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Verfahren zur Vergleichmässigung der Trocknung in Einschicht-Gegenstrom-Durchlauftrocknern
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Vergleichmässigung der Trocknung
von nassen Formlingen aus keramischem Material insbesondere von Ziegelsteinen in
Einschicht-Gegenstrom-Durchlauftrocknern. Bei dieser Art von Trocknern, die in neuerer
Zeit häufiger Verwendung finden, werden die von der Presse kommenden nassen Ziegelsteine
in Reihen, aber nur in einer Schicht, durch einen Kanal entgegen der Strömungsrichtung
von Heißluft bewegt, die am anderen Ende des Kanals zugeführt wird, wo die Ziegelsteine
den Kanal verlassen.
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In diesen Kanaltrocknern, denen wegen der Abkürzung der Trocknungszeiten
und der Automation des -gesamten Produktionsprozesses von Ziegeln eine beachtliche
Bedeutung in Zukunft zukommt, ergibt sich bei den heute verwendeten Konstruktionen
der Nachteil, daß die an den Außenflächen der Ziegel vorbeistreichenden Luftmengen
stark unterschiedlich sind, was auf die verschiedenen Strömungsgeschwindigkeiten
zurückzuführen ist, die wiederum eine Folge der verschieden grossen Querschnitte
ist, die der eintrömenden Luft geboten werden. So ist z.B. der Raum Uber den Ziegeln
in der Regel grösser als der Raum zwischen den Ziegeln.
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Verschieden sind oftmals die Abstände zwischen den Ziegeln einer Reihe.
Auch die räumliche Lage eines Ziegels in der Reihe kann sich nachteilig auf die
Strömungsgeschwindigkeit auswirken.
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An der Abströmseite eines jeden Ziegels einer Reihe tritt in Abhängigkeit
von der Strömungsgeschwindigkeit eine Wirbelbildung ein, die infolge des besseren
Kontaktes der wirbelnden Luft zu den Flächen des Formlings zu einem erhebllch stärkeren
Wärmeentzug führt.
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So führen unterschiediiche Ghwlndigkeiten beirn Durchströmen einer
Ziegelrehe zu erheblichen Unterschieden in den örtlichen Trockenbelastungen der
Ziegel der nächsten Reihe.
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Besonders benachteiligt sind die Unterseiten der Ziegel. An den Auflageflächen
kann keine Luft an dewrl Ziegel herantreten. Der Zustrom an den freien Flächen wird
durch die zwischen den Auflagern meist querliegenden Stützen behindert. Obendrein
kLebt der'Ziegel häufig an den Auflagen fest, so daß die mit der Trocknung verbundene
Schwindung zu Spannungen und nicht selten zu Rissen rührt. (Lattenrisse) Dlese Umstände
haben dazu gezwungen, die Trockengachwindigkeit ganz allgemein so weit zu begrenzen
und
den Abstand zwischen den Ziegelre-ihen so zu vergrössern, daß die Wirbel auf der
Abströmseite der vorangegangenen Ziegelreihe so weit abgeklungen sind, daß insgesamt
der Wasserentzug an den exponierten Stellen in zulässigen Grenzen bleibt, d.h.,
daß kein zu grosser Trockenbruch entsteht. Zusätzlich wird die Trockenzeit so verlangert,
daß die benachteiligten Stellen, vorzugsweise die Auflagestellen ausreichende Zeit
zur Nachtrocknung erhalten. Die langsame und langzeitige Trocknung beeinträchtigt
die Leistung und die Wirtschaftlichkeit der Einschicht-Trockner.
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Die dennoch verbleibende unterschiedlich schnelle Trocknung der verschiedenen
Partien der eingebrachten Ziegel führt zwangsweise zu mehr oder weniger grossen
Deformationen und hier liegt eine der Ursachen fUr die immer noch sehr grossen Maßtoleranzen
in den Ziegelnormen.
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Die Spannung im Innern des Ziegels als Folge ungleicher Beaufschlagung
der verschiedenen Teile des Ziegels mit Trockenluft wachsen mit der Grösse des Ziegels.
Die aufgezeigten Mängel sind mitursächlich für die Begrenzung der Ziegelformate
auf die heute üblichen Formatgrössen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die geschilderten Nachteile
dieser Kategorie von Trocknern zu beseitigen, die Trocknung der Formlinge zu vergleichmässigen
und den Trockenprozess unter weitgehender Vermeidung von Trockenbruch zu beschleunigen.
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Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß die Abstände oberhalb,
unterhalb und seitlich einer Ziegelreihe zu den Kanalwänden und zwischen den einzelnen
Ziegeln so bemessen werden, daß die Strömungsgeschwindigkeiten der Trockenluft in
allen durchströmten Querschnitten der geringsten Strömungsgeschwindigkeit eines
Querschnitts angeglichen und daß die zu trocknenden Formlinge auf schmale in Strömungsrichtung
gestellte Auflagen gesetzt werden, deren Höhe der Jeweils gewünschten Strömungsgsschwindigkeit
entspricht. Bei Ziegeln mit grossen Lochungen sind die Strömungsgeschwindigkeiten
in den verschiedenen Querschnittsbereichen deV8trömungageschwindigkeit der Lochquerschnitte
anzupassen.
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Die Grösse der zum Zwecke der Vergleichmässigung der Strömungsgeschwindigkeiten
gebildeten Abstände läßt sich sowohl durch Versuchs-Messungen als auch durch praktische
Versuche mit hinreichender Genauigkeit
bestimmen, wobei zu berücksichtigen
ist, daß nur angenäherte Werte festzustellen sind.
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In den Abbildungen sind skizzenmässig Ausführungsbeispiele der Erfindung
dargestellt. Es zeigen: Abb. 1 zwei rechteckige Ziegel mit grossen Durchlochungen
einer Reihe in einem Trockenkanal Abb. 2 zwei trapezförmig gestaltete Deckenziegel
entsprechend Abb. 1 Abb. 3 den Ziegeltransport durch den Trockenkanal mit Rollen
und zusätzlicher Lufteinblasung Abb. 4 den Ziegeltransport durch den Trockenkanal
mit Entlüftungsschlitzen Abb. 5 die Transportrollen mit abnehmender Rollenzahl dem
Kanalende zu Abb. 6 den Transport mit Hilfe von 3ändern oder Ketten Abb. 7 den Transport
der Ziegel durch den Kanal mit Hilfe eines nicht dargestellten Schrittwerkes und
abnehmenden und richtungßverär,derten Auflagestützen Abb.8die Veränderung der Grösse
des
Kanalquerschnitts Abb.9 die Ver-änderung des Kanalquerschnitts
beim Trocknen trapezförmiger Deckenziegel Es sind bezeichnet mit: (1) die-Ziegel,
(2) die Lochungen des Ziegels, (3) die, Wandungen des Kanals, (4) die schmalen Auflagerollen
(Scheiben), (5) der obere Spalt zwischen Ziegelreihe und Kanaldecke, (6) der untere
Spalt,(7) (7) der seitliche Spalt, (8) die Düsen für Zuführung der Zusatzlurt, (9)
die Kanalschlitze für die Abführung gesättigter Trockenluft, (10) die Tragebänder
oder Gliederketten, (11) die Leisten zum Aufstellen der Ziegel, (12) die Tragstützen
für die Auflageleisten, (13) der Kanalboden, (14) Hourdis-Ziegel, (15) die Trockenkanaldecke,
(16) die Blenden oder Fullstücke.
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Zu bemerken ist, daß die obere Spalte (5) und die seitlichen Spalte
(7) zur besseren Veranschaulichung etwas übrtrieben schmaler gezeichnet sind als
der Stegabstand der Löcher, weil hier, bezogen auf den Querschnitt, weniger Reibungsflächen
gegeben sind. Der Unterspalt (6) ist wegen des grösseren Reibungswiderstandes z.B.
bei Verwendung von Rollen grösser gehalten. Groß gelochte,dünnstegige tanglochziegel
sollen, soweit als möglich,auch im Innern von gleichen Luftmengen durchflossen werden,
wie die Außenflächen. Bei dieser Ziegelart bestimmt also der
der
Strömungswiderstand der Lochung auch die Grösse der durchströmten Querschnitte über,
zwischen und unter den Ziegeln.
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Die durch die Lochungen strömende Luft nimmt zwar aufgrund der Berührung
mit den grösseren nassen Innenflächen des Formlings mehr Feuchte auf, als die den
Formling außen umströmende Luft. Das fällt bei den zur Zeit üblichen Formaten (}20
cm Schnittlänge) praktisch nicht ins Gewicht, zumal sich die Außen- und Innenluft
nach dem Verlassen der Formlinge durch die Wirbel auf der Abströmseite der Ziegel
miteinander mischen.
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Sollen extrem lange Ziegel (über 20 em) getrocknet werden, so müssen
die Widerstände der äußeren Querschnitte gegenüber der durchströmenden Trockenluft
erhöht werden, damit die Trocknung innerhalb und außerhalb der Ziegel annähernd
gleich schnell verläuft.
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Bei klein gelochten, sog. Hochlochziegeln mit unterschiedlicher Lochgröße
(Kleinlochung und große Grifflöcher) und unterschiedlichen Steg- und Umrandungsquerschnitten
ist eine gleichmässige Durchströmung der Ziegellochung nicht zu erreichen.
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Unter Beibehaltung des Prinzips der gleichmässigen Umströmung des
Ziegels an seinen Außenflächen
muß durch Versuch die optimale Durchströmung
der Lochungen ermittelt werden.
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Bei Vollziegeln entfällt eine Durchströmung von Lochungen.
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Bei Ziegeln mit wenigen und vor allem kleinen Löchern kann auf die
Durchströmung der Löcher praktisch verzichtet werden. In diesen Fällen wird der
Erfindung Genüge geleistet, wenn die Abstände der einzelnen Ziegel weitgehend gleiche
Strömungswiderstände aufweisen, wie auch die Strömungsquerschnitte unter oder über'ihnen.
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Bei nicht rechteckigen, z.B. trapezförmigen Deckenziegeln folgt die
Außenform des Kanals den Konturen der Belegung, wie das in Abb. 2 im Prinzip wiedergegeben
ist.
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Mit der Abstimmung der Querschnitte kann sich ergeben, daß die Gesamtmenge
der dem Kanal zugeführten Trockenluft nicht zur vollen Durchtrocknung des Ziegels
ausreicht. In diesem Fall wird Zusatzluft von außen mittels Düsen in den Kanal eingestrahlt.
Das söflüber die Länge des Kanals überall dort geschehen, wo der Ziegel eine schnellere
Trocknung zuläßt, als sie sich aus der natürlichen durch die laufende feuchte Aufnahme
abnehmenden Trockenleistung der Grundluft ergibt. Die Zusatzluft wird mittels Düsen
zum Zwecke der Vermischung der
Zusatzluft mit der Grundluft eingestahlt,
um der Grundforderung der Erfindung einer über den ganzen Querschnitt des Kanals
gleich schnellen Trocknung zu genen, (Abb. 3).
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In dem gezeichneten Längsschnitt des Trockenkanals wird die Zusatzluft
bei (8) in die Lücken zwischen den Ziegelreihen eingestrahlt.
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In gewissen Fällen kann es zweckmässig werden, Teile der gesättigten
Grundluft schon vor dem Kanalende nach außen abzuführen. Das erfolgt durch schmale
an den Außenflächen angebrachte Schlitze, so daß die Strömung in dem Kanal nicht
maßgeblich gestört wird (Abb. 4).
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In den gezeichneten Längsausschnitten des Trockenkanals wird die gesättigte
Abluft durch den Randschlitz (9) aus dem Trockenkanal abgeführt.
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Die weitgehend gesättigte Luft kann an anderen Stellen des Kanals
oder'an dessen Anfang wieder zugeführt werden, um die Trocknung in den als besonders
empfindlich erkannten Bereichen auf das zulässige Maß herabzusetzen oder/und die
natürlichen Schwankungen des Feuchtegehaltes der Außenluft auszugleichen, so daß
der Trockner unter stets gleichen BedingjFqTen arbeitet.
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Unterechiedliche Pressgeschwindigkeiten und Ungenauigkeiten in dem
Transport vom Abschntder zum Kanaleingang können dazu führen, daß die Abstände der
Ziegel nicht ausreichend genau gleich und daß sie nicht genügend genau in die Strömungsrichtung
placiert sind. Der üblicherweise für Kanaltrockner verwendete Einschubmechanismus
ist deshalb durch eine Führung zu ergänzenj die die Ziegel vor dem Einschub auf
gleichen Abstand und gleiche Richtung stellen.
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Um den Einfluß der langsameren Trocknung des Ziegels an den Abstützflächen
auf ein Minimum zu beschränken, wird die Große der Stützflächen selbst so klein
wie möglich gehalten. Um die Voraussetzungen hierfür zu schaffen, wird der Strang
gleich nach Verlassen des Mundstücks auf dem Wege zum Trockenkanal von unten mittels
Düsen in dem Grade, als dies ohne Rißbildung und Deformation möglich ist, mit Trockenluft
angestrahlt, derart, daß die Unterfläche schon etwas erhärtet ist, und daß man mit
einer entsprechend geringeren Abstützfläche auskommt, ohne ein Eindrücken der Stützfläche
in den Ziegel befürchten zu müssen.
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Die Forderung nach gleich schneller Trocknung auch der Unterseite
durch Aufstellen der Ziegel auf in Längsrichtung verlaufenden schmalen hohen Stegen
kann in
Verbindung mit dem notwendigen Transport der Ziegel durch
den Kanal auf verschiedene Weise gelöst werden.
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Lange Ziegel werden (Abb. 5) durch einen aus schmalen Rollscheiben
(4) bestehenden Rollrost abgestützt, von denen ein Teil zum Zwecke des Transportes
von außen angetrieben wird (nicht dargestellt). Kurze Ziegel werden (Abb. 6) auf
schmalen Bändern (10) oder Gliederketten (10) transportiert, die ebenfalls von schmalen
Stützrollenscheiben (4) getragen werden,oder sie werden (Abb. 7) auf schmale längs
des Kanals verlaufende Leisten (11) gestellt, die von schmalen windschnittig geformten
Stützen (12) getragen werden In diesem Fall wird der Transport durch ein im Prinzip
bekanntes zwischen den Stegen angeordnetes (nicht dargestelltes) Schrittwerk bewirkt,
das in der Ruhelage am Kanalboden (17) liegt, in der Transportlage den Ziegel anhebt,
ehen Schritt vorwärts bewegt und dann in die Ruhelage zurückkehrt.
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Die Forderung nach einer weitgehenden gleichschnellen Trocknung der
Unterseite der Ziegel kann noch weiter verbessert werden, indem die AbstützRlächen
mit dem Grade der Erhärtung des Ziegels bei der Trocknung verkleinert werden (Abb.
5-7). Hierzu werden die Zahl und/oder die Breiten des Jeweils benutzen Stütz- und
Transportwerkes, also die Stützrollen (4), die Bänder- oder Gliederketten (10) oder
die Leisten (11) des Schrittwerkes nach Zahl oder Breite nach dem Ausgang zu vermindert.
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Eine letzte VeSeinerung im Sinne einer weitgehenden gleichschnellen
Trocknung der Unterseite wird dadurch erreicht, daß der Ziegel nicht immer an der
gleichen Stelle wie bei allen heutigen Trocknern üblich, abgestützt werden wird,
sondern daß die Stütz stellen wechseln.
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Im Falle des Transports auf einem Rollrost werden zu diesem Zweck
die Rollen (4) (Abb. 5) versetzt angeordnet, im Falle des Transports mittels eines
Schrittwerkes werden die Leisten (2) versetzt oder kurvenförmig (Abb. 7)angeordnet,
so daß die Ziegel immer wieder an anderen Stellen aufliegen, so daß die Verzögerung
der Trocknung an der Auflagesteile eines Schritts in der nächsten Schrittstellung
wieder aufgehoben wird.
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Der Transport der Ziegel durch den Kanal kann kontinuierlich oder
intermittierend vorgenommen werden.
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Ein intermittierender Transport ist besonders dort vorzusehen, wo
eine Lufteinstrahlung vorgenommen wird. In diesem Fall wird die Zusatzluft in die
zwischen aufeinanderfolgenden Ziegelreihen entstehende Lücke eingestrahlt, die dann
gewissermassen als Mischkammer (Abb. 3) wirkt.
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Ein nach vorstehenden Grundsätzen gebauter Trookenkanal kann nur fÜr
ein Format, bei Verwendung von gelochten Ziegeln mit einer stets gleichen Lochungsart
Verwendet
werden. Formate und Lochungen sind aber öfter Wandlungen
unterworfen, so daß die Betriebe gezwungen sind, mehrere Formate zu erzeugen.
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Dieser Forderung wird entsprochen, indem der Kanalquerschnitt veränderlich
gestaltet wird. Hierzu können die Kanaldecke (ggfs. zusammen mit den Wänden) und
der Boden entsprechend dem zu trocknenden Format angehoben oder abgesenkt werden,
d-erart, daß die Sttnungsquerschnitte von Fall zu Fall optimal einstellbar sind.
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In Abb. 8 zeigen die ausgezogenen Linien die Grösse des Kanalquerschnitts
für die Trocknung eines großgelochten, dünnstegigen grossen Langlochziegels (2)
(vgl. Abb. 1) und punktiert die Verkleinerung des Trockenkanals für den Fall der
Trocknung eines schmalen sog. Houdisquerschnittes (14). Die Trockenkanaldecke (15)
ist zu diesem Zweck abgesenkt, der Kanalboden (16) entsprechend behoben.
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Um die Verstellung des Kanals auf das mögliche Minimum zu begrenzen,
sind die Auflagerleisten unveränderlich ortsfest auszubilden. Dagegen sind die Decke
und der zwischen den Abstützungen liegende Boden in der Höhe
verstellbar
zu gestalten.
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Sollen auch neben rechteckigen nicht rechteckige z.B. trapezförmige
Deckenziegel in gleichen Kanal getrocknet werden, so ist (Abb. 9) die Kanalwandung
mit Schlitzen oder Ausschnitten zu versehen, die im Falle der Trocknung rechteckiger
Körper abzudecken sind.Im Falle der Trocknung nicht rechteckiger Körper mit Blenden
oder Füllstücken (16) versehen werden, derart, daß auch an den durch die Trapezform
gebildeten Zwickeln keine erhöhte'Durchströmung stattfindet.
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In dem Trockenkanal können dann wahlweise rechteckige und nicht rechteckige
Formlinge unter gleich günstigen Bedingungen getrocknet werden.
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Von diesem Mittel kann auch in den Fällen Gebrauch gemacht werden,
in denen der Formling an bestimmten Stellen eine besondere Trockenempfindlichkeit
zeigt oder die einfache Begrenzung der QuerschnStte örtlich noch nicht dazu ausreicht,
die Trockenbelastung auf das den Ziegeln zuträgliche Maß zu begrenzen.
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Die vorgeschlagene neuartige Gestaltung des Einschicht-Durchlauf-Gegenstrom-Kanaltrockners
gestattet eine glelohmässigere und'damit risse- und deformationsarme! Trocknung
als das bei den bisher üblichen Trocknern infolge
ungleicher Beaufschlagung
der Außen- und Innenflächen des Formlings mitTrockenluSt möglich ist. Dadurch wird
zugleich die Maßhaltigkeit der Ziegel verbessert und eine maßgeblide Vergrößerung
der Formate insbesondere der Ziegellänge ermöglicht.
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Entsprechend der Vergleichmässigung der Trockenbelastung kann die
Trockenzeit abgekürzt, die Leistung des Trockners erhöht und damit die Wirtschaftlichkeit
der Anlage gesteigert werden.
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Die Erfindung kann vorteilhaft auch bei solchen Trocknern verwendet
werden, in denen sehr lange Ziegel z.B. von 2 m Länge oder mehr in der Weise getrocknet
werden, daß die Ziegel in den Kanal eingeschoben werden, während der Trocknung in
Ruhestellung verbleiben und nach der Trocknung wieder herausgezogen werden.