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Die
Erfindung hat zum Gegenstand ein neues Verfahren zur Herstellung
von Gipsplatten sowie eine Vorrichtung für seine Durchführung.
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Es
sind Gipsplatten bekannt, welche gebildet sind aus einem dichten
Gipskern (Dichte von beispielsweise 0,6 bis 1,0, allgemein etwa
0,7) auf wenigstens einem Träger
vom Papiertyp und vorzugsweise zwischen zwei Trägern vom Papiertyp (wobei typischerweise
der eine Cremepapier und der andere Graupapier genannt wird). Das
klassische Herstellungsverfahren für solche Gipsplatten umfasst
die folgenden Schritte. Typischerweise umfasst das Verfahren das
Ausbilden des Gipses, wobei dieser Schritt die Unterschritte umfasst:
Abrollen des Cremepapiers, Mischen, um eine Paste zu erhalten, welche hauptsächlich gebildet
ist aus Gips (Semihydrat) und Wasser, welchen Additive zugefügt sind,
um der Platte spezifische Verwendungseigenschaften zu verleihen
(insbesondere wird (werden) Stärke
und unter Umständen
ein Schäummittel
hinzugefügt,
um einen Schaum auszubilden); das Deponieren der Paste auf dem Cremepapier;
das Abrollen und dann die Aufbringung des Graupapiers, um durchgängig das
Vorläufer-Sandwich
der Platte auszubilden; die Hydratisierung, Härtung und Kohäsion der
Paste im Verlauf der Hydratisierung mit den zwei Papieren auf Trägern, welche
die Ausbildungsanlage bilden. Am Ende der Ausbildungsanlage ist
ein halbfertiges Produkt vorhanden, welches dazu geeignet ist, durch
eine Schneidevorrichtung geschnitten zu werden und dann unter Umständen insbesondere
mit einem Umdrehvorgang manipuliert zu werden, um die Cremeseite
auf der Oberseite zu positionieren. Schließlich wird dieses Produkt in
einen Trockner eingeführt,
um das überschüssige Wasser
aus dem Gips zu entfernen (ein Vorgang, welcher Trocknung des Gipses
genannt wird). Am Ausgang des Trockners wird der Gips im trockenen
Zustand unterschiedlichen Aufbereitungsbehandlungen unterzogen,
um ihm seine endgültige
Erscheinung zu verleihen.
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Während jeder
Schritt seine eigenen technischen Probleme aufweist, sind bestimmte
Schritte kritisch, sei es hinsichtlich der chemischen Reaktionskinetik,
der Kinematik oder des Verfahrens, welches die Eigenschaften und
die Qualität
des Endprodukts beeinflusst, sei es hinsichtlich der Komplexität und der
Größe der Geräte und der
Schwierigkeit der Wartung, sowie des Platzbedarfs, seien es mehrere in
Kombination. Die Schritte, welche neben dem anfänglichen Ausbildungsschritt
am kritischsten sind, sind die Schritte der Hydratisierungshärtung, Überführung im
feuchten Zustand und Trocknung in dem Trockner, um den Überschuss
an freiem Wasser zu entfernen. Tatsächlich ist jeder größere Schritt
des Herstellungsverfahrens von Gipsplatten kritisch für das Verfahren
und/oder das Endprodukt. Ein solcher Grad an Kritizität ist charakteristisch
für das
Herstellungsverfahren von Gipsplatten.
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Das
Verfahren vom Anfang der Hydratisierung bis zum Schneiden dauert
klassisch einige Minuten, typischerweise etwa drei bis vier Minuten
oder mehr, der folgende Schritt des feuchten Überführens und vom Ende der Hydratisierung
bis zum Trocknereingang dauert fünf
bis zehn Minuten. Wenn man wünscht,
mit herkömmlichen
Hydratisierungszeiten die Anlagengeschwindigkeit zu vergrößern, um
Werte zu erreichen, die größer als
150 m/min sind, ist es somit notwendig, die Länge der Ausbildungsanlage bis
zu Werten von über
500 m zu vergrößern, was sehr
kostspielig ist und zahlreiche Probleme der Überführungskinematik und der Positionierung
der Platten auf den Maschinen aufwirft.
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Der Überführungsschritt
im feuchten Zustand verwendet komplexe Vorrichtungen, welche in einer
heißen
und feuchten Atmosphäre
funktionieren müssen.
Die Produktivität
der Produktionskette ist somit abhängig von der Zuverlässigkeit
dieser Vorrichtungen, deren Wartung heikel und kostspielig ist.
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Die
EP-A-0 166 094 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von Gipsplatten
vom Linientyp, welches eine Druckbehandlung in einem Raum umfasst, der
eine mit Wasser gesättigte
Atmosphäre
enthält. Die
in Form gebrachten Platten werden in dem unter Druck stehenden Raum
während
einer vorbestimmten Zeitdauer durch den gesättigten Dampf auf eine Temperatur
von 120 bis 160°C
erwärmt.
Die Platten werden dann auf eine Temperatur von etwa 100°C oder weniger
abgekühlt.
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Die
FR-A-1 251 712 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur
Trocknung und Härtung
auf kontinuierliche Weise von Holzfaser- oder Pressspanplatten und
dergleichen. Die feuchten oder nicht gehärteten Holzplatten werden über ein
Ende in eine Drehtrommel eingeführt,
in welcher radiale Flächen aufgestellt
sind. Diese Platten werden unter einem Strom heißer Luft getrocknet.
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Die
DE-A-6 29 42 727 offenbart eine Vorrichtung für das kontinuierliche Trocknen
von frisch präparierten
Elementen aus Beton, insbesondere Gartenpflastersteinen. Ein Plattentransportweg
führt zu einem
Trockner mit heißer
Luft in Form eines Tunnels. Der Trockner umfasst ein Rad mit um
eine horizontale Achse drehbaren Taschen. Die Taschen sind zur Pe ripherie
hin offen, so dass die Gartenpflastersteine dort radial eingeschoben
und entnommen werden können.
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Außerdem verursachen
diese traditionellen Vorrichtungen konstruktionsbedingt einerseits
unterschiedliche Hydratisierungszeiten in der longitudinalen Richtung
der Platte und andererseits Verschiebungen zwischen Plattenfolgen
vor dem Eingang in den Trockner, welcher man sich durch komplizierte Systeme
entledigen muss. Es ist anschließend notwendig, diese Verschiebungen
auszugleichen, um eine homogene Trocknung auf der gesamten Oberfläche der
Platten und insbesondere an den Plattenecken zu erhalten. Der Mechanismus
muss sicherstellen, dass die Platten an ihren Enden nicht brechen und
sich nicht überlappen.
Um dies beim Stand der Technik zu bewerkstelligen, haben sich eine
sehr komplexe Mechanik und eine Geschwindigkeitsregelung von zahlreichen
Motoren als unverzichtbar erwiesen.
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Der
Trocknungsschritt erfordert mechanische Vorrichtungen, welche in
feuchter Umgebung funktionieren müssen, welche die Sättigung
mit Wasserdampf erreichen kann und mehrere 100°C erreichen kann, was wiederum
Wartungsprobleme aufwirft.
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Schließlich ist
der Trocknungsschritt sehr energieaufwändig und es wäre vorteilhaft, über ein
Verfahren und eine Vorrichtung zur Trocknung zu verfügen, welche
es ermöglichen,
den Platten nur die notwendige Wärmemenge
zuzuführen.
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Die
weiteren Schritte des Verfahrens werfen ebenfalls weitere Probleme
auf, welche es ebenfalls zum Besseren zu lösen gilt. Zum Beispiel setzt
der Schneideschritt eine Schneidevorrichtung in Form von zwei Rollen
ein, welche mit Schneiden ausgestattet sind, die regelmäßig gereinigt
werden müssen.
Diese Vorrichtung ist gegenüber
der Platte recht zerstörerisch
und grob (was auch einer der Gründe ist,
welche eine vergleichsweise lange Härtungszeit notwendig machen,
denn die gehärtete
feuchte – hydratisierte – Platte
muss die durch die Schneidevorrichtung und die Beförderung
im Bereich des feuchten Überführens verursachten
Belastungen aushalten können).
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Der
Schritt des Umdrehens oder des „Flippens" ist bislang häufig notwendig. Die verjüngten Kanten
der Platte sind mittels einer unteren Rolle mit verdickten Kanten
oder eines Bandes, welches die Gegenform aufweist, ausgebildet;
dies setzt voraus, dass das Cremepapier in der unteren Position
ist. Nun ist es aber bei der späteren
Trocknung bevorzugt, dass diese Creme seite auf der Oberseite ist, um
jegliche von den Rollen herrührende
Verschmutzung zu vermeiden. Es wäre
wünschenswert,
diesen zwingenden Schritt des Flippens vermeiden zu können (während es
falls erwünscht
möglich
ist, die momentane Konfiguration mit der Gipspaste, welche auf dem
Cremepapier deponiert wird, beizubehalten).
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Der
Schritt eines Überführens im
trockenen Zustand wirft sicherlich weniger Probleme auf als im feuchten
Zustand, jedoch bleibt er kompliziert und von einer immer noch schwierigen
Wartung.
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Die
Erfindung hat zur Aufgabe, ein Verfahren und eine Vorrichtung für seine
Durchführung
zu schaffen, welche es ermöglichen,
die obigen Probleme zu vermeiden und außerdem weitere Vorteile im Hinblick
auf das Verfahren/die Qualität
des Endprodukts, die Wartung, die Betriebskosten, Investitionen und
Arbeitsbedingungen zu bieten. Die Erfindung beruht zum Teil auf
dem Prinzip, dass im Gegensatz zum Stand der Technik, bei welchem
die Platten sich über
große
Distanzen in unterschiedlichen Einrichtungen bewegen, bei der Erfindung
die Platten praktisch statisch sind; es sind die Einrichtungen,
welche beweglich sind und sich allgemein in Rotation befinden.
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Die
Erfindung hat gemäß einer
ersten Variante zum Gegenstand ein Verfahren zur Herstellung von
Gipsplatten, umfassend die folgenden Schritte:
- (i)
Ausbilden der Platten;
- (ii) Härtung
der Platten durch Hydratisierung bis zum Erhalt eines hydratisierten
Produkts mit einem Gehalt von weniger als 80% in einem linearen
Bereich für
eine partielle Hydratisierungshärtung;
- (iii) dann die Hydratisierung in wenigstens einem Drehzylinder,
welcher eine Mittelachse umfasst, um welche herum eine Vielzahl
von Abschnitten angeordnet ist, durch Drehung der Platten um die Mittelachse;
und
- (iv) Trocknung.
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Gemäß einer
Ausführungsform
wird die Hydratisierung in dem wenigstens einen Drehzylinder bis
zur Vollständigkeit
fortgesetzt.
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Gemäß einer
Ausführungsform
wird die Hydratisierung in dem wenigstens einen Zylinder nochmals
partiell und in einem zweiten Zylinder bis zur Vollständigkeit
fortgesetzt.
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Gemäß einer
Ausführungsform
umfasst das Verfahren zwischen den Schritten (ii) und (iii) einen Schneidezwischenschritt.
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Gemäß einer
Ausführungsform
wird dieser Schneideschritt gemäß dem Drahtprinzip
durchgeführt.
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Gemäß einer
Ausführungsform
ist die Hydratisierung am Ausgang des Schrittes (ii) geringer als 66%.
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Gemäß einer
Ausführungsform
ist die Hydratisierung am Ausgang des Schrittes (ii) zwischen 33 und
66%, vorzugsweise zwischen 33 und 50%, enthalten.
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Die
Erfindung stellt außerdem
eine Vorrichtung zur Herstellung von Gipsplatten bereit, umfassend
einen linearen Bereich für
eine partielle Hydratisierungshärtung
bis zum Erhalt eines Produkts, welches bis zu einem Gehalt von weniger
als 80% hydratisiert ist, und wenigstens einen Zylinder, welcher eine
Mittelachse 9 umfasst, um welche eine Vielzahl von Abschnitten 10a, 10b, 10c, 10d angeordnet
ist.
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Gemäß einer
Ausführungsform
ist in dem Zylinder jeder Abschnitt in eine Vielzahl von Armen 11a, 11b, 11c, 11d unterteilt,
wobei die durch die Arme eingenommene Fläche 50 bis 99% der Fläche des entsprechenden
Abschnitts darstellt.
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Gemäß einer
Ausführungsform
umfasst der Zylinder 10 bis 150, vorzugsweise 40 bis 120 Abschnitte.
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Gemäß einer
Ausführungsform
sind der Bereich zur Hydratisierungshärtung und der Zylinder entlang
zweier paralleler Achsen.
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Gemäß einer
Ausführungsform
sind der Härtungsbereich
und der Zylinder durch Rollen 8a, 8b und 8c gekoppelt,
wobei diese Rollen die Abschnitte 10a, 10b, 10c, 10d durchdringen.
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Gemäß einer
Ausführungsform
umfasst die Vorrichtung eine Schneidevorrichtung, welche einen Draht
umfasst.
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Die
Erfindung stellt außerdem
einen Zylinder bereit, welcher eine Mittelachse 9 umfasst,
um welche eine Vielzahl von Abschnitten 10a, 10b, 10c, 10d angeordnet
ist, wobei jeder Abschnitt in eine Vielzahl von Armen 11a, 11b, 11c, 11d unterteilt
ist, wobei die durch die Arme eingenommene Fläche 50 bis 99% der Fläche des
entsprechenden Abschnitts darstellt.
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Gemäß einer
Ausführungsform
umfasst der Zylinder 10 bis 150, vorzugsweise 40 bis 120 Abschnitte.
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Gemäß einer
zweiten Variante hat die Erfindung zum Gegenstand ein Verfahren
zur Herstellung von Gipsplatten, umfassend die folgenden Schritte:
- (i) Ausbilden der Platte;
- (ii) Härtung
der Platte mit Hydratisierung;
- (iii) Trocknung im Verlauf der Rotation der Platte.
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Gemäß einer
Ausführungsform
wird die Trocknung in wenigstens einem Drehzylinder in einem Raum
durchgeführt.
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Gemäß einer
Ausführungsform
wird die Trocknung in wenigstens einem Zylinder durchgeführt, wobei
der wenigstens eine Zylinder einen einzigen Trocknungsabschnitt
umfasst.
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Gemäß einer
Ausführungsform
wird die Trocknung in wenigstens einem Zylinder durchgeführt, wobei
der wenigstens eine Zylinder zwei unterschiedliche Trocknungsabschnitte
umfasst.
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Gemäß einer
Ausführungsform
wird die Trocknung in wenigstens einem Zylinder durchgeführt, wobei
der wenigstens eine Zylinder drei oder mehr unterschiedliche Trocknungsabschnitte
umfasst.
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Gemäß einer
Ausführungsform
wird die Trocknung in wenigstens zwei Zylindern durchgeführt.
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Gemäß einer
Ausführungsform
wird die Trocknung in wenigstens zwei Zylindern mit von einem Zylinder
zu dem anderen unterschiedlichen Trocknungsabschnitten durchgeführt.
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Gemäß einer
Ausführungsform
kann jeder Zylinder einen, zwei, drei oder mehr unterschiedliche Trocknungsabschnitte
umfassen.
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Gemäß einer
vorteilhaften Ausführungsform wird
die Trocknung in wenigstens einem Zylinder durchgeführt, wobei
der wenigstens eine Zylinder wenigstens zwei unterschiedliche Trocknungsbereiche
aufweist; diese Ausführungsform
deckt den Fall ab, dass zwei unterschiedliche Trocknungsbereiche in
demselben Zylinder vorhanden sind, und denjenigen, dass wenigstens
zwei unterschiedliche Zylinder wenigstens zwei unterschiedliche
Trocknungsbereiche umfassen (wenigstens einen Bereich für wenigstens
einen Zylinder).
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Gemäß einer
Ausführungsform
wird die Trocknung in wenigstens einem Zylinder mit Rückgewinnung
der latenten Kondensationswärme
des Wassers durchgeführt.
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Gemäß einer
Ausführungsform
wird die Trocknung in wenigstens einem ersten Zylinder ohne Rückgewinnung
und in wenigstens einem Zylinder mit Rückgewinnung durchgeführt.
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Gemäß einer
Ausführungsform
umfasst das Verfahren außerdem
einen Schritt:
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Gemäß einer
Ausführungsform
wird die Kühlung
teilweise in einem Teil des letzten Zylinders durchgeführt.
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Die
Erfindung stellt außerdem
eine Vorrichtung zur Herstellung von Gipsplatten bereit, umfassend
einen Bereich zur Härtung
und Hydratisierung und einen Zylinder, welcher eine Mittelachse 13 umfasst,
um welche eine Vielzahl von Abschnitten 14a, 14b, 14c, 14d angeordnet
ist, wobei der Zylinder in einem Raum 15 eingeschlossen
ist.
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Gemäß einer
Ausführungsform
ist jeder Abschnitt in eine Vielzahl von Kammfingern unterteilt.
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Gemäß einer
Ausführungsform
stellt der Raum einen einzigen Trocknungsabschnitt dar.
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Gemäß einer
Ausführungsform
ist der Raum in zwei unterschiedliche Trocknungsabschnitte unterteilt.
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Gemäß einer
Ausführungsform
ist der Raum in drei oder mehr unterschiedliche Trocknungsabschnitte
unterteilt.
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Gemäß einer
Ausführungsform
ist die Mittelachse ein Schaft und die Finger sind in Beziehung
mit dem Schaft hohl.
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Gemäß einer
Ausführungsform
ist die Mittelachse ein Schaft und die Finger sind in Beziehung
mit dem Schaft hohl und an ihnen entlang mit Löchern versehen.
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Gemäß einer
Ausführungsform
umfasst die Vorrichtung wenigstens einen Zylinder ohne Rückgewinnung
und wenigstens einen Zylinder mit Rückgewinnung der latenten Kondensationswärme des Wassers.
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Gemäß einer
Ausführungsform
weist der Zylinder einen Kühlbereich
auf.
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Gemäß einer
Ausführungsform
entspricht der Kühlbereich
einem Viertel des Zylinders, welches sich unter der horizontalen
Mittellinie befindet, wobei der Raum unter Umständen auf Höhe dieses Bereichs angeordnet
ist.
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Gemäß einer
Ausführungsform
entspricht der Kühlbereich
einem Viertel des Zylinders, welches sich über der horizontalen Mitellinie
befindet, wobei der Raum unter Umständen auf Höhe dieses Bereichs angeordnet
ist.
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Die
Erfindung stellt außerdem
einen Zylinder bereit, welcher eine Mittelachse umfasst, um welche eine
Vielzahl von Abschnitten 14a, 14b, 14c, 14d angeordnet
ist, wobei jeder Abschnitt in eine Vielzahl von Kammfingern unterteilt
ist, wobei der Zylinder in einem Raum 15 eingeschlossen
ist.
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Gemäß einer
Ausführungsform
stellt der Raum einen einzigen Trocknungsabschnitt dar.
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Gemäß einer
Ausführungsform
ist der Raum in zwei unterschiedliche Trocknungsabschnitte unterteilt.
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Gemäß einer
Ausführungsform
ist der Raum in drei oder mehr unterschiedliche Trocknungsabschnitte
unterteilt.
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Gemäß einer
Ausführungsform
ist die Mittelachse ein Schaft und die Finger sind in Beziehung
mit dem Schaft hohl.
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Gemäß einer
Ausführungsform
ist die Mittelachse ein Schaft und die Finger sind in Beziehung
mit dem Schaft hohl und an ihnen entlang mit Löchern versehen.
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Gemäß einer
Ausführungsform
weist der Zylinder einen Kühlbereich
auf.
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Gemäß einer
Ausführungsform
entspricht der Kühlbereich
einem Viertel des Zylinders, welches sich unter der horizontalen
Mittellinie befindet, wobei der Raum unter Umständen auf Höhe dieses Bereichs angeordnet
ist.
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Gemäß einer
Ausführungsform
entspricht der Kühlbereich
einem Viertel des Zylinders, welches sich über der horizontalen Mittellinie
befindet, wobei der Raum unter Umständen auf Höhe dieses Bereichs angeordnet
ist.
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Gemäß einer
dritten Variante hat die Erfindung zum Gegenstand ein Verfahren
zum Kühlen von
Gipsplatten durch Rotation in einem Drehzylinder, wobei dieser Zylinder
eine Mittelachse 13 umfasst, um welche eine Vielzahl von
Abschnitten 14a, 14b, 14c, 14d angeordnet
ist.
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Gemäß einer
Ausführungsform
wird das Verfahren in einem Zylinder in Kontakt mit der Umgebungsluft
durchgeführt.
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Gemäß einer
Ausführungsform
wird das Verfahren in einem Zylinder, welcher in einem Raum eingeschlossen
ist, durchgeführt.
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Gemäß einer
Ausführungsform
wird das Verfahren in einem Viertel des Zylinders durchgeführt, welcher
sich unter der horizontalen Mittellinie befindet, wobei der Raum
unter Umständen
auf Höhe
dieses Bereichs angeordnet ist.
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Gemäß einer
Ausführungsform
wird das Verfahren in einem Viertel des Zylinders durchgeführt, welches
sich über
der horizontalen Mittellinie befindet, wobei der Raum unter Umständen auf
Höhe dieses
Bereichs angeordnet ist.
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Gemäß einer
vierten Variante hat die Erfindung zum Gegenstand ein Verfahren
zur Handhabung von Gipsplatten durch Rotation in einem Drehzylinder,
wobei dieser Zylinder eine Mittelachse 13 umfasst, um welche
eine Vielzahl von Abschnitten 14a, 14b, 14c, 14d angeordnet
ist.
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Gemäß einer
Ausführungsform
dient das Verfahren dem Umdrehen von Platten.
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Gemäß einer
Ausführungsform
dient das Verfahren dem abwechselnden Umdrehen von Platten.
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Gemäß einer
Ausführungsform
dient das Verfahren dem paarweise Zusammenfügen von Platten.
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Gemäß einer
fünften
Variante hat die Erfindung zum Gegenstand ein Verfahren zur Trocknung/zum
Brennen/zur Reaktion von flachen Objekten im Verlauf der Rotation
des flachen Objekts in wenigstens einem Drehzylinder, wobei dieser
Zylinder eine Mittelachse 13 umfasst, um welche eine Vielzahl von
Abschnitten 14a, 14b, 14c, 14d angeordnet
ist, wobei der Zylinder in einem Raum 15 eingeschlossen ist.
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Gemäß einer
Ausführungsform
ist jeder Abschnitt in eine Vielzahl von Kammfingern unterteilt.
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Gemäß einer
Ausführungsform
umfasst der wenigstens eine Zylinder einen einzigen Trocknungsabschnitt.
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Gemäß einer
Ausführungsform
umfasst der wenigstens eine Zylinder zwei unterschiedliche Trocknungsabschnitte,
welche zwei Abschnitten des Raums entsprechen.
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Gemäß einer
Ausführungsform
umfasst der wenigstens eine Zylinder drei oder mehr unterschiedliche
Trocknungsabschnitte, welche zwei Abschnitten des Raums entsprechen.
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Gemäß einer
Ausführungsform
wird die Trocknung in wenigstens zwei Zylindern mit Trocknungsabschnitten,
welche sich von einem zu dem anderen Zylinder unterscheiden, durchgeführt.
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Gemäß einer
Ausführungsform
wird die Trocknung mit einer Rückgewinnung
der latenten Kondensationswärme
des Wassers durchgeführt.
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Gemäß einer
Ausführungsform
ist die Mittelachse ein Schaft und die Finger sind in Beziehung
mit dem Schaft hohl.
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Gemäß einer
Ausführungsform
ist die Mittelachse ein Schaft und die Finger sind in Beziehung
mit dem Schaft hohl und an ihnen entlang mit Löchern versehen.
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Gemäß einer
Ausführungsform
wird eine Kühlung
in einem Teil des letzten Zylinders durchgeführt.
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Gemäß einer
Ausführungsform
entspricht der Kühlbereich
einem Viertel des Zylinders, welches sich unter der horizontalen
Mittellinie befindet, wobei der Raum unter Umständen auf Höhe dieses Bereichs angeordnet
ist.
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Gemäß einer
Ausführungsform
entspricht der Kühlbereich
einem Viertel des Zylinders, welches sich über der horizontalen Mittellinie
befindet, wobei der Raum unter Umständen auf Höhe dieses Bereichs angeordnet
ist.
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Gemäß einer
Ausführungsform
ist das flache Objekt eine Holzplatte, eine Gipskachel, eine Platte oder
Kachel aus Ton, Zement oder dergleichen.
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Es
ist vorteilhaft, die Varianten untereinander zu kombinieren, insbesondere
die erste und zweite Variante untereinander, die zweite und dritte
Variante untereinander und die erste, zweite und dritte Variante
untereinander.
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Die
Erfindung wird nun in der folgenden Beschreibung genauer und mit
Bezug auf die beigefügten
Zeichnungen beschrieben, in welchen:
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die 1 eine
schematische Ansicht einer Anlage gemäß dem Stand der Technik darstellt;
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die 2 ein
allgemeines Schema für
eine erfindungsgemäße Vorrichtung
darstellt;
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die 3 einen
erfindungsgemäßen Hydratisierungsdrehzylinder
darstellt;
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die 4 den
vorhergehenden Zylinder darstellt, jedoch von oben gesehen;
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die 5 eine
Variante des erfindungsgemäß Hydratisierungszylinders
darstellt;
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die 6a und 6b einen
erfindungsgemäßen Trocknungszylinder
darstellen;
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die 7a und 7b einen
erfindungsgemäßen Trocknungszylinder
auseinander gezogen und von oben gesehen darstellen;
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die 8a und 8b einen
erfindungsgemäßen Trocknungszylinder
darstellen, welcher dazu geeignet ist, bei einer indirekten Trocknung
und/oder Trocknung mit Wärmerückgewinnung
verwendet zu werden;
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die 9 einen
erfindungsgemäßen Kühlzylinder
darstellt;
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die 10 einen
erfindungsgemäßen Umdrehzylinder
darstellt;
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die 11 eine
Variante eines erfindungsgemäßen Verfahrens
zum Versorgen von Zylindern mit Platten darstellt.
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Mit
Bezug auf 1 wird eine klassische Anlage
zur Herstellung von Gipsplatten beschrieben. Der Bereich 1 stellt
den Schritt zum Ausbilden der Platte dar, wobei dieser Schritt die
Unterschritte eines Abrollens des Cremepapiers, eines Mischens,
um die Gipspaste zu erhalten, eines Deponierens der Paste auf dem
Cremepapier und eines Abrollens des Graupapiers, um das Vorläufer-Sandwich
der Platte auszubilden, umfasst. Der Bereich 2 stellt den
Schritt eines Härtens
bis zum Erhalt eines im Wesentlichen hydratisierten Produkts dar.
Der Bereich 3 stellt den Schritt eines Schneidens in einzelne
Platten oder Plattenzüge
dar. Der Bereich 4 stellt den Schritt eines feuchten Überführens dar
(mit einem Umdrehvorgang mit Hilfe einer „Flipper" genannten Vorrichtung, um die Cremeseite
auf der Oberseite zu positionieren, sowie dem Vorgang eines Rückführens der
Verschiebung zwischen Plattenzügen
vor dem Eingang in den Trockner). Der Bereich 5 stellt
den Schritt eines Trocknens in einem Trockner, um das überschüssige Wasser
zu entfernen, dar. Der Bereich 6 stellt den Schritt eines Überführens im
trockenen Zustand dar (einschließlich einer eventuellen Zusammenfügung von
Platten mit Creme- an Cremeseite, eines Zuschneidens, eines Umwickelns
und eines Verpackens).
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Mit
Bezug auf 2 wird das allgemeine Schema
für eine
erfindungsgemäße Vorrichtung
beschrieben. Diese umfasst wie vorhergehend einen Bereich zur Härtung, im
Verlauf welcher der Beginn der Hydratisierung des Gipses erfolgt.
Diese Hydratisierung wird nicht vollständig fortgesetzt, sondern allgemein
nur bis zu weniger als 80%, vorzugsweise bis zu einem Wert, welcher
beispielsweise zwischen 33% und 66% enthalten ist, stärker bevorzugt
bis zu weniger als 50%. Der Ausdruck „Hydratisierung" hat die klassische
Bedeutung, nämlich
die Umwandlungsreaktion von CaSO4·0,5 H2O in CaSO4·H2O. Die Messung der Hydratisierung erfolgt
in klassischer Weise, nämlich
mit einer Messung an einer Kurve, welche der Temperaturanstieg,
die Gewichtszunahme (oder die Wasseraufnahme), die Härtung usw. sein
kann. Alle klassischen Verfahren sind geeignet.
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Dieser
Bereich zur Härtung
ist hier auf schematische Weise durch das Ausbildungsband 7a,
die Rollen vor der Schneidevorrichtung 7b und die Schneidevorrichtung 7c selbst
sowie den Bereich 7d dargestellt. Dieser Bereich 7d ist
ein Beschleunigungsbereich (um einen Raum zwischen den Plattenzügen der
klassischen Art zu erzeugen). Dieser Bereich ist mit einem Anhaltebereich 8 gekoppelt, welcher
als Vorrichtung zur Einführung
in einen mit Armen ausgestatteten Drehzylinder dient. Dieser Anhaltebereich
umfasst Rollen 8a, 8b, 8c, 8d, 8e, 8f, 8g usw.
Diese Rollen sind typischerweise regelmäßig beabstandet und wie beim
Stand der Tech nik dazu bestimmt, die feuchten Platten aufzunehmen,
mit dem Unterschied, dass hier die Platten weniger hydratisiert
und somit weniger hart sind. Der Abstand der Rollen wird bestimmt,
um ein plastisches Fließen der
Platten zwischen diesen Trägern
zu vermeiden, was für
den Fachmann einfach zu bestimmen ist. Sobald sie auf den Rollen 8a, 8b, 8c, 8d usw.
ist, wird die Platte dann von dem Zylinder 9, dem Gegenstand der
Erfindung, aufgenommen.
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Es
passt, hier zu bemerken, dass der Schneideschnitt in einer klassischen
Vorrichtung durchgeführt
werden kann. Er kann auch in einer besser angepassten Vorrichtung,
vom Typ eines „Butterschneidedrahts", durchgeführt werden.
Dieser Draht kann einzeln sein oder doppelt sein, beispielsweise
wie an Scheren. Sofern der Hydratisierungsgrad beim Schneiden geringer
ist, kann die Schneidevorrichtung sehr viel einfacher sein und muss
nicht „robust" sein. Ein Metalldraht,
welcher quer über
die Anlage gespannt ist, reicht aus. Er kann bezüglich der Ebene der Platte
und/oder der Anlagenachse geneigt sein. Seine Handhabung ist sehr
einfach und der Schnitt ist sauberer. Die mit den Schneidevorrichtungen
des Stands der Technik verknüpften
Nachteile werden vermieden. Die Reinigung dieses Drahts ist sehr
einfach; man kann beispielsweise den Draht in einer Schleife anbringen
und zwischen den jeweiligen Schnitten eine Drehung vornehmen. Bei
den Drehungen reinigt eine sehr einfache Bürste den Draht.
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Mit
Bezug auf 3 wird ein erfindungsgemäßer Drehzylinder
beschrieben, welcher zwischen die oben beschriebenen Rollen 8a, 8b, 8c eingeschoben
ist. Der Ausdruck „Karussell" kann ebenfalls anstelle
von „Drehzylinder
verwendet werden. Der Zylinder ist mit nur einem Quadranten von
Armen dargestellt, um das Zusammenwirken mit den Rollen 8a, 8b, 8c besser
darzustellen. Der Zylinder 9 umfasst eine Achse 10 (welche
allgemein einen Schaft darstellt), an welchem Abschnitte 10a, 10b, 10c, 10d, 10c usw.
befestigt sind (die Verbindung der Abschnitte mit der Mittelachse
ist zwecks Lesbarkeit der Figur nicht dargestellt). Jeder Abschnitt
umfasst beispielsweise mehrere Arme 11a, 11b, 11c und 11d (mit
optimierter Form), welche auch relativ breit sind, um eine Härtung des
Gipses ohne das Auftreten von plastischem Fließen zu erreichen. Die Anzahl
von Armen pro Abschnitt ist durch mehrere Faktoren bestimmt, darunter
hauptsächlich
die Geschwindigkeit der Anlage, die Länge des Zylinders und die Anzahl von
Abschnitten. Diese Anzahl ist beispielsweise zwischen 3 und 60 enthalten.
Wenn man die Fläche
eines vollständigen
Abschnitts betrachtet, können
die Arme allgemein von 50 bis 99% der Fläche des entsprechenden Abschnitts
darstellen. Die Arme können vollflächig sein
oder Löcher
aufweisen, so dass gleichzeitig sichergestellt wird, dass der Gips
ohne plas tisches Fließen
unterstützt
wird und das Phänomen
einer Verdampfung von Wasser, welches sich in diesem Stadium des
Verfahrens zeigt, nicht verlangsamt wird. Die Abmessungen des Zylinders
sind im Allgemeinen die folgenden: Durchmesser von 3 m bis 6 m,
vorzugsweise von 3,5 m bis 4 m. Was die Länge anbetrifft. ist diese sehr
einfach an die Herstellungsbedürfnisse
anpassbar. Eine Kapazitätsvergrößerung erfolgt
durch Hinzufügung
von zusätzlichen
Armen. Typischerweise kann die Länge
des Zylinders zwischen 3 m und 25 m oder sogar mehr enthalten sein.
Wenn man eine Gipsplatte P betrachtet, trifft diese auf den Rollen 8a, 8b, 8c ein
(ihr Lauf wird durch mechanische und/oder elektrische und elektronische
Vorrichtungen gesteuert). In diesem Fall ist der Zylinder in einer
solchen Position, dass die Platte P zwischen die Abschnitte 10a und 10b treten
kann. Der Zylinder dreht sich, die Arme kommen in Kontakt mit der
feuchten Platte P (welche nicht die Zeit hatte, sich wesentlich
zu biegen) und lösen
die Platte P von den Rollen, wobei die Platte P dann auf den Armen 11a, 11b, 11c und 11d des
Abschnitts 10b ruht. Dann werden die Rollen wieder frei,
so dass sie eine neue Platte P' aufnehmen
können.
Diese befindet sich zu Anfang zwischen den Abschnitten 10b und 10c und dann
nach einer Drehung des Zylinders im Kontakt mit den Armen des Abschnitts 10c.
So weiter fortfahrend können
die Abschnitte des Zylinders „befüllt" werden. Der Zylinder
umfasst beispielsweise von 10 bis 150 Abschnitte, vorzugsweise von
40 bis 120. Die Drehgeschwindigkeit des Zylinders wird insbesondere
in Abhängigkeit
von der Geschwindigkeit der Anlage, den Abmessungen und der Anzahl
von Abschnitten des Zylinders und den Verfahrensparametern gewählt, welche
zu einer vollständigen
Hydratisierung und einer guten Ebenheit des Gipses am Ausgang des
Zylinders führen
müssen.
Im Allgemeinen ist in dem Fall einer Anlage mit einem einzigen Hydratisierungszylinder
die Drehgeschwindigkeit des Zylinders zwischen 1 U/h (Umdrehung/Stunde)
und 6 U/h, und vorzugsweise zwischen 4 und 6 U/h, enthalten.
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Mit
Bezug auf 4 wird die vorhergehenden Ausführungsform
von oben gesehen beschrieben. (Es ist nur ein Abschnitt dargestellt,
derjenige, welcher die Platte P unterstützt.)
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Mit
Bezug auf 5 wird eine Variante der vorhergehenden
Situation beschrieben. Diesmal ist der Drehzylinder 9 bezüglich der
Rollen 8a, 8b und 8c versetzt. Eine Umladevorrichtung 12 gewährleistet
die Verschiebung der Platten von den Rollen 8a, 8b und 8c in
Richtung des Zylinders 9. Diese Umladevorrichtung gewährleistet
die Zuführung
von Platten des Plattenzuges auf einen Abschnitt des Zylinders.
Diese Umladevorrichtung ist klassisch eine Gruppe von verbundenen
Halterungen, welche sich gemäß einer
Translations- und dann einer Rück kehrbewegung
darunter hindurch bewegen, beispielsweise nach Art eines Kettengliedes,
verbunden mit einer Auf- und Abbewegung.
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Man
könnte
auch den Drehzylinder direkt am Ende des Beschleunigungs-/Anhaltebereichs
vorsehen, jedoch diesmal mit einer Achse, welche nicht mehr parallel
sondern senkrecht zur Bewegungsrichtung der Platten ist. In diesem
Fall ist die Achse der Platten senkrecht zu der Achse des Zylinders;
dieser weist dann eine Länge
in der Größenordnung
der Breite der Platte auf. Die Platte kommt dann am Wegende in Anschlag
an der Nabe des Zylinders, bevor sie von den Abschnitten des Zylinders
manipuliert wird.
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Die
Hydratisierung in dem (den) Drehzylinder(n) ermöglicht einen erheblichen Platzgewinn.
Der traditionelle Härtungsbereich
kann nämlich
in der Länge
bis zu 50% reduziert werden. Außerdem
wird der Bereich zum feuchten Überführen bis
zum Eingang des Trockners ebenfalls erheblich reduziert. Darüber hinaus
ist die Verweildauer jeder Platte in dem Zylinder identisch, was
es ermöglicht,
eine sehr homogene Hydratisierungsrate der Platten zu haben. Dies
ist noch offensichlicher, wenn ein Trocknungszylinder zusammen mit
einem Hydratisierungszylinder verwendet wird.
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Die
erfindungsgemäßen Zylinder
können Platten
unterschiedlicher Länge
aufnehmen, wie beispielsweise von 1,50 m bis zur Gesamtlänge des
Zylinders. Die Arme sind nämlich
von einer ausreichenden Breite, um alle Plattenlängen und alle Plattenzugtypen
mit jeder Länge
aufzunehmen: was immer auch ihre Länge ist, die Platten ruhen
stets ausreichend (im Allgemeinen überwiegend) auf den Armen des
Zylinders.
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Um
den Zylinder zu entladen, können
Systeme verwendet werden, welche ähnlich zu denjenigen sind,
welche verwendet wurden, um ihn bei der in 5 veranschaulichten
Variante zu beladen, nämlich
eine Umladevorrichtung. Die Umladevorrichtung kann Rollen umfassen;
sie kann auch ein Endlosband umfassen, welches zwischen den Armen
positioniert ist, wobei die Achse des Bandes senkrecht zu der Achse
des Zylinders ist. In einem solchen Fall wird die auf dem Band ankommende
Platte darauf positioniert, wobei die Arme sich naturgemäß lösen. Die
Drehgeschwindigkeit des Bandes ist somit an diejenige des Zylinders
angepasst, um diesen entleeren zu können. Jedes weitere bekannte
System könnte
zur Beförderung
der Platte geeignet sein, um diese von einem Zylinder zum anderen
zu überführen.
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Falls
erforderlich, könnte
man auch zwei oder mehrere Hydratisierungszylinder haben. Der Transport
der Platten von einem Zylinder in den anderen könnte beispielsweise wie oben
erfolgen.
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Mit
Bezug auf 6a und 6b wird
eine weitere Ausführungsform
der Erfindung beschrieben, nämlich
ein auf diesem Prinzip des Drehzylinders basierender Trockner. Er
umfasst eine Achse 13 und Abschnitte 14a, 14b, 14c usw.,
wobei dies alles in einem Raum 15 angeordnet ist. (Es ist
nur eine Hälfte dargestellt).
Dieser neuartige Trockner wird ausgehend von einer feuchten Überführung gemäß dem Stand
der Technik oder ausgehend von einem oben beschriebenen erfindungsgemäßen Hydratisierungszylinder
versorgt.
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Die
Funktionsweise des Trockners ist sehr einfach. Die Platten treten
in den Trockner ein, werden auf den Abschnitten positioniert und
können dann
unter dem Einfluss der Wärme
das Wasser ausscheiden. Der Raum 15 ermöglicht es, den Bereich oder
Abschnitt zur Trocknung einzugrenzen. Dieser Raum steht in Verbindung
mit einem in dem Schema nicht dargestellten Belüftungskreislauf welcher neben
den Leitungen einen oder mehrere Wärmeerzeuger und Lüfter umfasst,
um die heißen
Gase um die zu trocknenden Platten herum zirkulieren zu lassen. Beispielsweise
kann der Raum 15 in zwei oder mehrere Abschnitte unterteilt
sein, mit einer Zirkulation von Luft oder einem anderen Gas zwischen
diesen Abschnitten; dies wird hiernach genauer beschrieben. Die 6a zeigt
den Fall mit einem einzigen Trocknungsabschnitt, während die 6b den
Fall mit zwei unterschiedlichen Trocknungsabschnitten zeigt (von
einem Abschnitt zum anderen unterschiedliche Temperaturen). Die
Zirkulation von Gasen in dem Zylinder und dem Raum wird in 7 genauer beschrieben.
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Im
Vergleich zum Stand der Technik ermöglicht dieser Trocknertyp eine
bessere Homogenität bei
der Trocknung. Beim Stand der Technik wurden die Platten nämlich in
der longitudinalen Richtung und langsam eingeführt, was eine Verschiebung
zwischen Plattenzügen
und somit eine mögliche
Gefahr einer so genannten Plattenendkalzination verursachte. Da
weiterhin die Platten in einem Plattenzug eine unterschiedliche
Hydratisierungsrate hatten, hat sich die Trocknung als durch diese
Heterogenität
beeinträchtigt
gezeigt. Bei dem neuen Verfahren werden die Platten in der transversalen
Richtung und schnell eingeführt,
was die obigen Nachteile vermeidet.
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Besser
als Arme umfasst jeder Abschnitt vorzugsweise (jedoch nicht notwendigerweise)
Kammfinger (im Gegensatz zum Hydratisierungszylinder), weil ja keine
ernsthafte Gefahr eines plastischen Fließens mehr besteht, und um außerdem einen
besseren thermischen Austausch zu ermöglichen. Es ist jedoch möglich, Arme
zu verwenden, welche insbesondere mit einer Vielzahl von Löchern versehen
sind. Der Kammfinger besitzt einen Abschnitt im Kontakt mit der
Platte von beispielsweise 0,5 bis 10 cm, insbesondere 1 bis 8 cm.
Der Zylinder umfasst beispielsweise 20 bis 150 Abschnitte, vorzugsweise
60 bis 120. Die Abmessungen des Zylinders sind allgemein die folgenden:
Durchmesser von 3 bis 6 m, vorzugsweise von 3,5 bis 4,5 m, und Länge von
3 bis 25 m oder sogar mehr, vorzugsweise 6 bis 15 m. Im Allgemeinen
werden zwei oder mehrere Trocknungszylinder verwendet. Diese Zylinder
haben vorzugsweise unterschiedliche Trocknungsabschnitte (um den Trocknungsvorgang
durch präzise
Kontrolle der Trocknungskurve – des
Gewichtsverlusts als Funktion der Zeit – zu optimieren).
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Die
Drehgeschwindigkeit des Zylinders wird in Abhängigkeit der Anzahl von Abschnitten
des Zylinders, des Durchsatzes der Anlage usw. ausgewählt. Im
Allgemeinen ist die Drehgeschwindigkeit des Zylinders zwischen 1
U/h und 6 U/h, vorzugeweise zwischen 2 und 4 U/h enthalten.
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Der
Zylinder kann teilweise oder in seiner Gesamtheit in dem beheizten
Raum angeordnet sein, mit einer im Wesentlichen homogenen Atmosphäre in dem
Zylinder. Es wird jedoch bevorzugt, dass die Platten Förderleitungen
für die
Gase bilden, um eine „intelligente" Zirkulation dieser
Gase in dem Raum zu erhalten. Dies ermöglicht es, mehrere Trocknungsabschnitte
mit unterschiedlichen Profilen zu haben und somit die Trocknung
zu optimieren. Um eine gute Homogenität der Trocknung in der Längsrichtung
der Platten zu erhalten, wird in jedem so definierten Trocknungsabschnitt
der Fluss von heißen Gasen
abwechselnd umgekehrt. Dieser Vorgang erfolgt beispielsweise einfach,
indem die Laufrichtung der Lüfter
umgekehrt wird oder indem geeignete Umlenker an den Enden des Raums
installiert werden. Bei dieser Lösung
umfasst jeder Abschnitt eine gerade Anzahl von Leitungen. Es können auch
beispielsweise Brenner an den zwei Enden des Raums installiert werden.
Der Zirkulationskreislauf kann insbesondere durch eine geeignete
Verkleidung erreicht werden, wobei der Raum 15 auf Höhe der Enden
des Zylinders in so viele Abschnitte wie gewünscht unterteilt wird.
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Mit
Bezug auf 7a wird der Zylinder beschrieben
und durch Pfeile der Kreislauf von heißen Gasen dargestellt. Der
Raum ist derartig, dass die Platten die Rolle von Umlenkern und
Führungen
für die
heißen
Gase parallel zu den Platten spielen. Indem die Betriebsbedingungen
modifiziert werden, kann kann somit zwei oder mehrere Trocknungsabschnitte
mit unterschiedlichen Bedingungen erhalten. Es ist nämlich möglich, so
viele Trocknungsabschnitte zu haben, wie durch zwei aufeinander
folgende Platten gebildete Zellen vorhanden sind.
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Spezifischer
umfasst der Raum an seinen zwei Enden eine Verkleidung 16 und 16', welche in
so viele Abschnitte unterteilt ist, wie Trocknungsabschnitte vorhanden
sind. Bei dem in der 7 dargestellten
Beispiel sind zwei Trocknungsabschnitte und somit zwei Abteilungen
auf Höhe
der Endverkleidungen vorhanden (16a und 1b bzw. 16'a und 16'b). Die Pfeile
zeigen die Zirkulationsrichtung der heißen Gase.
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Beispielsweise
können
zwei Trocknungsabschnitte vorhanden sein, einer mit einer Eingangstemperatur
von etwa 250°C
und einer Ausgangstemperatur von etwa 230°C und ein weiterer Abschnitt mit
einer Eingangstemperatur von etwa 220°C und einer Ausgangstemperatur
von etwa 180°C.
Es ist somit möglich,
eine größere Wärmemenge
zu applizieren, wobei sichergestellt ist, dass die Platten nicht „verbrannt" oder kalziniert
werden.
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Es
ist auch möglich
und vorteilhaft, eine Ablenkplatte auf Höhe der Verkleidungen zu haben;
in dem vorliegenden Fall würde
die Verkleidung 16' eine
Ablenkplatte umfassen, welche es ermöglicht, dass aus dem ersten
Abschnitt bei etwa 230°C
austretende Gas als das bei etwa 220°C (sogar bei derselben Temperatur)
in den anderen Abschnitt eintretende Gas zu verwenden. Dies ist
noch offensichtlicher bei der 7b, im
Schnitt von oben gesehen, bei welcher die Verkleidung 16' eine Ablenkplatte 16' umfasst, um
welche herum die heißen
Gase zirkulieren. Die Zirkulation der Gase ist durch die Pfeile
dargestellt.
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Die
Erfindung ermöglicht
es somit, die Trocknungsbereiche zu optimieren, was bei dem Stand
der Technik sehr schwierig, wenn nicht unmöglich ist. In diesem Stadium
ist es zweckmäßig zu vergegenwärtigen,
dass die Technik der Trocknung allgemein drei Bereiche kennt, Bereich 1,
Bereich 2 und Bereich 3. Die Bereiche 1 und 2 umfassen
eine Trocknung bei erhöhter
Temperatur der Gase (harte Trocknung), um die effektive Migration
der Stärke
zum Papier sicherzustellen und etwa 80% des Wassers auszuscheiden.
Der Bereich 3 ist ein Bereich, in welchem die Trocknung
sanfter ist, um zu vermeiden, dass die Kalzinationstemperatur der
Platten überschritten wird.
In diesem Bereich ist die Trocknungsgeschwindigkeit durch die Diffusion
des Dampfes in dem Kern der Platte begrenzt. Allgemein haben die
Bereiche 1 und 2 eine kumulierte Dauer von 15
bis 30 min (im Allgemeinen somit weniger als 45 min), während der Bereich 3 eine
Dauer aufweist, welche zu derjenigen der kumulierten Bereiche 1 und 2 äquivalent
ist. Die Temperaturen in diesen Bereichen sind typischerweise die
oben genannten. Es ist auch zu beachten, dass die Erfindung es wie
beim Stand der Technik gewünscht
ermöglicht,
eine Trocknung mit Gegenströmung
oder mit Gleichströmung
zu erhalten. Die Erfindung ermöglicht
somit den Erhalt eines Trocknungsprofils, welches besonders angepasst
und homogen ist.
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Ein
Mittelschaft ist vorstellbar, wobei dieser in Bereiche unterteilt
ist (auf Weise von Orangenvierteln), wobei jeder Bereich auf unabhängige Weise
mit heißem
Gas versorgt wird, was es ermöglicht,
unterschiedliche Erwärmungsbereiche
zu erzeugen. Die Erwärmung
der Platten erfolgt somit radial, ausgehend von dem Mittelschaft,
wobei die heißen
Gase durch an dem Mittelschaft angeordnete Öffnungen oder durch die Finger
des Zylinders verteilt werden (siehe beispielsweise unten die 8a,
bei welcher diese Ausführungsform
anwendbar ist).
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Es
ist möglich
und vorteilhaft, mehrere Zylinder in Reihe anzuordnen. Die Transportvorrichtungen von
einem Zylinder zu dem anderen wurden weiter oben mit Bezug auf den
Hydratisierungszylinder beschrieben. Beispielsweise können ein
erster Zylinder, beispielsweise vom Typ, welcher weiter oben mit zwei
Trocknungsabschnitten beschrieben wurde, und ein zweiter Zylinder
mit einem dritten Trocknungsabschnitt vorhanden sein. Der dritte
Trocknungsabschnitt besitzt beispielsweise eine Eingangstemperatur
von etwa 150°C
und eine Ausgangstemperatur von etwa 100°C. Die Zylinder in Reihe können sehr einfach
synchronisiert werden.
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Die
Konzeption dieses Trockners gestattet eine große Flexibilität bezüglich des
Typs des Trocknungsverfahrens. Der oben beschriebene Trockner ist
vom Direkttrocknertyp (heißes
Gas in direktem Kontakt mit den Platten mit einer Vektorgeschwindigkeit
der Gase parallel zu den Platten).
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Eine
Variante der Direkttrocknung ist mit diesem Trocknertyp ebenfalls
möglich.
Anstelle wie in der Beschreibung angedeutet die heißen Gase
zwischen den Platten zirkulieren zu las sen, werden die Gase durch
den Mittelschaft und dann in die durchlöcherten Finger eingeführt (die
Finger sind allgemein derartig, dass die Kontaktfläche mit
der Platte minimal ist, während
die Gase durch entlang der Finger angeordnete Löcher entweichen). Die Form
der Finger ist an diesen Trocknungstyp angepasst, sei es mit abgerundeter
Form, um zu vermeiden, dass die Platten die Löcher und den Durchgang der
Gase verstopfen. Dieses Verfahren eines Strahltrocknungstyps besitzt
den Vorteil, dass es bessere Austauschkoeffizienten und somit eine
bessere Energieausbeute aufweist.
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Man
kann die Gipsplatten auch gemäß dem indirekten
Dampftrocknungsverfahren trocknen, beispielsweise mit kleineren
Modifikationen an dem Zylinder. Die Auswahl einer indirekten Trocknung
ermöglicht
es, andere Brennstoffe, welche preiswerter sind als Gas oder Leichtöl, zu verwenden,
wie zum Beispiel Kohle, Schweröl,
Holzspäne
oder jegliche Arten von Abfällen,
welche dazu geeignet sind, in einem Dampfkessel verbrannt zu werden.
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Bei
dieser Konfiguration wird der Dampf in die Mittelachse eingeführt und
verteilt sich dann in den Fingern. Der durch Wärmeaustausch mit den Platten
kondensierte Dampf wird in dem Schaft oder der Einfassung zurückgewonnen
und dann in Richtung des Dampfkessels zurückgeführt. Der für diesen indirekten Dampftrocknungstyp
geeignete Zylinder ist relativ ähnlich
zu demjenigen, welcher unten mit Bezug auf 8a und 8b beschrieben
ist.
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Mit
Bezug auf 8a und 8b wird
eine weitere Ausführungsform
beschrieben. Die Mittelachse 13 wird zu einem Schaft, in
welchen die mit Wasserdampf geladenen heißen Gase, welche insbesondere
aus den ersten Abschnitten des Trockners oder den vorhergehenden
Zylindern stammen, wieder eingeführt
werden. Die Abschnitte 14a, 14b, 14c sind aus
hohlen Kammfingern gebildet, welche mit dem Mittelschaft verbunden
sind. Die mit Wasserdampf geladenen heißen Gase zirkulieren dann in
diesen Kammfingern von der Mitte nach außen und anschließend von
außen
zur Mitte.
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Bei
der in der 8a dargestellten Variante werden
die Gase durch eine kalibrierte Öffnung
von dem äußeren Raum
gesammelt, wobei mehrere Öffnungen 17a, 17b, 17c, 17d (gleichmäßig) auf
dem Umfang verteilt sind. Der äußere Raum
ist in diesem Fall durch eine Doppelwand (15, 15') gebildet,
welche mit einem Lüfter
verbunden ist. Wenn sich der Zylinder dreht, kommen die Enden der
Finger, da sie hohl sind, regelmäßig gegenüber den
(gleichmäßig) verteilten Öffnungen
zu liegen. Es kann sich somit eine Gasströmung aufbauen.
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Bei
der in der 8b veranschaulichten Variante
bewegen sich die Gase in den Fingern hin und zurück, wobei diese mit einem inneren
Hindernis versehen sind. Sie werden dann in einer Einfassung 13' um den Mittelschaft
herum gesammelt.
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Diese
Gase sind indirekt im Kontakt mit den auf die Abschnitte gelegten
Platten. Bei diesen Bedingungen kondensiert der Wasserdampf und
verliert dann im Kontakt seine latente Kondensationswärme. Das
kondensierte Wasser fließt
entlang der Kammfinger ab und wird in dem unterteilten Schaft oder
der Einfassung aufgenommen, von wo es vorzugsweise durch Schwerkraft
oder mittels einer Pumpe abgeführt
wird. Ebenso wird das an der Doppelwand des Raums kondensierte Wasser
durch Schwerkraft abgeführt.
Es kann auch vorgesehen sein, das kondensiere Wasser in dem Schaft
aufzunehmen und dann in der unteren Position durch die Kammfinger
abfließen
zu lassen. Diese Technik kann auch gemäß der Lehre des Dokuments DE-A-4326877
implementiert sein. Die anderswo während der Trocknung erzeugten
heißen
Wasserdämpfe
können
somit rückgewonnen
werden. Die Zylinder können
nämlich
jegliche klassische Energierückgewinnungssysteme
aufnehmen, welche wie echte innere Wärmetauscher arbeiten.
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Die 8a und 8b stellen
somit einen Zylinder dar, welcher dazu geeignet ist, mit einer indirekten
Trocknung und/oder einer Wärmerückgewinnung
verwendet zu werden, wobei der Hauptunterschied zwischen diesen
zwei Betriebsweisen die Wärmemenge
ist, welche durch einen oder mehrere Brenner eingebracht wird.
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Mit
Bezug auf 9 wird ein Trocknungszylinder
beschrieben, welcher außerdem
eine Funktion zur Kühlung
der Platten umfasst, mit nach wie vor einem Einführungsbereich (E) für die Platten,
insbesondere in der Horizontalen, und einem Ausgang. Der schraffierte
Bereich stellt hier den Trocknungsbereich dar. Der Zylinder umfasst
dann, beispielsweise auf Höhe
des Raums, ein zusätzliches
Viertel. Beispielsweise ist der Ausgang (S) in Form einer Öffnung nach
außen
nicht horizontal angeordnet, sondern nach unten. In dem zusätzlichen
Viertel kann sich die Platte naturgemäß oder anders abkühlen, um
etwaige thermische Wechselbeanspruchungen zu vermeiden. Man erhält somit
eine Platte mit besserer Qualität
als mit einem traditionellen Trockner. Da darüber hinaus die Öffnung versetzt
ist, gleitet die Platte naturgemäß auf ein
darunter befindliches Transportband.
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Dieses
Viertel könnte
auch über
der Horizontalen sein, wobei die gekühlte Platte dann in der Horizontalen,
beispielsweise auf ein Umladeband, austritt.
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Es
können
auch ein (oder mehrere) vollständiger)
Zylinder zum Zwecke einer Kühlung
vorgesehen sein, wenn dies notwendig ist.
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Man
erhält
somit am Ausgang des letzten Zylinders eine gekühlte Platte, welche direkt
zu dem abschließenden
Aufbereitungsbereich gesendet werden kann, ohne durch die Reihe
von schweren und lauten Einrichtungen zu laufen, welche sich gewöhnlich am
Trocknerausgang befinden, nämlich
eine Regruppierungskaskade für
die Platten, welche unterschiedliche Ebenen, Beschleunigungs- und
Anhaltebereiche, Überführungstische
usw. aufweist.
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Die
Trocknungszylinder können
wie bei dem Hydratisierungszylinder unterschiedliche Plattenlängen akzeptieren.
Um für
den Trocknungszylinder eine noch bessere Fließbewegung der Gase in den Zellen
zu erhalten, kann man beispielsweise die Platten wechselseitig anordnen,
das heißt
eine Platte auf Stoß auf
einer Seite des Zylinders und die andere auf Stoß auf der anderen Seite. Man
kann ebenso und bevorzugt Abschnitte verwenden, welche an ihren Enden
(auf Höhe
der seitlichen Scheiben des Zylinders) Segmente aufweisen, die eine
ausreichende Fläche
aufweisen, damit jede Platte unabhängig von ihrer Länge auf
diesem Segment ruht, und/oder eine angepasste Form aufweisen (beispielsweise
in Form einer Umlenkplatte), um die eventuelle Kalzination am Plattenende
zu vermeiden, welche aufgrund der ventilierten heißen Gase
verursacht werden kann.
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Die
Verwendung von Zylindern, insbesondere auf Ebene der Trocknung,
ermöglicht
es, alle Antriebsorgane in das Äußere des
Raums zu bringen und sie somit vor einer heißen und feuchten Umgebung,
welche aggressiv ist, zu schützen.
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Es
wird angemerkt, dass es besonders vorteilhaft ist, wenigstens einen
Hydratisierungszylinder mit wenigstens einem Trocknungszylinder
zu koppeln. Insbesondere werden in diesem Fall zwei oder drei Trocknungszylinder
verwendet, vorzugsweise der erste (und der zweite) mit einem oder
zwei unterschiedlichen Trocknungsabschnitten und der letzte vorzugsweise
mit einer Wärmerückgewinnung.
Es kann auch in dem vorliegenden Fall eine Trocknung vom indirekten
Typ verwendet werden.
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Im Übrigen wird
der Zylinder auch verwendet, um eine Handhabung der Platte unter
sanften Bedingungen vorzunehmen.
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Die 10 stellt
einen Zylinder dar, welcher für
ein Umdrehen der Platten verwendet wird, nach wie vor unter sanften
Bedingungen, wodurch man sich somit des Umdreh-Flippers entledigt,
welcher traditionell verwendet wird. Das Umdrehen kann für alle Platten
angewendet werden und kann alternierend sein; eine Platte kann genau
unter der Horizontalen entnommen werden und eine weitere etwa 180° später, nach
wie vor unter der Horizontalen. Man kann somit ein alternierendes
Umdrehen der Platten haben, was verwendet werden kann, um die Platten Cremeseite
an Cremeseite zu verpacken.
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Bei
der in 10 dargestellten Ausführungsform
sind ein Eingang (E) wie bei der 9 und zwei Ausgänge (S1)
und (S2) vorhanden. Es ist möglich, alle
Platten auf Höhe
des Ausgangs (S1) zu entnehmen, jedoch auch abwechselnd auf Höhe von (S1) und
(S2), was zu bereits alternierten Platten führt (was beispielsweise das
trockene Überführen für das Cremeseite/Cremseite-Zusammenfügen erleichtert). Wenn
die Platten in dem oberen Teil der Zylinder befördert werden, ruhen sie teilweise
auf der Nabe oder dem Mittelschaft. Wenn die Platten in dem unteren Teil
der Zylinder befördert
werden (insbesondere zwischen den Ausgängen (S1) und (S2)), können sie
auf dem Raum oder jeglichem anderen geeigneten Geländer gleiten
oder außerdem
in ihrer Bewegung durch ein Band begleitet sein, dessen Lineargeschwindigkeit
der Geschwindigkeit der betrachteten Platte auf Höhe des Umfangs
des Zylinders entspricht (die Bänder
haben vorzugsweise eine Bahn entlang dieses Umfangs).
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Mit
Bezug auf 11 beschreibt diese eine Ausführungsform,
bei welcher die Platten in die Zylinder (Hydratisierung, Trocknung,
Kühlung,
Beförderung)
zugeführt
werden. Gemäß dieser
Ausführungsform
werden die Platten entlang der Achse der Zylinder zugeführt, wobei
die Bewegungsrichtung entlang derselben Linie ist (im Unterschied
zu den vorhergehenden Ausführungsformen,
bei welchen die Zuführung
durch Translation erfolgt, sobald die Platte auf die Seite der Zylinder
gebracht ist). Schematisch ist die Abfolge die folgende. Zum Zwecke
der Einfachheit erfolgt die Beschreibung mit einer Platte, jedoch ist
die Ausführungsform
gleichermaßen
auf einen Plattenzug anwendbar; die Beschreibung erfolgt im Schnitt,
wobei die Platten entlang der senkrechten Richtung zu dem Blatt
eintreffen. Zum Zeitpunkt t = 0 ist der Zylinder in der Anfangsposition;
die Platte n wird auf einen Arm oder einen Abschnitt des Zylinders
gelegt. Bei t = t1 verschiebt sich ein (beispielsweise) aus einer
Gruppe von Rollen gebildeter Mechanismus unter die Platte n (beispielsweise
durch Translation) – in
der Figur ist nur eine Rolle dargestellt, wobei die anderen unter
Berücksichtigung
der ausgewählten
Darstellung tatsächlich
verdeckt sind. Bei t = t2 hebt sich dieser Mechanismus an, wobei
die Rollen zwischen die Arme oder Abschnitte des Zylinders greifen,
was zum Ergebnis hat, dass die Platte n nicht mehr auf den Armen
oder Abschnitten des Zylinders ruht. Bei t = t3 ersetzt die entlang
der Achse des Zylinders ankommende Platte n + 1 die Platte n, indem
sie sie schiebt, oder mittels motorisierter Rollen, wobei die Platten
n und n + 1 sich auf den Rollen verschieben. Bei t = t4 senkt sich
der Mechanismus wieder ab, was zum Ergebnis hat, dass die Platte
n + 1 auf den Armen oder Abschnitten des Zylinders ruht. Bei t =
t5 zieht sich der Mechanismus auf die Seite des Zylinders zurück, was
es diesem somit ermöglicht,
sich um den angestrebten Winkel zu drehen, um die Platte n – 1 in die
Anfangsposition des Verfahrens gemäß der spezifischen Ausführungsform
zu bringen.
-
Man
kann auf diese Weise (sowie gemäß anderen
Ausführungsformen)
die Gesamtheit des Zylinders nutzen, nämlich 360°, um die erforderlichen Maßnahmen
durchzuführen
(Hydratisierung, Trocknung, Kühlung,
Handhabung). Während
des Teils der Drehung in dem unteren Teil des Zylinders können die
Platten beispielsweise durch Umkehrungen auf Höhe der Arme oder Abschnitte
gehalten werden oder einfach durch eine äußere Verkleidung geführt werden
oder außerdem
auf einer Kette geführt
werden, welche auf dem unteren Teil angeordnet ist, wobei diese
Kette die Bewegung der Platten begleitet.
-
Bei
dieser Ausführungsform,
welche „mit 360°" genannt wird, müssen die
zuvor genannten Daten bezüglich
der Verweildauer, Drehgeschwindigkeit usw. angepasst werden (beispielsweise
kann für
eine identische Verweildauer die Drehgeschwindigkeit insoweit halbiert
sein, als effektiv 360° des
Zylinders und nicht mehr nur 180° genutzt
werden). Ebenso können
für die
Trocknung die Bereiche 1, 2 und 3 auf einem
einzigen Zylinder zusammengruppiert sein, wenn dies gewünscht ist.
-
Schließlich wird
angemerkt, dass die Erfindung die Eignung hat, allgemein angewendet
zu werden:
- – in dem Fall von Gipsplatten
bei jeglichem Plattenhandhabungsvorgang, einschließlich eines Umdrehens,
- – in
dem Fall der Trocknung bei jeglichem flachen Objekt, insbesondere
jedoch nicht einschränkend Gipskacheln,
Ziegel (beispielsweise aus Zement oder aus Ton) usw. oder ein Ob jekt,
für welches eine
Reaktion eines Wasserbindemittels gegeben ist. Bei diesem letzteren
Fall ist „Trocknung" tatsächlich als
jegliche Reaktion abdeckend zu verstehen, welche dazu geeignet ist,
insbesondere zu einer Härtung
zu führen
wie ein Brennen. Es muss nicht notwendigerweise eine Ausscheidung von
Wasser vorhanden sein, sondern es können andere Reaktionstypen
vorhanden sein, mit einer Freisetzung von anderen gasförmigen Ausströmungen,
oder nicht. Beispielsweise kann in dem Fall von Zementplatten das
Ausheizen in Betracht gezogen werden. Es ist anzumerken, dass in
diesen Fällen
eines Ausheizens nach wie vor die Sorge besteht, dass bei dem größten Teil
dieser Fälle
wenigstens zwei Perioden oder Phasen einer „Trocknung" vorhanden sind. Es ist nämlich bekannt,
dass für
die Härtung
dieser Platten mehrere Schritte verwendet werden, unter diesen: Schritt
(1): ein Ruheschritt, um vor der Anwendung der Wärme einen Beginn des Abbindens
zu ermöglichen;
Schritt (2): ein Erwärmungsschritt mit
einer relativ sanften Steigung bis zur Maximaltemperatur mit unter
Umständen
einer Einbringung von Feuchtigkeit; Schritt (3): ein Halteschritt, um
die Homogenität
der Erwärmung
und der Temperatur der Teile in der Kammer sicherzustellen; Schritt
(4): Belüftung
mit heißer
und dann Umgebungsluft, um die Kammer vor dem Entladen zu entfeuchten.
Die Erfindung ermöglicht
es, ein spezifisches Profil beim Ausheizen zu erhalten. Die Erfindung
ermöglicht
es außerdem, „FIFO" (First In, First
Out) genannte Kammern zu erhalten, welche zuverlässig sind und keine Gefahr
einer Unterbrechung des Verfahrens aufweisen.
-
Die
Erfindung zielt außerdem
ab auf alle Kombinationen zwischen einem oder mehreren Hydratisierungszylindern,
und ein oder mehrere Trocknungszylinder (mit einem oder mehreren
Trocknungsabschnitten, mit oder ohne Wärmerückgewinnungsvorrichtung), ein
oder mehrere Kühlzylinder, ein
oder mehrere Handhabungszylinder sind möglich. Die Anzahl von Zylindern
und/oder die Anzahl von Abschnitten sind auf keinen Fall einschränkend für die vorliegende
Erfindung. Beispielsweise kann ein einziger Hydratisierungszylinder
vorhanden sein, wie auch zwei oder mehr vorhanden sein können. Es können ein
(oder mehrere) Hydratisierungszylinder vorhanden sein, welcher)
mit einem (oder mehreren) Trocknungs- und/oder Kühl- und/oder Beförderungszylinder(n)
verbunden ist/sind; es können
auch nur Trocknungszylinder vorhanden sein; diese können auch
mit Kühl-
und/oder Handhabungszylindern verbunden sein. Es kann ein einziger
Trocknungszylinder vorhanden sein, genau wie zwei, drei oder mehr vorhanden
sein können.
Jeder Zylinder kann nur einen einzigen Trocknungsabschnitt umfassen,
jedoch kann er auch zwei, drei oder mehr umfassen. Jeder Zylinder
kann mit einer Erwärmung
vom direkten oder indirekten Typ sein. Ein oder mehrere Zylinder kön nen vom
Wärmerückgewinnungstyp
sein. Alle diese Typen (Funktion/Aufbau) von Zylindern können miteinander
kombiniert werden; alle Kombinationen sind erlaubt. Die Erfindung
eignet sich insbesondere für
den Fall einer Verbindung von Hydratisierungszylinder(n) gefolgt
von Trocknungszylinder(n), wobei alle Ausführungsformen wie oben vergegenwärtigt dazu
geeignet sind, kombiniert zu werden.
-
Die
durch die Erfindung verschafften Vorteile sind insbesondere:
Hinsichtlich
des Verfahrens und der der Platte verliehenen Qualität:
- – eine
Hydratisierungszeit, welche für
alle Platten am Eingang des Trockners praktisch identisch ist;
- – Vermeidung
des Versatzes zwischen Platten am Eingang des Trockners;
- – Vermeidung
der Plattenendkalzination;
- – die
Möglichkeit,
die Anzahl von Trocknungsabschnitten zu vervielfachen, um sich dem
idealen Trocknungsprofil anzunähern;
- – die
Möglichkeit,
einen Kühlbereich
in die Vorrichtung zu integrieren;
- – die
Möglichkeit,
auf einfache Weise die latente Kondensationswärme in dem letzten Trockner rückzugewinnen;
- – Flexibilität der Auswahl
des Trocknungsverfahrens (direkt oder indirekt oder die beiden kombiniert)
in Abhängigkeit
von den Energiekosten;
- – die
Möglichkeit,
die feuchten Platten in kürzeren Zeitspannen
als in den klassischen Anlagen zu handhaben;
- – es
gibt nicht länger
Bruch oder Beschädigung der
Platten durch schnelle oder grobe Handhabung oder durch Stöße an den
Anschlägen.
-
Hinsichtlich
der Investitionen:
- – Reduktion der Kosten der
feuchten Überführung und
teilweise der trockenen Überführung, welche in
der Einrichtung integriert sind;
- – Reduktion
der Ausbildungsanlagenkosten, da sie kürzer ist und/oder eine Schneidevorrichtung mit
einem einfacheren Aufbau aufweist;
- – ein
einfacherer- (ohne bewegliches Teil) und kleinerer Trockner;
- – eine
Installation, welche flexibel hinsichtlich der Kapazität ist, indem
die Länge,
die Anzahl von Zylindern oder die Anzahl von Abschnitten pro Zylinder
angepasst wird; dies ermöglicht
es, durch geringe Investitionen und eine schnelle Installation zu
Kapazitätserweiterungen
zu gelangen;
- – Reduktion
von Grund- und Gebäudeflächen;
- – die
Hinzufügung
der Vorrichtung zur Rückgewinnung
der latenten Kondensationswärme
des Wasserdampfes, welche sehr viel kostengünstiger ist als bei einem herkömmlichen
Trockner (praktisch in das Prinzip integriert).
-
Hinsichtlich
der Wartung:
- – Reduktion der Wartungskosten
an den feuchten und trockenen Überführungen;
- – Reduktion
der Kosten an dem Trockner, da das Motorisierungs- und Antriebssystem
im Äußeren des
heißen
und feuchten Teils des Trockners sein kann; es sind weniger bewegliche
Teile vorhanden;
- – Vermeidung
der Verwendung von Druckluft in diesen Einrichtungen.
-
Hinsichtlich
der Betriebskosten:
- – Reduktion der Trocknungsenergie
durch das System zur Rückgewinnung
der latenten Kondensationswärme
des Wasserdampfes;
- – Reduktion
des Verbrauchs an elektrischer Energie (die installierte Leistung
zur Motorisierung der Antriebe ist durch drei bis vier geteilt);
- – Reduktion
des Verbrauchs an Druckluft (an den Überführungstischen) und der damit
verbundenen Wartung;
- – Reduktion
der Kosten der Trocknung durch Verwendung von weniger teuren Brennstoffen
in dem Fall der indirekten Trocknung;
- – Verbesserung
des Nutzungsgrades der Einrichtungen.
-
Hinsichtlich
der Sicherheit und Arbeitsbedingungen:
- – Reduktion
des Lärms
insbesondere an den zwei Überführungen
und durch die Vermeidung der Kaskade am Ausgang des Trockners, außerdem des
Lärms,
welcher mit der Verwendung von Druckluft an den Überführungstischen verbunden ist;
- – Sicherheit:
weniger Teile in schneller Bewegung, sei es in Rotation (Rollen),
sei es in Translation (Hub- und Senktisch).
-
Es
gilt anzumerken, dass die Erfindung auf allgemeine Weise für individuelle
Platten sowie für Plattenzüge geeignet
ist. Die Ausdrücke „Ausbilden", „Schneiden", „Hydratisierung", „Trocknung", usw. „der Platte" sind auch als „der Platten
des Plattenzuges" zu
verstehen.
-
Es
gilt außerdem
anzumerken, dass der Ausdruck „Gipsplatte", welcher bei der
Erfindung verwendet wird, die Platten auf Basis von Gips, und insbesondere,
jedoch nicht einschränkend,
die Platten mit einer oder mehreren Verkleidungen aus Papier oder Karton
(im Englischen als „Wall-Board", „Plaster-Board" bezeichnet), jedoch
auch aus anderen Materialien wie einer Glasfasermatte (die Platten, welche
als „Feuer"-Platten bezeichnet
werden), Faserplatten (im Englischen als „Fibre-Board" bezeichnet) usw.,
abdeckt. Die Erfindung eignet sich vorzugsweise für Platten
mit einer Verkleidung aus Karton („Plaster Board").