NO171361B - Apparat for paafoering av glasur i kornform paa keramiske fliser ved hoey temperatur - Google Patents

Description

Fremgangsmåter for fremstilling av fliser er kjente for avsetning av granulær glasur på flisene når disse brennes ved varmebehandling, dvs. når flisene befinner seg ved høy temperatur.

Påføringen av den granulære glasur på de glødende fliser byr på en lang rekke teknologiske, fysikalske og kjemiske problemer.

Hensyn må nemlig tas til det faktum at ved denne prosess er flistemperaturen betraktelig høyere enn smeltetemperaturen til i det minste komponentene i glasuren.

En glasurutdelingsanordning som er vendt mot flisene, blir utsatt for oppvarming som resultat av varmen som denne utsettes for fra de glødende fliser enten ved stråling eller konveksj on.

Det kan antas at denne vanskelighet vil kunne over-vinnes ved å anbringe glasurutdelingsenheten i avstand fra flisen og derved redusere den varme som overføres til utdelingsenheten fra flisen.

Det har nå imidlertid vist seg at den økede fallhøyde for den kornete glasur som oppstår på denne måte, fører til alvorlige ulemper.

Dersom nemlig fallhøyden er for stor, vil glasuren selektivt bli utsatt for påvirkning av de oppadstigende luft-strømmer som forekommer i nærvær av glødende fliser som befinner seg i en omgivelse med lavere temperatur. Partiklene med mindre størrelse vil klart mer sannsynlig bli bremset av slike oppadstigende lufstrømmer, og denne virkning fører til en slags separering mellom korn med forskjellig størrelse.

Når dessuten de større korn faller fra en større høyde, får de for stor kinetisk energi som gjør at de vil rekylere fra flisenes overflate. Et annet resultat av den oppadstigende luftstrøm er at separeringen av fraksjonene med liten størrelse under fallet kan forårsake ujevn påføring på grunn av et ikke perfekt konstant og jevnt fall for glasurpartiklene.

Den kjensgjerning at kornene som faller for hurtig er tilbøyelige til å rekylere fra flisene, forårsaker imidlertid ujevn påføring på flisoverflaten, spesielt nær kantene, og spesielt på den fremre kant.

Det fremgår at alle disse faktorer gjør det nødvendig at fallhøyden for den kornete glasur er så liten som mulig.

Den spontane oppvarming av utdelingsanordningen an-foragt tett nær de glødende fliser er derfor utillatelig fordi jo nærmere utdelingsanordningens temperatur kommer flisenes temperatur, jo mer vil den lavestsmeltende fraksjon av glasuren bringes til å smelte, med det resultat at den agglomerer i utdelingsanordningen og i praksis hindrer en korrekt utdeling av glasuren.

Ved den foreliggende oppfinnelse tas det sikte på å løse problemer ved å tilveiebringe en utdelingsanordning som påfører glasuren med fall fra lav høyde på glødende fliser, dvs. fliser med høyere temperaturer enn glasurens smeltetemperatur.

Oppfinnelsen angår således et apparat for å påføre glasur i kornform på keramiske fliser, såsom teglfliser, som er oppvarmet til høy temperatur, innbefattende en transportanordning for å fremmate flisene langs en bane, og en ovenfor denne bane beliggende utdelingsenhet for glasurkorn, idet ut-del ingsenheten har minst én oppadvendt overflate til hvilken glasurkorn tilføres og som heller nedad for å lede glasurkornene ned til et tverrgående kantområde som befinner seg i en på forhånd bestemt høyde ovenfor banen og fra hvilket glasurkornene forlater overflaten, og apparatet er særpreget ved at den hellende overflate er samordnet med et kjølesystem som arbeider med et sirkulerende kjølemedium, hvorved kjøle-systemet er beliggende mellom transportanordningen og utdelingsenheten på en slik måte at når glasurkornene befinner seg i utdelingsenheten, forblir de i det vesentlige upåvirket av den høye temperaturen.

Løsningen ifølge oppfinnelsen er basert på den iakt-tagelse at den største varmemengde som avgis av den glødende flis til den ovenfor anordnede utdelingsanordning er strålingsvarme .

Det er kjent at varmeveksling ved stråling er propor-sjonal med forskjellen mellom temperaturene i fjerde potens til de legemer mellom hvilke varmevekslingen finner sted.

Det er ved forsøk blitt påvist at kald glasur som faller på overflaten av flisene, drastisk reduserer stråling.

For at den ytre overflate av flisen skal bringes til å bestå av selve glasuren som absorberer varme fra flisens overflatelag, gjelder det følgende: økningen i glasurens temperatur (for hvilken hensyn må tas til glasurens spesifikke varme og til dens smeltende komponents smeltetemperatur) finner klart sted med en derav følgende senkning av temperaturen til flisens overflatelag, idet det også skal erindres at varmetransmisjonskoeffisienten for keramiske legemer, såsom underlaget eller substratet til en flis, er lav.

I henhold til oppfinnelsen blir derfor glasuren i form av en kaskade eller gardin helt fra i det minste en fri kant av en avkjølt, skrått forløpende overflate på hvilken den kornete glasur som er blitt tilført på denne overflate, kan strømme.

Glasuren blir tilført til denne skrått forløpende overflate og når den faller på denne, tapes den kinetiske energi som glasuren kan ha.

Den frie kant fra hvilken glasuren faller ned på flisene er med fordel anordnet tett nær utdelingsanordningens omkretsareal, idet dette areal retningsmessig er anordnet slik at det ligger i den bane ifølge hvilken flisene nærmer seg nær utdelingsanordningen, slik at flisene passerer under utdelingsanordningslegemet efter å ha mottatt i det minste en del av den kornete glasur.

Utdelingsanordningen omfatter nærmere bestemt et flertall kanter fra hvilke glasuren faller, og disse kanter forløper på tvers i forhold til flisens eftermatningsretning.

Særtrekkene ved oppfinnelsen vil fremstå mer tydelig ut fra et studium av den nedenstående beskrivelse av utfør-elsesformer av denne under henvisning til de ledsagende teg-ninger , hvor

Figur 1 er et skjematisk generelt perspektivoppriss av en foretrukken utførelsesform av apparatet ifølge oppfinnelsen, Figur 2 og 3 er hennholdsvis side- og planoppriss av apparatet ifølge Figur 1, og Figur 4 og 5 er deloppriss lignende dem som er vist på Figur 2, for forskjellige utførelsesformer av apparatet.

Under henvisning til Figurene 1-3 er på disse skjematisk vist en ovn 10 i hvilken en spalte 11 er utformet som mottar en utdelingsinnrentning 12 i henhold til oppfinnelsen.

Ovnen 11 er en rulleovn som som sådan er vanlig og derfor ikke er detaljert beskrevet. Henvisningstallet 13 antyder skjematisk de kraftdrevne valser eller ruller som transporterer flisene 14 til og inn i ovnen, hvorved de blir utsatt for den korrekte varmebehandling som spesielt forklart i italiensk patentsøknad nr. 19589 A/85 i navn av den nær-værende patentsøker.

Utdelingsanordningen 12 er forsynt med ruller 20 for å transportere flisene, og disse ruller representerer en forlengelse av ovnens rullelinje 13.

De anordninger som anvendes for å sette rullene i rotasjon, er her ikke detaljert vist. De kan for eksempel være av kjede- eller drevtypen som vanlig er for denne type av utstyr.

Rullene 20 har fortrinnsvis, som vist på Figurene, en diskontinuerlig overflate slik at flisen blir understøttet ved at den hviler på adskilte punkter.

Denne diskontinuitet kan med fordel oppnås ved å for-syne rullene 20 med en sentral, rørformig del 21 som er forsynt med ringformige fremspring 22. Den rørformige del 21 gjennomstrømmes av kjølevæske, fortrinnsvis vann, som inn-mates i og fjernes fra de to ender via henholdsvis ledninger 23 og roterende skjøter 24 (Figur 3).

Denne utformning av rullene 20 viser seg å være nyttig for å hindre at de blir deformert på grunn av varme ved stopp og påfølgende gjenoppstarting av rullene som under-støtter de glødende fliser.

Når nemlig de glødende fliser som på de nevnte ruller 20 kommer fra ovnen, kommer i kontakt med rullene som, dersom deres bevegelse stanses, avkjøles hurtig, mens rullene be-røres nær en langstrakt del av disse, vil de sistnevnte være tilbøyelige til å bli deformert og til å bli konvekse nær genereringslinjen med den høyeste temperatur.

En slik deformasjon som er resultatet av manglende termisk likevekt, har ingen tilbøyelighet til selvkompen-sasjon og er i virkeligheten i de første få minutter av arbeidsoperasjonen tilbøyelig til å øke og til derefter grad-

vis å avta.

Når rullene ruller for å transportere flisene, vil i virkeligheten den varmeste konvekse del av disse komme i kontakt med flisene, og dette er tilbøyelig til å opprettholde den manglende termiske likevekt mellom de forskjellige langstrakte områder av rullene.

Konstruksjonen av rullene for at disse skal bli forsynt med en diskontinuerlig bæreoverflate hindrer denne manglende termiske likevekt fra å oppstå og vare ved, og den setter også en grense for varmemengden som avgis fra flisene til rullene og gjør det mer mulig å avkjøle de sistnevnte uten vesentlig å senke flistemperaturen. Det har vist seg å være spsielt egnet for å opprettholde termisk likevekt for rullene at de har en utvendig overflate som består av ringformige ribber som også fyller den funksjon at varmen blir fordelt i omkretsretningen.

Glasurutdelingsanordningen er forsynt med en trakt 25 for å motta den kornete glasur, og på bunnen av trakten er en matemekanisme som for eksempel består av en bevegelig sylinder 26 av en type som hindrer tilstopping av massen og mater glasuren på en vibrerende sikt 27.

Fra denne sikt faller den kornete glasur ned på et sett med roterende sylindre 30 som er anordnet umiddelbart over overflaten til flisene som er understøttet av rullene 20.

Disse roterende sylindre 30 er forsynt med avkjøling i form av et fluid som strømmer gjennom disse på en måte som er fullstendig lik avkjølingen av rullene 20.

Det bør her bemerkes at når glasuren faller på de roterende sylindre 30, blir den avbremset, hvorved dens kinetiske energi ved støt reduseres.

Dette innebærer at høyden av påmatningsdelene ikke er svært kritisk, og slike deler kan derfor monteres i en be-kvem avstand fra flisene slik at de ikke blir utsatt for farlig overopphetning, idet det igjen skal erindres at muligheten for separering mellom de forskjellige glasurfaser under fallet og den ujevne akkumulering av findelte glasurfraksjoner må holdes på et minimum.

Hensyn må også tas til den kjensgjerning at de roterende sylindre 30 representerer en skjerm mot den

strålingsvarme som kommer fra flisene.

Nær de roterende fordelingssylindre 30, under rullene 20, er en trakt 33 anordnet for å oppsamle eventuell glasur som passerer gjennom raden med fliser anordnet side om side og bragt nær glasurutdelingsanordningen.

Denne trakt bør være slik laget at forekomsten av skorsteinvirkninger på grunn av nærværet av de glødende fliser reduseres, og for dette formål er det nyttig at trakten har tverrgående deleinnretninger 34 og at utløpsmunningen for den oppsamlede glasur befinner seg forseglet sammen med uttømmingsdelene.

En utdelingsinnretningskonstruksjon av denne type har vist seg på tilfredsstillende måte å bidra til at formålene ved oppfinnelsen blir oppnådd.

Hver av de roterende sylindre 30 har i sin oppadvendte del en skrå dobbeltoverflate fra hvilken glasuren i form av en kaskade eller gardin faller ned på flisene, og nærmere bestemt fra kantene som blir dannet av de roterende sylindres genereringslinjer tangensialt på vertikalplanene.

Rotasjonen av de roterende sylindre 30 er ikke av kritisk betydning hva gjelder utdelingen av glasuren, og de ville ha kunnet utdele denne selv om de hadde vært stasjonære.

Rotasjonen er imidlertid meget nyttig for kontinuerlig å variere den del av sylindrenes overflate som er utsatt for strålingsvarmen som kommer fra de glødende fliser, hvorved sylindrene blir lettere å avkjøle, og rotasjonen sikrer også at ingen del av sylindrene vil nå en temperatur som kan igangsette smelting av glasurkomponenter og at det ikke oppstår noen ekspansjonsforskjeller som kan deformere sylindrene 30.

I henhold til oppfinnelsen er den første av sylindrene 30 som møtes av flisene som er understøttet på rullene 20 (fra venstre til høyre på Figur 1) anordnet slik at den avgir glasuren, ved hjelp av en av dens kanter, til flisene før disse kommer inn i området under selve utdelingsinnretningen.

Som forklart ovenfor vil dette første fall av glasur forårsake en kraftig reduksjon av bestrålingen fra flisene, og dette som resultat av en senkning av deres overflate-lagstemperatur uten imidlertid at dette vil forårsake at de innvendig blir avkjølt så sterkt at betydelige termiske ikke-likevektstilstander og innvendige spenninger vil føre til sprekkdannelser i gjenstanden.

Sylindrene 30 blir derfor utsatt for en drastisk lavere bestråling enn hva tilfellet ville ha vært dersom flisene som passerer under disse ikke var blitt avkjølt av nedfallet av glasur.

Sylindrene 30 danner dessuten en skjerm som beskytter de øvre deler av utdelingsanordningen både mot bestråling og konveksjon.

Forekomsten av en rekke sylindre 30 (istedenfor bare én) gjør det mulig å utvide det område av flisene som er av-skjermet fra disse selv om sylindrenes forholdsvis lille diameter beholdes og glasurfallhøyden derved begrenses i overensstemmelse med formålene ved oppfinnelsen.

Det har vist seg fordelaktig å utdele glasuren ved fall fra flere på hverandre følgende kanter og således også å forbedre fordelingen over flisene.

Glasuren som faller ned fra den første kant av utdelingsinnretningen på den glødende flis igangsetter straks mykning og smelting med det resultat at glasuren som faller fra de kanter som flisene senere påtreffer under deres transport, blir mindre tilbøyelig til å rekylere.

Flisene som transporteres fra ovnen på rullene 13 og derefter på rullene 20, har nødvendigvis en viss langsgående og tverrgående avstand mellom seg. Glasuren som utdeles av sylindrene 30 som er vendt mot området for disse avstander mellom flisene, blir oppsamlet av den nedre trakt 33 og kan eventuelt resirkuleres til utdelingsinnretningen.

Trakten 33 har skjermer 34 som danner en labyrint for glasuren, avbøyer de oppadstigende luftstrømmer slik at de kommer utenfor det egentlige glasurpåføringsområde, og kan avkjøles på egnet måte for å lede bort varmen mottatt fra undersiden av flisene.

Som et resultat av at de blir avkjølt og at deres kontaktsoner med flisene er små, kan rullene 20 holdes på en temperatur som er klart lavere enn smeltetemperaturen for den lavestsmeltende komponent i glasuren, hvorved denne hindres

fra å henge fast på deres overflate.

Som tidligere angitt har det vist seg at utformningen av den roterende sylinders skrå overflate for kaskade- eller gardinpåføring av glasuren på flisene er usedvanlig fordelaktig av de mange hittil angitte qrunner.

Disse sylindre kan imidlertid erstattes av overflater 40 med kanter 41 fra hvilke glasuren faller ned på flisene.

Overflatene 40 er fortrinnsvis utformet med et hulrom 42 i hvilket kjølevæske blir tvunget sirkulert, på samme måte som for sylindrene 30.

Overflatene 40 behøver ikke nødvendigvis å være stat-iske. For å oppnå en tilfredsstillende fordeling og friere strøm av glasuren kan de imidlertid være vibrerende utformet, for eksempel fast montert sammen med sikten 27.

Det er også fordelaktig at overflatene 40 er flere enn én for å oppnå en gradvis, progressiv fordeling av glasuren over flisene og en bedre jevnhet for laget.

På Figur 5 er spesielt vist den første overflate 40 vendt mot flispåmatningssiden slik at flisene kommer under utdelingsinnretningen efter at de allerede er blitt belagt med glasur, i overensstemelse med den ovenfor fremsatte for-klaring.

De andre overflater 40 er imidlertid vist vendt i den motsatte retning da det har vist seg at det er fordelaktig hva gjelder en jevnere dekning av front- og baksidene at glasurkornene har en fallkurve med horisontal komponent parallelt med flispåmatningen og i den samme retning.

Claims (13)

1. Apparat for å påføre glasur i kornform på keramiske fliser (14), såsom teglfliser, som er oppvarmet til høy temperatur, innbefattende en transportanordning (20) for å fremmate flisene (14) langs en bane, og en ovenfor denne bane beliggende utdelingsenhet (12) for glasurkorn, idet utdelingsenheten har minst én oppadvendt overflate til hvilken glasurkorn tilføres og som heller nedad for å lede glasurkornene ned til et tverrgående kantområde som befinner seg i en på forhånd bestemt høyde ovenfor banen og fra hvilket glasurkornene forlater overflaten, karakterisert ved at den hellende overflate (30, 40) er samordnet med et kjølesystem som arbeider med et sirkulerende kjølemedium, hvorved kjølesystemet er beliggende mellom transportanordningen (20) og utdelingsenheten (12) på en slik måte at når glasurkornene befinner seg i utdelingsenheten (12), forblir de i det vesentlige upåvirket av den høye temperaturen.

2. Apparat ifølge krav 1, karakterisert ved at glasurutdelingskanten strekker seg i det vesentlige nær utdelingsenhetens (12) periferi som er vendt mot den retning som flisene (14) kommer fra.

3. Apparat ifølge krav 1, karakterisert ved at utdelingsenheten (12) har et flertall hellende overflater med dertil hørende parallelle endekanter (41).

4. Apparat ifølge krav 1, karakterisert ved at den hellende overflate oppviser et hullegeme (30) som inngår i kjølesystemet og hvori kjølevæske kan sirkulere.

5. Apparat ifølge krav 3, karakterisert ved at de hellende overflater består av oppadvendte partier av sylindre (30) i utdelingsenheten (12), idet sylindrene (30) er montert med horison-tale akser og at utdelingskantene for glasurkornene dannes av områder hos utdelingssylindrene (30) i nærheten av vertikalplan som tangerer sylindrene.

6. Apparat ifølge krav 5, karakterisert ved at det omfatter anordninger for å holde sylindrene (30) i rotasjon.

7. Apparat ifølge krav 5, karakterisert ved at sylindrene (30) er hule og er utført for i tverretning og innvendig å gjennomstrømmes av kjølevæske.

8. Apparat ifølge krav 1, karakterisert ved at flistransportsystemet utgjøres av et system av ruller (20), idet hver rull (20) har en ytre overflate som oppviser diskontinuerlige fremspring (22) for å understøtte flisene (14) på et flertall adskilte punkter.

9. Apparat ifølge krav 8, karakterisert ved at diskontinuitetene til-veiebringes ved hjelp av ringformige legemer (22) som er montert koaksialt på en aksel (21).

10. Apparat ifølge krav 9, karakterisert ved at akselen (21) er hul for å kunne gjennomstrømmes av en kjølevæske.

11. Apparat ifølge krav 10, karakterisert ved at det under flistransport-anordningen (20) er en anordning (33) for å oppsamle glasurkorn som renner over flisenes (14) kant.

12. Apparat ifølge krav 11, karakterisert ved at glasuroppsamlings-anordningen består av en trakt (33) med avbøyningsskille-innretninger (34) for glasurkorn.

13. Apparat ifølge krav 1, karakterisert ved at anordningen for å utdele glasurkorn på den nevnte hellende overflate (30,40) består av en vibrerende sikt (27).