DE19719183C1 - Vorrichtung zum Trocknen und Verfahren zum Trocknen von Keramikformlingen - Google Patents

Vorrichtung zum Trocknen und Verfahren zum Trocknen von Keramikformlingen

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Trocknen von Keramik­ formlingen gemäß dem beigefügten Anspruch 1 und ein Verfahren zum Trocknen von Keramikformlingen gemäß dem beigefügten Anspruch 8.
Keramikformlinge werden zum Trocknen mit konditionierter Trockenluft umspült, wobei die Trockenluft den Keramikformling unterschiedlich anströmen kann. Ziel ist es, einen möglichst großen Teil der äußeren und der inneren Oberfläche der Keramikformlinge mit Trockenluft zu bestreichen und abgeleitet von der Wärmeübergangsformel α × dT × A einen möglichst optimalen Wärmeübergang und damit auch Stoffübergang in jedem Abschnitt der Vorrichtung zum Trocknen der Keramikformlinge zu erreichen.
Aus der US 1268535 sind Trockner bekannt, die als Kammern ausgebildet und durch Zwischenwände in mehrere Trockenzonen gegliedert sind. Die Trockenzonen werden von Trockenwagen durchfahren, auf denen zu trocknendes Gut angeordnet ist. Die Transport­ wagen sind dabei stirnseitig abgeschottet. Die Trockenluft wird durch die Transportwagen hindurchgeblasen und von Kammer zu Kammer in einer Schlangenlinie geführt. Aus der DE 39 41 134 C2 ist ein Trockner bekannt, bei dem die Trockenluft etagenweise und in einer Mäanderform durch die in der Höhe mehrfach unterteilten Trockenzonen und Trockengestelle geführt wird, wobei sie in die jeweils benachbarte Trockenzone seitlich übertritt und dort wieder etagenweise und mäanderförmig weiter­ geführt wird.
Nachteilig ist bei diesen bekannten Trocknern, daß der Gesamt-Trockenluftstrom über das Trockengut geführt wird, so daß als einzige Einflußgröße für die Steuerung der Trocken­ geschwindigkeit die Beeinflussung durch die Lufttemperatur verbleibt. Außerdem wird aus diesem Grund der Luftwiderstand der gesamten Anlage sehr groß, wodurch ein hoher Energieaufwand für die Führung des Gesamt-Trockenluftstromes notwendig ist.
Aus DE 195 27 415 A1 ist ein Trockner bekannt, bei dem Formlinge in Trockengestellen von der Luftströmung auf der gesamten Seitenfläche des Formlingsbesatzes in einer über diese Besatzfläche im wesentlichen gleichmäßigen Druckverteilung angeströmt werden, wobei der Formlingsbesatz außen an den Rändern vom Trockengestell eng umschlossen wird. Nachteilig bei diesem System ist, daß die Trockenluft quer zur Haupt-Luftstromrichtung umgewälzt wird, was wiederum einen sehr hohen Kraft- und Energieaufwand erfordert.
Aus der DE 195 33 667 A1 ist ein Tunneltrockner für Keramikformlinge bekannt, bei dem zueinander versetzt Luftumwälznischen in den Seitenwänden des Trockners ausgebildet sind, durch die über zusammenhängende trockenraumhohe Lufteintrittsöffnungen aus dem Trockenluft-Hauptstrom ein Teilluftstrom abgezweigt wird. Der abgezweigte Teilluftstrom wird über eine einzige zusammen­ hängende Austrittsöffnung stromaufwärts wieder in den Trockenluft-Hauptstrom eingespeist, so daß eine tunnelinterne horizontale Umwälzung im Bereich einer Teilbreite des Trockentunnels entsteht.
Nachteilig bei dieser Vorrichtung ist zum einen die unkontrollierte Luftverteilung im Trockenkanal, die nicht sicherstellt, daß die Oberflächen der einzelnen Formlinge optimal mit Trockenluft bestrichen werden, zum andern, daß die Umwälzung der Trockenluft gegen den Hauptluftstrom einen großen Kraft- und Energiebedarf erfordert.
Aus der EP 06 74 146 A1 ist eine Vorrichtung zum Trocknen von keramischem Gut bekannt, bei der die zu trocknenden Formlinge in einen Trockenwagen, der längs seines Umfanges kastenartig geschlossen ist, auf einen Rost gesetzt werden, und zwar dergestalt, daß die Löcher der Ziegel vertikal orientiert sind und daß die Trockenluft senkrecht durch die Transportwägen gezogen wird. Die Trockenluft kann dabei im Kreislauf durch die Transportwägen gezogen werden, wobei die Kreisläufe bildenden Einheiten aus zwei Transportwagenlängen durch Kanäle miteinander verbunden sind. In einer anderen Variante bilden die Transportwägen Einheiten, die mäanderförmig von der Trockenluft durchströmt werden.
Bei dieser Vorrichtung ist zwar eine optimale Durchströmung der Formlinge ermöglicht, wobei jedoch nachteilig ist, daß eine Umwälzung wie auch eine mäanderförmige Führung des Gesamtluftstromes einen hohen Kraft- und Energiebedarf erfordert und daß die Trockengeschwindigkeit in den einzelnen Zonen schlecht zu regeln ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Trocknen von Keramikformlingen bereitzustellen, die einen geringen Energiebedarf zur optimalen Beaufschlagung der Formlinge mit Trockenluft erfordern.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zum Trocknen von Keramikformlingen gemäß Anspruch 1 und ein Verfahren zum Trocknen von Keramikformlingen gemäß Anspruch 8 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Der Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung und des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Trocknen von Keramikformlingen ist dabei, daß die Keramikformlinge derart angeströmt werden, daß ihre inneren und äußeren Oberflächen in maximaler Weise mit Trockenluft angeströmt werden und daß gleichzeitig der Energiebedarf gering ist, da nicht die Gesamt-Luftmenge über die Keramikformlinge gezogen wird, sondern jeweils ein Teil der Trockenluft, also eine reduzierte Luftmenge. Weiterhin wird die Trockenluft nicht umgewälzt, sondern sie wird in Richtung des Hauptluftstromes in dem Hauptluftkanal in regelbaren Schleifen geführt, wodurch der Energiebedarf weiter verringert ist. Gemäß einer in den Unteransprüchen beanspruchten bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann die Trockenluft temperaturgeregelt werden. In einer weiteren Ausge­ staltung der vorliegenden Erfindung kann die Geschwindigkeit der Trockenluftteile verändert werden, wodurch der Wärmeübergang bzw. der Stoffübergang an den Ober­ flächen der Keramikformlinge je nach den Erfordernissen flexibel eingestellt werden kann.
Die vorliegende Erfindung wird im folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungs­ beispieles unter Bezug auf die einzige beigefügte Fig. 1 näher erläutert, die einen Teil einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Trocknen von Keramikformlingen darstellt.
In Fig. 1 ist ein Teil einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 zum Trocknen von Keramik­ formlingen in einer schematischen Draufsicht dargestellt. Zwei parallele Trocknerkanäle 2 sind in einem Abstand voneinander angeordnet. Die beiden Trockenkanäle 2 dienen jeweils zum Durchfördern einer Trockenwagenkolonne. Jede Trockenwagenkolonne besteht aus hintereinander angeordneten Trockenwägen 3, auf denen jeweils zu trocknende Keramik­ formlinge angeordnet sind. Die beiden Wagenkolonnen werden in einer Längsrichtung L durch die beiden Trockenkanäle 2 gefördert. Jeder Trockenwagen 3 ist auf seiner in Förderrichtung vorderen Seite, d. h. in der Fig. 1 oben, beispielsweise durch eine luftundurchlässige Wand 4 abgeschlossen. Die Wände 4 erstrecken sich dabei quer zur Förderrichtung der Trockenwagenkolonne.
Da die beiden Trockenkanäle 2 in einem Abstand und parallel zueinander angeordnet sind, ist zwischen ihnen ein Hauptluftkanal 5 gebildet, der sich über die gesamte Höhe der Vorrichtung 1 zum Trocknen von Keramikformlingen erstreckt. Jeder Trockenkanal 2 ist innen durch eine Wand 6 von dem Hauptluftkanal 5 abgeteilt, wobei die Wand 6 Öffnungen zum Durchlassen von Trockenluft aufweist. Die Wand 6 kann hierfür Schlitze oder eine beliebige andere Perforierung aufweisen.
Der Hauptluftkanal 5 weist eine Längsrichtung L auf, in der Trockenluft durch ihn hindurch gefördert wird. Die Trockenluft durchströmt den Hauptluftkanal 5 dabei in einer Richtung, die der Förderrichtung der Trockenwagenkolonnen in den Trockenkanälen 2 entgegengesetzt ist. Der Hauptluftkanal 5 wird somit an der Ausfahrt der Vorrichtung 1 zum Trocknen von Keramikformlingen mit Heißluft beaufschlagt, wobei an der Einfahrt der Vorrichtung 1 zum Trocknen von Keramikformlingen die Abluft entnommen wird.
An der jeweils vom Hauptluftkanal 5 abgewandten Seite der Trockenkanäle 2 sind Trockenabschnitte 9 angeordnet. Die Trockenabschnitte 9 haben jeweils die Längs­ erstreckung von zwei Trockenwägen 3. An jeder Außenseite der Trockenkanäle 2 sind mehrere Trockenabschnitte 9 in Längsrichtung L hintereinander angeordnet. Jeder Trockenabschnitt 9 weist eine Ventilatoreinrichtung 7 auf, durch die Trockenluft ab­ schnittsweise aus dem Hauptluftkanal 5 durch einen Trockenwagen 3 gesaugt und durch den stromabwärts der Hauptluftstromrichtung angeordneten Trockenwagen 3 wieder in den Hauptluftkanal 5 zurückgeleitet wird. Die Ventilatoreinrichtungen 7 jedes Trocken­ abschnittes 9 saugen damit Trockenluft aus dem Hauptluftkanal quer durch den jeweiligen Trockenkanal 2, wobei dieser abgezweigte Trockenluftteil parallel dazu quer durch den Trockenkanal 2 stromabwärts wieder in den Hauptluftkanal 5 zurückgeleitet wird. Der Begriff "stromabwärts" bezieht sich dabei auf die Stromrichtung des Hauptluftstromes im Hauptluftkanal 5, also im in Fig. 1 dargestellten Beispiel von oben nach unten.
Wie in Fig. 1 zu erkennen ist, werden die Trockenwägen 3 jeder Trockenwagenkolonne in den beiden Trockenkanälen 2 nacheinander schleifenförmig von Luftstromteilen durch­ flossen. Die zu trocknenden Keramikformlinge auf den Trockenwägen sind dabei derart angeordnet, daß ihre Öffnungen quer zur Längsrichtung L ausgerichtet sind. Jeder Trockenabschnitt 9 weist eine Eintrittsöffnung 12 auf, durch die der jeweilige Trocken­ luftteil aus dem Hauptluftkanal angesaugt wird. Durch die Seitenwände 15 und die Rückwand 14 jedes Trockenabschnittes 9 wird im Zusammenwirken mit einer entsprechend gebogenen Zwischenwand 16 der angesaugte Trockenluftteil von der Ventilatoreinrichtung 7 über eine parallel stromabwärts zur Eintrittsöffnung 12 angeordnete Austrittsöffnung 13 wieder in den Hauptluftkanal 5 zurückgeleitet bzw. zurückgeblasen. Im in der Fig. 1 dargestellten Beispiel sind dabei die Ventilator­ einrichtungen 7 jeweils auf der Seite der Austrittsöffnung 13 in jedem Trockenabschnitt 9 angeordnet. Sie können jedoch auch auf der Seite der Lufteintrittsöffnung 12 angeordnet sein. Weiterhin weist jeder Trockenabschnitt 9 kurz vor der Austrittsöffnung 13 eine Luftverteilvorrichtung 8 auf, die eine gleichmäßige Verteilung des Trockenluftteiles in dem entsprechenden Trockenwagen 3 senkrecht zur Förderrichtung gewährleistet. Die luftundurchlässigen Vorderwände 4 der Trockenwägen 3 stellen dabei sicher, daß die angesaugten und zurückgeleiteten Trockenluftteile sich nicht vermischen, sondern sauber durch die jeweiligen Trockenwägen 3 und die darauf bzw. darin liegenden zu trocknenden Keramikformlinge geleitet werden.
Wie in der Fig. 1 zu erkennen ist, sind die Trockenabschnitte 9 der einen Seite versetzt zu den Trockenabschnitten 9 der anderen Seite angeordnet. Die Versetzung beträgt dabei eine Trockenwagen-Länge. Hierdurch wird gewährleistet, daß in dem Hauptluftkanal 5 keine entgegengesetzt gerichteten Teilluftströme aufeinander treffen. Drei der in der Fig. 1 dargestellten Trockenabschnitte weisen eine Heizeinrichtung 10 in Form eines Zusatz­ brenners auf, durch die der durch diese Trockenabschnitte 9 geleitete Trockenluftteil zusätzlich erwärmt werden kann. Die Anzahl der Trockenabschnitte 9, die mit Heiz­ einrichtungen 10 ausgestattet werden, ist dabei beliebig an die jeweiligen Erfordernisse anpaßbar. Weiterhin weisen vier der in der Fig. 1 dargestellten Trockenabschnitte 9 einen Frischlufteinlaß 11 auf, durch den der jeweilige Trockenluftteil in dem jeweiligen Trockenabschnitt 9 abgekühlt werden kann. Auch die Anzahl der Trockenabschnitte 9, die mit einem Frischlufteinlaß 11 versehen werden, ist beliebig an die Erfordernisse anpaßbar. Vorteilhafterweise sind dabei die Heizeinrichtungen 10 und auch die Frischlufteinlässe 11 jeweils unabhängig voneinander einstellbar, so daß die Temperatur der Trockenluft in der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Trocknen von Keramikformlingen beliebig verändert werden kann.
Weiterhin ist die Leistung der Ventilatoreinrichtung 7 der Trockenabschnitte 9 unabhängig voneinander einstellbar, beispielsweise über eine jeweils unabhängige Drehzahlregelung. Durch die Regelung der Drehzahl der Ventilatoreinrichtungen 7 kann der Wärmeübergang bzw. der Stoffübergang an den Oberflächen der zu trocknenden Keramikformlinge mittels der Veränderung der Luftgeschwindigkeit der Trockenluftteile gesteuert werden.

Claims (12)

1. Vorrichtung zum Trocknen von Keramikformlingen, mit
zwei parallelen Trockenkanälen (2) zum Durchfördern von mit zu trocknenden Keramikformlingen beladenen Trockenwägen (3) in einer Längsrichtung L,
einem zwischen den beiden Trockenkanälen (2) angeordneten Hauptluftkanal (5) zum Durchströmen von Trockenluft, und
Trockenabschnitten (9), die auf den von dem Hauptluftkanal (5) abgewandten Seiten der Trockenkanäle (2) angeordnet sind, wobei jeder Trockenabschnitt (9) eine Ventilatoreinrichtung (7) umfaßt, die einen Trockenluftteil quer durch den jeweiligen Trockenkanal (2) aus dem Hauptluftkanal (5) ansaugt und den Trockenluftteil quer durch den Trockenkanal (2) stromabwärts in den Hauptluftkanal (5) zurückleitet.
2. Vorrichtung zum Trocknen von Keramikformlingen gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trockenabschnitte (9) des einen Trockenkanales (2) in der Längsrichtung L versetzt zu den Trockenabschnitten (9) des anderen Trockenkanales (2) angeordnet sind.
3. Vorrichtung zum Trocknen von Keramikformlingen gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Hauptluftkanal (5) und den beiden Trockenkanälen (2) jeweils eine Wand (6) mit Öffnungen zum Durchlassen von Trockenluft angeordnet ist.
4. Vorrichtung zum Trocknen von Keramikformlingen gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Trockenabschnitt (9) eine Heizeinrichtung (11) zum Erhitzen seines Trockenluftteils umfaßt.
5. Vorrichtung zum Trocknen von Keramikformlingen gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Trockenabschnitt (9) einen Einlaß (10) zur Zufuhr von Frischluft zu seinem Trockenluftteil aufweist.
6. Vorrichtung zum Trocknen von Keramikformlingen gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilationsleistungen der Ventilatoreinrichtungen (7) unabhängig voneinander einstellbar sind.
7. Vorrichtung zum Trocknen von Keramikformlingen gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeden Trockenabschnitt (9) sich über die Länge von zwei Trockenwägen (3) erstreckt.
8. Verfahren zum Trocknen von Keramikformlingen, die auf in zwei parallelen Kolonnen angeordneten Trockenwägen (3) angeordnet sind, mit den Schritten
Durchströmen von Trockenluft durch einen Hauptluftkanal (5) zwischen den Kolonnen von Trockenwägen (3),
Ansaugen von Trockenluftteilen aus dem Hauptluftkanal (5) quer durch die jeweiligen Trockenwägen (3), und
Zurückleiten der Trockenluftteile quer durch den jeweils stromabwärts angeordneten Trockenwagen (3) in den Hauptluftkanal (5), wobei das Ansaugen und das Zurückleiten der Trockenluftteile in Trockenabschnitten (9) erfolgt, die auf den dem Hauptluftkanal (5) abgewandten Seiten der Kolonnen von Trockenwägen (3) angeordnet sind.
9. Verfahren zum Trocknen von Keramikformlingen gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Trockenluftteile durch die Trockenluftabschnitte (9) der einen Kolonne von Trockenwägen (3) an Positionen angesaugt werden, an denen die Trockenluftteile durch die Trockenabschnitte (9) der anderen Kolonne von Trockenwägen (3) zurückgeleitet werden.
10. Verfahren zum Trocknen von Keramikformlingen gemäß einem der Ansprüche 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest in einem Trockenabschnitt (9) der entsprechende Trockenluftteil vor dem Zurückleiten erhitzt wird.
11. Verfahren zum Trocknen von Keramikformlingen gemäß einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest in einem Trockenabschnitt (9) dem entsprechenden Trockenluftanteil vor dem Zurückleiten Frischluft zugeführt wird.
12. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsgeschwindigkeit der jeweiligen Trockenluftteile in den Trockenabschnitten (9) unabhängig voneinander eingestellt werden kann.
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