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Hopfendarre mit einer Horde, Sauglüfter und bewegte Düsen tragendem
Rahmen als Luftverteilungsvorrichtung Der gegenwärtige Stand der Trocknungstechnik
ist aus den deutschen Patentschriften 589 439 und 601007 und der USA.-Patentschrift
2 413 937 ersichtlich. Die in den angeführten deutschen Patentschriften angegebenen
Verfahren und Vorrichtungen beruhen auf Diffusionswirkungen. Der Luftinhalt des
Trockenraumes wird- durch einen oder zwei Lüfter mit in den Luftstrom eingeschalteten
mechanisch bewegten Klappen rhythmischen Druckschwankungen ausgesetzt und hierdurch
die Diffusion der in dem Trockengut enthaltenen Feuchtigkeit unterstützt. Bei der
in der USA.-Patentschrift angegebenen Vorrichtung wird die Luft zu dem auf einem
endlosen, luftdurchlässigen Band liegenden Trockengut durch Düsen zugeführt, die
in größerer Zahl im Trockner angeordnet sind, wobei immer zwei Düsen, die eine oberhalb,
die andere unterhalb des Bandes angeordnet, zusammenarbeiten. Die aus einem Düsenpaar
austretenden Luftstrahlen treffen das. Trockengut auf derselben Stelle in schräger
Richtung zur Bewegungsrichtung des Bandes. Die Luft wird durch Rohre an den Seiten
des Trockners den Düsen zugeführt. Die unteren Düsen haben eine feste Lage, die
oberen Düsen sind um die Lufteinführungsrohre schwenkbar, durch eine Einstellungsvorrichtung
kann die Richtung der Luftstrahlen verändert und die Treffstelle der beiden Luftstrahlen
im Trockengut höher oder tiefer verlegt werden. An jenem Ende des Trockners, an
dem das Trockengut 'herauskommt, ist je eine Düse oberhalb und unterhalb des Bandes
angebracht, deren Luftstrahlen das Band senkrecht durchdringen und auf diese Weise
einen Luftvorhang bilden, durch welchen das Eindringen der Außenluft in den Trockner
und das Heraustreten der Luft aus dem Trockner verhindert ist.
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Gegenstand des Hauptpatentes 868885 ist eine Luftverteilungsvorrichtung,
mit der die Trockenluft dem auf einer Horde liegenden Hopfen durch schwingend bewegte
Düsen mit großer Strömungsgeschwindigkeit zugeleitet wird und die Dolden der Wirkung
eines wirbeligen (turbulenten) Luftstromes unterworfen werden. Auf diese Weise werden
große Wärmemengen durch Konvektion an die Dolden herangeführt und vermöge der turbulenten
Luftströmung an die Dolden übertragen, die Trocknungszeit verkürzt und die Wärmeausnützung
verbessert. Die aus den Düsen austretenden Luftstrahlen treffen nur die über der
Düsenöffnung auf der Horde liegenden Dolden, durch die übrigen Stellen der Horde
strömt zu dieser Zeit keine Luft. Durch die Bewegung der Düsen werden die Luftstrahlen
parallel verschoben, dabei werden einzelne Dolden der Einwirkung des Luftstrahles
entzogen, andere bisher nicht getroffene, von der Luftströmung erfaßt. Die Luftströmung
durch den Hopfen erfolgt aussetzend (intermittierend). Jede Stelle der Horde wird
im Verlaufe einer Umdrehung des Schwingungserregers von zwei Luftstößen (Impulsen)
von sehr kurzer Zeitdauer getroffen. Während der Zeit, die zwischen den Luftstößen
verstreicht, strömt an diesen Stellen keine Luft durch den Hopfen. Die Größe der
anwendbaren Strömungsgeschwindigkeit ist jedoch begrenzt, sie darf die Schwebegeschwindigkeit
des Hopfens nicht überschreiten, weil wegen der Gewichtsabnahme der Dolden im Verlauf
der Trocknung, die Dolden durch die Luftstöße in den Sauglüfter mitgerissen würden.
Wählt man die Strömungsgeschwindigkeit über der Schwebegeschwindigkeit, so -,verden
die im Luftstrahl liegenden Dolden von der Horde abgehoben. Wird die Zeitdauer des
Luftstoßes so bemessen, daß die Dolde nur so hoch steigt, daß sie während der Zeit
bis zum nächsten Impuls auf die Horde zurückfällt, so ist die Trocknung mit überschwebegeschwindigkeit
durchführbar, wenn die Zeitdauer der Luftstöße ständig verkürzt wird, was durch
eine stetige Erhöhung der Dre'hza'hl des Schwingungserregers erreichbar ist. Erfolgen
die Luftstöße mit überschwebegeschwindigkeit, so werden die unteren leichteren Dolden
höher gehoben als die schwereren obenliegenden und beim Herabfallen kommen die feuchten
Dolden nach unten, die trockenen nach oben zu liegen, die Gleichmäßigkeit der Trocknung
ist hergestellt. Der Hopfen wird auf einer Horde gleichmäßig getrocknet (Einhordendarre).
Von
dem in der Heizkammer aufgestellten Ofen gehen die Heizgase in.-den Sammelkasten
8 (Abb. 1 und 2), durchströmen mit großer Geschwindigkeit die Taschen 11, treten
in den Sammelkasten 9 ein, strömen mit großer Geschwindigkeit durch die Taschen
12, kommen dann in den Sammelkasten 10, ziehen durch das Rohr 17 in das Saugrohr
des Sauglüfters und gehen- mit der Feuchtluft über den Sauglüfter ins Freie. Die
-Luft tritt durch die Öffnungen 7 in die Trockenkammer ein, strömt mit großer Geschwindigkeit
senkrecht von oben nach unten durch die zwischen den einzelnen Taschen frei gelassenen
Räume, bespült die Außenwände der Taschen. Nach Verlassen des Lufterhitzers wird
die Geschwindigkeit der erwärmten Luft in den. Leitvorrichtungen 13, 15 (Diffusor)
in Druck umgesetzt, strömt dann mit mäßiger Geschwindigkeit durch die Kanäle zwischen
den Leitblechen 14, 16, wobei sie umgeschichtet und gleichmäßig temperiert in waagerechter
Richtung in die Trockenkammer geleitet wird, steigt dann senkrecht aufwärts zur
Luftverteilungsvorrichtung nach Patent 868885, durch den ruhenden Rahmen
n, den bewegten Rahmen k und strömt aus den Düsen s mit einer Geschwindigkeit, die
größer als die Schwebegeschwindigkeit des Hopfens ist, senkrecht durch die Horde
b. Die Horde ist auf Schienen 40 fahrbar. An den Seiten der Trockenkammer sind durch
Türen verschließbare Öffnungen vorgesehen, durch welche einerseits die Horde mit
Feuchthopfen eingeschoben und gleichzeitig die Horde mit dem getrockneten Hopfen
auf der gegenüberliegenden Seite aus der Darre herausgedrückt wird. Der Gegenstand
der Erfindung unterscheidet sich vom Gegenstand des Hauptpatentes durch den festen
Einsbau der Luftve:rteilungsvorrichtung in der Trockenkammer im Gegensatz zur fahrbaren
Ausgestaltung nach dem Hauptpatent, weiters durch eine selbsttätige Vorrichtung
für die stetige Erhöhung der Drehzahl des Schwingungserregers für die bewegten Düsen,
und einen besonders ausgestalteten Lufterhitzer für große Strömungsgeschwindigkeit
der Heizgase und Luft. Der Einbau der Vorrichtung für die stetige Erhöhung der Drehzahl
des Schwingungserregers ist insofern eine Verbesserung und Ausgestaltung des Hauptpatents,
als `hierdurch eine weitgehende Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit der Luft in
den Düsen ermöglicht ist. Hierdurch wird der Wärmeübergang von der Trockenluft auf
den Hopfen erhöht, die Feuchtluft wird hoch gesättigt, demnach bessere Wärmeausnützung,
geringerer Brennstoffverbrauch, die benötigte Luftmenge des Ventilators herabgesetzt
und ein kleinerer Ventilator verwendet: Durch die periodischen Auf- und Abwärtsbewegungen
der Dolden findet eine ständige Umschichtung - statt, bei welcher die feuchten Dolden
nach unten, die trockenen nach oben kommen und der Hopfen auf nur einer Horde gleichmäßig
getrocknet wird, gegenüber drei Horden beim Hauptpatent. Durch den festen Einbau
der Luftverteilungsvorrichtung entfällt die Fahrv orrichtung, die Bedienung der
Darre wird vereinfacht. Der Lufterhitzer liefert, bei kleinen Heizflächen, die bei
der hohen Stundenleistung der Darre benötigten großen Wärmemengen und ist eine Ausgestaltung
des Hauptpatents.
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Die Wirkungsweise der Darre ist, bis auf die beim Hordenwechsel durchzuführenden
Arbeiten selbsttätig. Die Inbetriebsetzung geschieht in folgender Reihenfolge: Einschalten
des Sauglüfters und des Elektromotors in der Trockenkammer; Anzünden des Brennmaterials.
Durch den mit voller Stärke einsetzenden künstlichen Saugzug ist die Darre nach
kurzer Zeit betriebsbereit.
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Einschalten der Kupplung 67 von Hand aus. Nach Ablauf der Trocknungszeit
wird die Kupplung 67 selbsttätig ausgeschaltet. Beim nun folgenden Hordenwechsel
sind Handarbeiten in folgenden Reihenfolge zu leisten: Verstellung des Regulierwiderstandes
'des Sauglüftermotors zur Herabsetzung der Drehzahl, Öffnen der Türen, Ein- und
Ausschub der Horde, Schließen der Türen, Einschalten der Kupplung 67, von Hand aus,
Zurückstellung des Regulierwiderstandes auf volle Drehzahl.
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Die Welle 30 des Schwingungserregers (Abb. 2) wird durch den Wechselumformer
mit den Kegeltrommeln 24, 29 angetrieben. Auf der Welle der Kegeltrommel 24 ist
die Schnecke des Schneckengetriebes 31 aufgekei.lt. Mit der Welle des unter'' der
Schnecke liegenden Schneckenrades ist durch die selbsttätig ausrückb-are Kupplung
67 die Welle 32 perbunden, von welcher die neue Vorrichtung durch ein Kegelräderpaar
angetrieben ist. Die selbsttätige Vöarichtung für die stetige Erhöhung der Drehzahl
des Schwingungserregers ist mit allen Bestandteilen ;in einem aus Blechen geschweißten
Kasten (Öltrog) 25 eingebaut (Abb. 1 bis 8).
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Abb. 1 und 2 stellen eine übersieht über die Gesamteinrichtung der
Darre im Längsschnitt und Grundriß dar; Abb-. 3 stellt den Schnitt P-Q, Abb. 4 den
Längenschnitt EFGHNO, Abb. 5 den Querschnitt 1-K, Abb: 6 den Querschnitt L-M, Abb.
7 und 8 die Schlittenstellung beim Beginn und Ende des Vorschubes dar.
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Die Vorrichtung für die stetige Erhöhung der Drehzahl des Schwingungserregers
besteht aus dem Schlit= ten 26 (Abb. 2), der von zwei Säulen getragen wind (Abb.4
und 5), an deren unteren Enden der Führungsschuh angeschraubt und in einer am Boden
des Öltroges ausgebildeten Flachführung verschiebbar ist. Auf dem oberen Ende der
Säulen sind die Achsen für die mit zwei Kugelquerlagern und einem Kugellängslager
abgestützen Rollen befestigt, welche dieRiemengabel bilden. An den Querwänden des
Kastens sind gelagert, mit ihren Mittelachsen in der" oberen Schlittenebene liegend
(Abb. 5), die mit .Z-winde ausgerüstete Leitspindel 27 für den langsän Vorschub
des Schlittens während der Trocknung Ünd die genutete Zugspinde128 mit Zapfenfeder
in dem zwischen zwei Lagern am Schlitten angeordneten Schraubenrad 62, darunter
in einer zylindrischen Ausbohrung des Schlittens das zweite Schraubenrad 63, welches
an einem an der Mitte der Verschlußplatte164 eingeschraubten Zapfen ausgesteckt
ist. Der rasche Rücklauf des Schlittens wird durch das Schraubenräderpaar 62, 63
und durch die eingeschaltete Zugspindel bewirkt. Die halbe Mütterschale 44 (Abb,
3, 4, 5) ist in einer Ausnehmung des Schlittens unterhalb, der Leitspindel gelagert,
nach unten als Hohlzylinder verlängert, mit dem sie in einer Ausbohrung des Schlittens
in senkrechter Richtung zur Leitspindel geführt und verschiebbar ist. Im Führungszylinder
ist die Anpreßfeder 45 eingelegt, deren uri= te,res Ende durch den im Hohlzylinder
verschiebbaren Federteller 46 abgestützt ist, die im gespannten Zustande die halbe
Mutterschale an die Leitspindel andrückt. Neben dem Führungszylinder ist auf der
Sperrwerkwelle 48 an der Seitenwand des Schlittehs das Sperrad 49 aufgekeilt, die
zu-gehörige Klinke, als doppelarmiger Hebel ausgebildet, durch eine Feder in
eingerückter
Stellung gehalten, trägt am zweiten Ende die Rolle 50. Auf der Sperrwerkwelle ist
weiter ein Hebel aufgekeilt, der mit seinem geschlitzten Ende einen an dem verlängerten
Federteller befestigten Zapfen umgreift und die Koppelung des Federtellers mit dem
Sperrwerk herstellt. Auf die obere Seite der halben Mutterschale drücken zwei schwächere
Federn (Abdruckfedern), die mit ihren oberen Enden gegen einen durch Schraubenbolzen
über der Leitspindel festgehaltenen Steg abgestützt sind und zusammen mit dem Gewicht
der halben Mutterschale deren Abwärtsbewegung bei der Ausschaltung der Vorschubbewegung
bewirken. Anschließend an den Kasten 25 (Abb. 4) ist hängend ein Kasten für die-
Aufnahme des Trieb- und Schaltwerkes der Leit- und Zugspindel angebaut. Oberhalb
der beiden Spindeln ist die Welle 65 gelagert (Abb.4 und 6), auf der eine Gleitfeder
festgeschraubt ist, durch welche die auf der Welle aufgeschobene Hülse 34 mit ihren
Zahnkränzen 35 und 36 mitgedreht wird. Die Hülse 34 wird mit dem Schalthebel 38
(Abb. 3 und 6), wenn er nicht gesperrt ist, verschoben. Der Schalthebel ist mit
einem Zahnsperrwerk gekuppelt, bestehend aus dem Sperrad 39 mit Klinke 40. Durch
die Rückführungsstange 43 ist der Schalthebel mit dem an der Kastenwand drehbar
befestigten Winkelhebel 66 verbunden, der am zweiten Ende eine Rolle trägt. Weiter
ist am Schalthebel die Schaltfeder 41 befestigt. In der in Abb. 3 gezeichneten Lage
ist der Schalthebel gesperrt. Die Anpreßfeder 37 drückt die Hülse 34 gegen das Stützlager,
der Zahnkranz 35 arbeitet mit dem auf der Leitspindel aufgekeilten Zahnrad 60 zusammen,
der Schlitten wird langsam vorgeschoben.
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Ist die Trocknungszeit abgelaufen, kommt die Rolle 50 des Sperrwerkes
der Mutterschale mit dem an der Wand des Kastens befestigten Kurvennocken 51 zur
Berührung, die Klinke wird aus den Zähnen des Sperrades 49 herausgedreht, der Federteller
46 fällt herab, bis die an seinem Ende befestigte Rolle 47 auf die am Kasten befestigte
Schiene 52 auftrifft. Die halbe Mutterschale fällt herab, der Schlitten kommt zum
Stillstand. Die Fallbewegung des Federtellers wird durch ein Koppelgetriebe (Abb.
7 und 8) in eine waagerechte Bewegung des Kurvennockens 57 (Abb.3, 7 und 8) umgewandelt,
durch welchen die Klinke des Sperrwerkes für den Schalthebe138 ausgelöst wird. Zurr
Übertragung der Fallbewegung des Federtellers ist an diesem die zur Schlittenbewegung
senkrecht stehende Stange53 (Abb.5) befestigt, mit der die senkrecht stehende Stange
54 (Abb. 7) starr verbunden ist. Am oberen Ende der Stange 54 ist die koppel56 angelenkt
(Abb.7 und 8), das zweite Ende der Koppel mit der Stange 55 gelenkig verbunden,
die in der am Schlitten angebrachten Führung 59 waagerecht verschiebbar ist und
am Ende den Kurvennocken 57 trägt. In Abb. 7 ist der Koppeltrieb bei eingerückter,
in Abb. 8 bei ausgerückter halber Mutterschale gezeichnet. Am Ende der Vorschubbewegung
erreicht der Kurvennocken 57 die in Abb. 3 strichpunktiert angedeutete Lage, in
welcher der Kurvennocken die Rolle der Klinke 40 berührt. Durch die Fallbewegung
des Federtellers 46 und den Koppeltrieb (Abb. 8) wird der Kurvennocken 57 weiter
vorgetrieben und das Sperrwerk des Schalthebels 38 ausgelöst, die Schaltfeder 41
dreht den Sc'halt'hebel und verschiebt die Hülse 34, die Zahnräder für die Leitspindel
35 und 60 werden ausgeschaltet, die Zahnräder für die Zugspindel 36 und 61 kommen
in Eingriff, der Rücklauf des Schlittens wird jedoch noch verhindert, indem die
Kupplung 67 selbsttätig ausgeschaltet wird, wodurch die Antriebswelle 32 des Schlittens
und alle Schlittenbewegungen zum Stillstand kommen. Die Kupplung 67 wird während
des Schlittenvorschubes durch eine Anpreßfeder in eingerückter Stellung gehalten,
der Schalthebel der Kupplung ist dabei durch ein Zahnsperrwerk (in der Zeichnung
nicht angegeben) gesperrt, das Sperrwerk wird selbsttätig ausgelöst in gleicher
Weise wie für den Schältiiebe138. Jetzt wird der Hordenwechsel durchgeführt. Nach
Wiedereinschalten der Kupplung von Hand aus beginnt der Rücklauf des Schlittens.
Während des Rücklaufes wird der Federteller 46 durch den Kurventrieb, bestehend
aus der Rolle 47 und dem auf Schiene befestigten Kurvennocken 58, gehoben (Abb.
4), die Anpreßfeder 45 gespannt und die halbe Mutterschale an die Leitspindel angedrückt.
Kurz vor dem Ende des Rücklaufes trifft die Rolle des Winkelhebels 66, der jetzt
die durch die Kreisbögen angedeutete Lage einnimmt, auf den am Schlitten befestigten
Kurvennocken 42, welcher bei, der Weiterbewegung des Schlittens den Winkelhebel
in seine frühere Lage zurückdreht, die Rückführungsstange 43 den Schallhebel 38
in die Sperrstellung zurückführt, und die Anpreßfeder 37 die Hülse 34 gegen das
Stützlager treibt und damit die Leitspindel für den nächsten Vorschub einschaltet.
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Der rauchgasbeheizte Lufterhitzer ist für die Anwendung hoher Geschwindigkeit
(20 m/s) der Heizgase und der Luft ausgestaltet. Die Luftgeschwindigkeit ist etwas
niedriger gewählt, um der Luft einen kleinen statischen Überdruck gegen die Heizgase
zu belassen, hiermit bleibt die Feuersicherheit auch im Falle von Undichtheiten
gewahrt. Das Element der Heizfläche, die Tasche 11 und 12 (Abb. 1), besteht aus
zwei ebenen, parallelen Seitenwänden aus hitze#-beständigem Spezialstahl von .trapezförmiger
Gestalt, die senkrecht mit geringem Abstand von einander angeordnet sind, oben durch
einen waagerechten, 18, unten durch einen schräg gestellten prismatischen Stahlstab
19 distanziert und abgeschlossen und durch Zusammenschweißen miteinander verbunden.
Die Taschen haben einen langgestreckten rechteckigen Ouerschnitt mit sehr kurzer
waagerechter und langer senkrechter Seite. Im Innaren der Taschen sind Streifen
20 an der Seitenwand durch Anschweißen befestigt, um ein Eindrücken durch Wärmespannungen
zu verhindern. Die Heizgase strömen waagerecht durch die Taschen, die Luft geht
senkrecht von oben nach unten durch den zwischen je zwei Taschen frei gelassenen
Raum und bespült die Außenwände der Taschen. Die Heizfläche des Lufterhitzers ist
in zwei Teile (Gruppen) verteilt. Die Taschen der ersten Gruppe sind mit ihren Enden
an die Sammelkästen 8 und 9 angeschweißt und sind von den vom Ofen kommenden heißen
Gasen durchströmt, die mit etwa 500° die Taschen verlassen und in den Sammelkasten
9 eintreten. Durch die Taschen der ersten Gruppe gehen Dreiviertel der gesamten
Wärmelieferung, die Taschenzahl ist doppelt so groß wie in der zweiten Gruppe. Die
Abstände zwischen den Taschen sind in der ersten Gruppe verhältnismäßig groß, da.
Dreiviertel der vom Sauglüfter geförderten Luftmenge durchströmen. Die Taschen der
zweiten Gruppe sind an die Sammelkästen 9 und 10 angeschweißt, sie haben kleinere
Abstände. Durch das Rohr 17 gehen die Rauchgase in das Saugrohr des Sauglüfters,
von dem sie, mit der Feuchtluft gemischt, ins Freie gefördert werden. Die Luft tritt
einmal durch die Öffnung 7 an der Stirnseite der Heizkammer ein, umspült den Ofen,
vereinigt sich mit der durch die
Öffnungen 7 an den Seitenwänden
eintretenden und geht dann mit großer Geschwindigkeit durch die Räume zwischen den
Taschen.
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Nach Verlassen des Lufterhitzers kommt die erwärmte Luft in Leitvorrichtungen
13, 15, bestehend aus Leitblechen, deren Kanten parallel mit der Eintrittskante
in den Lufterhitzer gestellt sind. Durch zunehmende Querschnitte der Kanäle zwischen
den Leitblechen wird die große Luftgeschwindigkeit in Druck umgesetzt (Diffusor).
An die Leitvorrichtung 13, 15 schließen die Leitbleche 14, 16 an, deren Eintrittskanten
senkrecht zu den Kanten der Leitvorrichtung stehen und die den Luftstrom zerteilen,
umschichten und gleichmäßige Temperaturverteilung herstellen.
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Für die Beurteilung der praktischen Anwendung sind zunächst die baulichen
Vorteile zu berücksichtigen, die sich aus der Anwendung hoher Strömungsgeschwindigkeit
für Luft und Gas und des künstlichen Zuges ergeben, nämlich kleine Hordenfläche,
kleine Abmessungen der Trockenkammer, kleine Lufterhitzerheizflächen, geringer Platzbedarf,
große Stundenleistung und geringer Brennstoffverbrauch. Dem Hopfenproduzenten bietet
die Darre infolge ihrer großen Leistung und gleichmäßigen Trocknung die Möglichkeit,
den Hopfen baldmöglichst nach dem Abpflücken rasch zu trocknen und so, bei Vermeidung
längeren Lagerns des Feuchthopfens, seine natürliche Qualitätseigenschaften bezüglich
Farbe und Lupulin unversehrt und ungemindert zu erhalten. Die Darre kann, ohne wesentliche
Änderung, für Getreidetrocknung unter Berücksichtigung des anderen spezifischen
Gewichtes und Feuchtigkeitsgehaltes mit den entsprechenden Abmessungen angepaßt
und eingerichtet werden.