Способ сушки преимущественно керамических изделий и устройство для его осуществления

Способ сушки преимущественно керамических изделий и устройство для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

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.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„, 1478020

А1 в."ес

"ATEHT1!3Б БД,л

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4243922/29-33 (22) 09. 03. 87 (46) 07.05.89. Бюл. 9 17 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт IID очистке технологических газов, сточных вод и использованию вторичных энергоресурсов предприятий черной металлургии (72) А.П Ищенко, О.В. Цыбочкин, В.Ф. Обозный, А.Б. Кононов и С.К. Мэн (53) 666.3.041 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 71841, кл. Р 26 В 3/347, 1947.

Архангельский И.С., Девяткин И.И.

Сверхвысокочастотные нагревательные установки для интенсификации технологических процессов. — Изд-во Саратовского ун-та, 1 983, с. 131. (54) СПОСОБ СУШКИ ПРЕИМУЩЕСТВЕННО

КЕРАМИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ И УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

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 тепло. носителя составляет 80-95_#_. 2 с. и 7 з.п. ф-лы, б ил..1 табл.

1478020

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.! показано устройство, общий вид; на фиг.2 — разрез А-А на фиг.l; на фиг.3 — разрез Б-Б на фиг.l; на фиг.:4 — разрез В"В на фиг ° 1; на фиг.5 — разрез Г-Г на 15 фиг.3; на фиг.6 - разрез Д-Д на фиг.1 ..

Устройство содержит туннельную камеру 1 с примыкающими к ней с двух сторон запредельными волноводами 2, 20 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 СВЧэнергии, источник 9 газообразного теплоносителя, включающий, например, воздуходувку 10 и калорифер 11, с подводящим теплоноситель в туннель- 30 ную 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 l. Противопо 4 ложно 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 тру- 55 бопровод 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-энергию 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 используемого 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 материала, 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 l.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 трещинообразования и искажения геометрии кирпича от начала воздействия СВЧ-поля с

1478020

40 меньшим энергетическим потенциалом до воздействия СВЧ-поля с максимальным энергетическим потенциалом (от начала туннельной камеры до ее попе5 речной оси симметрии) создают высокую относительную влажность, обеспечивающую пластичность верхних слоев кирпича. Через этот слой интенсивно отводится влага в виде пара (эффект гейзера), а также свободная влага за счет поршневого эффекта. Пластичность верхних слоев предотвращает развитие в кирпиче объемно-напряженного состояния. Описанный механизм перемещения влаги из внутренних слоев кирпича в верхние его слои способствует формированию в последних 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 дь разгрузочного окна 4 выходная часть 14 туннельной камеры 1), 30 где создается высокая температура и низкая относительная влажность с ,помощью источника 9 газообразного теплоносителя 1воздуходувки 10 и калорифера 11) . Теплоноситель рассредоточенно подают в поперечном движению изделия направлении ветвью

13 тракта 12 в выходную часть 14 туннельной камеры I посредством присоединенной к ней секции 15 через окна 16. Продукты сушки через секцию 17 и патрубок 18 отводятся наружу, а 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 влажностью и побуждения движения продуктов сушки вдоль туннельной камеры 1 к выходной ее части 14 устройство снабжено также ветвью 20 тракта 12 с трубопроводом 31 с регулируемым

55 сечением для подачи в ветвь 20 пара и воздуходувкой 22 с напорным трубопроводом 23. Всасываемый воздуходувкой 22 воздух в напорном трубопроводе 23 смешивают с теплоносителем, подаваемым соответственно трубопроводами 19 и 21. Тангеыциальное подсоединение упомянутых трубопроводов к .напорному трубопроводу 23, а также тангенциальное и под углом (90 относительно продольной оси туннельной камеры 1 присоединение напорного трубопровода 33 к запредельному волноводу 2 с загрузочным окном 3 и выполнение внутренней поверхности запрецельного 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 скорос-, ти транспортировки изделий или длины туннельной камеры.

Равномерное распределение энергии по ширине транспортной ленты, повышение концентрации электромагнитного поля в теле кирпича, ста-. бильное 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 кирпичем СВЧ-энергии в процессе сушки или в случае нарушения режима подачи кирпича осуществляют параллельно размещенными в секциях 15 и 17 и напорном трубопроводе 23 ребрами 27, выполненными из поглощающего СВЧ-энергию материала, а распределение утилизированного тепла от воздействия СВЧэнергии между секциями 15.и 17

14780?О

35

45

55 (отбор телла из секции 17 и подачу

er o н секции 15} производят с помощьи устройства 28> например тепловой трубы, совместно с ребрами 27.

Пример. Производят сушку одинарного глиняного кирпича размером 250<120л65 пластического прессования с помощью предлагаемого устройства; Конструкция устройства позволяет повышать доли 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 сушки следующие: кирпич подвергают сушке комплексным теплоносителем (нагретым воздухом в СВЧ электромагнитном поле). При этом доля СВЧэнергии при энергообеспечении процесса сушки 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 к амеры)..

Со стороны загрузочного окна . вдоль туннельной камеры до ее поперечной оси симметрии подают теплоноситель с температурой 25 С и относительной влажностью 95 . Расход этого теплоносителя постоянный, à 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 вес личины СВЧ-энергии, нагретый до 60 С теплоноситель (воздух) подают в поперечном направлении (перпендикулярно продольной оси туннельной камеры); относительная влажность от максимальной 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 обеспечнваит подачей 90 СВЧ-энергии и 1О теплоносителя.

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

Предлагаемый способ обеспечивает существенное увеличение производительности при сопоставимых затратах.

Одновременно повышаются структурномеханические свойства высушенного кирпича за счет увеличения прочностных показателей, существенно снижается количество брака за счет снижения трещиноватости и искажения геометрии кирпича, сокращаются занимаемые устройством производственные площади.

Формула изобретения

1. Способ сушки преимущественно керамических изделий, включающий удаление влаги газообразным теплоносителем и обработку их СВЧ-электромагнитным полем, о т л и .ч а ю щ и йс 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 сушки изме" няют по параболическому закону, а газообразный теплоноситель от начала сушки до достижения максимального значения СВЧ-электромагнитного поля подают с относительной влажностью 75-ИГО% и температурой 15"

45 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 запре" дельными волноводами,. с загрузочным и разгрузочным окнами, размещенный по длине камеры транспортер с роликоопорами транспортерной ленты, источник СВЧ-энергии с выполненными по длине туннельной камеры окнами свя. зи и воздуходувку, о т л и ч а ющ е е с я тем, что выходная часть туннельной камеры снабжена с одной

1478020

100

120000

0,8

0,3

0;3

0,23

0,3

1,8

18

21

22

63

61

1294

1300 стороны газораспределптельной секцией с источником газообразного теп лоносителя, 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 10 направлении движения изделия, причем источник газообразного теплоносителя и трубопровод рециркулята подсоединены к напорному трубопроводу воздуходувки, который подключен к зап- 15 редельному волноводу тангенциально.

3. Устройство по п.2, о т л и ч аю щ е е с я тем, что роликоопоры транспортерной ленты снабжены диаметрально расположенной в их теле 20 пластиной в виде шестигранника;

4. Устройство по п. 2, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что внутренняя полость запредельного волновода на входе туннельной камеры снабжена рас- 25 положенными по образующей ребрами.

5. Устройство по п. 2, о т л и .ч а ю щ е е с я тем, что газораспределительная секция и секция отвода продуктов сушки снабжена установлен- 30 ными перпендикулярно продольной оси туннельной камеры ребрами, причем секция отвода продуктов сушки дополнительно снабжена теплоутилизирующим

Лризнаки предлагаемого способа

Доля СВЧ-энергии для энергообеспечения процесса комбини" рованной сушки глиняного кирпича (СВЧ-энергия и газообразный теплоноситель при относительной влажности 75953, температуре 15-45 С в

1-й половине туннельной ка меры и 60-150 С во II-й ее половине), 7. устройством, например тепловой трубой, соединенным с газораспределительной секцией.

6. Устройство по п.2, о. т л и— ч а ю щ е е с я 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— ч а ю щ е е с я тем, что трубопроводы для подачи основного теплоносителя и рециркулята тангенциально подсоединены к напорному тракту воздуходувки, установленной со стороны загрузочного окна, и расположены взаимно противоположно со смещением по диаметру сечения тракта.

8. Устройство по п.2, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что напорный тракт воздуходувки, установленной. со стороны загрузочного окна, снабжен расположенным в основании конусообразного напорного тракта воздуходувки насадком.в виде параллельно установленных ребер.

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

1478020

Продолжение таблицы

2 3 ( (Г

Относительная влажность среды в 1-й половине устройства со стороны загрузочного окна при доле СВЧ-энергии 80-95%, тем пературе среды 15-45 С и 60150 0 во II-й половине устройства,Я

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

120000

1,3

0,24

0,3

0,3

0,28

1,5

17

23

22

21

48

63

59

61

1287

1291

1300

120000

1,7

0,33

0,27

0,3

1,8

16

21

46

62

1293

1291

1300

А-А 7

В-8

Фиа Ф

Д Я»

Г-/

Фий

Составитель Л.Мацук

Редактор И.Дербак Техред M. Ходанич

Ф

Корректор И, Муск а

Заказ 2351/39 Тираж 533

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãîðîä, ул. Гагарина,101