DE1629102C - Trocknungsofen zum Trocknen von überzogenen Drahten, die Abgase mit brenn baren Bestandteilen liefern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Trocknungsofen zum Trocknen von überzogenen Drähten, die Abgase mit brennbaren Bestandteilen liefern, bestehend aus einer Kammer mit Drahtein- und Drahtaustrittsöffnungen mit einem Umwälzgebläse und einem diesem angeschlossenen in der Kammer eingerichteten Heißgaskanal für das Behandlungsmittel, der in eine Feuerbüchse mit Brenner und Katalytelement mündet und mit einem Abgasabzugskanal.

Es sind auch bereits Lackdrahttrockner bekannt (USA.-Patentschrift 2750 680 und 1947 546), bei denen die Lösungsmitteldämpfe aus dem Gut durch Brenner oder Katalytelemente verbrannt werden. Hierbei wird Frischluft in steuerbaren Mengen in den Lösungsmitteldampf-Trocknungsluftgemischstrom vor dem Brenner oder vor dem Katalytelement eingeführt.

Der vorliegenden Erfindung liegt gegenüber diesen bekannten Vorrichtungen die Aufgabe zugrunde, einen Trocknungsofen zum Trocknen von überzöge- ao nen Drähten anzugeben, mit dem sich bei stets maximaler Leistung des Katalytelementes und damit einer maximalen Abgasreinigung ein geringer Heizbedarf erzielen läßt.

Dies wird bei einem Trocknungsofen der oben angegebenen Art erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß in dem Heißgaskanal zwischen dem Katalytelement und dem Gebläse ein Frischlufteintrittskanal mit einstellbarer Drossel mündet, die mit der einstellbaren Drossel in dem nach dem Gebläse von der Kammer abgezweigten Gasauslaßkanal gekuppelt und mit der von der Kammertemperatur abhängig arbeitenden Steuerung der Brennstoffzufuhr so verbunden ist, daß nach abgeschalteter Brennstoffzufuhr durch gleichzeitiges Vergrößern der Frischluftzufuhr und des Gasauslasses eine Temperaturzunahme in der Kammer durch die Wärmeentwicklung des Katalytelementes verhindert wird.

Der erfindungsgemäße Trocknungsofen weist den Vorteil auf, daß auch nach der Stillsetzung der Brenner eine Temperaturregelung des Ofens bei minimalem Energieverbrauch möglich ist. Neben dieser günstigen Temperaturregelung ergibt sich noch der außerordentlich wichtige Vorteil einer verbesserten Luftstromreinigung, so daß keine gesundheitsschädliehen und explosiven Gase mehr an die Atmosphäre gelangen, und weiterhin ist durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Trocknungsofens nicht nur ' seine Temperaturregelung bei stillgesetzten Brennern, sondern auch während des Betriebes der Brenner möglich, so daß in jedem Falle unzulässig hohe Ofentemperaturen vermieden werden können.

Der erfindungsgemäße Trocknungsofen besitzt weiterhin den Vorteil, daß die Frischluft vorgewärmt in die Behandlungskammer eintritt und noch überdies die Kaltluft verdrängt, die durch die untere Öffnung in die Behandlungskammer einzudringen sucht.

Dies führt dazu, daß sich eine gleichmäßige Temperaturverteilung in der Behandlungskammer einstellt, wodurch diese gegebenenfalls verkürzt werden kann, wenn die Trocknung im unteren Bereich der Behandlungskammer gleich mit relativ hohen Temperaturen begonnen werden soll.

Zur Regelung der Temperaturverteilung im unteren Bereich der Kammer ist bevorzugt in der Gasförderleitung oder in der Kammer ein temperaturempfindliches Element vorgesehen, mit dem die Brennstoffzufuhr zu in der Feuerbüchse vor dem Katalytelement angeordneten Brennern zu steuern ist.

Der erfindungsgemäße Trocknungsofen ist bevorzugt zur Verdampfung der Lösungsmittel oder anderer flüchtiger Komponenten aus den Überzügen von Drähten zur Trocknung und Aushärtung der Überzüge verwendbar. Allgemein kann jedoch der Ofen zur Trocknung von Überzügen auf sehr verschiedenen, endlosen, länglichen Gegenständen Verwendung finden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden unter Hinweis auf die Zeichnungsfiguren nachfolgend beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Trocknungsofen in Seitenansicht,

F i g. 2 einen lotrechten Schnitt des Trocknungsofens nach Linie 2-2 zu F i g. 1,

F i g. 3 eine abgewandelte Ausführungsform des Trocknungsofens im lotrechten Schnitt,

F i g. 4 den abgewandelten oberen Teil der Ausführungsform der Fig. 3.

Die F i g. 1 und 2 zeigen einen Trocknungsofen zum Trocknen von Drähten. Er umfaßt einen Rahmen 10 mit Eckständern 11 aus Winkeleisen oder mit anderem geeignetem Querschnitt. Dieser Rahmen trägt ein im wesentlichen rechteckiges Gehäuse 12 mit Stirnwänden 13 und 14, Seitenwänden 15 und 16 sowie Boden- und Deckenwänden 17 und 18. Zwischen der Deckenwand 17 und dem Boden 18 verläuft vertikal im Abstand von der Stirnwand 13 eine Zwischenwand 19, so daß eine Behandlungskammer 20 für die Aufnahme des zu behandelnden Gutes entsteht. Im Beispielsfalle handelt es sich um die Behandlung eines oder mehrerer Drähte 21, die mit brennbaren, rauchliefernden Überzügen versehen sind. Die Drähte werden von unten nach oben durch die Kammer bewegt; sie treten durch eine untere Öffnung 22 der Kammer ein und verlassen diese durch eine Öffnung 23 an deren oberem Ende.

In dem Gehäuse 12 befindet sich ein Gebläse 24 mit einer Einlaßöffnung 25 und einer Austrittsöffnung 26. Das Gebläse 24 sitzt auf einer Welle 27, die aus dem Gehäuse 12 nach außen geführt ist und drehbar in Lagern 28 ruht, die auf einem Träger 29 des Rahmens 10 befestigt sind. Auf die Welle 27 ist eine Riemenscheibe 30 aufgekeilt; diese ist durch einen Riemen 31 mit einer Riemenscheibe 32 veränderlichen Durchmessers verbunden; letztere sitzt auf der Welle eines Motors 33. Dieser ruht auf einer gleitbaren Grundplatte 34, die durch den Rahmen 10 getragen ist und in Richtung gegen die oder von der Welle 27 des Gebläses 23 durch eine Gewindespindel 35 mittels eines Handrades 36 bewegt werden kann. Diese Bewegung der Grundplatte 34 und des Motors 33 verursacht eine Vergrößerung bzw. Verkleinerung des wirksamen Durchmessers der Riemenscheibe 32, so daß die Umlaufzahl des Gebläses oder Ventilators 24 verändert werden kann.

An die Austrittsseite 26 des Gebläses 24 schließt ein Kanal 37 an, der nach unten verläuft bis zum Gehäuseboden 18 und anschließend entlang der Behandlungskammer nach oben bis über deren Mitte. Der nach oben gerichtete Teil 38 des Kanals 37 hat Zwischenwände 39 und 40, die ihn in drei Kanäle 41, 42 und 43 unterteilen. Der Kanal 41 geht in einen nach unten gerichteten Austrittskanal 44 über, der in die Behandlungskammer 20 über ihrem Boden mündet. Der Kanal 42 geht in einen nach unten gerich=

teten Austrittskanal 45 über, der über der Mündung des Kanals 44 in die Behandlungskammer 20 mündet. Der Kanal 43 geht in einen nach unten gerichteten Austrittskanal 46 über, der über dem Austrittskanal 45 und über der Mitte der Behandlungskammer 20 liegt. Um die gewünschte Verteilung von erhitzter Luft in der Behandlungskammer 20 zu erzielen, kann der Kanal 38 auch beliebig anders unterteilt werden.

Am unteren Ende der Zwischenwand 39 befindet sich eine Klappe 47, die durch einen Hebel 48 außerhalb des Gehäuses 12 bewegt werden kann. Sie dient dazu, entweder den ganzen Luftstrom aus dem Kanal 37 in den Kanal 41, 44 oder einen Teil des Luftstromes in den Kanal 41 und den Rest in die Kanäle 42, 43 oder aber den ganzen Luftstrom in die Kanäle 42, 43 zu lenken. Die Zwischenwand 40 endet über dem unteren Ende der Zwischenwand 39; an ihrem unteren Ende befindet sich eine Klappe 49, die durch einen Hebel 50 außerhalb des Gehäuses 12 betätigt wird. Die Klappe 49 dient zur Steuerung des Luftstromes aus dem Kanal 37 durch die Kanäle 42 und 43 bzw. die Austrittskanäle 45 und 46.

Im Gehäuse 12 oberhalb des Venlilators 24 befindet sich eine Feuerbüchse 51 mit Brennern 52, die mit gasförmigem oder flüssigem Brennstoff versorgt werden. Zur Regelung der Brennstoffzufuhr dient ein Ventil 53. Zwischen dem oberen Ende der Behandlungskammer 20 nächst deren Austrittsöffnung 23 und einer Steuerregelklappe 55 liegt ein Abgasabzugskanal 54 zur Leitung des mit Rauch beladenen Luftstromes oder Dampfes von der Kammer 20 in die Feuerbüchse 51.

Im Weg des Luftstromes von den Brennern 52 zum Gebläse 24 befindet sich ein Katalytelement 56, über das der ganze Luftstrom zum Gebläse geht. Das Katalytelement 56 ist an sich bekannt und beispielsweise in der USA.-Patentschrift 2 658 742 beschrieben. Es kann durch irgendein anderes ersetzt werden. Da das Katalytelement 56 direkt im Weg der mit Rauch beladenen Dämpfe von den Brennern 52 liegt, werden diese vor dem Katalytelement nicht verdünnt. Dieses arbeitet daher mit sehr hohem Wirkungsgrad.

Von der Austrittsseite des Katalytelementes 56 führt ein Heißgaskanal 57 zur Einlaßseite 25 des Gebläses 24. Ein Frischlufteinlaßkanal 58 ist mit dem Heißgaskanal 57 verbunden. Er führt von außen in das Gehäuse 12. Das äußere Ende des Frischlufteinlaßkanals 58 ist mit einer von Hand betätigten Regelklappe 59 zur Regelung des Frischluftstromes in dem Kanal 58 versehen.

Vom Kanal 37 führt ein Auslaßkanal 60 aus dem Gehäuse 12 heraus. Im Auslaßkanal 60 befinden sich ein oder mehrere Regelorgane (Klappen) 61 zur Regelung des Luftdurchganges. Sie werden über einen geeigneten Hebelmechanismus 62 durch einen Antrieb 63 zu einem Druckluftantrieb betätigt. Es kann aber auch irgendein anderer Antrieb, z. B. Elektromotor, Verwendung finden.

In der Stirnwand 14 des Gehäuses 12 befindet sich eine Schau- und Reinigungsöffnung 64, die durch einen Deckel 65 abschließbar ist.

Der beschriebene Ofen kann in verschiedenen For men und Größen hergestellt werden. Es können geeignete Wärmeisolationen vorgesehen sein, um Wärmeverluste zu verhindern und einen maximalen Wirkungsgrad zu erzielen.

Wird der Ofen aus dem kalten Zustand in Betrieb genommen, so werden die Brenner 52 entzündet und arbeiten bei voller Kapazität, um einen Heißluftstrom zu erzeugen, der durch den Ventilator 24 durch die Kammer 20 getrieben wird. Sowie die Temperatur in der Kammer den gewünschten Wert erreicht hat, wird das zu behandelnde Gut, z. B. ein oder mehrere mit Überzügen versehene Drähte 21, durch die Bodenöffnung 22 in die Kammer 20 eingeführt. Die Menge an Heißluft, die durch den untersten Austrittskanal 44 in die Kammer 20 gelangt, wird durch die

xo Klappe47 so geregelt, daß der Eintritt von Luft durch die Bodenöffnung 22 in die Kammer 20 entweder vollkommen unterbunden oder auf ein gewünschtes Maß festgelegt wird. Die aus dem untersten Austrittskanal 44 strömende Heißluft dient zur Verdampfung der Lösungsmittel und anderer flüchtiger Komponenten des Email- oder sonstigen Überzugsmaterials der Drähte 21. Die in die .Kammer durch den mittleren Austrittskanal 45 und den oberen Austritts^ kanal 46 strömende Heißluft wird durch die Klappe 49 geregelt und dient zum Ausgleich der Schornsteinwirkung in der Kammer 20 und zum Aushärten des Überzuges auf den gewünschten Grad. Die rauchbeladene Luft oder Dämpfe werden aus der Behandlungskammer 20 über den Kanal 54 in die Feuerbüchse 51 und durch die Brenner 52 abgezogen, bis solche Dämpfe das Katalytelement 56 erreichen. In diesem Augenblick bewirkt das Katalytelement die Oxydation der Lösungsmittel in der Luft. Dabei wird von dem Katalytelement 56 Wärme in den Luftstrom zur Eintrittsseite 25 des Gebläses 24 freigegeben.

Sobald der Ofen die gewünschte Temperatur erreicht, wird die Beschickung der Behandlungskammer 20 mit überzogenem Gut gesteigert mit der Folge, daß zusätzliche Lösungsmittel verdampft und durch das Katalytelement 56 oxydiert werden, so daß die frei werdende Wärme bis zu einem Grad zunimmt,

. bei dem der gesamte Wärmebedarf des Ofens durch die Oxydation von Lösungsmitteln im Katalytelement 56 gedeckt werden kann. Während dieser Verfahrensstufe werden die Regelorgane für die Brennstoffzufuhr zu den Brennern 52 in Abhängigkeit von der Temperatur in der Behandlungskammer 20 betätigt und da die durch das Katalytelement 56 befreite Wärme zunimmt, wird die Brennstoffzufuhr zu den Brennern 52 automatisch gedrosselt, bis sie vollkommen abgeschaltet ist und der gesamte Wärmebedarf des Ofens von dem Katalytelement 56 geliefert wird. Da unter bestimmten Bedingungen die durch das Katalytelement frei werdende Wärme im Überschuß über den Bedarf des Ofens erzeugt wird, so kann dies kompensiert werden durch entsprechende Einstellung der Klappe 59, die den Frischluftstrom durch den Kanal 58 zur Einlaßseite 25 des Gebläses 24 steuert, sowie durch entsprechende Einstellung der Klappe 61 in dem Austrittskanal 60, wodurch die Menge von aus dem Ofen abgezogener Heißluft gesteuert wird. Da der Frischlufteintrittskanal 58 in Strömungsrichtung hinter dem Katalytelement 56 liegt, findet keine Verdünnung der durch dieses strömenden Dämpfe statt. Das Katalytelement arbei tet daher mit maximalem Wirkungsgrad. Weiterhin wird, da der Austrittskanal 60 mit der Austrittsseite des Gebläses 24 in Verbindung steht, alle aus dem Ofen abgezogene Luft frei von Lösungsmitteln oder anderem Rauch.

Hervorzuheben ist, daß infolge des Abzuges von mit Rauch beladener Luft aus der Kammer 20 durch den Kanal 54 am oberen Ende dieser Kammer nächst

der Auslaßöffnung 23 etwas Luft durch diese öffnung so eingestellt werden, daß eine gewünschte Menge 23 eindringt und das Austreten von mit Rauch be- an heißer Luft an ihr vorbeiströmt. Normalerweise ladener Luft durch diese öffnung 23 verhindert. werden die Frischluftklappe und die Arbeitsklappe Diese von außen einsickernde Luft fließt nicht nach in einer bestimmten Stellung fixiert, was ebenfalls von unten in die Behandlungszone der Kammer 20, son- 5 Hand geschehen kann. Bei dieser Anlage dient das dem mischt sich mit der durch den Kanal 54 in die Katalytelement selbst als Steuerklappe. Natürlich tritt Feuerbüchse 51 strömende Luft. in diesem Falle eine vollständige Befreiung der Luft

Es können geeignete Regelkreise oder Regelme- von Verunreinigungen nicht ein. Indessen ist dies chanismen Verwendung finden zur Steuerung des die unter manchen Betriebsbedingungen nicht von BeKlappe 61 betätigenden Motors 63 bzw. zur Rege- io deutung. Es ist ersichtlich, daß, wenn das als Steuerlung des Ventils 53, über welches die Brenner 52 klappe wirkende Katalytelement zu öffnen beginnt, mit Brennstoff versorgt werden. Auch können die ein mit Rauch beladener Teil der Gase durchströmt. Klappen 47 und 49 automatisch durch Regelkreise Eine pendelnde (»Auf«- und »Zu«-) Bewegung kann oder Regelmechanismen gesteuert werden. Ferner eintreten.

können ein oder mehrere temperaturabhängige EIe- 15 Bei der Ausführungsform der Fig. 4 erstreckt sich mente (nicht gezeichnet) in den der Luftumwälzung das Katalytelement 56a nur teilweise über den Heißdienenden Kanälen oder in der Behandlungskammer gas-Kanal zwischen der Feuerbüchse 51 und der Ein-20 vorgesehen sein. . laßseite 25 des Ventilators. Das Katalytelement ist

Die abgewandelte Ausführungsform der Fig. 3 auf Winkeleisen 81 und 82 montiert. Der verbleiunterscheidet sich von jener der F i g. 1 und 2 nur so bende Kanalquerschnitt kann durch eine Klappe 80 durch die Anordnung und Wirkungsweise der Regel- geschlossen oder ganz oder teilweise geöffnet werden, klappen für den Frischlufteinlaßkanal 58 und den so daß ein Teil von mit Rauch beladenen Gasen Austrittskanal 60 sowie durch schwenkbare Anord- durchströmen kann. Die nach außen geführte Stange nung des Katalytelementes. Es befinden sich in dem der Klappe 80 ist bei dieser Ausführungsform an den Frischlufteinlaßkanal 58 eine Steuerklappe 66 und 35 Temperaturregler angeschlossen,
in dem Auslaßkanal 60 eine Steuerklappe 67. Die Während des Startes oder auch im laufenden BeKlappen 66 und 67 sind durch ein Gelenkgestänge 68 trieb, wenn die Wärmelieferung durch Lösungsmittel verbunden, das seinerseits an einen Klappenbetäti- ungenügend für den Wärmebedarf des Ofens ist, gungsmotor 69 angeschlossen ist. Das Regelventil 53 bleibt die Klappe 80 geschlossen. In diesem Falle für die Brennstoffversorgung der Brenner 52 wird 30 wird die Ofentemperatur über den Brennstoffregler durch einen Motor 70 betätigt. Der Motor 69, der an der Brenner aufrechterhalten. Wenn aber die Löeinem Relais 71 liegt, und der Motor 70 sind mit sungsmittel in solcher Menge vorhanden sind, daß einem Temperaturregler 72 verbunden, der in Ab- ihre Wärmeerzeugung über den? Wärmebedarf des hängigkeit von einem Thermostaten oder einem tem- Ofens liegt, werden die Brenner gedrosselt, bzw. peraturempfindlichen Element 73 im Heißluftkanal 37 35 gesperrt und die Regelung wird dann durch thermoarbeitet. Das temperaturempfindliche Element 73 statisches öffnen der Klappe 80 vorgenommen. Unter kann auch an einer anderen Stelle in dem Ofen un- normalen Vollstrombedingungen hält sich der Drucktergebracht sein. abfall über das Katalysatorbett 56a in der Größen-

Bei Inbetriebnahme dieser Ausführungsform eines Ordnung von 1,0 cm Wassersäule. Wenn die Klappe nach der Erfindung ausgebildeten Gegenstandes sei 40 teilweise geöffnet ist, dann hat die Luft das Bestreangenommen, daß die Brenner 52 mit voller Kapazi- ben, an dem Katalysatorbett 56a vorbeizuströmen, tat arbeiten und daß, sobald das Katalytelement 56 b und nur ein Teil der Luft wird durch das Katalysabeginnt, Wärme freizumachen, die Brennstoffzufuhr torbett hindurchgehen, unter Freigabe von Wärme zu den Brennern 52 über das temperaturempfindliche für die Aufrechterhaltung der Ofentemperatur. Im Element 73, den Regler 72 und den Motor 70 gedros- 45 nächsten Umlauf wird ein Anteil unverbrauchter seit wird und die Brenner, wenn der ganze Wärme- Gase durch den Brenner 52 gehen und anschließend bedarf durch das Katalytelement 56 zur Verfügung das Katalysatorbett 56a durchströmen statt an ihm steht, völlig abgeschaltet werden. In diesem Zeit- vorbeizugehen.

punkt erfolgt die Regelung der Temperatur in der Die Auswirkung dieser Ausführungsform der Er-

Behandlungskammer 20 vollständig durch den Reg- 50 findung ist ein Ansteigen der latenten Energie der ler 72, das Relais 71 und den Motor 69, der die Klap- Rauchgase durch den Ofen hindurch. Die abgezogepen 66 und 67 synchron betätigt und damit die nen Gase tragen diesen Überschuß an latenter Ener-Frischluftzufuhr zu dem Ofen und den Abzug von gie aus.

rauchfreier Luft aus demselben steuert. Die ge- Der erfindungsgemäße Ofen zeichnet sich durch

wünschte Temperatur in der Behandlungskammer 20 55 besondere Einfachheit aus. Er gewährleistet die Erwird aufrechterhalten, selbst wenn die durch das haltung der Konzentrizität des Überzuges. Die Katalytelement 56 frei werdende Wärme im Über- Schornsteinwirkung in der Behandlungskammer schuß über den Wärmebedarf in der Behandlungs- ist derart ausgeglichen, daß der Eintritt von Außenkammer 20 vorhanden ist. luft am Boden der Kammer gesteuert und der Aus-

Bei der Ausführungsform nach F i g. 2 ist das Ka- 60 tritt von mit Rauch beladener Luft am oberen Ende talytelement 56 so angeordnet, daß es von erhitzter, der Kammer verhindert wird. Die erfindungsgemäße aus der Kammer 20 kommender und durch die Feuer- Anordnung dient dazu, eine Verdünnung von mit büchse strömender Luft nicht umgangen werden kann. Rauch beladener Luft zu verhindern unter Gewährin Fig. 3 hingegen ist das Katalytelement 56b leistung eines hohen Wirkungsgrades des Katalyteleklappbar oder schwenkbar um eine Achse 83 ange- 65 mentes. Sie verhindert das Eindringen von verhältnisordnet und liegt in der gezeichneten Stellung gegen mäßig kalter Luft in die Behandlungszone der Be-Winkeleisen 84 und 85 an. Das Katalytelement kann handlungskammer. Aus diesem Grunde ist eine Konentweder von Hand oder automatisch betätigt und densation der verdampften Lösungmittel verhindert.

Damit sind die Feuergefahr und das Problem der Reinigung gemeistert.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Trocknungsofen zum Trocknen von überzogenen Drähten, die Abgase mit brennbaren Bestandteilen liefern, bestehend aus einer Kammer mit Drahtein- und Drahtaustrittsöffnung mit einem Umwälzgebläse und einem diesem angeschlossenen in der Kammer eingerichteten Heißgaskanal für das Behandlungsmittel, der in eine Feuerbüchse mit Brenner und Katalytelement mündet, und mit einem Abgasabzugskanal, dadurch

   gekennzeichnet, daß in dem Heißgaskanal (57) zwischen dem Katalytelement (56) und dem Gebläse (24) ein Frischlufteintrittskanal (58) mit einstellbarer Drossel (59, 66) mündet, die mit der einstellbaren Drossel (61, 67) in dem nach dem Gebläse von der Kammer abgezweigten Gasauslaßkanal (60) gekuppelt und mit der von der Kammertemperatur abhängig arbeitenden Steuerung der Brennstoffzufuhr so verbunden ist, daß nach abgeschalteter Brennstoffzufuhr durch gleichzeitiges Vergrößern der Frischluftzufuhr und des Gasauslasses eine Temperaturzunahme in der Kammer (20) durch die Wärmeentwicklung des Katälytelementes verhindert wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 109 687/184