Pierwszenstwo: Opublikowano: 15.XI.1968 56326 KI. 82 a, 1/07 MKP F 26 b 31^ Twórca wynalazku: dr inz. Andrzej Smólski Wlasciciel patentu: Instytut Przemyslu Szkla i Ceramiki, Warszawa (Polska) Sposób suszenia wyrobów ceramicznych i urzadzenie do stosowania tego sposobu Przedmiotem wynalazku jest sposób suszenia wyrobów ceramicznych w suszarni tunelowej z wykorzystaniem pary wodnej przegrzanej jako czynnika suszacego i urzadzenie do stosowania te¬ go sposobu.Dotychczas w przemysle materialów budowla¬ nych stosuje sie w wiekszosci suszarnie, które zuzywaja przecietnie od 40% do 6(P/o calego zapo¬ trzebowania ciepla zakladu. Dlatego tez obnizenie jednostkowego zuzycia ciepla w suszarni wywiera zasadniczy wplyw na koszty produkcji materialów budowlanych.Z posród róznych typów suszarni ceramicznych najnizsze zuzycie ciepla wykazuja suszarnie tune¬ lowe, które zuzywaja 1000—1400 kcal/kg wilgoci, przy czym sposób suszenia w obecnych suszar¬ niach jest nastepujacy.Wyroby uformowane w prasie -pasmowej lub innej dostarczane sa do suszarni, w której podda¬ wane sa dzialaniu wilgotnego powietrza, dotyczy to suszarni w której czynnikiem suszacym jest jedynie gorace powietrze.W urzadzeniu tego rodzaju przegrzana para wodna jest zastosowana jedynie na poczatku su¬ szenia, przy wprowadzaniu do tunelu wyrobów, które sa nadmuchiwane przegrzana para wodna dostarczona rura z zewnatrz.Równiez w suszarniach do suszenia drewna lub innych materialów przy uzyciu przegrzanej pary wodnej w suszarni — walczaku, wedlug którego 10 15 20 25 30 nasz sposób suszenia nie moze byc realizowany, material przeznaczony do suszenia poddaje sie w pierwszej fazie nawilzeniu i nagrzaniu. W tych warunkach wyroby ceramiczne o normalnej wil¬ gotnosci okolo 30%, po nawilzeniu i nagrzaniu, ulegly by zniszczeniu.W innych znanych suszarniach material suszony jest najpierw ustawiany na wózkach znajduja¬ cych sie na zewnatrz suszarni, a wiec w atmosfe¬ rze chlodnego powietrza. Nastepnie wyroby sa wtaczane do suszarni w której znajduje sie takze powietrze. Po zamknieciu walczaka wprowadza sie do niego wode. Woda ta paruje kosztem ciepla dostarczanego przez plaszcz zewnetrzny komory i nastepuje wzrost preznosci czynnika suszacego w komorze.Poniewaz nie usuwa sie powietrza z suszarni z chwila rozpoczecia procesu suszenia w komorze w dalszym ciagu znajdowac sie bedzie powietrze, które w miare odparowywania coraz to nowych ilosci wody bedzie coraz to bardziej nasycone. Na¬ stepnie po wzroscie cisnienia w komorze w grani¬ cach do 3,5 at wypuszcza sie czesc wilgotnego po¬ wietrza i obniza cisnienie w walczaku do cisnie¬ nia atmosferycznego, po czym ponownie powoduje sie wzrost cisnienia w suszarni.Stale wahania cisnienia w komorze sa cecha znamienna tego rodzaju suszarni, a wiec suszarnia wedlug tego rozwiazania jest w najlepszym przy¬ padku suszarnia suszaca wilgotnym powietrzem. 56326s Równiez sposób ladowania i rozladowania wyro¬ bów z suszarni — walczaka odbywa sie okresowo.W suszarni tej z uwagi na brak cyrkulacji wymu¬ szonej w poszczególnych miejscach komory panu¬ ja rózne temperatury czynnika suszacego, a tym samym i szybkosc suszenia nie bedzie jednakowa.Wspomniane wyzej znane rozwiazania dotycza sposobów suszenia, które nie wnosza w przypadku suszenia wyrobów ceramicznych postepu technicz¬ nego, zmierzajacego do uzyskania minimalnego czasu suszenia przy utrzymaniu dopuszczalnego procentu braków produkcyjnych.Przy suszeniu wyrobów ceramicznych zawarta w materiale wilgoc- dostarczana jest z wnetrza do icgTpowierzchni zewnetrznych glównie wskutek dzialania sil kapilarnych. Szybkosc ruchu cieczy zalezy od lepkosci wody i wzrasta bardzo inten¬ sywnie ,$p:az ze wzrostem temperatury wyrobów.Im l zatem wyzsza bedzie temperatura suszonych wyrobów, tym wieksza bedzie szybkosc suszenia.Jednakze w istniejacych suszarniach ceramicznych z szeregu przyczyn nie osiaga sie wysokich wil¬ gotnosci suszacego powietrza przy wyzszych tem¬ peraturach. Z drugiej strony suszenie przy wyso¬ kich temperaturach mokrego termometru z uwagi na mala róznice cisnien parcjalnych prowadzi do spadku szybkosci suszenia wyrobów.Z danych doswiadczalnych wiadomo, ze w su¬ szarniach przemyslowych temperatura mokrego termometru dopiero pod koniec cyklu suszenia dochodzi do 40—50°C, co ogranicza znacznie szyb¬ kosc suszenia. Poza tym wada suszarni powietrz¬ nych jest to, ze cale cieplo zuzyte na odparowanie wilgoci jest wydalane na zewnatrz i stanowi glówna strate cieplna suszarni. Celem naszego wynalazku jest przyspieszenie procesu suszenia wyrobów ceramicznych i obnizenie jednostkowego zuzycia ciepla suszarni.Cel ten mozna osiagnac przez zastosowanie no¬ wego sposobu suszenia w suszarni tunelowej we¬ dlug wynalazku, do której doprowadzono energie cieplna powodujaca powstawanie pary wodnej przegrzanej wytworzonej wewnatrz tunelu suszar¬ ni z wilgoci zawartej w wyrobach wprowadzanych do suszarni.Pare te przegrzewa sie za pomoca urzadzen grzewczych zainstalowanych wewnatrz suszarni.Jedna z cech charakterystycznych suszarni wedlug wynalazku jest to, ze w wyniku procesu suszenia tworzy sie w suszarni nadmiar przegrzanej pary wodnej, która mozna wykorzystac na cele techno¬ logiczne lub grzewcze, co w sposób zasadniczy obniza zuzycie jednostkowe ciepla znacznie ponizej zuzycia ciepla w najnowoczesniejszych suszarniach ceramicznych. Pare te mozna równiez wykorzystac przy zabezpieczeniu otworu tunelu przy wyjsciu z suszarni przed przedostawaniem sie powietrza do wewnatrz suszarni.W sposobie wedlug wynalazku wyroby suszone sa wylacznie przegrzana para wodna, wskutek czego temperatura ich wynosi okolo 100°C przy cisnieniu atmosferycznym. Wyroby osiagaja tem¬ perature 100°C z chwila wejscia do suszarni w czasie kilku minut, co w stosunku do czasu su¬ szenia na przyklad 2—3 godzin jest czasem zni¬ komym. 4 Ten wzrost szybkosci podgrzewania ^powodowa¬ ny jest kondensowaniem sie pary wodnej na wy¬ robach, co z uwagi na bardzo wysokie wspólczyn¬ niki wymiany ciepla przy kondensowaniu sie pary 5 wodnej powoduje tak szybkie podgrzewanie wy¬ robów.Stosujac sposób suszenia wedlug wynalazku osiaga sie 2—3 krotny Wzrost predkosci ruchu wilgoci w wyrobach t.j. wzrost szybkosci procesu suszenia w stosunku do istniejacych suszarn. W efekcie intensywnego przemieszczania sie wilgoci w wyrobach rozklad wilgoci jest znacznie równo¬ mierniejszy, co zmniejsza skurczliwosc wyrobów, a tym samym zmniejsza naprezenia wewnetrzne wyrobów obnizajac procent braków. Uzyskany w ten sposób szybki ruch wilgoci w suszonych wy¬ robach powoduje takze przesuniecie punktu kry¬ tycznego w kierunku nizszych wilgotnosci (4—6%) tak, ze caly proces suszenia przebiega w pierw¬ szym stadium suszenia t.j. z maksymalnie mozliwa 20 predkoscia.Wedlug wynalazku wstepnie nagrzana glina w mieszadle lub innym urzadzeniu, w temperaturze 70—90°C, wychodzi z prasy pasmowej jako wyro¬ by, które nie tracac ciepla wprowadzane sa poje- 25 dynczo bezposrednio bez stykania sie z powietrzem do tunelu suszarni w atmosfere przegrzanej pary wodnej, wytwarzajacej sie w tunelu suszarni z wilgoci zawartej w wyrobach w wyniku dziala¬ nia urzadzen grzewczych wewnatrz suszarni. Przy 30 czym wyroby wprowadza sie do tunelu suszarni przez otwór wejsciowy i wyprowadza z tunelu suszarni przez otwór wyjsciowy, których wymiary dostosowywane sa do wymiarów suszonych wy¬ robów. 35 Para wodna jako jedyny czynnik suszacy jest wprowadzana w ruch cyrkulacyjny wentylatorami, suszac wyroby w temperaturze 100°C i powyzej przy cisnieniu równym lub wyzszym od atmosfe¬ rycznego az do chwili opuszczenia przez wyroby 40 suszarni.Parametry przegrzanej pary wodnej, w której atmosfere wprowadza sie suszone wyroby dosto¬ sowywane sa w poszczególnych strefach grzew¬ czych tunelu suszarni do wlasnosci suszonych 45 wyrobów za pomoca automatycznie regulowanych urzadzen grzewczych.Warunek ten jest konieczny dla zapewnienia prawidlowego suszenia wyrobów ceramicznych w przegrzanej parze wodnej. Obecnie nie istnieja 50 materialy w literaturze technicznej okreslajace parametry suszenia wyrobów ceramicznych w przegrzanej parze wodnej.Urzadzenie wedlug wynalazku uwidocznione jest na zalaczonych rysunkach, na których fig. 1 przed- 55 stawia przekrój podluzny suszarni, fig. 2 — prze¬ krój poprzeczny, a fig. 3 przekrój poprzeczny su¬ szarni z przekrojem przez wyjscie wyrobów z su¬ szarni.Suszarnia wedlug wynalazku ma postac szczel- 60 nie zamknietego tunelu 1 wypelnionego wylacznie przegrzana para wodna, który usytuowany jest bezposrednio przy wylotniku prasy 11. Tunel 1 su¬ szarni z Wylotnikiem prasy pasmowej stanowi calosc i znajduje sie najkorzystniej we wspólnej 85 obudowie, co uniemozliwia przedostawanie sie po-56326 6 wietrza z zewnatrz do suszarni, przy czym wejscie wyrobów do suszarni polaczone jest z wylotni- kiem prasy stanowiac z nim calosc. Suszarnia po¬ dzielona jest, najkorzystniej przegrodami 15 bla¬ szanymi na strefy grzewcze 8, co umozliwia dosto¬ sowanie parametrów czynnika suszacego w po¬ szczególnych strefach do wlasnosci suszonych wyrobów. Przegrody zakonczone sa koncówkami elastycznymi na przyklad gumowymi.Suszarnia zaopatrzona jest w nagrzewnica 5 i wentylatory cyrkulacyjne 14, przenosnik- 2 i czujniki 9 do automatycznej regulacji tempera¬ tury, sterujace grzejniki 13, przy czym nagrzew¬ nica 5 i grzejniki 13 wmontowane sa wewnatrz tunelu suszarni. Podzial suszarni na kilka stref grzewczych przegrodami blaszanymi 15 umozliwia przystosowanie odpowiednich parametrów suszenia do wlasnosci suszonych wyrobów 10 poprzez ogrzewany plaszcz zewnetrzny 12. W plaszczu zewnetrznym 12, posiadajacym ogrzewanie stero¬ wane automatycznie w poszczególnych strefach grzewczych, umieszczone sa zawory nadmiarowe 3 i 4 oraz zawór napowietrzajacy 6, a to w celu zapobiezenia powstawania prózni w suszarni.Krócce 17 sluza do zasilania plaszcza 12 w goraca wode lub pare. Plaszcz zewnetrzny jest zaopatrzo¬ ny w izolacje 7. Wyjscie 16 wyrobów 10 z suszarni posiada kurtyne parowa oraz ramke metalowa 20 z zastawkami 21 zaopatrzonymi w koncówki gu¬ mowe, które mozna regulowac za pomoca srub 19 odpowiednio do wielkosci i ksztaltu suszonych wyrobów.Urzadzenie to stanowi szczelne zamknie¬ cie tunelu suszarni. Z otworu wyjscia 16 biegnie przenosnik rolkowy 18 usytuowany pod katem do przenosnika 2.Wynalazek pozwala na wykorzystanie prawie calego ciepla zuzywanego w suszarni na odparo- 10 15 20 25 30 35 wanie wilgoci z wyrobów, tak ze w suszarni we¬ dlug wynalazku mozna uzyskac jednostkowe zu¬ zycie ciepla nawet ponizej 600 kcal/kg wilgoci.Poza tym istotna zaleta rozwiazania wedlug wy¬ nalazku jest moznosc suszenia grubosciennych wy¬ robów prawie z taka sama szybkoscia suszenia jak wyrobów, cienkosciennych. PL