PROCESS AND APPARATUS FOR REGULATING A DYNAMIC DRYER

Abstract: 1. Method for controlling a dynamic drier, based on measurements of the temperature of a heat-carrying fluid, characterized in that it consists in recording, close to the moving material (5) and in two given parts (A, B) of the drier, the two differences (DELTA TA, DELTA TB) between on the one hand, the temperature of the heat-carrying fluid (T7 , T9 ) before this comes into contact with the material (5) in said two parts and, on the other hand, the temperatures (T6 , T8 ) after said fluid has come into contact with the material (5) in said two parts, and in that the moving speed of the material (5) inside the drier is varied so that the ratio (DELTA TB / DELTA TA ) between the two differences thus recorded is kept approximately constant and is equal to a preset value (C).

Description: PROCEDE ET DISPOSITIF DE REGULATION D'UN SECHOIR DYNAMIQUE L'invention concerne le séchage d'une matière défilant en continu à travers une enceinte alimentée par un fluide chaud, que l'on appelle ra ci-après séchoir dynamique. Elle concerne plus particulièrement la régulation de la vitesse de défilement de la matiere en fonction de 1' état de siccité dans lequel elle se trouve. Elle s'applique à toute matière, notamment aux matières textiles se présentant sous forme de tis su. Les séchoirs dynamiques doivent transformer une matière entrante à l'état humide en une matière sortante à un taux d'humidité qui soit le plus proche possible du taux de reprise naturelle de ladite matière en effet, il est inutile de porter la matière à un état de siccité trop poussé dans la mesure où au stockage la matière va retrouver un certain taux d'humidité qui est son taux de reprise. Par ailleurs les séchoirs dynamiques consomment beaucoup d'énergie ; il importe donc d'optimiser les paramètres de fonctionnement du séchoir pour minimiser la quantité d'énergie consommée en tenant compte de la matière à traiter : c'est le but de la régulation. On connaît divers types de régulation de séchoir dynamique. Ils sont basés sur l'humidité du fluide caloporteur, sur l'humidité de la matière ou sur la température du fluide caloporteur. Dans ce dernier cas, il est également connu que le fluide caloporteur présente une différence de température avant qu'il n'entre en contact avec la matière a sécher et après qu'il soit entré en contact avec la matière. La valeur de cette différence de température, que l'on appellera ci-après ss T, caractérise l'évolution du séchage le long du séchoir dynamique. Elle est importante en début de séchage, pour devenir nulle lorsque la matière est totalement sèche. La courbe représentée à la figure 1 illustre l'évolution du ss T en fonction de la place occupée par la matière dans le séchoir. Or on a trouvé un procédé de régulation d'un séchoir dynamique, simple à mettre en oeuvre, efficace et précise basé sur l'évolution de cet te différence de température ss T le long du séchage. Ce procédé, objet de l'invention, est caractérisé en ce que on relève, près de la matière qui défile et en deux emplacements donnés du séchoir, la différence entre les températures du fluide caloporteur d'une part avant qutil n'entre en contact avec la matière et d'autre part après qu'il soit entré en contact avec la matière, et en ce qu'on fait varier la vitesse de défilement de la matière dans le séchoir de telle sorte que le rapport entre les deux différences ainsi relevées soit maintenu approximativement constant et égal à une valeur prédéterminée. En effet on a découvert que, pour chaque paire d'emplacements donnés du séchoir et pour une matière à sécher donnée, il existe une relation de proportionalité entre les différences de température relevées de telle sorte que la matière sortant du séchoir est à son taux de reprise naturelle. Ainsi la constante de proportionnalité est fonction de la situation des deux emplacements donnés à l'intérieur du séchoir. Avantageusement l'un des emplacements sera dans la première moitié du séchoir, tandis que l'autre sera à proximité de la sortie du séchoir. Selon le procédé de l'invention, on diminue la vitesse de défilement de la matière lorsque le rapport entre les deux différences de températures est sensiblement supérieur à la valeur constante prédéterminée, et on augmente la vitesse de défilement dans le cas contraire. Préférentiellement on effectue des séries de relevés et on fait varier corrélativement la vitesse de défilement du séchoir, conformément au procédé de l'invention, en respectant des intervalles de temps suffisants pour que l'équilibre de séchage soit atteint. Par exemple, pour effectuer un nouveau relevé, on attend que toute la matière qui était présente dans le séchoir lors du relevé précédent en soit sortie. La notion d'emplacement doit être prise dans un sens large. Ainsi le relevé dont il s'agit peut être la valeur moyenne de plusieurs mesures faites en des points relativement rapprochés d'un même emplacement ; ceci permet de ne tenir compte que des réelles variations de températures, et non de variations instantanées dues à une perturbation localisée du fonctionnement du séchoir. C'est un autre objet de l'invention que de proposer un dispositif spécialement conçu pour mettre en oeuvre le procédé de régulation précité. Ce dispositif est caractérisé en ce qu'il comporte des moyens, placés en deux emplacements donnés du séchoir, pour mesurer la différence entre les tenipératures du fluide caloporteur d'une part avant qu'il n'entre en contact avec la matière et d'autre part après qu' il soit entré en contact avec la matière, des moyens pour calculer le rapport entre les deux différences de températures ainsi mesurées, comparer ledit rapport à une valeur prédéterminée, et diminuer la vitesse de défilement du séchoir si le rapport calculé est sensiblement supérieur à la valeur prédéterminée et l'augmenter dans le cas contraire. Les moyens pour mesurer, en chaque emplacement donné, la difference des températures du fluide caloporteur consistent en deux thermocouples placés l'un à proximité immédiate de la matière à sécher qui mesure préférentiellement la température du fluide après qu'il soit entré en contact avec la matière, et l'autre plus proche de l'alimentation en fluide qui mesure préférentiellement la température du fluide avant qu'il n'entre en contact avec la matière. Il peut également s'agir de plusieurs jeux de deux thermocouples du même type, lesdits jeux étant situés dans le même emplacement du séchoir mais en des points différents de manière à atténuer les variations de température localisées et instantanées. Les moyens pour calculer le rapport entre les deux différences de températures ainsi mesurées, pour le comparer à la valeur prédéterminée et pour faire varier la vitesse du séchoir consistent en un calculateur informatique, programmé pour réaliser ces opérations et pour actionner les mécanismes moteurs de défilement de la matière dans le séchoir dans le cas où le rapport calculé diffère sensiblement de la valeur prédéterminée. Dans le cas de plusieurs jeux de deux thermocouples pour chaque emplacement donné, le calculateur est programmé pour calculer dans un premier temps la valeur moyenne des différences de températures'mesu- rées, et c'est cette valeur moyenne qui sert de base au calcul du rapport précité. Préférentiellement les dispositifs moteurs, lorsqu'ils sont ac tionnés par le calculateur font varier la vitesse de défilement de la matière à sécher de telle sorte que la nouvelle vitesse¯(Vn) soit égale à V = V (1 + N.DS) n n-1 où Vn I ést la vitesse précédente, DS est égal à la différence entre CTA ta et bTB ou C est la valeur prédéterminée du rapport entre les différences de températures, pour les deux emplacements et la matière donnés. N est une constante, qui est choisie de préférence entre 0,05 et 0,1 , en fonction de la sensibilité de régulation souhaitée. L'invention sera mieux comprise à l'aide de l'exemple décrit ciaprès d'une régulation d'une rame sécheuse de tissu, illustré par les dessins annexés, dans laquelle la figure 1 représente la courbe d'évolution du ZUT en fonction de la place occupée par le tissu dans la rame. La figure 2 est une représentation schématique de la rame. La rame sécheuse 1, connue sous la marque COMPACTAIR, est composée de trois compartiments de séchage 2, 3 et 4, dans lesquels le fluide caloporteur est de l'air chaud produit dans une chambre de combustion au gaz non représentée. L'air chaud est envoyé sur le tissu 5 qui défile horizontalement dans la rame à une température de l'ordre de 100 à 200 OC ; au contact de l'air chaud, de l'eau contenue dans le tissu s'évapore et charge de vapeur l'air qui est de ce fait refroidi et qui est extrait de la rame. Un premier jeu de deux thermocouples 6 et 7 est placé sur un premier emplacement A dans le premier compartiment 2, a proximité de la sortie de ce premier compartiment. Un second jeu de deux thermocouples 8 et 9 est placé en un second emplacement B dans le dernier compartiment 4 entre le milieu et la sortie dudit compartiment. Les thermocouples 6 et 8 sont placés à proximité immédiate du tissu et mesurent préférentiellement les températures de l'air après qu'il ait frappé le tissu ; les thermocouples 7 et 9 sont plus proches de l'alimentation en air chaud et mesurent préférentiellement les températures de l'air avant qutil ne frappe le tissu. Chacun des deux jeux de deux thermocouples est relié au calculateur informatique 10, qui est lui-même relié aux moyens moteurs il de défilement du tissu 5 dans la rame 1. Pour un tissu en coton de 250 g/m2, on a déterminé que, pour que le tissu sorte de la rame à son taux de reprise naturelle qui est de 7,8 Z, il faut que le rapport entre la différence des températures mesurées par les thermocouples 6 et 7 et cellé des températures mesurées par les thermocouples 8 et 9 soit égal-à 0,6. Le fonctionnement de la régulation de la rame est le suivant. A un instant donné to, tous les thermocouples effectuent une mesure de température et transmettent l'information au caîc-ulateur 10, celui-ci effectue les calculs suivants : soit T6, T7, T8 et Tg les températures relevées respectivement par les thermocouples 6, 7, 8 et 9, le calcu lateur calcule d'abord la différence de température n TA l'emplace- ment A qui est égale à (T7 - T6) et la différence de températureOTB à ltemplace- ment B qui est égale a (Tg - T8). Le calculateur calcule ensuite le rapport b TB /TA et compare ce rapport à la valeur prédéterminée 0,6. I1 faut que le rapport #TB/TA soit maintenu approximativement constant et égal à 0,6. Dans la pratique on n'effectue la régulation que lorsque le rapport #TB/#TA s'écarte d'une plage donnée autour de la valeur o,6, par exemple 0,6 plus ou moins 0,04 : ainsi si # TB/# TA mesuré à l'instant T est supérieur à 0,64, le calculateur 10 déclen o chera automatiquement une décélération des moyens moteurs 11 de défile ment du tissu 5, la vitesse du tissu dans la rame diminuera dans certaines proportions, la quantité d'eau à évaporer pour le même débit d' air chaud diminuera., la capacité de séchage sera augmentée et le rapl port a TB/h TA tendra à revenir vers la valeur déterminée 0,6. La variation de vitesse est fixée en fonction de l'écart constaté, par 1' équation suivante V = V I (1 - 0,08 DS) n n-I dans laquelle V est la nouvelle vitesse fixée par le calculateur, n v n - 1 est la vitesse précédente et DS est égal à la différence entre 0,6 #TA etT . I1 faut bien sur qu un temps suf A B fisant s'écoule entre deux series de mesures pour que, la nouvelle vitesse étant établie, les conditions de séchage se stabilisent ; aussi les mesures suivantes ne sont effectuées qu'à un temps t1 = to + L où V L est la longueur de la rame, de manière à ce que le tissu pre- n sent dans la rame au moment t en soit totalement sorti au moment t1. o Si le rapport T B TA avait été, à l'instant t , inférieur à 0,56, A le calculateur 10 aurait déclenché automatiquement une accélération des moyens moteurs 11, de telle sorte que, la quantité d'eau à évaporer pour le meme débit d'air chaud augmentant, le rapport #B/E TA tende à revenir vers la valeur déterminée 0,6. Si par contre le rapport # TB/#TA avait eu une valeur comprise dans la plage de 0,56 à 0,64, le calculateur n'aurait déclenché aucune variation de la vitesse de défilement du tissu et aurait attendu le temps tl pour effectuer une nouvelle série de mesures. La plage de valeurs retenues, de 0,56 à 0, 64 dans l'exemple décrit, est fixée de façon suffisamment large pour qu'il n'y ait pas constamment variation de la vitesse de défilement mais aussi de façon suffisamment étroite pour que le tissu sortant de la rame ne soit ni surséché, ce qui entraînerait une dépense énergétique excessive, ni mal séché, ce qui serait néfaste à la qualité du tissu. Le rapport constant de proportionalité est fonction des emplacements du séchoir où sont effectuées les mesures de température et également de la matière à sécher. Une fois que les emplacements sont déterminés, il revient à l'homme du métier de déterminer une fois pour toutes à l'aide de quelques mesures expérimentales la valeur de ce rapport correspondant à la matière qu'il veut traiter, et d'introduire cette valeur dans le calculateur en regard de la référence de la matière en question.

Claims: REVENDICATIONS 1. Procédé de régulation d'un séchoir dynamique caractérisé en ce qu' on relève, près de la matière qui défile et en deux emplacements donnés du séchoir, la différence entre les températures du fluide caloporteur d'une part avant qu'il n'entre en contact avec la matière et d'autre part après qu'il soit entré en contact avec la matière, et en ce qu'on fait varier la vitesse de défilement de la matière dans le séchoir de telle sorte que le rapport entre les deux différences ainsi relevées soit maintenu approximativement constant et égal à une valeur prédéterminée. 2. Procédé selon la revendication I caractérisé en ce qu'on fait varier la vitesse de défilement lorsque le rapport des différences relevées s 'écarte d'une plage donnée autour de la valeur prédéterminée. 3. Procédé selon la revendication 2 caractérisé en ce qu'on diminue la vitesse de défilement lorsque le rapport des différences relevées s'écarte audelà de la valeur supérieure de la plage et en ce qu'on augmente la vitesse de défilement lorsque le rapport des différences relevées s'écarte en-deça de la valeur inférieure de la plage. 4. Procédé selon l'une des revendications I à 3 caractérisé en ce que les deux emplacements donnés du séchoir où sont relevées les différences de température sont situés l'un dans la première moitié du séchoir et l'autre a proximité de la sortie du séchoir. 5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que deux relevés successifs de température sont séparés d'un intervalle de temps suffisant pour que toute la matière présente dans le séchoir lors du premier relevé en soit sortie lors du relevé suivant. 6. Dispositif de régulation d'un séchoir dynamique mis en oeuvre selon la revendication I caractérisé en ce qu'il comporte deux jeux de moyens (6, 7 et 8, 9), chacun étant placé en un emplacement donné du séchoir (1) pour mesurer la différence entre les températures du fluide caloporteur d'une part avant qu'il n'entre en contact avec la matière (5) et d'autre part après qu'il soit entré en contact avec la matière (5), des moyens (10) pour calculer le rapport entre les deux différences de températures ainsi mesurées, pour comparer ledit rapport à une valeur prédéterminée, et pour diminuer la vitesse de défilement du séchoir si le rapport calculé est sensiblement supérieur à la valeur prédéterminée et raugmenter dans le cas contraire. 7. Dispositif selon la revendication 5 caractérisé en ce que les moyens pour mesurer, en chaque emplacement donné, la différence des températures consistent en deux thermocouples (6, 7) placés l'un (6) à proximité immédiate de la matière à sécher (5) qui mesure préférentiellement la température du fluide après qu'il soit entré en contact avec la matière (5) et l'autre (7) plus proche de l'alimentation en fluide qui mesure préférentiellement la température du fluide avant qu'il n' entre en contact avec la matière (5). 8. Dispositif selon l'une des revendications 6 et 7 caractérisé en ce que les moyens pour calculer le rapport entre les deux différences de températures (b TBth TA) pour comparer ce rapport à la valeur prédé- terminée et pour faire varier la vitesse de défilement du séchoir corsis- tent en un calculateur informatique, programmé pour réaliser ces opérations et pour actionner les mécanismes moteurs (11) de défilement de la matière dans le séchoir dans le cas où le rapport ( TB/A TA) calculé diffère sensiblement de la valeur prédéterminée. 9. Dispositif selon la revendication 7 caractérisé en ce que le calculateur (10) n'actionne les mécanismes moteurs (11) que lorsque le rapport calculé (#TB/#TA) s'écarte d'une plage donnée autour de la valeur prédéterminée, de telle sorte que la vitesse de défilement de la matière diminue lorsque # TB/TA s'écarte au-delà de la valeur su périeure de la plage et que la vitesse augmentelorsque tiTB/iNTAs'écar- te en-deça de la valeur inférieure de la plage. 10. Dispositif selon la revendication 8 caractérisé en ce que les mécanismes moteurs (11) , lorsqu'ils sont actionnés par le calculateur (10), font varier la vitesse de défilement d'une valeur telle que : Vn = Vn - 1 (1 - N.DS), où Vn est la nouvelle vitesse , Vn - 1 la vitesse antérieure, N une constante et DS égal à la différence entre C x a T et A T , C étant A B la valeur prédéterminée du rapport des différences de températures pour les deux emplacements et la matière donnés. 11. Dispositif selon la revendication 10 caractérisé en ce que la- cons- tante N est comprise entre 0,05 et 0,1. 12. Dispositif selon l'une des revendications 6 à 11 caractérisé en ce que le calculateur (10) est programmé pour que deux relevés successifs de température soient séparés d'un intervalle de temps tel que (t1-to) = L, V où L est la longueur du séchoir et V la vitesse de défilement de matière dans le séchoir lors du relevé précédent.

Inventors: PERRIN, JEAN
Applicants: CENTRE TECHNIQUE INDUSTRIEL DIT:  INSTITUT TEXTILE DE FRANCE
Application year: 1984
Main classification: F26B25
IPC codes: F26B25, F26B13