EP0312888B1

EP0312888B1 - Trockneranlage für Bauplatten

Info

Publication number: EP0312888B1
Application number: EP88116852A
Authority: EP
Inventors: Gerhard Dipl.-Ing. Trötscher
Original assignee: Lindauer Dornier GmbH
Current assignee: Lindauer Dornier GmbH
Priority date: 1987-10-17
Filing date: 1988-10-11
Publication date: 1994-01-19
Anticipated expiration: 2008-10-11
Also published as: DE3735242C2; DE3887257D1; DE3735242A1; EP0312888A3; EP0312888A2; FI884762A0; JPH01212886A; FI884762A; US4890394A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Trocknen von Bauplatten, insbesondere Gipsfaserplatten und eine Trockneranlage zur Durchführung des Verfahrens, wobei die Platten zur Trocknung auf ein Laufband aufgelegt werden und der in den Platten enthaltene Wasseranteil durch Zuführen von Wärme entzogen wird.
Derartige Trockneranlagen für Bauplatten sind bereits als Konvektionstrockner bekannt. Die zu trocknenden Bauplatten werden auf einem Laufband hintereinander in den Konvektionstrockner eingefahren und dort von oben und unten mit Heißluft unterschiedlicher Temperatur angeblasen, wodurch nach und nach durch die relativ hohen Lufttemperaturen von etwa 80° C bis 240° C der in den Bauplatten enthaltene unerwünschte Wasseranteil entzogen wird.
Je nach Plattenstärke und anderen physikalischen Bedingungen, wie z.B. Temperatur, Luftgeschwindigkeit usw., muß man mit Trocknungszeiten zwischen wenigen Minuten und einer Stunde und mehr bei dickeren Materialen rechnen. Wesentlich stärkere Platten, insbesondere von mehr als 30 mm starke Gipsfaser- oder Gipsspanplatten, ergeben sehr lange Trocknungszeiten von bis zu 6 Stunden und mehr. Bei einer Stundenleistung von nur 130 m² wäre dafür ein Vier-Etagentrockner mit einer Länge zwischen 80 und 90 m erforderlich. Daraus resultieren preisliche Nachteile, sei es bezüglich Maschinenpreis oder erforderlicher Gebäudelänge. Dazu kommt, daß durch zu langes Einwirken von Luft mit hohen Temperaturen das Material, speziell an der Oberfläche, erheblichen Schaden und damit auch Festigkeitsverluste erleidet, z.B. durch die Dehydratisierung des Gipses.
Es sind bereits auch schon HF-Öfen bekannt, mit denen durch Wasserentzug eine Trocknung herbeigeführt wurde, was aber bislang nur in der Papierherstellung zur Vortrocknung von Papier- und Pappeprodukten oder auch zur Komplett-Trocknung derartiger Produkte gelang, wobei allerdings nachteilig sehr hohe Leistungsdichten und entsprechend hohe Betriebskosten benötigt wurden.
Aus der DE-PS 833 987 ist eine Einrichtung zum Trocknen von nassem Faservlies bekannt. Hier wird die Faserschicht auf gasdurchlässigen Bändern durch die Einrichtung gefördert, deren Trockenbereich aus einer Kombination von einer Heißdampfdüsentrocknung mit einer nachfolgenden Hochfrequenztrocknung besteht. Dem in dieser bekannten Einrichtung zu trocknenden Faservlies soll möglichst vollständig die Feuchtigkeit entzogen werden; am Ende des Trocknungsvorganges sollen keine Naßstellen im Faservlies enthalten sein.
Aus der vorgenannten DE-PS ist nicht zu entnehmen, daß die Einrichtung geeignet sein kann als Trockneranlage für Bauplatten, insbesondere für Gipsfaserplatten zu dienen, die am Ende des Trocknungsprozesses eine konstant niedrige Restfeuchte aufweisen, um ein Verziehen dieser Platten zu vermeiden.
Bei den bisherigen Trockneranlagen mit Hochfrequenzöfen bestand immer der Nachteil, daß insbesondere bei größeren Materialstärken der zu trocknenden Gegenstände, wegen des Dampfaustrittes oder der Blasenbildung in Verbindung mit der erzeugten Wärme, diese zumindest in Teilbereichen zerstört werden konnten.
Aus diesen Gründen wurden bislang für die Trocknung von Bauplatten Hochfrequenzöfen nicht verwendet, sondern diese nur für die Trocknung von dünnwandigen Produkten, insbesondere aus Papier, Faservlies o.dgl. eingesetzt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren und eine Trockneranlage der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß auch relativ dicke und stark wasserhaltige Bauplatten schnell und relativ kostengünstig getrocknet werden können und daß die getrockneten Bauplatten von hoher Qualität sind.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch die kennzeichnenden Merkmale der Patentansprüche 1 und 2 gelöst.
Durch die Erfindung ergeben sich überraschende Vorteile. Das Wesen der Erfindung liegt darin, daß der Trocknungsvorgang zunächst von der Plattenoberfläche her durchgeführt wird. Um eine Schädigung der zu trocknenden Platten zu vermeiden, wird bei einer bestimmten Restfeuchte des Materials der Trocknungsvorgang unterbrochen. Die Resttrocknung wird dann bis zu einer erwünschten Restfeuchte von der Materialinnenseite her durchgeführt, wobei sonst nachteilige, hier aber erwünschte Wasserbestandteile an die schon vorgetrocknete Oberfläche der Bauplatten gelangen und dort, insbesondere bei dicken gipsgebundenen Bauplatten, die Oberfläche erneut befeuchtet wird und damit die Festigkeit der Bauplatten erhöhen, weil der möglicherweise schon unterbrochene Abbindevorgang erneut anläuft und im weiteren ungestört ablaufen kann.
Beim Trocknen in Konvektionstrocknern entsteht an der Oberseite und Unterseite der Bauplatten leicht eine dehydratisierte Schicht, weil eben durch die Trocknung das Hydratwasser an den Oberflächen entfernt wird. Es kommt hierbei zu einer gewissen Destabilisierung der Oberflächenschichten, wobei diese wegen fehlender Feuchtigkeit kreideförmig werden, wodurch die Festigkeit der Bauplatte beeinträchtigt wird. Derartig dehydratisierte Schichten hatte man bisher bei der alleinigen Verwendung von Konvektionstrocknern inkaufnehmen müssen.
Mit der Erfindung werden diese Nachteile vermieden, weil durch die Trocknung in einem nachgeschalteten Hochfrequenzofen Wasser und Wasserdampf-Partikel von innen nach außen diffundieren und in die dehydratisierten Schichten eindringen.
Mit der Erfindung wird somit bei schneller und relativ kostengünstiger Trocknung durch die erneute Verfestigung der Oberflächenschichten eine gegenüber sonstigen Trocknern erhöhte Festigkeit der Bauplatten erreicht.
Mit der Erfindung ist es vorzugsweise vorgesehen, daß die Restfeuchte der Bauplatten durch Leistungseingriff in eine der Trocknungsstufen oder durch Änderung der Durchlaufgeschwindigkeit konstant gehalten wird.
Hierbei wird insbesondere bei der Vortrocknung der Bauplatten im Konvektionstrockner eine gewisse Restfeuchte in den Bauplatten belassen, die im weiteren bei der Nachtrocknung dazu benutzt wird, daß sich die Oberfläche der Bauplatten bei erneuter Befeuchtung weiter verfestigt. Insgesamt wird die Trocknung nur soweit durchgeführt, daß auch nach Durchlaufen des Hochfrequenzofens ein gewisser Teil von Restfeuchte in den Bauplatten verbleibt, um derart eine Stabilisierung der Platten zu erreichen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung sieht vor, daß der Konvektionstrockner als Etagentrockner ausgebildet ist, mit in den Trockenfeldern oben und unten angeordneten Heißluftdüsen, wobei die Trockenfelder in Richtung sinkender Temperatur hintereinander angeordnet sind.
Hierbei wird vorteilhaft ein besonders schnelles Abtrocknen der Bauplatten erreicht, weil beim Vortrocknen mit erhöhter Temperatur gefahren werden kann und vorteilhaft etwa abgetrocknete Oberflächenbereiche der Bauplatten bei der Nachtrocknung wieder befeuchtet werden.
Es ist von Vorteil, wenn der Hochfrequenzgenerator als Hochfrequenzofen ausgebildet ist und wenn im Anschluß an den Etagentrockner nach einer Eingangsschleuse eine erste Hochfrequenzzone und nachfolgend über ein Verbindungsglied eine zweite Hochfrequenzzone angeordnet ist, an die sich eine Ausgangsschleuse anschließt.
Hierbei sind für den Hochfrequenzofen insgesamt zwei Hochfrequenzgeneratoren in Hintereinanderschaltung vorgesehen, wodurch insgesamt billigere und einfach zu bedienende Hochfrequenzgeneratoren verwendet werden können.
In besonderer Ausgestaltung ist das in dem Hochfrequenzofen angeordnete Laufband als Glasfaser-Transportband ausgebildet. Das Glasfaserband beeinträchtigt nicht die Hochfrequenzeigenschaften des Hochfrequenzofens, so daß die erzeugte Energie in erwünschter Weise allein den zu trocknenden Bauplatten zugute kommt.
Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich einen Ausführungsweg darstellenden Zeichnung näher erläutert. Hierbei gehen aus der Zeichnung und ihrer Beschreibung weitere erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile der Erfindung hervor.
Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden. Es zeigen:

Figur 1: einen Konvektionstrockner mit einzelnen Trockenfeldern und nachgeschaltetem Hochfrequenzofen in schematischer Darstellung;
Figur 2: ein Trocknungsdiagramm einer relativ dicken Bauplatte mit Darstellung der relativen Feuchtigkeit, abhängig von der Trocknungszeit;
Figur 3: eine zur Trocknung vorgesehene relativ dicke Bauplatte im Schnitt.

Die Erfindung besteht nach Figur 1 darin, daß eine Kombination zwischen einem Konvektionstrockner 6 und einem Hochfrequenzofen 10 bzw. Hochfrequenzgenerator verwendet wird.
Nach Figur 1 ist ein Beschickungstisch 1 vorhanden, der höhenverstellbar ausgebildet ist und über den die zu trocknenden Bauplatten in Form von beispielsweise vier Etagen 2 bis 5 dem Etagentrockner 6 eingegeben werden.
Der Konvektionstrockner 6 ist demnach als Etagentrockner ausgebildet, d.h. die Platten liegen in Etagen 2 bis 5 in Abstand voneinander vor und werden von unten und oben mit Heißluft unterschiedlicher Temperatur beblasen oder beaufschlagt.
Wichtig ist hierbei, daß am Eingang des Etagentrockners 6 eine relativ hohe Lufttemperatur von beispielsweise 240°C herrscht und am Ausgang des Etagentrockners eine Lufttemperatur von 80°C besteht, um eine entsprechende Kühlung der Bauplatten zu erreichen.
Die Anzahl der verwendeten Felder 7 für den Etagentrockner 6 hängt von der gewünschten und geforderten Produktionsleistung ab. Bei der Trocknung von derartigen Bauplatten werden beispielsweise insgesamt zehn Felder 7 verwendet.
Am Ausgang des Etagentrockners 6 ist eine Entnahmestation 8 angeordnet, auf welcher die getrockneten Platten etagenweise wieder aufgegeben werden und am Auslauf der Entnahmestation 8 ist ein Entnahmetisch 9 angeordnet, der jeweils eine Bauplatte von einer Etage aufnimmt und dem Hochfrequenzofen 10 zuführt.
Der Hochfrequenzofen 10 besteht aus einer Eingangsschleuse 11 und weist eine erste Hochfrequenzzone 12 auf, die über ein Verbindungsglied 13 mit einer zweiten Hochfrequenzzone 14 verbunden ist. Am Ausgang dieses Hochfrequenzofens 10 ist eine Ausgangsschleuse 15 angeordnet.
Die Eingangsschleuse 11 und die Ausgangsschleuse 15 dient dazu, daß die im Hochfrequenzofen 10 erzeugte Hochfrequenzstahlung nicht nach außen dringt; es wird demnach ein hochfrequenzdichter Abschluß im Sinne der Aufrechterhaltung einer konstant niedrigen Restfeuchte erreicht.
Die fertigt getrockneten Bauplatten verlassen dann in Pfeilrichtung 16 die Anlage.
In Figur 2 ist ein Trocknungsdiagramm einer relativ dicken Bauplatte gezeigt, die in Figur 3 noch näher erläutert wird.
Aus Figur 2 wird deutlich, daß in dem Konvektionstrockner 6, nämlich in der Zone 24 nach Figur 2, der größte Teil der Feuchte entzogen wird. Beispielsweise wenn insgesamt eine Bauplatten-Charge einen Wassergehalt von 900 Kg aufweist, werden 800 Kg vom Konvektionstrockner 6 in der Zone 24 entfernt und nur noch die Restfeuchte im Bereich von etwa 100 Kg in der Zone 25 nach Figur 2 von dem Hochfrequenzofen 10. In Gew.-% ausgedrückt heißt dies, daß der Hochfrequenzofen 10 lediglich 3-4 Gew.-% Restfeuchte entfernt. Ein Teil von Restfeuchtigkeit verbleibt noch in den fertig getrockneten Platten, um ein Verziehen derselben zu vermeiden.
Hier liegt das Wesen der vorliegenden Erfindung, denn bisher war der Einsatz derartiger Hochfrequenzöfen zum Trocknen von Bauplatten nicht bekannt. Es war bisher nicht bekannt, die Restfeuchte, vor allem bei dicken Platten und hier wiederum bei gipsgebundenen Platten, zu entfernen, weil Nachteile, insbesondere ein Aufreißen der Platten, befürchtet wurden.
Die Figur 3 zeigt schematisiert einen Schnitt durch eine Bauplatte, wie sie etwa im Bereich der Entnahmestation 8 oder des Entnahmetisches 9 vorliegt. Diese Platte 17 weist einen feuchten Kern 18 und den Kern umgebende Zonen 19 und 20 auf, die durch den Konvektionstrockner 6 vorgetrocknet sind.
Es hat sich nun herausgestellt, daß, wenn die Platte 17 den Etagentrockner 6 verläßt, dann bereits eine unvermeidbar dehydratisierte Schicht 21,22 an der Oberseite und Unterseite der Platte 17 gebildet wird, weil eben durch die Trocknung im Etagentrockner das Hydratwasser an der Oberfläche entfernt wird.
Es kommt hierbei zu einer gewissen Destabilisierung der Oberflächenschichten im Bereich der Schichten 21 und 22. Diese werden kreideförmig und beeinträchtigen die Festigkeit der Platte. Derartige dehydratisierte Schichten hatte man bisher bei der alleinigen Verwendung von Konvektionstrocknern inkaufnehmen müssen.
Mit der Erfindung wird jedoch durch den Hochfrequenzofen 10 der feuchte Kern 18 relativ schnell getrocknet, wobei nun vorteilhaft durch die vorher getrocknete Oberfläche Wasser und Wasserdampfpartikel in Pfeilrichtung 23 nach außen diffundieren und in die dehydratisierten Schichten 21,22 eindringen.
Hierdurch werden die schon getrockneten Schichten 21,22 wieder befeuchtet. Durch die Befeuchtung kommt es zu einer gewissen Hydratisierung, d.h. zu einer erneuten Verfestigung dieser Schichten, weil Hydratwasser erneut zugeführt wird und die Schichten dadurch erneut verfestigt werden.
Durch die Kombination von einem Konvektionstrockner 6 mit einem nachgeschalteten Hochfrequenzofen 10 entstehen vorteilhafte Wirkungen, als es hier zu einer erneuten Verfestigung der oberen Schichten 21,22 der Bauplatte kommt, wie es bisher nicht bekannt war.
Die wesentlichen Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nur dann erreicht, wenn einem Konvektionstrockner 6 ein Hochfrequenzofen 10 nachgeschaltet wird; erreicht werden die Vorteile nicht, wenn der Hochfrequenzofen einem Konvektionstrockner vorgeschaltet werden würde, um eine gewisse Vortrocknung zu erreichen.
Wichtig ist die Tatsache, daß man eine Obergrenze der zuzuführenden elektrischen Energie beim Hochfrequenzofen nicht überschreitet; dann würden sich nämlich Dampfblasen während des Trocknungsprozesses bilden und diese Dampfblasen würden zum Zerreißen der Platte 17 oder zumindest zu Rißbildungen in Teilbereichen, führen.
Die Leistung im Hochfrequenzofen wird demnach so geregelt, daß lediglich Wasser- und Wasserdampfpartikel ohne weitere Blasenbildung an die Oberfläche der Bauplatten gelangen.
Das im Hochfrequenzofen angeordnete Laufband ist vorteilhaft als Glasfaser-Transportband ausgebildet.
Bei einer Frequenz des Hochfrequenzofens von etwa 14 MHz erleidet es keine funkionellen Beeinträchtigungen und beeinflußt den Trocknungsprozeß nicht negativ.
Die Restfeuchte wird bei den Bauplatten durch geeignete Messgeräte erfaßt und kann durch verschiedene Methoden konstant gehalten werden, z.B. durch Variieren der Durchlaufgeschwindigkeit oder auch durch Leistungsregelung des Hochfrequenzfeldes.

Zeichnungslegende

1: Beschichtungstisch
2: Etage
3: Etage
4: Etage
5: Etage
6: Konvektionstrockner
7: Felder
8: Entnahmestation
9: Entnahmetisch
10: HF-Ofen
11: Eingangsschleuse
12: erste HF-Zone
13: Verbindungsglied
14: zweite HF-Zone
15: Ausgangsschleuse
16: Pfeilrichtung
17: Bauplatte
18: feuchter Kern
19: Zone
20: Zone
21: Schichte
22: Schichte
23: Pfeilrichtung
24: Zone
25: Zone

Claims

Verfahren zum Trocknen von Bauplatten, insbesondere Gipsfaserplatten wonach die Platten bei entsprechender Durchlaufgeschwindigkeit in einer Trockneranlage zunächst konvektiv vorgetrocknet und anschließend hochfrequent nachgetrocknet werden, dadurch gekennzeichnet, daß das Vortrocknen bei etagenweise abgelegten und so durch einen Vortrockenbereich transportierte Platten und bei einem zwischen dem Ein- und Ausgang des Vortrockenbereiches bestehenden Temperaturgefälle erfolgt, dadraufhin die vorgetrockneten Platten vereinzelt und dem Nachtrocknen derart durch Ändern der Durchlaufgeschwindigkeit oder durch Leistungsregelung des Hochfrequenzfeldes unterworfen werden, daß die Platten am Ende des Gesamttrocknungsprozesses eine konstante Restfeuchte aufweisen.
Trockneranlage zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 1, bestehend aus einem eine Vortrocknung vornehmenden Konvektionstrockner, dem ein eine Nachtrocknung ausführender Hochfequenzgenerator nachgeordnet und ein die Platten aufnehmendes, durch die Trockneranlage führendes Laufband vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Konvektionstrockner (6) ein aus einzelnen aneinandergereihten mit Heißluftdüsen ausgerüsteten Trockenfeldern (7) zusammengesetzter Etagentrockner ist, der von seinem Eingang in Richtung seines Ausgangs ein Temperaturgefälle aufweist, und daß der Hochfrequenzgenerator ein Hochfrequenzofen (10) ist, der eine an eine Eingangsschleuse (11) sich anschließende erste Hochfequenzzone (12) aufweist, an die sich über ein Verbindungsglied (13) eine zweite Hochfequenzzone (14) anschließt und die zweite Hochfrequenzzone (14) in eine Ausgangsschleuse (15) mündet.
Trockneranlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das im Hochfrequenzofen (10) vorhandene Laufband ein Glasfaser-Transportband ist.