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Dokumentenidentifikation DE69022924T2 25.04.1996
EP-Veröffentlichungsnummer 0413517
Titel Regelsystem für einen industriellen Trockner.
Anmelder W.R. Grace & Co.-Conn., New York, N.Y., US
Erfinder Hansen, Dennis L., DePere, Wisonsin 54115, US;
Zagar, Steve J., Green Bay, Wisonsin 54229, US;
Norz, Gerald R., New Franken, Wisonsin 54229, US
Vertreter Uexküll & Stolberg, 22607 Hamburg
DE-Aktenzeichen 69022924
Vertragsstaaten DE, FR, GB, IT
Sprache des Dokument En
EP-Anmeldetag 09.08.1990
EP-Aktenzeichen 903087880
EP-Offenlegungsdatum 20.02.1991
EP date of grant 11.10.1995
Veröffentlichungstag im Patentblatt 25.04.1996
IPC-Hauptklasse F26B 13/10
IPC-Nebenklasse F26B 21/14   F26B 25/00   

Beschreibung[de]
Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Steuerung der Atmosphäre eines industriellen Trockners und auf einen Schutzgastrockner, der aus einer Vielzahl von Zonen besteht.

Hintergrund des bekannten Standes der Technik

Es ist in der Technik bekannt, daß Verfahren, bei welchen entflammbare Flüssigkeiten einbezogen sind, häufig in abgedichteten Kammern durchgeführt werden müssen. Es ist besonders wichtig, das Bedienungspersonal und andere Arbeiter in dem Bereich vor den Gefahren, die mit dein Einatmen bestimmter Lösungsmittel verbunden sind und vor Feuer zu schützen. Das US-Patent Nr. 4,826,707, ausgestellt auf Schwarz u.a. am 2. Mai 1989, zeigt eine solche Kammer. Das von Schwarz u.a. empfohlene Verfahren ist das Beschichten eines Materialbandes, während das Material gekühlt wird, um eine Gefügeschädigung zu vermeiden. Die klimatischen Bedingungen der Kaninier von Schwarz u.a. lassen sich leicht steuern, weil das gesamte Materialband, das einer Verarbeitung unterzogen wird, innerhalb der abgedichteten Kammer enthalten ist.

Manchmal ist es jedoch wünschenswert, ein kontinuierlich wanderndes Materialband von beträchtlich größerem Volumen zu verarbeiten, als praktisch innerhalb der abgedichteten Kammer aufgenommen werden kann. Deshalb muß das endlose Materialband durch die Kammer wandern, was es schwierig macht, die Atmosphäre innerhalb der Kammer zu steuern. Die am üblichsten angewendete Technik besteht in der Verwendung eines Schutzgases, um die Kammer damit auf einen Druck zu füllen, welcher bezogen auf den atmosphärischen Druck gesteuert wird. Dies gestattet die maximale Steuerung der klimatischen Bedingungen innerhalb der Kammer.

Wenn das Verfahren die Freigabe einer entflammbaren oder anderen Flüssigkeit einbezieht, wie beispielsweise das Entfernen eines entflammbaren Lösungsmitteis, dann muß mit großer Sorgfalt vorgegangen werden, um einen niedrigen Sauerstoffpegel innerhalb der abgedichteten Kammer aufrechtzuerhalten. Eine allgemein übliche Technik des bisherigen Standes besteht darin, die gesamte Kammer abzublasen, wenn der Sauerstoffpegel einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet. Dies führt häufig zu einer nicht akzeptablen Stillstandszeit beim Verfahren und zu einer nicht akzeptablen Verschwendung des zum Nachfüllen der Kammer verwendeten Schutzgases. Ein solches Abblasen kann für sich ein Sicherheitsrisiko darstellen, weil der Inhalt der Kammer oft nicht einfach in die Umgebungsluft abgeführt werden kann.

EP-A-0 094 172 offenbart ein Steuerungssystem für die Steuerung der Atmosphäre mehrerer Öfen als Reaktion auf den Sauerstoffpegel in den Öfen. Die Offenbarung empfiehlt, einen Ofen abzuschalten, wenn er einmal einen kritischen Zustand erreicht und diesen speziellen Ofen abzublasen.

Die vorliegende Erfindung überwindet die Nachteile des bekannten Standes der Technik dadurch, daß für ein Steuerungssystem für einen Trockner gesorgt wird.

Das Verfahren der vorliegenden Erfindung ist durch die Merkmale von Anspruch 1 gekennzeichnet.

Die Vorrichtung der Erfindung ist durch die Merkmale von Anspruch 19 gekennzeichnet.

Die vorliegende Erfindung nutzt eine im wesentlichen abgedichtete Kammer, welche eine Vielzahl von Trockenzonen hat. Jede nachfolgende Trockenzone entfernt zusätzliches Lösungsmittel und kann bei zunehmend höheren Temperaturen betrieben werden. Ein endloses wanderndes Materialband tritt in die im wesentlichen abgedichtete Kammer durch freigestellte Druckdichtungen ein und verläßt sie durch diese.

Sauerstoffsensoren sind strategisch innerhalb jeder Trockenzone angebracht, um den Sauerstoffpegel innerhalb der entsprechenden Trockenzone zu überwachen. Nach der Annäherung an einen vorbestimmten Sauerstoff-Schwellenwert wird Stickstoff automatisch zur Umgebungsluft der sauerstoffreichen Trockenzone zugesetzt, um den Sauerstoff auf einem sicheren Wert zu halten.

Die zweite Trockenzone könnte eine Kohlenstoffschicht nutzen, um die umgebende Luft nach einer Kondensation zu filtern. Der Ausgang aus der Kohlenstoffschicht enthält so wenig Lösungsmittel, daß diese sicher direkt in die atmosphärische Luft oder zu einer Stickstoff-Rückgewinnungseinheit entlüftet werden kann. Dieses Entlüften könnte notwendig werden, um den Gesamtdruck des abgedichteten Trockners innerhalb eines vorbestimmten Bereiches zu halten, wenn Stickstoff zugesetzt wird, um den Sauerstoffpegel zu steuern.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Viele der vorhandenen Vorteile der vorliegenden Erfindung lassen sich leicht durch Bezugnahme auf die folgende Beschreibung, wenn man sie in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen betrachtet, einschätzen, genauso, wie diese dadurch besser verständlich wird, wobei gleiche Bezugszahlen gleiche Teile bei allen Figuren davon bezeichnen und wobei:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines in Funktion befindlichen industriellen Trockners ist, der das Steuerungssystem der vorliegenden Erfindung verwendet;

Fig. 2 die Beziehung der detaillierten schematischen Darstellungen von Fig. 3 - 6 bezogen aufeinander zeigt;

Fig. 3 eine schematische Darstellung des Steuerungssystems für ein Abstreifersystem ist, das mit dem Ausgang aus der Flüsigkeitsdichtung verbunden ist und vor dem Eingang in die Zylinder- Eintrittsdichtung liegt;

Fig. 4 eine schematische Darstellung des Steuerungssystems für Trockenzone eins ist;

Fig. 5 eine schematische Darstellung des Steuerungssystems für Trockenzone zwei ist; und

Fig. 6 eine schematische Darstellung des Steuerungssystems für Trockenzone drei und die Zylinder-Austrittsdichtung ist.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht eines industriellen Trockners 10, der das Steuerungssystem der vorliegenden Erfindung verwendet. Der industrielle Trockner 10 wird benutzt, um ein Lösungsmittel, wie beispielsweise Hexan, aus dem Material eines durchlaufenden Bandes 12 zu entfernen. Das durchlaufende Band 12 tritt in einen im wesentlichen abgedichteten Zylinder 14 bei einer freigestellten Eintrittsdichtung 16 ein und tritt aus dem im wesentlichen abgedichteten Zylinder 14 bei einer freigestellten Austrittsdichtung 18 aus.

Bei einer bevorzugten Form hat der industrielle Trockner 10 eine zylindrische Gestalt, obwohl das Steuerungssystem auch mit Trocknern einer anderen geometrischen Gestalt funktioniert. Vorzugsweise hat der industrielle Trockner 10 drei Trockenzonen, obwohl jene, die mit der Technik vertraut sind, auch in der Lage sein werden, die hierin gefundenen Lehren auf industrielle Trockner anzuwenden, welche irgendeine andere Anzahl von Trokkenzonen, mehr als eine, haben. Zu jeder der drei Trockenzonen besteht Zugang und Einsicht durch eine andere, mit einem Fenster versehene, Tür. Tür 20 entspricht der Trockenzone eins. In ähnlicher Weise entspricht Tür 22 der Trockenzone zwei und entspricht Tür 24 der Trockenzone drei.

Trockenzone eins (DZ1) empfängt behandelte, unter Druck gesetzte Atmosphäre über Kanal 30. Diese behandelte, unter Druck gesetzte Atmosphäre wird durch Luftstäbe zu dem wandernden Materialband 12 geleitet, wenn sie Trockenzone eins passiert. Kanal 36 führt Atmosphäre von Trockenzone eins ab und führt sie zu Kondensationseinheit 42 zurück. Durch die Verwendung von Heiz- und Kühlschlangen kondensiert Kondensationseinheit 42 das Hexan-Lösungsmittel und führt es zum Rückgewinnungsbereich zurück, der aus Gründen der Kürze nicht veranschaulicht ist. Die verbleibende Atmosphäre wird wieder unter Druck gesetzt und zur Trockenzone eins über einen Weg 48 und Kanal 30 zurückgeführt.

In ähnlicher Weise emfängt Trockenzone zwei (DZ2) behandelte, unter Druck gesetzte Atmosphäre über Weg 52 und Kanal 32 von der Kondensationseinheit 44. Trockenzone zwei wird durch Kanal 38 und Weg 54 evakuiert.

Die Abluft von Trockenzone drei (DZ3) wird über Kanal 40 und Kanal 58 zur Kondensationseinheit 46 geleitet. Im Anschluß an die Kondensation wird die Atmosphäre über Kanal 62 zur Kohlenstoffschicht 60 zum Filtern gesandt. Die Kohlenstoffschicht sorgt auch für ein Absenken des Pegels an Lösungsmittel in der Atmosphäre jener Zone unter den Wert, der durch Kondensations- Systeme erreichbar ist. Es könnte mehr als eine Kohlenstoffschicht wünschenswert sein. Das Kohlenstoffbett kann je nach den Betriebsparainetern zyklisch gestaltet werden. Nach dem Filtern wird die behandelte, unter Druck gesetzte Atmosphäre zur Trokkenzone drei über die Wege 56 und 78 und Kanal 34 zurückgeführt. Jedoch ist nach dem Filtern der Ausgang aus Kohlenstoffschicht 60 ausreichend frei von Lösungsmittel, daß eine Entlüftung direkt in die Außenluft erfolgen oder ein Leiten in eine Stickstoff-Rückgewinnungseinheit erfolgen kann. Dies erfolgt über Steuerventil 76 und Entlüftungsstutzen 74 immer dann, wenn das System feststellt, daß ein Entlüften notwendig ist, um dem Gesamtdruck des im wesentlichen abgedichteten Zylinders 14 innerhalb der vorbestimmten Grenzwerte zu halten. Die Funktionsweise dieser Entlüftungsprozedur wird nachstehend stärker detailliert erklärt.

Unter Druck gesetzter Stickstoff wird in Vorratstank 64 gelagert. Er kann über Weg 66 zur Trockenzone eins, zwei und drei über Weg 68, 70 beziehungsweise 72 geliefert werden. Ein Sauerstoff-Sensor innerhalb jeder der drei Zonen und an irgendwelchen anderen Prozeßorten überwacht beständig den Sauerstoffpegel innerhalb der entsprechenden Trockenzone. Immer dann, wenn der Sauerstoffpegel in einer Zone einen vorbestimmten Wert überschreitet, wird automatisch Stickstoff jener Zone zugesetzt, um deren Inhaltsluft auf einem sicheren Pegel zu halten. Das Hinzufügen von Stickstoff, um den Sauerstoffpegel zu steuern, wird ebenfalls nachstehend stärker detailliert erklärt.

Fig. 2 zeigt die Beziehung von Fig. 3 - 6 bezogen aufeinander, welche ein detailliertes Schema für die Funktionsweise der vorliegenden Erfindung für einen Trockner zeigen.

Fig. 3 ist eine schematische Darstellung eines Abstreifersystems, das an Zylinder 14 hinter der Flüssigkeitsdichtung befestigt ist. Beachten Sie, daß die verwendeten Bezugszeichen bei Fig. 3 - 6 dieselbe sind. Bezugszeichen 100 stellt eine manuell betätigte Schieberklappe dar. Bezugszeichen 102 stellt einen Lüfter dar. Bezugszeichen 104 stellt eine manuell betätigte Schieberklappe dar. Bezugszeichen 106 und 108 stellen Membran- Betätigungsorgane ohne ein beziehungsweise mit einem Stellglied dar. Bezugszeichen 110 stellt einen Satz Rohrschlangen dar, und Bezugszeichen 112 stellt einen Wärmetauscher dar.

Das wandernde Band 12 wird schematisch so gezeigt, daß sie in den in Fig. 1 veranschaulichten im wesentlichen abgedichteten Zylinder 14 eintritt. Das wandernde Band 12 wird richtungsmäßig durch Umlenkrolle 114 positioniert. Die freigestellte Eintrittsdichtung 16 kann über Bahn 116 zur Kohlenstoffschicht 60 entlüftet werden, wenn es nötig ist. Das Entlüften wird automatisch durch Membran-Stellglied 118 und Klappe 120 gesteuert.

Gleichförmige Dichtungslippen 122 und 124 sorgen für eine Abdichtung um das wandernde Band 12 herum. Die Umschließung 17 wird durch die Vorkondensationseinheit 126 unter Druck gesetzt. Die Atmosphäre wird aus Umschließung 17 über Bahn 128 zur Vorkondensationseinheit 126 abgelassen. Die Umschließung 17 kann, wenn nötig, mit Spülluft über Bahn 130 gespült werden. Dieser Prozeß läßt sich leicht durch Membran-Betätigungsglied 134 und Klappe 132 steuern. Die Spülluft wird Bahn 128 zugeleitet, wo sie gemischt und durch Gebläse 136 in dem im Schema gezeigten Umfang unter Druck gesetzt wird. Eine grobe manuelle Einstellung des Ausgangs aus Gebläse 136 wird bei der manuellen Klappe 138 ausgeführt. Der Sauerstoffpegel wird aus Sicherheitsgründen beständig überwacht. Immer dann, wenn der Pegel einen Wert im Bereich von 2 - 8 Prozent, vorzugsweise fünf Volumenprozenten, überschreitet, dann öffnet Membran-Betätigungselement 330 das Ventil 332, damit unter Druck stehender Stickstoff oder Schutzgas von einem Speichertank 64 eingegeben werden kann.

Schlange 140 kühlt die Atmosphäre geringfügig ab, wodurch eine kleine Menge des Lösungsmittels bei der Lösungsmittel-Rückgewinnung 142 kondensiert. Die gekühlte Atmosphäre wird über Bahn 144 zur Umschließung 17 zurückgeführt. Der Wasserfluß in Schlange 140 wird automatisch durch Membran-Betätigungselement 148 gesteuert, das auf Ventil 146 einwirkt. Eine Temperatursteuerung wird leicht durch Verwendung eines aus Gründen der Kürze nicht veranschaulichten Temperaturfühlers durchgeführt.

Die behandelte, unter Druck gesetzte Atmosphäre wird über Bahn 144 zur Umschließung 17 zurückgeleitet und durch Lüftungsöffnungen 154 und 156 zu einer Seite des wandernden Bandes 12 und durch Lüftungsöffnungen 158 und 160 zur anderen Seite gelenkt. Eine grobe manuelle Einstellung der Atmosphärenströme wird durch manuelle Klappen 150 und 152 gewährleistet. Vor dem Austritt aus der Umschließung 17 verläuft das wandernde Band 12 um die Umlenkrolle 162.

Fig. 4 ist eine schematische Darstellung von Trockenzone eins (DZ1), wobei die verwendeten Bezugszeichen in Fig. 3 definiert sind. Das wandernde Band 12 gelangt durch Trockenzone eins durch Hindurchgehen zwischen den Luftstäben 166 und 168. Anstelle der Luftstäbe kann auch eine andere Auflagerkonstruktion, wie beispielsweise Rollen, verwendet werden. Eine Beschreibung der Funktionsweise geeigneter Luftstäbe kann man im US-Patent Nr. 4,425,719, ausgestellt auf Klein u.a. am 17. Januar 1984, finden. Die Eingangsatmosphäre zu den Luftstäben 166 und 168 wird über Bahn 48 empfangen. Eine Grobeinstellung der Atmosphärenströme kann mit Hilfe manueller Klappen 172 und 174 vorgenommen werden. Die über Bahn 48 übertragene Atmosphäre wird durch Schlange 176 erhitzt wie gezeigt. Eine Temperatursteuerung der Atmosphäre erfolgt durch Steuerung der Dampfzuführung über Meinbran-Beätigungsglied 180, das auf das Dampfventil 178 wirkt. Die Luft wird durch Gebläse 182 unter Druck gesetzt, wobei eine grobe Strömungseinstellung durch die manuelle Klappe 184 erfolgt.

Der Sauerstoffgehalt der Atmosphäre wird an diesem Punkt gemessen. Die Messung erfolgt beispielsweise mit einem verfügbaren Überwachungsgerät, wie beispielsweise durch Beckman Instruments, Inc. Modell 755, welches den Sauerstoffgehalt im Bereich von 0 - 25 Volumenprozenten feststellt. Idealerweise sollte der Sauerstoffpegel 9 - 12 Volumenprozente nicht überschreiten. Deshalb wird, wenn der gemessene Gehalt einen festen Sollwert, beispielsweise fünf Volumenprozente, überschreitet, Stickstoff von Bahn 68 aus zugesetzt (siehe auch Fig. 1). Das automatische Zusetzen von Stickstoff erfolgt über Ventil 186 und Betätigungselement 188.

Die gesamte aus der Trockenzone über Bahn 48 abgegebene Atmosphäre (d.h. 48A und 48B) wird eventuell durch Dampfschlangen 176 erhitzt, bevor sie zu Trockenzone eins zurückgeleitet wird. Ein Teil der Atmosphäre wird jedoch über Bahn 48B zur Kühleinheit 190 geleitet, in welcher Lösungsmittel tatsächlich aus der Atmosphäre kondensiert wird. Gebläse 192 treibt die Atmosphäre durch die Kühleinheit 190. Die von dem Membran-Beätigungselement 196 gesteuerte Klappe 194 bestimmt die Geschwindigkeit der Strömung der Atmosphäre durch Kühleinheit 190.

Unter Verwendung von Wasser oder einem anderen Kühlmittelstrom durch die Kühlschlangen 198 wird die Atmosphäre abgekühlt, was ein Kondensieren eines Teils des Lösungsmittels wie gezeigt bewirkt. Eine Rückgewinnung der Lösungsmittels erfolgt über Bahn 200. Weil die Atmosphäre, welche aus den Kühlschlangen 198 austritt, einfach erneut erwärmt wird, bevor sie zu Trockenzone eins zurückkehrt, wird sie durch den Wärinetauscher 202 geleitet, um etwas von der Wärme von der Atmosphäre zu beseitigen, welche noch gekühlt werden soll. Die behandelte Atmosphäre wird folglich über Bahn 204 zurückgeleitet, um durch Gebläse 182 unter Druck gesetzt und durch Schlangen 176 erwärmt zu werden. Die Trockenzone eins kann mit Luft durch die von Membran-Betätigungseleinent 167 gesteuerte Klappe 165 gespült werden, wenn es notwendig ist.

Fig. 5 ist eine schematische Darstellung von Trockenzone zwei (DZ2). Wie man sehen kann, ist sie in ähnlicher Weise wie Trokkenzone eins organsiert und funktioniert in ähnlicher Weise, kann aber in einem anderen Temperaturbereich arbeiten. Ihre Funktion ist, noch zusätzliches Lösungsmittel von dem wandernden Bandmaterial zu entfernen.

Das wandernde Band 12 wird durch Trockenzone zwei zwischen den Luftstäben 205 und 206 geführt. Behandelte und unter Druck gesetzte Atmosphäre wird den Luftstäben 205 und 206 über Bahn 52 zugeführt. Eine Grobeinstellung der Atmosphärenströme wird durch die manuellen Klappen 208 und 210 geliefert.

Die über Bahn 52 zugeführte Atmosphäre wird durch Dampfschlangen 212 erwärmt. Die Temperatur der Atmosphäre wird durch regulieren der Dampfzuführung zu den Schlangen 212 mit Dampfventil 216 gesteuert, das durch Membran-Betätigungselement 214 betätigt wird. Die zugeführte Atmosphäre wird durch Gebläse 220 unter Druck gesetzt. Für eine Grobsteuerung der Gesamt-Atmosphärenzuführung wird durch die manuelle Klappe 218 gesorgt.

Atmosphäre, welche aus Trockenzone zwei abgegeben wird, verläßt diese über Bahn 54 (d.h. Bahn 54A und 54B). Bahn 54A führt die Atmosphäre einfach dadurch in den Kreislauf zurück, daß sie durch Gebläse 220 und Dampfschlangen 212 geleitet wird. Bahn 54B leitet jedoch einen Teil der Atmosphäre zu einer Kühleinheit für ein zusätzliches Kondensieren von Lösungsmittel. Gebläse 230 bewegt die Atmosphäre durch die Kühleinheit. Klappe 234, die durch Membranelement 232 betätigt wird, reguliert die Gesamtmenge des Atmosphärenstroms durch die Kühleinheit.

Kondensation tritt an den Schlangen 238 und 244 auf. Wie gezeigt, wird die Atmosphäre zuerst zu Schlange 238 gebracht, welche durch Wasser oder ein Kühlmittel unter Steuerung durch Ventil 242 und Meinbran-Betätigungselement 240 gekühlt wird. Schlange 244 arbeitet bei einer viel niedrigeren Temperatur unter Verwendung von Glykol als Kühlflüssigkeit, gesteuert durch Ventil 246 und Membran-Betätigungselement 248. Das kondensierte Lösungsmittel wird unter Verwendung der Rückgewinnungsbahnen 250 in den Prozeß zurückgeleitet.

Der Ausgang aus Schlange 244 muß wieder erwärmt werden, bevor eine Rückkehr zu Trockenzone zwei erfolgt. Deshalb wird er durch Wärmetauscher 254 geleitet, um Wärme aus der ankommenden Atmosphäre zu entfernen, um den Gütegrad zu verbessern. Die behandelte Atmosphäre wird dann zurückgeleitet, um über Bahn 256 erwärmt zu werden.

Wie bei Trockenzone eins wird aus Sicherheitsgründen der Sauerstoffpegel ständig überwacht. Immer dann, wenn der Pegel einen festgelegten Punkt überschreitet, beispielsweise fünf Volumenprozente, dann öffnet Membran-Betätigungselement 222 Ventil 224, um eine Zuführung von unter Druck stehendem Stickstoff aus dem Vorratstank 64 zu gestatten (siehe auch Fig. 1). Die bevorzugte Ausstattung ist dieselbe, wie bei Trockenzone eins.

Fig. 6 ist eine schematische Darstellung von Trockenzone drei (DZ3), gekoppelt mit einer freigestellten Austrittsdichtung 18. Das wandernde Band 12 gelangt durch die Trockenzone drei zwischen den Luftstäben 258 und 260. Diese Luftstäbe werden durch den über Bahn 35 ankommenden Atmosphärenstrom unter Druck gesetzt. Für eine Grobsteuerung des Atmosphärenstroms wird durch die manuellen Klappen 262 und 264 gesorgt. Der Atmosphärenstrom wird durch Gebläse 272 unter Druck gesetzt und durch Dampfschlange 280 erwärmt. Der Gesamt-Atmosphärenstrom durch Dampf schlange 280 wird durch die manuelle Klappe 278 gesteuert. Die Temperatur wird durch Dampfventil 284, gesteuert durch Membran- Betätigungselement 282, reguliert.

Die Atmosphäre wird aus Trockenzone drei über die aus den Bahnen 58A und 58B bestehende Bahn 58 abgeführt. Die über Bahn 58A abgeführte Atmosphäre wird erneut unter Druck gesetzt und erwärmt, wie vorstehend erklärt. Die über Bahn 58B abgeführte Atmosphäre wird zu einem zusätzlichen Kondensieren von Lösungsmittel gesandt.

Gebläse 286 bewegt die Atmosphäre durch das Kühlsystem von Trockenzone drei. Das Gesamtvolumen der Atmosphäre wird durch Klappe 288 gesteuert und durch Membran-Betätigungselement 290 reguliert. Eine Kondensation erfolgt an Schlange 294. Sie wird durch Wasser oder ein Kühlmittel gekühlt, wobei die Temperatur durch Ventil 296 reguliert wird, das durch Membran-Betätigungs element 298 gesteuert wird. Kondensiertes Lösungsmittel wird über Rückleitung 302 zurückgewonnen.

Bei dem Ausgang aus Schlange 294 ist alles Lösungsmittel entfernt, welches unter Anwendung von Kondensation effektiv entfernt werden kann. Trotzdem enthält der Ausgang aus Schlange 294 noch zuviel Lösungsmittel, um sicher in die Luft abgelüftet zu werden. Diese Atmosphäre wird über Bahn 62 zum Kohlenstoffbett 60 geleitet. Dies ist ein kommerziell verfügbares Standard-Filtersystem, wie beispielsweise VIC Baureihe 500 oder Baureihe 900, das von Vic Manufacturing Company, Minneapolis, Minnesota, erhältlich ist.

Das Absorptionsstruktursystem mit Kohlenstoffbett 60 entfernt weiteres Lösungsmittel aus der Atmosphäre, welches über Rückleitung 300 zurückgewonnen wird. Der Ausgang aus Kohlenstoffbett 60 enthält so wenig Lösungsmittel, daß sie direkt in die Luft abgeführt werden kann. Dieses Ablüften wird automatisch durch Ventil 76, gesteuert durch das Membran-Betätigungselement 77 durchgeführt. Die abgeführte Atmosphäre tritt über Abluftstutzen 74 aus. Das Ablüften als Reaktion auf den in Zylinder 14 gemessenen Druck wird benutzt, um den Gesamt-Innendruck von Zylinder 14 innerhalb des gewünschten Bereichs zu halten. Der Druck wird natürlich immer dann ansteigen, wenn unter Druck stehender Stickstoff zugeführt wird, um den Sauerstoff im Innern auf den vorstehend beschriebenen vorbestimmten sicheren Grenzwerten zu halten.

Der Ausgang aus Kohlenstoffbett 60 wird zur Trockenzone drei über Bahn 78 zurückgeleitet. Weil die Atmosphäre erneut erwärmt werden muß, bevor sie in die Trockenzone zurückgeführt wird, wird sie durch den Wärmetauscher 292 geleitet, um Wärme aus der ankommenden Atmosphäre zu absorbieren und dadurch den Gesamt- Gütegrad zu verbessern. Die Atmosphäre, welche zu Trockenzone drei zurückgeleitet wird, gelangt durch Bahn 306.

Ein Teil des Ausgangs aus Kohlenstoffbett 60 wird benutzt, um die freigestellte Austrittsdichtung 18 unter Druck zu setzen. Er wird über Bahn 76 geleitet, nachdem er durch Gebläse 304 unter Druck gesetzt worden ist. Der Atmosphärenstrom zur freigestellten Austrittsdichtung 18 wird durch manuelle Klappen 312 und 314 reguliert. Unter Druck gesetzter Stickstoff oder ein Teil des Ausgangs aus dem Kohlenstoffbett kann auch über Bahn 320 zugesetzt werden. Der Strom von Stickstoff oder Inertgas wird durch Ventil 308 und Membran-Betätigungselement 310 gesteuert. Für eine Grobeinstellung wird durch manuelle Klappen 316 und 318 gesorgt. Eine federbelastete Austrittstür 322 ist die primäre mechanische Dichtung der freigestellten Austrittsdichtung 18.

Wie bei Trockenzone eins und zwei wird der Sauerstoffpegel aus Sicherheitgründen beständig überwacht. Sollte der Sauerstoffpegel einen vorbestimmten Sollwert, beispielsweise und nur für Zwecke der Veranschaulichung und nicht als einschränkend auszulegen, fünf Volumenprozente überschreiten, dann wird automatisch durch Ventil 274, gesteuert durch das Membran-Betätigungselement 276, unter Druck gesetzter Stickstoff zugesetzt. Die bevorzugte Geräteausstattung ist dieselbe, wie bei Trockenzone eins und zwei.

Funktionsweise

Die detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen beschreibt den elektromechanischen Betrieb des Steuerungssystems für einen Trockner, welcher ein wanderndes Materialband trocknet. Während eine Vielzahl von Luftstäben für ein Schwebendhalten des Bandes in dein Zylinder veranschaulicht ist, kann auch eine andere geeignete Auflagerkonstruktion verwendet werden, wie beispielsweise Rollen.


Anspruch[de]

1. Verfahren zur Steuerung der Atmosphäre eines industriellen Trockners, der eine Vielzahl von Trockenzonen hat, durch die der zu trocknende Stoff nacheinander hindurchgeführt wird, mit den folgenden Schritten: Messen des Sauerstoffpegels in der Atmosphäre jeder Trockenzone des industriellen Trockners; Ableiten eines Teils der in jeder Trockenzone enthaltenen Atmosphäre und Kondensieren von Lösungsmitteldampf aus der abgeleiteten Atmosphäre; Zuführen eines unter Druck stehenden Schutzgases, vorzugsweise Stickstöff, wenn einer der gemessenen Sauerstoffpegel einen vorbestimmten Grenzwert überschritten hat, nur in die Trockenzone, in welcher der vorbestimmte Grenzwert des Sauerstoffpegels überschritten wurde, um den Sauerstoffanteil in der Atmosphäre des industriellen Trockners zu verdünnen; Ableiten eines Teils der in der letzten Trockenzone des industriellen Trockners enthaltenen Atmosphäre; Reinigen eines Teils der abgeleiteten Atmosphäre, so daß sie sicher entweichen kann; Messen des Drucks der Atmosphäre im Trockner; und Freisetzen eines Teils der aus der letzten Trockenzone abgeleiteten gereinigten Atmosphäre nach dem Reinigungsschritt, um den gemessenen Druck der Atmosphäre des industriellen Trockners unter einem vorbestimmten Grenzwert zu halten.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Reinigungsschritt weiterhin das Filtern der aus der letzten Trockenzone abgeleiteten Atmosphäre mit einem Kohlenstoff-Filterbett umfaßt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, mit dem Schritt, mit dem Ausstoß aus dein Kohlenstoff-Filterbett eine Dichtung mit Druck zu beaufschlagen.

4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Dichtung eine Eingangsdichtung ist.

5. Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Dichtung eine Ausgangsdichtung ist.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, mit:

Einblasen eines Trockengases in jede Trockenzone gegen mindestens eine Fläche des zu trocknenden Stoffes, um Lösungsmittel daraus abzudampfen; und Rückführen der gereinigten Atmosphäre in jede Trockenzone, aus welcher sie jeweils abgeleitet wurde.

7. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem in jeder Trockenzone ein positiver Druck aufrechterhalten wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 und 7, bei dem die abgeleitete gereinigte Atmosphäre erhitzt wird, bevor sie wieder in jede entsprechende Trockenzone eingeleitet wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem zumindest ein Teil der Erhitzung durch Hitzeaustausch mit der in der Trockenzone enthaltenen Atmosphäre bewirkt wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, das weiterhin das Transportieren des Stoffes durch eine Eingangsdichtung umfaßt.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 10, das weiterhin das Transportieren des Stoffes durch eine Ausgangsdichtung umfaßt.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 11, bei dem das Lösungsmittel Hexan enthält.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 12, bei dem eine Ausgangsdichtung mit dem Ausstoß aus dem Kohlenstoff-Filterbett mit Druck beaufschlagt wird.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 13, bei dem in jeder Trockenzone bezüglich der Atmosphäre ein bestimmter Druck aufrechterhalten wird.

15. Schutzgas-Trockner, mit:

einer Vielzahl von Trockenzonen;

einem abgedichteten Gehäuse;

Einrichtungen in dem abgedichteten Gehäuse, um ein Trockengas gegen eine durchlaufende Stoffbahn zu blasen;

Einrichtungen in jeder Trockenzone, um zu erfassen, ob das Trockengas in der jeweiligen Trockenzone eine zulässige Zusammensetzung aufweist;

Einrichtungen, die wechselwirkend mit den Erfassungseinrichtungen gekoppelt sind, um das Trockengas mit einem Schutzgas zu verdünnen, wenn die Erfassungseinrichtungen erfassen, daß das Trockengas eine unzulässige Zusammensetzung hat;

Einrichtungen in dem abgedichteten Gehäuse, um das Trockengas einer letzten Trockenzone so zu reinigen, wie es erforderlich ist, um das gereinigte Trockengas in die Atmosphäre zu entlüften;

Einrichtungen zur Messung des Druckes der Atmosphäre in dem Trockner; und

Einrichtungen in dem abgedichteten Gehäuse, die wechselwirkend mit den Reinigungseinrichtungen und den Druckmeßeinrichtungen gekoppelt sind, um einen Teil des gereinigten Trockengases in die Atmosphäre zu entlüften, um so den gemessenen Druck in dem abgedichteten Gehäuse unter einem bestimmten Grenzwert zu halten;

wobei die Verdünnungseinrichtungen jeweils Schutzgas-Zuführleitungen zu den Trockenzonen enthalten.

16. Gas-Trockner nach Anspruch 15, wobei die Reinigungseinrichtungen weiterhin Einrichtungen enthalten, um Dampf eines in der Trockenluft enthaltenen Lösungsmittels zu kondensieren.

17. Gas-Trockner nach Anspruch 15 oder 16, wobei die Reinigungseinrichtungen außerdem ein Kohlenstoff-Filterbett enthalten.

18. Gas-Trockner nach einem der Ansprüche 15 bis 17, wobei hinter einer Ausgangsdichtung eine mechanische Tür vorgesehen ist, durch die bei Betrieb des Trockners ein herauslaufendes Trockensubstrat herausgefördert wird.







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