DE3611563A1 - METHOD AND DEVICE FOR DRYING CERAMIC BLanks - Google Patents
METHOD AND DEVICE FOR DRYING CERAMIC BLanksInfo
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Description
Titel der ErfindungTitle of the invention
Verfahren und Einrichtung zur !Trocknung von Keramikrohlingen Process and device for drying ceramic blanks
Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention
Die Erfindung "betrifft ein Verfahren zur Trocknung von Keramikrohlingen, insbesondere Ziegeln in Kammern und eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens·The invention "relates to a method for drying Ceramic blanks, in particular bricks in chambers and a device for carrying out the process
Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristics of the known technical solutions
/ Verfahren zur Herstellung von Ziegeln oder anderen Keramikerzeugnissen bestehen im wesentlichen aus drei Phasen, nämlich das Formen des Tonmaterials, die Trocknung der geformten Gegenstände und das Einbrennen der getrockneten Ziegel oder dgl·/ Process for the production of bricks or other ceramic products essentially consist of three phases, namely the shaping of the clay material, the drying the molded objects and the baking of the dried bricks or the like
Die für das Formen des Keramikmaterials vorgesehene Phase sieht die Anwendung herkömmlicher Ausrüstungen vor, wie z· B, Pressen oder Düsen, nach einer sogenannten Meßtechnik, wo evtl· Dampf benutzt wird oder nach einer Trockentechnik, wo zur Abformung des Keramikmaterials die Feuchtigkeit des Materials selbst sowie ein entsprechender Formungsdruck angewendet werden·The phase dedicated to the molding of the ceramic material involves the use of traditional equipment, such as, for example, presses or nozzles, according to a so-called measuring technique, where steam is possibly used or, using a dry technique, where for molding the ceramic material the moisture of the material itself as well as a corresponding molding pressure are applied
Für die auf beide Arten geformten Keramikerzeugnisse ist eine entsprechende Trocknungszeit einzuhalten, damit der größte Teil des in den Keramikerzeugnissen enthaltenen Knetwassers und hygroskopischen Wassers abgeführt wird· Dieser Arbeitsvorgang ist sowohl erforderlich, um den ungebrannten Ziegeln oder dgl, eine gewisse Kompaktheit und Zähigkeit zu verleihen, die für die nachfolgende Bearbeitung und für die Beschickung der Einbrennöfen benötigt werden, damit keine Verformungen entstehen, alsA corresponding drying time must be observed for ceramic products formed in both ways so that the Most of the kneading water and hygroscopic water contained in the ceramic products is discharged This operation is necessary both to give the unfired bricks or the like a certain compactness and to impart the toughness required for subsequent machining and for loading the baking ovens so that no deformations arise than
auch erforderlich, um Rißbildungen, Sprünge und Brüche zu vermeiden, die bei einer zu raschen Entwässerung der nassen Keramikgegenstände sicherlich entstehen würden, wenn diese unmittelbar nach dem Formen in die Einbrennöfen eingeführt werden·also required to eliminate cracks, cracks and breaks to avoid the too rapid drainage of the Wet ceramic objects would certainly be created if they were placed in the baking oven immediately after molding to be introduced
Bei der Trocknung der Ziegel oder dgl. kann eine natürliche oder künstliche Trocknung vorgesehen werden* Von der natürlichen Trocknung, die einfach durch Einwirkung der Außenluft auf die geformten Ziegel oder dgl. erreicht wird, nimmt man heute Abstand, weil die Kosten, die mit der lagerung und der Abholung der Materialien verbunden sind, zu hoch sind und weil die Herstellung der Fertigprodukte von den Witterungsverhältnissen abhängen würde«When drying the bricks or the like, natural or artificial drying can be provided * Von the natural drying, which is achieved simply by the action of the outside air on the shaped bricks or the like is, nowadays, because of the costs associated with the storage and collection of the materials are connected, are too high and because the manufacture of the finished products depends on the weather conditions would"
Künstliche Trocknung wird durch statische Kammertrockner, die"diskontinuierlich beschickt werden oder häufiger noch in TunneItrocknern vorgenommen, die kontinuierlich arbeiten» Um die gewünschte Trocknung der Ziegel oder dgl» zu erhalten, wird als Trocknungsmedium eine Heißluftströmung angewendet, die sich im allgemeinen im Gegenstromprinzip zu den Ziegeln oder dgl» bewegt» Das bekannte Trocknungsverfahren oder dgl» Keramik weist technische und wirtschaftliche Mangel auf, die bisher noch nicht beseitigt wurden.Artificial drying is carried out using static chamber dryers that are "charged batchwise or more frequently still made in TunneIt dryers, which are continuously work »To achieve the desired drying of the brick or To obtain the like, a hot air flow is used as the drying medium, which is in general Counter-current principle to the bricks or the like »moved» The well-known drying process or similar ceramics have technical and economic deficiencies that hitherto have not yet been eliminated.
Um nämlich die erwünschten Wärmeaustauschbedingungen herbeizuführen und um die Dampfschicht· abzuführen, die der Ziegel oder dgl. umgibt, wird im Inneren des Trockners eine beträchtliche Umluftmenge und/oder eine hohe Geschwindigkeit des Heißluftstromes benötigt» Infolgedessen wird es nötig, zum Betrieb der außerhalb oder innerhalb des Trockners gelegenen Lüfter beträchtliche Energie zu verbrauchen, um einen ausreichenden Heißluftdurchsatz zu gewährleisten. Außerdem ist der Temperaturunterschied, der zwischen der Trocknungsluft und den zu troc3cnenden Ziegeln oder dgl. besteht, aus folgenden Gründen immer zu klein:Namely in order to bring about the desired heat exchange conditions and to remove the vapor layer that the Bricks or the like. Surrounds, a considerable amount of air circulation and / or a high speed inside the dryer of the hot air flow required » As a result, it becomes necessary to operate the fans located outside or inside the dryer considerably Consume energy in order to ensure a sufficient throughput of hot air. Besides, the Temperature difference that exists between the drying air and the bricks or the like to be dried always too small for the following reasons:
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- Die Temperatur der zu trocknenden Ziegel oder dgl· ist "bei der Einführung in den Trockner relativ niedrig}- The temperature of the brick or the like to be dried is "Relatively low when entering the dryer}
- der zwischen Heißluft und zu trocknenden Ziegeln oder dgl· stattfindende Wärmeaustausch erfolgt im Gegenstrom; the heat exchange taking place between the hot air and the bricks or the like to be dried takes place in countercurrent;
- gegen Ende der iDrocknung können die Ziegel oder dgl· nur eine minimale oberflächige Wärmezufuhr ertragen, weil sie sich in einer Phase befinden, wo eine Wasserdiffusion in Dampfform innerhalb eines porösen Materials stattfindet und das Dampfvolumen ca· 1Cr mal so groß ist, wie das Volumen des flüssigen Wassers· Wenn also die den Ziegeln oder dgl· an der Oberfläche zugeführte Wärmemenge einen von'vornherein festliegenden Höchstwert übersteigt, wird ein Platzen der Ziegel oder dgl· hervorgerufen·- towards the end of drying, the bricks or the like can only endure a minimal superficial heat supply, because they are in a phase where water diffusion in vapor form within a porous material takes place and the steam volume is approx. 1Cr times the volume of the liquid water that is to say, the amount of heat supplied to the bricks or the like on the surface is fixed from the start Exceeds the maximum value, the bricks or the like will burst
Die trocknung besteht also im wesentlichen in einem durch Zwangskonvektion stattfindenden Wärmeaustausch, dessen Höchstwert vom Wert des Heißluftumlaufes und von der Geschwindigkeit dieser Luft abhängt·The drying consists essentially in one through Forced convection heat exchange taking place, its Maximum value of the value of the hot air circulation and of the Speed of this air depends
Ein weiterer technischer Mangel ist darin zu sehen, daß bei der zum Zeitpunkt der Trocknerbeschickung bestehenden Temperatur von ca· 25 ° bis 40 0C das Wasser, das in Form von Feuchtigkeit in den nichtgebrannten Ziegeln oder dgl· enthalten ist, eine beträchtliche Viskosität aufweist und die Bindungskraft, die zwischen diesem Wasser und den Ziegeln oder dgl. besteht, sehr hoch ist· Infolgedessen unterliegen die Ziegel oder dgl· Keramikerzeugnisse einer oberflächigen Trocknung mit einer relativen Oberflächenschrumpfung, während ihr innerer Teil feucht bleibt·Another technical defect is to be seen in that which comprises at existing at the time of the dryer feed temperature of about · 25 ° to 40 0 C, the water in the form of moisture in the non-fired bricks or the like contained · a substantial viscosity, and the binding force that exists between this water and the bricks or the like is very high As a result, the bricks or the like ceramic products are subject to surface drying with a relative surface shrinkage, while their inner part remains moist
Das Ausmaß des zwischen dem äußeren und dem inneren Teil bei jedem Ziegel oder dgl· auftretenden Schrumpfungsunterschiedes führt im Ziegel oder dgl· zu starken Span- The extent of the difference in shrinkage occurring between the outer and the inner part of every brick or the like leads to strong tension in the brick or the like.
nungen, die eine Dauerverformung, eine Mikrospaltung oder sogar den Bruch der Ziegel oder dgl· selbst verursachen können· Außerdem wird die Gefahr einer Mikrospaltung durch den als Thermo-Osmose bezeichneten Vorgang erhöht, der im wesentlichen in einer Wanderung des Wassers von der Heißzone an der Oberfläche eines jeden Ziegels oder dgl·, der der Trocknung unterzogen wird, hin zu den inneren und kälteren Zonen des Ziegels oder dgl· besteht·voltages, permanent deformation, micro-fissure or even cause the bricks to break or the like · themselves · There is also a risk of micro-splitting increased by the process known as thermal osmosis, which essentially takes place in one hike of the water from the hot zone on the surface of each brick or the like subjected to drying towards the inner and colder zones of the brick or the like
Der mit der Ziegel-Rohling-Trocknung verbundene hohe Zeit- und Energieaufwand hat dazu geführt, daß viel Versuche durchgeführt wurden, die dazu führen sollten, die Zeit zu verkürzen und den Energieaufwand zu senken; denn' ;jede Beschleunigung des Trocknungsvorganges ermöglicht eine wirtschaftlichere Gestaltung der Ziegelherstellung und führt damit unmittelbar zu erheblichen Kostenvorteilen. The high expenditure of time and energy associated with the drying of the brick blank has led to many attempts carried out, which should lead to shortening the time and lowering the energy expenditure; because' ; enables any acceleration of the drying process a more economical design of brick production and thus leads directly to considerable cost advantages.
Man hat auch schon versucht, die Beschleunigung durch Erhitzen der Rohformlinge vor dem Trocknungsvorgang zu erreichen» Diese Versuche haben aber zu keinem befriedigenden Ergebnis geführt und sind außerdem aufwendig, weil die erforderlichen zusätzlichen Erhitzungsanlagen bereitgestellt und ferner für den Erhitzungsvorgang Arbeitszeit und Heizenergie aufgewendet werden müssen. Zur Verringerung des Trockenschwundes ist es auch schon bekannt, gemahlenes Calciumkarbonat, Calciumoxid, Zement oder gemahlene Schlacke zuzugeben·Attempts have also been made to increase the speed by heating the raw moldings before the drying process achieve »But these attempts have not resulted in any satisfactory results Result led and are also expensive because the additional heating systems required provided and also working time for the heating process and heating energy must be used. To reduce the dryness shrinkage it is already known, ground calcium carbonate, calcium oxide, cement or add ground slag
In der DE - O52OO99O9 ist ein Verfahren zum Verkürzen der Trocknungszeit bei Ziegel-Rohformlingen aus Ton, insbesondere Lehm, beschrieben, das darin besteht, daß auf die physikalischen Eigenschaften der Wasserhülle des Anmachwassers im Sinne einer Veränderung der Adhäsion oder Viskosität eingewirkt wird·In DE - O52OO99O9 there is a method for shortening the drying time for clay bricks, in particular clay, which consists in that on the physical properties of the water envelope of the Mixing water acts in the sense of a change in the adhesion or viscosity
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Dies erfolgt in der Weise, daß dem Ton vor dem Bilden der Rohformlinge 0,5 "bis 10 Gewichtsprozent, "berechnet auf das Gewicht des Tons, eines Mineralöls oder eines Mineralöldestillationsproduktes oder -Destillationsrückstandes beigemischt werden, oder 0,1-5 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht des Tons, eines Di-, Tri- oder PoIysacharides «This is done in such a way that 0.5 "to 10 percent by weight" is charged to the clay prior to the formation of the green moldings on the weight of the clay, a mineral oil or a mineral oil distillation product or distillation residue be admixed, or 0.1-5 percent by weight, based on the weight of the clay, of a di-, tri- or PoIysacharides "
Einen anderen Weg weist die DE - 052405087, in der ein Verfahren zur führung der Luft und ihrer Zustandswerte in diakontinuierlich beschickten Trocknern für keramische Erzeugnisse beschrieben ist· Mit dem Verfahren soll beim Betrieb eines Tunnel- oder Kanaltrockners nur ein geringer Wärmeverbrauch auftreten; dies erfolg"!; in der Weise, daß der Trockenluftströmung Umwjilz luft strömungen senkrecht zur Trans port richtung überlagert sind und daß nach Abschluß der Beladungsperiode der Abluftzustand in der Weise verändert wird, daß bei etwa gleichbleibend hoher relativer Feuchte die absolute Feuchte mit der steigenden Formlingstemperatur auf der Einfahrtseite erhöht wird· Diese Lösung ist auf Trockner beschränkt, die aus mehreren hintereinander geschalteten Trockenkanälen bestehen· Auf Kammertrockner ist sie nicht anwendbar·DE - 052405087 shows another way, in which a method for guiding the air and its state values is described in continuously charged dryers for ceramic products With the method, only a low heat consumption should occur when operating a tunnel or duct dryer; this success "!; in such a way that the dry air flow Circulating air flows perpendicular to the transport direction are superimposed and that after the end of the loading period, the exhaust air condition is changed in such a way that if the relative humidity remains approximately the same, the absolute humidity increases with the temperature of the molding on the entrance side is increased · This solution is limited to dryers that consist of several There are drying tunnels connected in series It is not applicable to chamber dryers
Einem in der DE - O525474OO beschriebenen Verfahren und einer Vorrichtung zum Trocknen von keramischen Halbprodukten liegt die Aufgabe zugrunde, mit möglichst geringem Wärmeaufwand eine vorzügliche Trocknung der keramischen Halbprodukte zu erreichen· Dies geschieht in der Weise, daß man die keramischen Halbprodukte, insbesondere Ziegel, in Form von Säulen übereinander schichtet, sie mit vorgewärmter Trockenluft umspült und Jeweils auf jede Säule ein neues Halbprodukt aufsetzt, nachdem man vorher ein getrocknetes Halbprodukt unten aus der Säule der Halbprodukte herausgenommen hat· Die Vorrichtung besteht aus einer Trockenkammer, inA method and described in DE - O525474OO an apparatus for drying ceramic semi-finished products is based on the object with as little as possible Heat consumption to achieve an excellent drying of the ceramic semi-products This is done in such a way that the ceramic semi-finished products, especially bricks, are in the form of columns layered one on top of the other, washed around them with preheated dry air and a new semi-product on each column puts on after a dried semi-finished product has been removed from the bottom of the column of semi-finished products has · The device consists of a drying chamber in
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welcher die Halbprodukte mit !Trockenluft umspült werden, deren Kennzeichen darin bestehen, daß in der Trockenkammer zwischen waagerechten Leitungen für die Trockenluft \md waagerechten Abstandstangen vertikale Schächte für Säulen der zu trocknenden Halbprodukte gebildet sind und daß die Trocknungsanlage und die Trockenkammer oben öffnungen für die Beschickung der Schächte und unten • für das Herausnehmen des getrockneten Gutes aufweisen·which the semi-products are washed around with dry air, the characteristics of which are that in the drying chamber between horizontal lines for the dry air \ md horizontal spacer bars vertical shafts for columns of the semi-finished products to be dried and that the drying system and the drying chamber are above have openings for loading the shafts and below • for removing the dried goods ·
Durch die Trocknung in übereinander geschichteten Halbprod\i3ctreihen, die in Form von Säulen aufgebaut sind, läßt fldoh eine besonders intensive Hutzung der Trocknungnenergie ohne Transportaufwand erreichen· Dewi die nach oben an der Säule aufsteigende Trocknungsluft ist in ihrem Feuchtigkeitsgehalt dem Feuchtigkeitsgehalt der S5U trocknenden Halbprodukte, Ziegel angepaßt, so daß die unten vollkommen trocken zugeführte Trocknungsluft bis oben hin immer weiter Feuchtigkeit aufnehmen kann·The drying in the stacked Halbprod \ i3ctreihen that are constructed in the form of columns, can fldoh a particularly intense Hutzung drying energy without transport costs reach · Dewi the upwards rising to the column drying air is dried in their moisture content moisture content of S5U inters, Brick adapted, so that the drying air, which is completely dry at the bottom, can continue to absorb moisture up to the top
Einem Verfahren zur Herstellung von Keramikwaren, welches in der DE - 052905748 beschrieben ist, liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Kernmitaiiraren, Ziegelsteinen und ähnlichen Produkten in der erforderlichen Trocknungsphase derart auszugestalten, daß aiimtliche von den bekannten Verfahren aufgewiesene Nachteile behoben werden und daß trotzdem für die Keromincwaren Trocknungszeiten ermöglicht werden, die kurzer sind als die bei den bekannten Verfahren vorkommenden Trocknungszeiten·A method for the production of ceramic goods, which is described in DE - 052905748, is the Object is based on a process for the production of core mitaiiraren, bricks and similar products in to design the required drying phase in such a way that all demonstrated by the known methods Disadvantages are eliminated and that nonetheless for the Kerominc goods Drying times are made possible which are shorter than those occurring in the known processes Drying times
Die Lösung der Aufgabe besteht darin, daß,die Keramikwaren bei der Trocknerbeschickung oder unmittelbar danach bis zu einer Temperatur von bis zu 100 0C erwärmt werden und daß während dieser Erwärmung der in den Keramikwaren bestehende Feuchtigkeitsgehalt im wesentlichen gleich wie der Feuchtigkeitsgehalt bleibt, den die Keramikmaterialien zu Beginn der Erwärmungsphase aufweisen·The solution to the problem is that the ceramic goods are heated up to a temperature of up to 100 ° C. when loading the dryer or immediately thereafter and that during this heating the moisture content in the ceramic goods remains essentially the same as the moisture content that the Have ceramic materials at the beginning of the heating phase
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Vorteilhaft soll es sein, wenn die Keramikwaren "bis zu einer zwischen 40 ° und 100 0O liegenden Temperatur (Tautemperatur) erwärmt werden und zwar in einer Umgehung, in der das Wasser einen hohen Teildruck aufweist» Insbesondere können die Keramikwaren bis zu einer zwischen 40 ° und 100 0O liegenden Tautemperatur durch einen Heißluftstrom erwärmt werden, der eine Temperatur von 120 ° - 400 0C und einen zwischen 48 und 850 g/kg Trockenluft liegenden Feuchtigkeitsgehalt besitzt· Die Erwärmung der Keramikwaren, die in einer Umgebung durchgeführt wird, in der das Wasser einen hohen Teildruck aufweist, führt - wegen des bekannten "Kaltwand-Prinzips" zur Kondensation des Wasserdampfes auf der Oberfläche eines jeden Keramikstücks mit darauffolgender Abgabe der Kondensationswärrae· Das Keramikprodukt wird daher an seiner ganzen Oberfläche und in seinem Innern gleichmäßig erwärmt und zwar ehe an der Oberfläche die Wasserverdampfung einsetzt· Dies geschieht, weil während der ersten Prozeßphase der in das Innere des Keramikproduktes eindringende Wärmefluß größer als der austretende Wärmefluß ist, so daß eine Temperaturerhöhung des Keramikproduktes selbst stattfindet· Diese Tatsache ist auf den hohen Toildruck des V/assers und deshalb auf den hohen WäraieaustauschkoefSizienten zurückzuführen, der in dem Raum zn verzeichnen ist, wo die Erwärmung stattfindet, wobei dieser Wärmeaustauschkoeffizient 10 bis 100 mal größer ist als der bei üblichen Heißlufttrocknern auftretende Koeffizient·It should be advantageous if the ceramic goods " are heated up to a temperature (dew temperature) lying between 40 ° and 100 0 O, namely in a bypass in which the water has a high partial pressure ° and 100 0 O lying dew temperature are heated by a hot air stream, which has a temperature of 120 ° - 400 0 C and a moisture content between 48 and 850 g / kg dry air · The heating of the ceramic goods, which is carried out in an environment in The fact that the water has a high partial pressure leads to the condensation of water vapor on the surface of each ceramic piece due to the well-known "cold wall principle" with subsequent release of the heat of condensation before water evaporation starts on the surface · This happens because during the first process phase se the heat flux penetrating the interior of the ceramic product is greater than the exiting heat flux, so that the temperature of the ceramic product itself increases.This fact is due to the high pressure of the water in the water and therefore to the high heat exchange coefficient recorded in the room is where the heating takes place, whereby this heat exchange coefficient is 10 to 100 times greater than the coefficient occurring in conventional hot air dryers
Die Kontrolle des vom Wasser erreichten Teildrucks und die Kontrolle der Temperatur während der Keramikwarentrocknung stellen grundsätzliche Voraussetzungen bei der Ausführung einer solchen Trocknung dar. Es muß natürlich bei federn Keramikstück der eindringende Wärmestrom und der austretende Wasser oder Dampfstrom ausgeglichen werdenj dies erfolgt sowohl in Abhängigkeit von den verschiedenen Trocknungsphasen, als auch in AbhängigkeitThe control of the partial pressure reached by the water and the control of the temperature during the drying of the ceramic ware are fundamental requirements for carrying out such a drying process. Of course, it must In the case of spring ceramic pieces, the penetrating heat flow and the escaping water or steam flow are balanced This takes place both as a function of the various drying phases and as a function
der vom Keramikprodukt aufgewiesenen Merkmale wie z· B, Porösität, Form, Stärke, mechanischer Widerstand usw. Solche Kontrollen werden durchgeführt, indem nicht nur auf die Luftmengen und auf die Mengen des verbrannten Brennstoffes innerhalb oder außerhalb des Trockners und/ oder unter Rezirkulation von zum Trockner selbst gehörenden verbrauchten Rauches eingewirkt wird, sondern insbesondere auch, indem Dampf und/oder zerstäubtes Wasser in den Trockner selbst eingespritzt wird, damit die erwünschten und oben erwähnten Temperatur- und Feuchtigkeit sVerhältnisse für die Trocknungsluft erreicht werden· Dieses zweifelsohne gute und brauchbare Verfahren orientiert nur auf die Verkürzung der Trocknungszeit, die zur Trocknung notwendige Heiz- und Elektroenergie tritt als zeitabhängige bedingt etwas zurück·the characteristics of the ceramic product such as Porosity, shape, strength, mechanical resistance etc. Such controls are carried out by not only on the amount of air and the amount of fuel burned inside or outside the dryer and / or with recirculation of belonging to the dryer itself spent smoke is acted, but in particular by adding steam and / or atomized water in the dryer itself is injected so that the desired and above-mentioned temperature and humidity sConditions for the drying air can be achieved This undoubtedly good and useful method is only aimed at shortening the drying time required for Heating and electrical energy required for drying takes a back seat as a time-dependent condition.
Das in der DE - 052934420 beschriebene Verfahren und die dazu gehörige Vorrichtung zum Herstellen von Ziegeln befaßt sich schon mehr mit dem funktioneilen Teil der Ziegelherstellung· Es liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen von Ziegeln zu schaffen, deren funktioneile und konstruktive Charakteristika eine Überwindung der Nachteile der bekannten Technik ermöglichen· Zur lösung der Aufgabe ist ein Verfahren zum Herstellen von Ziegeln vorgesehen, bei dem die Troclcnungsphase und die Brennphase in einer einzigen Vorrichtung stattfinden, in welche die frischen Formlinge vorzugsweise einschichtig angeordnet eingetragen werden und das Verfahren noch folgende Verfahrensschritte aufweist:The method described in DE - 052934420 and the associated device for producing bricks are concerned Already more concerned with the functional part of brick making · It is based on the task of a To create a method and an apparatus for producing bricks, their functional and structural characteristics enable the disadvantages of the known technology to be overcome · A method is used to achieve the object intended for the production of bricks, in which the drying phase and the burning phase in a single Device take place in which the fresh briquettes are preferably entered in a single layer and the method also includes the following method steps having:
- Vorwärmen der frischen Formlinge im Einlaufbereich der Vorrichtung bis zu einer Temperatur von 45 0C bis 100 0G, wobei das Vorwärmen mittels eines Heißgasstromes erfolgt, der einen vorher festgelegten Feuchtigkeitsgehalt aufweist und in Gleichstrom zu den Formungen bewegt wird;- Preheating the fresh briquettes in the inlet area of the device up to a temperature of 45 0 C to 100 0 G, the preheating takes place by means of a hot gas stream which has a predetermined moisture content and is moved in cocurrent to the moldings;
- Trocknen der vorgewärmten Formlinge mit Hilfe eines im Gleichstrom zur bewegten Ware geführten weiteren Heißgasstromes, wobei dieser Heißgasstrom durch die Abgase der Vorwärmphase vor Einlauf in den Brennofen gebildet wird;- Drying the preheated moldings with the help of an im Direct current to the moving goods guided further hot gas flow, this hot gas flow through the exhaust gases the preheating phase is formed before entering the kiln;
- Rezirkulation der Abgabe, wobei ein Teil der Abgase zum Eingang der Anlage geführt wird und dort den Heißgasstrom zum Vorwärmen der frischen Formlinge bildet, ein anderer Teil der Abgase zur KUhlphase der fertiggebrannten Ziegel rezirkuliert und dort mit einer vorher festgelegten Kaltluftmenge angereichert wird und schließlich ein weiterer Teil der genannten Abgase zum Schornstein abgeführt wird·- Recirculation of the discharge, with some of the exhaust gases is led to the entrance of the system and there the hot gas flow for preheating the fresh briquettes, another part of the exhaust gases for the cooling phase of the finished fired Brick is recirculated and enriched there with a predetermined amount of cold air and finally another part of the mentioned exhaust gases is discharged to the chimney
Leider ist dieses Verfahren nur mit sogenannten Tunnelöfen durchführbar, für Kammertrockner ist es nicht anwendbar» Sehr zu beachten ist aber ein Verfahren zur Herstellung von keramischen Erzeugnissen, das in der DB-PS 2832896 beschrieben ist. Es löst die Aufgabe, keramische Erzeugnisse verschiedener Form und verschiedenen Materials gleichmäßig effektiv und dennoch schonend zu trocknen. Die Lösung lautet« Verfahren. zur Herstellung von keramischen Erzeugnissen durch deren Formung aus einer bildsamen Masse, nachfolgende Trocknung durch anfängliche innere Wärmezufuhr und spätere äußere Wärmezufuhr und anschließendes Brennen zum Zwecke der Sintei*ung unter kontinuierlicher Bewegung der geformten Erzeugnisse, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmezufuhr von innen bei Erreichung der maximalen hygroskopischen Feuchtigkeit beendet wird, die Wärmezufuhr von außen nach der Beendigung der Erzeugnisschwindung begonnen und bis zum Erreichen der Gleichgewichtsfeuchtigkeit durchgeführt wird und die Intensität der V/arme zufuhr zur Erzielung einer Geschwindigkeit der Feuchtigkeitsabgabe von höchstens 0,5 %/min eingestellt wird· Unfortunately, this process can only be carried out with so-called tunnel ovens, it cannot be used for chamber dryers » However, a process for the production of ceramic products that is in the DB-PS 2832896 is described. It solves the task of ceramic Products of various shapes and materials are equally effective and yet gentle dry. The solution is «procedure. for the production of ceramic products by shaping them a malleable mass, subsequent drying by initial internal heat supply and later external heat supply and subsequent firing for the purpose of sintering with continuous movement of the shaped products, characterized in that the supply of heat from the inside when the maximum hygroscopic humidity is reached, the supply of heat from the outside is terminated started after the end of product shrinkage and until equilibrium humidity is reached is carried out and the intensity of the V / poor supply is set to achieve a rate of moisture release of no more than 0.5% / min
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Gemäß der vorstehenden Lehre kann der Trocknungsvorgang in drei Etappen unterteilt werden, während deren erster mir eine Wärmezufuhr von innen stattfindet, dann eine gleichzeitige Wärmezufuhr von innen und außen und schließlich nur noch eine Wärmezufuhr von außen erfolgt· Dabei sind die festgelegten Zeitpunkte, zu denen von der einen Etappe auf die andere übergegangen wird, für alle Erseugnisformen und -materialien gültig und gewährleisten eine maximal effektive und dabei schonende Trocknung, Bei diesem Vorgehen wird durch die anfängliche innere Wärmezufuhr eine Erwärmung des Erzeugnisses im gesamten Volumen erzielt, wobei die Außenschichten des Erzeugnisses wegen der Feuchtigkeitsverdampfung eine niedrigere Temperatur aufweisen als die Innenschichten· Dabei haben der Temperatur- und der Feuchtigkeitsgradient die gleiche Richtung, wodurch eine schnelle Feuchtigkeitsabgabe erreicht wird·According to the above teaching, the drying process can be divided into three stages, the first of which heat is supplied to me from within, then one simultaneous heat supply from inside and outside and finally only heat supply from outside The points in time at which the transition from one stage to the other is for everyone Forms and materials of product valid and guarantee a maximally effective and at the same time gentle drying, with this procedure is through the initial inner Heat supply achieves heating of the product in the entire volume, with the outer layers of the product a lower one because of moisture evaporation Temperature than the inner layers · The temperature and humidity gradients have the same Direction, whereby a quick release of moisture is achieved
Mit der abnehmenden Innenfeuchte verringert sich die Erwänmingsintensität durch die Wärmezufuhr von innen und dam.1t auch der Temperaturgradient von innen nach' außen· Worn) die Feuchtigkeit erreicht ist, bei der die Erzeugnis« ehwindung beendet ist und dann mit der Wärmezufuhr von außen begonnen wird, kehrt sich der Temperaturgradient um und die Feuchtigkeitsabgabe wird weiter beschleunigt · Wenn dann die Feuchtigkeit weiter abgesunken ist und den Wert der maximalen hygroskopischen Feuchtigkeit erreicht hat, ist die Wärmezufuhr von innen nicht mehr wirksam und es bleibt zur Aufrechterhaltung eines günstigen Wirkungsgrades bei nur noch der Wärmezufuhr von außen·With the decreasing indoor humidity, the heating intensity decreases due to the heat supply from the inside and dam.1t also the temperature gradient from inside to outside Worn) the humidity is reached at which the product « After the winding has ended and the supply of heat from the outside begins, the temperature gradient is reversed around and the moisture release is further accelerated · If then the moisture has dropped further and has reached the value of the maximum hygroscopic humidity, the heat supply from the inside is not more effective and it remains to maintain one favorable efficiency with only the heat supply from outside
Wenn die Erzeugnisse die Gleichgewichtsfeuchtigkeit erreicht haben, ist ein weiteres Trocknen nicht mehr zweckmäßig· Die intensive Wärmezufuhr zu den Erzeugnissen beschleunigt einerseits den Trocknungsvorgang, bringt aber andererseits bei Überschreitung einer maximalen Geschwindigkeit der Feuchtigkeitsabgabe die Gefahr mit sich,If the products have reached the equilibrium humidity, further drying is no longer advisable. The intensive supply of heat to the products accelerates on the one hand the drying process, but on the other hand it brings when a maximum speed is exceeded the risk of moisture release,
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daß das Erzeugnis infolge der entstehenden inneren Spannungen zerstört wird.that the product as a result of the resulting internal stresses gets destroyed.
Die Geschwindigkeit der Feuchtigkeitsabgabe im Trocknungsverfahren darf deshalb zwar veränderlich sein, aber 0,5 %M±n nicht übersteigen· Die Wärmezufuhr von innen wiirdo in der Weise gelöst, daß elektrischer Strom durch die Rohformlinge geleitet wurde. In einem anderen Beispiel wurde die Wärmezufuhr von innen mit Hilfe von Ho chfrequenzströraen durchgeführt.The rate of moisture release in the drying process may therefore be variable, but not exceed 0.5% M ± n . The supply of heat from the inside is solved in such a way that an electric current is passed through the raw moldings. In another example, the heat was supplied from the inside with the help of high frequency currents.
Allem diesen, ohne Zweifel von der physikalischen Seite her gut erläuterten Anweisungen zum technischen Handeln, ist eines gemeinsam, sie nennen nur die End- oder Zwischenauatände, sie geben aber, nicht an, wie oder mit welchen Mitteln die jeweiligen Grenzwerte gemessen oder festgestellt werden. Mit an sich bekannten pyrometrischen und psychrometrischen Messungen lassen sich in der Regel nur Raumy.usrbandswerte ermitteln, über die in Verbindung mit der Zeitmessung und empirischen Werten der vermutliche Zustand des zu trocknenden Gutes ermittelt wird. » Durch einen Zeitplansollwertgeber in Verknüpfung mit den Temperatur- und Feuchtigkeitswerten kann dann die Abschaltung mittels eines Reglers erfolgen. Leider berücksichtigt eine solche Lösung nicht die oft schwankendenAnfangsparameter wie z. B. die Rohformlingsmasse, die Rohformlingsfeuchte, zu deren Kompensation in der Kammer ganz unterschiedliche Zeit- und/oder EnergieaufWendungen nötig sind.All these instructions for technical action, which are undoubtedly well explained from the physical side, there is one thing in common, they only name the final or intermediate states, However, they do not state how or by what means the respective limit values are measured or determined will. With known pyrometric and Psychrometric measurements can usually only be used to determine Raumy.usrbandswerte in connection with the time measurement and empirical values determine the probable condition of the goods to be dried. » The shutdown can then be initiated by means of a schedule setpoint transmitter in connection with the temperature and humidity values take place by means of a controller. Unfortunately, such a solution often does not take this into account fluctuating initial parameters such as B. the raw molding mass, the raw molding moisture, to compensate for it in the chamber, very different time and / or energy expenditure are necessary.
Die Folge ist, daß zur Gewährleistung der vorgeschriebenen Restfeuchte im getrockneten Ziegel oder dgl. maximale Trocknungszeiten mit dem entsprechenden Energieverbrauch gefahren werden. Damit sinkt die Wirtschaftlichkeit der Produktion.The result is that to ensure the prescribed residual moisture in the dried brick or the like. Maximum Drying times can be driven with the corresponding energy consumption. This reduces the profitability of the Production.
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Ziel der ErfindungObject of the invention
Es ist das Ziel der Erfindung, zur Gewährleistung einer hochwirtschaftlichen Trocknung von Keramikrohlingen eine den praktischen Betriebsbedingungen anpaßbare Automatisierungslösung zu schaffen, mit der es möglich ist, subjektive Faktoren weitestgehend auszuschalten und einen dokumentierten Nachweis des Gesamtablaufes des Trocknungsprozesses zu sichern.It is the aim of the invention to ensure a highly economical drying of ceramic blanks a Automation solution that can be adapted to the practical operating conditions to create, with which it is possible to largely eliminate subjective factors and one documented evidence of the entire drying process to secure.
Darlegung des Wesens der ErfindungExplain the essence of the invention
ti Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verfah- J J^^rens-, Mittel- und Bedingungskombination zu schaffen, mit der* es möglich ist, die Trocknung von Keramikrohlingen nach einem, für alle vorkommenden Anfangs- bis zu Endparameter gültigen Kriterien und einem freiprogrammierbaron automatischen Kammertrocknungsregime mit aktenkundigem Ablaufnachweis durchzuführen· ti The invention has the object of providing a procedural JJ ^^ rens- to create Central and condition combination that * it is possible the drying of ceramic blanks according to one, for all existing initial to final parameters established criteria and a Freely programmable to carry out an automatic chamber drying regime with documented evidence of the process
Die Lösung dieser Aufgabe, die in einer mehrphasigen Trocknungstechnologie abläuft, besteht darin, daß in der ersten Trocknungsphase eine langsame Erwärmung der Kei'amikrohlinge auf eine 'Temperatur tf 1 ohne Luftwechsel in der Trockenkammer erfolgt,The solution to this problem, which takes place in a multi-phase drying technology, consists in the fact that in the first drying phase the kei'ami blanks are slowly heated to a temperature tf 1 without air exchange in the drying chamber,
und daß in der zweiten Trocknungsphase die weitere Erwärmung der Keramikrohlinge und beginnende FeuchteabfUhrung durch gesteuerten Luftwechsel erfolgt, wobei als Führungsgröße der Gradient der Feuchtigkeitsabnahme benutzt wird,and that in the second drying phase the further heating the ceramic blanks and the beginning of moisture removal takes place through controlled air exchange, with as Reference variable the gradient of the decrease in moisture is used,
und daß in der dritten Trocknungsphase die noch vorhandene Restfeuchte den Keramikrohlingen relativ schnell entzogen und der Trocknungsprozeß unter energetisch günstigen Bedingungen beendet wird,and that in the third drying phase the remaining Residual moisture is removed from the ceramic blanks relatively quickly and the drying process is less energetic is terminated under favorable conditions,
und daß die erste Trocknungsphase mit einer leeren offenen Trockenkammer beginnt, derart, daß durch einen Steuerrechner Meßmittel in der Trockenkammer auf ihre Punktionstlichtigkeit geprüft, der Anfangszustand ermittelt und protokolliert wird, daß anschließend die Keramikrohlinge in die Trockenkammer eingebracht und daß zu deren langsamen Erwärmung auf eine Temperatur a^ 1 ohne Luftwechsel, die Punktionsmittel der Trockenkammer eingeschaltet werden, wobei durch eine elektronische Kraftmeßeinrichtung eine automatische Lastermittlung der Keramikrohlinge innerhalb eines repräsentativen Bereichs in der Trockenkammer durchgeführt und aus den gemessenen Werten die Anfangsmasse der Keraraikrohlinge errechnet und parallel dazu die Startzeit ermittelt und die gewonnenen Werte protokolliert werden,and that the first drying phase begins with an empty open drying chamber, such that measuring means in the drying chamber are checked for their puncture lightness by a control computer, the initial state is determined and recorded, that the ceramic blanks are then introduced into the drying chamber and that for their slow heating to a Temperature a ^ 1 without air change, the puncture means of the drying chamber are switched on, with an electronic force measuring device an automatic load determination of the ceramic blanks within a representative area in the drying chamber is carried out and the initial mass of the ceramic blanks is calculated from the measured values and, in parallel, the starting time is determined and the values obtained are logged,
und daß Motoren f tir die Umluftführung in der Trockenkammer entsprechend einem Steuerprogramm zyklisch so lange betrieben werden, bis eine automatische Abschaltung der Trockenkammer erfolgt und wobei ein der Trockenkammer zugeordneter Wärmetauscher zur Umlufterwärmung für eine programmierte JSeit t^(0 h ·«· 7 h) mit einer programmierbaren Leistung P1 (0 % ««· 100 %) durch ein zugeordneten Stellventil V1 beaufschlagt und nach Ablauf dieser Ze:it eine programmierbare Leistung P2 (0 % ·., 100 %) für den Wärmetauscher eingestellt wird, wobei dieser Vorgang so lange aufrecht erhalten wird, bis die mittlere Umlufttemperatur der Trockenkammer eine programmierbare Temperatur λ/Ί von (0 .·. 100) 0C erreicht hat und daß bei Erreichung dieser Temperatur die abgelaufene Prozeßzeit ermittelt, protokolliert und in das Steuerregime der zweiten Trocknungsphase übergegangen wird in der Weise, daß das Stellventil V1 auf einen programmierbaren Wert Ρ, (0 % ·«· 100 %) eingestellt, die Luftwechseleinrichtung durch eine Stelleinrichtung Vg im programmierbaren Schritten S1 (0 % ··· 100 %) und Zeitinter-and that motors for the air circulation in the drying chamber are operated cyclically according to a control program until the drying chamber is switched off automatically and a heat exchanger assigned to the drying chamber for heating the air circulation for a programmed page t ^ (0 h · «· 7 h) with a programmable power P 1 (0 % «« · 100 %) acted upon by an assigned control valve V 1 and after this time: it a programmable power P 2 (0 % ·., 100 %) is set for the heat exchanger, wherein this process is maintained until the mean circulating air temperature of the drying chamber has reached a programmable temperature λ / Ί of (0. ·. 100) 0 C and that when this temperature is reached, the elapsed process time is determined, logged and included in the control regime of the second The drying phase is passed over in such a way that the control valve V 1 is set to a programmable value Ρ, (0 % · «· 100 %) , the air exchange direction by an adjusting device Vg in programmable steps S 1 (0 % 100 %) and time interval
van lon tg (O - 100) Minuten so lange weitergeöffnet wird, bis der programmierbare Gradient der Feuchteabnahme G^ (0 ·,, 5) % der Feuchte/h erreicht ist und daß ab diesem Zeitpunkt, dessen Prozeßzeit protokolliert wird, die Verstellung der Stelleinrichtung V2 durch kleine Schritte mit dem Ziel erfolgt, den eingestellten Wert für G^ aufrecht zu erhalten und daß die zweite Trocknungsphase dadurch abgeschlossen wird, daß die errechnete Restfeuchte F^x einen programmierbaren Wert F.J (0 ,«. 15 %) erreicht hat und wobei die die Trockenkammer verlassende Feuchtluft in einem Abluftschacht über Dach geführt wird, während die der !Trockenkammer zugeführte luft einem Kanal entnommen wird, in dem Abluft aus anderen Trockenkammern einfließt, welche sich zu dieser Zeit in der dritten Trocknungsphase befinden und relativ trockene Warmluft abgeben und daß bei Erreichung des Wertes F^ die Prozeßzeit protokolliert wird und der Übergang zur dritten Trocknungsphase damit beginnt, daß das Ventil V^ auf einen programmierbaren Wert P^ (0 ··. 100 %) und die Stelleinrichtung zum Luftwechsel V2 auf eine feste Stellung L2 (0 ·«· 100 %) eingestellt werden und daß mit diesen Parametern der Trocknungsprozeß so lange fortgesetzt wird, bis die berechenbare Restfeuchtigkeit der Keramikrohlinge den programmierbaren Wert F2 (0 ».· 15 %) erreicht hat und daß . dann das Ventil V^ auf 0 % gesteuert und die Trocknung fortgesetzt wird, bis eine Restfeuchte F^ (0 % ,,, 15 %) erreicht ist und daß damit der Trockenzyklus beendet, die Prozeßzeit, die Restfeuchte F^, Datum, Uhrzeit, Temperatur und Trockenkammernummer protokolliert und ausgedruckt werden.van lon tg (O - 100) minutes until the programmable gradient of the humidity decrease G ^ (0 · ,, 5)% of the humidity / h is reached and that from this point in time, the process time of which is recorded, the adjustment of the Adjusting device V 2 takes place in small steps with the aim of maintaining the set value for G ^ and that the second drying phase is completed when the calculated residual moisture F ^ x has reached a programmable value FJ (0.15 %) and wherein the moist air leaving the drying chamber is conducted in an exhaust air shaft over the roof, while the air supplied to the drying chamber is taken from a duct in which exhaust air flows in from other drying chambers which are in the third drying phase at this time and give off relatively dry warm air and that when the value F ^ is reached, the process time is logged and the transition to the third drying phase begins with the valve V ^ on egg a programmable value P ^ (0 ··. 100 %) and the setting device for air exchange V 2 can be set to a fixed position L 2 (0 · «· 100 %) and that the drying process is continued with these parameters until the calculable residual moisture of the ceramic blanks reaches the programmable value F 2 ( 0 ». · 15 %) and that. then the valve V ^ is controlled to 0% and the drying is continued until a residual moisture F ^ (0 % ,,, 15 %) is reached and that the drying cycle ends, the process time, the residual moisture F ^, date, time, Temperature and drying chamber number can be recorded and printed out.
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Zur Durchführung des Verfahrens besteht eine weitere Lösung der Aufgabe in einer Einrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, daß aur Temperaturmessung in der Trockenkammer zwei Meßfühler in unterschiedlicher Trockenkammerhöhe angeordnet sind und daß zur Ermittlung des Feuchtewertes in den Keramikrohlingen in einer Säule des Trockenkammerregales eine elektronische Kraftmeßoinrichtung in Form von elektronischen Druckmeßdosen oder dgl· angeordnet sind und zur Erfassung der Daten ein elektronischer Steuerrechner und quarzgenauer Zeitmesser vorgesehen und mit den meßwertgebenden Einrichtungen und Steuergliedern verbunden sind und daß zur Steuerung der Luft und Umluft sowie der Ventile Motoren und Stellmotoren mit daran angeordneten RUckmeldepotentiometern vorgesehen und mit dem Steuerrechner verbunden sind, und daß zum elektronischen Steuerrechner eine zentrale Verarbeitungseinheit, ein Festwertspeicher für Steuer- und Regelprogramme, ein Variablenspeicher für Steuerdaten, eine Anpassung für eine Tastatur, eine Eingabetastatur, eine Anpassung für eine Bildschirman-8<tüf.;o und Bildschirmanzeige oder (eine Segmentanzeige), ei in· Anpassung für einen Drucker und einen Drucker sowie eine Anpassung für Stellglieder wie Ventile, ■RgIu.L», Motoren, eine Anpassung für Meßwertgeber, HaIbloltorkemperaturfühler, Druckmeßdosen und/oder dgl* Meßwertgeber, gehören»To carry out the method, there is a further solution to the problem in a device that thereby is characterized in that aur temperature measurement in the drying chamber two sensors in different Are arranged drying chamber height and that to determine the moisture value in the ceramic blanks in a Pillar of the drying chamber shelf an electronic force measuring device are arranged in the form of electronic pressure cells or the like and for recording the data an electronic control computer and quartz-precise timepiece provided and with the measuring devices and control members are connected and that for controlling the air and circulating air as well as the valves motors and servomotors with feedback potentiometers arranged on them are provided and connected to the control computer, and that the electronic control computer a central processing unit, a read-only memory for control and regulation programs, a variable memory for Control data, an adaptation for a keyboard, an input keyboard, an adaptation for a screen operator; o and screen display or (a segment display), a in · adaptation for a printer and a printer as well as an adaptation for actuators such as valves, ■ RgIu.L », motors, an adaptation for transducers, half-timber temperature sensors, Pressure cells and / or the like * transducers, belong »
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AusführungsbeispielEmbodiment
An Hand eines in der Zeichnung veranschaulichten AusfUhrungsbeispiels wird die Erfindung näher erläutert.Using an exemplary embodiment illustrated in the drawing the invention is explained in more detail.
Die Zeichnung zeigt ein Blockschaltbild der Steuerrechne rat ruktiir 2 sowie der Trocknungskammer, dargestellt am Beispiel einer !Trocknungskammer 1 mit ihren Meß- und Stelleinrichtungen·The drawing shows a block diagram of the control computer rat ruktiir 2 and the drying chamber using the example of a! drying chamber 1 with its measuring and adjusting devices
Alle bisher bekannten Trocknungsprozesse für Keramikrohlinge wurden meist durch subjektiv unterschiedliche Faktoren und sonstige empirische Werte gesteuert. Von aolchen empirischen Werten lassen sich'aber keine, für eine Automatisierung des Trocknungsprozesses unabdingbar notwendige meßbare Größen ableiten* Eine automatisierte Trocknungst.echnologie ist nur durchführbar, wenn dazu eindeutige Zielparameter und zu deren Erreichung eindeutige Führungspararaeter sowie ein über den gesamten Trocknungsprozeß gültiges konkret meßbares Kriterium geschaffen bzw« meßbar gemacht wird· Für die erfindungsgemäße Trocknungstechnologie für Keramikrohlinge .ist die in den Keramikrohlingen enthaltene 1Folichtigkeitsmenge das meßbare Steuerkriteriura· Seine Größe wird aus dem Gewicht der Keramikrohlinge vom Ein-All previously known drying processes for ceramic blanks were mostly controlled by subjectively different factors and other empirical values. However, none of these empirical values can be used to derive any measurable quantities that are absolutely necessary for the automation of the drying process is created or "made measurable · for the novel drying technology for ceramic blanks contained in the ceramic blanks 1 Folichtigkeitsmenge .is the measurable Steuerkriteriura · Its size is calculated from the weight of the ceramic blanks from input
1 υ- die Trockenkammer 1 während des Trocknungsprooij bis zu dessen Ende, welches aus Gewicht bzw· aus der Crow.iehtsdifferenz zwischen Eingang und Ende bestimmt wird, gomessen♦ Der prozentuale Feuchtegehalt der aus dem Knet- und Formprozeß kommenden Keramikrohlinge ist bekannt und wird als Festwert in den Steuerprozeß mit aufgenommen·1 υ- the drying chamber 1 during the drying process until its end, which is made up of weight or the crowding difference between entrance and end is determined is measured ♦ The percentage moisture content of the the kneading and molding process coming ceramic blanks known and is included in the control process as a fixed value
DIg 'X'roelcaungstechnologie für die Keramikrohlinge wird in drei Phasen durchgeführt· Der Unterschied gegenüber den bekannten mehrphasigen Trocknungstechnologien bestellt darin, daß die erfindungsgemäße Trocknungstechnologie rechnergesteuert, also automatisch durchgeführt wird,The 'X'roelcaung technology for the ceramic blanks is carried out in three phases · The difference compared to the well-known multi-phase drying technologies ordered in that the drying technology according to the invention is computer-controlled, ie carried out automatically will,
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-Jf- 35115631^ -Jf- 3511563 1 ^
Der ersten Trocknungsphase kommt zunächst die Aufgabe KU, die Ausgangswerte für die automatische Steuerung zu bestimmen bzw« zu ermitteln* Zu diesem Zweck werden vor der Befüllung der Trockenkammer 1, d· tu im Zustand der leeren offenen Trocknungskammer 1, alle Meßmittel der Trockenkammer 1 auf ihre Funktionsfähigkeit hin überprüft und der Anfangszustand ermittelt und Über den Steuorreeimer 2 protokolliert, d» h. in einen den Steuerrechner beigeordneten Variablenspeicher 3 eingegeben· Anschließend wird die zur Trocknung vorgesehene Menge Keramikrohlinge in die Trockenkammer 1 eingebracht und daraufhin die Trockenkammer 1 eingeschaltet mit dem Ziel, die eingebrachte Menge der Keramikrohlinge auf eine Temperatur /1 au bringen, wobei kein Luftwechsel erfolgt, d· h· mit der vorhandenen heißen Umluft, die durch Motoren der Umlufteinrichtung 4 mit geeigneten Gebläsen ständig in der Trockenkammer bewegt wird, werden äie Keroniilcrohlinge erwärmt· Gleichzeitig mit der Einschaltung dor Motoren der Umlufteinrichtung 4 wird mit Hilfe einer elektronischen Kraftraeßeinrichtung 5, die zweckmäßigerweise Druckmeßdosen sind, eine automatische Lastermittlung in einem repräsentativen Bereich der Trockenkammer 1 durchgeführt» Aus dem ermittelten Meßwert wird mit Steuerrechner 2 die Anfangsmasse errechnet, dazu die Startzeit ermittelt und alle Werte, durch Eingabe in den Variablenspeicher 3f protokolliert· Die Motoren der Umluft einrichtung 4 für die Umluft in der Trockenkammer 1 werden entsprechend einem Steuerprogramm aus dem Pestwertspeicher 6 zyklisch betrieben· Dieser Vorgang läuft b:is zur automatischen Abschaltung der Trockenkammer 1 durch· Mn der Trockenkammer 1 zugeordneter, nicht dargestellter Wärmetauseher, wird für eine freiprogrammierbare Ste:it t.p dae sich zwischen null Stunden - sieben Stunden bewegen kann, mit einer programmierbaren Leiotmitf P^, die sich zwischen null % und einhundert ?5 bewegen kann, durch das zugeordnete Stellventil V 1 beaufschlagt» The first drying phase has the task of determining or determining the output values for the automatic control their functionality is checked and the initial state is determined and logged via the tax margin bucket 2, ie. entered into a variable memory 3 associated with the control computer · Then the amount of ceramic blanks intended for drying is placed in drying chamber 1 and drying chamber 1 is then switched on with the aim of bringing the amount of ceramic blanks introduced to a temperature / 1 au, with no air change taking place, that is, with the existing hot circulating air, which is constantly moved in the drying chamber by the motors of the circulating air device 4 with suitable fans, the keroniil blanks are heated.Simultaneously with the switching on of the motors, the circulating air device 4 is Load cells are, an automatic load determination is carried out in a representative area of the drying chamber 1 »From the determined measured value the control computer 2 calculates the initial mass, determines the start time and records all values by entering them in the variable memory 3 f Oren of the circulating air device 4 for the circulating air in the drying chamber 1 are operated cyclically according to a control program from the pest value memory 6 This process runs b: is for the automatic shutdown of the drying chamber 1 by Freely programmable Ste: it tp dae can move between zero hours - seven hours, with a programmable Leiotmitf P ^, which can move between zero % and one hundred? 5, acted upon by the assigned control valve V 1 »
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Naoh Ablauf dieser Zeit wird eine programmierbare Leistung P 2, die sich zwischen null % und einhundert % bewegen kann, für den Wärmetauscher eingestellt. Dieser Vorgang wird so lange aufrechterhalten, bis die mittlere Umlufttemperatur der Trockenkammer 1 eine programmierbare Temperatur *y 1, die sich zwischen null und einhundert 0C bewegen kann, erreicht hat. Bei Erreichen dieser Temperatur wird die abgelaufene Prozeßzeit ermittelt, durch Einspeisung in den Variablenspeicher 3 eingeschrieben und protokolliert und in das Steuerregime der zweiten Trocknung®phase Übergegangen«After this time has elapsed, a programmable power P 2, which can vary between zero% and one hundred % , is set for the heat exchanger. This process is maintained until the average circulating air temperature of the drying chamber 1 a programmable temperature * y 1, which can move between zero and one hundred 0 C, has been reached. When this temperature is reached, the elapsed process time is determined, written into the variable memory 3 and logged and transferred to the control regime of the second drying phase «
Das 7/iel der sweiten Trocknungsphase ist die weitere Erwärmung der Keramikrohlinge und die beginnende Feuchteabführung durch gesteuerten Luftwechsel in der Trockenkammer 1· Als Führungsgrö'ße wird der Gradient der Feucht i gimgsabnahme b enut zt ·The 7 / iel sweiten the drying phase is the further heating of the ceramic blanks and the incipient moisture removal by controlled air change in the drying chamber 1 · As Führungsgrö'ße is the gradient of the dampening i gimgsabnahme b ENUT zt ·
Beim Übergang zur zweiten Trocknungsphase wird das Stellventil V 1 auf einen programmierbaren Wert P 2, der sich zwischen null % und einhundert % bewegen kann, eingestellt, die Luftwechseleinrichtung - durch die Stelleinrichtung V 2 - in programmierbaren Schritten S 1, die sich zwischen null % und einhundert % bewegen können, und iüeitintervallen tp, die sich zwischen null und einhundert Minuten bewegen können, so lange weitergeöffnet, bis dor programmierbare Gradient der Feuchteabnahme G 1, der oich in einem Bereich von null bis fünf % Feuchte pro Stunde bewegen kann, erreicht wird· Ab diesem Zeitpunkt, dessen Prozeßzeit durch Einspeisung in den Variablenspeicher 3, protokolliert wird, erfolgt die Verstellung der Stelleinrichtung V 2 durch kleine Schritte mit dem Ziel, den eingestellten Wert für G 1 aufrecht zu erhalten·During the transition to the second drying phase, the control valve V 1 is set to a programmable value P 2, which can vary between zero% and one hundred%, the air exchange device - by the control device V 2 - in programmable steps S 1, which can vary between zero % and can move one hundred % , and time intervals tp, which can move between zero and one hundred minutes, continue to open until the programmable gradient of the decrease in humidity reaches G 1, which can also move in a range from zero to five% humidity per hour From this point in time, the process time of which is logged by being fed into the variable memory 3, the adjustment device V 2 is adjusted in small steps with the aim of maintaining the set value for G 1
Die zweite Trocknungsphase wird dadurch abgeschlossen, daß die vom Steuerrechner 2 errechnete Restfeuchte F/^\ einen programmierbaren Wert F 1, der sich zwischen null und fünfzehn % bewegen kann, erreicht hat·The second drying phase is completed when the residual moisture F / ^ \ calculated by the control computer 2 has reached a programmable value F 1, which can range between zero and fifteen % .
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Dio die Trockenkammer 1 verlassende Feuchtluft wird in o.i η on Abluft schacht über Dach geführt ♦ Die der Trockenkammer 1 zugeführte luft wird einem Kanal - nicht dargestellt - entnommen, in den Abluft der Trockenkammern 1 einfließt, welche sich zu dieser Zeit in der dritten Trocknungsphase befindet und relativ trockene Warmluft abgibt· Die in der Zeichnung gezeigte Trockenkammer 1 gilt symbolisch für eine aus einer Vielzahl bestehender Trockenkammern. Die Prozeßzeit bei Erreichen des Wertes J1 1 wird durch Einspeisung in den Variablen-Speicher 3 protokolliert· Das Ziel der dritten Trocknungsphase ist es, die in den Keramikrohlingen noch vorhandene Restfeuchte diesen Keramikrohlingen relativ schnell zu entziehen und den TrocknungsprozeQ unter energetisch günstigon Bedingungen zu beenden·The humid air leaving the drying chamber 1 is routed into the exhaust air shaft over the roof ♦ The air supplied to the drying chamber 1 is taken from a duct - not shown - into which the exhaust air from the drying chamber 1 flows, which is in the third drying phase at this time and emits relatively dry warm air · The drying chamber 1 shown in the drawing symbolically applies to one of a large number of drying chambers. The process time when the value J 1 1 is reached is recorded by feeding it into the variable memory 3. The aim of the third drying phase is to remove the residual moisture that is still present in the ceramic blanks relatively quickly and to carry out the drying process Q under energetically favorable conditions break up·
Beim Übergang in diese dritte Trocknungsphase werden das Ventil V 1 auf einen programmierbaren Wert P 3, der sich »wischen null und einhundert % bewegen kann, und die Stelleinrichtung zum Luftwechsel V 2 auf die Stellung L 2, die sich zwischen null und einhundert % bewegen kann, <?ingoatellt»During the transition to this third drying phase, the valve V 1 is set to a programmable value P 3, which can range between zero and one hundred % , and the setting device for air exchange V 2 is set to position L 2, which can range between zero and one hundred % can, <? ingoatellt »
Mit diesen Parametern wird der Trocknungsprozeß fortgesetzt bis die berechenbare Restfeuchte der Keramikrohlrhige ü.Gn im Festwertspeicher 6 programmierbaren Wert F 2, der sich zwischen null und fünfzehn % bewegen kann, ρπμό rieht ist» Danach wird das Ventil V 1 auf null % gesteuert und der Trocknungsprozeß fortgesetzt, bis die Ro ntfeuchtο P 3, die sich zwischen null und fünfzehn % bowv!gen kann, erreicht wird·With these parameters the drying process is continued until the calculable residual moisture of the ceramic tubes above GN in the read-only memory 6 is programmable value F 2, which can range between zero and fifteen % , ρπμό richt »Then the valve V 1 is controlled to zero% and the The drying process continues until the red moisture P 3, which can vary between zero and fifteen % , is reached.
Damit wird, der Trocknungszyklus beendet, die Prozeßzeit, die Restfeuchte 3? 3, Datum, Uhrzeit, Temperatur und Trockenkammernumraer durch Eingabe in den Variablen-Speicher 3 protokolliert und anschließend der Gesamtablauf des» Trocknungsprozesses auf dem Drucker oder dgl# 7 ausgedruckt»This ends the drying cycle, the process time, the residual moisture 3? 3, date, time, temperature and drying chamber umraer by entering them in the variable memory 3 is logged and then the entire process the »drying process printed out on the printer or similar # 7»
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Die Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens besteht aus zwei Meßfühlern 8, die in unterschiedlicher Irokkenkammerhöhe in der !Trockenkammer 1 angeordnet sind· Als Meßfühler werden Widerstandsthermometer P3? 100 oder Siliziumdioden, deren UF (tP"1) ausgewertet wird oder der ; spezifische Halbleitertemperaturfühler B 511 angewendet· Zur Ermittlung des Feuchtewertes in den Keramikrohlingen in der Trockenkammer 1 ist in einer Säule des Trockenkajnmerragals - nicht dargestellt - eine Kraftmeßeinrichtung 5 in Form elektronischer Druckraeßdosen angeordnet ·The device for carrying out the method consists of two measuring sensors 8, which are arranged at different heights in the mohawk chamber in the drying chamber 1. Resistance thermometers P3? 100 or silicon diodes, the UF (tP " 1 ) of which is evaluated or the specific semiconductor temperature sensor B 511 applied · To determine the moisture value in the ceramic blanks in the drying chamber 1, a force measuring device 5 in the form of electronic pressure cells is located in a column of the drying chamber ragal - not shown arranged
Vor dem Besatz der Trockenkammer 1 mit Keramikrohlingen wird die statische Stützlast Mst der Säule bestimmt und nach dom Besatz mit Keramikrohlingen die Bruttomasse ISm als elektrische Größe gemessen· Während des Trocknungsprofeosses erfolgt die laufende Erfassung der um die Masse der abgeführten Feuchtigkeit verringerten Anfangsmasso· Da die Anfangsfeuchte fA bekannt ist, wird durch den, Steuerrechner 2 der aktuelle Feuchteanteil fp errechnet. Zur Steuerung der Luft und Umluft sind symbolisch dargestellte Ventile 9 und 10 sowie Umlufteinrichtung 4 vorgesehen. An den Stellmotoren sind Rückm<?Idepotentiometer - nicht dargestellt - angeordnet und m;it dem Steuorrechner 2 verbunden· Before the drying chamber 1 is filled with ceramic blanks, the static support load Mst of the column is determined and, after the filling with ceramic blanks, the gross mass ISm is measured as an electrical quantity fA is known, the control computer 2 calculates the current moisture content fp. To control the air and circulating air, valves 9 and 10 and circulating air device 4, shown symbolically, are provided. On the servomotors are Rück m <? Idepotentiometer - not shown - arranged and connected to the control computer 2
Bum elektronischen Steuerrechner 2 gehört eine zentrale Vororbeitungseinheit 11, ein Festwertspeicher 6, in den die Programme mit einer (Tastatur 12 über eine Anpassung 13 und die zentrale Verarbeitungseinheit 11 eingespeist werden· Einen Variablenspeicher 3, in den die Zwischenwerte von der zentralen Verarbeitungseinheit 11 und Steuerdaten sowie die Protokolle eingetragen und am Schluß dos (Procknungsprozesses über eine Anpassung 14 für einen Fernschreiber oder dgl· Drucker 7 durch eben diesen Fernschreiber oder dgl· Drucker 7 ausgedruckt werden.Bum electronic control computer 2 belongs to a central one Vororbeitungseinheit 11, a read-only memory 6, in the the programs with a (keyboard 12 via an adaptation 13 and the central processing unit 11 are fed · A variable memory 3, in which the intermediate values from the central processing unit 11 and Tax data as well as the logs entered and on Final dos (forecasting process about an adjustment 14 for a teleprinter or similar printer 7 is printed out by precisely this teleprinter or similar printer 7 will.
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Eine Anpassung 15 für Bildschirraanzeige und eine Bildschirmeinheit 16«A screen display adapter 15 and a screen unit 16 «
Zum Steuerrechner 2 gehören noch eine Anpassung 17 für Stellglieder wie Ventile 9 und 10 und Umlufteinrichtung 4 QowxQ eine Anpassung 18 für Meßwertgeber wie Kraftmeßeinrichtungen 5, Meßfühlern 8 oder dgl· Meßwertgeber,The control computer 2 also includes an adaptation 17 for actuators such as valves 9 and 10 and air circulation device 4 QowxQ an adaptation 18 for measuring transducers such as force measuring devices 5, measuring sensors 8 or the like measuring transducers,
Die Punktionssteuerung durch den Steuerrechner 2 ist so programmiert und eingerichtet, daß bei jeder Ansteuerung eines Stellmotors eine Rückmeldung erfolgt, dio durch das mit dem Stellventil verbundene Potentiometer - nicht dargestellt - unterschiedlich in ihrem Pegel ist und von der zentralen Verarbeitungseinheit ausgewertet wird·The puncture control by the control computer 2 is programmed and set up so that with each activation of a servomotor, a feedback is given by the potentiometer connected to the control valve - not shown - is different in their level and from the central processing unit is evaluated
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Verzeichnis der verwendeten Bezugszeichen List of the reference symbols used
1 (Trockenkammer1 (drying chamber
2 Steuerrechner2 tax calculators
3 Variablen-Speicher3 variable memories
4 Umlufteinrichtung4 air circulation device
5 Kraftmeßeinrichtung5 force measuring device
6 Festwertspeicher6 read-only memories
7 Fernschreiber oder dgl· Drucker 7 teleprinter or similar printer
8 Meßfühler8 sensors
9 Ventile V 19 valves V 1
10 Stelleinrichtung V 210 control device V 2
11 Zentrale Verarbeitungseinheit11 Central processing unit
12 Tastatur1 2 keyboard
13 Anpassung für Tastatur13 Customization for keyboard
14 Anpassung für Fernschreiber14 Adaptation for teleprinters
15 Anpassung für Bildschirmanzeige15 Adjustment for On-Screen Display
16 Bildschirmeinheit16 display unit
17 Anpassung für Stellglieder 10 Anpassung für Meßwertgeber17 Adaptation for actuators. 10 Adaptation for transducers
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