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Verfahren und Vorrichtung zur trockenen Destillation oder Erhitzung verschiedener Stoffe in dünner Schicht.
Beim Betrieb zur Erhitzung verschiedener Stoffe behufs trockener Destillation oder dgl. verwendeter Einrichtungen (stehender oder liegender Retorten, Schachtöfen usw) macht sich der nachteilige Umstand gelten, dass einerseits infolge der äusserst schlechten Wärmeleitungsfähigkeit der zu behandelnden Stoffe, sowie der dieselben umgebenden Dampf-oder Gasschichten. andererseits infolge der im Grossbetrieb bei den erwähnten Vorrichtungen unvermeidlichen grossen Schichtenstärken des Materiales die Wärmeeinführung in den Apparat eine äusserst unvollkommene, d. h. die pro Flächen-und Zeiteinheit in die Vorrichtung einführbare Wärmemenge und somit die Leistungsfähigkeit der Vorrichtung eine unverhältnismässig geringe ist. Die daraus folgenden
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der zu behandelnden Stoffe.
Bei Vergrösserung der Dimensionen der Vorrichtungen im Grossbetrieb werden diese Nachteile noch mehr fühlbar, indem behufs Verstärkung der Wärmeeinführung die Anwendung übermässig hoher Temperaturen notwendig wird. was unter anderm auch die
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und die lanipulationskosten vergrössert. Zur Vermeidung dieser Nachteile wurden schon zahlreiche Versuche gemacht, welche meistens die Verminderung der Materialschichtenstärke bezweckten.
Mit der Verringerung der Schichtenstärke wurde die Wärmeeinführung zwar verbessert, die Dimensionen der Vorrichtungen konnten jedoch trotzdem nicht vergrössert werden, da die Schichtenstärke mit. den übrigen Massen der Apparate in gleichem Verhältnisse wachsen musst. Bei anderen derartigen Vorrichtungen, welche auf ununterbrochenen Betrieb eingerichtet waren, rief die dünne Schichte ein oftmaliges Steckenbleiben des Materiales hervor, wodurch
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Den Gegenstand vorliegender Erfindung bilden nun ein Verfahren und eine Vorrichtung.
bo welchen alle diese Nachteile vermieden sind und mittels welchen bei bestmöglicher Wärme-
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Erhitzung des Materiales und ohne dass einzelne Teile desselben-was bei gewissen Prozessen von besonderer Wichtigkeit ist-über eine gewisse regelbare Grenze erhitze würden. Dabei können die Dimensionen der im übrigen auf ununterbrochenen Betrieb eingerichteten Vor- richtung beliebig vergrössert werden, ohne dass die Vollkommenheit der Wärmeeinleitung oder die Sicherheit des ununterbrochenen Betriebes gefährdet würde. Ein weiterer Vorteil besteht darin. dass kleinkörnige, sogar staubförmige Körper mit gleicher Vollkommenheit verarbeitet werden können.
Das Verfahren besteht darin, dass das zu erhitzende oder zu destillierende Material, welches in einem zwischen zwei vertikal oder mit steiler Neigung stehenden, parallel oder nahezu parallel
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gebracht wird, dadurch unter Mitwirkung seines Eigengewichtes im gleichmässigen Strom durch die Vorrichtung durchgeführt wird, dass eine oder beide der das Material begrenzenden Flächen
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in entsprechender Bewegung gehalten werden. Diese Bewegung ist eine derartige, dass dadurch das Steckenbleiben des durch sein Eigengewicht herabsinkenden Materiales verhindert und das Vordringen desselben im gewünschten Masse selbsttätig bewerkstelligt wird. Die Bewegung kann eine drehende, schwingende, hin und her gehende oder eine beliebige Kombination derselben sein.
Das Einfüllen und Entleeren des Materiales kann mittels beliebiger mechanischer Füllund Entleervorrichtungen erfolgen. Die Erhitzung erfolgt von aussen auf beliebige Weise.
Zur Durchfihrung dieses Verfahrens sind naturgemäss mannigfach gestaltete Vorrichtungen geeignet, deren gemeinsames kennzeichnendes Merkmal darin besteht, dass durch zwei vertikal
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Gestalt eines aufrechtstehenden flachen prismatischen Kastens mit seitwärts oder auf und ab beweglichen Seitenwänden oder eines prismatischen Mantels mit ähnlich geformtem Einsatze, wobei der Einsatz oder der Mantel auf und ab beweglich angeordnet ist. Ebenso kann die Vorrichtung die Gestalt einer Drehungsssäche (z. B. Zylinder-, Kegelfläche usw.) mit konzentrisch eingesetztem ähnlich geformtem Einsatz haben, wodurch ein ringförmiger Schacht gebildet wird und wobei der Einsatz oder der Mantel oder beide eine Drehbewegung oder eine auf und ab gehende Bewegung ausführen können.
Durch die eine Ausführungsform der Vorrichtung wird derjenige schwerwiegende Nachteil behoben, der hauptsächlich bei grossdimensionierten vertikal stehenden Vorrichtungen auftritt, dass nämlich das im unteren Teil der Vorrichtung befindliche Material durch den Druck der darüber ruhenden Materialsäule derart zusammengepresst wird, dass besonders bei backenden Stoffen das unten befindliche Material zusammenbackt, in jedem Fall aber derart festgepresst wird, dass dessen selbsttätige Entleerung unmöglich wird, wodurch infolge des fortwährend notwendigen Stocherns der Betrieb sehr erschwert, in manchen Fällen sogar ganz unmöglich gemacht wird.
Bei dieser Ausführungsform bildet nämlich der zwischen den beiden Schachtwänden befindliche, das zu behandelnde Material aufnehmende Raum kein zusammenhängendes Ganzes, sondern ist durch aus der inneren oder äusseren oder beiden Flächen in diesen Raum hineinragende Flügel. Rippen oder sonstige Fortsätze unterteilt, wodurch eine Anzahl von Abteilungen entsteht, durch welche das Material nacheinander durchgeht, derart, dass die Böden der die einzelnen Ab-
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entsprechenden Materialsäule tragen. Infolge dieser Anordnung wird die Materialsäule in viele kleine Teile geteilt, so dass der Bodendruck nie so gross werden kann, um das Material übermässig zusammenzupressen, so dass dasselbe immer lose und rollfähig bleibt.
In der beillegenden Zeichnung sind einige Ausfuhrungsbeispie ! e dargestellt : Fig. l zeigt
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Fig. 3 zeigt eine andere Ausführungsform der Einrichtung im vertikalen Längsschnitt ; die Fig. 4 und 5 zeigen zwei Varianten der Einrichtung nach Fig. 3 im vertikalen Längsschnitt ; Fig. 6 und 7 sind zwei weitere Ausbildungsformen der Retorte und des Einsatzes im vertikalen Längsschnitt : Fig. 8 zeigt eine andere Ausbildungsform im vertikalen Längsschnitt.
Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform befindet sich in Innern des mit der Flansche 1 auf Säulen 2 aufruhenden Retortenzylinders 3 der Einsatzzylinder 4. auf dessen äusserer Mantelfläche Schraubenflächen mit schiefstehender Erzeugenden bildende Rippen 5 angeordnet sind
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mehrfache Schraubengänge bilden. An der unteren Bodenwand des Einsatzzylinders 4 ist die vertikale Achse 6 befestigt, welche unten in einem Spur'ager 7 drehbar gelagert ist, durch dessen Vermittlung der Einsatzzylinder mittels Schneckenrad 8 und Schnecke 9 gedreht werden kann. Der Einsatzzylinder ist oben mit einer kegelförmigen Bodenwand 41 verschlossen, durch welche die rohrförmige Fortsetzung 10 der Achse 6 durchdringt. Die hohle Achse 10 ist oben in einem auf Trägern 11 befestigten Halslager 12 gelagert.
Auf den Säulen 2 ruht auch die den Retortenzylinder. 3 umgebende Einmauerung 13, welche unten mit einer geeigneten Feuerung, vorteilhaft mit einer Gasfeuerung verbunden ist, deren Verbrennungsprodukte durch den Kanal 141 ein- strömen. in dem Zuge 14 die Retorte umspülen und durch die Essen 15 abziehen. Die Retorte J ist an ihrem oberen Ende mit einer den bei Hochöfen verwendeten Gichtverschlüssen ähnlichen Beschickungsvorrichtung versehen, die aus einem auf den Retortenzylinder. 3 befestigten Fülltrichter 16 und aus einem an seinem oberen zylindrischen Ende auf der Achse 10 geführten, mit seinem unteren Rande auf dem Trichter 16 aufruhenden Verschliesskegel 17 besteht.
Letzterer kann mittels einer geeigneten Hebevorrichtung auf bekannte Weise gehoben und gesenkt werden.
Die Retorte ist unten mit einer schiefstehenden Bodenwand 18 verschlossen, durch deren Stopfbüchse 19 die Achse 6 des Einsatzes J durchdringt. In dem uneren Ende der Retorte ist eine
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Förderschnecke 20 angebracht, durch weiche das sich unten ansammelnde'Material fortwährend entfernt wird. Unter den schraubenförmigen Rippen 5 des Einsatzzylinders 4 sind ÖSnungen 27, 27 in der Zylinderwand ausgespart, durch welche die Destillationsprodukte in das Innere des Einsatzes 4 eindringen, von wo dieselben durch die mit Durchbrechungen versehene hohle Achse 10 und das mittels der Stopfbüchse 22 an letztere angeschlossene Abführrohr 23 abziehen.
Bei der in den Fig. 3, 4 und 5 dargestellten Ausführungsform bilden die Rippen 25 des Einsatzzylmdera nicht Schraubengänge, sondern Drehungsflächen, im vorliegenden Falle Kegelfachen, welchen gegenüber-um eine halbe Teilung versetzt-auch aus der Retortenwand ähnliche Kegelflächen bildende Rippen 251 hervorragen (Fig. 4). Behufs Vergrösserung der Heizfläche und Vermeidung der toten Räume 2511 kann die Retorte 31 zweckmässig in der in Fig. f) dargestellten Art hergestellt werden mit zylindrischen und kegelförmigen Teilen oder eventuell mit Weglassung der zylindrischen Teile aU8schliel ! lich mit entgegengesetzten kegelförmigen Teilen von zickzackförmigem Längsschnitt. In Fig. 3 ist die ganze Anordnung einer nach Fig. 5 ausgebildeten Vorrichtung ersichtlich, deren übrige Einrichtung der in Fig. 1 dargestellten Ausfiihrungsform ähnlich ist.
Der Einsatz bildet in diesem Falle keine ununterbrochene Mantelfläche, sondern ist aus mit zylindrischen Fortsätzen 26 versehenen kegelförmigen Ringen 25 zusammengesetzt, welche innen mit vertikalen Winkeleisen 27 zusammengehalten werden, welch letztere oben und unten an die Einsatzböden befestigt sind. Das derart hergestellte Gerippe kann gegen Verdrehung eventuell noch mit Speichen und schiefstehenden Versteifungseisen gesichert werden. Die Entleerungsvorrichtung besteht in diesem Falle aus einem aus kettenförmig aneinandergereihten und auf Trommeln M geführten Stäben oder Blechen gebildeten kettenrostartigen Fördergut, der das aus dem trichterförmigen Unterteil 30 der Retorte in die Abführrinne 31 herabrutschende Material weiterfördert. Die untere Öffnung des Bodentrichters kann mittels des Schiebers j2 reguliert werden.
Der Kettenrost 29 streut das Material auf eine zweite Fördervorrichtung 321 beliebiger bekannter Art, auf welcher dasselbe weggeführt wird und sich unterwegs abkühlt. Ein dichtschliessender Kasten 33 verhindert das Eindringen der Luft und das Austreten von Dämpfen. Die Beheizung der Vorrichtung geschieht mittels einer oder mehrerer Feuerungen 34, deren Verbrennungsprodukte durch Kanäle den in der Einmauerung befindlichen Ringkanal 36 gelangen, um von dort in den die Retorte umgebenden Raum aufzusteigen.
Während bei der in Fig. l dargestellten Auaführungsform die Drehung der Schraubengänge das Material zwangsläufig vorwärtsführt. so dass die Menge des in der Zeiteinheit vordringenden Materials ausschliesslich durch die Umdrehungszahl des Einsatzes regulierbar ist. führen bei der in Fig. : 3 dargestellten Ausführungsform die Drehungsfächen bildenden Rippen das Material überhaupt nicht vorwärts, sondern verhindert die Drehung des Einsatzes bloss das Steckenbleiben des vorwärtsrutschenden Materiales, während die quantitativ regulierbare Yorwärtsbeförderung desselben ausschliesslich durch die Entleerungsvorrichtung bewerkstelligt wu-d. Da. s Material nimmt nämlich sowohl in den durch die einzelnen Rmge gebildeten Abteilungen. a. ts auch im trichterförmigen Retortenboden, sowie in der zur Entleerungsvorrichtung führenden I Abführrinne den Böschungswinkel x.
D gemäss Platz und liegt unten auf dem Förderrost auf, folglich kann das Material in der Retorte nur in dem Masse vorwärtsdringen, als durch die Entleerungsvorrichtung Material weggeführt wird. Wie ersichtlich, kann durch Änderung der Geschwindigkeit der Entleerungsvorrichtung im vorliegenden Falle des Kettenrostes 29, die
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'ändert werden.
Die Unterteilung des das Material aufnehmenden Schachtes behufs Verhinderung des
Zusammenpressens des Materiales kann ausser der oben angegebenen Weise auch derart erzielt werden, dass die Schachtwände durch Flächen gebildet werden, deren Erzeugende Zickzack- linien oder Wellenlinien bilden. Derartige Formen sind in den Fig. 6 und 7 dargestellt, welche
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einen mit Material ausgefüllten Raum freilassen. Durch das Auf-und Abgehen des Einsatzes wird das Steckenbleiben des Materiales verhindert.
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Process and device for dry distillation or heating of various substances in thin layers.
When operating for the heating of various substances by means of dry distillation or similar equipment (standing or lying retorts, shaft furnaces, etc.), the disadvantageous circumstance applies that on the one hand due to the extremely poor thermal conductivity of the substances to be treated and the steam or gas layers surrounding them . On the other hand, as a result of the large layer thicknesses of the material, which are unavoidable in large-scale operations with the devices mentioned, the heat introduction into the apparatus is extremely imperfect, i.e. H. the amount of heat that can be introduced into the device per unit area and time, and thus the performance of the device, is disproportionately low. The resulting
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of the substances to be treated.
When the dimensions of the devices are increased in large-scale operations, these disadvantages become even more noticeable, since excessively high temperatures must be used in order to increase the introduction of heat. which among other things also the
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and increases the cost of manipulation. Numerous attempts have already been made to avoid these disadvantages, most of which aimed at reducing the thickness of the material layer.
With the reduction in the layer thickness, the introduction of heat was improved, but the dimensions of the devices could not be increased because the layer thickness was also increased. the other masses of the apparatus must grow in the same proportion. In other such devices, which were set up for uninterrupted operation, the thin layer caused frequent sticking of the material, as a result of which
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The subject matter of the present invention is a method and an apparatus.
bo which all these disadvantages are avoided and by means of which with the best possible heat
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Heating of the material and without individual parts of it - which is of particular importance in certain processes - being heated over a certain controllable limit. The dimensions of the device, which is otherwise set up for uninterrupted operation, can be increased as desired without endangering the perfection of the heat introduction or the safety of the uninterrupted operation. Another benefit is that. that small-grained, even powder-shaped bodies can be processed with the same perfection.
The method consists in that the material to be heated or to be distilled, which is in a standing between two vertically or with a steep slope, parallel or almost parallel
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is brought, thereby carried out with the assistance of its own weight in a uniform flow through the device that one or both of the surfaces delimiting the material
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be kept in motion. This movement is such that it prevents the material, which is sinking due to its own weight, from getting stuck and it is automatically brought about to the desired extent. The movement can be rotating, oscillating, reciprocating, or any combination thereof.
The filling and emptying of the material can be carried out using any mechanical filling and emptying device. The heating takes place from the outside in any way.
For the implementation of this method, variously designed devices are naturally suitable, the common characteristic of which is that two vertical
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Shape of an upright flat prismatic box with sidewalls or up and down movable side walls or a prismatic shell with similarly shaped inserts, the insert or shell being arranged to be movable up and down. Likewise, the device can have the shape of a rotating surface (e.g. cylindrical, conical surface, etc.) with a similarly shaped insert concentrically inserted, whereby an annular shaft is formed and wherein the insert or the jacket or both have a rotational movement or an up and down be able to perform walking movement.
One embodiment of the device eliminates the serious disadvantage that mainly occurs with large-dimensioned vertically standing devices, namely that the material located in the lower part of the device is compressed by the pressure of the material column above it in such a way that the material located below, especially with baking materials Material cakes together, but in any case is pressed so tightly that it is impossible to empty it automatically, which makes operation very difficult, in some cases even completely impossible, due to the constantly necessary poking around.
In this embodiment, the space between the two shaft walls and receiving the material to be treated does not form a coherent whole, but is made up of wings protruding from the inner or outer or both surfaces into this space. Ribs or other projections, creating a number of compartments through which the material passes one after the other, in such a way that the bottoms of the individual compartments
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wear appropriate material column. As a result of this arrangement, the column of material is divided into many small parts, so that the ground pressure can never become so great that the material is excessively compressed, so that it always remains loose and rollable.
In the accompanying drawing are some examples! e shown: Fig. l shows
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Fig. 3 shows another embodiment of the device in vertical longitudinal section; FIGS. 4 and 5 show two variants of the device according to FIG. 3 in vertical longitudinal section; 6 and 7 are two further forms of embodiment of the retort and of the insert in vertical longitudinal section: FIG. 8 shows another form of embodiment in vertical longitudinal section.
In the embodiment shown in FIG. 1, inside the retort cylinder 3 resting on the columns 2 with the flange 1, the insert cylinder 4 is located. On the outer surface of the latter, ribs 5 forming helical surfaces with inclined generatrix are arranged
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Form multiple screw threads. The vertical axis 6 is fastened to the lower bottom wall of the insert cylinder 4 and is rotatably mounted at the bottom in a track bearing 7, through the intermediary of which the insert cylinder can be rotated by means of worm wheel 8 and worm 9. The insert cylinder is closed at the top with a conical bottom wall 41 through which the tubular continuation 10 of the axle 6 penetrates. The hollow axle 10 is mounted at the top in a neck bearing 12 fastened on supports 11.
The retort cylinder also rests on the columns 2. 3 surrounding walling 13, which is connected at the bottom with a suitable furnace, advantageously with a gas furnace, the combustion products of which flow in through the channel 141. in the course 14 wash around the retort and pull it off through the food 15. The retort J is provided at its upper end with a loading device similar to the top closures used in blast furnaces, which consists of a loading device on the retort cylinder. 3 attached filling funnel 16 and from a guided at its upper cylindrical end on the axis 10, with its lower edge resting on the funnel 16 closing cone 17 consists.
The latter can be raised and lowered in a known manner by means of a suitable lifting device.
The retort is closed at the bottom with a sloping bottom wall 18, through whose stuffing box 19 the axis 6 of the insert J penetrates. In the lower end of the retort is one
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Conveyor screw 20 attached, by means of which the bottom accumulating material is continuously removed. Underneath the helical ribs 5 of the insert cylinder 4, eyelets 27, 27 are recessed in the cylinder wall, through which the distillation products penetrate into the interior of the insert 4, from where they pass through the perforated hollow axis 10 and that connected to the latter by means of the stuffing box 22 Pull off discharge pipe 23.
In the embodiment shown in FIGS. 3, 4 and 5, the ribs 25 of the insert cylinder do not form screw threads, but surfaces of rotation, in the present case conical folds, which - offset by half a division - also protrude from the retort wall forming similar conical surfaces ribs 251 ( Fig. 4). In order to enlarge the heating surface and avoid the dead spaces 2511, the retort 31 can expediently be produced in the manner shown in FIG. F) with cylindrical and conical parts or possibly with the omission of the cylindrical parts exclusively! Lich with opposite conical parts of zigzag longitudinal section. In FIG. 3, the entire arrangement of a device designed according to FIG. 5 can be seen, the remaining equipment of which is similar to the embodiment shown in FIG.
In this case, the insert does not form an uninterrupted surface, but is composed of conical rings 25 provided with cylindrical extensions 26, which are held together internally with vertical angle irons 27, the latter being fastened to the insert bottoms at the top and bottom. The framework produced in this way can possibly be secured against twisting with spokes and stiffening irons positioned at an angle. In this case, the emptying device consists of a chain grate-like material to be conveyed, which is made up of bars or metal sheets lined up in a chain and guided on drums M, which convey the material sliding down from the funnel-shaped lower part 30 of the retort into the discharge channel 31. The lower opening of the bottom funnel can be adjusted with the slide j2.
The chain grate 29 spreads the material on a second conveyor device 321 of any known type, on which the same is carried away and cools down on the way. A tightly closing box 33 prevents air from entering and vapors from escaping. The device is heated by means of one or more furnaces 34, the combustion products of which pass through channels into the annular channel 36 located in the walling in order to ascend from there into the space surrounding the retort.
While in the embodiment shown in Fig. 1, the rotation of the screw threads inevitably moves the material forward. so that the amount of material advancing in the unit of time can only be regulated by the number of revolutions of the insert. In the embodiment shown in Fig. 3, the ribs forming the surfaces of rotation do not lead the material forwards at all, but the rotation of the insert merely prevents the advancing material from sticking, while the quantitatively controllable forward conveyance of the same is carried out exclusively by the emptying device. There. s material takes namely both in the departments formed by the individual Rmge. a. ts the slope angle x also in the funnel-shaped retort base, as well as in the discharge chute leading to the emptying device.
D according to space and lies on the bottom of the conveyor grate, consequently the material can only advance in the retort to the extent that material is carried away by the emptying device. As can be seen, by changing the speed of the emptying device in the present case of the chain grate 29, the
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'will be changed.
The subdivision of the material receiving shaft to prevent the
In addition to the manner indicated above, the material can also be compressed in such a way that the shaft walls are formed by surfaces whose generators form zigzag lines or wavy lines. Such shapes are shown in Figs. 6 and 7, which
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Leave a space filled with material. Moving the insert up and down prevents the material from getting stuck.