DE3119979A1

DE3119979A1 - Verfahren und vorrichtung zum trocknen von formlingen aus ton

Info

Publication number: DE3119979A1
Application number: DE19813119979
Authority: DE
Inventors: Wolfgang 6300 Gießen Uhrig
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1981-05-20
Filing date: 1981-05-20
Publication date: 1982-12-16

Description

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Beschreibung:

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Trocknen von Formungen aus Ton, bei dem den Formungen innerhalb einer Trocknungskammer Trocknungsenergie zugeführt wird.

Formlinge aus Ton, wie z.B. Klinkersteine und Fliesen, werden üblicherweise mittels Warmluft getrocknet. Bei dieser Art der Trocknung werden die Formlinge von außen nach innen getrocknet, d.h. die Formlinge haben in von ihren Außenflächen entfernten Bereichen oft noch einen hohen Wassergehalt, wenn die Bereiche in der Nähe der Außenflächen schon getrocknet sind.Dies hat den Nachteil, daß das Entweichen des Wassers aus dem Inneren erschwert wird aufgrund der verringerten Durchlässigkeit der bereits getrockneten äußeren Schichten*' Mit der Trocknung ist auch eine gewisse Volumenverminderung verbunden, was während der Trocknung zur Rißbildung führen kann. Die Rißbildung wird durch die von außen her einsetzende Volumenverminderung begünstigt. Um die Rißbildung in Grenzen zu halten, muß bei der konventionellen Art der Trocknung diese sehr langsam durchgeführt werden, woraus sich Trocknungszeiten zwischen 20 und 70 Stunden ergeben.

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Formlinge aus Ton wurden bisher nur chargenweise getrocknet. Die relativ sehr lange Trocknungszeit läßt ein anderes Verfahren nicht zu. Die Regelung der Zufuhr an Trocknungsluft ist besonders problematisch wegen der großen umzuwälzenden Luftmengen und der daraus resultierenden Trägheit von Regelungseingriffen. Auch verändern sich die Strömungen innerhalb einer Trocknungskammer, wenn die zugeführten Luftmengen stark geändert werden. Der Energiebedarf ist bei der bekannten Art der Trocknung sehr erheblich.

Bei der Trocknung von schüttfähigen Gütern ist die Anwendung von Mikrowellen bekannt (DE-OS 24 31 522). Bei solchen Gütern tritt nicht das Problem auf, daß durch die Trocknung schädliche Rißbildung entstehen könnte.. Bekannt ist auch die Anwendung von Mikrowellen für die Trocknung von Formkörpern, wie z.B. Ampullen (DE-OS 24 46 471), wobei die Trocknung chargenweise in einer evakuierbaren Trocknungskammer durchgeführt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art, also ein Verfahren zum Trocknen von Formungen, so auszubilden, daß eine besonders wirtschaftliche Trocknung möglich ist, die auch für Massenprodukte, wie Klinkersteine oder Fliesen, gut geeignet ist. Durch die Erfindung soll auch eine für die Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung vorgeschlagen werden.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Trocknungsenergie den Formungen durch Mikrowellen zugeführt wird und daß die Formlinge während der Trocknung durch die Trocknungskammer hindurchbewegt werden.

Mit diesem Verfahren können in einem relativ kurzen Trocknungsofen Tonwaren im Durchlaufverfahren getrocknet werden, da die Trocknungszeit gegenüber dem bisher üblichen Verfahren sehr

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stark reduziert werden kann, z.B. auf etwa eine halbe Stunde. Die Trocknung erfolgt von innen heraus, da die Trocknungsenergie mit Hilfe der Mikrowellen im Inneren des Tonmaterials als Wärme freigesetzt werden kann. Der Wasserdampf kann durch die noch nicht getrockneten äußeren, gut durchlässigen Schichten entweichen. Die Schrumpfung findet im gesamten Material gleichmäßig statt und führt deshalb auch bei schneller Trocknung nicht zur Bildung von Rissen. Die Trocknung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren eignet sich besonders für die umfangreiche Herstellung von Massenartikeln, wie Klinkersteinen und Fliesen. Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens erfordert bei einer gegebenen Trocknungsleistung sehr viel weniger Bauraum als Vorrichtungen für die Durchführung des üblichen Trocknungsverfahrens.

Die Luftführung gemäß Anspruch 2 entgegengesetzt zur Bewegungsrichtung der Formlinge hat den Vorteil, daß diejenigen Formlinge, bei denen der Trocknungsvorgang am weitesten fortgeschritten ist, mit noch trockener Luft in Berührung kommen. Vorteilhafterweise werden die Formlinge gemäß Anspruch 3 kontinuierlieh weiterbewegt. Im Prinzip jedoch kommt auch eine schrittweise Weiterbewegung in Betracht.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist gemäß Anspruch 4 gekennzeichnet durch eine Trocknungskammer, eine in dieser angeordnete Transporteinrichtung, Mikrowellensender in der Trocknungskammer, Öffnungen für die Zuführung und Abführung von Luft in der Trocknungskammer, sowie eine Eintrittsschleuse und eine Austrittsschleuse.

In einer solchen Vorrichtung kann bei «kontinuierlichem Betrieb der Trocknungskammer am Eintrittsende ungetrocknetes Material zugeführt und am Austrittsende getrocknetes Material entnommen

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werden, ohne daß Mikrowellenstrahlung nach außen gelangen kann. Dies ist einmal im Hinblick auf eine möglichst gute Ausnutzung der Strahlungsenergie und zum anderen im Hinblick auf den Schutz von Bedienungspersonal vorteilhaft. Eventuell könnten auch in den Schleusen abschaltbare Mikrowellensender angeordnet werden, die bei öffnung der äußeren Schleusentore abgeschaltet werden. Vorteilhafterweise jedoch wird man gemäß Anspruch 5 in den Schleusen im allgemeinen keine Mikrowellensender anordnen.

-jO Eine einfache und raumsparende Konstruktion für die Schleusen ist im Anspruch 6" angegeben.

Die Anordnung der Mikrowellensender an den Seitenwänden der Kammer gemäß Anspruch 7 hat den Vorteil, daß die Formlinge auch von den Seiten her intensiv von der Mikrowellenstrahlung erfaßt werden. Zweckmäßigerweise wird man auch an der Decke der Trocknungskammer Mikrowellensender anordnen, wie es aus der DE-OS 24 31 522 an sich bekannt ist.

Die Anordnung von Lufteintrittsöffnungen an Seitenwänden der Kammer gemäß Anspruch 8 gewährleistet eine vorteilhafte Aufnahme des aus den Formungen austretenden Wasserdampfes. Die Anordnung eines Ausräumschiebers (Anspruch 9) und/oder eines Ausräumgreifers (Anspruch 10) erleichtert die Entnahme von getrockneten Formungen. Ein Ausräumschieber, der in die Trocknungskammer eingreift, gestattet das gruppenweise Entfernen von Formungen bei kontinuierlicher Bewegung der Formlinge.

In der Vorrichtung kann ohne spezielle Unterstützung der Formlinge, wie z.B. durch sogenannte Trocknungslatten, gearbeitet werden, wenn man die Transporteinrichtung qemäß Anspruch 11 ausbildet. Dies erleichtert den Betrieb der Vorrichtung wesentlich,da

ein Rücktransport spezieller Auflagevorrichtungen, wie z.B. Trocknungslatten, von der Ausgangsseite zur Eingangsseite der Trocknungskammer nicht erforderlich ist. Auch in der Eintrittsschleuse und/oder der Austrittsschleuse können gemaß Anspruch 12 Transporteinrichtungen angeordnet sein, die ihrerseits wieder so ausgebildet sind, daß sie als direkte Unterstützung der Formlinge dienen können.

Die Anordnung von reflektierenden Flächen gemäß Anspruch 13 hat den Vorteil, daß die Mikrowellenstrahlung optimal genutzt wird. Gleichzeitig vermeidet man eine unerwünschte Erwärmung von Teilen der Transporteinrichtung.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der schematischen Zeichnung weiterhin erläutert. Die Zeichnung ist ein schematischer Längsschnitt durch eine Trocknungsvorrxchtung.

• -j 5 Die Trocknungsvorrichtung hat eine insgesamt mit 1 bezeichnete Trocknungskammer, eine Eintrittsschleuse 2 und eine Austrittsschleuse 3· Die Eintrittsschleuse 2 hat als Boden eine Rollenbahn 4, die aus in geringen Abständen angeordneten walzenartig ausgebildeten Rollen besteht. Die Rollenbahn 4 befindet sich in bequemer Arbeitshöhe über dem Fußboden 6 und ist durch Stützen 7 auf dem Boden abgestützt. Die Rollenbahn 4 ist nach rechts über die Schleuse 2 hinaus verlängert. Die Schleuse hat zwei Tore 8 und 9, die in vertikalen Führungen 8a und 9a verschiebbar sind. Die Eintrittsschleuse ist nach oben hin durch eine Decke und nach den Seiten hin durch Seitenwände 28 abgeschlossen.

Die Trocknungskammer 1 hat als Boden ein Förderband 10, das über Umlenkrollen 11 und 12 geführt ist und kontinuierlich angetrieben werden kann. Das Förderband ist auf Stützen 13

auf dem Boden 6 abgestützt. Das Förderband 10 hat eine Mikrowellen reflektierende Oberfläche 10a, die z.B. aus Stahlblech bestehen kann. Auch könnte das gesamte Förderband aus Stahlblech hergestellt werden.

Die Trocknungskammer hat zwei parallele Seitenwände, von denen eine Seitenwand 114 im Längsschnitt sichtbar ist. Nach oben ist die Trocknungskammer durch eine Decke 15 abgeschlossen„ nach rechts hin durch das Schleusentor 9 und nach links hin durch ein Schleusentor der Austrxttsschleuse 3. Im unteren Bereich jeder Seitenwand befinden sich Luftexntrxttsöffnungen 17. Die Decke 15 ist als gelochtes Blech ausgebildet und schließt einen Luftsammeiraum 18 nach unten.ab. In den Sammelraum münden Absaugstutzen 19 und 20.

An den Seitenwänden 14 und an der Decke 15 sind Mikrowellensender 21 angeordnet, die Mikrowellenstrahlung in die Trocknungskammer 1 aussenden können.

Die Austrxttsschleuse 3 hat einen festen Boden 22, der über Stützen 23 auf dem Fußboden 6 abgestützt ist. Nach rechts hin ist die Austrxttsschleuse durch das bereits erwähnte Schleusentor 16 abschließbar und nach links durch ein weiteres Schleusentor Der Abschluß der Schleuse wird vervollständigt durch eine Decke und Seitenwände 26. Die Schleusentore 16 und 24 sind in vertikalen Führungen 16a und 24a verschiebbar.

Der Eingangsschleuse ist auch ein insgesamt mit 29 bezeichneter Ausräumgreifer zugeordnet. Der Ausräumgreifer ist an einem Gestänge 30 aufgehängt, das von einem ortsfesten Bauteil 32 ausgeht. Der Ausräumgreifer 29 hat Klemmbacken 31, mit denen eine Reihe von Formungen festgehalten werden kann.Der Greifer 29 kann aus der gezeichneten Lage, in der er sich innerhalb der Austrxttsschleuse 26 befindet, in eine Lage außerhalb des Schleusentores 24 bewegt werden. Beispielsweise kann der Greifer die Formlinge dort auf ein Transportfahrzeug absetzen.

Die Vorrichtung hat auch einen Ausräumschieber 33, der in die Trocknungskammer 1 eingefahren werden kann. Dieser Ausräumschieber hat eine Wand 34, die eine Schubkraft auf im Ofen befindliche Formlinge 35 ausüben kann.

Die Vorrichtung· wird kontinuierlich derart betrieben, daß dauernd Formlinge 35 durch die Trockenkammer 1 hindurchbewegt werden. Die Formlinge werden über die Transportbahn 4 zugeführt. Hierbei ist das Schleusentor 8 geöffnet und das Schleusentor 9 geschlossen. Die Einrichtungen zum öffnen und Schließen der Schleusentore sind vorteilhafterweise so miteinander gekoppelt, daß niemals beide Schleusentore gleichzeitig geöffnet sein können. Die Formlinge werden unmittelbar auf die Rollen 5 aufgesetzt, d.h. Trockenlatten oder sonstige Trageinrichtungen werden nicht verwendet. Wenn die innerhalb des Schleusenraumes

■J5 zur Verfügung stehende Bandlänge mit Formungen belegt ist, wird das Schleusentor 9 geschlossen. Nach Schließen dieses Schleusentores wird das Schleusentor 9 geöffnet und die Formlinge werden durch die Rollen 5, die antreibbar sind, auf das Band 10 gefördert. Innerhalb der Trocknungskammer 1 wirkt Mikrowellenstrahlung auf die Formlinge ein. Diese können langsam in den Raum 1 bewegt werden, wobei das Schleusentor 9 geöffnet bleibt.

Durch die Einwirkung der Mikrowellenstrahlung- werden die Formlinge 35 von innen her erwärmt, wobei das im Ton enthaltene Wasser ausgetrieben wird. Die ausgetriebene Feuchtigkeit wird durch Luft abgeführt, die über die Eintrittsöffnungen 17 zugeführt und über die Löcher 15a in der Decke 15 der Trocknungskammer abgesaugt wird. Vorzugsweise wird hierbei die Luft in dem in der Zeichnung links befindlichen Bereich der Trocknungskammer 1 zugeführt, so daß die schon weitgehend getrockneten Formlinge 35 nur mit trockener Luft in Berührung kommen. Der Trocknungsvorgang schreitet bei der Bewegung der Formlinge fort und ist beendet, wenn die Formlinge in den in der Zeichnung links liegenden Endbereich der Trocknungskammer gelangt sind. Die Transportrichtung für die Formlinge

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ist durch den Pfeil 36 angegeben.

Wenn getrocknete Formlinge aus der Trocknungskammer 1 entnommen werden sollen, befindet sich der Greifer 29 außerhalb der Aus- · trittsschleuse 3 und das Schleusentor 24 ist geschlossen. Hingegen ist das Schleusentor 16 geöffnet. Der Ausräumschieber 33 fördert nun eine gewisse Anzahl von vollständig getrockneten Formungen 35 auf den" Boden 22 der Ausstrittsschleuse 3. Danach wird das Schleusentor 16 geschlossen und das Schleusentor 24 geöffnet. Der Greifer 29 wird in den Schleusenraum eingefahren, klemmt die dort befindlichen Formlinge fest und bewegt sie aus der Austrittsschleuse 3 heraus. Danach wird auch das Schleusentor 24 geschlossen. Wenn eine neue Gruppe aus Formungen in den Bereich des Ausräumschiebers 33 gelangt ist, wird auch diese Gruppe bei geöffnetem Schleusentor 16 und geschlossenem Schleusentor 24 herausgezogen.

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Claims

Ansprüche;

Π λ Verfahren zum Trocknen von Formungen aus Ton, bei dem den Formungen innerhalb einer Trocknungskammer Trocknungsenergie zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Trocknungsenergie den Formungen durch Mikrowellen zugeführt wird -> und daß die Formlinge während der Trocknung durch die Trocknungskammer hindurchbewegt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Abführung des bei der Trocknung von den Formungen abgegebenen Wasserdampfes entgegengesetzt zur Bewegungsrichtung der Formlinge Luft gefördert wird.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Formlinge kontinuierlich weiterbewegt werden.
4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Trock-

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nungskammer (1), eine in dieser angeordnete Transporteinrichtung (10), Mikrowellensender (21) in der Trocknungskammer (1), öffnungen (17_f 15a) für die Zuführung und Abführung von Luft in der Trocknungskammer (1), eine Eintrittsschleuse (2) und eine Austrittsschleuse (3) .
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleusen (2, 3) frei von Mikrowellensendern und Mikrowellenstrahlung sind.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 und 5, dadurch

gekennzeichnet, daß jede Schleuse (2, 3) zwei heb- und senkbare Tore (8, 9 bzw. 16, 24) aufweist, die vorzugsweise derart gegeneinander verriegelt sind, daß bei öffnung eines Tores einer Schleuse nicht gleichzeitig auch das andere Tor dieser Schleuse geöffnet werden kann.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß an Seitenwänden (14) der Trocknungskammer (1), die sich parallel zur Bewegungsrichtung (36) der Formlinge (35) erstrecken, Mikrowellensender (21) angeordnet sind.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß an Seitenwänden (14) der Trocknungskammer (1), die sich parallel zur Bewegungsrichtung (36) der Formlinge (35) erstrecken, Lufteintrittsöffnungen (17) und in der Decke (15) der Kammer Luftaustrittsöffnungen (15a) angeordnet sind.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, gekennzeichnet durch einen am Auslaßende der Trocknungskammer (1) angeordneten Ausräumschieber (33).
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, gekennzeichnet durch einen Ausräumgreifer (29), der in die Austrittsschleuse (3) bewegbar und aus der Austrittsschleuse (3) heraus-

bewegbar ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 1O₇ dadurch gekennzeichnet, daß die Transporteinrichtung in der Trocknungskammer (1) eine Auflagefläche für Formlinge (35) aufweist, die z.B. als Förderband (10) oder als Rollenbahn mit dichter Anordnung der Rollen ausgebildet ist.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß in der Eintrittsschleuse (2) und/oder

in der Austrittsschleuse (3) ebenfalls Transporteinrichtungen -JO (4) angeordnet sind, z.B. Förderbahnen oder Rollenbahnen.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 12, gekennzeichnet durch Mikrowellen reflektierende Flächen (10a), z.B. aus Stahlblech, insbesondere an den Auflageflächen für die Formlinge (35).