen ersten Sauerstoffsensor zur Ermittlung des Endsauerstoffgehalts und/oder einen zweiten Sauerstoffsensor zur Ermittlung des Anfangssauerstoffgehalts aufweist. Mittels einzelnen Sauerstoffsensoren kann der Endsauerstoffgehalt und/oder der Anfangssauerstoffgehalt zielgerichtet ermittelt werden. Darüber hinaus ist es bevorzugt, dass zwei oder mehr erste Sauerstoffsensoren und/oder zwei oder mehr zweite Sauerstoffsensoren angeordnet sind und/oder von der Sauerstoffsensoranordnung umfasst werden.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsvariante der T rocknungsvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die Sauerstoffsensoranordnung den Endsauerstoffgehalt und/oder den Anfangssauerstoffgehalt, insbesondere der erste Sauerstoffsensor den Endsauerstoffgehalt und/oder der zweite Sauerstoffsensor den Anfangssauerstoffgehalt, direkt oder indirekt ermittelt bzw. ermitteln. Eine indirekte Ermittlung des Endsauerstoffgehalts und/oder des Anfangssauerstoffgehalts kann beispielsweise über die Messung von Stickstoff erfolgen, da die 10
Mischungsverhältnisse aus Stickstoff und Sauerstoff sowie der weiteren Bestandteile von Luft üblicherweise bekannt sind. Der erste Sauerstoffsensor und/oder der zweite Sauerstoffsensor ist bzw. sind vorzugsweise als Stickstoffsensor bzw. Stickstoffsensoren ausgebildet. Eine weitere bevorzugte Fortbildung der Trocknungsvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass diese eine mit der Steuerungsvorrichtung signaltechnisch gekoppelte Fluidstromeinheit zur Einstellung, insbesondere zum Erhöhen und/oder zum Reduzieren eines Fluidstroms umfasst. Der Fluidstrom ist insbesondere ein in die Trocknungskammer eintretender Fluidstrom des Trocknungsfluids. Somit kann in vorteilhafter Weise die Effizienz des
Trocknungsprozesses erhöht werden, indem der Fluidstrom derart eingestellt wird, dass das Trocknungsfluid an der Fluidabführung gesättigt oder nahezu gesättigt ist.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante umfasst die Trocknungsvorrichtung einen Fluideinlass zum Einlass von Trocknungsfluid, insbesondere von Frischfluid, wobei der Fluideinlass einen Fluideinlassregler zur Regelung des durch den Fluideinlass in die Trocknungsvorrichtung eintretenden Trocknungsfluids, insbesondere Frischfluids, aufweist. Der Fluideinlassregler kann beispielsweise als eine einstellbare Klappe ausgebildet sein. Das Frischfluid ist vorzugsweise Frischluft, die sich beispielsweise in der Umgebung der
Trocknungsvorrichtung befindet. Durch die Hinzufügung von Frischfluid zu dem Trocknungsfluid wird in vorteilhafter Weise eine Reduktion der Fluidfeuchtigkeit des Trocknungsfluids ermöglicht.
Darüber hinaus ist es bevorzugt, dass die Trocknungsvorrichtung einen Fluidauslass zur Entsorgung des Trocknungsfluids bzw. des Altfluids aus der Trocknungskammer umfasst, wobei der Fluidauslass einen Fluidauslassregler zur Regelung des durch den Fluidauslass austretenden Trocknungsfluids bzw. Altfluids aus der Trocknungskammer aufweist. Der Fluidauslassregler kann beispielsweise als eine einstellbare Klappe ausgebildet sein. Es ist insbesondere bevorzugt, dass die T rocknungsvorrichtung derart ausgebildet ist, dass ein Teil des Trocknungsfluids bzw. das Altfluid aus der Trocknungskammer durch den Fluidauslass austritt und ein anderer Teil des Trocknungsfluids, nämlich das - 11
Zapffluid wieder dem in die Trocknungskammer eintretenden Trocknungsfluid zugeführt wird.
Es ist bevorzugt, dass die Steuerungsvorrichtung eingerichtet ist, den Fluideinlassregler und den Fluidauslassregler derart zu steuern, dass das durch den Fluideinlass eintretende Volumen im Wesentlichen dem aus dem Fluidauslass austretenden Volumen entspricht. Dadurch wird sichergestellt, dass möglichst wenig Luft durch einen Kammereintritt, durch den die Behälter in die Trocknungskammer gelangen, eintritt und/oder durch einen Kammeraustritt, durch den die Behälter aus der Trocknungskammer austreten, austritt. Eine weitere bevorzugte Fortbildung der Trocknungsvorrichtung umfasst einen Wärmetauscher, der derart angeordnet ist, dass ein durch den Fluideinlass eintretendes Trocknungsfluid, insbesondere Frischfluid, mittels eines aus der Trocknungskammer austretenden Trocknungsfluids, insbesondere Altfluids, erwärmt wird. Mit dem Wärmetauscher wird eintretende Trocknungsfluid vorgewärmt, sodass weniger Energie zur Erwärmung des T rocknungsfluids vor der Einleitung in die Trocknungskammer erforderlich ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird die eingangs genannte Aufgabe gelöst durch eine Steuerungsvorrichtung zur Steuerung der Trocknung von Reinigungsfluid aufweisenden Behältern, insbesondere von Getränkedosen, die eingerichtet ist, um einen Fluidstrom und/oder eine Temperatur des in eine Trocknungskammer einer Trocknungsvorrichtung eintretenden Trocknungsfluids in Abhängigkeit mindestens eines Ausgangssignals einer Sauerstoffsensoranordnung einzustellen. Die Steuerungsvorrichtung ist insbesondere zur Verwendung in einer im Vorherigen beschriebenen Trocknungsvorrichtung eingerichtet. Die Steuerungsvorrichtung ist insbesondere eingerichtet, eine Fluidfeuchtigkeit, insbesondere eine Luftfeuchtigkeit, des aus der Trocknungskammer austretenden Trocknungsfluids basierend auf dem Endsauerstoffgehalt zu bestimmen und vorzugsweise bei Überschreiten eines Schwellenwertes der Fluidfeuchtigkeit den Fluidstrom und/oder die Temperatur des in die Trocknungskammer eintretenden Trocknungsfluids zu erhöhen, und/oder bei Unterschreiten des Schwellwertes der Luftfeuchtigkeit den Fluidstrom und/oder die Temperatur des in die Trocknungskammer eintretenden Trocknungsfluids zu reduzieren. - 12
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante ist vorgesehen, dass die Steuerungsvorrichtung eingerichtet ist, einen Betriebsmodus minimaler Energie bei einem Endsauerstoffgehalt von kleiner gleich 100% einzustellen, wobei der Betriebsmodus die Temperatur des Trocknungsfluids, insbesondere an der Fluidzuführung, den Fluidstrom des Trocknungsfluids in die Trocknungskammer und/oder den aus dem Fluidauslass austretenden Fluidstrom des Altfluids umfasst. Der Betriebsmodus minimaler Energie zeichnet sich dadurch aus, dass die Trocknungsvorrichtung bei der Einstellung dieses Betriebsmodus einen minimierten Energieverbrauch aufweist. Die Temperatur des Trocknungsfluids, der Fluidstrom des Trocknungsfluids in die Trocknungskammer und der austretende Fluidstrom des Altfluids sind die Hauptstellgrößen zur Beeinflussung der Trocknung der Behälter und sind mitverantwortlich für den Energieverbrauch der Trocknungsvorrichtung. Mit einer Einstellung eines Betriebsmodus minimaler Energie kann somit die Trocknung der Behälter bei einem minimalen Energieverbrauch erfolgen.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird die eingangs genannte Aufgabe gelöst durch ein Herstellungssystem zur Herstellung von Behältern, insbesondere von Getränkedosen, umfassend eine Trocknungsvorrichtung nach einer der im Vorherigen beschriebenen Ausführungsvarianten und/oder eine Steuerungsvorrichtung nach einer der im Vorherigen beschriebenen Ausführungsvarianten.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird die eingangs genannte Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Trocknung von Reinigungsfluid aufweisenden Behältern, insbesondere von Getränkedosen, umfassend die Schritte: Beaufschlagen der Behälter mit einem Trocknungsfluid innerhalb einer Trocknungskammer und Ermitteln eines Endsauerstoffgehaltes des aus der Trocknungskammer austretenden Trocknungsfluids.
Es ist ferner bevorzugt, dass das Verfahren den Schritt umfasst: Bestimmen einer Fluidfeuchtigkeit, insbesondere einer Luftfeuchtigkeit, des Trocknungsfluids basierend auf dem Endsauerstoffgehalt. Es ist insbesondere bevorzugt, dass dies auf Basis einer Differenzrechnung erfolgt. Darüber hinaus ist es bevorzugt, dass - 13 - die Fluidfeuchtigkeit zusätzlich basierend auf einem Anfangssauerstoffgehalt des in die Trocknungskammer eintretenden Trocknungsfluids erfolgt.
Die Fluidfeuchtigkeit kann beispielsweise folgendermaßen ermittelt werden: fH20(02)= 100 * (1-B/A) wobei fiH20(02) die Fluidfeuchtigkeit des aus der Trocknungskammer austretenden Trocknungsfluids, also des Altfluids ist, A der Sauerstoffgehalt des Frischfluids und/oder der Anfangssauerstoffgehalt, und B der mit der Sauerstoffsensoranordnung ermittelte Endsauerstoffgehalt des Trocknungsfluids. A kann gegebenenfalls eine Konstante sein, nämlich der allgemeine Sauerstoffgehalt der Luft, also 21 %. Bei einer Verwendung eines Gasbrenners ist A als Variable in Abhängigkeit des zugeführten Rauchgases zu dem Trocknungsfluid zu behandeln.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante des Verfahrens ist vorgesehen, dass dieses den Schritt umfasst: Einstellen eines Fluidstroms und/oder einer Temperatur des in die Trocknungskammer eintretenden Trocknungsfluids derart, dass die Fluidfeuchtigkeit des aus der Trocknungskammer austretenden Trocknungsfluids einen Schwellwert der Fluidfeuchtigkeit überschreitet und/oder unterschreitet. Insbesondere ist es bevorzugt, dass ein oberer Schwellwert der Fluidfeuchtigkeit nicht überschritten wird und/oder ein unterer Schwellwert der Fluidfeuchtigkeit nicht unterschritten wird.
Der Schwellwert der Fluidfeuchtigkeit, insbesondere der obere und/oder untere Schwellwert der Fluidfeuchtigkeit ist vorzugsweise kleiner gleich 100 %. Darüber hinaus ist es bevorzugt, dass der obere Schwellwert größer 90 %, größer 95 % und/oder größer 97,5 %, beträgt. Ferner ist es bevorzugt, dass der untere Schwellwert größer 90 %, größer 95 % und/oder größer 97,5 %, beträgt. Solange die Fluidfeuchtigkeit kleiner gleich 100 % beträgt, befindet sich das Trocknungsfluid in einer kondensationsfreien Bedingung. Somit können die Behälter, insbesondere die Getränkedosen, sicher getrocknet werden. - 14 -
Das Verfahren und seine möglichen Fortbildungen weisen Merkmale bzw. Verfahrensschritte auf, die sie insbesondere dafür geeignet machen, für eine Trocknungsvorrichtung und ihre Fortbildungen verwendet zu werden.
Für weitere Vorteile, Ausführungsvarianten und Ausführungsdetails der weiteren Aspekte und ihrer möglichen Fortbildungen wird auch auf die zuvor erfolgte Beschreibung zu den entsprechenden Merkmalen und Fortbildungen der Trocknungsvorrichtung verwiesen.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele werden exemplarisch anhand der beiliegenden Figuren erläutert. Es zeigen: Figur 1: eine schematische, zweidimensionale Ansicht einer beispielhaften Ausführungsform einer Trocknungsvorrichtung;
Figur 2: eine schematische, zweidimensionale Ansicht einer weiteren beispielhaften Ausführungsvariante einer
T rocknungsvorrichtung; Figur 3: eine schematische, zweidimensionale Ansicht einer weiteren beispielhaften Ausführungsvariante einer
Trocknungsvorrichtung; und
Figur 4: ein schematisches Verfahren.
In den Figuren sind gleiche oder im Wesentlichen funktionsgleiche bzw. -ähnliche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
Die in Figur 1 gezeigte Trocknungsvorrichtung 1 weist eine Trocknungskammer 2 auf, die sich von einem Kammereintritt 4 zu einem Kammeraustritt 6 erstreckt. Die Getränkedosen 14 werden mittels einer Transporteinheit 12 durch den Kammereintritt 4 in die Trocknungskammer 2 hineintransportiert, durchtreten die Trocknungskammer 2 in einer im Wesentlichen horizontalen Richtung und treten am Kammeraustritt 6 wieder hinaus. Die in die Trocknungskammer 2 eintretenden Getränkedosen 14 weisen ein Reinigungsfluid auf, beispielsweise Wasser. - 15 -
Der Zweck der Trocknungsvorrichtung 1 und der Trocknungskammer 2 ist es insbesondere, die Getränkedosen 14 von dem Reinigungsfluid zu befreien. Hierfür werden die Getränkedosen 14 mit einem Trocknungsfluid beaufschlagt. Das Trocknungsfluid tritt durch eine Fluidzuführung 8 in die Trocknungskammer 2 ein. Das Trocknungsfluid strömt durch die Trocknungskammer 2 hin zu einer Fluidabführung 10, durch die das Trocknungsfluid aus der Trocknungskammer 2 entweicht.
Die Fluidzuführung 8 ist mit einem Fluideinlass 20 und einer Fluidrückführung 18 fluidisch gekoppelt. Infolgedessen kann das Trocknungsfluid, das durch die Fluidzuführung 8 in die Trocknungskammer 2 gelangt, eine Mischung aus dem durch den Fluideinlass 20 eintretenden Frischfluid und aus dem durch die Fluidrückführung 18 bereitgestellten Zapffluid sein.
An dem Fluideinlass 20 ist ein Fluideinlassregler 22 angeordnet, durch den ein Fluid zur Fluidzuführung 8 gelangt. Der Fluideinlassregler 22 ist mit einer Steuerungsvorrichtung 34 signaltechnisch gekoppelt.
Die Fluidabführung 10 ist mit der Fluidrückführung 18 und einem Fluidauslass 24 fluidisch gekoppelt. Mittels der Fluidrückführung 18 wird ein Teil der aus der Trocknungskammer 2 austretenden Trocknungsfluids dem in die
Trocknungskammer 2 eintretenden Trocknungsfluid zugeführt. Ein Teil des aus der Trocknungskammer 2 entweichenden Trocknungsfluids kann über den
Fluidauslass 24 entweichen. Der Fluidauslass 24 weist einen Fluidauslassregler 26 auf, der mit der Steuerungsvorrichtung 34 signaltechnisch gekoppelt ist.
Die Trocknungsvorrichtung 1 weist darüber hinaus eine Sauerstoffsensoranordnung 28 auf, die angeordnet und ausgebildet ist, einen Endsauerstoffgehalt des aus der Trocknungskammer 2 austretenden
Trocknungsfluids zu ermitteln. Die Sauerstoffsensoranordnung 28 umfasst einen ersten Sauerstoffsensor 30, der an der Fluidabführung 10 angeordnet ist. Durch diese Anordnung kann der Endsauerstoffgehalt des aus der T rocknungskammer 2 austretenden Trocknungsfluids in vorteilhafter Weise ermittelt werden. Darüber hinaus umfasst die Sauerstoffsensoranordnung 28 einen zweiten
Sauerstoffsensor 32, der an der Fluidzuführung 8 angeordnet ist. - 16 -
Die Trocknungsvorrichtung 1 umfasst darüber hinaus eine Heizvorrichtung 36, die vorliegend als elektrische Heizvorrichtung ausgebildet ist. Die Steuerungsvorrichtung 34 ist mit der Heizvorrichtung 36, dem Fluideinlassregler 22 und dem Fluidauslassregler 26 signaltechnisch gekoppelt. Durch die Ermittlung des Endsauerstoffgehaltes mit der Sauerstoffsensoranordnung 28 kann die Sättigung des Trocknungsfluids an der Fluidabführung 10 ermittelt werden. Bei Überschreiten eines Schwellwertes der Fluidfeuchtigkeit, die mit dem Endsauerstoffgehalt ermittelbar ist, ist die Steuerungsvorrichtung 34 eingerichtet, den Fluidstrom und/oder die Temperatur des in die Trocknungskammer 2 eintretenden Trocknungsfluids zu erhöhen, insbesondere durch Ansteuerung der Heizvorrichtung 36 und/oder der Einlass- und/oder Auslassregler 22, 26.
Figur 2 zeigt eine weitere Ausführungsvariante einer Trocknungsvorrichtung 100. Die Trocknungsvorrichtung 100 weist in analoger Weise zur Figur 1 eine Trocknungskammer 102, einen Kammereintritt 104, einen Kammeraustritt 106 sowie eine Fluidzuführung 108 und eine Fluidabführung 110 auf. Die Fluidabführung 110 weist einen Fluidabluftsammelkanal 111 auf. Der Fluidabluftsammelkanal 111 kann beispielsweise ein Lochblech aufweisen, durch das das Trocknungsfluid in den Fluidabluftsammelkanal 111 eintreten kann und anschließend aus dem Fluidauslass 124 aus der Trocknungsvorrichtung 100 entweichen kann. Das Entweichen des Trocknungsfluids aus dem Fluidauslass 124 wird unter anderem mittels einer Fluidauslasseinheit 126, die als Lüfter ausgebildet ist, gesteuert.
Die Getränkedosen 114 werden mittels einer Transporteinheit 112 in Transportrichtung 116 durch die Trocknungskammer 102 bewegt. Die Trocknungsvorrichtung 100 weist darüber hinaus eine Fluidrückführung 118 auf. Das aus der Trocknungskammer 102 austretende Trocknungsfluid durch die Fluidrückführung 118 wird mittels dieser in eine Mischkammer 119 geführt. Die Mischkammer 119 ist darüber hinaus mit dem Fluideinlass 120 fluidisch gekoppelt.
In der Mischkammer 119 wird somit das aus der Trocknungskammer 2 rückgeführte Trocknungsfluid, das auch als Zapffluid bezeichnet wird, mit Frischfluid durch den Fluideinlass 120 gemischt. Mittels des Fluideinlassreglers 122 am Fluideinlass 120 und der Fluidauslasseinheit 126 am Fluidauslass 124 - 17 - kann das Mischungsverhältnis aus Frischfluid aus der Umgebung der Trocknungsvorrichtung 1 und dem rückgeführten Trocknungsfluid mittels der Fluidrückführung 118 eingestellt werden.
Das in der Mischkammer 119 befindliche Trocknungsfluid kann mittels der Heizvorrichtung 136 erwärmt werden. Die Heizvorrichtung 136 ist als Gasbrenner ausgebildet, der zur Erwärmung des Trocknungsfluids eine Brennerflamme 138 in die Mischkammer 119 richtet. Die Heizvorrichtung 136 weist insbesondere eine separate Luftzufuhr auf. Das Trocknungsfluid in der Mischkammer 119 gelangt über Fluidleitbleche 140 zu einer Fluidstromeinheit 142, die beispielsweise als ein Lüfter ausgebildet ist. Über weitere Fluidleitbleche 144 angrenzend an die Fluidzuführung 108 wird das Trocknungsfluid innerhalb der Trocknungskammer 2 verteilt. Eine weitere Verteilung des Trocknungsfluids wird mittels des Lochblechs 146 erreicht.
Die Trocknungsvorrichtung 100 weist darüber hinaus eine Sauerstoffsensoranordnung 128 auf, die angeordnet und ausgebildet ist, einen Endsauerstoffgehalt des aus der Trocknungskammer 2 austretenden Trocknungsfluids zu ermitteln. Hierfür weist diese einen ersten Sauerstoffsensor 130 in der Fluidabführung 110 auf, wobei der erste Sauerstoffsensor 130 angrenzend an den Fluidauslass 124 angeordnet ist. Darüber hinaus umfasst die Sauerstoffsensoranordnung 128 einen zweiten Sauerstoffsensor 132, der zwischen der Mischkammer 119 und der Fluidzuführung 108 angeordnet ist.
Des Weiteren umfasst die Trocknungsvorrichtung 1 eine Steuerungsvorrichtung 134, die signaltechnisch mit der Sauerstoffsensoranordnung 128 gekoppelt ist. Die Steuerungsvorrichtung 134 ist eingerichtet, den Fluidstrom des in die Trocknungskammer 2 eintretenden Trocknungsfluids und/oder die Temperatur dieses Trocknungsfluids in Abhängigkeit eines Ausgangssignals der Sauerstoffsensoranordnung 128 zu steuern. Dies erfolgt insbesondere auf Basis einer Berechnung innerhalb der Steuerungsvorrichtung 134, die auf Basis des Endsauerstoffgehalts eine Fluidfeuchtigkeit des aus der Trocknungskammer 2 austretenden Trocknungsfluids bestimmt.
Figur 3 zeigt eine schematische, zweidimensionale Ansicht einer weiteren beispielhaften Ausführungsvariante einer Trocknungsvorrichtung 150. Die - 18 -
Trocknungsvorrichtung 150 weist ebenfalls eine Trocknungskammer 152 mit einem Kammereintritt 154 und einem Kammeraustritt 156 auf, wobei
Trocknungsfluid durch eine Fluidzuführung 158 in die Trocknungskammer 152 zugeführt und durch eine Fluidabführung aus der Trocknungskammer 152 entweicht. In Strömungsrichtung vor der Fluidzuführung 158 ist eine Fluidströmungsvorrichtung 162 angeordnet.
Durch einen Fluideinlass 164 strömt Trocknungsfluid, insbesondere Frischfluid, vorzugsweise Luft, in die Trocknungsvorrichtung 150 hinein. Aus einem Fluidauslass 168 kann das Trocknungsfluid, insbesondere Altfluid, aus der Trocknungsvorrichtung 150, insbesondere aus der Trocknungskammer 152, entweichen. Angrenzend an den Fluidauslass 168 ist einer
Sauerstoffsensoranordnung 172 angeordnet.
Die Trocknungsvorrichtung 152 umfasst einen Wärmetauscher 170, der derart angeordnet ist, dass ein durch den Fluideinlass 164 eintretendes Trocknungsfluid mittels des aus der Trocknungskammer 152 austretenden Trocknungsfluids erwärmt wird. Hierfür koppelt der Wärmetauscher 170 einen Fluidauslasskanal wärmetechnisch mit einem Fluideinlasskanal. Die weiteren in den Figuren 1 und 2 dargestellten Einzelheiten der Trocknungsvorrichtung 150 sind in Figur 3 nicht dargestellt, können jedoch in analoger Weise vorhanden sein. Figur 4 zeigt ein schematisches Verfahren. In Schritt 200 werden Behälter 14, 114 mit einem Trocknungsfluid innerhalb einer Trocknungskammer 2, 102, beaufschlagt. In Schritt 202 wird ein Endsauerstoffgehalt des aus der Trocknungskammer 2, 102 austretenden Trocknungsfluids ermittelt. In Schritt 204 wird eine Fluidfeuchtigkeit bestimmt, insbesondere eine Luftfeuchtigkeit, des Trocknungsfluids basierend auf dem Endsauerstoffgehalt.
Dies kann beispielsweise mittels einer Differenzrechnung erfolgen. Beispielsweise ist es bekannt, dass das in die Trocknungskammer 2, 102 eintretende Trocknungsfluid einen Sauerstoffgehalt von 21 % aufweist. Sollte das aus der Trocknungskammer austretende Trocknungsfluid einen Sauerstoffgehalt von 0 % aufweisen, bedeutet dies, dass dieses Trocknungsfluid vollständig gesättigt ist, also 100 % Feuchtigkeit aufweist. - 19 -
In Schritt 206 wird ein Fluidstrom und/oder eine Temperatur des in die Trocknungskammer 2, 102 eintretenden Trocknungsfluids derart eingestellt, dass die Fluidfeuchtigkeit des aus der Trocknungskammer 2, 102 austretenden Trocknungsfluids einen Schwellwert der Fluidfeuchtigkeit überschreitet. Darüber hinaus kann der Fluidstrom und/oder die Temperatur derart eingestellt werden, dass sich die Fluidfeuchtigkeit des aus der Trocknungskammer austretenden Trocknungsfluids innerhalb eines Schwellbereichs, beispielsweise zwischen 95 % und 100 %, befindet. Mittels der im Vorherigen beschriebenen Trocknungsvorrichtung und dem entsprechenden Verfahren wird eine effiziente Trocknung von Behältern, insbesondere von Getränkedosen, ermöglicht. Dies wird insbesondere dadurch erzielt, dass das Trocknungsfluid eine möglichst hohe Sättigung, also eine hohe Luftfeuchtigkeit aufweist. Infolgedessen wird die Temperatur möglichst gering und der Fluidstrom ebenfalls möglichst gering eingestellt, sodass hiermit Energie eingespart werden kann.
20
BEZUGSZEICHEN
1 T rocknungsvorrichtung
2 T rocknungskammer
4 Kammereintritt 6 Kammeraustritt
8 Fluidzuführung 10 Fluidabführung 12 Transporteinheit 14 Getränkedosen 16 Transportrichtung 18 Fluidrückführung 20 Fluideinlass 22 Fluideinlassregler 24 Fluidauslass 26 Fluidauslassregler
28 Sauerstoffsensoranordnung 30 erster Sauerstoffsensor 32 zweiter Sauerstoffsensor 34 Steuerungsvorrichtung 36 Heizvorrichtung
100 T rocknungsvorrichtung 102 T rocknungskammer
104 Kammereintritt
106 Kammeraustritt - 21
108 Fluidzuführung 110 Fluidabführung 111 Fluidabluftsammelkanal 112 Transporteinheit 114 Getränkedosen
116 Transportrichtung 118 Fluidrückführung
119 Mischkammer
120 Fluideinlass 122 Fluideinlassregler 124 Fluidauslass 126 Fluidauslasseinheit 128 Sauerstoffsensoranordnung 130 erster Sauerstoffsensor 132 zweiter Sauerstoffsensor
134 Steuerungsvorrichtung 136 Heizvorrichtung 138 Brennerflamme 140 Fluidleitbleche 142 Fluidstromeinheit
144 Fluidleitbleche 146 Lochblech 150 T rocknungsvorrichtung 152 T rocknungskammer 22
154 Kammereintritt 156 Kammeraustritt 158 Fluidzuführung 160 Fluidabführung 162 Fluidströmungsvorrichtung
164 Fluideinlass 166 Fluideinlassregler 168 Fluidauslass 170 Wärmetauscher 172 Sauerstoffsensoranordnung
174 Heizvorrichtung

Claims

- 23 -
ANSPRÜCHE Trocknungsvorrichtung (1, 100, 150) zur Trocknung von Reinigungsfluid aufweisenden Behältern, insbesondere von Getränkedosen, umfassend eine T rocknungskammer (2, 102) zur Beaufschlagung der Behälter mit einem Trocknungsfluid zur Entfernung des Reinigungsfluids, und eine Sauerstoffsensoranordnung (28, 128, 172), die angeordnet und ausgebildet ist, einen Endsauerstoffgehalt des aus der Trocknungskammer (2, 102) austretenden Trocknungsfluids zu ermitteln. Trocknungsvorrichtung (1, 100, 150) nach Anspruch 1, umfassend eine mit der Sauerstoffsensoranordnung (28, 128, 172) signaltechnisch gekoppelte Steuerungsvorrichtung (34, 134), die eingerichtet ist, einen Fluidstrom und/oder eine Temperatur des in die Trocknungskammer (2, 102) eintretenden Trocknungsfluids in Abhängigkeit mindestens eines
Ausgangssignals der Sauerstoffsensoranordnung (28, 128, 172) zu steuern. Trocknungsvorrichtung (1, 100, 150) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Steuerungsvorrichtung (34, 134) eingerichtet ist, eine Fluidfeuchtigkeit, insbesondere eine Luftfeuchtigkeit, des aus der
Trocknungskammer (2, 102) austretenden Trocknungsfluids basierend auf dem Endsauerstoffgehalt zu bestimmen. Trocknungsvorrichtung (1, 100, 150) nach dem vorherigen Anspruch 3, wobei die Steuerungsvorrichtung (34, 134) eingerichtet ist, bei Überschreiten eines Schwellwertes der Fluidfeuchtigkeit den Fluidstrom und/oder die Temperatur des in die Trocknungskammer (2, 102) eintretenden Trocknungsfluids zu erhöhen, und/oder bei Unterschreiten des Schwellwertes der Fluidfeuchtigkeit den Fluidstrom und/oder die Temperatur des in die Trocknungskammer (2,
102) eintretenden Trocknungsfluids zu reduzieren. Trocknungsvorrichtung (1, 100, 150) nach einem der vorherigen Ansprüche, - 24 - umfassend eine mit der Steuerungsvorrichtung (34, 134) signaltechnisch gekoppelte Heizvorrichtung (36, 136) zur Einstellung, insbesondere zum Erhöhen und/oder zum Reduzieren, der Temperatur des in die Trocknungskammer (2, 102) eintretenden Trocknungsfluids, wobei vorzugsweise die Heizvorrichtung (36, 136) elektrisch heizend und/oder Abgas emittierend ausgebildet ist.
6. Trocknungsvorrichtung (1, 100, 150) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Sauerstoffsensoranordnung (28, 128, 172) zur Ermittlung eines
Anfangssauerstoffgehalts des in die Trocknungskammer (2, 102) eintretenden Trocknungsfluids ausgebildet ist.
7. Trocknungsvorrichtung (1, 100, 150) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Sauerstoffsensoranordnung (28, 128, 172) einen ersten
Sauerstoffsensor (30, 130) zur Ermittlung des Endsauerstoffgehalts und/oder einen zweiten Sauerstoffsensor (32, 132) zur Ermittlung des Anfangssauerstoffgehalts aufweist. 8. Trocknungsvorrichtung (1, 100, 150) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Sauerstoffsensoranordnung (28, 128, 172) den
Endsauerstoffgehalt und/oder den Anfangssauerstoffgehalt, insbesondere der erste Sauerstoffsensor den Endsauerstoffgehalt und/oder der zweite Sauerstoffsensor den Anfangssauerstoffgehalt, direkt oder indirekt ermittelt bzw. ermitteln.
9. Trocknungsvorrichtung (1, 100, 150) nach einem der vorherigen Ansprüche, umfassend eine mit der Steuerungsvorrichtung (34, 134) signaltechnisch gekoppelte Fluidstromeinheit (142) zur Einstellung, insbesondere zum Erhöhen und/oder zum Reduzieren, eines Fluidstroms.
10. Trocknungsvorrichtung (1, 100, 150) nach einem der vorherigen Ansprüche, umfassend - 25 - einen Fluideinlass (20, 120) zum Einlass von Trocknungsfluid, wobei der Fluideinlass (20, 120) einen Fluideinlassregler (22, 122) zur Regelung des durch den Fluideinlass (20, 120) in die
Trocknungsvorrichtung (1, 100) eintretenden Trocknungsfluids aufweist, und/oder einen Fluidauslass (24, 124) zur Entsorgung des Trocknungsfluids aus der Trocknungskammer (2, 102), wobei der Fluidauslass (24, 124) einen Fluidauslassregler (26, 126) zur Regelung des durch den Fluidauslass (24, 124) austretenden Trocknungsfluids aus der Trocknungskammer (2, 102) aufweist, wobei vorzugsweise die Steuerungsvorrichtung (34, 134) eingerichtet ist, den Fluideinlassregler (22, 122) und den Fluidauslassregler (26, 126) derart zu steuern, dass das durch den Fluideinlass (20, 120) eintretende Volumen im Wesentlichen dem aus dem Fluidauslass (24, 124) austretenden Volumen entspricht.
11. Steuerungsvorrichtung (34, 134) zur Steuerung der Trocknung von Reinigungsfluid aufweisenden Behältern, insbesondere von Getränkedosen, die eingerichtet ist, um einen Fluidstrom und/oder eine Temperatur des in eine Trocknungskammer (2, 102) einer Trocknungsvorrichtung (1, 100) eintretenden Trocknungsfluids in Abhängigkeit mindestens eines Ausgangssignals einer Sauerstoffsensoranordnung (28, 128, 172) einzustellen. 12. Steuerungsvorrichtung (34, 134) nach dem vorherigen Anspruch 11, die eingerichtet ist, eine Fluidfeuchtigkeit, insbesondere eine Luftfeuchtigkeit, des aus der Trocknungskammer (2, 102) austretenden Trocknungsfluids basierend auf dem Endsauerstoffgehalt zu bestimmen und vorzugsweise bei Überschreiten eines Schwellwertes der Fluidfeuchtigkeit den Fluidstrom und/oder die Temperatur des in die Trocknungskammer (2,
102) eintretenden Trocknungsfluids zu erhöhen, und/oder bei Unterschreiten des Schwellwertes der Fluidfeuchtigkeit den Fluidstrom und/oder die Temperatur des in die Trocknungskammer (2, 102) eintretenden Trocknungsfluids zu reduzieren. - 26 -
13. Herstellungssystem zur Herstellung von Behältern, insbesondere von Getränkedosen, umfassend eine Trocknungsvorrichtung (1, 100) nach einem der vorherigen Ansprüche 1-10 und/oder eine Steuerungsvorrichtung
(34, 134) nach einem der vorherigen Ansprüche 11-12.
14. Verfahren zur Trocknung von Reinigungsfluid aufweisenden Behältern, insbesondere von Getränkedosen, umfassend die Schritte: - Beaufschlagen der Behälter mit einem Trocknungsfluid innerhalb einer
Trocknungskammer (2, 102), und
Ermitteln eines Endsauerstoffgehaltes des aus der Trocknungskammer (2, 102) austretenden Trocknungsfluids. 15. Verfahren nach Anspruch 14, umfassend den Schritt:
Bestimmen einer Fluidfeuchtigkeit, insbesondere einer Luftfeuchtigkeit, des Trocknungsfluids basierend auf dem Endsauerstoffgehalt. 16. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche 14-15, umfassend den
Schritt:
Einstellen eines Fluidstroms und/oder einer Temperatur des in die Trocknungskammer (2, 102) eintretenden Trocknungsfluids derart, dass die Fluidfeuchtigkeit des aus der Trocknungskammer (2, 102) austretenden T rocknungsfluids einen Schwellwert der Fluidfeuchtigkeit überschreitet.
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