Fahrbare Behandlungseinrichtung, insbesondere Brennofen
Die Rationalisierung in der Technik hat zur Schaffnng sogenannter Fliessbänder oder Taktstrassen gefiihrt, bei denen das Arbeits stüek an einer Reihe von Arbeitsplätzen vor beigefahren wird, entweder in kontinuier- lieliem oder in absatzweise unterbrochenem Rhythmus.
Die Erfindung besteht demgegenüber in einer fahrbaren Behandlungseinrieh tung, bei welcher wenigstens eine Behand lungsvorriehtung mit Transportmitteln ausgerüstet ist, welche Transportmittel dazu die nen, die Behandlungsvorrichtung zwecks Behandlung von Werkstüeken gegenüber diesen zu bewegen.
Die Behandlungsvorrichtung kann beispielsweise Werkzeuge, Vorrichtungen zum Formen, Färben, Trocknen oder zur Tempe raturbehandlung von Werkstücken, insbeson dere Werkstückreihen oder Werkstüekstapeln, umfassen, die auf einem Lager-oder Aufstel- lungsplatz liegen. Die Transportmittel sind vorzugsweise fahrbare Gestelle. Die Bewegung kann kontinuierlich oder sehrittweise in Arbeitsrichtung erfolgen.
Eine derartige Einrichtung gestattet nicht nur, Gerätesätze oder Arbeitsvorrichtungen zur Formung von Werkstücken in der bezeicl- neten Weise einzusetzen, sondern auch andere Behandlungsprozesse, wie z. B. Trocknen, Farbspritzen oder Brennprozesse, wie sie besonders in der keramischen Industrie er forderlich sind, durchzuführen. Die Vorrieh- tung kann z. B. ein fahrbarer Brennofen für keramisches Gut sein.
Die Vorteile einer über den versetzten Stapel von Ziegeln oder Backsteinen hinwegfahrenden Trocken-oder Brenneinriehtung bestehen darin, dass die Formlinge nicht in einen Ofen eingefahren imd aus diesem ausgefahren werden brauchen, sondern nach der Durchführung des Brennprozesses durch den über sie hinwegfahrenden Ofen direkt vom Stapel genommen und in den meisten Fällen sofort versehickt werden können.
Die Ausbildung eines für einen solchen Prozess geeigneten Brennofens stellt erhebliche Anforderungen an die Abdichtung des Ofens gegenüber dem feststehenden Stapel, an die Vorwärmung vor Beginn des Hauptbrandes und die Vermeidung einer zu raschen Abkühlung des Brenngutes. Ferner ergeben sich neuartige Probleme für die Ausbildung der Rost-und Ventilatoranlagen, die durch die Erfindung ebenfalls gelöst werden können.
Auf der Zeichnung sind Ausführungsbei- spiele der Erfindung dargestellt.
Fig. 1 zeigt schematisch eine Fertigungs- anlage zum Formen von plastischen Werkstükken. Die unbearbeiteten Werkstücke 1 sind auf einer feststehenden Bahn 2 angeordnet, und das Fertigungsgerät 3 ist auf Rollen 4 entlang dieser Bahn beweglich ; es trägt Pressstempel 5, die den Formlingen eine glatte Oberfläehe geben sollen. Die Vorschubbewegung des Gerätes 3 ist mit A bezeichnet.
Eine ähnliche Ausführungsform ist in Fig. 2 dargestellt, wo durch seit'lich angeordnete Stempel 6 eine Bearbeitung der Formlinge an den Seitenflächen erfolgt.
Fig. 3 zeigt eine Vorrichtung zum Trocknen von Ziegelsteinen 7, die auf einen Stapel gesetzt sind. Hier bewegt sich eine mit Ventilatoren versehene Trockenhaube 9 über den Stapel hinweg. Die Troeknung kann entweder durch Luftumwälzung oder durch erwärmte Luft erfolgen.
Fig. 4 zeigt einen haubenartigen, über einen Stapel hinwegfahrenden Brennofen 10, der mit Feuerung 11 und Ventilatoren 12 ausgerüstet ist.
Fig. 5 zeigt einen so'lchen Brennofen im Schnitt.
Eine Abschluss-und Heizhaube 10 überdeckt eine Ventilatoranlage 12 und eine Rostfeuerung 13. Der Brennofenwagen ist in drei Abteilungen aufgeteilt ; in der mittleren Abteilung befindet sich die Brennzone.
Nach Massgabe des Vorschubes des Wagens verlässt die Brennzone das Brenngut, und die von diesem abstrahlende Hitze kann in einer der Brennzone nachgeschalteten Haube aufge- fangen und einer der Brennzone vorgeschal- teten Vorwärmehaube zugeführt werden. In dieser Haube können die in der Brennzone nicht genügend ausgenutzten Abgase eingeblasen werden. Feuerraum, Kesselraum und Freiraum über der Standbahn 14 sind durch eine Hängedecke 15 gegen die Wagendecke abgeschlossen, die gegebenenfalls gekühlt werden kann. Für die seitliche Abdichtung nach aussen sind an der Unterseite des Ofenwagens Wände 16 vorgesehen, die sich über die gesamte Länge des Wagens erstrecken und in wassergefüllte Rinnen 1. 7 eintauchen.
Zur genauen Geradführung des Ofenwagens entlang dem Stapel sind an diesem Fahrwerke 18 angebracht, die auf Schienen 19 laufen. 20 sind die Schwellen. Der Zug für die Feuerung 13 wird durch den Ventilator 12 erzeugt. Zwei Seiten des Feuerungs- raumes sind durch Steingitterwände 21 abgeschlossen, durch deren Öffnungen die z. B. heisse Luft bzw. Abgase hindurchgeblasen werden. Diese Abgase gelangen in die auf der Zeichnung rechte Hälfte des Wagens und werden dort an Heizschlangen 22 vorbeigeführt, um das in diesen vorhandene Wasser zu verdampfen. Der Dampf kann zum Betrieb einer Dampfmaschine oder-turbine verwendet wer- den, die z. B. den Ofenwagen bewegt.
Bei der Ausbildung der Rostfeuerung tritt das Problem auf, senkrecht stehende Fläehen grösseren Ausmasses mit festen Brennstoffen gleichmässig zu erhitzen und dabei eine vollständige Verbrennung auch stark sehlaeken- bildender Brennstoffe zu erreichen.
Zu diesem Zweek können eine Anzahl von verhält- nismässig kleinen Rosten mit längs-oder querliegenden Roststäben übereinander angeordnet und diese Roste um waagreehte, zweek- mässig unter der Rostmitte liegende Achsen wendbar sein. Dureh eine derartige Anordnung wird erreicht, dass von Zeit zu Zeit die auf einem Rost liegende Brennstoffmenge auf den darunterliegenden Rost abgeleert wird, wobei die unverbrannten Brennstoffteile, die vorher auf dem einen Rost oben lagen, auf den darunterliegenden Rost fallen und nunmehr infolge des unmittelbaren Luftzutrittes als erste verbrannt werden.
Um ferner zu verhindern, dass Teile des Brennstoffes beim Wenden der Roste an diesen haften bleiben, bestehen die Roste aus zwei Gruppen gegen seitig versehiebbarer Roststäbe, die durch Rüttelvorrichtungen bewegt werden können.
In Fig. 6 ist eine Feuerung mit vier über- einanderliegenden Rosten 23, 24, 25,26 dargestellt, die sich vor einer senkreehten Fläehe 27 grosseren Ausmasses befinden. Alle Roste sind mit waagrecht liegenden Wendeaehsen 28 versehen, welche ein Wenden der ebenen Roste um 180 bzw. 360 ermöglichen. Die Roststäbe liegen hier parallel zur Wendeaehse ; sie können aber auch quer zu dieser oder unter einem bestimmten Winkel angeordnet sein.
Die Luft tritt von links ein und nach Durch- streiehung des auf den Rosten liegenden Brennstoffes 29 rechts aus, wie mit gestrichel- ten Linien dargestellt ist. Man erkennt, dass die senkrechte Flache 27 relativ gleiehmässig erhitzt wird. Beim Wenden der Roste 23-26 fällt der Brennstoff auf den darunter liegenden Rost, wobei jeweils die obern noch nicht verbrannten Schichten des obern Rostes die unterste Schicht auf dem untern Rost bilden.
Bei der Ausführung nach Fig. 7 sind die Roststäbe 30 treppenförmig ausgebildet, was insbesondere für die Verfeuerung von feinstüekigen Brennstoffen vorteilhaft ist. Der untere Rost 26 ist als durehfallfreier Rost ausgebildet.
Um etwa festgebackene Brennstoffe vom Rost zu losen, sind gemäss Fig. 8 die Roste aus zwei ineinandergreif enden Teilen 31 und 32 zusammengesetzt, die sich bei Wendung des Rostes durch einen in eine Schrägnute 33 des Wendeachszapfens 28'eingreifenden Stift 34 gegeneinander versehieben.
Fig. 9 zeigt die gleiche Ausbildung des Rostes, jedoeh mit angebauter Rütteleinrieh- tune 35 an dem Wendeaehszapfen 28'.
Die Beherrsehung des Temperaturzustan- des von Ventilatoren, die in der Nähe eines Feuerraumes, z. B. bei Anordnung in einem Ofen gemäss Fig. 5, laufen, ist äusserst schwie- rig. sind schon Versuche mit Kühlungen für solche Ventilatoren angestellt worden. Die N-orgeschlagenen Plüssigkeitskühlungen bedingen jedoeh verwickelte Konstruktionen, weil das Kühlmittel sowohl stehende als auch bewegliche Teile kühlen muss. Es ist deshalb eine Ventilatorkühlung mit Luft als Kühl- mittel vorgesehen, wobei die Luft durch Öff- nungen der Ventilatorfliigel oder durch die Nabeaustritt.
In den Fig. 10 und 11 ist die Hohlwelle 36 eines Ventilators 12 drehbar in einem Durehbrueh der Gehäusewand des fahrbaren Brennofens gemäss Fig. 5 gelagert. Der Luftstrom 37 tritt'entweder unter der Wirkung einer Pumpvorrichtung oder unter der Wirkung der in den hohlen Ventilatorflügeln auftretenden, einen Sog verursachenden Zentrifugalkräfte durch die Hohlwelle hindurch und strömt durch Öffnungen 38 der Flügel aus.
Es können ferner öffnungen in der Nabe vorgesehen werden, um die Kühlwirkung nach Massgabe der Erfordernisse über den gesamten Ventilator zu verteilen, oder auch zu dem Zweck, um bestimmte Teile, die besonders stark erhitzt werden, stärker zu kühlen als andere Teile.
In den meisten Fällen wird auf eine Vorpressung der Luft verzichtet werden können, da die hohlen Ventilatorfliigel auf den Luftstrom die gleiche Wirkung ausüben wie bei den bekannten Kreiselverdichtern, die Hohlwelle 36 übernimmt hierbei die Funktion des Ansaugrohres.
Es ist bekannt, dass keramische Erzeugnisse als rohe Formlinge in einem Erstbrand vorgebrannt werden, um dann beispielsweise nach Aufbringung einer Glasur in einem Zweitbrand in einem andern Ofen, gegebenenfalls auch nach einem andern Brennverfahren, fertiggebrannt zu werden. Die Erzielung der ge wünschten Qualität keramischer Erzeugnisse ist bei den bisher bekannten Verfahren sehr oft dadurch erschwert, dass aus Gründen der Wirtschaftlichheit ein grosskeramisches Erzeugnis nur mit Brennstoffen zweiter Güte- klasse gebrannt werden kann, während für den Garbrand Brennstoffe erster Güteklasse verwendet werden müssen. In dem Brennofen, der in Fig. 12 in einem Horizontalschnitt gezeigt ist, sind zwei Brennzonen hintereinander angeordnet.
Die Zone 38, die als Vorbrennzone bezeichnet werden kann, wird mit Brennstoffen zweiter Sorte beschickt, während in der Garbrandzone 39 Brennstoffe erster Sorte verwendet werden. Es ist weiterhin ersichtlich, wie der Feuerzug in seiner Richtung umgeleitet wird, so dass das Brenngut eine gleichmässige Erhitzung erfährt. Die Verbrennungsluft wird beim Einlass B eingesogen, durch Ventilatoren 12 beschleunigt und tritt durch die Abkühlungszone 40, wobei sie durch die noch heissen Stapelteile hin durchstreicht und sich hierbei erwärmt. Von hier aus erfolgt die Weiterleitung mittels eines weiteren Ventilators in die Garbrandzone 39, von wo aus die nunmehr heissen Feuergase wieder über einen Ventilator in die Vorbrandzone eintreten.
Etwaige noch nicht verbrannte Brennstoffe gasförmiger Art werden hier zu sätzlich der Feuerung zugeführt. Von hier aus tritt der heisse Gasstrom in die Vorwärm- zone 41, um das gesetzte Brenngut auf die erforderliche Temperatur zu bringen. Der Austritt ins Freie erfolgt beim Durchlass C, wo nochmals durch einen Ventilator ein Un terdruck erzeugt und die Absaugung beschleunigt wird.
In Fig. 13 ist ein Querschnitt eines Ofens gemäss Fig. 12 gezeigt.
Da es nicht immer möglich ist, den Stapel 7 genau in einer Flucht zu setzen, was für eine ausreichende Abdichtung notwendig ist, sind in den Stapel 7 in gewissen Abständen, vorzugsweise in den Abständen entsprechend der Zoneneinstellung 38 bis 41, Blenden 42 eingesetzt, die eine genauere Anpassung an die Umrisse der Zonenabschlusswände 43 ermöglichen. In diesem Falle erfolgt der Vorschub des Brennofens nicht kontinuierlich, sondern stufenweise um jeweils einen Blendenabstand.
Mobile treatment device, in particular a kiln
The rationalization of technology has led to the creation of so-called assembly lines or cycle lines, in which the work piece is driven past a number of workstations, either in a continuous rhythm or in intermittent intervals.
In contrast, the invention consists in a mobile treatment device in which at least one treatment device is equipped with means of transport, which means of transport are used to move the treatment device for the purpose of treating workpieces.
The treatment device can include, for example, tools, devices for shaping, dyeing, drying or for temperature treatment of workpieces, in particular workpiece rows or workpiece stacks, which are located in a storage or installation location. The means of transport are preferably mobile racks. The movement can take place continuously or gradually in the working direction.
Such a device not only allows equipment sets or working devices to be used for shaping workpieces in the manner indicated, but also other treatment processes, such as e.g. B. drying, paint spraying or firing processes, as they are particularly necessary in the ceramic industry, to perform. The Vorrieh- can z. B. be a mobile kiln for ceramic goods.
The advantages of a drying or firing unit moving over the staggered stack of bricks or bricks are that the briquettes do not need to be moved into and out of an oven, but rather taken directly from the stack after the firing process has been carried out by the oven moving over them and in most cases can be shipped immediately.
The design of a furnace suitable for such a process places considerable demands on the sealing of the furnace from the stationary stack, on preheating before the start of the main firing and avoidance of too rapid cooling of the kiln. Furthermore, new problems arise for the design of the grate and fan systems, which can also be solved by the invention.
Exemplary embodiments of the invention are shown in the drawing.
1 shows schematically a production plant for shaping plastic work pieces. The unprocessed workpieces 1 are arranged on a fixed track 2, and the production device 3 is movable on rollers 4 along this track; it carries press rams 5, which are intended to give the moldings a smooth surface. The feed movement of the device 3 is denoted by A.
A similar embodiment is shown in FIG. 2, where the moldings are machined on the side surfaces by means of laterally arranged punches 6.
Fig. 3 shows an apparatus for drying bricks 7 which are placed on a stack. Here, a drying hood 9 provided with fans moves over the stack. The drying can be done either by air circulation or by heated air.
4 shows a hood-like kiln 10 moving over a stack and equipped with a furnace 11 and fans 12.
5 shows such a furnace in section.
A closing and heating hood 10 covers a fan system 12 and a grate furnace 13. The kiln car is divided into three sections; the burning zone is in the middle section.
Depending on the advance of the carriage, the firing zone leaves the material to be fired, and the heat radiating from it can be captured in a hood downstream of the firing zone and fed to a preheating hood upstream of the firing zone. The exhaust gases that are not sufficiently used in the combustion zone can be blown into this hood. The combustion chamber, boiler room and free space above the stand track 14 are closed off by a suspended ceiling 15 from the car ceiling, which can be cooled if necessary. For the lateral sealing to the outside, walls 16 are provided on the underside of the kiln car, which extend over the entire length of the car and dip into water-filled channels 1.7.
For precise straight-line guidance of the kiln car along the stack, running gears 18, which run on rails 19, are attached to it. 20 are the thresholds. The draft for the furnace 13 is generated by the fan 12. Two sides of the combustion chamber are closed off by stone lattice walls 21, through whose openings the z. B. hot air or exhaust gases are blown through. These exhaust gases get into the right half of the car in the drawing and are led past heating coils 22 in order to evaporate the water present in them. The steam can be used to operate a steam engine or turbine that z. B. moves the kiln car.
In the design of grate firing, the problem arises of uniformly heating larger vertical surfaces with solid fuels and thereby achieving complete combustion, even of fuels that are strongly veiled.
For this purpose, a number of relatively small grids with longitudinal or transverse grate bars can be arranged one above the other, and these grids can be turned about horizontal axes that are two-way below the grate center. Such an arrangement ensures that from time to time the amount of fuel lying on a grate is emptied onto the grate underneath, with the unburned fuel parts, which previously lay on top of one grate, falling onto the grate underneath and now as a result of the direct access of air be the first to be burned.
Furthermore, in order to prevent parts of the fuel from sticking to the grates when they are turned, the grates consist of two groups of grate bars which can be moved towards one another and which can be moved by vibrating devices.
6 shows a furnace with four grids 23, 24, 25, 26 lying one above the other, which are located in front of a vertical surface 27 of greater size. All grids are provided with horizontally positioned turning axles 28, which enable the flat grids to be turned by 180 or 360. The grate bars are here parallel to the turning axle; but they can also be arranged transversely to this or at a certain angle.
The air enters from the left and, after passing through the fuel 29 lying on the grates, exits on the right, as shown with dashed lines. It can be seen that the vertical surface 27 is heated relatively uniformly. When the grates 23-26 are turned over, the fuel falls onto the grate underneath, with the upper layers of the upper grate that have not yet been burned forming the bottom layer on the lower grate.
In the embodiment according to FIG. 7, the grate bars 30 are designed in the form of steps, which is particularly advantageous for the combustion of finely divided fuels. The lower grate 26 is designed as a fail-safe grate.
In order to loosen stuck fuels from the grate, according to FIG. 8, the grates are composed of two interlocking parts 31 and 32 which, when the grate is turned, shift against one another by a pin 34 engaging in a sloping groove 33 of the turning axis pin 28 '.
FIG. 9 shows the same design of the grate, but with a built-in vibrating device 35 on the turning pin 28 '.
The control of the temperature state of fans that are in the vicinity of a furnace, e.g. B. running in an arrangement in a furnace according to FIG. 5 is extremely difficult. Experiments with cooling for such fans have already been made. However, the N-suggested liquid cooling requires complex designs, because the coolant has to cool both stationary and moving parts. Fan cooling with air as the coolant is therefore provided, with the air passing through openings in the fan blades or through the hub outlet.
In FIGS. 10 and 11, the hollow shaft 36 of a fan 12 is rotatably mounted in a bridge in the housing wall of the mobile kiln according to FIG. The air flow 37 passes through the hollow shaft either under the action of a pumping device or under the action of the centrifugal forces which occur in the hollow fan blades and which cause suction and flows out through openings 38 in the blades.
Furthermore, openings can be provided in the hub in order to distribute the cooling effect over the entire fan according to the requirements, or for the purpose of cooling certain parts that are heated particularly strongly than other parts.
In most cases there is no need to pre-press the air, since the hollow fan blades exert the same effect on the air flow as in the known centrifugal compressors, the hollow shaft 36 taking on the function of the intake pipe.
It is known that ceramic products are pre-fired as raw briquettes in a first firing, in order then, for example, after a glaze has been applied in a second firing, to be completely fired in another furnace, possibly also using a different firing process. Achieving the desired quality of ceramic products is very often made more difficult in the previously known processes because, for reasons of economy, a large ceramic product can only be burned with second-class fuels, while first-class fuels must be used for the firing. In the furnace, which is shown in a horizontal section in FIG. 12, two firing zones are arranged one behind the other.
The zone 38, which can be referred to as the pre-combustion zone, is charged with fuels of the second type, while fuels of the first type are used in the combustion zone 39. It can also be seen how the draft is diverted in its direction, so that the material to be fired is heated evenly. The combustion air is sucked in at inlet B, accelerated by fans 12 and passes through the cooling zone 40, where it passes through the still hot stack parts and is heated in the process. From here, the forwarding takes place by means of a further fan into the cooking fire zone 39, from where the now hot fire gases enter the pre-fire zone again via a fan.
Any gaseous fuels that have not yet been burned are additionally fed to the furnace. From here the hot gas flow enters the preheating zone 41 in order to bring the set firing material to the required temperature. The exit into the open takes place at passage C, where an underpressure is again generated by a fan and the suction is accelerated.
FIG. 13 shows a cross section of a furnace according to FIG. 12.
Since it is not always possible to set the stack 7 exactly in alignment, which is necessary for a sufficient seal, panels 42 are inserted into the stack 7 at certain intervals, preferably at the intervals corresponding to the zone setting 38 to 41, which enable a more precise adaptation to the outlines of the zone closure walls 43. In this case, the furnace is not advanced continuously, but in steps by one aperture distance each time.