WO1988000678A1 - Process and device for drying ceramic hollow bodies - Google Patents

Process and device for drying ceramic hollow bodies Download PDF

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WO1988000678A1
WO1988000678A1 PCT/EP1987/000367 EP8700367W WO8800678A1 WO 1988000678 A1 WO1988000678 A1 WO 1988000678A1 EP 8700367 W EP8700367 W EP 8700367W WO 8800678 A1 WO8800678 A1 WO 8800678A1
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hollow bodies
drying
drying device
hollow
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PCT/EP1987/000367
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Max Wagner
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Max Wagner
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B3/00—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat
    • F26B3/32—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by development of heat within the materials or objects to be dried, e.g. by fermentation or other microbiological action
    • F26B3/34—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by development of heat within the materials or objects to be dried, e.g. by fermentation or other microbiological action by using electrical effects
    • F26B3/343—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by development of heat within the materials or objects to be dried, e.g. by fermentation or other microbiological action by using electrical effects in combination with convection
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B11/00—Apparatus or processes for treating or working the shaped or preshaped articles
    • B28B11/24—Apparatus or processes for treating or working the shaped or preshaped articles for curing, setting or hardening
    • B28B11/241—Apparatus or processes for treating or working the shaped or preshaped articles for curing, setting or hardening using microwave heating means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B11/00—Apparatus or processes for treating or working the shaped or preshaped articles
    • B28B11/24—Apparatus or processes for treating or working the shaped or preshaped articles for curing, setting or hardening
    • B28B11/243—Setting, e.g. drying, dehydrating or firing ceramic articles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B21/00—Arrangements or duct systems, e.g. in combination with pallet boxes, for supplying and controlling air or gases for drying solid materials or objects
    • F26B21/006—Arrangements or duct systems, e.g. in combination with pallet boxes, for supplying and controlling air or gases for drying solid materials or objects the gas supply or exhaust being effected through hollow spaces or cores in the materials or objects, e.g. tubes, pipes, bottles

Definitions

  • the invention relates to a method for drying ceramic hollow bodies and a drying device therefor with the features in the upper part of the main method and device claim.
  • the known drying method is not suitable for drying hollow ceramic bodies, in particular honeycomb bodies or ceramic catalysts with a large number of fine through holes.
  • the release of moisture on the outside of the hollow body leads to an undesirable and uncontrollable increase in temperature inside the hollow body and to stress cracks.
  • This is a major disadvantage, especially for ceramic catalysts, since, depending on the material, they can only withstand relatively low drying temperatures of, for example, 65 °.
  • complete drying is required. also be guaranteed in the interior of this hollow body.
  • the critical temperature is exceeded and if the drying process is too slow, there is a risk of electrical discharge and destruction of the hollow body.
  • the invention solves this problem with the features in the characterizing part of the main method and device claim.
  • the drying energy is primarily applied by radiant heating, preferably with microwave or high-frequency generators.
  • ventilation primarily serves to remove the expelled moisture.
  • the air is after Temperature and humidity are conditioned to such an extent that they can absorb the expelled moisture without excessively drying out the hollow body on the inlet side.
  • the air flow directed specifically through the interior of the hollow body causes not only a rapid removal of the expelled moisture, but also cooling of the ceramic hollow body and a rapid reduction of steam tensions with rapid drying. This is particularly advantageous for ceramic catalysts which have a multiplicity of fine, parallel through-bores through which the air flow flows axially.
  • the air flow is predominantly guided through the interior of the hollow body.
  • the moisture is transported away, especially in the interior, and the ceramic hollow body dries from the outside in. This results in stress-free drying with uniform and controllable shrinkage of the material to be dried.
  • the degree of distribution between the inner and outer flow depends on the shape and the material of the ceramic body. In some cases, a pure internal flow is recommended.
  • the drying times are in the range of an hour or less.
  • the method according to the invention and the associated drying device can be operated stationary or unsteady.
  • various management farms are specified, which also differ according to the longitudinal or transverse transport of hollow bodies.
  • the hollow bodies are preferably transported through a plurality of stationary radiant heaters and are dried in several stages. Between the radiant heaters, different temperatures and degrees of moisture can be compensated for in the hollow bodies in resting stages. The air flow is also maintained during the rest times by ventilation devices that may be moved. However, it can also be switched off in the meantime.
  • the hollow bodies At the end of the heating section, the hollow bodies have already dried to such an extent that no further shrinkage takes place. The hollow bodies are then insensitive and can only be flowed through with hot air for finished drying.
  • a conscious and controllable flow distribution through the interior of the body and possibly along the outer surface is important for the drying process according to the invention.
  • the distribution and influencing of the air flow can take place in different ways, for example by designing the air nozzles, using screens, etc.
  • the hollow bodies can also be dried in a tunnel-like covering which is permeable to the radiant heat and, above all, the degree to which the outside surface flows by varying the gap distance regulated to the hollow body.
  • the sheath also allows the drying of hollow bodies of different lengths, or the use of a general type of drying device for different types and shapes of hollow bodies.
  • the casing can be designed differently, for example as a supporting tube that moves along or as a multi-part panel tunnel made from a pallet and a panel cover. Both forms also allow easy adaptation to different hollow body cross sections.
  • the multi-part aperture tunnel can be moved along with the support tube and constantly surround the hollow body. However, it can also be arranged in a stationary manner and thus only function temporarily, which is particularly advantageous for drying devices for drying longitudinally oriented hollow bodies. Stationary envelopes can be adapted to the shrinkage of the hollow body, which enables the flow distribution to be kept constant.
  • the design and function of the ventilation devices can be varied in order to safely regulate and monitor the drying process. Possibilities of influence exist by changing the air conditioning, the flow speed (vapor tension reduction), the transport speed or cycle time and the radiant heating power.
  • Variations are also possible with regard to the air flow routing, which can be moved, for example, in a closed circuit separately at each heating stage or in a pass against the transport direction across all stages.
  • the latter variant has the advantage of high economic efficiency and a comparison of simple conditioning, in particular Humidification of the air flow, since it is already loaded with moisture from the previous heating stage.
  • it is advantageous that the drying device is sealed on the outside and prevents the heating radiation and also the air flow from escaping undesirably.
  • the method according to the invention and the associated drying device are suitable for arbitrarily shaped ceramic hollow bodies.
  • hollow bodies with lateral bulges or branches can also be dried.
  • a continuous air flow can also be generated here, which branches in the hollow body and can be conducted in a closed circuit.
  • several hollow bodies can be acted upon jointly, preferably in parallel, with the air flow.
  • the method according to the invention and the associated device can also be used successfully for drying hollow bodies made of other materials, for example wood or the like, in addition to the ceramic area. They are also suitable not only for hollow bodies with one or more axial through holes, but also for porous materials. The most important thing is that a continuous air flow can be achieved inside the hollow body.
  • Fig. (1) is a partially cutaway perspective front view of a drying device.
  • (2) is a partially cutaway perspective side view of a multi-part drying device for continuous operation with transverse hollow bodies,
  • Fig. (9) is an end view of a drying device in variation to Fig. (1) and
  • Fig. (10) shows a cross section through a hollow body in the support tube with aperture in variation to Fig. (8).
  • FIG. (1) shows a drying device (20) for drying ceramic hollow bodies (1), which essentially consists of one or more radiant heating devices (21) and one or more ventilation devices (16).
  • the embodiment of Fig. (1) shows a tracking device (20) for stationary operation, while the tracking devices in Fig. (2, 3 and 4) are designed for continuous operation.
  • the ceramic hollow body (1) is in the
  • the hollow body (1) is connected on both ends, at which the through holes end, to the ventilation device (16), which generates an air flow (19) directed axially through the hollow body (1).
  • a flow around the outside of the hollow body (1) with air is avoided in one embodiment of FIG. (1) and in the other example Fig. (4-10) is permitted to a small extent.
  • the decision as to whether or not an external flow should take place depends on the material and the shape of the hollow body (1), in particular also on its outer wall thickness.
  • the heating energy required for drying is supplied to the ceramic hollow body (1) in a radiation heater (21) via one or more microwave generators (9) arranged therein. Alternatively, high-frequency generators can also be used in the embodiment of FIGS. (1-3).
  • a radiation heating wave range of approximately 4 to 2450 MHz is preferred.
  • a plurality of microwave generators (9) are arranged one behind the other in the roof of the housing (10) in the direction of the air flow (19), the output of which can be regulated independently of one another.
  • the hollow body or bodies (1) rest on a base (11) reflecting the microwaves or on a reflective conveyor belt (11).
  • the power of the microwave generator (9) is sewn in order to ensure that moisture is also absorbed at the end of the hollow body (1).
  • the air flow is always heated above the condensation point of the moisture that is carried along. With increasing humidity, the efficiency of the radiant heating also increases.
  • he microwave generator (9) can span several hollow bodies (1) in width or can be arranged in a row in a checkerboard pattern in several rows.
  • one or more long microwave generators extending along the hollow body can also be provided.
  • the desired increase in heating power is then achieved by increasing the distance to the hollow bodies.
  • the microwave generators are accordingly height-adjustable and tiltable (see FIGS. 4 and 9).
  • microwave generators can also be provided on the bottom and on the sides of the hollow body (1) for multi-sided exposure to the hollow body.
  • the assignment of the ventilation device (16) can be changed accordingly.
  • Microwave generators (9) and the hollow bodies (1) are compensated for by changing the power of the microwave generator (9) or by changing their distance from the hollow bodies (1).
  • the microwave generators (9) are movably mounted in the housing (10) or the housing parts are themselves movable arranged opposite their frame.
  • the ventilation device (16) consists of a circulating air line (3) in which the air flow (19) can be conducted in a closed circuit.
  • the air recirculation line (3) has an exhaust air connection (4) and a supply air connection (5), which can be opened and closed via adjustable flaps.
  • a heating device (6) and a continuously variable fan (7) are also arranged in the air recirculation line (3).
  • the direction of flow behind the hollow body (1) also has a sensor (3) in the air recirculation line (3), which detects the temperature and humidity of the air flow (19).
  • the other parts of the regulation are not shown.
  • the hollow bodies (1) are acted upon by air conditioned according to the degree of drying.
  • the hollow bodies (1) For drying ceramic catalysts that come directly from the extrusion press, it is recommended according to the exemplary embodiment of FIGS. (1) - (3) the hollow bodies (1) first of all with an air temperature of approximately 40 degrees and a relative humidity of 95 7th approach.
  • the hollow bodies (1) are only carefully heated by the radiant heating, without the drying process already starting strongly with the removal of the moisture.
  • the heating power gradient ensures that the relative air humidity is just below the condensation point. Only when the operating temperature of the hollow body (1) has been reached is the relative air humidity for the effective removal of the expelled mixing water and the like. Other liquids reduced.
  • the flexible air recirculation line (3) protrudes from the side into the interior of the radiant heater (21) and is connected to the hollow body (1) by two air nozzles (2) which can be plugged on at the end.
  • the size of the air nozzles (2) is adapted to the dimensions of the end faces of the hollow body (1), which ensures an airtight fit of the air nozzles (2) on the hollow body (1).
  • a plurality of recirculation lines (3) or a single recirculation line with a distributor piece (not shown) for connecting a plurality of air nozzles (2) are provided.
  • the air nozzles (2) can be designed to be adjustable or to be exchangeably fastened.
  • the radiant heater (21) consists of a laterally open housing (10), the side opening of which gives access to the air recirculation line (3) and is otherwise secured by a side shield (12) against undesired escape of the radiation .
  • the front opening is also crimped off, for example by a chain curtain (13).
  • the air nozzles (2) are plugged outside the radiant heater (21) onto the hollow body (1), which is then brought into the interior of the device (21).
  • a drying device (20) is shown, which is designed for continuous operation.
  • a plurality of ventilation devices (16) and microwave heating devices (21) are provided, which are essentially those of FIG. (1) correspond.
  • several batches of hollow bodies (1) are processed simultaneously. Each batch consists of several hollow bodies (1) arranged in parallel next to one another, which are aligned outside the transmission (33) and are connected together to a ventilation device (16).
  • the hollow bodies (1) are brought to a conveying device (11) at an installation point (17), here in the form of an endless conveyor belt (11) moved by a drive (14) and connected to a ventilation device (16). On their transport route they move the ventilation device (1 Transport) while maintaining the connection and the air flow.
  • FIGS. (1) - (3) Variations on the embodiment of FIGS. (1) - (3) are possible in different ways.
  • an external flow around the hollow body (1) may be desirable in some cases.
  • the air nozzles (2) then do not connect tightly to the end faces of the hollow body (1), but leave a small circumferential gap through which a small part of the Exit the air flow, brush freely along the outer surface of the body and then re-enter the air nozzle (2) at the other end.
  • small clamping webs can be provided for clamping the hollow body ends on the air nozzles in this case.
  • air can be blown in at one end of the hollow body (1) or sucked out at the other end, or both blown in and out.
  • the degree of moisture removal can also be regulated.
  • FIGS. (8) - (10) show further variations of the tracking device (20).
  • the hollow body (1) are stored in a tunnel-like envelope (24) which is permeable to the radiant heat and which surrounds the hollow body in tight contact to avoid an external flow or to leave a gap (32) to adjust the external flow.
  • the casing is designed as a support tube (30) made of ceramic or the like, in which a hollow body (1) with the same or shorter length is mounted.
  • the hollow body (1) lies at least in the lower region on a support (29) which has knobs or webs to form longitudinal ventilation channels.
  • the support tube (30) is adapted to the cross section of the hollow body, both of which, in addition to the circular shape shown, can also have any other, for example polygonal, cross-sectional configuration.
  • a pallet (23) with adapted recesses is provided, which rests on the floor or the conveyor device (11).
  • the support tube (30) can also have legs or the like. Other fixing means.
  • the exemplary embodiments (3) and (1) can be combined with one another by plugging the air nozzles (2) onto the support tube (30) with a tight seal on the edge.
  • Fig. (9) shows a further possibility that allows the housing (10) to be completely closed for radiation shielding.
  • the air nozzles (2) are arranged here laterally, but outside the housing (10) and are connected to the interior via a respectively inserted panel (31).
  • the diaphragm openings are aligned with one another on both sides and also correspond to the cross section of the hollow bodies (1) arranged in the housing (10).
  • the hollow body (1) extends close to the panels (31). The through the As a result, air flowing through the apertures reaches the inside of the body without being able to escape laterally. With the same size of the hollow body (1) and aperture opening, an external flow around the hollow body (1) can be avoided. If, on the other hand, this is desired, the diaphragm opening is enlarged in accordance with FIG. (10) to form an edge-side gap (32).
  • support tubes (30) or other tunnel-like coverings (24) can also be used.
  • a combination of support tube (30) and screen (31) enables the use of envelopes in standard sizes, which in some cases are larger than the cross-section of the hollow body, since the amount of air flowing along the outside is determined by the size of the gap (32) between the aperture opening and cross-section of the hollow body (1) is set.
  • Fig. (10) illustrates this arrangement and also shows a support (29) arranged only in the lower contact area.
  • Fig. (4) shows a variant of a multi-part drying device (20), in which the hollow bodies (1) are aligned along the transport direction (33).
  • the drying device (20) is heat, air and radiation-tight as a closed system.
  • the ventilation devices (16) are arranged here between the individual radiant heating devices (21). They have the shape of domes in cross-section and are each connected to the front radiation heater (21) with a conically tapering air nozzle (2) and to the rear radiation heater (21) with the other air nozzle (2).
  • the ventilation devices (16) each have a fan (7) in the form of a cross-flow fan which sucks in the air from the air nozzle (2) at the front in the transport direction (33) and blows it into the rear air nozzle (2).
  • a fan (7) in the form of a cross-flow fan which sucks in the air from the air nozzle (2) at the front in the transport direction (33) and blows it into the rear air nozzle (2).
  • the ventilation devices (16) each have a supply air connection (5) on the front, suction-side air nozzle for the supply of fresh air.
  • An exhaust duct (4) and then a heater (6) for the air flow (19) are arranged on the pressure-side air nozzle (2) behind the cross-flow fan (7).
  • Both air shafts (4,5) are equipped with adjustable flaps.
  • sensors (13) for temperature and humidity are arranged near the radiant heaters (21).
  • the cross-flow fans are arranged in the center and in the upper area of the dome. Underneath there are each pivotable bulkheads (23) which seal the two air nozzles (2) of each ventilation device (16) against each other in such a way that air can only be exchanged via the cross-flow fan (7).
  • the drying can also can be influenced via the flow velocity and the length of stay in the respective climate zone. The degree of dryness increases with an increase in these factors.
  • the hollow bodies (1) are moved continuously or intermittently through the various climatic zones or track stages and gradually dry out in the differently conditioned zones.
  • the bulkheads (23) can be regulated depending on the conveying movement, so that the hollow bodies (1) can pass underneath.
  • the drying device (20) there can also be a pure ventilation station, in which the hollow bodies (1) are completely dried with hot air blown through them. Radiation heating is no longer as effective when the hollow body (1) is reached. There is no longer any risk of cracks due to shrinkage.
  • FIGS. (5), (6) and (7) illustrate, several hollow bodies (1) are also dried next to one another in tunnel-like coverings (24) in a system according to FIG. (4). In the exemplary embodiment shown, they are stationary and can therefore be adjusted to the respective shrinkage of the hollow body (1) in the individual drying stage.
  • the envelopes (24) consist of webs (25) which extend between the hollow bodies (1) and which connect to the air nozzles (2). Insulated side walls (26) are provided on the outside, while the underside is formed by a conveyor belt (11) profiled in the longitudinal direction. The top is formed by the microwave or high-frequency generators (9) directly or by a support wall arranged underneath. These continue in the connection area to the air nozzles (2) in corresponding deck parts.
  • the webs (25) corresponding to the degree of shrinkage from drying level to increasingly increasing drying level.
  • Fig. (7) shows a variant of this, in which the honing bodies (1) are stored in a correspondingly shaped pallet (23), optionally via profiled supports (29).
  • the pallet (23) is moved forward with the conveyor belt (1).
  • the upper part of the tunnel-like covering (24) is formed by a correspondingly designed diaphragm cover (27), with which the size of the gap (32) which may be required is also set.
  • the microwave or high-frequency generators (9) are arranged above the diaphragm cover (27). Laterally, side walls (Zagen) protrude over the pallets (23) for guidance and sealing.
  • the panel cover (27) can be moved on the pallet (23) with appropriate support. In principle, this results in a two-part support tube.
  • the diaphragm cover (27) can also be arranged in a stationary manner in each radiant heater (21), the pallets (23) with the hollow bodies (1) moving below them.
  • this design can also be used for the ventilation of transverse hollow bodies (1) in an embodiment according to FIG. (2) or (9).

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Description

Beschreibung
Verfahren und Vorrichtung zum Trocknen von keramischen Hohlkörpern
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Trocknen von keramischen Hohlkörpern und eine Trockenvorrichtung hierfür mit den Merkmalen in den O b e r b e g r i f f e n des Verfahrens- und Vorrichtungshauptanspruchs.
Aus der DE-OS 31 19 979 ist es bekannt, massive keramische Formlinge unter Beaufschlagung mit Mikrowellen-Heizenergie und einer Luftströmung zu trocknen. Dabei wird angestrebt, durch die Mikrowellen die keramischen Formlinge von innen her aufzuheizen und von innen nach außen zu trocknen. Die auszutreibende Feuchtigkeit wandert dabei vom Formlingskern nach außen und wird an die außenseitig vorbeistreichende Luft abgegeben. Der Trockenvorgang findet in einer geschlossenen Trockenkammer statt, in der durch Einlasse und Auslässe in der Kammerwand eine indifferente Luftströmung erzeugt wird, die die keramischen Formlinge unregelmäßig überstreicht.
Das bekannte Trocknungsverfahren ist für die Trocknung von keramischen Hohlkörpern, insbesondere Wabenkörpern oder keramischen Katalysatoren mit einer Vielzahl von feinen Durchgangs bohrungen nicht geeignet. Die Feuchtigkeitsabgabe an der Außenseite der H o h l k ö r p e r führt zu einer unerwünschten und unkontrollierbaren Temperaturerhöhung im Inneren der Hohlkörper sowie zu Spannungsrissen. Vor allem für keramische Katalysatoren ist dies von großem Nachteil, da diese je nach Werkstoff nur relativ niedrige Trocknungstemperaturen von beispielsweise 65º gefahrlos ertragen. Andererseits muß aber eine vollkommene Trocknung . auch im Innenbereich dieser Hohlköroer gewährleistet sein. Vor allem bei keramischen Katalysatoren besteht bei Überschreitung der kritischen Temoeratur und bei einer zu langsamen Trocknung die Gefahr von elektrischen Entladungen und der Zerstörung des Hohlköroers.
Aus der DE-PS 17 308 ist es ferner bekannt, großvolumige Steinzeug röhre durch innenseitig durchgeleftete Heißluft zu trocknen. Hierbei handelt es sich um eine Konvektionsheizung, bei der die trockene Heißluft durch den Innenraum nach oben steigt, sich dabei zunehmend anfeuchtet sowie abkühlt und dann an der Außenwand entlang wieder abwärts streicht.
Dieses Verfahren ist für thermisch hochempfindliche, keramische Katalysatoren oder andere Wabenkörper nicht einsetzbar. Die trockene Heißluft würde den Hohlkörper eingangsseitig zu schnell austrocknen und zu Spannungsrissen führen. Nachdem die Trocknungsenergie nur durch die erhitzte Luft zugeführt wird, dauert der Trockenvo rgang außerdem sehr lange. Bei langen Hohlkörpern besteht auch die Gefahr, daß die Trockenluft unter den Kondensationspunkt abkühlt, was ebenfalls die Zerstörung des Keramikkörpers zur Folge hätte.
Ausgehend von der DE-OS 31 19 979 ist es daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Möglichkeit zur schnellen, sicheren und kontrollierbaren Trocknung von keramischen Hohlkörpern aufzuzeigen.
Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen im Kennzeichen des Verfahrens- und Vorrichtungshauptanspruchs.
Die Trocknungsenergie wird vorrangig durch eine Strahlungsheizung, vorzugsweise mit Mikrowellen- oder Hochfrequenzerzeugern, aufgebracht. Die Belüftung dient demgegenüber in erster Linie zum Abtransport der ausgetriebenen Feuchte. Die Luft ist dabei nach Temperatur und Feuchte gerade soweit konditioniert, daß sie die ausgetriebene Feuchte aufnehmen kann, ohne den Hohlkörper eingangsseitig übermäßig auszutrocknen.
Mit der in Strömungsrichtung zunehmenden Heizleistung wird die Luftströmung auf ihrem Weg durch den Hohlkörper stetig erwärmt, wodurch die relative Luftfeuchte sinkt und die Luft auch am Körperende noch Feuchte aufnehmen kann. Auf diese Weise wird zuverlässig einer Abkühlung der Luft unter den Kondensationspunkt entgegengewirkt. Dies erlaubt andererseits auch eine eingangsseitige Anströmung des Hohlkörpers mit relativ hoher und damit materialschonender Luftfeuchtigkeit.
Die gezielt durch das Innere des Hohlkörpers gerichtete Luftströmung bewirkt neben einem raschen Abtransport der ausgetriebenen Feuchtigkeit zugleich eine Kühlung des keramischen Hohlkörpers und einen raschen Abbau von Dampfspannungen bei schneller Trocknung. Besonders vorteilhaft ist dies für keramische Katalysatoren, die eine Vielzahl feiner, parallel angeordneter Durchgangsbohrungen aufweisen, die axial von der Luftströmung durchflössen werden.
Von besonderem Vorteil ist es, wenn die Luftströmung zum überwiegenden Teil durch den Innenraum des Hohlkörpers geführt wird. Dabei wird die Feuchtigkeit vor allem im Innenraum abtransportiert und der keramische Hohlkörper trocknet von außen nach innen. Hierbei ergibt sich eine spannungsfreie Trocknung unter gleich mäßigem und kontrollierbarem Schwund des zu trocknenden Materials. Der Verteilungsgrad zwischen Innen- und Außenströmung hängt von der Gestalt und dem Material des Keramikkörpers ab. In manchen Fällen empfiehlt sich eine reine Innendurchströmung. Insgesamt ergibt sich mit der Erfindung die Möglichkeit zu einer sehr r a s ch en Trocknung, die dennoch kontrollierten, gleichmäßigen Schwund zulaßt und damit Spannungsrisse oder Verzug vermeidet. Die Trocknungszsiten liegen dabei im Bereich einer Stunde oder weniger.
Das erfindungsgemäße Verfahren und die zugehörige Trocknungs vorrichtung können stationär oder instationär betrieben werden. In den Unteransprüchen sind hierzu verschiedene Aus führungsfarmen angegeben, die auch nach längs- oder quergerichtet transportierten Hohlkörpern unterscheiden. Bei instationärem Betrieb werden vorzugsweise die Hohlkörper durch mehrere stationäre Strahlungsheizgeräte transportiert und dabei in mehreren Stufen getrocknet. Zwischen den Strahlungsheizgeräte kann in Ruhestufen ein Ausgleich unterschiedlicher Temperaturen und Feuchtigkeitsgrade in den Hohlkörpern stattfinden. Die Luftströmung bleibt dabei auch während der Ruhezeiten durch gegebenenfalls mitbewegte Belüftungsgeräte aufrecht erhalten. Sie kann aber auch zwischenzeitlich abgeschaltet werden. Am Ende der Heizstrecke sind die Hohlkörper bereits soweit getrocknet, daß kein weiterer Schwund mehr stattfindet. Die Hohlkörper sind dann unempfindlich und können zum Fertigtrocknen nur noch mit Heißluft durchströmt werden.
Für das erfindungsgemäße Trocknungsverfahren ist eine bewußte und kontrollierbare Strömungsverteilung durch das Korperinnere und gegebenenfalls entlang der Außenfläche wichtig. Die Verteilung und Beeinflussung der Luftströmung kann hierbei auf unterschiedliche Weise, etwa durch Gestaltung de r Luftdüsen, Verwendung von Blenden usw. erfolgen. Zusätzlich oder statt dieser Maßnahmen können die Hohlkörper auch in einer tunnelähnlichen Umhüllung getrocknet werden, die für die Heizstrahlung durchlässig ist und vor allem den Grad de r Außenflächenanströmung über Variation des SpaltabStandes zum Hohlkörper reguliert. Die Umhüllung gestattet auch die gemeinsame Trocknung unterschiedlich langer Hohlkörper, bzw. die Verwendung eines generellen Typs von Trocknungsvorrichtung für verschiedene Hohlkörperarten und -formen.
Die Umhüllung kann hierbei unterschiedlich gestaltet sein, beisoielsweise als mitbewegtes Stützrohr oder als mehrteilliger Blendentunnel aus einer Palette und einem Blendendeckel. Beide Formen gestatten auch eine einfache Anpassung an verschiedene Hohlkörperquerschnitte. Der mehrteilige Blendentunnel kann wie das Stützrohr mit bewegt werden und den Hohlkörper ständig umgeben. E r kann aber auch stationär angeordnet sein und damit nur zeitweise in Funktion treten, was insbesondere für Trocknungsvorrichtungen zur Trocknung längsgerichteter Hohlkörper vorteilhaft ist. Stationäre Umhüllungen können an das Schwindmaß der Hohlkörper angepaßt werden, was eine Konstanthaltung der Strömungsverteilung ermöglicht.
In den Unteransprüchen sind weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung angegeben. Hierbei kann insbesondere die Gestaltung und Funktion der Belüftungsgeräte variiert werden, um den Trocknungsprozeß sicher zu regeln und zu überwachen. Einflußmöglichkeiten bestehen über Änderung d e r Luftkonditionierung, der Strömungsgeschwindigkeit (Dampfspannungsabbau), der Transportgeschwindigkeit bzw. Taktzeit und der Strahlungsheizleistung.
Variationen sind auch hinsichtlich der L u f t s t r ö m u n g s f ü h r u n g möglich, die beispielsweise im geschlossenen Kreislauf getrennt an jeder Heizstufe oder im Durchlauf gegen die Transportrichtung über alle Stufen hinweg bewegt werden kann. Letztere Variante hat den Vorteil hoher Wirtschaftlichkeit und einer Vergleichs weisen einfachen Konditionierung, insbesondere Anfeuchtung der Luftströmung, da diese bereits aus der vorhergehenden Heizstufe feuchtebeladen ist. Vorteilhaft ist bei dieser Ausführungsform der außenseitig dichte Abschluß der Trocknungsvorrichtung, der einen unerwünschten Austritt der Heizstrahlung und auch der Luftströmung verhindert.
Das erfindungsgemäße Verfahren und die zugehörige Trocknungsvorrichtung sind für beliebig geformte keramische Hohlkörper geeignet. Außer rohrförmigen Hohlkörpern können auch Hohlkörper mit seitlichen Ausbuchtungen oder Abzweigungen getrocknet werden. Durch geeignete Zahl und Anordnung der Luftdüsen kann auch hier eine durchgängige Luftströmung erzeugt werden, die sich im Hohlkörper verzweigt, und in einem geschlossenen Kreislauf geführt werden kann. Desgleichen können auch mehrere Hohlkörper gemeinsam, vorzugsweise in Parallelschaltung, mit der Luftströmung beaufschlagt werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren und die zugehörige Vorrichtung können mit Erfolg außer im Keramikbereich auch zur Trocknung von Hohlkörpern aus anderen Materialien, beispielsweise Holz oder dergleichen eingesetzt werden. Sie eignen sich im weiteren auch nicht nur für Hohlkörper mit einer oder mehreren axialen Durchgangsbohrungen, sondern auch für poröse Materialien. Es kommt vor allem darauf an, daß im Innern der Hohlkörper eine durchgängige Luftströmung erzielbar ist.
Die Erfindung ist in den Zeichnungen beispielsweise und schematisch dargestellt. Im einzelnen zeigen:
Fig. (1) eine teilweise aufgeschnittene perspektivische Frontansicht einer Trocknungsvorrichtung. Fig. ( 2 ) eine teilweise aufgeschnittene perspektivische Seitenansicht e i n e r mehrteiligen Trocknungsvorrichtung für Durchlaufbetrieb mit querliegenden Hohlkörpern,
Fig. (3) eine Stirnansicht der Trocknungsvorrichtung von Fig. (2),
Fig. (4) eine Trocknungsvorrichtung in Seitenansicht und Variation zu Fig. (2) mit längsgerichteten Hohlkörpern,
Fig. (5) eine Draufsicht auf eine Heizstufe,
Fig. (6) einen Schnitt durch die Heizvorrichtung von Fig. (4) entlang Schnittlinie VI - VI,
Fig. (7) eine Variation zu Fig. ( 6 )
Fig. (8) einen Querschnitt durch einen Hohlkörper in einem Stützrohr,
Fig. (9) eine Stirnansicht eines Trocknungsgerätes in Variation zu Fig. (1) und
Fig. (10) einen Querschnitt durch einen Hohlkörper im Stützrohr mit Blende in Variation zu Fig. (8).
In den Zeichnungen ist eine Trocknungsvorrichtung (20) zur Trocknung keramischer Hohlkörper (1) dargestellt, die im wesentlichen aus einem oder mehreren Strahlungsheizgeräten (21) und einem oder mehreren Belüftungsgeräten (16) besteht. Die Ausführungsform von Fig. (1) zeigt eine Track nungsvorrichtung (20) für stationären Betrieb, während die TracknungsVorrichtungen in Fig. (2,3 und 4) für Durchlaufbetrieb ausgelegt sind.
Der keramische Hohlkörper (1) ist in den
Ausführungsbeispielen als langer keramischer Katalysator ausgebildet, de r eine Vielzahl axialer feiner Durchgangsbohrungen aufweist. Der Hohlkörper (1) ist an beiden Stirnseiten, an denen die Durchgangsbohrungen enden, mit dem Belüftungsgerät (16) verbunden, das eine axial durch den Hohlkörper (1) gerichtete Luftströmung (19) erzeugt. Hierbei wird eine Umströmung der Außenseiten des Hohlkörpers (1) mit Luft im einen Ausführungsbeispiel von Fig. (1) vermieden und im anderen Beispiel Fig. (4-10) in geringem Maße zugelassen. Die Entscheidung, ob eine Außenumströmung stattfinden soll oder nicht, hängt vom Material und der Gestalt des Hohlkörpers (1), insbesondere auch seiner Außenwandstärke ab. Die zur Trocknung notwendige Heizenergie wird dem keramischen Hohlkörper (1) in einem Strahlungsheizgerät (21) über einen oder mehrere darin angeordnete Mikrowellen-Erzeuger (9) zugeführt. Alternativ können auch in der Ausführungsform der Fig. (1-3) Hochfrequenz-Erzeuger eingesetzt werden. Bevorzugt wird ein Wellenbereich der Strahlungsheizung von ca. 4 bis 2450 MΗz.
Bei den verschiedenen Ausführungsbeispielen sind jeweils im Dach des Gehäuses (10) in Richtung de r Luftströmung (19) hintereinander mehrere Mikrowellen-Erzeuger (9) angeordnet, die in der Leistung voneinander unabhängig regelbar sind. Der oder die Hohlkörper (1) ruhen auf einem die Mikrowellen reflektierenden Böden (11) oder einem reflektierenden Förderband (11). Entsprechend dem in Strömungsrichtung zunehmenden Feuchtigkeitsgehalt d e r Luft wird die Leistung der Mikrowellen-Erzeuger (9) ernäht, um auch noch am Ende des Hohlkörpers (1) eine Feuchtigkeitsaufnahme zu gewährleisten. Hierbei wird die Luftströmung stets über den Kondensationspunkt der mitgeführten Feuchte erwärmt. Mit zunehmender Feuchte steigt außerdem der Wirkungsgrad der Strahlungsheizung. ie Mikrowellenerzeuger (9) können in der Breite mehrere Hohlkörper (1) übergreifen oder schachbrettmusterartig in mehreren Reihen nebeneinander angeordnet sein.
In Variation zum dargestellten Ausführungsbeisoiel können auch ein oder mehrere sich längs der Hohlkörper erstreckende, lange Mikrowellenerzeuger vorgesehen sein. Die angestrebten Erhöhung der Heizleistung wird dann durch zunehmende Verringerung des Abstandes zu den Hohlkörpern erreicht. Die Mikrowellenerzeuger sind dementsprechend höhenverstellbar und neigbar gelagert (vgl. Fig 4 und 9).
In Abwandlung des dargestellten Ausführungsbeispieles der Fig. (1) können auch am Boden und an den Seiten des Hohlkörpers (1) Mikrowellen-Erzeuger für eine mehrseitige Beaufschlagung des Hohlkörpers vorgesehen sein. Desgleichen kann auch die Zuordnung des Belüftungsgerätes (16) dementsprechend verändert sein.
Bei der Trocknung von Hohlköroern (1) mit unterschiedlichen Abmessungen ergeben sich Unterschiede durch variierende Abstände zwischen den
Mikrowellen-Erzeugern (9) und den Hohlkörpern (1). Diese Unterschiede können durch Veränderung der Leistung der Mikrowellen-Erzeuger (9) oder durch Veränderung ihres Abstandes von den Hohlkörpern (1) ausgeglichen werde n . f ü r e i n e A b s t a nd s V e r ä n d e r u n g s i n d d i e Mikrowellenerzeuger (9) im Gehäuse (10) beweglich gelagert oder die Gehäuseteile sind ihrerseits beweglich gegenüber ihrem Gestell angeordnet.
Das Belüftungsgerät (16) besteht aus einer Umluftleitung (3), in der die Luftströmung (19) in einem geschlossenen Kreislauf geführt werden kann. Die Umluftleitung (3) weist einen Abluftstutzen (4) und einen Zuluftstutzen (5) auf, die über regelbare Klappen geöffnet und geschlossen werden können. In der Umluftleitung (3) sind auch eine Heizvorrichtung (6) und ein stufenlos regelbarer Ventilator (7) angeordnet. In
Strömungsrichtung hinter dem Hohlkörper (1) sitzt in der Umluftleitung (3) weiterhin auch ein Meßfühler (3), der Temperatur und Feuchte der Luftströmung (19) feststellt. Die weiteren Teile der Regelung sind nicht dargestellt.
Die Hohlkörper (1) werden bei der Trocknung mit entsprechend dem Trocknungsg rad konditionierter Luft beaufschlagt. Für die Trocknung keramischer Katalysatoren, die direkt von der Strangpresse kommen, empfiehlt es sich gemäß dem Ausführungsbeispiel der Fig. (1) - (3) die Hohlkörper (1) zunächst einmal mit einer Lufttemperatur von ca. 40 Grad und einer relativen Luftfeuchtigkeit von 95 7. anzuströmen. Hierdurch werden die Hohlkörper (1) erst durch die Strahlungsheizung vorsichtig erwärmt, ohne daß der Trocknungsvorgang mit dem Abtransport der Feuchte bereits stark einsetzt. Der Heizleistungsgradient sorgt hierbei für eine Beibehaltung der knapp unter dem Kondensationspunkt liegenden relativen Luftfeuchtigkeit. Erst wenn die Setriebstemperatur der Hohlkörper (1) erreicht ist, wird die relative Luftfeuchtigkeit zum vollwirksamen Abtransport des ausgetriebenen Anmachwassers und dgl. anderer Flüssigkeiten gesenkt. Im geschlossenen Belüftungsk reislauf der Fig. (1-3) kann dies durch Erhöhung der Lufttemperatur in der Heizung (6) und/oder durch Abfuhr feuchter Luft und Zufuhr trockener Frischluft geschehen. Die flexible Umluftleitung (3) ragt von der Seite her ins Innere des Strahlungsheizgerätes (21) und ist mit dem Hohlkörper (1) durch zwei stirnseitig aufsteck bare luftdüsen (2) verbunden. Die Luftdüsen (2) sind in ihrer Größe an die Abmessungen der Stirnseiten des Hohlkörpers (1) angepaßt, was für einen luftdichten Sitz der Luftdüsen (2) auf dem Hohlkörper (1) sorgt. Hierdurch wird im Kreis durch die Leitung (3) geführte Luftströmung (19) nur durch das Innere des Hohlkörpers (1), aber nicht entlang seiner Außenseiten gerichtet. Für den gleichzeitigen Anschluß mehrerer Hohlkörper (1), der vorzugsweise parallel erfolgt, sind mehrere Umluftleitungen (3) oder eine einzelne Umluftleitung mit einem Verteilerstück (nicht dargestellt) zum Anschluß mehrer e r Luftdüsen (2) vorgesehen. Zur luftdichten Anpassung an unterschiedliche Hohlkörperabmessungen können die Luftdüsen (2) verstellbar ausgebildet oder austauschbar befestigt sein.
Im Ausführungsbeispiel der Fig. (1) besteht das Strahlungsheizgerät (21) aus einem seitlich offenen Gehäuse (10), dessen Seitenöffnung den Zugang für die Umluftleitung (3) freigibt und ansonsten durch eine seitliche Abschirmung (12) gegen unerwünschten Austritt der Strahlung gesichert ist. Die stirnseitige Öffnung ist ebenfalls abgeschrimt, beispielsweise durch einen Kettenvorhang (13).
Im Ausführungsbeispiel der Fig. (1) werden die Luftdüsen (2) außerhalb des Strahlungsheizgerätes (21) auf den Hohlkörper (1) gesteckt, der dann damit ins Innere des S t r a h l un g s h e i z g e r ä t e s (21) gebracht wird.
Im Ausführungsbeispiel d e r Fig. (2) ist eine Trocknungsvorrichtung (20) dargestellt, die für Durchlaufbetrieb konzipiert ist. Es sind mehrere Belüftungsgeräte (16) und Mikrowellenheizgeräte (21) vorgesehen, die im wesentlichen denjenigen der Fig. (1) entsprechen. Im Ausführungsbeisoiel d e r Fig. (2) werden mehrere Chargen von Hohlköroern (1) gleichzeitig bearbeitet. Jede Charge besteht hierbei aus mehreren parallel nebeneinander angeordneten Hohlkörpern (1), die αuer zur T r a n s oo r t r i c h tu n g (33) ausgerichtet und gemeinsam an ein Belüftungsgerät (16) angeschlossen sind. Die Hohlkörper (1) werden an einer Einrüststelle (17) auf eine Fördervorrichtung (11), hier in Form eines über einen Antrieb (14) bewegten endlosen Förderbandes (11) gebracht und mit einem Belüftungsgerät (16) verbunden. Auf ihrem Transportweg bewegen sie unter Aufrechterhaltung des Anschlußes und der Luftströmung das Belüftungsgerät (1ό) mit. Dieses ist hierzu üb e r ein Fahrgestell (22) auf Schienen (15) beweglich gelagert. An die Einrüststelle (17) schließt sich ein stationäres Strahlungsheizgerät (21) an, auf das eine Ruh e zo n e (13) und wiederum mit Abstand ein weiteres Strahlungsheizgerät (21) anschließt. Am Ende dieser Gerätestrecke befindet sich eine Abrüststation, an der die fertig getrockneten Hohlkörper (1) vom Belüftungsge rät (16) getrennt und vom Förderband abgenommen werden. Das leere Belüftungsgerät (16) kann dann wieder zurück zur Einrüststelle (17) fahren und dort an eine neue Charge von Hohlkörpern (1) angeschlossen werden. Zur Verkürzung de r Wechsel- und Rüstzeiten sind zwei oder mehr Belüftungsgeräte (16) vorgesehen, die einander überfahren können und dabei jeweils auf eigenen Schienen (15) laufen. Im Ausführungsbeispiel der Figur (3) ist nur ein einzelnes Belüftungsgerät (16) dargestellt.
Variationen zum Ausführungsbeispiel der Fig. (1) - (3)sind in unterschiedlicher Weise möglich. Zum einen kann eine Außenumströmung des Hohlkörpers (1) in manchen Fällen wünschenswert sein. Hierzu schließen die Luftdüsen (2) dann nicht dicht an den Stirnseiten d e r Hohlkörper (1) an, sondern lassen einen kleinen umlaufenden Spalt frei, durch d e n ein kleiner Teil der Luftströmung austreten, frei entlang der Körperaußenflächen streichen und dann am a nde re n Ende wieder in die Luftdüse (2) eintreten kann. Zur Befestigung der Luftdüsen können für diesen Fall kleine Klemmstege zum Einspannen der Hohlkörperenden an den Luftdüsen vorgesehen sein.
Weiterhin sind Änderungen hinsichtlich der Strömungsführung außerhalb der Hohlkörper und der Konditionierung der Luft möglich. Grundsätzlich ist auch ein offener Belüftungskreislauf unter Verzicht auf die Umluftleitung (3) möglich. Hierzu muß stets frisch konditionierte Luft zugeführt und die feuchtebeladene Luft komplett abgeführt werden. Dies ist möglich in Fällen, wo von Gestalt und Material der Hohlkörper her keine hohen Anforderungen an einen schonenden Trocknungsvorgang gestellt werden. Die konditionierte Frischluft kann in solchen Fällen aus der Umgebungsluft bestehen, die in einer Heizung gegebenenfalls nur noch etwas erwärmt wird.
Im offenen wie im geschlossenen Belüftungskreislauf kann grundsätzlich die Luft zur S t r ö m u n g s e r z e u g u n g am einen Ende der Hohlkörper (1) ein geblasen oder am anderen Ende abgesaugt oder sowohl eingeblasen als auch abgesaugt werden. In allen Fällen ist es auch möglich, die Strömungsgeschwindigkeit der Luft zu variieren, um beispielsweise durch erhöhte Strömungsbeschwindigkeit bei rascher Trocknung Dampfspannungen in den Hohlkörpern (1) abzubauen. Durch Veränderung der
Strömungsgeschwindigkeit läßt sich auch der Grad des Feuchteabtransportes regeln.
Die Ausführungsbeispiele der Fig. (8) - (10) zeigen weitere Variationen der Tracknungsvorrichtung (20). Zum einen ist es auch auf andere Weise möglich, die Strömungsverteilung durch das Körperinnere und entlang der Außenflächen zu beeinflussen. Die Hohlkörper (1 ) sind dazu in einer tunnelartigen Umhüllung (24) gelagert, die für die Heizstrahlung durchlässig ist und die den Hohlkörper in dichter Anlage zur Vermeidung einer Außenströmung oder unter Freilassen eines Spaltes (32) zur Einstellung der Außenumströmung umgibt. Im Ausführungsbeispiel d e r Fig. (3) ist die Umhüllung als Stützrohr (30) aus Keramik oder dgl. ausgebildet, in dem ein Hohlkörper (1) mit gleicher oder geringerer Länge gelagert ist. Zur Erzielung eines umlaufend durchlässigen Spaltes (32) liegt der Hohlkörper (1) zumindest im unteren Bereich auf einer Auflage (29), die zur Bildung längsdurchlaufender Belüftungskanäle Noppen oder Stege aufweist. Das Stützrohr (30) ist in diesem Fall an den Hohlkörperquerschnitt angepaßt, wobei beide außer der gezeigten kreisrunden Form auch eine beliebige andere, beispielsweise polygonale, Querschnittsgestaltung aufweisen können. Zur Lagefixierung des Stützrohres ist eine Palette (23) mit angepaßten Ausnehmungen vorgesehen, die auf dem Boden bzw. der Fördervorrichtung (11) ruht. Alternativ kann das Stützrohr (30) auch Standbeine oder dgl. andere Fixiermittel besitzen.
Die Ausführungsbeispiele (3) und (1) können miteinander kombiniert werden, indem die Luftdüsen (2) unter randseitig dichter Anlage auf das Stützrohr (30) gesteckt werden.
Fig. (9) zeigt hierzu eine weitere Möglichkeit, die es erlaubt, das Gehäuse (10) zur Strahlungsabschirmung vollständig zu schließen. Die Luftdüsen (2) sind hier seitlich, aber außerhalb des Gehäuse (10) angeordnet und stehen über eine jeweils eingeschobene Blende (31) mit dem Innenraum in Verbindung. Die Blendenöffnungen fluchten auf beiden Seiten miteinander und korrespondieren auch mit dem Querschnitt der entsprechend im Gehäuse (10) angeordneten Ho h l k ö rp e r ( 1 ) . D i e Ho h l k ö r pe r ( 1 ) r e i c h e n a n b e i de n En den bis knapp an die Blenden (31) heran. Die durch die Blendenöffnungen strömende Luft gelangt dadurch unmittelbar ins Körperinnere, ohne daß sie seitlich ausweichen kann. Bei gleicher Größe von Hohlkörper (1) und Blendenöffnung kann eine Außenumströmung des Hohlkörpers (1) vermieden werden. Wenn diese hingegen erwünscht ist, wird entsprechend Fig. (10) die Blendenöffnung unter Bildung eines randseitigen Spaltes (32) vergrößert.
In Kombination dazu können auch Stützrohre (30) oder anders gestaltete tunnelartige Umhüllungen (24) verwendet werden. Eine Kombination von Stützrohr (30) und Blende (31) ermöglicht den Einsatz von Umhüllungen in Standardgrößen, die in manchen Fällen größer als der Hohlkörperquerschnitt sind, da die außen entlangstreichende Luftmenge durch die Größe des Spaltes (32) zwischen Blendenöffnung und Hohlkörperquerschnitt (1) festgelegt wird. Fig. (10) verdeutlicht diese Anordnung und zeigt dabei auch eine nur im unteren Anlagebereich angeordnete Auflage (29).
Fig. (4) zeigt eine Variante einer mehrteiliger Trocknungsvorrichtung (20), bei der die Hohlkörper (1) längs der Transportrichtung (33) ausgerichtet sind. Die Trocknungsvorrichtung (20) ist wärme-, luft- und strahlungsdicht als geschlossene Anlage ausgebildet. Die Belüftungsgeräte (16) sind hier zwischen den einzelnen Strahlungsheizgeräten (21) angeordnet. Sie weisen im Querschnitt die Form von Domen auf und sind jeweils mit einer konisch zulaufenden Luftdüse (2) an das vordere und mit der anderen Luftdüse (2) an das hintere Strahlungsheizgerät (21) angeschlossen.
Die Belüftungsgeräte (16) besitzen jeweils einen Ventilator (7) in Form eines Querstromgebläses, das die Luft aus der in Transportrichtung (33) vorn liegenden Luftdüse (2) ansaugt und in die hintere Luftdüse (2) einbläst. Hierdurch wird die Luftströmung (19) von der Ausgangsseite h e r gegen die Transportrichtung (33) durch die einzelnen Trocknungsstufen bis zur Eingangsseite geführt.
Mit diesem Gegenstromprinzip wird an der Ausgangsseite relativ trockene Luft eingeleitet, was bei dem hohen Trocknungsgrad der dort angelangten Hohlkörper (1) unschädlich i s t . D u r c h d a s W e i t e r r e i c h e n vo n S tu f e zu S t u f e n i mmt die Luftströmung (19) immer mehr Feuchtigkeit auf und konditioniert sich dabei im wesentlichen selbst auf das für den jeweiligen Trocknungsgrad der Hohlkörper (1) notwendige Maß.
Die Belüftungsgerate (16) besitzen an der vorderen, saugseitigen Luftdüse jeweils einen Zuluftstutzen (5) für die Zuführung von Frischluft. An der druckseitigen Luftdüse (2) sind hinter dem Querstromgebläse (7) ein Abluftschacht (4) und danach noch eine Heizung (6) für die Luftströmung (19) angeordnet. Beide Luftschächte (4,5) sind mit regelbaren Klappen versehen. In beiden Luftdüsen (2) sind jeweils nahe der Strahlungsheizgeräte (21) Meßfühler (13) für Temperatur und Feuchte angeordnet.
Die Querstromgebläse sind mittig und im oberen Bereich de r Dome angeordnet. Darunter befinden sich jeweils schwenkbare Schotts (23), die die beiden Luftdüsen (2) jedes Belüftungsgerätes (16) so gegeneinander abdichten, da ß ein Luftaustausch nur über die Querstromgebläse (7) möglich ist. Hierdurch entstehen für die Strahlungsheizgeräte (21) und die jeweils angrenzenden Luftdüsen (2) der benachbarten Belüftungsgeräte (16) geschlossene Klimazonen, die unabhängig voneinander in de r Konditionierung der Luftströmung geregelt werden können. Soweit die vorstehend erwähnte automatische Konditionierung nicht ausreicht, kann über die Zuluft- und Abluftschächte (5,4) sowie über die Heizung (6) in Abhängigkeit von den Meßwerten de r Fühler (3) nachgeregelt werden. Die Trocknung kann außerdem noch über die Strömungsgeschwindigkeit und die Verweildauer in der jeweiligen Klimazone beeinflußt werden. Der Trocknungsgrad steigt jeweils mit einer Erhöhung dieser Faktoren.
Die Hohlkörper (1) werden kontinuierlich oder taktweise durch die verschiedenen Klimazonen bzw. Track enstufen hindurchbewegt und trocknen in den unterschiedlich konditionierten Zonen nach und nach aus. Die s c h w e n k b a r e n Schotts (23) sind hierbei in Abhängigkeit von der Förderbewegung regelbar, so daß die Hohlkörper (1) darunter passieren können.
Am Ende de r Trocknungsvorrichtung (20) kann noch eine reine Belüftungsstation angeordnet sein, in der die Hohl k ö r p e r (1) mit durchgeblasener Heißluft fertiggetrocknet werden. Eine Strahlungsheizung ist bei dem erreichten T ro c knu n g s g ra d der Hohlkörper (1) nicht mehr so effektiv. Es besteht hier auch keine schwundbedingte Rißgefahr mehr.
Wie Fig. (5), (6) und (7) verdeutlichen, werden auch in einer Anlage gemäß Fig. (4) mehrere Hohlkörper (1) nebeneinander in tunnelartigen Umhüllungen (24) getrocknet. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind sie stationär und können damit in der einzelnen Trockenstufe auf das jeweilige Schwindmaß der Hohlkörper (1) eingestellt werden. In der Ausführungsform von Fig. (6) bestehen die Umhüllungen (24) aus zwischen d e n Hohlkörpern (1) sich erstreckenden Stegen (25), die an die Luftdüsen (2) anschließen. Außenseitig sind isolierte Seitenwände (26) vorgesehen, während die Unterseite von einem in Längsrichtung profilierten Transportband (11) gebildet wird. Die Oberseite wird von den Mikrowellen- bzw. Hochfrequenzerzeugern (9) direkt oder von einer darunter angeordneten Trägerwand gebildet. Diese setzen sich im Anschlußbereich zu den Luftdüsen (2) in entsprechenden Deck enteilen fort. In Transport richtung (33) werden die Stege (25) entsprechend dem Schwindungsmaß von Trockenstufe .zu Trockenstufe zunehmend dicker.
Fig. (7) zeigt eine Variante hierzu, in der die Honlköroer (1) in einer entsprechend geformten Palette (23), gegebenenfalls über profilierte Auflagen (29) gelagert sind. Die Palette (23) wird hierbei mit dem Transportband (1) vorwärtsbewegt. Das Oberteil der tunnelartigen Umhüllung (24) wird durch einen entsprechend gestalteten Blendendeckel (27) gebildet, mit dem auch die Größe der gegebenenfalls erforderlichen Spalte (32) eingestellt wird. Oberhalb des Blendendeckels (27) sind die Mikrowellen- oder Hochfrequenzerzeuger (9) angeordnet. Seitlich ragen zur Führung und Abdichtung noch Seitenwände (Zό) über die Paletten (23).
Der Blendendeckel (27) kann unter entsprechender Abstützung an der Palette (23) mitbewegt werden. Hierdurch ergibt sich im Prinzip ein zweiteiliges Stützröhr. Der Blendendeckel (27) kann aber auch stationär in jedem Strahlungsheizgerät (21) angeordnet sein, wobei sich die Paletten (23) mit den Hohlkörpern (1) darunter wegbewegen. In der ersten Variante als mitbewegte Umhüllung (24) kann diese Bauform auch zur Belüftung querliegender Hohlkörper (1) in einer Ausführungsform gemäß Fig. (2) oder (9) verwendet werden.

Claims

Patentansprüche (1) Verfahren zum Trocknen von keramischen Hohlkörpern, insbesondere Katalysatoren, bei dem die Aufheizung durch Strahlungsenergie erfolgt und die ausgetriebene Feuchte durch einen Luftstrom .abgeführt wird, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Luftstrom (19) nach Temperatur und Feuchte konditioniert ist und gezielt zum überwiegenden Teil durch das Innere der Hohlkörper (1) gerichtet wird, und daß die Strahlungsheizleistung in Strömungsrichtung erhöht wird. (2) Verfahren nach Anspruch (1), dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Trocknungsenergie durch Mikrowellen oder Hochfrequenz aufgebracht wird. (3) Verfahren nach Anspruch (1) oder (2), dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß zumindest hinter den Hohlkörpern (1) die Temperatur und die Feuchte des Luftstroms (19). gemessen werden und danach die Eingangs konditionierung der Trockenluft und/oder die Strahlungsheizleistung geregelt werden. (4) Verfahren nach Anspruch (3), dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Hohlkörper (1) in mehreren Stufen mit entsprechend dem Trocknungsgrad unterschiedlich konditionierter Heißluft getrocknet werden. (5) Verfahren nach Anspruch (1) oder einem der folgenden, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Luftströmung (19) in einem geschlossenen Kreislauf durch einen oder mehrere parallel nebeneinander angeordnete Hohlkörper (1) geführt wird. (6) Verfahren nach Anspruch (4), dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Hohlkörper (1) in Reihe hintereinander angeordnet sind und in einem Durchlaufverfahren mit mehreren Stufen getrocknet werden, wobei die Luftströmung (19) gegen die Transportrichtung von Stufe zu Stufe durch die Hohlkörper (1) weitergeführt wird. (7) Verfahren nach Anspruch (6), dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Transportgeschwindigkeit bzw. die Verweildauer in den Heizstufen nach der Feuchte der Luftströmung (19) geregelt werden. (3) Verfahren nach Anspruch (4), (5) oder (6), dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß zwischen oder hinter den Trocknungsstufen in einer oder mehreren Ruhestufen nur eine konditionierte Luftströmung (19) ohne Strahlungsheizung durch die Hohlkörper (1) gerichtet wird. (9) Verfahren nach Anspruch (1) oder einem der folgenden, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Trocknungs luf t mit regelbarer Strömungss tärke durch die Hohlkörper geführt wird. (10) Verfahren nach Anspruch (1) oder einem der folgenden, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Trocknungsluft am einen Ende der Hohlkörper (1) eingeblasen und am anderen Ende abgesaugt wird. (11) Verfahren nach Anspruch (1), dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß unter randseitigem Abschluß die Luftströmung (19) nur durch das Innere der Hohlkörper (1) geführt wird. (12) Trocknungsvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch (1) oder einem der folgenden, mit mindestens einem Strahlungsheizgerät und mindestens einem Belüftungsgerät, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das Belüftungsgerät (16) eine Einrichtung (4,5,6,7) zur Erzeugung einer konditionierten Luftströmung (19) aufweist, die über eine oder mehrere Luftdüsen (2) vorwiegend durch das Innere der Hohlkörper gerichtet wird, und daß das Strahlungsheizgerät (21) in der Heizleistung regelbar ist. (13) Trocknungsvorrichtung nach Anspruch (12), dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das Strahlungsheizgerät (21) einen oder mehrere Mikrowellenoder Hochfrequenzerzeuger (9) aufweist, die getrennt voneinander in der Leistung regelbar oder im Abstand vom Trocknungsgut veränderbar sind. (14) Trocknungsvorrichtung nach Anspruch (12), dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das Belüftungsgerät (16) einen Abluftstutzen (4) für feuchte Luft, einen Zuluftstutzen (5) für Frischluft, eine Heizvorrichtung (6) und einen Ventilltor (7) aufweist, die in Abhängigkeit von einem Meßfühler (3) regelbar sind, der Temperatur und'/oder Feuchte der Luftströmung (19) mißt. (15) Trocknungsvorrichtung nach Anspruch (12) oder (14) dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß an einem Belüftungsgerät (16) mehrere Hohlkörper (1) parallel beaufschlagt sind. (16) Trocknungsvorrichtung nach Anspruch (12) oder einem der folgenden, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Hohlkörper (1) in einer ein- oder mehrteiligen, tunnenartigen Umhüllung (24) unter dichter Anlage oder mit einem Spalt (32) gelagert oder von der Umhüllung zumindest zeitweise umgeben sind. (17) Trocknungsvorrichtung nach Anspruch (16), dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Hohlkörper (1) auf einer Auflage (29) liegen, die im Spalt (32) längslaufende Kanäle freiläßt. (13) Trocknungsvorrichtung nach Anspruch (14) oder (15), dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das Be lüftungsge rä t (16) mindestens eine Umluftleitung (3) und mindestens zwei Luftdüsen (2) zur Erzeugung eines geschlossenen Kreislaufes für die Luftströmung (19) durch den Hohlkörper (1) aufweist. (19) Trocknungsvorrichtung nach Anspruch (16), (17) oder (13), dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Luftdüsen (2) in das Strahlungsneizgerät (21) ragen und unter randsaitigem luftdichten Abschluß oder unter Freilassung eines umlaufenden Spalts (32) an den offenen Stirnflächen der Hohlkörper (1) oder der tunnelartigen Umhüllungen (24) lösbar befestigt sind. (20) Trocknungsvorrichtung nach Anspruch (13), dadurch g e k e n n z e i c h n s t , daß die Luftdüsen (2) 3lenden (31) aufweisen, deren Öffnungen der Kontur der Hohlkörper (1) oder der Umhüllungen (24) angepaßt sind. (21 ) Trocknungs Vorrichtung nach Anspruch (19), dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß für den Durchlaufbetrieb querliegender Hohlkörper (1) eine oder mehrere seitlich offene, stationäre Strahlungsheizgeräte (21) vorgesehen sind, durch die die Hohlkörper (1) auf einer Fördervorrichtung (11) transportiert werden, wobei ein oder mehrere bewegliche und mit Hohlkörpern mitgeführte Belüftungsgeräte (16) vorgesehen sind. (22) Trocknungs Vorrichtung nach Anspruch (18), dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß für den Durchlaufbetrieb querliegender Hohlkörper (1) ein oder mehrere stationäre Strahlungsheizgeräte (21) mit angeschlossenen stationären Belüftungsgeräten (16) mit seitlichen Luftdüsen (2) vorgesehen sind, durch die die Hohlkörper (1) auf einer Fördervorrichtung (11) transportiert werden. (23) Trocknungsvorrichtung nach Anspruch (21) oder (22), dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Strahlungsheizgeräte (21) unter Bildung von Ruhezonen (13) mit Abstand voneinander angeordnet sind. (24) Trocknungsvorrichtung nach einem der Ansprüche (12) bis (17), dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Trocknungsvorrichtung für längsgerichtete Hohlkörper (1) als Durchlauf Vorrichtung mit mehreren Strahlungsheizgeräten (21) ausgebildet ist, zwischen denen Belüftungsgeräte (15) mit Schotts (23) angeordnet sind, die entgegen der Transportvorrichtung (33) die Luft aus der einen Station ansaugen, konditionieren und in die nächste Station einblasan. Stückliste
(1) Hohlkörper
(2) Luftdüse
(3) Umluftleitung
(4) Abluftstutzen
(5) Zuluftstutzen
(6) Heizvorrichtung
(7) Ventilator
(8) Meßfühler
(9) Mikrowellenerzsuger, Hochfrequenzerzeuger
(10) Gehäuse
(11) Boden, Fördervorrichtung, Transportband
(12) seitl. Abschirmung
(13) Kettenvorhang
(14) Antrieb
(15) Schiene
(16) Belüftungsgerät
(17) Einrüststelle
(18) Ruhezone
(19) Luftströmung
(20) Trocknungsvorrichtung
(21) Strahlungsheizgerät
(22) Fahrgestell
(23) Schott
(24) tunnelartige Umhüllung
(25) Steg
(26) Seitenwand
(27) Blendendeckel
(28) Palette
(29) Auflage
(30) Stützrohr
(31) Blende
(32) Spalt
(33) Transportrichtung
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