DE3203132C1

DE3203132C1 - Capacitive heating device

Info

Publication number: DE3203132C1
Application number: DE19823203132
Authority: DE
Inventors: Paul Prof. Dr. 4500 Osnabrück Farwig; E.H. Ing.(grad.) 4512 Wallenhorst Schulz
Original assignee: Sicowa Verfahrenstechnik fuer Baustoffe GmbH and Co KG
Current assignee: Sicowa Verfahrenstechnik fuer Baustoffe GmbH and Co KG
Priority date: 1982-01-30
Filing date: 1982-01-30
Publication date: 1983-08-04
Also published as: DK21783D0; EP0085319A1; JPS58135594A; DK21783A; CA1194137A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur kapazitiven Erwärmung mit zwei an einen Hochfrequenzgenerator angeschlossenen Kondensatorplatten, zwischen denen das zu erwärmende Material angeordnet wird. Zum Erwärmen eines leitfähigen, flüssigen Materials mit relativ hoher Dielektrizitätskonstante wird ein Mehrschichtkondensator aus den Kondensatorplatten und hierzu benachbart und parallel an deren Innenseite angeordneten Wänden aus einem elektrisch isolierenden Material mit relativ niedriger Dielektrizitätskonstante, zwischen denen das zu erwärmende Material aufgenommen wird, gebildet, wobei zwischen den Wänden und den Kondensatorplatten jeweils ein Luftspalt vorgesehen ist, dessen Breite in Abstimmung der Kapazität des Mehrschichtkondensators auf die optimale Generatorleistung eingestellt ist.The invention relates to a device for capacitive heating with two capacitor plates connected to a high-frequency generator, between which the material to be heated is arranged. To heat a conductive, liquid material with a relatively high dielectric constant, a multi-layer capacitor is formed from the capacitor plates and adjacent and parallel walls on the inside thereof made of an electrically insulating material with a relatively low dielectric constant, between which the material to be heated is accommodated, with between The walls and the capacitor plates are each provided with an air gap, the width of which is adjusted to the optimum generator output in coordination with the capacitance of the multilayer capacitor.

Description

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Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur kapazitiven Erwärmung eines Materials nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a device for capacitive heating of a material according to the preamble of claim 1.

Derartige Einrichtungen werden beispielsweise verwendet, um plattenförmige Materialien, etwa Holzfaserplatten, zu trocknen oder deren Bindemittel auszuhärten. Hierzu werden die Kondensatorplatten in Anlage an das zu erwärmende Material gebracht und letzteres in dem von dem Hochfrequenzgenerator zwischen den Kondensatorplatten erzeugten elektrischen Feld auf die gewünschte Temperatur erwärmt.Such devices are used, for example, to move sheet-like materials, such as wood fiber boards, to dry or to harden their binders. For this purpose, the capacitor plates are attached brought to the material to be heated and the latter in that of the high frequency generator between the The electric field generated by the capacitor plates is heated to the desired temperature.

Je nach Art des zu erwärmenden Materials können hierbei mehr oder weniger große, vermeidbare Verluste und ferner eine unkontrollierte Energiezufuhr etwa bei hohem Wassergehalt auftreten, wobei ferner das Abstimmen der Kapazität auf die Generatorleistung, dessen Schwingkreis möglichst in Resonanz arbeiten sollte, aufwendig und problematisch ist Dies trifft erst recht für Materialien zu, die leitfähig und flüssig sind sowie eine relativ hohe Dielektrizitätskonstante aufweisen. Dies ist beispielsweise der Fall, wenn Rohlinge für Baumaterialien, insbesondere Wandbausteinen, in einer Formgebungseinrichtung zur Aufnahme einer gießfähigen Rohmischung, die aus einem wärmeaktivierbaren Bindemittel, etwa Zement mit entsprechenden Beschleunigern, Schaum, Wasser, Sand und gegebenenfalls sonstigen Zuschlägen etwa zum Herstellen von Leichtbausteinen auf Kalksilikatbasis oder auch von solchen aus Gas- oder Schaumbeton oder aus grobkeramischem Material besteht, hergestellt werden sollen. Hierbei wird eine Rohmischung angestrebt, die zum Erzielen einer möglichst niedrigen Scherbenrohdichte eine entsprechend große Menge Schaum zusammen mit einer großen Menge Wasser enthält, wobei der Wasseranteil 50 Gew.-% und mehr erreichen kann, um Scherbenrohdichten bis herab zu 0,2 g/cm³ zu erzielen. Hierbei würde ein Begrenzen der Rohmischung durch die Kondensatorplatten, die dann einen Teil der Formgebungseinrichtung bilden, zu einer unkontrollierten und damit ungleichmäßigen Energiezufuhr und ferner zu starken Verlusten führen.Depending on the type of material to be heated, more or less large, avoidable losses and also an uncontrolled supply of energy, for example with a high water content, can occur, with the adjustment of the capacity to the generator output, whose oscillating circuit should work in resonance as possible, is complex and problematic This applies even more to materials that are conductive, liquid and have a relatively high dielectric constant. This is the case, for example, when blanks for building materials, in particular wall blocks, in a shaping device for receiving a pourable raw mixture, which consists of a heat-activatable binding agent, such as cement with appropriate accelerators, foam, water, sand and possibly other additives such as for the production of lightweight building blocks Lime silicate base or of those made of aerated or foam concrete or of coarse ceramic material are to be produced. The aim here is to create a raw mixture that contains a correspondingly large amount of foam together with a large amount of water in order to achieve the lowest possible bulk density, whereby the water content can reach 50% by weight and more, for bulk bulk densities down to 0.2 g / cm ³ to achieve. In this case, limiting the raw mixture by the capacitor plates, which then form part of the shaping device, would lead to an uncontrolled and thus uneven supply of energy and also to severe losses.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Einrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, bei der die Verluste minimal gehalten werden können und die Energiezufuhr zu dem zu erwärmenden Material gleichmäßig erfolgt, auch wenn das zu erwärmende Material etwa aufgrund eines hohen Wassergehalts eine relativ hohe Dielektrizitätskonstante besitzt.The object of the invention is therefore to create a device according to the preamble of claim 1, at the losses can be kept to a minimum and the energy supply to the material to be heated occurs evenly, even if the material to be heated is due to a high water content has a relatively high dielectric constant.

Diese Aufgabe wird entsprechend dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved in accordance with the characterizing part of claim 1.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung und den Unteransprüchen zu entnehmen.Further refinements of the invention can be found in the following description and the subclaims refer to.

Die Erfindung wird nachstehend anhand des in der Abbildung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert, die im Schnitt eine Form mit einer Heizeinrichtung zeigt, wobei sich das Ausführungsbeispiel auf die Herstellung von Rohlingen für Baumaterialien aus einer gießfähigen Rohmischung, die neben einem wärmeaktivierbaren, vorzugsweise hydraulischen Bindemittel, hohe Wasser- und Schaumanteile, Sand und andere Zuschläge enthält, bezieht, wobei die Erwärmung der Rohmischung vorgenommen wird, um festigkeitsbildende Reaktionen des Bindemittels, etwa Zement mit Beschleuniger, während einer ausreichenden Zeit in Gang zu setzen, so daß die Rohlinge die zum Entformen und zum nachfolgenden Transport ausreichende Festigkeit aufweisen.The invention is explained in more detail below with reference to the exemplary embodiment shown in the figure explained, which shows in section a mold with a heating device, the embodiment on the production of blanks for building materials from a pourable raw mixture, which in addition to a heat-activatable, preferably hydraulic binder, high proportions of water and foam, sand and contains other aggregates, refers to where the raw mixture is heated to strength-building reactions of the binding agent, such as cement with accelerator, during a sufficient Time to set in motion so that the blanks are sufficient for demoulding and subsequent transport Have strength.

Bei der dargestellten Ausführungsform ist eine Form 10 beispielsweise aus Kunststoffmaterial. bestehend vorgesehen, die verschließbar sein kann. Die Form 10 befindet sich auf einem Maschinengestell 11, das unter anderem Einrichtungen zum Füllen der Form 10, zum Entformen der gebildeten Rohlinge und zum Überführen von diesen auf eine Transporteinrichtung tragen kann.In the embodiment shown, a mold 10 is made of plastic material, for example. existing provided, which can be lockable. The form 10 is located on a machine frame 11, which is below other devices for filling the mold 10, for demolding the blanks formed and for transferring can carry these on a transport device.

Benachbart zu den gegenüberliegenden Seitenwänden 10a der Form 10 sind Kondensatorplatten 12 parallel hierzu und sich über die gesamte Fläche der Seitenwände 10a erstreckend angeordnet. Die beiden Kondensatorplatten 12 sind mit einem Hochfrequenzgenerator 13 verbunden. Die Kondensatorplatten 12 werden beispielsweise üoer Isolatoren 14 mittels Stützen 15 am Maschinengestell 11 abgestützt und benachbart zu den Seitenwänden 10a gehalten.Capacitor plates 12 are adjacent to the opposite side walls 10a of the mold 10 arranged parallel to this and extending over the entire surface of the side walls 10a. The two Capacitor plates 12 are connected to a high-frequency generator 13. The capacitor plates 12 are for example üoer insulators 14 supported by means of supports 15 on the machine frame 11 and held adjacent to the side walls 10a.

Die Kondensatorplatten 12 sind mit geringem Abstand zu den Seitenwänden 10a unter Ausbildung eines Luftspaltes 16 zwischen jeweils einer Kondensatorplatte 12 und einer benachbarten Seitenwand 10aThe capacitor plates 12 are formed at a small distance from the side walls 10a an air gap 16 between each capacitor plate 12 and an adjacent side wall 10a

angeordnet, wobei durch entsprechendes Einstellen des Luftspaltes 16 die Kapazität des aus den Kondensatorplatten 12, den Luftspalten 16 sowie den Seitenwänden 10a und dem Forminhalt 17 — der Rohmischung, aus der der Rohling hergestellt wird — gebildeten Mehrschichtkondensator auf die Generatorleistung optimal abgestimmt werden kann, so daß der Schwingkreis des Hochfrequenzgenerators 13 mit der Resonanzfrequenz schwingt.arranged, whereby by setting the air gap 16 accordingly, the capacitance of the capacitor plates 12, the air gaps 16 and the side walls 10a and the mold content 17 - the raw mixture from which the blank is produced - formed multilayer capacitor can be optimally matched to the generator power, so that the resonant circuit of the High frequency generator 13 oscillates at the resonance frequency.

Da sich jedoch gegebenenfalls die Zusammensetzung der Rohmischung ändern kann, etwa wenn eine andere Scherbenrohdichte des Rohlings erhalten werden soll, ändert sich dann auch die Kapazität des Mehrschichtkondensators. Um auch in einem solchen Fall zu erreichen, daß die Kapazität optimal auf die Generator- i^r> leistung abgestimmt ist, kann man eine Einrichtung zum Einstellen des oder der Luftspalte 16 vorsehen, die bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel darin besteht, daß die Stütze 15, die eine Kondensatorplatte 12 über einen Isolator 14 trägt, in Führungen 18 geführt und beispielsweise mit einem Schneckengetriebe 19 verbunden ist, das beispielsweise manuell und/oder durch einen Schrittschaltmotor 20 zu.., Einstellen der Breite des Luftspaltes 16 betätigbar ist.However, since the composition of the raw mixture can possibly change, for example if a different bulk density of the blank is to be obtained, the capacitance of the multilayer capacitor then also changes. In order to achieve also in such a case that the capacitance is optimally adapted to the generator i ^r> performance, one can provide a means for adjusting the or the air column 16, consisting in the illustrated embodiment is that the support 15, which carries a capacitor plate 12 over an insulator 14, is guided in guides 18 and is connected, for example, to a worm gear 19 which can be actuated, for example, manually and / or by a stepping motor 20 to adjust the width of the air gap 16.

Gegebenenfalls kann die Einstellung der Breite des Luftspaltes 16 mittels des Schrittschaltmotors 20 über einen Regelkreis (nicht dargestellt) automatisch unter Anpassung an die Generatorleistung erfolgen.If necessary, the width of the air gap 16 can be adjusted by means of the stepping motor 20 a control loop (not shown) take place automatically with adaptation to the generator power.

Zwar ist in dem Ausführungsbeispiel eine Form 10 dargestellt, die z. B. aus einem von einer Bodenplatte abhebbaren Formkasten gegebenenfalls mit Deckel bestehen könnte, statt dessen kann aber auch eine Formgebungseinrichtung vorgesehen sein, die aus einem Kanal besteht, in dem ein Strang aus Rohmischung transportiert und im Bereich zwischen den Kondensatorplatten erwärmt und damit verfestigt wird. Nach Austreten aus dem Kanal kann dann der Strang in die einzelnen Rohlinge zertrennt werden. Dies hat den Vorteil, daß ohne Beeinträchtigung der Taktzeit die Erwärmung langsamer über eine längere Strecke hinweg vorgenommen werden kann.Although a form 10 is shown in the embodiment, the z. B. from one of a base plate liftable molding box could possibly exist with a lid, but can also be a Shaping device can be provided, which consists of a channel in which a strand of raw mixture transported and heated in the area between the capacitor plates and thus solidified. After exiting the channel, the strand can then be cut into the individual blanks. This has the The advantage is that the heating is slower over a longer distance without impairing the cycle time can be made away.

Es wird somit eine echte kapazitive Erwärmung trotz der elektrisch leitfähigen und eine relativ hohe Dielektrizitätskonstante aufweisenden Rohmischung bei optimaler Nutzung der Generatorleistung erzielt, wobei- zudem mit erniedrigter Frequenz gearbeitet werden kann, wodurch sich die technische Realisierung vereinfacht. Zudem wird eine hohe Durchschlagfestigkeit erhalten und die Wahl der Generatorspannung unproblematischer.There is thus a real capacitive heating in spite of the electrically conductive and a relatively high one Raw mixture having dielectric constant achieved with optimal use of the generator power, In addition, it is possible to work with a reduced frequency, which improves the technical implementation simplified. In addition, a high dielectric strength and the choice of generator voltage are obtained less problematic.

Der erfindungsgemäße Mehrschichtkondensator läßt sich jedoch auch für andere Zwecke als zum Herstellen von Rohlingen für Baumaterialien verwenden, wo ein entsprechendes flüssiges oder auch feuchtes Material erwärmt werden soll.However, the multilayer capacitor according to the invention can also be used for purposes other than manufacturing Use of blanks for building materials, where a corresponding liquid or moist material should be heated.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

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Claims

Patent claims:

1. Device for capacitive heating with two connected to a high frequency generator Capacitor plates, between which the material to be heated is arranged, thereby characterized in that for heating a conductive, liquid material with a relatively high Dielectric constant of a multilayer capacitor from the capacitor plates (12) and this adjacent and parallel walls (10a,) arranged on the inside thereof from an electrically insulating material with a relatively low dielectric constant, between which the one to be heated Material (17) is received, is formed, an air gap (16) being provided between the walls (10a,) and the capacitor plates (12), its width in coordination with the capacitance of the multilayer capacitor to the optimal generator output is set.

2. Device according to claim 1, characterized in that the capacitor plates (12) with respect to of the adjacent walls (lOaj are adjustable.

3. Device according to claim 2, characterized in that the distance between the capacitor plates (12) can be adapted to the generator power from the adjacent walls (10a,) via a control loop.

4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the walls (1Oa ^ from Consist of plastic material.

5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the walls (10a,) part a shaping device (10) for the material (17) to be heated.

6. Use of the device according to one of claims 1 to 5 for the production of blanks for Building materials, in particular wall blocks, with a shaping device for receiving a Pourable raw mixture, which has a heat-activatable, preferably hydraulic binder in addition to Contains water, foam, sand and other aggregates.