DE19802856C2 - Vorrichtung und Verfahren zum Trocknen von Keramikformlingen - Google Patents

Vorrichtung und Verfahren zum Trocknen von Keramikformlingen

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Trocknen von Keramikformlingen.
Keramikformlinge werden zum Trocknen mit konditionierter Trockenluft umspült, wobei die Trockenluft den Keramikformling unterschiedlich anströmen kann. Ziel ist es, einen möglichst großen Teil der äußeren und inneren Oberfläche der Keramikformlinge mit Trockenluft zu bestreichen und abgeleitet von der Wärmeübergangsformel ΔQ = α . ΔT . a (wobei ΔQ der Wärmeübergang, α die Wärmeübergangszahl ΔT die Temperaturdifferenz und a die Fläche ist) einen möglichst optimalen Wärmeübergang und damit auch Stoffübergang in jedem Abschnitt der Vorrichtung zum Trocknen der Keramikformlinge zu erreichen.
Aus dem Gebrauchsmuster DE 297 10 317 U1 ist ein Trockner zum Trocknen von Keramikformlingen mit zwei parallelen Trocknerkanälen zum Durchfördern von mit zu trocknenden Keramikformlingen beladenen Trocknerwagen mit einem zwischen den beiden Trockenkanälen angeordneten Hauptluftkanal zur Durchströmung von Trockenluft und mit Trockenabschnitten bekannt, wobei jeder Trockenabschnitt eine auf der von dem Hauptluftkanal abgewandten Seite der Trockenkanäle angeordnete Ventilatoreinrichtung umfaßt, die einen Trockenluftteil quer durch den jeweiligen Trockenkanal aus dem Hauptluftkanal ansaugt und den Trockenluftteil quer durch den Trockenkanal stromabwärts wieder in den Hauptluftkanal zurückleitet.
Nachteilig bei dieser Vorrichtung ist jedoch, daß die Anordnung der Ventilatoreneinrichtungen an den Außenseiten der Kanäle dazu führt, daß bei den in der keramischen Industrie üblichen, mindestens vier Meter hohen Trocknerwagen eine sehr große Zahl von Ventilatoren erforderlich ist, und daß wegen der Ventilatorkonstruktion und der erforderlichen Vergleichmäßigungsvorrichtungen die große Bautiefe der Ventilatoren zu einem sehr großen Trocknergebäude führt. Nachteilig bei den dort verwendeten einteiligen Trocknerwagen, die zum Zwecke eines schnellen und gleichmäßigen Trocknens schmal sein müssen, das heißt eine Breite von ein, maximal zwei Stößen Ziegel haben, ist die geringe Stabilität, so daß die Trocknerwagen oben und unten geführt sein müssen, was zu einem großen Aufwand der Fördertechnik, speziell der Umsetzvorrichtung am Eingang und Ausgang des Trockners führt.
Aus der Zeitschrift ZIEGELINDUSTRIE ZI, Heft 12/97, Seite 870, ist ein Trockner für Keramikformlinge bekannt, bei dem der Formlingsbesatz mit geringer Besatztiefe und so zueinander beabstandet auf einem fahrbaren Grundrahmen ruht, daß Ventilatoren allseitig neben und zwischen dem Besatz angeordnet werden können, um auf diese Weise zu erreichen, daß alle Produkte einen möglichst identischen Trockenzyklus haben. Nachteilig bei dieser Vorrichtung ist die undefinierte Luftführung, die eine große Anzahl von Ventilatoren, die beidseits des Besatzes angeordnet sind, erforderlich macht.
Aus der LINGL-Broschüre "Trockentechnik" P134/2/7.93 von 1993, vordere Umschlagseite oben und Abb. 4, ist ein Trockner ersichtlich, der mit großräumigen Trockenwagen beschickt wird, die auf zwei Gleisen durch den Trockner laufen, zwischen denen in Längsrichtung hintereinander Drehlüfter angeordnet sind. Ein derartiger Trockner ist auch in Fig. 6 schematisch dargestellt. Von den Drehlüftern strömt die Trockenluft senkrecht zur Förderrichtung der Trocknerwagen durch den Formlingsbesatz und strömt an der Außenseite und Decke wieder zurück. Nachteilig bei diesem Trockner ist, daß die Ziegel in der Mitte des Besatzes, insbesondere in einem größeren Abstand von dem Drehlüfter (schraffiert dargestellter Bereich) nicht die gleichen Trockenverhältnisse erfahren wie die Ziegel am Rande des Besatzes, sondern eine längere Trockenzeit erfordern. Daraus resultiert eine insgesamt längere Trockenzeit und mögliche Qualitätseinbußen der Ziegel.
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Trocknen von Keramikformlingen zu schaffen, bei der/dem mit Hilfe einer möglichst geringen Anzahl von Ventilatoren eine gleichmäßige Beaufschlagung der Formlinge mit Trockenluft ermöglicht und damit bei möglichst geringem Energie- und Zeitaufwand bestmögliche Trockenergebnisse erreicht werden.
Gelöst wird diese Aufgabe durch die in Anspruch 1 definierte Vorrichtung und das in Anspruch 15 definierte Verfahren. Die zu trocknenden Formlinge werden in zwei voneinander beabstandeten Reihen durch den Trockenkanal gefördert und bilden so einen mittleren sowie zwei äußere Luftkanäle. Durch eine Ventilationseinrichtung, die oberhalb des Trockenkanals angeordnete und nur dem mittleren Luftkanal zugeordnete Ventilatoren umfaßt, wird die Trockenluft entgegen der Förderrichtung der Keramikformlinge durch den Trockenkanal geleitet, wobei ein Teil der Trockenluft nacheinander abwechselnd die Keramikformlingsreihen von dem mittleren Luftkanal zum äußeren Luftkanal und umgekehrt durchströmt. Die Trockenluft wird dabei jeweils mittels eines Ventilators in den mittleren Luftkanal eingeblasen und im benachbarten Trockenabschnitt aus dem mittleren Luftkanal wieder abgesaugt.
Die definierte Trockenluftführung senkrecht zur Förderrichtung der Formlinge von dem mittleren Luftkanal zum äußeren Luftkanal und umgekehrt ermöglicht eine gleichmäßige Trocknung aller Keramikformlinge. Die insgesamt drei Luftkanäle und die mittige Absaugung und Einblasung der Trockenluft ermöglichen diese vorteilhafte Trockenluftführung mit einer minimalen Anzahl von Ventilatoren, da ein einziger Ventilator je Trockenabschnitt zur Erzeugung einer vom mittleren Kanal nach außen oder von den äußeren Kanälen nach innen gerichteten Luftströmung durch den Formlingsbesatz hindurch ausreicht.
Vorzugsweise liegen die Keramikformlinge auf Trockenwagen mit jeweils zwei voneinander beabstandeten Trockengerüsten auf, wobei die Trockengerüste der aufeinanderfolgenden Trocknerwagen eine Formlingsreihe ergeben. Vorzugsweise haben diese Formlingsreihen eine Breite von höchstens zwei Formlingen, so daß eine gleichmäßige und schnelle Trocknung sichergestellt ist.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist der Trockenkanal U-förmig mit einem Vorlaufkanal und einem Rücklaufkanal ausgebildet, so daß Einfahrseite und Ausfahrseite für die Trocknerwagen nebeneinander liegen. Dies ermöglicht eine schnelle und einfache Beschickung und Entnahme der Ziegelformlinge. Vorzugsweise ist zu diesem Zweck eine Lade-/Entladevorrichtung vorgesehen, die beidseitig angeordnete Rechen zum Aufgreifen, Transportieren und Absetzen der zu trocknenden bzw. getrockneten Formlinge vorgesehen.
Der U-förmige Trockenkanal weist vorzugsweise eine Umsetzbühne zum Umsetzen der Trocknerwagen von dem Vorlaufkanal in den Rücklaufkanal auf. Dabei wird die Umsetzbühne selbst zur Verringerung des Energieverbrauches nicht von der Trockenluft durchströmt.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind an der Einfahrseite des Trockenkanals eine mittlere Trockenluftabsaugung zum Absaugen von Trockenluft aus dem mittleren Luftkanal sowie seitliche Trockenluftabsaugungen zum Absaugen der Trockenluft aus den seitlichen Luftkanälen angeordnet. Der Luftdurchsatz dieser Absaugungen ist einzeln regelbar, so daß die Luftverteilung im Querschnitt des Trockenkanals, insbesondere an dessen Einfahrseite regulierbar ist.
An der Ausfahrseite des Trockenkanals sind Heißlufteinspeisungen zum Einspeisen der Trockenluft in die seitlichen Luftkanäle vorgesehen.
Zur Erzeugung der Trockenluftströmung durch den Formlingsbesatz quer zu der Vortriebsrichtung der Trocknerwagen sind vorzugsweise oberhalb des Trocknerkanals angeordnete Ventilatoren vorgesehen, die die Trockenluft abwechselnd aus einem Trockenabschnitt absaugen und im folgenden Trockenabschnitt wieder einblasen. Es ist auch möglich, in dem mittleren Luftkanal Drehlüfter in Abständen anzuordnen, die vorzugsweise größer oder kleiner sind als die Länge eines Trocknerwagens.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert, in denen
Fig. 1 eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Trocknen von Keramikformlingen ist,
Fig. 2 eine Querschnittsansicht entlang der Linie II-II der Vorrichtung zum Trocknen von Keramikformlingen von Fig. 1 ist,
Fig. 3 eine Querschnittsansicht entlang der Linie III-III der Vorrichtung zum Trocknen von Keramikformlingen von Fig. 1 ist,
Fig. 4 eine Seitenansicht eines Trocknerwagens zur Verwendung in der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Trocknen von Keramikformlingen ist,
Fig. 5 eine Vorderansicht des Trocknerwagens von Fig. 4 ist, und
Fig. 6 eine Querschnittsansicht einer bekannten Vorrichtung zum Trocknen von Keramikformlingen ist.
Fig. 1 zeigt den erfindungsgemäßen Trockner 1 mit einem U-förmigen Trockenkanal, bestehend aus einem Vorlaufkanal 2 und einem Rücklaufkanal 3 und einer die beiden verbindenden Umsetzvorrichtung 4. Mit nassen Formlingen 6 befüllte Trocknerwagen 5 werden an der Einfahrseite 13 in den Vorlaufkanal 2 des Trockners eingeschoben. Sie werden dann kontinuierlich bis zu der Umsetzvorrichtung 4 weitergefördert, dort in den Rücklaufkanal 3 umgesetzt und an der Ausfahrseite 18 dem Trockner 1 wieder entnommen.
Die Keramikformlinge liegen so auf dem Trocknerwagen 6, daß sie zwei mit einem Abstand A voneinander angeordnete Reihen bilden (siehe Fig. 5). Die Besatztiefe B jeder Formlingsreihe beträgt vorzugsweise nur ein oder zwei Formlinge, so daß eine gleichmäßige und schnelle Trocknung sichergestellt ist. Die beiden voneinander beabstandeten Trocknerwagengerüste 8, 8', auf denen die Formlinge 6 liegen, sind an einem gemeinsamen Grundrahmen 7 montiert.
Die beiden voneinander beabstandeten und mit Formlingen 6 beladenen Trocknerwagengerüste 8, 8' aufeinanderfolgender Trocknerwagen 6 bilden in dem Trockentunnel zwei parallele Formlingsreihen. Wie am besten in den Fig. 2 und 3 zu sehen ist, sind zwischen diesen Formlingsreihen ein mittlerer Luftkanal 21 und außerhalb der Formlingsreihen äußere Luftkanäle 22 gebildet. In diesen Luftkanälen 21, 22 wird insgesamt eine der Bewegungsrichtung der Trocknerwagen 6 entgegengesetzte Luftströmung aufrechterhalten, wobei die Trocknerluft im Bereich der Umsetzvorrichtung 4 so umgeleitet wird, daß diese selbst nicht mit der Trockenluft beaufschlagt ist. Wie in Fig. 2 gezeigt ist, wird die Trockenluft durch Heißlufteinspeisungen 10, 10' an der Ausfahrseite 18 des Rücklaufkanals in die äußeren Luftkanäle 22 eingespeist und durch die beiden Formlingsreihen hindurch dem mittleren Trockenkanal 21 zugeführt. Mittels eines an der Decke des Trockenkanals angeordneten Ventilators wird die Trockenluft dem mittleren Luftkanal 21 entnommen und im nächsten Trockenabschnitt, der mit der Position des vorangehenden Trockenwagens übereinstimmt, wieder in den mittleren Kanal 21 eingeblasen. Es sei angemerkt, daß ein Trockenabschnitt auch der Länge von zwei oder mehreren Trockenwagen entsprechen kann. Die Trockenluft strömt dann durch den Formlingsabsatz hindurch in die äußeren Luftkanäle 22 (Fig. 1 und Fig. 3 links), wo sie zum nächsten Trockenabschnitt gelangt und dort nach erneutem Durchströmen der Formlingsreihe, diesmal von außen nach innen (Fig. 3 rechts), von einem weiteren Ventilator im mittleren Luftkanal 21 wieder angesaugt wird. So wird der kontinuierlichen Gegenstrom-Trockenluftströmung eine meanderförmige Querströmung überlagert, die für eine gleichmäßige Umströmung und damit Trocknung der Formlinge sorgt. Das Einblasen bzw. Absaugen der Trockenluft in jeden Trockenabschnitt erfolgt immer am mittleren Luftkanal 21, wodurch die meanderförmige Luftströmung mit einer geringen Anzahl von Ventilatoren, nämlich einem Ventilator je Trockenabschnitt, unabhängig von der Höhe der Trocknerwagengerüste 8, 8' aufrechterhalten wird. Dadurch verbessert sich die Energieeffizienz des Trockners.
Zum Be- und Entladen der Trocknerwagen 5 ist eine Lade-/Entladevorrichtung 14 mit beidseitig angeordneten Rechen 17, 17' zum Aufgreifen, Transportieren und Absetzen der nassen bzw. getrockneten Keramikformlinge 6 vorgesehen. Wie in Fig. 1 schematisch dargestellt ist, verfährt die Lade-/Entladevorrichtung zwischen einem Naßgerüst 16 zur Bereitstellung von Naßformlingen, einem an der Einfahrseite positionierten Trocknerwagen, einem an der Ausfahrseite angeordneten Trocknerwagen und einem Trockengerüst 15 zur Aufnahme von getrockneten Formlingen. Die beidseitig angeordneten Rechen 17, 17' erlauben dabei ein sehr effizientes Be- und Entladen der Trocknerwagen mit wenigen Bewegungen. Sobald ein Trocknerwagen an der Ausfahrseite 18 des Trockners entleert ist, wird dieser zur Einfahrseite 13 verfahren und mit neuen nassen Formlingen beladen. Gleichzeitig erreicht ein neuer, mit getrockneten Formlingen beladener Trocknerwagen die Entladeposition. So wird auf einfache Weise ein kontinuierlicher Trocknerbetrieb mit schnellem Durchsatz ermöglicht.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren zum Trocknen von Keramikformlingen ermöglicht eine gleichmäßige und schnelle Trocknung der Formlinge mit einer geringstmöglichen Anzahl von Ventilatoren und daher geringem Energieeinsatz. Eine U-förmige Anordnung des Trockenkanals ermöglicht eine effiziente Beschickung mit und Entnahme der Formlinge.
Bezugszeichenliste
1
Trockner
2
Vorlaufkanal
3
Rücklaufkanal
4
Umsetzbühne
5
Trocknerwagen
6
Keramikformlinge
7
Trocknerwagengestell
8
,
8
'Trocknerwagengerüste
9
Drehlüfter
10
,
10
'Heißlufteinspeisungen
11
seitliche Absaugung
12
mittlere Absaugung
13
Einfahrseite
14
Lade-/Entladevorrichtung
15
Trockengerüst
16
Naßgerüst
17
,
17
'Rechen
18
Ausfahrseite
21
mittlerer Luftkanal
22
seitlicher Luftkanal

Claims (20)

1. Vorrichtung zum Trocknen von Keramikformlingen mit
einem Trockenkanal (2, 3) zum Durchfördern der zu trocknenden Keramikformlinge (6) in zwei voneinander beabstandeten Reihen, die einen mittleren (21) sowie zwei äußere (22) Luftkanäle freilassen und
einer Ventilationseinrichtung zur Führung der Trockenluft durch den Trockenkanal (2, 3) entgegen der Förderrichtung des Trockenguts, wobei die Ventilationseinrichtung oberhalb des Trockenkanals (2, 3) angeordnete und nur dem mittleren Luftkanal (21) zugeordnete Ventilatoren umfaßt, durch die ein Trockenluftanteil in hintereinander angeordneten Trockenabschnitten abwechselnd in den mittleren Luftkanal (21) eingeblasen wird und die Keramikformlingsreihen zu den äußeren Luftkanälen (22) durchströmt und im folgenden Trockenabschnitt die Keramikformlingsreihen von den äußeren (22) zu dem mittleren (21) Luftkanal durchströmt und vom mittleren Luftkanal (21) abgesaugt wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Trocknerwagen (5) mit jeweils zwei voneinander beabstandeten Trockengerüsten (8, 8') zur Aufnahme der zu trocknenden Keramikformlinge (6).
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Keramikformlingsreihen eine Breite von höchstens zwei Formlingen (6) haben.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Trockenkanal U-förmig mit einem Vorlaufkanal (2) und einem Rücklaufkanal (3) ausgebildet ist, so daß eine Einfahrseite (13) und eine Ausfahrseite (18) des Trockenkanals nebeneinander angeordnet sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine Lade- /Entladevorrichtung (14) zum Beladen der Trocknerwagen (5) an der Einfahrseite (13) und zum Entladen der Trocknerwagen (5) an der Ausfahrseite (18) des Trockenkanals.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch ein Naßgerüst (16) zur Bereitstellung von zu trocknenden Keramikformlingen (6) sowie ein Trockengerüst (15) zur Aufnahme von getrockneten Keramikformlingen.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Lade- /Entladevorrichtung (14) beidseitig angeordnete Rechen (17) zum Aufgreifen, Transportieren und Absetzen von zu trocknenden oder getrockneten Keramikformlingen (6) aufweist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, sofern auf Anspruch 2 rückbezogen, gekennzeichnet durch eine Umsetzbühne (4) zum Umsetzen der Trocknerwagen (5) vom Vorlaufkanal (2) zum Rücklaufkanal (3), welche Umsetzbühne (4) nicht von der Trockenluft durchströmt wird.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß an der Einfahrseite (13) des Trockenkanals eine mittlere Trockenluftabsaugung (12) über dem mittleren Luftkanal (21) sowie äußere Trockenluftabsaugungen (11) an den seitlichen Luftkanälen (22) angeordnet sind.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftdurchsatz der Trockenluftabsaugungen (11, 12) zur Regulierung der Luftverteilung im Querschnitt des Trockenkanals einzeln regelbar ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß an der Ausfahrseite (18) des Rücklaufkanals (3) Heißlufteinspeisungen (10, 10') zu den seitlichen Luftkanälen (22) angeordnet sind.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß für jeden Trockenabschnitt ein Ventilator vorgesehen ist.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilatoren als Drehlüfter ausgebildet sind.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß ein Trockenabschnitt der Länge eines Trocknerwagens (5) entspricht.
15. Verfahren zum Trocknen von Keramikformlingen, wobei
die zu trocknende Keramikformlinge (6) in zwei voneinander beabstandeten Reihen durch einen Trockenkanal (2, 3) gefördert werden, so daß ein mittlerer (21) sowie zwei äußere (22) Luftkanäle freigehalten sind, und
Trockenluft entgegen der Förderrichtung der Keramikformlinge durch den Trockenkanal (2, 3) geleitet wird, wobei ein Trockenluftanteil nacheinander abwechselnd in den mittleren Luftkanal (21) eingeblasen wird und die Keramikformlingsreihen zu den äußeren Luftkanälen (22) durchströmt und anschließend in einem benachbarten Trockenabschnitt die Keramikformlingsreihen von den äußeren Luftkanälen (22) zu dem mittleren Luftkanal (21) durchströmt und aus diesem abgesaugt wird.
16. Verfahren nach Anspruch 15, wobei die zu trocknenden Keramikformlinge (6) durch einen Trockenkanal (2, 3) gefördert werden, der U-förmig mit einem Vorlaufkanal (2) und einem Rücklaufkanal (3) ausgebildet ist.
17. Verfahren nach Anspruch 16, wobei die zu trocknenden Keramikformlinge (6) auf Trocknerwagen (5) durch den Trockenkanal (2, 3) gefördert werden und das Be- und Entladen der Trocknerwagen (5) gleichzeitig erfolgt.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß an der Einfahrseite (13) des Trockenkanals (2, 3) Trockenluft vom mittleren Luftkanal (21) sowie von den äußeren Luftkanälen (22) abgesaugt wird.
19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftverteilung im Querschnitt des Trockentunnels (2, 3) durch Regelung der Luftabsaugung vom mittleren Luftkanal (21) und von den äußeren Luftkanälen (22) eingestellt wird.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß an der Ausfahrseite (18) des Trockenkanals (2, 3) Heißluft in die äußeren Luftkanäle (22) eingeblasen wird.
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