EA040356B1

EA040356B1 - METHOD AND DEVICE FOR DRYING PLATES

Info

Publication number: EA040356B1
Application number: EA202092141
Authority: EA
Inventors: Торбен Булес
Original assignee: Гренцебах Бсх Гмбх
Priority date: 2018-03-15
Filing date: 2019-03-15
Publication date: 2022-05-24

Description

Изобретение относится к способу сушки плит, которые ярусами направляют через сушильное устройство, причем плиты в сушильном устройстве с помощью обдува ударными струями вводят в контакт с воздухом для сушки, причем обдув ударными струями обеспечивают с помощью сопловых аппаратов с поперечным обдувом. Изобретение относится также к устройству для сушки материалов в форме плит, в частности гипсокартонных плит.The invention relates to a method for drying boards which are guided in tiers through a dryer, wherein the boards in the dryer are brought into contact with air for drying by impact jet blowing, the impact jet blowing being provided by crossflow nozzles. The invention also relates to a device for drying materials in the form of boards, in particular gypsum boards.

Сушка таких материалов в форме плит осуществляется предпочтительно с помощью главным образом конвекционной теплопередачи в форме перетекания нагретого воздуха. Расположенные, как правило, в несколько ярусов плиты направляются через сушильное устройство с помощью транспортировочных устройств, таких как роликовые конвейеры или перфорированные ленты. В соответствии с уровнем техники сушильные установки в основном эксплуатируются в режиме циркуляции воздуха. При этом воздух для сушки многократно подводят к плитам и вновь нагревают после каждого контакта. Таким образом, воздух все больше насыщается влагой, и лишь малая часть воздуха для сушки отводится в окружающую атмосферу в качестве отработанного воздуха для отвода влаги и дымовых газов в окружающую атмосферу. Отличительным признаком различных конструкций сушильных устройств является способ направления воздуха над высушиваемым материалом. Воздух может подаваться на плиту по существу в виде поперечного обдува, продольного обдува или так называемого обдува ударными струями.Drying of such materials in the form of boards is carried out preferably by means of mainly convection heat transfer in the form of heated air overflow. The boards, usually arranged in several tiers, are guided through the dryer by transport devices such as roller conveyors or perforated belts. According to the prior art, dryers are generally operated in air circulation mode. In this case, the drying air is repeatedly brought to the plates and heated again after each contact. Thus, the air becomes more and more saturated with moisture, and only a small part of the drying air is discharged into the surrounding atmosphere as exhaust air to remove moisture and flue gases into the surrounding atmosphere. A distinctive feature of various designs of dryers is the way the air is directed over the material to be dried. The air can be supplied to the plate essentially in the form of a transverse airflow, a longitudinal airflow or a so-called impact airflow.

При поперечном обдуве воздух для сушки направляется над высушиваемым материалом со стороны поперечно направлению транспортировки материала в форме плит. Поскольку воздух для сушки все больше охлаждается на своем пути над высушиваемым материалом, в результате возникают скорости сушки, различные на протяжении ширины. Поэтому этот способ не используется для чувствительных материалов, таких как гипсокартонные плиты. При продольном обдуве воздух для сушки перемещается по длинному пути вдоль продольной оси сушильного устройства, при этом он перетекает через плиту, высушивает ее и тем самым сильно охлаждает. Таким образом, воздух для сушки может отводиться при низких температурах, в особенно благоприятном с энергетической тачки зрения случае - вблизи точки росы воздуха для сушки. Затем для нагрева свежего воздуха с помощью теплообменника может целенаправленно использоваться теплота конденсации.With cross blowing, the drying air is directed over the material to be dried from the side transverse to the transport direction of the material in the form of plates. As the drying air cools more and more on its way over the material to be dried, the result is drying rates that vary across the width. Therefore, this method is not used for sensitive materials such as gypsum boards. With longitudinal blowing, the drying air moves along a long path along the longitudinal axis of the dryer, while it flows over the plate, dries it and thereby cools it strongly. Thus, the drying air can be vented at low temperatures, in a particularly advantageous case from an energetic point of view, close to the dew point of the drying air. The heat of condensation can then be used in a targeted manner to heat the fresh air by means of a heat exchanger.

При обдуве ударными струями воздух для сушки подводят со стороны сушильной установки в сушильные камеры, называемые также сопловыми аппаратами, и выдувают его через воздушные выпускные сопла перпендикулярно на поверхность высушиваемого материала. Оттуда этот воздух проходит к противолежащей стороне сушильной установки. Работающие по схожему конструктивному принципу сушильные устройства, между тем, широко распространены по всему миру. К числу их преимуществ относится то, что благодаря конструкции из многих, имеющих относительно малую длину сушильных камер, которые могут соответственно по отдельности вентилироваться и нагреваться, могут свободно выбираться желаемая температура сушки и климатический режим на протяжении длины сушильного устройства. Тем самым условия сушки могут быть согласованы с потребностями высушиваемого материала. К тому же сушильное устройство, например, при смене продукта является отлично регулируемым. Вследствие хорошей теплоотдачи при набегании ударной струи такие сушильные устройства могут создаваться со значительно меньшей длиной по сравнению с похожими сушильными устройствами, работающими с продольным обдувом. Кроме того, за счет регулирования наклона соплового аппарата можно добиться достаточно равномерной сушки по ширине высушиваемого материала. Отработанный воздух каждой камеры отводится и собирается по отдельности. Поскольку к их числу относят также камеры с технологически обусловленными высокими температурами сушки, возникает в целом высокая температура отработанного воздуха. Также при применении теплообменника содержащуюся во влаге отработанного воздуха теплоту конденсации едва ли можно использовать целесообразным образом.When blowing with impact jets, the drying air is fed from the side of the dryer into the drying chambers, also called nozzle apparatuses, and blown through the air outlet nozzles perpendicular to the surface of the material to be dried. From there, this air passes to the opposite side of the dryer. Working on a similar design principle, drying devices, meanwhile, are widespread throughout the world. Among their advantages is that, thanks to the construction of many relatively short drying chambers, which can respectively be individually ventilated and heated, the desired drying temperature and climate can be freely selected over the length of the dryer. In this way, the drying conditions can be adapted to the needs of the material to be dried. In addition, the drying device, for example, when changing the product is perfectly adjustable. Due to the good heat dissipation during the onrush of the shock jet, such dryers can be designed with a significantly shorter length compared to similar dryers operating with longitudinal blowing. In addition, by adjusting the inclination of the nozzle apparatus, sufficiently uniform drying across the width of the material to be dried can be achieved. The exhaust air from each chamber is removed and collected separately. Since they also include chambers with process-related high drying temperatures, a generally high exhaust air temperature results. Also, when using a heat exchanger, the condensation heat contained in the moisture in the exhaust air can hardly be used in an appropriate manner.

Такая установка описана в DE 1946696 А для сушки гипсовых плит. Сушильная камера выполнена таким образом, что обеспечивается максимально высокий подвод тепла и максимально равномерная сушка по ширине высушиваемого материала.Such a plant is described in DE 1946696 A for drying gypsum boards. The drying chamber is designed in such a way that the highest possible heat input and the most uniform drying across the width of the material to be dried is ensured.

Из DE 2613512 А1 известна сушильная установка, в которой применяют двухступенчатый способ сушки. При этом вторую ступень сушки обогревают отработанным воздухом из первой ступени сушки с промежуточным включением теплообменника. Плиты сушат на первой ступени сушки при высокой температуре и высокой влажности воздуха и на второй ступени сушки - при относительно более низкой температуре и более низкой влажности воздуха. При этом первая ступень работает с продольным обдувом, а вторая ступень - с поперечным обдувом.From DE 26 13 512 A1 a drying plant is known in which a two-stage drying process is used. In this case, the second stage of drying is heated with exhaust air from the first stage of drying with the intermediate switching on of the heat exchanger. The boards are dried in a first drying stage at high temperature and high air humidity and in a second drying stage at a relatively lower temperature and lower air humidity. In this case, the first stage operates with a longitudinal airflow, and the second stage - with a transverse airflow.

Из DE 2009059822 В4 известен способ сушки плит, которые этажами направляются ярусами через разделенное на сушильные камеры устройство, причем плиты в сушильном устройстве с помощью обдува ударными струями вводят в контакт с воздухом для сушки, причем обдув ударными струями обеспечивают с помощью сопловых аппаратов с поперечным обдувом. При этом сушильное устройство представляет собой ступень основной сушки или ступень окончательной сушки в сушильной установке.From DE 2009059822 B4 a method is known for drying boards which are guided in tiers through a device divided into drying chambers, wherein the boards in the dryer are brought into contact with air for drying by blowing with impact jets, the blowing with impact jets being provided by means of nozzles with transverse airflow. . In this case, the drying device is a main drying stage or a final drying stage in a drying plant.

Как раскрыто в DE 102009059833 В4, сушильные установки для сушки фанерных щитов или гипсовых плит соответственно содержат на каждое сушильное устройство вентилятор с циркуляцией воздуха, который расположен в центре потолочного короба над сушильной камерой для размещения плит. Однако выработанный им воздушный поток является неравномерным, что обусловлено ограниченными разме- 1 040356 рам потолочного короба, в котором расположен вентилятор. Этот недостаток пытаются снова компенсировать за счет компенсационных мер, например использования экранов и дефлекторов.As disclosed in DE 102009059833 B4, dryers for drying plywood boards or gypsum boards respectively comprise, for each dryer, an air circulating fan which is located in the center of a ceiling box above the drying chamber for receiving the boards. However, the air flow generated by it is uneven, which is due to the limited dimensions of the ceiling box in which the fan is located. This shortcoming is being compensated again by compensatory measures, such as the use of screens and deflectors.

В известных сушильных установках соотношение между высотой всасывания вентилятора и наружным диаметром его рабочего колеса составляет приблизительно 0,36, что вследствие относительно малой высоты потолочного короба не позволяет достичь равномерного воздушного потока.In known dryers, the ratio between the suction height of the fan and the outer diameter of its impeller is approximately 0.36, which, due to the relatively low height of the ceiling box, does not allow a uniform air flow to be achieved.

Задачей настоящего изобретения является создание способа, который позволяет осуществлять эффективную сушку материала в форме плиты, в частности гипсовых плит или фанерных щитов.The object of the present invention is to provide a process which allows efficient drying of material in the form of a board, in particular gypsum boards or plywood boards.

В соответствии с изобретением в отношении способа указанного выше вида эта задача решается за счет того, что воздух для сушки подводится с помощью по меньшей мере двух вентиляторов, расположенных рядом друг с другом в потоке воздуха для сушки, вырабатываемого горелкой, которая направляет воздух для сушки к вентиляторам.According to the invention, with respect to a method of the above type, this problem is solved by supplying the drying air with the help of at least two fans located next to each other in the drying air flow generated by the burner, which directs the drying air to fans.

С помощью соответствующего изобретению способа имеющие форму плит материалы можно бережно сушить посредством обдува ударными струями с малыми затратами энергии.By means of the method according to the invention, plate-shaped materials can be gently dried by blowing with low-energy impact jets.

Соответствующее справедливо для применения сушильного устройства в соответствии с п.2 формулы изобретения. В соответствии с отличительной частью п.2 формулы изобретения предусмотрено, что сушильное устройство содержит потолочный кожух, в котором горелка вырабатывает воздух для сушки, причем потолочный кожух содержит по меньшей мере два расположенных рядом с другом вентилятора, к которым из горелки может подводиться воздух для сушки.The corresponding is true for the use of a drying device in accordance with claim 2 of the claims. In accordance with the characterizing part of claim 2, it is provided that the drying device comprises a ceiling casing in which the burner generates air for drying, and the ceiling casing contains at least two fans located next to each other, to which drying air can be supplied from the burner .

Предпочтительные варианты усовершенствования вытекают из зависимых пунктов формулы изобретения.Preferred improvements follow from the dependent claims.

Выгодным образом применяется сушильное устройство, в котором каждый из указанных по меньшей мере двух вентиляторов содержит прямой привод. За счет этого встроенные вентиляторы могут простым образом использоваться без редуктора или муфт.Advantageously, a drying device is used in which each of said at least two fans comprises a direct drive. As a result, integrated fans can be used in a simple manner without a gearbox or couplings.

Для повышения коэффициента полезного действия указанные по меньшей мере два вентилятора окружены соответственно спиральным корпусом.In order to increase the efficiency, said at least two fans are each surrounded by a helical casing.

Предпочтительно указанные по меньшей мере два вентилятора содержат соответственно четырехполюсные электродвигатели, в частности асинхронные электродвигатели, с числом оборотов 1500 об/мин. Тем самым оба вентилятора заменяют один единственный вентилятор, который содержит восьмиполюсный электродвигатель с числом оборотов 750 об/мин. Восьмиполюсные электродвигатели являются более дорогими в изготовлении и обладают по сравнению с четырехполюсными электродвигателями худшим коэффициентом полезного действия.Preferably, said at least two fans respectively comprise four-pole electric motors, in particular asynchronous electric motors, with a speed of 1500 rpm. Thus, both fans replace one single fan, which contains an eight-pole electric motor with a speed of 750 rpm. Eight-pole motors are more expensive to manufacture and have poorer efficiency compared to four-pole motors.

Вентиляторы имеют соответственно диаметр рабочего колеса предпочтительно около 800 мм и отделены друг от друга средней перегородкой.The fans respectively have an impeller diameter preferably of about 800 mm and are separated from each other by a middle partition.

Далее в соответствующем изобретению сушильном устройстве соотношение между высотой всасывания вентиляторов составляет по меньшей мере 0,5, в частности более 0,8. За счет оптимального набегания потока лопатки вентилятора используются более равномерно, в результате чего возрастает коэффициент полезного действия.Further, in the dryer according to the invention, the ratio between the suction height of the fans is at least 0.5, in particular more than 0.8. Due to the optimal flow, the fan blades are used more evenly, resulting in increased efficiency.

Следующая мера для достижения эффективного процесса сушки заключается в том, что соотношение между наружным диаметром рабочего колеса одного из вентиляторов и расстоянием между рабочим колесом и стенкой потолочного кожуха на стороне напорной камеры составляет более 3,5. Таким образом, расстояние между местом выхода воздуха из рабочего колеса вентилятора и стенкой сушильного устройства является достаточно большим для выравнивания воздушного потока.The next measure to achieve an efficient drying process is that the ratio between the outer diameter of the impeller of one of the fans and the distance between the impeller and the wall of the ceiling casing on the side of the pressure chamber is more than 3.5. Thus, the distance between the outlet of the air from the fan impeller and the wall of the dryer is large enough to equalize the air flow.

Если указанные по меньшей мере два вентилятора приводятся в противоположных направлениях, то за счет этого также улучшаются распределение воздуха в потолочном кожухе и, тем самым в конечном итоге, во всем сушильном устройстве.If said at least two fans are driven in opposite directions, this also improves the distribution of air in the ceiling casing and thus ultimately in the entire dryer.

Таким образом, соответствующее изобретению применение двух вентиляторов при той же конструктивной высоте потолочного короба позволяет добиться более высокого коэффициента полезного действия сушильного устройства.Thus, the use of two fans according to the invention at the same structural height of the ceiling duct makes it possible to achieve a higher efficiency of the dryer.

Соответствующее изобретению устройство описано ниже более подробно на основания примера выполнения. На чертежах показаны:The device according to the invention is described below in more detail on the basis of an exemplary embodiment. The drawings show:

фиг. 1 - продольный разрез сушильного устройства и фиг. 2 - горизонтальный вид в разрезе по линии А-А по фиг. 1.fig. 1 is a longitudinal section of the dryer and FIG. 2 is a horizontal sectional view taken along line A-A in FIG. 1.

В сушильном устройстве (фиг. 1, 2) протекает воздух для сушки, направление потока которого обозначено стрелками. Предварительно нагретый свежий воздух подводят к горелке 1 в качестве дутьевого воздуха. Вентиляторы 4а, 4b (фиг. 2) циркулирующего воздуха направляют нагретый горелкой 1 воздух далее в напорную камеру 5. Напорная камера 5 служит для равномерного распределения воздуха по отдельным ярусам сушильной камеры 6. При этом воздух сначала сжимают в сопловых аппаратах 7 (из которых в качестве примера на фиг. 1 изображен лишь один), из которых его выдувают перпендикулярно на гипсовые плиты или другие подлежащие сушке плиты через жиклеры 70 (в качестве примера на фиг. 1 изображено лишь несколько жиклеров 70), которые для лучшей наглядности изображены лишь в верхней плоскости сушки сушильной камеры 6 и которые расположены на верхней или, соответственно, нижней стороне сопловых аппаратов. Плиты 8 лежат на (не изображенных здесь) опорах, таких как, например,In the dryer (FIGS. 1, 2), drying air flows, the flow direction of which is indicated by arrows. The preheated fresh air is supplied to the burner 1 as blast air. The fans 4a, 4b (Fig. 2) of the circulating air direct the air heated by the burner 1 further into the pressure chamber 5. The pressure chamber 5 serves to evenly distribute the air over the individual tiers of the drying chamber 6. In this case, the air is first compressed in the nozzle apparatus 7 (of which only one is shown in Fig. 1), of which it is blown perpendicularly onto gypsum boards or other boards to be dried through nozzles 70 (as an example, only a few nozzles 70 are shown in Fig. 1), which, for better clarity, are shown only in the upper the drying plane of the drying chamber 6 and which are located on the upper or, respectively, the lower side of the nozzle apparatus. The plates 8 lie on (not shown here) supports, such as, for example,

- 2 040356 опорные ролики, и транспортируются перпендикулярно плоскости рассмотрения с помощью (также не поясненного здесь более подробно) транспортировочного устройства.- 2 040356 support rollers, and are transported perpendicular to the viewing plane by means of a transport device (also not explained in more detail here).

Для обеспечения равномерного распределения воздуха по ширине сопловые аппараты 7 выполнены конически сужающимися в направлении потока воздуха. Выше и ниже плит 8 вытекающий через жиклеры 70 из сопловых аппаратов 7 воздух протекает затем во всасывающую камеру 9. Часть воздуха, которая в сумме соответствует по существу отработанным газам, свежему воздуху, а также образованному в результате сушки водяному пару, вытекает через трубопровод отработанного воздуха. К горелке 1 примыкает контур циркуляционного воздуха. Область выше напорной камеры 5, сушильной камеры 6 и всасывающей камеры представляет собой потолочный кожух 11, называемый также верхней областью (overhead).To ensure a uniform distribution of air across the width of the nozzle apparatus 7 is made conically tapering in the direction of the air flow. Above and below the plates 8, the air flowing out through the nozzles 70 from the nozzles 7 then flows into the suction chamber 9. A part of the air, which in total corresponds essentially to the exhaust gases, fresh air, and also the water vapor formed as a result of drying, flows out through the exhaust air pipeline . The circulating air circuit adjoins burner 1. The area above the pressure chamber 5, the drying chamber 6 and the suction chamber is a ceiling casing 11, also called the upper area (overhead).

Расположенные в потолочном кожухе 11 вентиляторы 4а, 4b расположены относительно горелки 1 рядом друг с другом на расстоянии от нее и отделены друг от друга перегородкой 40. Оба вентилятора 4а, 4b расположены предпочтительно эксцентрично в области между перегородкой 40 и наружной стенкой 42 или, соответственно, 43 потолочного кожуха 11, причем они расположены ближе к наружным стенкам 42, 43, чем к перегородке 40. Было установлено, что тем самым по причинам аэрогидродинамического характера достигается более равномерный подвод воздуха для сушки в напорную камеру 5.Fans 4a, 4b located in the ceiling casing 11 are located next to the burner 1 at a distance from it and are separated from each other by a partition 40. Both fans 4a, 4b are preferably located eccentrically in the region between the partition 40 and the outer wall 42 or, respectively, 43 of the ceiling casing 11, which are located closer to the outer walls 42, 43 than to the bulkhead 40. It has been found that in this way, for aerodynamic reasons, a more uniform supply of drying air to the pressure chamber 5 is achieved.

Соотношение между наружным диаметром рабочего колеса каждого из вентиляторов 4а, 4b и расстоянием d между местом бокового выхода из рабочего колеса воздуха из вентиляторов 4а или, соответственно, 4b и стенкой 50 потолочного кожуха 11 выше напорной камеры 5 составляет более 3,5.The ratio between the outer diameter of the impeller of each of the fans 4a, 4b and the distance d between the side outlet of the impeller of air from the fans 4a or 4b, respectively, and the wall 50 of the ceiling casing 11 above the pressure chamber 5 is more than 3.5.

Для направления воздуха для сушки из горелки к нижней стороне вентиляторов 4а, 4b предусмотрены воздухонаправляющий профиль 12 и стенка 13.An air guide profile 12 and a wall 13 are provided to direct the drying air from the burner to the underside of the fans 4a, 4b.

Claims

1. The method of drying plates (8), which are directed in tiers in nozzle apparatuses (7) through a dryer, wherein the plates (8) in the dryer are brought into contact with air for drying by blowing with shock jets, while blowing with shock jets is provided with using nozzle apparatuses (7) with transverse blowing, characterized in that the air for drying is heated by a burner (1) in the ceiling casing (11) located above the nozzle apparatuses (7), is supplied from it upwards to at least two fans (4a, 4b ) located next to each other in the air flow for drying, and directed from them to the pressure chamber (5) on the side of the nozzle devices (7).

2. Drying device for drying boards according to the method according to claim 1, characterized in that the drying device comprises a ceiling casing (11) located above the nozzle apparatuses (7), in which the drying air is heated by the burner (1), and the ceiling casing ( 11) contains at least two fans (4a, 4b) located next to each other, to which it is possible to supply air for drying from the burner (1) and from which it is possible to direct air for drying into the pressure chamber (5) on the side of the nozzle devices (7).

3. Drying device according to claim 2, characterized in that each of said at least two fans (4a, 4b) comprises a direct drive.

4. Drying device according to claim 2 or 3, characterized in that each of said at least two fans (4a, 4b) is surrounded by a helical casing (41).

5. Drying device according to one of claims 2 to 4, characterized in that said at least two fans (4a, 4b) are respectively four-pole motors, in particular asynchronous motors, with a speed of 1500 rpm.