DE3916889A1 - Kammertrockner fuer keramikwaren - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Kammertrockner für Keramik­ waren. Das zu trocknende Gut hat beim Beschicken der Kammer zunächst Umgebungstemperatur und hohe Feuchtigkeit. Zum Trocknen des Gutes wird die Trockenkammer mit Warmluft beaufschlagt, deren Temperatur aufgrund von Erfahrungswerten - abhängig von der Zusammensetzung und Form des Gutes sowie von den technischen Daten des Trockners - im Lauf des Trocknungsvorganges immer weiter erhöht wird. Zu diesem Zweck wird einem Gebläse so lange Heißluft über ein steuerbares Ventil zugeführt und vom Gebläse in die Trockenkammer gefördert, bis in der Trockenkammer die gewünschte Temperatur erreicht ist.

Bei einer solchen Betriebsweise wird dem den Einströmstellen der Heißluft in die Kammer benachbarten Gut rasch Feuchtigkeit entzogen, die Heißluft entsprechend rasch abgekühlt und feuchte­ gesättigt, so daß das übrige Trockengut nur relativ langsam von der erfolgten Energiezufuhr beeinflußt wird. Infolgedessen wird der Trocknungsvorgang verzögert, wodurch sich Zeit- und Energie­ bedarf erhöhen. Insbesondere ergibt sich aber eine stark unter­ schiedliche Trocknung des Gutes in der Kammer mit den daraus resultierenden Nachteilen. Der Teil des Gutes, dem Feuchtigkeit rasch entzogen wird, ist außen trocken und innen noch feucht, wodurch Ausgleichsvorgänge ablaufen, die sich in Rissen bemerk­ bar machen und schließlich zu Bruch/Ausschuß führen.

Ein Zweck der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden. Dabei geht die Erfindung von der Erkenntnis aus, daß beim Aufheizen der Trockenkammer Temperaturdifferenzen (wie sie bei der Zuführung von Heißluft entstehen) so gering gehalten werden müssen, daß sie keine negativen Auswirkungen auf das Trocken­ gut haben können. Gleichzeitig soll aber die Trockengeschwin­ digkeit möglichst so hoch sein, wie das Gut es bei optimalem Trocknungsverlauf schädigungsfrei verträgt. Die erfindungs­ gemäße Erkenntnis führt zu der Überlegung, daß die Steuerung des Temperaturverlaufes in der Kammer von der Kammertemperatur selbst (d.h. im ausgeglichenen Zustand von der Umlufttemperatur in der Kammer bzw. der Temperatur des Trockengutes) und der - aus Erfahrung gewonnenen - maximal zulässigen Temperaturdif­ ferenz zwischen Umlufttemperatur und Zuströmtemperatur erfolgen muß. Je nach Art und Form des zu trocknenden Gutes und auch in Abhängigkeit vom Fortschritt des Trocknungsvorganges kann die maximal zulässige Temperaturdifferenz bei einigen Grad C bis 15°C oder darüber betragen.

Ausgehend von diesen Überlegungen und Erkenntnissen schlägt die Erfindung vor, zwei Temperaturfühler vorzusehen, von denen der eine die Temperatur in der Kammer (d.h. die Temperatur der Umluft) und der andere die Temperatur der vom Zuluft-Gebläse geförderten Luft mißt. Damit ist die Voraussetzung geschaffen, nur Luft der Kammer zuzuführen, deren Temperatur nicht höher ist als die Summe aus der aktuellen Kammertemperatur plus der erlaubten Temperaturdifferenz. Technisch besteht nun das Problem darin, immer genug Luft der richtigen, gerade noch zulässigen Temperatur zuzuführen.

Dieses Problem kann erfindungsgemäß auf verschiedene Weise ge­ löst werden. Gemeinsam ist allen Lösungsvorschlägen, daß das Zuluftgebläse eine gewünschte Menge Luft aus der Trockenkammer entnehmen kann und Mittel vorhanden sind, diese Luft mit Energie anzureichern. Diese Mittel können darin bestehen, daß im Strö­ mungsweg zum Gebläse Heizvorrichtungen angeordnet sind, oder daß über ein steuerbares Ventil Heißluft aus einer Heißluftquelle (Heißluftkanal mit oder ohne Zusatzheizung) zugeführt wird. Auf diese Weise wird erreicht, daß eine ausreichend große Menge Luft (aus der Kammer) zur Verfügung steht, die auf die gewünsch­ te zulässige (relativ wenig erhöhte) Temperatur gebracht ist. Es ist unmittelbar einzusehen, daß so Energie gespart werden kann, weil nur Energie für kleine Temperaturerhöhungen bereitgestellt werden muß.

Da große Mengen (leicht erwärmter) Luft zur Verfügung stehen, kann in der Kammer für sehr rasche und intensive Durchwirbelung und Vermischung der Luft gesorgt werden, was der gleichmäßigen Trocknung zugute kommt.

Kammertrockner sind meist in Form von Mehrkammertrocknern ausge­ bildet. Die einzelnen Kammern werden in der Praxis zu unter­ schiedlichen Zeitpunkten beschickt und entladen. Dies bedeutet, daß die Temperaturen in den einzelnen Kammern zu bestimmten Zeitpunkten sehr unterschiedlich sind. Ausgehend von dieser Situation wird im Rahmen der Erfindung zur Verringerung des Gesamtenergiebedarfes vorgeschlagen, zur Beschaffung energie­ reicherer Luft für eine bestimmte Kammer Luft aus einer wärme­ ren Kammer herauszuziehen.

Da alle Kammern des Trockners mit den erfindungsgemäßen Tempera­ turfühlern ausgestattet sind, läßt sich leicht ermitteln, wel­ che Kammer die nächsthöhere Temperatur hat. Über ein steuerbares Ventilsystem wird bei Bedarf dann Umluft aus der Kammer mit der nächsthöheren Temperatur dem Zuluftgebläse der jeweiligen Kammer zugeführt bzw. dessen Umluftkreislauf beigemischt. Dies bedeu­ tet, daß nur für die jeweils wärmste Kammer von außen (d.h. zum Beispiel über einen Heißluftkanal von einem Brennofen oder über einen Brenner) Energie zugeführt werden muß, während zum Trocken­ beginn der Energiebedarf für die entsprechende Kammer aus wär­ meren Kammern des Trockners entnommen wird. Dies gelingt beim Gegenstand der Erfindung deshalb besonders leicht, weil eben nur gering erhöhte Lufttemperaturen im Verlauf der Trocknung in einer Kammer benötigt werden.

Bei einem geplanten erfindungsgemäßen Mehrkammertrockner sind - zur baulichen Vereinfachung - den einzelen Kammern je ein gemeinsamer Heißluft-, Umluft- und Abluftkanal über steuerbare Ventile zugeordnet. Die Temperatur im gemeinsamen Umluftkanal ist eine Mischtemperatur, so daß nur solange aus diesem Kanal Zuluft für Kammern entnommen werden kann, wie die Umluftkanal­ temperatur entsprechend höher liegt als der Temperaturbedarf der anfordernden Kammern; Kammern mit höherem Temperaturbedarf müssen also aus externen Quellen (Heißluftkanal, Zusatzheizung) bedient werden. Dieser Trockner hat infolgedessen einen höheren Energiebedarf als der oben beschriebene; dies wird jedoch ausge­ glichen durch Vermeidung hohen Steuerungsaufwandes (incl. höheren baulichen Aufwandes für die erforderlichen Kanalführun­ gen) .

Nachfolgend wird anhand einer Figur ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert. Die Figur zeigt die für die Erfindung we­ sentlichen Teile in schematischer Darstellung.

Mit 1 ist eine Trockenkammer bezeichnet, die Gebläse 2 enthält, mit denen die Luft in der Kammer intensiv umgewälzt wird. Die Temperatur der Kammerluft wird mittels Temperaturfühler 3 gemes­ sen. Die Kammer besitzt Luftanschlußstellen 4 _A (für Abluft), 4 _U (für Umluft) und 4 _Z (für Zuluft); die entsprechenden Pfeile 5 _A, 5 _U und 5 _Z geben die Strömungsrichtung an den Anschlußstel­ len 4 an. Die Anschlußstelle 4 _A steht über das steuerbare Ventil 6 mit dem Abluftkanal 7 in Verbindung. Zwischen der Anschluß­ stelle 4 _U und dem Umluftkanal 8 befinden sich zwei hinterein­ andergeschaltete steuerbare Ventile 9, 10. Zwischen diesen bei­ den Ventilen zweigt die Leitungsverbindung 11 ab, die ihrer­ seits über das steuerbare Ventil 12 zur Verzweigungsstelle 13 führt. Der Heißluftkanal 14 ist über das Leitungsstück 15, in welchem eine bei Bedarf einschaltbare Zusatzheizung 16 unterge­ bracht ist, über das steuerbare Ventil 17 und das Leitungs­ stück 18 mit der Verzweigungsstelle 13 verbunden.

Ein weiteres Leitungsstück 19 führt von der Verzweigungsstel­ le 13 zum Zuluftgebläse 20 und von dort zur Anschlußstelle 4 _Z. Im Leitungsteil 19 a zwischen Gebläse 20 und Anschlußstelle 4 _Z ist der Temperaturfühler 21 angeordnet.

Der Einfachheit halber ist nur eine Trockenkammer gezeigt. Im Minimum werden 4 Doppelkammern benötigt, die identisch, wie in der Figur gezeigt, ausgebildet und mit entsprechenden Leitun­ gen, Ventilen, Temperaturfühlern und Gebläsen ausgestattet sind. Alle Kammern sind an dem gemeinsamen Abluftkanal und Umluftkanal angeschlossen, wie beispielsweise durch die jeweils fünf abgebrochenen Leitungsstrecken 22 und 23 angedeutet ist. Die den einzelnen Kammern zugeordneten Zuluftgebläse sind dann an der gemeinsamen Verzweigungsstelle 13 entsprechend ange­ schlossen (der Übersichtlichkeit wegen nicht dargestellt).

Beim Anfahren einer Kammer laufen die Gebläse 2 und 20, wobei die Ventile 9 und 12 geöffnet sind. Die Temperaturfühler 3 und 21 messen dann dieselbe Temperatur. Zur Erhöhung der Kammer­ temperatur wird das Ventil 10 geöffnet, falls im Umluftkanal 8 bereits eine entsprechend höhere Temperatur als in der Kammer herrscht oder - wenn dies nicht der Fall ist - das Ventil 17, damit das Gebläse Heißluft ansaugen kann. Der Grad der Öffnung des Ventils (bewerkstelligt durch einen Schrittmotor) wird von der Steuereinrichtung 24 bestimmt. Die Temperaturfühler 3 und 21 melden ihre Meßwerte an die Steuereinrichtung; diese enthält einen Differenzbildner Δ, der die Differenz zwischen Fühler 21 und 3 ermittelt und eine Vergleichsstufe V, in der diese Differenz (Ist-Wert) verglichen wird mit den aus Erfahrung gewonnenen zulässigen Differenzwerten (Soll-Wert) . Nur dann, wenn die gemessene Differenz (Ist-Wert) kleiner ist als die zu­ lässige Differenz (Soll-Wert), werden die Ventile 10 oder 17 geöffnet, wobei der Öffnungsgrad vom Absolutwert der in der Vergleichsstufe ermittelten Differenz abhängt. Sobald der Ist-Wert (die Differenz der Meßwerte der Fühler 3 und 21) den zulässigen Soll-Wert erreicht hat, schließen die Ventile 10 bzw. 17. Das erneute Öffnen dieser Ventile kann dann erst wieder nach einer vorgebbaren Wartezeit erfolgen.

Die Energiezufuhr zu den Kammern erfolgt - wie bei der Trock­ nungsvorrichtung nach der DE-OS 30 49 162 - über Düsen in den einzelnen Etagen und in der Kammertiefe. In der Ausbildung als Dopppelkammer erfolgt die Energiezufuhr entweder nur von der Kammermitte aus in die beiden Kammerhälften (aus einem Düsen­ kasten oder einer Hohlwand) oder bzw. zusätzlich von beiden Seiten der Trockenkammerhälften (ebenso aus einem Düsenkasten oder einer Hohlwand).

Claims (11)

1. Kammertrockner für Keramikwaren mit einem Zuluftgebläse (20) zum Zuführen der zum Trocknen der Keramikwaren verwendeten Luft

• - mit Mitteln (9, 10, 17) zum Steuern der Zulufttemperatur
• - mit zwei Temperaturfühlern (3, 21), von denen der eine (3) in der Kammer (1) und der andere (21) die Temperatur der vom Gebläse geförderten Luft (Zuluft) mißt, und
• - mit einer von den Temperaturfühlern in der Weise beeinfluß­ ten Steuereinrichtung (24), daß die Temperatur der vom Gebläse geförderten Luft den Wert einer vorgegebenen zulässigen Temperaturdifferenz zwischen geförderter Luft und Kammerluft nicht überschreitet.

2. Kammertrockner nach Anspruch 1, bei dem zur Steuerung der Zulufttemperatur das Zuluftgebläse (20) gespeist wird mit Luft aus der Trockenkammer und/oder einer Warmluftquelle (8, 14).

3. Kammertrockner nach Anspruch 1 oder 2 mit steuerbaren Ven­ tilen (9, 10 bzw. 17) zwischen dem Zuluftgebläse (20) und der Anschlußstelle (4 _A) der Trockenkammer einerseits und der Warmluftquelle (8, 14) andererseits.

4. Kammertrockner nach Anspruch 1, 2 oder 3 mit mehreren Kammern sowie einem Umluftkanal (8) und einem Heißluftkanal (14), an welche Kanäle alle Kammern über steuerbare Ventile anschließbar sind.

5. Kammertrockner nach Anspruch 4, wobei als Warmluftquelle der Umluftkanal oder der Heißluftkanal dient.

6. Kammertrockner nach Anspruch 1 bis 5 mit einer Steuerein­ richtung (24), die einen Differenzwertbildner (Δ) für die von den Temperaturfühlern (21, 3) gemessenen Werte enthält.

7. Kammertrockner nach Anspruch 1 bis 5 mit einem Sollwert­ geber (Soll-ϑ _Δ ), der in Abhängigkeit von der gemessenen (3) Kammertemperatur einen maximal zulässigen Differenzwert (Soll-Wert) zwischen Kammertemperatur und Zulufttemperatur vorgibt.

8. Kammertrockner nach Anspruch 6 und 7 mit einer Vergleichs­ stufe (V) in der Steuereinrichtung, welche Vergleichsstufe die Differenz der von den Temperaturfühlern gemessenen Werte (Ist- Wert) vergleicht mit dem zulässigen Differenzwert (Soll-Wert) und die ein Steuersignal an das zwischen der Warmluftquelle und dem Zuluftgebläse liegende Ventil (10, 17) im Sinne einer Öffnung des Ventiles abgibt, wenn der Soll-Wert höher ist als der Ist-Wert.

9. Kammertrockner nach einem der vorhergehenden Ansprüche 7 oder 8 mit einem Rechner, der die Summe aus Kammertemperatur (3) und Soll-Wert bildet und diesen Summenwert vergleicht mit der Temperatur im Umluftkanal, sowie mit einem Differenzwert­ geber, der bei Vorliegen eines unter dem Summenwert liegenden Temperaturwertes im Umluftkanal ein erstes Signal zur Ventilsteuerung abgibt derart, daß das Ventil zwischen Umluftkanal und Zuluftgebläse geschlossen bleibt, das Ventil zwischen Heißluftkanal und Zuluftgebläse jedoch zu öffnen ist, und der bei einem über dem Summenwert liegenden Temperaturwert im Umluftkanal ein zweites Signal zur Ventilsteuerung abgibt derart, daß das Ventil zwischen Heißluftkanal und Zuluftgebläse geschlossen bleibt und das Ventil zwischen Umluftkanal und Zuluftgebläse geöffnet werden kann.

10. Kammertrockner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Energie­ zufuhr zu den Kammern über Düsen in den einzelnen Etagen und in der Kammertiefe erfolgt.

11. Kammertrockner in der Ausbildung mit Doppelkammern nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Energiezufuhr zu den Doppelkammern von der Kammermitte aus und/oder von beiden Seiten her erfolgt.