DE102019106606A1

DE102019106606A1 - Device for the heat treatment of piece goods

Info

Publication number: DE102019106606A1
Application number: DE102019106606.9A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2019-03-15
Filing date: 2019-03-15
Publication date: 2020-09-17

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur chargenweisen Wärmebehandlung von Stückgut (1), umfassend mindestens eine Behandlungskammer (2) zur Aufnahme des Stückgutes (1) und eine Heizvorrichtung (3) zur Erhitzung des in der Behandlungskammer (2) befindlichen Stückgutes (1). Die Vorrichtung soll so verbessert werden, dass sie energieeffizient für kleine Chargen einsetzbar ist, eine kurze Behandlungsdauer erlaubt und einfach zu transportieren ist. Dies wird dadurch erreicht, dass mindestens drei Behandlungskammern (2) in einer Reihe angeordnet sind, von denen zu einem Zeitpunkt nur einer ausgewählten die Heizvorrichtung (3) zugeordnet ist.The invention relates to a device for the batch heat treatment of piece goods (1), comprising at least one treatment chamber (2) for receiving the piece goods (1) and a heating device (3) for heating the piece goods (1) located in the treatment chamber (2). The device is to be improved in such a way that it can be used in an energy-efficient manner for small batches, allows a short treatment time and is easy to transport. This is achieved in that at least three treatment chambers (2) are arranged in a row, of which only one selected one is assigned the heating device (3) at a time.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur chargenweisen Wärmebehandlung von Stückgut, umfassend mindestens eine Behandlungskammer zur Aufnahme des Stückgutes und eine Heizvorrichtung zur Erhitzung des in der Behandlungskammer befindlichen Stückgutes.The invention relates to a device for batchwise heat treatment of piece goods, comprising at least one treatment chamber for receiving the piece goods and a heating device for heating the piece goods located in the treatment chamber.

Solche Vorrichtungen sind an sich bekannt und werden z.B. zum Brennen von Keramik, Emaille- oder Glaswaren eingesetzt. Die bekannten Vorrichtungen umfassen eine meist quaderförmige Behandlungskammer mit einer Tür oder einem Deckel, durch welche(n) Stückgut eingebracht beziehungsweise entnommen werden kann. Die Behandlungskammer ist von einem thermisch isolierenden Gehäuse umschlossen und mittels einer Heizvorrichtung auf eine hohe Temperatur von bis zu 2000°C beheizbar. Die Vorrichtungen sind für industrielle Zwecke und in kleineren Größen für den Hobbybereich bekannt.Such devices are known per se and are used e.g. used for firing ceramics, enamel or glassware. The known devices comprise a mostly cuboid-shaped treatment chamber with a door or a cover through which piece goods can be introduced or removed. The treatment chamber is enclosed by a thermally insulating housing and can be heated to a high temperature of up to 2000 ° C. by means of a heating device. The devices are known for industrial purposes and in smaller sizes for the hobby area.

Die bekannten Vorrichtungen haben den Nachteil, dass sie sperrig sowie schwer sind und viel Zeit zum Aufheizen bis zum Erreichen der Behandlungstemperatur sowie nach der Behandlung zum Abkühlen benötigen. Der Energieverbrauch ist relativ hoch.The known devices have the disadvantage that they are bulky and heavy and require a lot of time to heat up until the treatment temperature is reached and to cool down after the treatment. The energy consumption is relatively high.

Die DD 241 462 A1 beschreibt eine Vorrichtung zum Beiheizen von Stückgut, bei der zwei Behandlungskammern angeordnet sind. Eine der Behandlungskammern wird mittels eines Brenners beheizt und die andere wird mit Abgas der beheizten Kammer vorgewärmt. Die Behandlungskammern sind wechselweise beheizbar beziehungsweise vorwärmbar. Die Vorrichtung soll den Energieverbrauch verringern. Die Vorrichtung ist aufwendig und für kleine Chargen unwirtschaftlich.The DD 241 462 A1 describes a device for heating piece goods, in which two treatment chambers are arranged. One of the treatment chambers is heated by means of a burner and the other is preheated with exhaust gas from the heated chamber. The treatment chambers can be alternately heated or preheated. The device is intended to reduce energy consumption. The device is complex and uneconomical for small batches.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Wärmebehandlung von Stückgut zu schaffen, die energieeffizient für kleine Chargen einsetzbar ist, eine kurze Behandlungsdauer erlaubt und einfach zu transportieren ist.The object of the invention is to create a device for the heat treatment of piece goods, which can be used in an energy-efficient manner for small batches, allows a short treatment time and is easy to transport.

Die Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Mindestens drei Behandlungskammern sind in einer Reihe angeordnet, von denen zu einem Zeitpunkt nur einer ausgewählten die Heizvorrichtung zugeordnet ist. Also werden nicht alle Behandlungskammern gleichzeitig, sondern wechselweise (chargenweise) erhitzt. Diese sind relativ klein, mit einer Fläche von z.B. 30 cm x 30 cm und einer Tiefe von z.B. 10 cm. Aufgrund dieses kleinen Volumens und einer entsprechend kleinen Masse der Behandlungskammer 2 wird absolut gesehen wenig Energie zum Erhitzen benötigt, und beim Abkühlen geht nur eine kleinere Energiemenge verloren. Weiterhin erfolgen diese Vorgänge - Erhitzen, Halten der Temperatur für eine vorbestimmte Zeit und Abkühlen - in relativ kurzer Zeit, so dass der Brennvorgang insgesamt kurz gehalten sein kann.The object is achieved by the features of claim 1. At least three treatment chambers are arranged in a row, of which only one selected one is assigned the heating device at a time. So not all treatment chambers are heated at the same time, but alternately (in batches). These are relatively small, with an area of, for example, 30 cm x 30 cm and a depth of, for example, 10 cm. Because of this small volume and a correspondingly small mass of the treatment chamber 2 In absolute terms, little energy is required for heating, and only a small amount of energy is lost during cooling. Furthermore, these processes - heating, holding the temperature for a predetermined time and cooling - take place in a relatively short time, so that the burning process can be kept short overall.

Weiterhin ist die Vorrichtung leicht zu transportieren, denn sie ist kompakt und leichtgewichtig herstellbar. Die Behandlungskammern und die Heizvorrichtung können gestapelt und mit z.B. einer Sackkarre bewegt werden.Furthermore, the device is easy to transport because it is compact and easy to manufacture. The treatment chambers and the heating device can be stacked and equipped with e.g. be moved with a hand truck.

Die Unteransprüche betreffen die vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung.The subclaims relate to the advantageous embodiment of the invention.

In einer Ausgestaltung sind die Behandlungskammern miteinander verbunden. Hierdurch sind diese relativ zueinander ausgerichtet, so dass die Bedienung der Vorrichtung - Eingeben und Entnehmen des Stückgutes sowie Verfahren der Heizvorrichtung - erleichtert ist.In one embodiment, the treatment chambers are connected to one another. As a result, they are aligned relative to one another, so that the operation of the device - inserting and removing the piece goods and moving the heating device - is facilitated.

In einer weiteren Ausgestaltung sind die Behandlungskammern mittels zweier Profile verbunden, an deren ersten Enden Räder und an deren zweiten Enden Griffe angeordnet sind. Hierbei dienen die Verbindungsmittel gleichzeitig als Träger für die Behandlungskammern und als Transportmittel.In a further embodiment, the treatment chambers are connected by means of two profiles, at the first ends of which wheels are arranged and at the second ends of which handles are arranged. The connecting means serve as a carrier for the treatment chambers and as a means of transport.

In einer weiteren Ausgestaltung umfasst die Vorrichtung eine Abdeckplatte für die Behandlungskammern. Diese wird nach der Wärmebehandlung auf die entsprechende Behandlungskammer gelegt. Auf diese Weise ist das Stückgut vor Zugluft und zu schneller Abkühlung geschützt, die zu Fehlern des Stückgutes führen können.In a further embodiment, the device comprises a cover plate for the treatment chambers. After the heat treatment, this is placed on the corresponding treatment chamber. In this way, the piece goods are protected from drafts and rapid cooling, which can lead to defects in the piece goods.

In einer weiteren Ausgestaltung ist eine Schiene angeordnet, an der die Heizvorrichtung und gegebenenfalls die Abdeckplatte verschiebbar gelagert sind. Dies erleichtert deren Verlagern von einer der Behandlungskammern zu einer anderen, weil die Schiene einen Teil des Gewichts trägt.In a further embodiment, a rail is arranged on which the heating device and, if necessary, the cover plate are slidably mounted. This makes it easier to move them from one of the treatment chambers to another because the splint bears some of the weight.

In einer weiteren Ausgestaltung weist die Heizvorrichtung eine hohe Heizleistung je Flächeneinheit auf. Die Heizleistung beträgt z.B. mindestens 10 kW/m². Hierdurch ist eine sehr schnelle Aufheizung der Behandlungskammer möglich, was die Behandlung insgesamt verkürzt und gleichzeitig auch unterschiedliche, insbesondere steile Heizkurven erlaubt. Hierdurch können vielfach bessere Brenngutqualitäten erzielt werden.In a further embodiment, the heating device has a high heating output per unit area. The heating output is, for example, at least 10 kW / m ² . This enables the treatment chamber to be heated up very quickly, which shortens the treatment overall and at the same time also allows different, in particular steep, heating curves. In this way, much better firing quality can be achieved.

Die Vorrichtung wird anhand der schematischen Zeichnung weiter erläutert. Es zeigen

1 eine Draufsicht auf eine Vorrichtung zur Wärmebehandlung von Stückgut und
2 einen senkrechten Schnitt durch die Vorrichtung der 1, vergrößert.

The device is explained further with reference to the schematic drawing. Show it

1 a plan view of a device for heat treatment of piece goods and
2 a vertical section through the device of 1 , enlarged.

Wie aus den Figuren ersichtlich umfasst eine Vorrichtung zur Wärmebehandlung von Stückgut 1 eine Vielzahl von hier fünf Behandlungskammern 2, die hintereinander in einer Reihe angeordnet sind, sowie eine Heizvorrichtung 3. As can be seen from the figures, it comprises a device for the heat treatment of piece goods 1 a multitude of here five treatment chambers 2 which are arranged one behind the other in a row, and a heating device 3 .

Jede der Behandlungskammern 2 weist einen rechteckigen Grundriss auf und ist nach oben offen. Wände und Boden der Behandlungskammer 2 sind aus einem hitzebeständigen und thermisch isolierenden Material von mehreren cm Dicke gebildet und außen mit z.B. Blech verkleidet. Die Behandlungskammern 2 dienen der Aufnahme des Stückgutes 1, das mittels Hitze behandelt werden soll.Each of the treatment chambers 2 has a rectangular floor plan and is open at the top. Treatment chamber walls and floor 2 are made of a heat-resistant and thermally insulating material several cm thick and clad on the outside with, for example, sheet metal. The treatment chambers 2 serve to take up the piece goods 1 to be treated with heat.

Vorzugsweise sind die Behandlungskammern 2 an ihrer Unterseite mittels zwei Profilen 4 miteinander verbunden. Jedes der Profile 4 weist hier einen rechteckigen Querschnitt auf. An einem ersten Ende jedes der Profile 4 ist ein Rad 5 drehbar so befestigt, dass seine Drehachse auf einer Geraden liegt, die die beiden Profile 4 rechtwinklig schneidet. An einem zweiten Ende jedes Profils 4 ist ein Griffstück 6 angeordnet.
Alternativ sind die Behandlungskammern 2 nicht miteinander verbunden und daher für einen Transport stapelbar.Preferably the treatment chambers are 2 on their underside by means of two profiles 4th connected with each other. Each of the profiles 4th has a rectangular cross section here. At a first end of each of the profiles 4th is a wheel 5 rotatably mounted so that its axis of rotation lies on a straight line that defines the two profiles 4th cuts at right angles. At a second end of each profile 4th is a handle 6th arranged.
Alternatively, the treatment chambers 2 not connected to each other and therefore stackable for transport.

An einer von einer Bedienseite abgewandten Längsseite der Reihe der Behandlungskammern 2 ist ein U-Profil als Schiene 7 derart angeordnet, dass sie nach oben offen ist (Schenkel des U weisen also von einer Basis ausgehend nach oben) und einen vorbestimmten Abstand zu der Reihe aufweist. Die Schiene 7 ist entweder an den Profilen 4 oder lösbar an den Behandlungskammern 2 befestigt.On a longitudinal side of the row of treatment chambers facing away from an operating side 2 is a U-profile as a rail 7th arranged in such a way that it is open at the top (legs of the U therefore point upwards starting from a base) and has a predetermined distance from the row. The rail 7th is either on the profiles 4th or detachable on the treatment chambers 2 attached.

Die Heizvorrichtung 3 weist ein nach unten offenes Gehäuse 3.1 auf, in dem Heizmittel 3.2 in Form einer Schlange oder einer Vielzahl von Stäben angeordnet sind. Wandungen und ein Deckel des Gehäuses 3.1 sind wie bei der Behandlungskammer 2 aus hitzebeständigem, thermisch isolierendem Material gefertigt und außen mit Blech verkleidet. Ein Grundriss des Gehäuses 3.1 entspricht in etwa dem der Behandlungskammer 2.
Eine Heizleistung der Heizvorrichtung 3 ist hoch und beträgt mindestens 10 kW pro m² der Behandlungskammer 2, vorzugsweise 20 kW/m² oder mehr.The heating device 3 has a housing that is open at the bottom 3.1 on, in the heating medium 3.2 are arranged in the form of a snake or a plurality of rods. Walls and a cover of the housing 3.1 are like the treatment chamber 2 Made of heat-resistant, thermally insulating material and clad with sheet metal on the outside. A floor plan of the housing 3.1 corresponds roughly to that of the treatment chamber 2 .
A heating power of the heater 3 is high and is at least 10 kW per m ^{2 of} the treatment chamber 2 , preferably 20 kW / m ² or more.

Den Heizmitteln 3.2 ist eine Steuer- und Regeleinrichtung 3.3 zugeordnet, die auf dem Deckel befestigt ist und mit einem elektrischen Leitungsnetz z.B. mittels eines Steckers verbindbar.The heating means 3.2 is a control and regulation device 3.3 assigned, which is attached to the cover and can be connected to an electrical network, for example by means of a plug.

Die Heizvorrichtung 3 ist längs über den Behandlungskammern 2 verfahrbar, so dass sie einer ausgewählten der Behandlungskammern 2 - nach der 1 der mittleren - zugeordnet werden kann. Hierfür sind mittelbar an dem Gehäuse 3.1 zwei Rollen 8 drehbar gelagert, die an einem ersten der Schenkel der Schiene 7 geführt sind.The heating device 3 is lengthways across the treatment chambers 2 movable so that they can be a selected one of the treatment chambers 2 - after 1 the middle - can be assigned. This is done indirectly on the housing 3.1 two roles 8th rotatably mounted on a first of the legs of the rail 7th are led.

An der Bedienseite ist an der Heizvorrichtung 3 ein länglicher Griff 9 befestigt, der aus Gründen der Übersichtlichkeit nur in der 2 dargestellt ist. Für die Halterung des Griffs 9 sind zwei Stangen 9.1 an oder in dem Gehäuse 3.1 befestigt, an deren ersten Enden sich der Griff 9 erstreckt und die weiterhin - an ihren von dem Griff 9 entgegengesetzten Enden - als Träger für die Rollen 8 dienen.The heating device is on the operating side 3 an elongated handle 9 attached, for the sake of clarity only in the 2 is shown. For holding the handle 9 are two rods 9.1 on or in the housing 3.1 attached, at the first ends of which the handle 9 extends and which continues - at their from the handle 9 opposite ends - as a support for the rollers 8th serve.

Eine der Behandlungskammern 2, hier die erste, ist mittels einer Abdeckplatte 10 verschlossen. Diese ist aus hartem feuerfesten Material wie z.B. Spezialglas oder Faserplatte gebildet. Sie ist wie die Heizvorrichtung 3 mittels zweier Rollen 8 verfahrbar gelagert und hierbei an einem zweiten der Schenkel der Schiene 7 geführt. An der Bedienseite ist an der Abdeckplatte 10 ein Griff (nicht dargestellt) angeordnet, der analog zu dem der Heizvorrichtung 3 befestigt ist.One of the treatment chambers 2 , here the first, is by means of a cover plate 10 locked. This is made of hard, refractory material such as special glass or fiberboard. It's like the heater 3 by means of two roles 8th movably mounted and here on a second of the legs of the rail 7th guided. On the operating side is on the cover plate 10 a handle (not shown) arranged analogous to that of the heating device 3 is attached.

Die Heizvorrichtung 3 und die Abdeckplatte 10 sind jeweils so auf der Schiene 7 geführt, dass die Abdeckplatte 10 unterhalb der Heizvorrichtung 3 hindurch und gleichzeitig mit dieser verfahren werden kann, wenn beide an den Griffen angehoben sind.The heating device 3 and the cover plate 10 are always like that on the rails 7th led that the cover plate 10 below the heater 3 through and at the same time with this can be moved when both are lifted by the handles.

Im Betrieb wird die Vorrichtung zur Wärmebehandlung wie folgt benutzt: Das Stückgut 1 wird in die eine der Behandlungskammern 2 gelegt. Die Heizvorrichtung 3 wird mit Hilfe des Griffs 6 und der Rollen 8 über diese Behandlungskammer 2 verfahren und auf diese aufgelegt. Die Steuer- und Regeleinrichtung 3.3 wird eingeschaltet, und eine Behandlungstemperatur und -dauer sowie eine Temperaturkurve werden eingestellt. Die Steuer- und Regeleinrichtung 3.3 steuert die Heizmittel 3.2 entsprechend so an, dass die gewünschte Temperatur entsprechend der eingestellten Heizkurve erreicht und dann für die eingestellte Dauer gehalten wird. Dies dauert maximal 30 Minuten.In operation, the device for heat treatment is used as follows: The piece goods 1 is placed in one of the treatment chambers 2 placed. The heating device 3 is made with the help of the handle 6th and the roles 8th about this treatment chamber 2 proceed and placed on this. The control and regulation device 3.3 is switched on and a treatment temperature and duration as well as a temperature curve are set. The control and regulation device 3.3 controls the heating means 3.2 accordingly so that the desired temperature is reached according to the set heating curve and then held for the set duration. This takes a maximum of 30 minutes.

Während der Aufheiz- und Behandlungsdauer können andere der Behandlungskammern 2 mit unbehandeltem Stückgut 1 belegt werden.During the heating and treatment time, other treatment chambers can 2 with untreated general cargo 1 be occupied.

Sobald die Behandlungsdauer erreicht ist, schaltet die Steuer- und Regeleinrichtung 3.3 ab. Die noch erhitzte Heizvorrichtung 3 wird über die nächste befüllte Behandlungskammer 2 verfahren und hier aufgelegt. Die Steuer- und Regeleinrichtung 3.3 wird - falls erforderlich - neu eingestellt und eingeschaltet, so dass ein neuer Behandlungsvorgang startet.
Weil die Heizvorrichtung 3 zwischen den einzelnen Behandlungsvorgängen nicht abkühlen muss, arbeitet die Vorrichtung zur Wärmebehandlung insgesamt energieeffizient. As soon as the treatment time is reached, the control and regulation device switches 3.3 from. The heater still heated 3 is over the next filled treatment chamber 2 proceed and hang up here. The control and regulation device 3.3 is - if necessary - reset and switched on so that a new treatment process starts.
Because the heater 3 does not have to cool down between the individual treatment processes, the device for heat treatment works energy-efficiently overall.

Gleichzeitig mit dem Verfahren der Heizvorrichtung 3 wird die Abdeckplatte 10 mit Hilfe des Griffs und der Rollen 8, gegebenenfalls unter der Heizvorrichtung 3 hindurch, über die Behandlungskammer 2 mit dem frisch behandelten Stückgut 1 verfahren und hier abgelegt, bis die parallel stattfindende Wärmebehandlung abgeschlossen ist. Auf diese Weise werden Zugluft und ein zu schnelles Abkühlen verhindert, wodurch Schäden an dem Stückgut 1 vermieden werden. Das Verfahren der Heizvorrichtung 3 und der Abdeckplatte 10 kann von einer Person allein durchgeführt werden.
Sobald das Stückgut 1 genügend abgekühlt ist, kann es entnommen werden. Simultaneously with the movement of the heating device 3 becomes the cover plate 10 with the help of the handle and rollers 8th , possibly under the heating device 3 through, over the treatment chamber 2 with the freshly treated piece goods 1 proceed and stored here until the heat treatment taking place in parallel is completed. In this way, drafts and rapid cooling are prevented, causing damage to the piece goods 1 be avoided. The procedure of the heating device 3 and the cover plate 10 can be done by one person alone.
As soon as the general cargo 1 Once it has cooled down sufficiently, it can be removed.

Die Vorgänge können beliebig oft wiederholt werden.The processes can be repeated as often as required.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11: StückgutGeneral cargo
22: BehandlungskammerTreatment chamber
33: HeizvorrichtungHeater
3.13.1: Gehäusecasing
3.23.2: HeizmittelHeating means
3.33.3: Steuer- und RegeleinrichtungControl and regulating device
44th: Profilprofile
55: Radwheel
66th: GriffstückHandle
77th: Schienerail
88th: Rollerole
99: GriffHandle
9.19.1: Stangepole
1010: AbdeckplatteCover plate

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DD 241462 A1 [0004]

Claims

Device for the batchwise heat treatment of piece goods (1), comprising at least one treatment chamber (2) for receiving the piece goods (1) and a heating device (3) for heating the piece goods (1) in the treatment chamber (2), characterized in that at least three treatment chambers (2) are arranged in a row, of which only one selected one is assigned to the heating device (3) at a time.

Device according to Claim 1 , characterized in that the treatment chambers (2) are connected to one another.

Device according to Claim 1 or 2 , characterized in that the treatment chambers (2) are connected by means of two profiles (4), at the first ends of which wheels (5) and at the second ends of which grip pieces (6) are arranged.

Device according to one of the Claims 1 to 3 , characterized in that it comprises a cover plate (9) for the treatment chambers (2).

Device according to one of the Claims 1 to 4th , characterized in that a rail (7) is arranged on which the heating device (3) and optionally the cover plate (9) are slidably mounted.

Device according to one of the Claims 1 to 5 , characterized in that the heating device (3) has a high heating output per unit area.