DE19527415A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Trocknen von keramischen Formlingen - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Trocknen von keramischen Formlingen

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    • F26B15/12—Machines or apparatus for drying objects with progressive movement; Machines or apparatus with progressive movement for drying batches of material in compact form with movement in a path composed of one or more straight lines, e.g. compound, the movement being in alternate horizontal and vertical directions the lines being all horizontal or slightly inclined
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    • F26B21/022—Circulating air or gases in closed cycles, e.g. wholly within the drying enclosure with provisions for changing the drying gas flow pattern, e.g. by reversing gas flow, by moving the materials or objects through subsequent compartments, at least two of which have a different direction of gas flow

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Trocknen von keramischen Formlingen mit den Merkmalen im Oberbegriff des Verfahrens- und Vorrichtungshauptanspruchs.
Ein solches Verfahren nebst Vorrichtung ist aus der DE-A 38 17 972 bekannt. In einem aufrechten Trockengestell, das mehrere Etagen besitzt, sind die Formlinge in ein, zwei oder drei Lagen nebeneinander angeordnet. Durch eine Blaseinrichtung wird eine quer zum Trockengestell gerichtete Luftströmung erzeugt. Die Blaseinrichtung besitzt Luftleitkanäle, die von der Seite her nahe am Trockengestell münden. Die Austrittsöffnung der Blaseinrichtung ist allerdings kleiner als die Seitenfläche des Trockengestells und des darin befindlichen Formlingsbesatzes. Das Gebläse sitzt über dem Trockengestell, wobei die Luftleitkanäle eine C-Form besitzen. Die Trocknungsluft wird von der Blaseinrichtung an einer Seite auf die Formlinge geblasen und auf der gegenüberliegenden Seite abgesaugt. Die dazu beidseits angeordneten Luftleitkanäle sind durch ein oberhalb des Trockengestells angeordnetes Leitblech miteinander verbunden, um ein Entweichen der Trocknungsluft nach oben zu verhindern. Die Trockengestelle sind als Absetzwagen mit Paletten ausgebildet.
Mit der vorbekannten Technik soll die Trockenzeit von gelochten keramischen Formlingen, insbesondere Hohlkammerziegeln, verringert werden, ohne daß dabei Risse im Trockengut auftreten. In der Praxis hat sich gezeigt, daß dieses Ziel nicht im gewünschten Umfang erreicht wird.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung aufzuzeigen, die kürzere Trocknungszeiten bei hoher Trocknungsqualität erlauben.
Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen im Verfahrens- und Vorrichtungshauptanspruch.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der zugehörigen Vorrichtung wird der Formlingsbesatz auf seiner vollen Seitenfläche und mit überall gleichen Strömungsbedingungen beaufschlagt. Durch die größenmäßige Anpassung der Austrittsöffnung der Blaseinrichtung an die angeströmte Seitenfläche des Formlingsbesatzes wird Nebenluft und damit eine ungleichmäßige Beaufschlagung des Trockengutes vermieden.
Zur Sicherung der gleichmäßigen Strömungsbedingungen der Formlinge untereinander und auch der gleichmäßigen Trocknung jedes Formlings wird auf eine Abstimmung der Durchströmungs- und Umströmungsgeschwindigkeit der gelochten Formlinge Wert gelegt. Hierzu empfiehlt es sich, die zwischen den Formlingen und dem Trockengestell bestehenden Freiräume entsprechend zu dimensionieren.
Das Trockengestell besitzt einen umlaufenden Rahmen, der ein seitliches Entweichen der Luftströmung verhindert. Zum Einstellen der gewünschten Freiräume können ein oder mehrere, vorzugsweise bewegliche und maschinell zustellbare Blenden am Rahmen angeordnet sein.
Zur Erzielung einer möglichst gleichmäßigen und möglichst streng horizontal gerichteten Luftströmung empfiehlt sich der Einsatz von ein oder mehreren Lüftern mit sich erweiternden Luftleitkanälen. Diese sind seitlich neben den Trockengestellen angeordnet und richten die Luftströmung ohne strömungsverfälschende Umlenkungen, wie sie beim Stand der Technik vorhanden sind, direkt auf das Trockengut. Auf eine Absaugung der Luftströmung an der gegenüberliegenden Seite der Trockengestelle wird vorzugsweise verzichtet. In der bevorzugten Ausführungsform sind die Formlinge einlagig im Trockengestell angeordnet. Durch eine Mehrfachanordnung von Blaseinrichtungen mit beidseits versetzter Anordnung gegenüber den Trockengestellen kann das Trockengut reversierend von vorn und hinten angeblasen werden.
In den Unteransprüchen sind weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung angegeben.
Die Erfindung ist in den Zeichnungen beispielsweise und schematisch dargestellt. Im einzelnen zeigen
Fig. 1 einen Trockner in Seitenansicht und geklappter Draufsicht sowie Stirnansicht,
Fig. 2 die Stirnansicht von Fig. 1 in vergrößerter Darstellung,
Fig. 3 eine vergrößerte Draufsicht auf eine Blaseinrichtung,
Fig. 4 eine Seitenansicht des Trockengestells und
Fig. 5 eine Detaildarstellung des Trockengestells von Fig. 4 mit Einzeldarstellung der Blenden in Seitenansicht und geklappter Stirnansicht.
Fig. 1 zeigt einen Trockner (1) für keramische Formlinge (6) der in der dargestellten Ausführungsform als Durchlauftrockner ausgebildet ist. Er besitzt mehrere Stationen oder Zonen (2), die vorzugsweise gegeneinander abgeschottet sind und in denen das Trockengut (6) mit unterschiedlich konditionierter bzw. klimatisierter Trocknungsluft (14) getrocknet wird. Alternativ kann es sich auch um einen ein- oder mehrständigen Kammertrockner handeln, wie er beispielsweise in Fig. 3 dargestellt ist.
Das Trockengut (6) besteht aus keramischen Formlingen, die vorzugsweise Löcher (20) (vgl. Fig. 4) aufweisen. Vorzugsweise handelt es sich um Hohlkammerziegel. Es können aber auch beliebige andere keramische Formlinge (6) sein.
Die Formlinge (6) sind in ein oder mehreren Trockengestellen (7) gelagert, die vorzugsweise beweglich angeordnet sind. Wie Fig. 4 verdeutlicht, sind die Trockengestelle (7) aufrecht angeordnet und besitzen ein oder mehrere horizontale Tragleisten (19), auf denen die einzelnen Formlinge (6) liegen. Die Formlinge (6) sind in wenigen Lagen horizontal nebeneinander angeordnet. In der bevorzugten Ausführungsform ist nur eine Lage vorhanden. Es können aber auch zwei oder mehrere Lagen bei entsprechend breiten Tragleisten (19) sein.
Die Trockengestelle (7) besitzen einen umlaufenden Rahmen (15), der den Formlingsbesatz (6) seitlich mit geringem Abstand umschließt. Für den Transport der Trockengestelle (7) kann der Rahmen z. B. über geeignete Fahrwerke (22) an einer durch den Trockner (1) laufenden Schiene (23) angehängt und am unteren Ende über geeignete Führungen (24) in der Vertikalen gehalten und geführt werden.
Wie Fig. 1 in einem Ausführungsbeispiel verdeutlicht, erstreckt sich die Schiene (23) durch den Trockner (1) und dessen Stationen (2). Über einen verschließbaren Eingang (25) gelangen die Trockengestelle (7) in den Trockner (1), durchwandern diesen und treten nach Beendigung des Trockenvorganges an einem gegenüberliegenden und ebenfalls verschließbaren Ausgang (26) wieder aus. An Eingang und Ausgang (25, 26) können Schleusen vorhanden sein. Durch den Trockner (1) bewegen sich die Trockengestelle (7) entlang des Pfeils in der Draufsicht von Fig. 1.
Die Zuführung und Konditionierung der Trockenluft erfolgt in an sich bekannter Weise. Beispielsweise ist auf dem Dach des Trockners ein längslaufender Heißluftkanal (3) angeordnet, aus dem über geeignete Stutzen Heißluft den einzelnen Zonen (2) zugeführt wird. Sie kann mit der vorhandenen Raumluft gemischt werden. Außerdem können geeignete Heizeinrichtungen zum Aufheizen oder Nachheizen der Frischluft oder der Raumluft vorhanden sein.
Im Trockner (1) sind ein oder mehrere Blaseinrichtungen (4) angeordnet, die von der Seite her eine Luftströmung (14) auf den Formlingsbesatz (6) richten. Die Austrittsöffnung (12) der Blaseinrichtung (4) ist in der Größe auf die beaufschlagte Seitenfläche des Formlingsbesatzes (6) abgestimmt. Der gesamte Formlingsbesatz (6) im Trockengestell (7) wird auf seiner vollen Seitenfläche mit einer Luftströmung (14) beaufschlagt, die weitgehend laminar und horizontal gerichtet ist und die über die gesamte Anströmfläche eine weitestgehend gleiche Druckverteilung hat. Dadurch werden für jeden Formling (6) möglichst gleiche Anströmbedingungen geschaffen.
Die Blaseinrichtung (4) kann unterschiedlich ausgebildet sein. Sie ist mit ihrer Austrittsöffnung (12) nahe am Trockengestell (7) und dem Formlingsbesatz (6) angeordnet, so daß ein seitliches Entweichen der Luftströmung (14) vermieden wird.
Die Blaseinrichtung (4) kann unterschiedlich ausgebildet sein. Fig. 2 und 3 verdeutlichen eine bevorzugte Ausführungsform, die besondere Vorteile hinsichtlich der Gleichmäßigkeit der Strömungsbedingungen hat. Die gezeigte Blaseinrichtung (4) besteht aus ein oder mehreren, vorzugsweise zwei ortsfest angeordneten Lüftern (5). Diese besitzen einen stationären vertikalen Mantel (11), der zylindrisch ausgebildet ist. Im Innenraum dreht sich ein geeignetes Lüfterrad (10), das von einem Motor angetrieben ist. Der Mantel (11) ist am unteren Ende verschlossen. Am oberen Ende besitzt er eine sich verbreiternde Einströmdüse (9), durch die einerseits die Raumluft aus der Trockenkammer angesaugt werden kann und durch die andererseits auch die Frischluft oder Heißluft aus dem Kanal (3) zugeführt werden kann.
Der Mantel (11) besitzt einen tangentialen Auslaß (28), der sich vorzugsweise über die gesamte Mantelhöhe erstreckt. Zur Vergleichmäßigung des Strömungsdrucks über die Mantelhöhe kann im unteren Mantelbereich ein aufrecht stehender Leitkegel (27) vorhanden sein, der das natürliche Druckgefälle im Mantelinneren ausgleicht. Alternativ kann der Gefälleausgleich auch über einen konischen Mantel oder auf andere geeignete Weise erfolgen.
Die beiden Lüfter (5) sind vorzugsweise nur auf einer Seite des Trockengestells (7) und in unmittelbarer Nachbarschaft nebeneinander angeordnet. Ihre Auslässe (28) münden in konisch sich erweiternde Luftleitkanäle (8), die sich zum Trockengestell (7) hin erstrecken und dort in unmittelbarer Nähe des Rahmens (15) bzw. des Formlingsbesatzes (6) enden. In jedem Luftleitkanal (8) ist ein Diffusor (13) angeordnet, der die Luftströmung (14) vergleichsmäßigt und vorzugsweise als gebogenes Lochblech ausgebildet ist (vgl. Fig. 3). Die Luftleitkanäle (8) stoßen am Trockengestell (7) aneinander und bilden zusammen die vorerwähnte Austrittsöffnung (12), die sich über die gesamte Seitenfläche des Formlingsbesatzes (6) erstreckt.
Die Trockengestelle (7) sind in ihrer Größe vorzugsweise auf die Größe der Formlinge (6) abgestimmt. Die Formlinge (6) sind ferner derart angeordnet, daß sie an beiden Seiten und oben von einem Freiraum (21) umgeben sind, der so groß gewählt ist, daß die Geschwindigkeit der durch die Löcher (20) gerichteten Strömung im wesentlichen gleich groß wie die Geschwindigkeit der durch die Freiräume (21) gerichteten Luftströmung ist. Die Größe der Freiräume (21) hängt dadurch von der Zahl und Größe der Löcher (20) ab. In der Praxis haben die Freiräume (21) eine Breite von ca. 1 bis 4 cm.
Zur Einstellung der gewünschten Freiräume (21) können einerseits die Tragleisten (19) in der Höhe verstellbar oder bereits von vornherein an die Höhe der Formlinge (6) angepaßt sein. Der Seitenabstand der Formlinge (6) wird durch eine geeignete Beschickungstechnik beim Beladen der Trocknungsgestelle (7) sichergestellt. Für die Seitenabstände an den Rändern des Formlingsbesatzes (6) sind vorzugsweise bewegliche Blenden (16) am Rahmen (15) angeordnet. Sie können ansteckbar sein. In der bevorzugten Ausführungsform ist eine Zustellvorrichtung (17) vorhanden, die beispielsweise mit einem Parallelogrammlenker ausgestattet ist. Die Blenden (16) können dadurch kantengenau an die horizontalen und vertikalen Ränder des Formlingsbesatzes (6) angestellt werden, um gleichbleibende Freiräume (21) zu schaffen. Die seitlichen Blenden (16) können Ausnehmungen (18) aufweisen, die mit den Tragleisten (19) korrespondieren (vgl. Fig. 5).
Im Ausführungsbeispiel von Fig. 1 sind alle Blasvorrichtungen (4) auf der gleichen Seite der Trockengestelle (7) angeordnet. Das Trockengut (6) wird dadurch immer aus der gleichen Richtung angeblasen. Alternativ ist es möglich, die Blaseinrichtungen (4) abwechselnd links oder rechts von den Trockengestellen (7) anzuordnen und dadurch das Trockengut (6) von beiden Seiten reversierend anzublasen.
Beim Trockenvorgang werden die Formlinge (6) vorzugsweise kontinuierlich ohne wesentliche Unterbrechung der Trockenluft angeströmt. Die Anströmung wird vorzugsweise nur zum Stationswechsel unterbrochen. Während des Anblasens können Temperatur und/oder Feuchte des Luftstroms zumindest etappenweise oszillierend verändert werden, wobei die Werte rhythmisch um oder an einem Vorgabewert schwanken.
Änderungen der beschriebenen Ausführungsformen sind in verschiedener Weise möglich. So können z. B. die Anblasvorrichtungen andere Arten von Lüftern z. B. Querstromgebläse oder dergleichen besitzen. Ferner können mehr als zwei Lüfter zu einer Lüftergruppe im Rahmen einer Blaseinrichtung zusammengeschaltet werden. Abwandlungen sind auch hinsichtlich der Gestaltung der Trockengestelle und deren Fördereinrichtung möglich. Ferner können die Merkmale der verschiedenen Ausführungsformen beliebig untereinander kombiniert und vertauscht werden.
Bezugszeichenliste
 1 Trockner
 2 Station
 3 Heißluftkanal
 4 Blaseinrichtung
 5 Lüfter
 6 Formling, Formlingsbesatz
 7 Trockengestell
 8 Luftführungskanal, Leitblech
 9 Einströmdüse
10 Flügelrad
11 Mantel
12 Austrittsöffnung
13 Diffusor
14 Luftströmung
15 Rahmen
16 Blende
17 Zustellvorrichtung
18 Ausnehmung
19 Tragleiste
20 Loch
21 Freiraum
22 Fahrwerk
23 Schiene
24 Führung
25 Eingang
26 Ausgang
27 Leitkegel
28 Auslaß

Claims (23)

1. Verfahren zum Trocknen von keramischen Formlingen, insbesondere gelochten Formlingen, in einem aufrechten Trockengestell mit mehreren Etagen mittels einer quer gerichteten Luftströmung, wobei die Formlinge in wenigen Lagen in Luftströmungsrichtung hintereinander angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Formlinge (6) im Trockengestell (7) von der Luftströmung (14) auf der gesamten Seitenfläche des Formlingbesatzes und mit einer über diese Besatzfläche im wesentlichen gleichmäßigen Druckverteilung angeströmt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Formlingsbesatz (6) außen an den Rändern vom Trockengestell (7) eng umschlossen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Formlinge (6) in ein oder zwei Lagen hintereinander angeordnet werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftströmung (14) frontal auf die Löcher (20) der Formlinge (6) gerichtet ist, wobei die Formlinge (6) von der Trockenluft (14) durchströmt und außenseitig umströmt werden und Durchströmungsgeschwindigkeit im wesentlichen gleich der Umströmungsgeschwindigkeit ist.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den gelochten Formlinge (6) untereinander und gegenüber dem Trockengestell (7) ein Freiraum (21) belassen wird, der so groß ist, daß die Strömungsgeschwindigkeit der Trockenluft (14) durch die Löcher (20) des Formlings (6) und durch den Freiraum (21) im wesentlichen gleich ist.
6. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Formlinge (6) einseitig von ein oder mehreren stationären seitlichen Lüftern (4) angeblasen werden.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftströmung (14) nach Durchströmen des Besatzes (6) in die Trockenkammer (1) austritt und von den Lüftern (4) aus dem Raum wieder angesaugt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Formlinge (6) kontinuierlich ohne wesentliche Unterbrechung angeströmt werden.
9. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Formlinge (6) abwechselnd aus entgegengesetzten Richtungen angeströmt werden.
10. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Formlinge (6) mit unterschiedlich konditionierter Trockenluft (14) beaufschlagt werden.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Formlinge (6) durch mehrere unterschiedlich klimatisierte Stationen oder Zonen (2) in einem Trockner (1) bewegt werden.
12. Vorrichtung zum Trocknen von keramischen Formlingen, insbesondere gelochten Formlingen, mit mindestens einer Blaseinrichtung zur Erzeugung einer quer gerichteten Luftströmung und mit mindestens einem aufrechten Trockengestell mit mehreren Etagen, in denen die Formlinge in wenigen Lagen in Luftströmungsrichtung hintereinander angeordnet sind, wobei die Blaseinrichtung sich mit ihrer Austrittsöffnung nahe am Trockengestell befindet, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsöffnung (12) der Blaseinrichtung (4) die gesamte Seitenfläche des Formlingbesatzes (6) im Trockengestell (7) überdeckt, wobei die Druckverteilung in der Luftströmung über die Austrittsöffnung im wesentlichen gleichmäßig ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Trockengestell (7) einen umlaufenden Rahmen (15) und Tragleisten (19) für ein oder zwei Lagen Formlinge (6) aufweist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (15) ein oder mehrere bewegliche Blenden (16) mit einer Zustellvorrichtung (17) aufweist.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die seitlichen Blenden (16) Ausnehmungen (18) für die Tragleisten (19) aufweisen.
16. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (15) und/oder die Blenden (16) den Formlingsbesatz (6) mit geringem Abstand umschließen.
17. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die gelochten Formlinge (6) im Trockengestell (7) mit einem derartigen Freiraum (21) untereinander und gegenüber dem Rahmen (15) oder den Blenden (16) angeordnet sind, daß die Strömungsgeschwindigkeit der Trockenluft (14) durch die Löcher (20) des Formlings (6) und durch den Freiraum (21) im wesentlichen gleich ist.
18. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Blaseinrichtung (4) ein oder mehrere stationäre Lüfter (5) mit sich erweiternden Luftleitkanälen (8) aufweist, die dicht an den Rahmen (15) oder die Blenden (16) des Trockengestell (7) anschließen.
19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Blaseinrichtung (4) zwei nebeneinander angeordnete Lüfter (5) mit aneinanderstoßenden Luftleitkanälen (8) aufweist.
20. Vorrichtung nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß im Luftleitkanal (8) ein Diffusor (13) angeordnet ist.
21. Vorrichtung nach Anspruch 18 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Lüfter (5) einen aufrechten zylindrischen Mantel (11) mit einem innenliegenden Leitkegel (27) und einem tangentialen Auslaß (28) aufweisen.
22. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Trockener (1) mehrere Blaseinrichtungen (4) aufweist, die abwechselnd beidseits der Trockengestelle (7) angeordnet sind.
23. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Trockner (1) mehrere unterschiedlich klimatisierte Stationen oder Zonen (2) mit Blaseinrichtungen (4) und mehrere bewegliche Trockengestelle (7) aufweist.
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