DE69026549T2

DE69026549T2 - On-Line-Trocknungssteuerverfahren für pulverförmige oder körnige Stoffe und System zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE69026549T2
Application number: DE69026549T
Authority: DE
Inventors: Ogiri Hiroshi; Murata Kazue; Tanaka Sadaaki
Original assignee: Matsui Mfg Co Ltd
Current assignee: Matsui Mfg Co Ltd
Priority date: 1989-08-01
Filing date: 1990-07-30
Publication date: 1996-09-19
Anticipated expiration: 2010-07-31
Also published as: ATE137034T1; DE69026549D1; EP0411847A2; EP0411847B1; EP0411847A3; JPH0363110A; CA2022387A1; JP2810885B2; US5165180A

Description

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein On-Line-Trocknungssteuerverfahren für pulverförmige oder körnige Stoffe, einschließlich anorganischer Stoffe, wie zum Beispiel Harz und Keramik, wobei in einer Trockeneinheit, wie einem Trichtertrockner, gelagerte und getrocknete Stoffe selbsttätig probegenommen und deren Feuchtigkeitsgehalt gemessen und die Temperatur der Trockeneinrichtung auf der Grundlage des erzielten Ergebnisses geregelt wird. Die Erfindung bezieht sich auch auf ein on-Line-Trocknungssteuersystem für diese Stoffe.

Stand der Technik

Allgemein ist zum Aufrechterhalten einer hohen Güte von Harzerzeugnissen das Steuern des Feuchtigkeitsgehaltes von Harzstoffen als ein sehr wichtiges zu lösendes Problem angesehen worden, da ein unpassender Feuchtigkeitsgehalt der einer Formmaschine zuzuführenden Harzstoffe in den Erzeugnissen Mängel hervorruft, wie zum Beispiel eine Silberlinie oder eine Leerstelle. Durch die Verwendung eines Trichtertrockners werden die Harzstoffe daher im allgemeinen vor ihrer Weiterleitung in die Formmaschine getrocknet.
Vor ihrer Einleitung in den Trichtertrockner können die Harzstoffe jedoch während ihrer Lagerung in einem Silo oder einem Tank für eine bestimmte Zeit nach dem Öffnen eines Kraftpapiersackes oder eines flexiblen Behälters, der zu ihrem Tragen verwendet wurde, Luftfeuchtigkeit absorbieren. Auf der Grundlage eines geschätzten Feuchtigkeitsgehaltes der Harzstoffe wird eine bestimmte Heiztemperatur und eine be stimmte Heizzeit für den Trichtertrockner vorgegeben. Ein solches herkömmliches Trocknungsverfahren für die Harzstoffe durch Verwendung des Trichtertrockners läßt jedoch weiten Raum für Verbesserungen bei einer Arbeitsersparnis zum Erzielen des am besten geeigneten Trockenverfahrens, da das Aufheizen der Stoffe auf der Grundlage einer Schätzung ohne ausreichendes Verständnis der Beschaffenheit der Harzstoffe vor ihrem Aufheizen gesteuert wird.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt in der Ausbildung eines on-Line-Trocknungssteuerverfahrens für pulverförmige oder körnige Stoffe, wobei eine feste Menge der Stoffe selbsttätig als Probe genommen wird, deren Feuchtigkeitsgehalt durch Einleiten in eine Feuchtigkeitsmeß/Betriebsstation und die Temperatur eines Heizmittels auf der Grundlage des erzielten Feuchtigkeitsgehalts gesteuert wird, und im Ausbilden eines on-Line-Trocknungssteuersystems für die Stoffe zum wirkungsvollen Durchführen des Verfahrens.

Die Erfindung

Gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist ein On-Line-Trocknungssteuerverfahren für pulverförmige oder körnige Stoffe vorgesehen, wobei der Feuchtigkeitsgehalt der Stoffe detektiert und auf einen vorbestimmten Wert durch Durchführen der folgenden Stufen jedesmals zu dem Zeitpunkt, zu dem eine feste Menge der Stoffe als Probe genommen wird, eingestellt wird, gekennzeichnet durch die Stufen:
unmittelbares Fördern der Stoffe in eine Wärmebehandlungskammer mit einem gasdichten Heizmittel nach Probenahme und Messen einer festen volumetrischen Menge der Stoffe, die in einer Trockeneinheit gelagert sind, die mit einem Temperaturregler zum Regeln des in ihr vorgesehenen Heizmittels zusammenwirkt,
Aufheizen der Stoffe in der Wärmebehandlungskammer unter Beschicken der Kammer mit einem unter Druck stehenden und getrockneten inerten Gas,
Titrieren und Analysieren der durch Aufheizen der Stoffe in der Wärmebehandlungskammer erzeugten Feuchtigkeit durch Zuführen der Feuchtigkeit zusammen mit einem inerten Gas zu einer Feuchtigkeitsmeßeinheit,
Messen des Gewichtes der aus der Kammer in einen Empfänger einer unter der Wärmebehandlungskammer vorgesehenen Gewichtsmeßeinheit abgegebenen aufgeheizten Stoffe,
selbsttätiges Errechnen des Feuchtigkeitsgehaltes der probegenommenen Stoffe durch Zuleiten des in der Feuchtigkeitsmeßeinheit detektierten Feuchtigkeitswertes und des in der Gewichtsmeßeinheit gemessenen Gewichtswertes zu einer Recheneinheit,
Vergleichen eines vorbestimmten Sollfeuchtigkeitsgehaltes mit der Feuchtigkeitsgehaltausgabe der Recheneinheit in dem Temperaturregler durch Bezug auf eine vorbereitete Temperaturregeltabelle und
Durchführen einer Rückkopplungsregelung des Heizmittels, so daß der Feuchtigkeitsgehalt der Stoffe zu dem in dem Temperaturregler gesetzten vorbestimmten Sollfeuchtigkeitsgehalt wird.
Gemäß einem anderen Gesichtspunkt der Erfindung ist ein On- Line-Trocknungssteuersystem für pulverförmige oder körnige Stoffe vorgesehen, bei dem in einer ein Heizmittel aufweisenden Trocknungseinheit gelagerte Stoffe zum Erzielen eines vorbestimmten Feuchtigkeitsgehaltwertes durch Probenahme einer festen volumetrischen Menge der in der Trocknungseinheit gelagerten Stoffe, gesteuert werden, dadurch gekennzeichnet, daß das System aufweist:
ein Ventil zur Probenahme und zum Messen einer festen Menge der in der Trocknungseinheit gelagerten pulverförmigen oder körnigen Stoffe,
eine Wärmebehandlungskammer mit einem gasdichten Heizmittel mit ausreichender Kapazität zur Aufnahme der festen Menge der probegenommenen Stoffe, wobei die Wärmebehandlungskammer unter dem Ventil angeordnet ist,
eine Förderleitung zwischen dem Ventil und der Wärmebehandlungskammer, wobei die Förderleitung ein Steuerventil zum Steuern der Zufuhr der Stoffe vom Ventil und ein Gasentlüftungsventil zum Öffnen gegenüber der Atmosphäre aufweist,
eine Feuchtigkeitsmeßeinheit, die über eine Zweigleitung mit einem Steuerventil an einen oberen Teil der Wärmebehandlungskammer angeschlossen ist,
eine unter der Wärmebehandlungskammer angeordnete Steuerklappe zur Abgabe der in der Wärmebehandlungskammer gelagerten Stoffe,
ein Zuführungsmittel für Inertgas mit einer Zuführungsöffnung an einem unteren Teil der Wärmebehandlungskammer und mit einer Zuführungsleitung mit einem Steuerventil zum Steuern des Einleitens von unter Druck stehendem und getrocknetem inerten Gas in die Wärmebehandlungskammer,
eine unter der Steuerklappe angeordnete Gewichtsmeßeinheit zum Messen des Gewichtes der aufgeheizten Stoffe,
eine Recheneinheit, die den Feuchtigkeitsgehalt der Stoffe unter Verwendung des von der Gewichtsmeßeinheit erhaltenen Gewichtswertes der aufgeheizten Stoffe und den Feuchtigkeitswert von der Feuchtigkeitsmeßeinheit jedesmal dann berechnet, wenn eine feste Menge der Stoffe probegenommen wird, und
ein Temperaturregler, der zur Rückkopplungsregelung des Heizmittels an die Recheneinheit angeschlossen ist, wobei der zu steuernde Feuchtigkeitsgehalt der Stoffe als Sollwert im voraus in den Temperaturregler eingegeben wird und dieser den vorbestimmten Feuchtigkeitsgehalt mit der Feuchtigkeitsgehaltausgabe der Recheneinheit unter Bezug auf eine vorbereitete Temperaturregeltabelle vergleicht und die Rückkopplungsregelung des Heizmittels so ausführt, daß der Feuchtigkeitsgehalt der in der Trockeneinheit gelagerten Stoffe zu dem in den Regler eingegebenen Sollwert wird.
Vorzugsweise enthält das System weiter eine Stoffmeßkammer mit einem Höhendetektionssensor zum Detektieren der unter dem Ventil gelagerten Stoffmenge und eine zwischen der Stoffmeßkammer und der Wärmebehandlungskammer angeordnete ergänzende Steuerklappe, wobei die in der Trockeneinheit gelagerten Stoffe bei geschlossener ergänzender Klappe probegenommen und gemessen werden.
Weiter kann das System ein Druckfördermittel mit einer Druckgasinjektionsöffnung zum Verbinden der Stoffausgabeöffnung der Trockeneinheit mit der Wärmebehandlungskammer über das Ventil enthalten, wobei die pulverförmigen oder körnigen Stoffe in der Trockeneinheit probegenommen und über das Druckfördermittel pneumatisch zur Wärmebehandlungskammer gefördert werden.
Alternativ kann das System ein Druckfördermittel zum Verbinden der Stoffausgabeöffnung der Trockeneinheit mit der den Höhendetektionssensor enthaltenden Stoffmeßkammer über das Ventil enthalten, und eine Druckgasinjektionsöffnung in dem Druckfördermittel und die pulverförmigen oder kornigen Stoffe in der Trockeneinheit werden durch das Druckfördermittel probegenommen und selbsttätig in die Meßkammer gefördert.
Eine Feuchtigkeitsmeß/Betriebsstation gemäß der Erfindung kann eine Feuchtigkeitsmeßeinheit verwenden, die eine coulometrische Titration, eine volumetrische Titration oder eine einfache absorptive fotometrische Titration durchfhrt, die in der japanischen Patentanmeldung 63-039 291 offenbart wurde. Ein Karl-Fischer-Reagenz wird für diese sämtlichen Verfahren verwendet.

Beschreibung der Ausführungsform

In den beiliegenden Zeichnungen ist:
Fig. 1 eine schematische Zeichnung mit Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung,
Fig. 2 eine schematische Zeichnung mit Darstellung einer anderen bevorzugten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung,
Fig. 3 eine schematische Zeichnung mit Darstellung einer noch anderen bevorzugten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung und
Fig. 4 eine Darstellung der teilweise vergrößerten Schnittansicht einer anderen bevorzugten Konstruktion der Feuchtigkeitsmeß/Betriebsstation des Systems.
Das in Fig. 1 gezeigte System verwendet ein Fördermittel, bei dem in einem als Trockenmittel vorgesehenen Trichtertrockner A gelagerte und getrocknete pulverförmige oder körnige Stoffe mit einem Drehventil 8a, das ein Mittel 8A zur Probenahme der Stoffe darstellt, probegenommen und durch Fallen unter Schwerkraftwirkung in eine Feuchtigkeitsmeß/Betriebsstation B eingeleitet werden.
In diesem System ist die Feuchtigkeitsmeß/Betriebsstation B so konstruiert, daß eine aus einem wärmebeständigen Glas hergestellte Wärmebehandlungskammer 31 die an ihrem Umfang mit einem Heizmittel 4 versehen ist, unter dem Drehventil 8a angeordnet ist und das Ventil 8a und die Heizkammer 3 über eine Förderleitung P1 verbunden sind, die zum Steuern der Stoffzufuhr ein Steuerventil 7a und zum Öffnen gegenüber der Atmosphäre ein Entlüftungsventil 7b aufweist, wobei das Steuerventil 7a einen im höchsten Maß luftdichten Ventilteller aufweist, um das Durchlecken von beim Aufheizen der Stoffe in der Kammer 3 entstandener Feuchtigkeit zu verhindern.
Eine unter der Kammer 3 vorgesehene Stoffabgabeöffnung 3b ist mit einer durch einen Magneten betätigten Steuerklappe 5 versehen, die die Öffnung 3b durch Hin- und Herbewegen eines Ventiltellers 5a öffnet und schließt, und eine Gewichtsmeßeinheit 2 ist unter der Klappe 5 vorgesehen. Die Gewichtsmeßeinheit 2 ist mit einem Empfänger 21 ausgerüstet, der sich zur Aufnahme der aus der Öffnung 3b der Heizkammer 3 abgegebenen aufgeheizten Stoffe öffnen und schließen kann. Bei Aufnahme der Stoffe in dem Empfänger 21 wird das Gewicht selbsttätig gemessen und am Signalprozessor 2a der Meßeinheit 2 in ein elektrisches Signal umgewandelt. Die umgewandelten Daten werden einer Recheneinheit 10 zugeleitet.
Die Wärmebehandlungskammer 3 weist eine Kapazität auf, die ausreicht, um eine Probe der mit dem Drehventil 8a gemessenen pulverförmigen oder körnigen Stoffe zu enthalten, und ihr oberer Teil ist mit einer ein Steuerventil 1a aufweisenden und zu einer Feuchtigkeitsmeßeinheit 1 führenden Zweigleitung P2 verbunden.
Viele Bauarten von Meßeinheiten für Feuchtigkeitsspuren, die ein Karl-Fischer-Reagenz verwenden und deren Einführungsöffnung unmittelbar mit der Zweigleitung P2 verbunden werden kann, können als Feuchtigkeitsmeßeinheit 1 verwendet werden. Bei Vorsehen einer solchen Einheit läßt sich eine in hohem Maße genaue coulometrische oder volumetrische Feuchtigkeitsmessung mit Verwendung eines Karl-Fischer-Reagenz erreichen durch Zuleiten der durch Aufheizen der Stoffe verdampften Feuchtigkeit in die Einheit 1 zusammen mit einem inerten Gas und Eingeben des Gewichtes der Stoffe vor ihrem Aufheizen.
Die Feuchtigkeitsmeßeinheit 1 bei dieser Ausführungsform führt eine coulometrische Titration durch. Der mit der Einheit 1 titrierte und analysierte Wert wird in ein elektrisches Signal umgeleitet und der Recheneinheit 10 zugesandt wie der mit der Gewichtsmeßeinheit 2 gemessene Gewichtswert. Damit bilden der mit der Feuchtigkeitsmeßeinheit 1 titrierte und analysierte Wert und der mit der Gewichtsmeßeinheit 2 gemessene Gewichtswert die Eingaben für die Recheneinheit 10, und der Feuchtigkeitsgehalt wird errechnet und einem Temperaturregler C zugeführt.
Zum Einstellen des geeignetsten Wertes für den Feuchtigkeitsgehalt der Stoffe mit einem Drehwählvorgang oder Drücken eines Knopfes weist der Regler C eine Einstellvorrichtung 11 auf. Auf diese Weise wird der Feuchtigkeitsgehalt der zu trocknenden Stoffe gesteuert.
Nach dem Errechnen des Feuchtigkeitsgehaltes der probegenommenen Stoffe in der Recheneinheit 10 vergleicht der Regler C den erhaltenen Feuchtigkeitsgehalt mit dem durch die Einstellvorrichtung 11 eingestellten Feuchtigkeitsgehalt, liest eine zuvor zur Temperaturregelung aufgestellte Datentabelle und steuert die Temperatur eines Trockenmittels A, wie eines Trichtertrockners, durch Zuführen eines Steuersignals in ein Heizteil 12 zum Ausgleichen von Abweichungen des gemessenen Feuchtigkeitsgehaltes vom Sollwert.
Eine Zuführungsöffnung 6a für ein inertes Gas ist am unteren Teil der Heizkammer 3 in der Feuchtigkeitsstation B vorgesehen und über ein Steuerventil 6b mit einer Gasguelle 6 verbunden, die ein inertes Gas, wie zum Beispiel getrocknetes Stickstoff- oder Heliumgas, zuführt.
An ihrem Umfang ist die Wärmebehandlungskammer 3 mit einem Heizmittel 4 ausgerüstet, das aus Nesa-Elektroden oder einem gut bekannten Nickelchrom-Draht besteht. Bei einem aus Nesa- Elektroden bestehenden Heizmittel können die Stoffe in der Heizkammer 3 eingesehen werden, und auch der Körper der Kammer 3 kann dünn und kompakt ausgebildet werden.
Die Wärmebehandlungskammer 3 wird auf eine Temperatur aufgeheizt und auf einer Temperatur gerade unterhalb derjenigen gehalten, bei der die gelagerten Stoffe zum Verdampfen sämtlicher in ihnen enthaltener Feuchtigkeit eingedampft werden. Zu diesem Zweck stellt eine Temperatursteuereinheit 4a vor dem Füllen der Kammer 3 deren geeignetste Temperatur abhängig von den in ihr aufzuheizenden Stoffen ein.
Gemäß diesem System wird die Klappe 5 bei Bedarf an einer Probenahme geschlossen, und das Steuerventil 1a wird zum Schließen der zu der Feuchtigkeitsmeßeinheit 1 führenden Zweigleitung P2 geschlossen. Zur gleichen Zeit werden das Steuerventil 7a und das Entlüftungsventil 7b geöffnet, und das Drehventil 8a wird in Drehung versetzt, während ein inertes Gas durch Öffnen des Steuerventils 6b in die Kammer eingeleitet wird und damit Proben in die Kammer 3 eingegeben werden. Zu diesem Zeitpunkt wird das Entlüftungsventil 7b zum Vermeiden des Eintretens von Luft in die Kammer 3 zur Atmosphäre geöffnet.
Nach der Aufnahme einer festen Menge von in dem Trockenmittel getrockneten pulverförmigen oder körnigen Stoffen in der Kammer 3 werden das Steuerventil 7a und das Entlüftungsventil 7b bei noch geschlossener Klappe 5 geschlossen. Das Steuerventil 1a wird zum Öffnen der zu der Feuchtigkeitsmeßeinheit 1 führenden Zweigleitung P2 geöffnet, während das Steuerventil 6b zum Einleiten eines inerten Gases vom unteren Teil der Kammer 3 über deren gesamter Innenseite geöffnet wird.
Unter diesen Bedingungen werden pulverförmige oder körnige Stoffe in der Kammer 3 aufgeheizt, und die durch das Verdampfen der aufgeheizten Stoffe entstandene Feuchtigkeit wird zusammen mit dem eingeführten inerten Gas in die Feuchtigkeitsmeßeinheit 1 eingegeben.
Das Einleiten des inerten Gases hält bis zum Detektieren des Titrationsendes durch die Meßeinheit 1 an. Bei Detektieren dieses Endes durch die Einheit 1 zeigt ein Display 10a der Recheneinheit 10 ein das Titrationsende anzeigendes Zeichen.
Nach diesem Abschluß der Wärmebehandlung der pulverförmigen oder körnigen Stoffe werden die in der Kammer 3 enthaltenen Stoffe durch Öffnen der Steuerklappe 5 in die Gewichtsmeßeinheit 2 gegeben. In der Einheit 2 werden die am Empfänger 21 aufgenommenen Stoffe gewogen, und der Wert wird durch den Signalprozessor 2a in ein elektrisches Signal umgewandelt und dann der Recheneinheit 10 zugeleitet, in der die von der Feuchtigkeitsmeßeinheit 1 und der Gewichtsmeßeinheit 2 zugesandten Daten berechnet werden und der erhaltene Feuchtigkeitsgehalt der Stoffe überwacht und auf dem Display 10a der Recheneinheit 10 angezeigt wird.
Der auf diese Weise in der Recheneinheit 10 errechnete Feuchtigkeitsgehalt der probegenommenen Stoffe wird dem Temperaturregler C in der Form eines elektrischen Signals zugesandt und mit dem mit der Einstelivorrichtung 11 eingestellten Feuchtigkeitsgehalt verglichen. Ein Wärmesteuersignal zum Ausgleichen der Abweichung zwischen den beiden Feuchtigkeitsgehalten wird dem Heizteil 12 eines Trockenmittels A zugeleitet. Folglich werden die Stoffe in dem Trockenmittel A aufgeheizt und getrocknet, und damit wird der mit der Einstellvorrichtung 11 eingestellte Feuchtigkeitswert erzielt.
Fig. 2 zeigt eine schematische Zeichnung mit Darstellung einer anderen bevorzugten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung.
In diesem System arbeitet ein Drehventil 8b in einem Stoffzuführmittel 8A einer Feuchtigkeitsmeß/Betriebsstation B nicht als Meßvorrichtung Ein fester Betrag der pulverförmigen oder körnigen Stoffe wird in einer Stoffmeßkammer 9 gewogen. Diese weist einen Detektionssensor S zum Detektieren der Höhe der Stoffe auf und ist zwischen dem Stoffzuführungsmittel 8A und einer Wärmebehandlungskammer 3 vorgesehen.
Durch Öffnen eines Steuerventils 7a werden die Stoffe in die Stoffmeßkammer 9 eingeleitet, bis der Sensor S detektiert, daß die eingeleiteten Stoffe eine vorgegebene Höhe erreichen. Nach dem Lagern einer bestimmten Stoffmenge in der Kammer 9 werden die Stoffe durch Öffnen einer zwischen der Meßkammer 9 und der Heizkammer 3 vorgesehenen ersten Steuerklappe 51 in die Heizkammer 3 eingegeben.
Eine zweite Steuerklappe 52 zur Ausgabe der aufgewärmten Stoffe und eine Gewichtsmeßeinheit 2 sind unter der Wärmebehandlungskammer 3 vorgesehen. Die zu titrierenden und analysierenden aufgeheizten Stoffe werden in der Meßeinheit 2 gewogen.
Eine Recheneinheit 10 rechnet die von einer Feuchtigkeitsmeßeinheit 1 und der Gewichtsmeßeinheit 2 gesandten Daten und zeigt den erhaltenen Feuchtigkeitsgehalt der Stoffe auf ihrem Display 10a an. Und andere Konstruktionen sind die gleichen wie bei dem oben erwähnten ersten System.
Fig. 3 ist eine schematische Zeichnung mit der Darstellung einer noch anderen bevorzugten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung.
Dieses System ist gekennzeichnet durch ein pneumatisches Fördermittel 81 mit einer Injektionsdüse, die an einer im unteren Bereich eines als Trockeneinrichtung vorgesehenen Trichtertrockners A vorgesehenen Ausgabeöffnung angeordnet ist. Pulverförmige oder körnige Stoffe werden durch Einleiten eines Druckgases in das Fördermittel 81 dem Trichtertrockner A entnommen und über eine Förderleitungslinie P4 durch pneumatische Förderung in eine Feuchtigkeitsmeß/Betriebsstation B eingegeben. Das Bezugszeichen 83 bezeichnet eine Einheit zum Entfeuchten und Trocknen eines in dem Trichtertrockner A einzuleitenden Gases.
Die bei Verwendung eines solchen Fördermittels 81 durch ein Druckgas pneumatisch geförderten Stoffe werden durch eine am Eingang der Meßkammer 9 der Feuchtigkeitsmeß/Betriebsstation B vorgesehene Filtervorrichtung 14 vom Gas getrennt. Ein Kapazitätshöhensensor S ist an der Meßkammer 9 als Gewichtsdetektionssensor vorgesehen. Der Sensor S steuert die Öffnungs- und Schließvorgänge eines Steuerventils 7a zum Lagern einer festen Stoffmenge in der Kammer 9.
Eine feste Menge der in der Kammer 9 gelagerten Stoffe fällt durch Öffnen einer ersten Steuerklappe 51 in eine Wärmebehandlungskammer 3 zwecks Lagerung in dieser. Zu diesem Zeitpunkt wird ein aus einer im unteren Bereich der Heizkammer 3 vorgesehenen Zuführungsöffnung 6a eingeleitetes inertes Gas in die Atmosphäre geblasen aus der Filtervorrichtung 14 mit Durchtritt durch die Heizkammer 3 und die Meßkammer 9. Der Eintritt von Außenluft in beide Kammern 3 und 9 wird dadurch verhindert, und diese können trocken gehalten werden. Deshalb eignen sie sich für die Titration und Analyse des Feuchtigkeitsgehaltes.
Das pneumatische Fördermittel 81 gemäß diesem System enthält die an der Anfangsendseite der Abgabeöffnung des Trichtertrockners (Gasquellenseite) vorgesehene Druckgasinjektionsdüse, und die Stoffe werden durch die Injektion eines Druckgases aus der Düse durch Betreiben der (nicht gezeigten) Gasquelle angesaugt. Dies ist als Ausstoßeffekt gut bekannt.
Ein solches pneumatisches Fördermittel 81 wurde durch den vorliegenden Anmelder bereits in Japan offenbart. In dem Trichter A gelagerte Stoffe werden in die Förderleitungslinie P4 übernommen und pneumatisch gefördert, wenn von der Düse injiziertes Druckgas an der Abgabeöffnungsseite des Trichters A durch den Ausstoßeffekt einen Unterdruck erzeugt. Dieses Fördermittel 81 ist frei von zu Beginn des Ansaugbetriebes bewirkten Verstopfungen, da die scheinbare Fläche der Ansaugöffnung größer als die einer herkömmlichen Ansaugdüse mit der gleichen Rohrweite ist, so daß eine kleine Stoffmenge durch die Verwendung einer dünnen Förderleitung pneumatisch gefördert werden kann.
Das System in Fig. 3 ist auch gekennzeichnet durch den Einschluß einer Stofflagerkammer 13 zum Lagern von mindestens mehr als einer Stoffprobe, wobei diese Kammer 13 in der Feuchtigkeitsmeß/Betriebsstation B unter der Wärmebehandlungskammer 3 vorgesehen ist.
Eine Lage aus aufzuheizenden pulverförmigen oder körnigen Stoffen wird auf einer in der Lagerkammer 13 gelagerten Stofflage aufgeschichtet und in der Kammer 13 aufgeheizt. Nach dem Aufheizen der Stoffe der oberen Lage in der Kammer 3 werden die Stoffe in der Lagerkammer 13 bei Öffnen eines Tellerventils 52a der Steuerklappe 52 durch Fallen unter Schwerkrafteinwirkung ausgegeben. Ein Höhensensor S1 ist in der Lagerkammer 13 als Gewichtsdetektionssensor zum Steuern der Abgabemenge vorgesehen, so daß unmittelbar nach der Abgabe einer Stoffprobe der Ventilteller 52a der Klappe 52 geschlossen wird, Steuerventile 7a und 6b geöffnet werden und ein inertes Gas in die Kammer 13 eingeleitet wird. Zur gleichen Zeit wird eine mit dem pneumatischen Fördermittel 81 neu probegenommene feste Stoffmenge in die Wärmebehandlungskammer 3 eingeleitet.
Gemäß diesem System, bei dem die Stofflagerkammer 13 unter der Wärmebehandlungskammer 3 angeordnet ist, werden bereits erhitzte pulverförmige oder körnige Stoffe in der Lagerkammer 13 gelagert. Die Kammer 3 wird deshalb an einem Wärmeverlust durch Stoffzufuhr gehindert. Im Gegenteil, die zurückgehaltene Wärme der Stoffe kann ihrer oberen Lage zugeführt werden, womit sich ein energiesparendes System und eine schnelle Analyse erreichen lassen.
Gemäß diesem System wird weiter bei Zufuhr einer neuen Stoffprobe durch Öffnen des Steuerventils 6b ein inertes Gas in die Wärmekammer 3 eingeleitet. Beim Vergleichmäßigen der Temperatur in der Wärmekammer 3 ist dieses System damit wirksamer, da das inerte Gas wie ein Medium zum Übertragen der Wärme der bereits aufgeheizten Stoffe dient und auch zum Aufrechterhalten der Temperatur in der Kammer 3.
Gemäß diesem System kann weiter das Gewicht der Stoffe vor dem Aufheizen durch Probenahme einer festen Stoffmenge und Durchleiten durch die Kammer 3 in die Gewichtsmeßeinheit 2 ohne Durchführen der Wärmebehandlung gemessen werden. In diesem Fall, da das Gewicht der mit der Meßeinheit 2 gemessenen Stoffe von dem der aufgeheizten Stoffe abweicht, kann das einige wenige Male genommene Durchschnittsgewicht der probegenommenen Stoffe, die nicht aufgeheizt werden, zum Berücksichtigen des Unterschiedes zwischen beiden Gewichten als Gewichtsdaten verwendet werden.
Fig. 4 zeigt die teilweise vergrößerte Schnittansicht einer anderen bevorzugten Konstruktion der Feuchtigkeitsmeß/Betriebsstation B.
Ein pneumatisches Fördermittel 81 ist an einer Abgabeöffnung am unteren Teil des das Trocknungsmittel darstellenden Trichtertrockners A vorgesehen, und das stromaufwärtige Ende einer vom Fördermittel 81 ausgehenden Förderleitungslinie P4 ist an einer auf oberen Ende der Stoffmeßkammer 9 der Stoffmeß/Betriebseinheit B angeformten Speiseöffnung angeschlossen.
Die Station B enthält eine Wärmebehandlungskammer 3 mit einem durch Wickeln eines Nickelchromdrahtes entstandenen Heizmittel 4 unter der Stoffmeßkammer 9 mit einer dazwischenliegenden ersten Steuerklappe 51, einer Stofflagerkammer 13, wie sie zuvor beschrieben wurde und die unter der Wärmekammer 3 liegt, mit einer zweiten Steuerklappe 52 unter der Kammer 13, einer Gewichtsmeßeinheit 2 mit einer Aufnahme 21 zur Aufnahme von aus der Stoffabgabeöffnung 13b der Lagerkammer 13 unter der Steuerklappe 52 ausgegebenen pulverförmigen oder körnigen Stoffe.
Kapazitätshöhensensoren S und S1 sind als Gewichtsdetektionssensor für die Meßkammer 9 bzw. die Lagerkammer 13 vorgesehen. Die mit dem Fördermittel 81 an dessen stromabwärtigen Ende verbundene Förderleitungslinie P4 ist an das obere Ende der Meßkammer 9 angeschlossen, und eine Filtereinheit 14 zum Trennen der geförderten Stoffe von einem Druckgas ist an der Seite der Kammer 9 vorgesehen.
Die zwischen der Meßkammer 9 und der Wärmekammer 3 vorgesehene erste Steuerklappe 51 enthält einen durch einen Magneten betätigten, in hohem Maße luftdichten Ventilteller 51a. Die durch einen Magneten betätigte und unter der Lagerkammer 13 angeordnete zweite Steuerklappe 52 ist so konstruiert, daß sie durch Einfüllen eines atmungsaktiven keramischen Stoffes 53 in eine Gaseinführungsleitung 54 selbst bei geschlossener Ventilklappe 52a, wie dies nachstehend beschrieben wird, ein inertes Gas einleiten kann. Das Bezugszeichen 1a bezeichnet ein in der vom oberen Teil der Wärmebehandlungskammer 3 zu einer Feuchtigkeitsmeßeinheit 1 (in Fig. 3 dargestellt) führenden Zweigleitung P2 angeordnetes Steuerventil.
Die Temperatursteuerung des Trocknungsmittels A wird wie bei dem in Fig. 1 gezeigten System ausgeführt. Zu diesem Zweck ist der Temperaturregler C mit der Einstellvorrichtung 11 für den Feuchtigkeitsgehalt versehen und nimmt das Signal aus der Recheneinheit 10 der Feuchtigkeitsmeß/Betriebsstation B auf und sendet ein Steuersignal zum Heizteil 12 des Trocknungsmittels A.
Der Ventilteller 52a der Steuerklappe 52 weist zur Ausgabe der Stoffe eine Ventilöffnung 52b auf und ist mit dem atmungsaktiven keramischen Stoff 53 gefüllt, um bei sich in der Schließstellung befindendem Ventilteller 52a eine unter der Wärmekammer 13 angeordnete Stoffausgabevorrichtung 13b zu schließen. Die ein offenes Ende aufweisende Gaseinführungsleitung 54 ist mit dem keramischen Stoff 53 versehen, und das offene Ende der Leitung 54 ist mit einer zu der Druckgas- und Trocken-Inertgas-Quelle 6' führenden Gaszuführungsleitung P3' verbunden.
Gemäß dieser Konstruktion werden bei Konformität der Ventilöffnung 52b mit der Abgabeöffnung 13b bei geschlossener Klappe 52 in der Kammer 13 enthaltene pulverförmige oder körnige Stoffe durch durch Schwerkraft bewirktes Fallen über die Öffnung 13b ausgegeben. Bei geschlossener Klappe 52 schließt der keramische Stoff 53 die Öffnung 13b und verhindert die Ausgabe der Stoffe. Ein über die Gaseinführungsleitung 54 eingegebenes inertes Gas tritt jedoch stufenweise in die Heizkammer 3 ein, da das Gas durch den keramischen Stoff 53 durchtreten kann, womit ein Austausch durch ein inertes Gas, wie dies zuvor beschrieben wurde, und die Zufuhr des inerten Gases bei Aufheizen der Stoffe erreicht werden kann.
Mit den oben erwähnten Ausführungsformen wird eine Konstruktion erläutert, bei der probegenommene Stoffe vor oder nach dem Aufheizen mit einer Gewichtsmeßeinheit 2 gewogen werden. Diese Gewichtsmeßeinheit 2 kann jedoch entfernt werden, und das offensichtliche spezifische Gewicht und das Volumen der probegenommenen Stoffe können die Eingaben für die Recheneinheit 10 bilden. Wegen der Wegnahme der Gewichtsmeßeinheit 2 kann ein solches System die Konstruktion weiter vereinfachen und läßt sich für die Feuchtigkeitssteuerung der gleichen Art von pulverförmigen oder körnigen Stoffen wirkungsvoller einsetzen.
In diesem Fall wird das System vorzugsweise so konstruiert, daß das Volumen der probegenommenen Stoffe automatisch die Eingabe für die Recheneinheit 10 darstellt.

Claims

1. Ein on-Line-Trocknungssteuerverfahren für pulverförmige oder körnige Stoffe, wobei der Feuchtigkeitsgehalt der Stoffe detektiert und auf einen vorbestimmten Wert durch Durchführen der folgenden Stufen jedesmals zu dem Zeitpunkt, zu dem eine feste Menge der Stoffe als Probe genommen wird, eingestellt wird, gekennzeichnet durch die Stufen:

unmittelbares Fördern der Stoffe in eine Wärmebehandlungskammer (3) mit einem gasdichten Heizmittel (4) nach Probenahme und Messen einer festen volumetrischen Menge der Stoffe, die in einer Trockeneinheit (A) gespeichert sind, die mit einem Temperaturregler (C) zum Regeln des in ihr vorgesehenen Heizmittels (12) zusammenwirkt,

Aufheizen der Stoffe in der Wärmebehandlungskammer (3) unter Beschicken der Kammer (3) mit einem unter Druck stehenden und getrockneten inerten Gas,

Titrieren und Analysieren der durch Aufheizen der Stoffe in der Wärmebehandlungskammer (3) erzeugten Feuchtigkeit durch Zuführen der Feuchtigkeit zusammen mit einem inerten Gas zu einer Feuchtigkeitsmeßeinheit (1),

Messen des Gewichtes der aus der Kammer (3) in einen Empfänger (21) einer unter der Wärmebehandlungskammer (3) vorgesehenen Gewichtsmeßeinheit (2) abgegebenen aufgeheizten Stoffe,

selbsttätiges Errechnen des Feuchtigkeitsgehaltes der probegenommenen Stoffe durch Zuleiten des in der Feuchtigkeitsmeßeinheit (1) detektierten Feuchtigkeitswertes und des in der Gewichtsmeßeinheit (2) gemessenen Gewichtswertes zu einer Recheneinheit (10),

Vergleichen eines vorbestimmten Sollfeuchtigkeitsgehaltes mit der Feuchtigkeitsgehaltausgabe der Recheneinheit (10) in dem Temperaturregler (C) durch Bezug auf eine vorbereitete Temperaturregeltabelle und

Durchführen einer Rückkopplungsregelung des Heizmittels (12), so daß der Feuchtigkeitsgehalt der Stoffe zu dem in dem Temperaturregler (10) gesetzten vorbestimmten Sollfeuchtigkeitsgehalt wird.

2. Ein on-Line-Trocknungssteuersystem für pulverförmige oder körnige Stoffe, bei dem in einer ein Heizmittel (12) aufweisenden Trocknungseinheit (A) gelagerte Stoffe zum Erzielen eines vorbestimmten Feuchtigkeitsgehaltwertes durch Probenahme einer festen volumetrischen Menge der in der Trocknungseinheit (A) gespeicherten Stoffe, gesteuert werden, dadurch gekennzeichnet, daß das System aufweist:

ein Ventil (8a) zur Probenahme und zum Messen einer festen Menge der in der Trocknungseinheit (A) gespeicherten pulverförmigen oder körnigen Stoffe,

eine Wärmebehandlungskammer (3) mit einem gasdichten Heizmittel (4) mit ausreichender Kapazität zur Aufnahme der festen Menge der probegenommenen Stoffe, wobei die Wärmebehandlungskammer (3) unter dem Ventil (8a) angeordnet ist,

eine Förderleitung (P1) zwischen dem Ventil (8a) und der Wärmebehandlungskammer (3), wobei die Förderleitung (P1) ein Steuerventil (7a) zum Steuern der Zufuhr der Stoffe vom Ventil (8a) und ein Gasentlüftungsventil (7b) zum Öffnen gegenüber der Atmosphäre aufweist,

eine Feuchtigkeitsmeßeinheit (1), die über eine Zweigleitung (P2) mit einem Steuerventil (1a) an einen oberen Teil der Wärmebehandlungskammer (3) angeschlossen ist,

eine unter der Wärmebehandlungskammer (3) angeordnete Steuerklappe (5) zur Abgabe der in der Wärmebehandlungskammer (3) gespeicherten Stoffe,

ein Zuführungsmittel (6) für Inertgas mit einer Zuführungsöffnung (6a) an einem unteren Teil der Wärmebehandlungskammer (3) und mit einer Zuführungsleitung (P3) mit einem Steuerventil (6b) zum Steuern des Einleitens von unter Druck stehendem und getrocknetem inerten Gas in die Wärmebehandlungskammer (3),

eine unter der Steuerklappe (5) angeordnete Gewichtsmeßeinheit (2) zum Messen des Gewichtes der aufgeheizten Stoffe,

eine Recheneinheit (10), die den Feuchtigkeitsgehalt der Stoffe unter Verwendung des von der Gewichtsmeßeinheit (2) erhaltenen Gewichtswertes der aufgeheizten Stoffe und den Feuchtigkeitswert von der Feuchtigkeitsmeßeinheit (1) jedesmals dann berechnet, wenn eine feste Menge der Stoffe probegenommen wird, und

ein Temperaturregler (C), der zur Rückkopplungsregelung des Heizmittels (12) an die Recheneinheit (10) angeschlossen ist, wobei der zu steuernde Feuchtigkeitsgehalt der Stoffe als Sollwert im voraus in den Temperaturregler (C) eingegeben wird und dieser den vorbestimmten Feuchtigkeitsgehalt mit der Feuchtigkeitsgehaltausgabe der Recheneinheit (10) unter Bezug auf eine vorbereitete Temperaturregeltabelle vergleicht und die Rückkopplungsregelung des Heizmittels (12) so ausführt, daß der Feuchtigkeitsgehalt der in der Trockeneinheit (A) gespeicherten Stoffe zu dem in den Regler (10) eingegebenen Sollwert wird.

3. Ein on-Line-Trocknungssteuersystem für pulverförmige oder körnige Stoffe wie in Anspruch 2 beschrieben, dadurch gekennzeichnet, daß das System weiter eine Stoffmeßkammer (9) mit einem Höhendetektionssensor (5) zum Detektieren der unter dem Ventil (8a) gespeicherten Stoffmenge und eine zwischen der Stoffmeßkammer (9) und der Wärmebehandlungskammer (3) angeordnete ergänzende Steuerklappe (51) aufweist, wobei die in der Trockeneinheit (A) gespeicherten Stoffe bei geschlossener ergänzender Klappe (51) probegenommen und gemessen werden.

4. Ein on-Line-Trocknungssteuersystem für pulverförmige oder körnige Stoffe wie in Anspruch 2 beschrieben, gekennzeichnet durch:

ein Druckfördermittel (81) mit einer Druckgasinjektionsöffnung zum Verbinden der Stoffausgabeöffnung der Trockeneinheit (A) mit der Wärmebehandlungskammer (3) über das Ventil (8a), wobei die pulverförmigen oder körnigen Stoffe in der Trockeneinheit (A) probegenommen und über das Druckfördermittel (81) pneumatisch zur Wärmebehandlungskammer (3) gefördert werden.

5. Ein on-Line-Trocknungssteuersystem für pulverförmige oder körnige Stoffe wie in Anspruch 3 beschrieben, gekennzeichnet durch:

ein Druckfördermittel (81), das die Stoffausgabeöffnung der Trockeneinheit (A) mit der den Höhendetektionssensor (S) enthaltenden Stoffmeßkammer (9) über das Ventil (7a) verbindet, und eine Druckgasinjektionsöffnung in dem Druckfördermittel (81), wobei die pulverförmigen oder körnigen Stoffe in der Trockeneinheit (A) probegenommen und durch das Druckfördermittel (81) pneumatisch zur Meßkammer (9) gefördert werden.