Opublikowano: 18.V.1970 59935 KI. 82 a, 2 Wspóltwórcy wynalazku: mgr inz. Stanislaw Maslyk, Jerzy Lukowski Wlasciciel patentu: Biuro Projektów i Studiów Przemyslu Ceramiki Bu¬ dowlanej, Poznan (Polska) Suszarnia tunelowa do przyspieszonego suszenia materialów wrazliwych a zwlaszcza wyrobów ceramicznych Przedmiotem wynalazku jest suszarnia tunelo¬ wa, do przyspieszonego suszenia materialów wraz¬ liwych, a zwlaszcza wyrobów ceramicznych.Znane sa suszarnie tunelowe, w których mate¬ rialy lub wyroby ceramiczne suszy sie za pomoca ogrzanego powietrza. Czynnik suszacy przeplywa¬ jacy miedzy suszonymi materialami lub wyroba¬ mi oddaje im cieplo niezbedne dq odparowania wody i pokrycia strat cieplnych. Podgrzanie su¬ szonych materialów lub wyrobów powoduje wzrost cisnienia czastkowego pary przy ich powierzchni, w wyniku czego nastepuje nawilzenie czynnika suszacego na zasadzie daznosci ukladu do wy¬ równania cisnien czastkowych pary wodnej. W wyniku tego procesu czynnik suszacy nasycony wilgocia i ochlodzony do temperatury bliskiej punktu rosy zostaje usuniety z suszarni, gdyz dal¬ sze jego ochladzanie spowodowaloby kondensacje pary wodnej i wtórne nawilzenie wyrobów lub materialów.Wada tych znanych suszarni jest koniecznosc usuwania czynnika suszacego o duzej zawartosci ciepla. Jest on wprawdzie nasycony wilgocia, lecz jego entalpia ulegla tylko niewielkim zmianom w procesie suszenia. Na skutek tego proces suszenia w znanych suszarniach tunelowych jest n^lefe- ktywny: zuzycie ciepla wynosi w nich okolo 900 do 1100 Kcal na 1 kG odparowanej wody. Istotna wada tych znanych suszarni jest równiez wystepo¬ wanie duzych róznic preznosci pary w czynniku 15 20 25 30 suszacym i podpowierzchniowej warstwie wyro¬ bów lub materialów suszonych.Zjawisko to powoduje zwlaszcza przy suszeniu materialów wrazliwych czeste i liczne pekniecia, przyczyniajac sie do powstawania duzych ilosci braków. Do niedogodnosci znanych suszarni tu¬ nelowych nalezy równiez koniecznosc zamykania obu konców tunelu, a co najmniej jednego, za pomoca skomplikowanych urzadzen o dzialaniu zsynchronizowanym z przesuwem saiszonych ma¬ terialów lub wyrobów. Przesuw moze odbywac sie jedynie okresowo niekorzystnym dynamicznie ruchem skokowym. Niezaleznie od lej wady, okre¬ sowe otwieranie tunelu powoduje zaklócenia w rezimie suszenia i zwieksza ilosc braków susze¬ nia.Celem wynalazku jest skonstruowanie suszar¬ ni tunelowej pozbawionej powyzszych wad i nie¬ dogodnosci.Dla osiagniecia tego celu zostalo postawione za¬ danie rozwiazania procesu suszenia w suszarni tune¬ lowej o podwyzszonej sprawnosci cieplnej, umozli¬ wiajacej przyspieszone suszenie zwlaszcza materia¬ lów i wyrobów wrazliwych bez powstawania w nich uszkodzen i braków, oraz pozwalajacej wy¬ korzystac cieplo kondensacji pary wodnej stano¬ wiacej skladnik czynnika suszacego.Wedlug wynalazku postawione zadanie zostalo rozwiazane przez skonstruowanie suszarni tune¬ lowej, w której czynnikiem suszacym jest para 59 935/ 59 935 3 4 wodna powstala w procesie suszenia materialu, cyrkulujaca poprzecznie do kierunku ruchu mate¬ rialu suszonego pomiedzy zainstalowanymi zes¬ polami grzewczo-wentylacyjmymi, w których ulega przegrzaniu uzyskujac w ten sposób zdolnosc su¬ szenia. Jedynie srodkowa strefa suszarni posiada system ogrzewania zasilany zewnetrznie para wy¬ sokoprezna lub innym nosnikiem ciepla, nato¬ miast w skrajnych strefach czynnikiem grzejnym jest nadmiar pary powstalej w strefie srodkowej, która w nagrzewnicach oddaje przeponowo swoje cieplo kondensacji do przestrzeni tunelu. Skon¬ densowana para "jSs$ odprowadzana kanalami za¬ opatrzonymi w brfzepustnice do studzienek kon- drasatu, przy czym przepustnice stanowia ele¬ ment regulacyjny procesu suszenia umozliwiajac odciaganie nieskcóadensowanej pary za pomoca wentylatorów dla dalszego wykorzystania jej po¬ za suszarnia.Sklad czynnika suszacego zmienia sie na dlu¬ gosci tunelu w zaleznosci od ilosci doprowadzone¬ go ciepla, szybkosci suszenia i temperatury rosna¬ cej w kierunku strefy srodkowej. Przy wlocie i wylocie tunelu czynnik suszacy stanowi miesza¬ nine powietrza i pary wodnej przegrzanej w sto¬ sunku okreslonym przez jego parametry tj. cis¬ nienie atmosferyczne konieczne ze wzgledu na równowage z cisnieniem otoczenia otwartego tu¬ nelu oraz temperature panujaca w danym odcin¬ ku tunelu.Czynnik suszacy na skrajnych odcinkach tunelu nie znajduje sie w zasiegu ssania wentylatorów odciagowych usytuowanych w strefie srodkowej i dlatego stanowi zapore dla jego wzdluznego ru¬ chu na tych odcinkach tunelu, dokonujac dodat¬ kowo wymiane ciepla, miedzy wyrobami i nagrze¬ wnicami wskutek poprzecznego przeplywu.Przy tak zamknietym tunelu przez unierucho¬ mione w kierunku osiowym poprzeczne strugi czynnika suszacego, cieplo dostarczone do tunelu na przestrzeni miedzy tymi zaporami uzytkowane jest glównie na odparowanie wody bez udzialu powietrza, którego doplyw jest zamkniety. Wy¬ twarzanie pary wewnatrz tunelu wskutek dopro¬ wadzenia ciepla oraz wzrost temperatury w kie¬ runku strefy srodkowej powoduje wzrost cisnie¬ nia, które jest kompensowane przez wentylatory odciagowe.Uklad grzewczo-wentylacyjny w omawianej su¬ szarni posiada te wlasnosc, ze mimo, iz wytwarza podcisnienie w strefie srodkowej, które moze byc regulowane zasuwami przy studzienkach konden¬ satu, podcisnienie to nie' powoduje zachwiania równowagi miedzy sumami cisnien statycznych i dynamicznych wytwarzanych w strefach skraj¬ nych tunelu a cisnieniem atmosferycznym, dziala¬ jacym przez obustronnie otwarty tunel, zapobie¬ gajac tym samym z jednej strony naplywowi swiezego powietrza do tunelu, z drugiej zas wy¬ bijaniu pary wodnej ze strefy srodkowej tunelu do jego obustronnie otwartych kranców, potrzeb¬ nych do ciaglego zawozu i wywozu materialu.Suszarnia wedlug wynalazku charakteryzuje sie wysoka sprawnoscia cieplna co jest wynikiem wy¬ eliminowania naplywu swiezego powietrza w pro¬ cesie suszenia, jak równiez odzyskiwania ciepla pa¬ rowania wody. Powyzsze czynniki obnizaja zuzy¬ cie ciepla o okolo 540 kcal na 1 kG odparowanej wody. Tak wiec faktyczne zapotrzebowanie ciepla potrzebnego na odparowanie 1 kG wody z wyro¬ bów wyniesie od 360 do 560 kcal co stanowi 40 do 50% ciepla zuzywanego w znanych suszarniach.System ogrzewania zapewnia utrzymanie wysokiej temperatury w strefie srodkowej tunelu, a to z kolei pozwala na szybkie podgrzanie materialu do okolo 100°C i wyzszej jezeli wilgotnosc materialu osiagnie wartosc krytyczna.Mozliwie maksymalne podgrzanie wyrobów ma duze znaczenie dla wykorzystania termodyfuzji dla przyspieszenia procesu suszenia w okresie malejacej jej wartosci, czyli po osiagnieciu punktu krytycznego przez suszony material. Efektem tego jest wydatne skrócenie czasu suszenia wyrobów.Otwarty wlot i wylot kanalu umozliwia sto¬ sowanie korzystnego ruchu ciaglego w transpor¬ cie materialów suszonych przez suszarnie, wyklu¬ czajac mozliwosc powstawania zaklócen w pro¬ cesie suszenia wynikajacych z chwilowych na.- plywów swiezego powietrza.Atmosfera w tunelu, pozbawiona powietrza za¬ pewnia mala róznice preznosci pary w czynniku suszacym i w kolejnych warstwach poczawszy od powierzchniowej, az do srodkowej warstwy wy¬ robów, zmniejszajac naprezenia, a tym samym mozliwosci powstawania pekniec i braków susze.- nia. Ponadto suszarnia wedlug wynalazku jest szczególnie dogodna do zautomatyzowania proce¬ su suszenia, gdyz jedynymi elementami wyma¬ gajacymi regulacji sa urzadzenia sterujace doply¬ wem ciepla do strefy srodkowej i przepustnice przy wylotach kanalów odprowadzajacych.Cechy znamienne i zalety wynalazku sa doklad¬ niej opisane na przykladzie wykonania przedsta¬ wionym na rysunkach, na których fig. 1 przed¬ stawia suszarnie w przekroju pionowym wzdluz osi itunelu, fig. 2 — przekrój poziomy tej samej suszarni w widoku z góry, fig. 3 — przekrój po¬ przeczny suszarni wzdluz linii A—A na fig. 1, a fig. 4 — przekrój poprzeczny wzdluz linii B—B na fig. 1.Jak uwidoczniono na rysunku, tunel 1 otwarty na obu koncach jest zaopatrzony w czesci srodko¬ wej w nagrzewnice 2 zasilane para wysokoprezna lub woda o wysokich parametrach oraz w wenty¬ latory 3 wyciagowe. Skrajne czesci tunelu sa wy¬ posazone w kanaly doprowadzajace 4 oraz odpro¬ wadzajace 5, przy czym kanaly odprowadzajace sa zbudowane z pochyleniem dna ku koncom tu¬ nelu. Na koncach kanalów 5 znajduja sie studzien¬ ki 6 oraz przepustnice 7 i wentylatory wyciago¬ we 8. Na bocznych scianach skrajnych czesci tu¬ nelu znajduja sie nagrzewnice 9, których przewo¬ dy lacza kanaly 4:5.Przy scianach bocznych czesci srodkowej sa umieszczone pomocnicze wentylatory 10 z oslona¬ mi 11, a przy scianach bocznych czesci skrajnych tunelu znajduja sie pomocnicze wentylatory 12 z oslonami 13 i kierownicami 14. Ruch wyrobów od¬ bywa sie w tunelu od strony lewej ku prawej w kierunku zaznaczonym strzalka na fig. 2. Kierun- 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 605 59 935 6 "ki ruchu czynnika suszacego w poszczególnych czesciach suszarni sa zaznaczone strzalkami.Jak uwidoczniono na rysunku fig. 4, srodkowa -czesc tunelu jest obudowapa nagrzewnicami 2, za¬ silanymi para wysokoprezna lub woda o wysokich parametrach. Odciagany z tej strefy czynnik o temperaturze okolo 100°C i wilgotnosci 95—98% sluzy do ogrzania obu skrajnych czesci tunelu.Skraplajaca sie para wodna splywa rurami na¬ grzewnic 9 i kanalami 5 do studzienek 6. Przez uchylenie przepustnic 7 mozna uzyskac odprowa¬ dzenie czesci czynnika zawierajacego jeszcze pa¬ re wodna i za posrednictwem wentylatorów 8 mozna te czesc przekazac do niepokazanych na rysunku odbiorników ciepla np. urzadzen podgrze¬ wajacych gline.Wentylatory 10 z oslonami 11 oraz wentylatory 12 z oslonami 13 i kierownicami 14 sluza do na¬ dania nosnikowi ciepla intensywnego ruchu w kierunku poprzecznym do osi tunelu, a tym sa¬ mym poprawiaja efektywnosc ogrzewania prze¬ ponowego.Dzieki opisanej konstrukcji oraz na skutek bra¬ ku zamkniec na wlocie i wylocie tunelu tempera¬ tura w pierwszej czesci tunelu stopniowo rosnie.Temperatura przesuwanych w nim wyrobów stop¬ niowo sie podnosi przy równoczesnym stopniowym wzroscie temperatury i wilgotnosci czynnika su¬ szacego, co zabezpiecza wyroby przed pekaniem.Równiez w strefie srodkowej wyroby sa zabez¬ pieczone przed uszkodzeniami, gdyz dzieki duzej wilgotnosci czynnika suszacego róznica preznosci pary przy powierzchni wyrobów i w czynniku jest bardzo mala. Koncowa strefa suszarni o ma¬ lejacej temperaturze w kierunku otwartego tune¬ lu u wylotu pozwala na utrzymanie duzej szyb¬ kosci suszenia nawet po osiagnieciu punktu kry¬ tycznego materialu, przez wykorzystanie zjawiska termodyfuzji wody z materialu, które to zjawisko nie jest wykorzystane w podobny sposób przy zadnej ze znanych typów suszarni. PL