Способ сушки преимущественно керамических изделий и устройство для его осуществления Советский патент 1989 года по МПК F27B9/00 C04B33/30 

Изобретение относится к производству строительных материалов, в частности к технологии производства керамических изделий, например глиняного кирпича, а именно к технике сушки кирпича.

Цель изобретения - повышение производительности, экономичности и качества изделий.

На фиг.1 показано устройство, общий вид; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - разрез Б-Б на фиг.1; на фиг.4 - разрез В-В на фиг.1; на фиг.5 - разрез Г-Г на фиг.З; на фиг.6 - разрез Д-Д на фиг. 1 .

Устройство содержит туннельную камеру 1 с примыкающими к ней с двух сторон запредельными волноводами 2, препятствующими утечке СВЧ-энергии в окружающее пространство, с загрузочными 3 и разгрузочными 4 окнами, размещенный по длине туннельной камеры 1 транспортер 5 с роликоопорами 6 транспортной ленты 7, вводы 8 СВЧ- энергии, источник 9 газообразного теплоносителя, включающий, например, воздуходувку 10 и калорифер 11, с подводящим теплоноситель в туннельную камеру 1 трактом 12, выполненным разветвленным. При этом ветвь 13 тракта рассредоточено присоединена к выходной части 14 туннельной камеры 1 посредством присоединенной к ней секции 15 с окнами 16 переменного сечения с возрастанием послед- него к разгрузочному окну 4 начиная, например, от поперечной оси симметрии туннельной камеры 1. Противоположно секции 15 установлена секция 17 для приема продуктов сушки с патрубком 18 для отвода наружу продуктов сушки и трубопроводом 19 с регулируемым сечением, подсоединенным к запредельному волноводу 2 с загрузочным окном 3, для рециркуляции отработанного теплоносителя.

Другая ветвь 20 тракта 12 снабжена трубопроводом 21 с регулируемым сечением для подачи в ветвь 20 пара и присоединена также к запредельному волноводу 2 с загрузочным окном 3, а со стороны последнего установлена воздуходувка 22, напорный трубопровод 23 который тангенциально подсоединен к запредельному волноводу 2 под острым углом к продольной оси туннельной камеры 1.

Роликоопоры 6 транспортерной ленты 7 снабжены диаметрально расположенной в их теле пластиной 24 в

виде шестигранника.

Внутренняя полость 25 запредельного волновода 2 с загрузочным окном 3 снабжена расположенными по образующей волновода ребрами 26.

В секции 15 для подвода в туннельную камеру 1 теплоносителя в поперечном направлении и в секции 17 для отвода из туннельной камеры 1 продуктов сушки установлены параллельно друг другу ребра 27 из материала с высокой поглощающей СВЧ-энер- гию способностью, например из феррита.

Кроме того, в секции 17 для отвода продуктов сушки установлено устройство 28, например тепловая труба, для утилизации неиспользованного тепла, генерируемого СВЧ электромагнитными волнами, а также исполь зуемого в качестве балластной нагрузки, соединенное с секцией 15 для подвода в туннельную камеру 1. При этом ребра 27 и устройство 28 конструктивно совмещаются. Такие же ребра 27 установлены в напорном трубопроводе 23.

Устройство работает следующим образом.

В туннельную камеру 1 с примыкающими к ней с двух сторон запредельными волноводами 2, препятствующими утечке СВЧ-энергии в окружающее пространство, через загрузочное окно 3 транспортером 5 с роликоопорами 6

транспортной ленты 7, выполненными из радиопрозрачного материада, подают влажный глиняный кирпич, который непрерывно перемещается в туннельной камере 1 от загрузочного окна 3 к

разгрузочному окну 4. С помощью

вводов 8 СВЧ-энергии, мощность которых по длине туннельной камеры 1 формируют по параболическому закону, например в начале и в конце камеры

устанавливают менее мощные источники СВЧ-энергии, а на поперечной оси симметрии туннельной камеры 1 - максимальной мощности, производят сушку кирпича. При этом интенсивное испарение влаги происходит со всего объема кирпича.

Для предотвращения трещинообразо- вания и искажения геометрии кирпича от начала воздействия СВЧ-поля с

меньшим энергетическим потенциалом до воздействия СВЧ-поля с максимальным энергетическим потенциалом (от начала туннельной камеры до ее поперечной оси симметрии) создают высокую относительную влажность, обеспечивающую пластичность верхних слоев кирпича, Через этот слой интенсивно отводится влага в виде пара (эф- фект гейзера), а также свободная влага за счет поршневого эффекта. Пластичность верхних слоев предотвращает развитие в кирпиче объемно-напряженного состояния.. Описанный меха- низм перемещения влаги из внутренних слоев кирпича в верхние его слои способствует формированию в последни высокой пористости.

В первый период от начала сушки до достижения максимального значения СВЧ-энергии удаляется 70-90% влаги из кирпича за счет ее удаления из внутренних слоев кирпича. Удаление остальной влаги из верхних слоев и ее остатка из внутренних слоев осуществляется во второй период сушки - от максимального значения СВЧ-энергии до разгрузочного окна 4 (выходная часть 14 туннельной камеры 1 , где создается высокая температура и низкая относительная влажность с помощью источника 9 газообразного теплоносителя (воздуходувки 10 и калорифера 11) , Теплоноситель рассредоточение подают в поперечном движению изделия направлении ветвью 13 тракта 12 в выходную часть 14 туннельной камеры 1 посредством присоединенной к ней секции 15 через окна 16. Продукты сушки через секцию 17 и патрубок 18 отводятся наружу, я. часть их посредством трубопровода 19 с регулируемым сечением подают на рециркуляцию - используют для образования влажной среды в первом периоде сушки.

Для образования от загрузочного окна 3 до поперечной оси симметрии среды с высокой относительной влаж- ностью и побуждения движения продуктов сушки вдоль туннельной камеры 1 к выходной ее части 14 устройство снабжено также ветвью 20 тракта 12 с трубопроводом 21 с регулируемым сечением для подачи в ветвь 20 пара и воздуходувкой 22 с напорным трубопроводом 23. Всасываемый воздуходувкой 22 воздух в напорном трубопрово

JQ

20 25 30 0 д

п

35

5

де 23 смешивают с теплоносителем, подаваемым соответственно трубопроводами 19 и 21. Тангенциальное подсоединение упомянутых трубопроводов к напорному трубопроводу 23, а также тангенциальное и под углом 90° относительно продольной оси туннельной камеры 1 присоединение напорного трубопровода 23 к запредельному волноводу 2 с загрузочным окном 3 и выполнение внутренней поверхности запредельного волновода 2 с ребрами 26 по образующей волновода способствуют эффективному смешиванию засасываемого воздуходувкой 22 воздуха, рециркулята, основного теплоносителя и пара, экономичному при- готовлению в первый период сушки устройства требуемой в ней относительной влажности и температуры среды, вследствие чего наиболее полно используются ресурсы устройства.

Длительность процесса сушки устанавливается в зависимости от скорости транспортировки изделий или длины туннельной камеры.

Равномерное распределение энергии по ширине транспортной ленты, повышение концентрации электромагнитного поля в теле кирпича, стабильное сохранение структуры поля, а вследствие этого и более эффективная термообработка кирпича достигают- ся за счет вращения металлических элементов (пластин 24), конструктивно совмещенных с роликоопорами 6 (в одном элементе совмещено две функции) и размещенных друг от друга на расстоянии, равном длине волны, равном длине волны.

Причем упомянутый эффект еще более усиливается в зоне воздействия , максимальной мощности СВЧ-источника (у поперечной оси симметрии туннельной камеры) за счет размещения вращающихся пластин 24 на расстоянии друг от друга, равном половине длины волны.

Утилизацию непоглощенной кирпи- чем СВЧ-энергии в процессе сушки или в случае нарушения режима подачи кирпича осуществляют параллельно размещенными в секциях 15 и I7 и напорном трубопроводе 23 ребрами 27, выполненными из поглощающего СВЧ-энергию материала, а распределение утилизированного тепла от воздействия СВЧ- энергии между секциями 15 и 17

(отбор тепла ич секции 17 и подачу его в секцию 15) производят с помощью устройства 28, например тепловой трубы, совместно с ребрами 27.

Пример, Производят сушку одинарного глиняного кирпича размером пластического прессования с помощью предлагаемого устройства,- Конструкция устройства позволяет повышать долю газообразного теплоносителя или СВЧ-энергии, изменять мощность и диаграмму распределения последней по длине туннельной камеры, варьировать технологическими параметрами процесса сушки (температурой и относительной влажностью среды в туннельной камере, расходом и направлением подачи в нее теплоносителя, продолжительностью сушки в диапазоне 5-20 мин за счет изменения скорости транспортной ленты и длины туннельной камеры). Исходные условия сугаки следующие: кирпич подвергают сушке комплексным теплоносителем (нагретым воздухом в СВЧ электромагнитном поле). При этом доля СВЧ- энергии при энергообеспечении процесса сугаки составляет 90% и ее величина от начала до завершения сушки формируется по параболическому закону, т.е. в начале и в конце туннельной камеры мощностью СВЧ-энергии меньше, чем в средней ее части (в области поперечной оси симметрии туннельной камеры)-.

Со стороны загрузочного окна . вдоль туннельной камеры до ее поперечной оси симметрии подают теплоноситель с температурой 25 С и относительной влажностью 95%. Расход это1- го теплоносителя постоянный, а его скорость от загрузочного окна до поперечной оси симметрии туннельной камеры составляет 0,2 м/с. После поперечной оси симметрии туннельной камеры, т.е. после максимальной величины СВЧ-энергии, нагретый до 60 С теплоноситель (воздух) подают в поперечном направлении (перпендикулярно продольной оси туннельной камеры) относительная влажность от матссималь ной мощности СВЧ-энергии (от поперечной оси симметрии туннельной камеры) до конца туннельной камеры снижается по экспоненте: 95,. 60, 40, 30, 20, 15, 13, 16, 10, 7 и 5%. Энергообеспечение процесса сушки обеспечи780206

вают подачей 90% СВЧ-энергии и 10% теплоносителя.

Результаты проверки характеристик предлагаемого способа приведены в таблице (значения показателей среднеарифметические) .

Предлагаемый способ обеспечивает существенное увеличение производи- 10 тельности при сопоставимых затратах. Одновременно повышаются структурно- механические свойства высушенного кирпича за счет увеличения прочностных показателей, существенно снижа- 15 ется количество брака за счет снижения трещиноватости и искажения геометрии кирпича, сокращаются занимаемые устройством производственные площади.

20

Формула изобретения

1.Способ сушки преимущественно керамических изделий, включающий

удаление влаги газообразным теплоносителем и обработку их СВЧ-электро- магнитным полем, отличающий- с я тем, что, с целью повышения производительности, экономичности и

качества изделий, доля ,СВЧ-энергии составляет 80-95% от общего количества теплоносителя, при этом ее интенсивность от начала сугаки изменяют по параболическому закону, а газообразный теплоноситель от начала сушки до достижения максимального значения СВЧ-электромагнитного iqjia подают с относительной влажностью 75-И5Ь% и температурой 1545 °С без увеличения расхода теплоносителя, после чего теплоноситель подают в поперечном движению изделий направлении и создают положительный градиент температуры, а относительную влажность при этом уменьшают по экспоненте.

2.Устройство для сушки преимущественно керамических изделий, содержащее туннельную камеру с примыкающими к ней с двух сторон запредельными волноводами, с загрузочным и разгрузочным окнами, размещенный по длине камеры транспортер с роли- коопорами транспортерной ленты, источник СВЧ-энергии с выполненными по длине туннельной камеры окнами свя- зи и воздуходувку, отличающееся тем, что выходная часть туннельной камеры снабжена с одной

стороны газораспределительной секцией с источником газообразного теплоносителя, противоположно которой расположена секция отвода продуктов сушки с трубопроводом рециркулята, при этом газораспределительная секция со стороны туннельной камеры выполнена с окнами переменного сечения с увеличением последнего в направлении движения изделия, причем источник газообразного теплоносителя и трубопровод рециркулята подсоединены к напорному трубопроводу воздуходувки, который подключен к запредельному волноводу тангенциально.

3.Устройство по п.2, отличающее с я тем, что роликоопоры транспортерной ленты снабжены диаметрально расположенной в их теле пластиной в виде шестигранника.

4.Устройство по п. 2, отличающееся тем, что внутренняя полость запредельного волновода на входе туннельной камеры снабжена расположенными по образующей ребрами.

5.Устройство по п. 2, о т л и г чающееся тем, что газораспределительная секция и секция отвода продуктов сушки снабжена установленными перпендикулярно продольной оси туннельной камеры ребрами, причем секция отвода продуктов сушки дополнительно снабжена теплоутилизирующим

устройством, например тепловой трубой, соединенным с газораспределительной секцией.

6.Устройство по п.2, о.т л и - чающееся тем, что напорный тракт воздуходувки, сопряженный с запредельным волноводом со стороны загрузочного окна, выполнен конусообразной формы с основанием в виде эллипса, а больший диаметр эллипса совмещен с образующей запредельного волновода.

7.Устройство по п.2, о т л и 5 чающееся тем, что трубопроводы для подачи основного теплоносителя и рециркулята тангенциально подсоединены к напорному тракту воздуходувки, установленной со стороны

0 загрузочного окна, и расположены взаимно противоположно со смещением по диаметру сечения тракта.

8.Устройство по п.2, о т л и - 5 чающееся тем, что напорный

тракт воздуходувки, установленной со стороны загрузочного окна, снабжен расположенным в основании конусообразного напорного тракта возду- 0 ходувки насадком в виде параллельно установленных ребер.

9.Устройство по п.2, о т л и ч а- ю щ е е с я тем, что ребра выполнены из феррита.

Изобретение относится к производству строительных материалов ,в частности, к технологии производства керамических изделий, конкретно к технике сушки глиняного кирпича. Изобретение позволяет повысить производительность, экономичность и качество изделий. Сушка керамических изделий производится в туннельной камере 1, оборудованной механизмом для непрерывной транспортировки вдоль камеры изделий и имеющей вводы 8 СВЧ-энергии, и газообразного теплоносителя, под действием которых осуществляется сушка керамических изделий, при этом в первый период сушки действие СВЧ-энергии сопровождается с подачей влажного теплоносителя, во второй период - с подачей сухого теплоносителя. СВЧ-энергия распределяется по параболическому закону, а ее доля от общего количества теплоносителя составляет 80-95%. 2 с. и 7 з.п. ф-лы, 1 табл., 6 ил.

Доля СВЧ-энергии для энергообеспечения процесса комбинрованной сушки глиняного кирпича (СВЧ-энергия и газообразный теплоноситель при относительной влажности 75- 95%, температуре 15-45°С в 1-й половине туннельной камеры и 60-150°С во 11-й ее половине), %

75 80 85 90 95 100

18 21 20 22 20 17

50

63

60

60

61

48

1300 1290 1294 1290 1290 1300

f

Относительная влажность сред в 1-й половине устройства со стороны загрузочного окна пр доле СВЧ-энергии 80-95%, температуре среды 15-45°С и 60- во 11-й половине устройств a, J5

70

75

85

90

95

100

Температура среды в 1-й половине устройства,°С, при доле СВЧ-энергии 80-95%, относительной влажности этой среды 75-95% и температуре среды во половине установки 60-1500°С

Фиг.5

Составитель Л.Мацук Редактор И.Дербак Техред М. Ходанич

Заказ 2351/39

Тираж 533

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Продолжение таблицы

: г ГТГППЕ:

17 23 20 22 21 18

48 63 60 59 61 51

1300 1287 1291 1290 1290 1300

&А. &

Фаг.б

Корректор И.Муска

Подписное