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Verfahren und Vorrichtung zum Trocknen von feuchten
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Lochsteinroh lingen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Trocknen
von feuchten Lochsteinrohlingen, welche aus gasdurchlässigem haufwerksporigem Material
bestehen, nach dem Durchströmungsverfahren mit Heißgas. Das Verfahren soll bei solchen
Rohlingen angewandt werden, die wenigstens eine Reihe von wenigstens einseitig offenen
Loch am mern aufweisen.
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Lochsteine aus gasdurchlässigem haufwerksporigem Material mit meist
mehreren zueinander parallelen Reihen von Lochkammern sind bekannt. Sie werden aus
einer Mischung von anorganischen Granulaten mit wässrigen Aufschlämmungen eines
keramischen Bindemittels durch Formen erzeugt, sodann getrocknet und schließlich
gebrannt. Es ist ebenfalls bekannt, die gasdurchlässigen Rohlinge nach dem Durchströmungsverfahren
mit Heißgas zu brennen (CH-PS 541 522), wobei auch die dem Brennvorgang vorausgehende
Trocknung nach dem Durchströmungsverfahren vorgenommen wird.
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Aus der deutschen Patentanmeldung P 33 42 142.0 ist eine Vorrichtung
zum Wärmebehandeln derartiger poröser keramischer Formkörper bekannt, bei welcher
ebenfalls nach dem Durchströmungsverfahren gearbeitet wird und
bei
der auch die Vortrocknung in der gleichen Vorrichtung ausgeführt werden kann.
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Die vorbekannten Verfahren und Vorrichtungen arbeiten anstandslos;
allerdings hat sich gezeigt, daß die erforderliche Vortrocknung eine praktisch erhebliche
Zeit in Anspruch nimmt und auch erheblichen Ofen raum blockiert. Außerdem wurde
beobachtet, daß die vorgetrockneten Formkö rper eine wesentlich höhere Festigkeit
aufweisen als die noch nicht vorgetrockneten Rohlinge, sodaß erstere wesentlich
problemloser und unter Vermeidung von Ausschuß in den Brennofen eingesetzt und dabei
auch in mehreren Schichten übereinander gestapelt werden können. Letzteres gilt
besonders für solche Rohlinge, denen ein Teil des freien Wassers nach oder während
der Formgebung adsorptiv oder chemisch entzogen worden ist, wie dies in der deutschen
Patentanmeldung P 33 40 440.2 beschrieben ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfaches Verfahren
sowie eine Vorrichtung anzugeben, mit dem bzw. der feuchte Lochsteinrohlinge in
hinreichender Weise und mit der nötigen Geschwindigkeit vorgetrocknet bzw. getrocknet
werden können.
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Die Lösung dieser Aufgabe wird dadurch erreicht, daß die Lochkammern,
falls erforderlich, zunächst einseitig verschlossen werden und in das offene Ende
sodann Heißgas eingeblasen wird, wobei bei mehreren vorhandenen Lochreihen das Heißgas
nur in jede 1., 3., 5. usw.
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Reihe oder nur in jede 2., 4., 6. usw. Reihe eingeblasen wird. Das
in die einseitig verschlossenen Lochkammern einströmende Heißgas baut in diesen
einen leichten Überdruck auf, wodurch das Gas durch die gasdurchlässigen haufwerksporigen
feuchten Wände getrieben wird und diese trocknet.
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Wird das Verfahren auf Rohlinge angewandt, deren Lochkammern einseitig
verschlossen sind, so ergeben sich keine weiteren Probleme. Soll das Verfahren bei
Rohlingen angewandt werden, deren Lochkammern den gesamten Stein durchsetzen, so
müssen diese Lochkammern vor dem Einblasen des Heißgases verschlossen werden, was
vorzugsweise durch einfaches Aufsetzen der Rohlinge auf eine ebene Unterlage, beispielsweise
eine Keramik-oder Metallplatte geschieht.
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Bei Versuchen hat es sich bewährt, Heißgas mit einer Temperatur von
100 - 1500C, vorzugsweise von 1200C zu verwenden. Als Heißgas kommen vorzugsweise
Abgase aus dem Brennofen oder anderen Öfen in Betracht. Es kann aber natürlich auch
eigens erzeugtes Heißgas, etwa Heißluft, eingesetzt werden oder anstelle der Luft
können auch andere Trägergase verwendet werden, wie beispielsweise Kohlensäure,
Stickstoff o.dgl.
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Es ist davon auszugehen, daß die in der Praxis zu trocknenden Rohlinge
meist mehrere zueinander parallele Reihen von Lochkammern aufweisen. In diesem Fall
wird, wie gesagt, so vorgegangen, daß jede 1., 3., 5.
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usw. Reihe mit Heißgas beblasen wird, wodurch zwischen den beblasenen
Kammerreihen jeweils eine Reihe frei bleibt, durch die das Heißluft wieder entweichen
kann, wobei sie die dann beim Durchströmen der Wände aufgenommmene Wassermenge mitführt.
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Zur Ausführung des Verfahrens wird eine Vorrichtung vorgeschlagen,
die durch wenigstens eine Langlochdüse gekennzeichnet ist, die über eine Gasverteilungskammer
mit einem Zuführungsstutzen in Verbindung steht. Sollen mit der Düse nur Rohlinge
mit einer Lochreihe getrocknet werden, so kann die Düse bereits in dieser
einfachen
Form eingesetzt werden. Sollen, wie meist, Rohlinge mit drei oder mehr Lochreihen
getrocknet werden, so wird hierzu eine Vorrichtung vorgeschlagen, bei der zwei Langlochdüsen
zueinander parallel angeordnet sind, die in eine gemeinsame Gasverteilungskammer
münden. Die Länge der Düsen richtet sich dabei nach der Länge der Lochreihen; der
Abstand der beiden Langlochdüsen voneinander entspricht dem Abstand der Langlochreihen
1, 3, 5 usw. oder 2, 4, 6 usw.
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Es hat sich gezeigt, daß das vorgeschlagene Verfahren problemlos auszuführen
ist; bei einer mittleren Heißgastemperatur von 120°C wird ein üblicher Lochsteinrohling
von etwa 25 kg Gewicht in ca. 20 Min. völlig getrocknet.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Zeichnung sowie
danach anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es stellen dar: Fig.
1 eine perspektivische Ansicht eines nach dem vorgeschlagenen Verfahren zu trocknenden
Lochsteinrohlings; Fig. 2 einen Querschnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1 mit
aufgesetzter Trockenhaube, letztere ebenfalls im Querschnitt; Fig. 3 eine Vorrichtung
gemäß Fig. 2 in perspektivischer Ansicht.
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In Fig. 1 ist zunächst ein Ziegelblock-Rohling dargestellt, dessen
übliche Abmessungen folgende Werte aufweisen: Länge 50 cm, Breite 30 cm, Höhe 24
cm.
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Der Rohling 1 besteht aus haufwerksporigem gasdurchlässigem Material,
beispielsweise aus Blähton-Granulat welches mit einer wässrigen Aufschlämmung von
Ton vermischt worden ist. Durch das Vorhandensein der wässrigen Aufschlämmung in
der Mischung enthält der geformte Rohling Wasser, welches vor dem Einsetzen des
Rohlings in den Brennofen durch Vortrocknung weitgehend entfernt werden soll.
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In den Rohling sind Lochkammern 2 eingeformt, welche im vorliegenden
Ausführungsbeispiel in drei zueinander parallelen Reihen 3; 4; 5 angeordnet sind.
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Fig. 2, in der der Rohling im Querschnitt dargestellt ist, läßt erkennen,
daß die Lochkammern 2 am unteren Ende verschlossen sind. Im dargestellten Ausführungsbeispiel
ist es also nicht erforderlich, besondere Maßnahmen zum Verschluß der Lochkammern
zu ergreifen.
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Dennoch wird der Rohling zur weiteren Behandlung auf eine Unterlage
6 gestellt. Wäre der Rohling mit Lochkammern ausgestattet, die den gesamten Steinrohling
durchsetzen, so würde diese Unterlage jetzt den Verschluß der Lochkammern am unteren
Ende herbeiführen.
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Wird in die Loch kammern vom offenen Ende her Heißgas eingeblasen,
so bildet sich im Innern der Lochkammern 2 jeweils ein Überdruck aus, der das Heißgas
durch die gasdurchlässigen haufwerksporigen Wände 7;8;9;10 treibt. Das Heißgas,
das in Fig. 2 durch Strömungslinien 11 und 12 angedeutet ist, nimmt auf ihrem Weg
durch die Wände 7-10 die dort vorhandene Feuchtigkeit mit und transportiert diese
durch die nicht mit Heißgas beblasene mittlere Kammer 4, entsprechend dem Strömungspfeil
13 nach außen. Für die Durch-
führung des Verfahrens hat sich die
vorstehend bereits kurz beschriebene Vorrichtung als nützlich erwiesen.
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Diese Vorrichtung ist gekennzeichnet durch wenigstens eine Langlochdüse
14;14', die über eine Gasverteilungskammer 15 mit einem Gaszuführungsstutzen 16
in Verbindung steht. Der Gaszuführungsstutzen 16 ist über eine geeignete Leitung,
beispielsweise eine Schlauchleitung mit einer Heißgasquelle, beispielsweise der
Abluftleitung eines Brennofens, verbunden.
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Soll eine derartige Vorrichtung lediglich für das Trocknen von Lochsteinrohlingen
mit einer Lochkammerreihe eingesetzt werden, so genügt eine Ausführungsform mit
einer Langlochdüse. Sollen größere Stein-Rohlinge getrocknet werden, sind mehrere
Düsen vorzuziehen. In der Praxis wird es sich meist um dreireihige Steine handeln,
so daß die in den Figuren 2 und 3 dargestellte Vorrichtung optimal ist.
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Zur Demonstration der Wirksamkeit des vorgeschlagenen Verfahrens wurden
Ziegelrohblöcke der in Fig. 1 dargestellten Form mit den Abmessungen Länge 50 cm,
Breite 30 cm, Höhe 24 cm, hergestellt. Die Rohlinge besaßen drei Lochkammerreihen
mit je 3 Hohlräumen im Querschnitt von je 2 5 x 13 cm . Die Dicke der vier vorhandenen
Längsstege betrug je 3,75 cm. Zur Herstellung der Versuchsblöcke wurde folgende
Mischung verwendet:
380 kg poröser Blähton (Schüttgewicht 330 kg/m³;
Korngröße 3-8 mm) 210 kg Tonschlicker (bestehend aus 130 kg Tonmehl und 80 kg Wasser)
Das Gewicht eines jeden Rohlings war im nassen Zustand 26,5 kg; im trockenen Zustand
19,3 kg. Der Wasseranteil betrug folglich 7,2 kg pro Steinrohling.
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Zur Trocknung wurden auf die beiden äußeren Loch reihen (3;5) von
oben zwei Langlochdüsen entsprechend Fig. 3 aufgesetzt. Der untere Ausblasquerschnitt
dieser Lang-2 lochdüsen betrug je 45 x 6 cm Der Stein wurde 20 Min. lang über die
Schlitzdüsen mit Heißluft von 12000 beaufschlagt. Die angewandte Luft-3 menge betrug
12 m /Min.; es baute sich ein Druck von 470 mm WS auf. Die mit Wasserdampf angereicherte
Abluft entwich durch die oben offene mittlere Lochkammerreihe und über die freien
Seitenflächen des Steines nach außen.
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Nach 20 Min. war der Stein restlos getrocknet.
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Als Kontrollversuch wurde ein gleichartiger Stein mit gleich hohem
Wassergehalt in einem Trockenschrank mit 1200C Temperatur und bewegter Trockenluft
24 Std. lang getrocknet. Er verlor in diesem Zeitraum nur knapp 2/3 seines Wasseranteils.
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Bezugszeichenliste 1 Rohling 2 Lohkammer
6 Unterlage
11 Strömungslinie 12 Strömungslinie 13 Strömungspfeil 14,14' Langlochdüse 15 Gasverteilungskammer
16 Gaszuführungstutzen
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