RU2182293C1 - Wood drying and working device - Google Patents
Wood drying and working device Download PDFInfo
- Publication number
- RU2182293C1 RU2182293C1 RU2001109841/06A RU2001109841A RU2182293C1 RU 2182293 C1 RU2182293 C1 RU 2182293C1 RU 2001109841/06 A RU2001109841/06 A RU 2001109841/06A RU 2001109841 A RU2001109841 A RU 2001109841A RU 2182293 C1 RU2182293 C1 RU 2182293C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- container
- wood
- heating
- sealed chamber
- gas medium
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Drying Of Solid Materials (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области термовлажностной обработки материалов и может быть использовано в области переработки древесины и древесных материалов в деревообрабатывающем производстве при сушке пиломатериалов, например досок, брусьев, заготовок различной формы. При обработке других волокнистых материалов на основе древесины, целлюлозы или других, имеющих аналогичные условия сушки. Заявленное изобретение относится к устройству, которое может использоваться для камерной сушки пиломатериалов любых пород древесины и особенно эффективно как при обработке древесины твердых пород, таких как, например, дуб, бук, ясень, так и малоценных пород древесины, таких как, например, осина, а также для получения высококачественной древесины и изделий из нее различной формы, в частности, при изготовлении музыкальных инструментов. The invention relates to the field of heat-moisture processing of materials and can be used in the field of processing wood and wood materials in the woodworking industry when drying lumber, for example boards, beams, blanks of various shapes. In the processing of other fibrous materials based on wood, cellulose or others having similar drying conditions. The claimed invention relates to a device that can be used for chamber drying of sawn timber of any wood species and is particularly effective both in the processing of hardwood, such as, for example, oak, beech, ash, and low-value wood, such as, for example, aspen, as well as for obtaining high-quality wood and products from it of various shapes, in particular, in the manufacture of musical instruments.
Процесс высушивания предполагает извлечение влаги, насыщающей материал, на его поверхность и ее удаление с поверхности. Известно, что при высушивании волокнистых материалов, таких как древесина, одновременно происходят два основных процесса: передача тепла для испарения жидкости и перенос массы жидкости внутри обрабатываемого материала к его поверхности по капиллярным каналам. The drying process involves the extraction of moisture saturating the material on its surface and its removal from the surface. It is known that when drying fibrous materials such as wood, two main processes occur simultaneously: heat transfer to evaporate the liquid and mass transfer of the liquid inside the material to be processed to its surface through capillary channels.
Движение влаги в древесине происходит в жидкой и газообразной (пар) форме в соответствии с законами текучести и диффузии жидкости и газа и изменения капиллярных свойств материала за счет его теплового расширения. Факторы, влияющие на эти процессы, определяют скорость и степень удаления влаги из материала при его сушке. The movement of moisture in wood occurs in liquid and gaseous (steam) form in accordance with the laws of fluidity and diffusion of liquid and gas and changes in the capillary properties of the material due to its thermal expansion. Factors affecting these processes determine the rate and degree of moisture removal from the material during its drying.
В естественных условиях сушка материалов осуществляется воздухом, имеющим температуру и влажность среды, в которой происходит сушка. При этом воздух является теплоносителем и передает материалу и жидкости, находящейся в нем, тепло, необходимое для испарения жидкости. Поэтому сушка в естественных условиях требует значительного времени и позволяет только получить влажность материала, соответствующую влажности атмосферного воздуха. Under natural conditions, the drying of materials is carried out by air having the temperature and humidity of the environment in which the drying takes place. In this case, air is a heat carrier and transfers to the material and the liquid in it the heat necessary for the evaporation of the liquid. Therefore, drying in natural conditions requires considerable time and only allows you to get the moisture content of the material, corresponding to the humidity of the air.
По сравнению с сушкой в естественных условиях использование сушильных камер существенно сокращает длительность процесса сушки и обеспечивает возможность получения требуемых свойств материала. Compared to drying under natural conditions, the use of drying chambers significantly reduces the duration of the drying process and makes it possible to obtain the required material properties.
Существуют различные конструкции сушильных камер от простейших, которые представляют собой просто укрытие от атмосферных осадков, выполненное в виде, например, навеса, до вакуумных камер, в которых нагрев материала осуществляется токами высокой частоты (СВЧ). There are various designs of drying chambers from the simplest, which are simply shelter from precipitation, made in the form, for example, of a canopy, to vacuum chambers in which the material is heated by high-frequency currents (UHF).
Известно устройство для сушки древесины (US 4620373, F 26 В 5/04, 1986 г. ), содержащее камеру сушки с платформой для размещения штабеля послойно укладываемой древесины, нагреватели, испарители, систему охлаждения и компрессор для конденсации пара, насос для удаления конденсата и емкость для сбора удаленной влаги, датчики контроля температуры в штабеле. В этом устройстве нагреватели, передавая тепло древесине и воздуху в камере сушки, ускоряют процесс удаления влаги из древесины. A device for drying wood is known (US 4620373, F 26 B 5/04, 1986), comprising a drying chamber with a platform for accommodating a stack of layered wood, heaters, evaporators, a cooling system and a compressor for condensing steam, a pump for removing condensate and container for collecting removed moisture, temperature sensors in the stack. In this device, heaters, transferring heat to wood and air in the drying chamber, accelerate the process of removing moisture from wood.
Известна сушильная установка (SU 1191703, F 26 В 3/347, 1983 г.), содержащая герметический цилиндрический корпус с теплоизоляцией, сушильную камеру и подключенный к ней тракт сушильного агента со средствами распределения потока. Сушильная установка содержит размещенные последовательно по потоку сушильного агента конденсатор, вентилятор и калорифер. Кроме этого, в нее входят вакуумный насос, трубопровод слива конденсата, подключенный к донной части корпуса, и трубопровод напуска наружного воздуха, снабженные запорной арматурой. Тракт сушильного агента выполнен в виде внешнего, по отношению корпусу, канала, подсоединенного в противолежащих концах корпуса и снабженного в области размещения конденсатора сливным трубопроводом, который совместно с донным сливным трубопроводом подключен к вакуумному конденсатосборнику. A known drying unit (SU 1191703, F 26
Средство распределения сушильного агента выполнено в виде экранов, размещенных на боковой стенке корпуса, к верхней части корпуса подключен трубопровод напуска наружного воздуха. Установка снабжена средствами для диэлектрического нагрева материала. Установка служит для вакуумно-конвективной сушки, без использования сухого наружного воздуха, т.к. напуск наружного воздуха производится только для сброса вакуума. Тепловая энергия конденсации в установке не используется, а для сбора конденсата используется специальный вакуумный сборник. Ввиду того что влажность сушильного агента ограничивается только влагосодержанием материала, технологические возможности установки ограничиваются только сушкой и невозможно производить другие виды термовлажной обработки, например, кондиционирование сухой древесины. Таким образом, установка сложна по конструкции, ограничены технологические возможности и не полностью используются энергетические возможности. The distribution agent of the drying agent is made in the form of screens placed on the side wall of the housing, an external air inlet pipe is connected to the upper part of the housing. The installation is equipped with means for dielectric heating of the material. The unit is used for vacuum convective drying, without the use of dry outdoor air, because the outside air is only allowed to discharge the vacuum. The thermal energy of condensation is not used in the installation, and a special vacuum collector is used to collect condensate. Due to the fact that the humidity of the drying agent is limited only by the moisture content of the material, the technological capabilities of the installation are limited only by drying and it is impossible to carry out other types of thermo-wet processing, for example, conditioning dry wood. Thus, the installation is complex in design, limited technological capabilities and not fully utilized energy capabilities.
Известные устройства для сушки древесины не позволяют обеспечить испарение влаги из древесины при сохранении структуры древесины во все периоды сушки, т.к. не содержат необходимых для этого средств. В известных устройствах органы управления параметров среды в камере сушки поддерживают некие заранее заданные усредненные режимы сушки обычно при пониженном давлении. Условия сушки при этом не соответствуют периодам с постоянной и падающей скоростью испарения влаги, а процессы выгонки смолистых веществ и испарения влаги совмещены. Это приводит к увеличению времени сушки, снижению качества древесины и увеличению энергозатрат. Known devices for drying wood do not allow for the evaporation of moisture from wood while maintaining the structure of the wood during all periods of drying, because do not contain the necessary funds for this. In known devices, the controls of the environmental parameters in the drying chamber support certain predetermined averaged drying modes, usually at reduced pressure. In this case, the drying conditions do not correspond to periods with a constant and decreasing rate of moisture evaporation, and the processes of forcing out resinous substances and moisture evaporation are combined. This leads to an increase in drying time, a decrease in the quality of wood and an increase in energy consumption.
Наиболее близким по назначению и совокупности признаков к заявленному изобретению является устройство для сушки и обработки древесины (RU 2137995, F 26 В 9/06, 1999 г.). Это устройство включает герметичную камеру с теплоизоляцией, устройство для размещения древесины, устройство для нагрева газовой среды, устройство для циркуляции газовой среды внутри герметичной камеры, которое включает вентилятор и распределительные устройства, выпускное устройство с конденсатором, вакуумный насос, систему контроля температуры и влажности. The closest in purpose and combination of features to the claimed invention is a device for drying and processing wood (RU 2137995, F 26
В этом устройстве для сушки и обработки древесины в качестве высушивающего агента используется нагретый воздух. Нагреватель, выполненный в виде калорифера, расположен сверху над штабелем обрабатываемого материала. Циркуляция нагретого воздуха осуществляется в герметичной камере по горизонтали за счет того, что в одной боковой стенке экрана распределительного устройства, выполненной в виде распределительной решетки, установлены направляющие лопатки, а на противоположной боковой стенке экрана расположено всасывающее отверстие вентилятора. Донная часть герметичной камеры выполнена без теплоизоляции и служит конденсатором влаги. В этой же части герметичной камеры расположены средства для слива конденсата и напуска наружного воздуха. This wood drying and processing apparatus uses heated air as a drying agent. The heater, made in the form of a heater, is located above the stack of the processed material. The circulation of heated air is carried out horizontally in the sealed chamber due to the fact that guide vanes are installed in one side wall of the switchgear screen, made in the form of a distribution grid, and a fan suction hole is located on the opposite side wall of the screen. The bottom of the sealed chamber is made without thermal insulation and serves as a moisture condenser. In the same part of the sealed chamber, there are means for draining the condensate and letting in external air.
Известное устройство для сушки и обработки древесины не обеспечивает требуемой равномерности прогрева древесины в процессе сушки из-за горизонтального направления потока высушивающего агента, которым служит нагретый воздух, и бокового обдува штабеля древесины, а также из-за отсутствия полной теплоизоляции герметичной камеры, в нижней части которой происходит конденсация выделившейся влаги и приток холодного атмосферного воздуха на первом этапе сушки. Неравномерность прогрева древесины приводит к неравномерной усадке и, как следствие, к возникновению поводок пиломатериалов. Приток холодного атмосферного воздуха в камеру во время сушки приводит к повышению расхода энергоносителя для его обогрева. Наличие только системы контроля температуры и влажности не позволяет поддерживать оптимальную температуру и давление газовой среды в герметичной камере, при которой влага и смолистые вещества выделяются из древесины без нарушения ее структуры. The known device for drying and processing wood does not provide the required uniformity of heating of wood during the drying process due to the horizontal direction of the flow of the drying agent, which is heated air, and side blowing of the wood stack, and also due to the lack of complete thermal insulation of the sealed chamber in the lower part which is condensation of the released moisture and the influx of cold atmospheric air at the first stage of drying. Uneven heating of the wood leads to uneven shrinkage and, as a result, to the appearance of a lead of lumber. The influx of cold atmospheric air into the chamber during drying leads to an increase in the consumption of energy for its heating. The presence of only a temperature and humidity control system does not allow maintaining the optimal temperature and pressure of the gaseous medium in a sealed chamber at which moisture and resinous substances are released from the wood without violating its structure.
Технической задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является создание устройства для сушки и обработки древесины, в котором реализуются физические условия сушки, обеспечивающие количественно регулируемое извлечение влаги из древесины, повышение равномерности нагрева всего объема древесины, помещенной в устройство. The technical problem to which the present invention is directed is to provide a device for drying and processing wood, in which physical drying conditions are realized, providing quantitatively controlled extraction of moisture from the wood, increasing the uniformity of heating of the entire volume of wood placed in the device.
При решении этой задачи достигаются следующие технические результаты:
1. увеличение равномерности скорости потока газовой среды и ее температуры внутри герметичной камеры в контейнере, что приводит к повышению равномерности испарения влаги по объему высушиваемой древесины и по ее длине,
2. возможность поддержания заданных параметров температуры давления и влажности газовой среды, обеспечивающих уменьшение гигроскопичности древесины за счет заполнения пор, освобожденных от воды, смолистыми веществами,
3. повышение плотности древесины без изменения формы за счет более равномерной усадки древесины в результате повышения равномерности выхода влаги и смолистых веществ из древесины, обеспечение равномерной усадки древесины до 20% по объему, повышение равномерности распределения прочностных свойств по объему древесины, поперек и вдоль волокон за счет обеспечения заданного распределения скорости потока газовой среды в герметичной камере
4. повышение экономичности и эффективности установки за счет направления потока газовой среды снизу вверх,
5. обеспечение возможности получения заданного цвета древесины при ее обработке в заданных условиях температуры и давления, за счет изменения цвета химических соединений, находящихся в древесине в естественном состоянии.When solving this problem, the following technical results are achieved:
1. an increase in the uniformity of the flow rate of the gaseous medium and its temperature inside the sealed chamber in the container, which leads to an increase in the uniformity of moisture evaporation in the volume of dried wood and in its length,
2. the ability to maintain the specified parameters of the temperature of the pressure and humidity of the gaseous medium, providing a decrease in the hygroscopicity of wood due to the filling of pores freed from water with resinous substances,
3. increasing the density of wood without changing the shape due to a more uniform shrinkage of wood as a result of increasing the uniformity of moisture and resinous substances from the wood, ensuring uniform shrinkage of wood up to 20% by volume, increasing the uniformity of the distribution of strength properties over the volume of wood, across and along the fibers beyond account for providing a given distribution of the flow rate of the gaseous medium in a sealed chamber
4. improving the efficiency and effectiveness of the installation due to the direction of the gas flow from the bottom up,
5. providing the ability to obtain a given color of wood during its processing under specified conditions of temperature and pressure, due to the color change of chemical compounds in the wood in a natural state.
Для достижения технических результатов в устройство для сушки и обработки древесины, состоящее из герметичной камеры с теплоизоляцией, устройства для размещения древесины, устройства для нагрева газовой среды, устройства для циркуляции газовой среды внутри герметичной камеры, которое включает вентилятор и распределительное устройство, выпускное устройство с конденсатором, систему контроля температуры и влажности, дополнительно введена система контроля давления газовой среды, связанная с системой контроля температуры и влажности. Теплоизоляция герметичной камеры выполнена таким образом, что она полностью термоизолирована. Устройство для размещения древесины, функционально объединенное с распределительным устройством, выполнено в виде контейнера, в котором могут быть расположены стеллаж и/или прокладки. Пол и потолок контейнера снабжены отверстиями, обеспечивающими внутри контейнера с помощью, по крайней мере, одного вентилятора, установленного в торце герметичной камеры, направленный снизу вверх поток газовой среды. Устройство нагрева газовой среды расположено под полом контейнера, и/или вдоль его боковых сторон, и/или над потолком контейнера, а выпускное устройство снабжено регулировочным клапаном для регулировки скорости изменения (уменьшения или увеличения) давления в герметичной камере. To achieve technical results, a device for drying and processing wood, consisting of a sealed chamber with thermal insulation, a device for placing wood, a device for heating a gas medium, a device for circulating a gas medium inside a sealed chamber, which includes a fan and a distribution device, an exhaust device with a condenser , a temperature and humidity control system, an additional gas pressure control system has been introduced, associated with a temperature and humidity control system. The thermal insulation of the sealed chamber is made in such a way that it is completely thermally insulated. A device for placing wood, functionally combined with a distribution device, is made in the form of a container in which a rack and / or gaskets can be located. The floor and ceiling of the container are provided with openings that provide inside the container with at least one fan installed in the end of the sealed chamber, the flow of the gas medium directed from the bottom up. The device for heating the gas medium is located under the floor of the container, and / or along its sides, and / or above the ceiling of the container, and the exhaust device is equipped with a control valve to adjust the rate of change (decrease or increase) in pressure in the sealed chamber.
Целесообразно для повышения равномерности потока газовой среды внутри контейнера и, соответственно, повышения равномерности прогрева древесины выполнение следующего условия: S1 > S2, а S4 > S3, где S1 - площадь сечения выходного отверстия вентилятора, S2- площадь сечения отверстий в полу контейнера, S3 - площадь сечения отверстий в потолке контейнера, S4 - площадь сечения входного отверстия вентилятора.It is advisable to increase the uniformity of the flow of the gaseous medium inside the container and, accordingly, increase the uniformity of heating the wood, the following conditions: S 1 > S 2 , and S 4 > S 3 , where S 1 is the cross-sectional area of the fan outlet, S 2 is the cross-sectional area of the holes in the container floor, S 3 is the cross-sectional area of the holes in the container ceiling, S 4 is the cross-sectional area of the fan inlet.
Предпочтительно чтобы в устройстве нагрева газовой среды нагревательные элементы были расположены с зазором для прохода потока газовой среды вдоль длины высушиваемого материала, и часть из них была выполнена в виде термоэлектрических нагревателей. Preferably, in the device for heating the gas medium, the heating elements are located with a gap for the passage of the gas stream along the length of the dried material, and some of them were made in the form of thermoelectric heaters.
Целесообразно также, чтобы в устройстве нагрева газовой среды часть нагревательных элементов была выполнена из труб диаметром 15-20 мм, в которых в качестве теплоносителя циркулируют вода или пар. It is also advisable that in the device for heating the gas medium, part of the heating elements was made of pipes with a diameter of 15-20 mm, in which water or steam circulate as a heat carrier.
Кроме этого, в устройстве нагрева газовой среды часть нагревательных элементов может быть выполнена в виде термоэлектрических нагревателей, а часть - в виде труб, в которых в качестве теплоносителя циркулируют пар или вода. In addition, in the device for heating the gas medium, part of the heating elements can be made in the form of thermoelectric heaters, and part in the form of pipes in which steam or water circulate as a heat carrier.
Целесообразно для обработки древесины чтобы, по крайней мере, один нагревательный элемент, выполненный в виде трубы, имел, по крайней мере, одно средство, например, регулировочный вентиль или отверстие для напуска воды, и/или пара, и/или их смеси в герметичную камеру. It is advisable for wood processing that at least one heating element made in the form of a pipe has at least one means, for example, an adjustment valve or a hole for the inlet of water and / or steam, and / or their mixture into an airtight the camera.
Предпочтительно пол контейнера выполнять съемным с колесами, чтобы он выполнял функцию тележки для перемещения, загрузки и выгрузки древесины из камеры. Preferably, the floor of the container is removable with wheels so that it acts as a cart for moving, loading and unloading wood from the chamber.
Целесообразно снабжать устройство нагрева газовой среды системой контроля и регулировки температуры нагревательных элементов. It is advisable to equip the device for heating the gas medium with a control system and adjust the temperature of the heating elements.
При этом целесообразно также, чтобы системы контроля температуры, влажности и давления газовой среды в камере, а также система контроля и регулировки температуры нагревательных элементов были соединены с контроллером, связанным с регулировочным клапаном выпускного устройства для повышения точности регулировки и поддержания заданного режима сушки и обработки древесины. At the same time, it is also advisable that the temperature, humidity and pressure control systems of the gas medium in the chamber, as well as the temperature control and adjustment system of the heating elements, are connected to a controller connected to the control valve of the exhaust device to increase the accuracy of adjustment and maintain the desired drying and wood processing mode .
Для повышения равномерности распределения скорости испарения по длине камеры целесообразно полки стеллажа выполнять в виде сетки, изготовленной из металлического прутка диметром 10-12 мм. To increase the uniformity of the distribution of the evaporation rate along the length of the chamber, it is advisable to make shelves in the form of a grid made of a metal bar with a diameter of 10-12 mm.
Внутри контейнера расположен стеллаж, полки которого выполнены в виде сетки, изготовленной из металлического прутка диаметром 10-12 мм или прокладки, выполненные в виде Г-образного и/или Т-образного металлического прутка. Inside the container there is a rack, the shelves of which are made in the form of a grid made of a metal bar with a diameter of 10-12 mm or gaskets made in the form of a L-shaped and / or T-shaped metal bar.
Устройство может быть снабжено двумя вентиляторами, один из которых установлен на открывающейся крышке. The device can be equipped with two fans, one of which is installed on the opening cover.
Устройство может быть дополнительно снабжено устройством для заполнения герметичной камеры инертным, и/или углекислым газом, и/или нейтрализующим агентом, и/или их смесью. The device may be further provided with a device for filling the sealed chamber with inert and / or carbon dioxide and / or a neutralizing agent and / or a mixture thereof.
Целесообразно регулировочный клапан снабжать управляющим механизмом, соединенным с системой контроля температуры, влажности и давления газовой среды. It is advisable to provide the control valve with a control mechanism connected to a system for monitoring the temperature, humidity and pressure of the gas medium.
Фиг1. Общий вид устройства для сушки и обработки древесины, где
1 - герметичная камера с теплоизоляцией,
2 - устройство для размещения древесины,
3 - полость под контейнером,
4 - полость над контейнером,
5 - вентилятор,
6 - съемная торцевая панель контейнера,
7 - съемный пол контейнера, выполненный в виде тележки, снабженной колесами,
8 - регулировочный клапан выпускного устройства,
9 - устройство для нагрева газовой среды в герметичной камере,
10 - вакуумный насос,
11 - выпускное устройство, включающее конденсатор,
12 - эстакада для загрузки и разгрузки герметичной камеры,
13 - прокладки, обеспечивающие требуемый зазор для циркуляции газовой среды,
14 - насос, обеспечивающий подачу теплоносителя в устройство нагрева газовой среды,
15 - устройство для нагрева теплоносителя,
16 - компенсационный бачок.Figure 1. General view of a device for drying and processing wood, where
1 - sealed chamber with thermal insulation,
2 - a device for placing wood,
3 - the cavity under the container,
4 - cavity above the container,
5 - fan
6 - removable end panel of the container,
7 - removable floor of the container, made in the form of a trolley equipped with wheels,
8 - control valve of the exhaust device,
9 - a device for heating a gas medium in a sealed chamber,
10 - vacuum pump
11 is an exhaust device including a capacitor,
12 - overpass for loading and unloading a sealed chamber,
13 - gaskets providing the required clearance for the circulation of the gas medium,
14 - pump, providing a coolant in a device for heating a gas medium,
15 - a device for heating the coolant,
16 - compensation tank.
Фиг. 2. Схема циркуляции газовой среды внутри герметичной камеры, продольный разрез, где
1 - герметичная камера с теплоизоляцией,
2 - устройство для размещения древесины,
3 - полость под контейнером,
4 - полость над контейнером,
5 - вентилятор,
6 - съемная торцевая панель контейнера,
7 - съемный пол контейнера, выполненный в виде тележки, снабженной колесами,
8 - регулировочный клапан выпускного устройства,
9 - устройство для нагрева газовой среды в герметичной камере,
17 - отверстия в полу и потолке контейнера для прохода газовой среды
Фиг.3. Схема циркуляции газовой среды внутри герметичной камеры, поперечный разрез.FIG. 2. The scheme of circulation of the gas medium inside the sealed chamber, a longitudinal section, where
1 - sealed chamber with thermal insulation,
2 - a device for placing wood,
3 - the cavity under the container,
4 - cavity above the container,
5 - fan
6 - removable end panel of the container,
7 - removable floor of the container, made in the form of a trolley equipped with wheels,
8 - control valve of the exhaust device,
9 - a device for heating a gas medium in a sealed chamber,
17 - holes in the floor and ceiling of the container for the passage of the gas medium
Figure 3. The scheme of the circulation of the gas medium inside the sealed chamber, cross section.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения. Information confirming the possibility of carrying out the invention.
Устройство для сушки и обработки древесины, содержит герметичную термоизолированную камеру 1 с теплоизоляцией. Герметичная камера 1 представляет собой цилиндрический сосуд, работающий с переменными давлением (0,05 - 5 кг/см2) и температурой (5 - 200oС), в одном из торцов которого устроена герметизируемая дверь.A device for drying and processing wood, contains a sealed thermally insulated chamber 1 with thermal insulation. The sealed chamber 1 is a cylindrical vessel, operating with variable pressure (0.05 - 5 kg / cm 2 ) and temperature (5 - 200 o C), in one of the ends of which a sealed door is arranged.
Цилиндрический сосуд помещен в короб, так же открывающийся с одного из торцов, предназначенный для теплоизоляции рабочей полости и размещения агрегатов, обеспечивающих технологический цикл сушки. A cylindrical vessel is placed in a box, also opening from one of the ends, designed to insulate the working cavity and place the units providing the drying cycle.
Устройство для размещения древесины выполнено в виде разборного контейнера 2 со стеллажом и/или прокладками 13, пол 7 и потолок которого снабжены отверстиями 17. Осушаемый материал, например древесина, размещают внутри герметичной камеры 1 в контейнере 2, представляющем собой параллелепипед (фиг 2, 3), вписанный в цилиндр. The device for placing wood is made in the form of a
Древесина, например пиломатериал, может быть уложена в штабель на стеллаж, выполненный в виде сетки из металлического прутка диаметром 12 мм, или разделена прокладками 13 для обеспечения требуемого зазора в штабеле. Поток газовой среды, нагнетаемый, по крайней мере, одним вентилятором 5, поднимаясь через сечение 20 мм, разделяется на две части и проходит в образующие каналы по 10 мм. Такая система укладки и соотношения размеров между досками по ширине и высоте дает возможность газам, циркулирующим внутри герметичной камеры, равномерно омывать всю поверхность доски. Между боковыми поверхностями штабеля и боковыми стенками контейнера 2 расстояние около 10 мм. Wood, such as lumber, can be stacked on a rack made in the form of a grid of a metal bar with a diameter of 12 mm, or separated by spacers 13 to provide the required clearance in the stack. The gas flow pumped by at least one
Учитывая неэффективность движения газов, находящихся в условиях естественной тепловой циркуляции, в герметичной камере введена принудительная система внутренней циркуляции, интенсифицирующая естественный ток газов. Для этого вентилятор 5, установленный в торце герметичной камеры 1, обеспечивает циркуляцию газовой среды. Дополнительно, для повышения скорости потока газовой среды может быть установлен второй вентилятор на открывающейся крышке герметичной камеры. Отверстия 17 в полу 7 и потолке контейнера выполнены таким образом, что позволяют получить заданный по всей длине контейнера 2 поток газовой среды. Экспериментально установлено, что для повышения равномерности потока газовой среды внутри контейнера и повышения интенсивности теплообмена между газовой средой и древесиной, помещенной в герметичную камеру, целесообразно выполнение следующего условия: S1 > S2, а S4 > S3, где S1 площадь сечения выходного отверстия вентилятора, S2- площадь сечения отверстий в полу контейнера, S3 - площадь сечения отверстий в потолке контейнера, S4- площадь сечения входного отверстия вентилятора.Given the inefficiency of the movement of gases under natural thermal circulation, a forced internal circulation system is introduced in the sealed chamber, which intensifies the natural gas flow. For this, the
Центробежный вентилятор 5 (фиг.2) системы внутренней циркуляции установлен в противоположном от загрузочной двери, "глухом" торце герметичной камеры 1. Вентилятор 5 из выходного отверстия, имеющего площадь сечения S1, направляет поток газовой среды в полость 3, под контейнера 2, например, с пиломатериалом, пройдя через радиатор устройства 9 нагрева газовой среды, находящийся под полом контейнера, и отверстия 17 в полу 7 контейнера, площадь сечения которых S2, нагретая газовая среда, представляющая собой атмосферный воздух, заполнивший герметичную камеру при загрузке в нее древесины, поступает в штабель с пиломатериалом и, пройдя через него вверх через отверстия в потолке контейнера, площадь сечения которых S3, попадает в полость 4 между потолком контейнера и стенкой герметичной камеры 1, перемещается во входное отверстие вентилятора 5, площадь сечения которого S4.The centrifugal fan 5 (FIG. 2) of the internal circulation system is installed in the “blind” end of the sealed chamber 1. The
Перфорация (отверстия 17) в полу предназначена для заданного распределения поля давления газов под полом контейнера, что дает возможность обеспечить необходимую скорость газов по длине и ширине пола контейнера и на входе в штабель. Perforation (holes 17) in the floor is designed for a given distribution of the gas pressure field under the floor of the container, which makes it possible to provide the necessary gas velocity along the length and width of the container floor and at the entrance to the stack.
Перфорация может быть устроена таким образом, что суммарная площадь S1 равномерно распределенных по полу контейнера отверстий была примерно на 1/5 (20%) меньше суммарной площади S2 выходных отверстий (их два) вентилятора, которых может быть, например, два. Это обеспечивает повышенное давление под полом контейнера и позволяет получить равномерный ток газов во всех отверстиях пола вне зависимости от удаленности их от вентилятора 5.The perforation can be arranged in such a way that the total area S 1 of the holes uniformly distributed on the floor of the container is approximately 1/5 (20%) less than the total area S 2 of the outlet openings (there are two of them), which can be, for example, two. This provides increased pressure under the floor of the container and allows you to get a uniform gas flow in all openings of the floor, regardless of their remoteness from the
Суммарная площадь S3 сечения отверстий на потолке контейнера примерно на 1/5 (20%) меньше площади S4 входного отверстия вентилятора, что в свою очередь создает над потолком контейнера зону пониженного давления и, соответственно, обеспечивает равномерный ток газов через отверстия в потолке контейнера.The total area S 3 of the cross section of the openings on the container ceiling is approximately 1/5 (20%) less than the area S 4 of the fan inlet, which in turn creates a reduced pressure zone above the container ceiling and, accordingly, ensures a uniform gas flow through the openings in the container ceiling .
В некоторых случаях, в зависимости от количества и формы древесины, загружаемой в контейнер, количество и диаметр отверстий 17 или их площадь могут изменяться по длине пола 7 и потолка контейнера для повышения равномерности потока газовой среды, проходящей через них, и повышения равномерности прогрева древесины. In some cases, depending on the quantity and shape of the wood loaded into the container, the number and diameter of the
Организованная таким образом внутренняя циркуляция газовой среды дает возможность реализовать интенсивный теплообмен в штабеле пиломатериала, постоянно подводя подогретые газы и отводя отдавшие температуру древесине при условии равномерного поля температуры и тока газов. Organized in this way, the internal circulation of the gaseous medium makes it possible to realize intense heat transfer in a stack of lumber, constantly supplying heated gases and taking away the temperature-giving wood, provided that the temperature and gas flow fields are uniform.
Зона пониженного давления системы внутренней циркуляции находится только в полости, образованной потолком контейнера и стенкой герметичной камеры. Во всех остальных полостях как, например, полости, образованные боковыми стенками контейнера и стенкой герметичной камеры, полом контейнера и стенкой герметичной камеры, торцовой частью герметичной камеры со стороны загрузочной двери и торцовой стенкой контейнера, образованной съемной панелью 6, занимает зона повышенного давления. Такая большая суммарная площадь проходного сечения для газов, движущихся в зоне повышенного давления с большой скоростью, позволяет избежать лишних потерь тепла. The reduced pressure zone of the internal circulation system is located only in the cavity formed by the ceiling of the container and the wall of the sealed chamber. In all other cavities, such as the cavities formed by the side walls of the container and the wall of the sealed chamber, the floor of the container and the wall of the sealed chamber, the end part of the sealed chamber from the side of the loading door and the end wall of the container formed by the
Устройство нагрева газовой среды 9 расположено под полом контейнера и может быть также вдоль его боковых сторон. Для обеспечения заданного поля температуры в штабеле, под полом 7 контейнера 2 вдоль его длины расположено устройство 9 нагрева газовой среды, выполненное, например, в виде труб, соединенных в регистр, в котором циркулирует теплоноситель, в качестве которого может использоваться, в зависимости от применяемой тепловой установки, или перегретая вода с необходимой температурой или пар. Регистр представляет собой радиатор из труб диаметром 15-20 мм с суммарной площадью теплоотдачи около 300 кв. м. Направление токов теплоносителя в радиаторе организовано таким образом, что в каждой соседней трубе теплоноситель движется в противоположном направлении, чем и обеспечивается равномерное поле температуры по длине и ширине регистра. The device for heating the
Для повышения эффективности и экономичности установки часть нагревательных элементов устройства нагрева газовой среды могут быть дополнительно установлены над потолком контейнера. To increase the efficiency and economy of the installation, part of the heating elements of the gas medium heating device can be additionally installed above the container ceiling.
Энергоноситель, участвующий в работе устройства нагрева газовой среды герметичной камеры, может быть любой (в том числе и дрова). Если в качестве устройства 9 нагрева газовой среды используются термоэлектрические элементы, то энергоносителем является электричество и используется источник электроэнергии соответствующей мощности. The energy carrier participating in the operation of the device for heating the gas medium of the sealed chamber can be any (including firewood). If thermoelectric elements are used as the
Если в качестве устройства 9 нагрева газовой среды используется регистр, то в зависимости от вида энергоносителя возможны два теплоносителя: вода или пар. В этом случае устройством для нагрева теплоносителя 15, т.е. источником пара, например, может быть паровой котел типа ОГВ с мощностью, достаточной для обеспечения необходимым количеством пара для нагрева газовой среды конкретной герметичной камеры, в зависимости от объема ее загрузки. Также в качестве устройства для нагрева теплоносителя 15 может быть применен нагрев воды при помощи электротенов, которые устанавливаются в емкость, позволяющую поднять температуру воды до 150oC при давлении 5 кг/см2. Циркуляция жидкости в регистре обеспечивается циркуляционным насосом.If a register is used as the
Газовая среда, проходя через устройство нагрева 9, нагревается и поступает к древесине. За счет происходящих процессов тепломассообмена происходит нагрев древесины, выделение и испарение влаги, насыщающей ее. Заданный режим сушки и обработки древесины контролируется и поддерживается с помощью установленных датчиков температуры, давления и влажности газовой среды, а также температуры и влажности древесины, соединенных с контроллером. Изменение режима может осуществляться путем изменения температуры устройства нагрева 9, или за счет изменения скорости циркуляции газовой среды, или за счет изменения давления газовой среды в герметичной камере. При нагреве древесины выделяющаяся из нее влага превращается в пар, который увеличивает давление газовой среды в герметичной камере. The gas medium, passing through the
В некоторых случаях для повышения теплоемкости газовой среды, циркулирующей в герметичной камере, в начале цикла нагрева возможна подача воды, или водяного пара, или их смеси в герметичную камеру. In some cases, to increase the heat capacity of the gaseous medium circulating in the sealed chamber, at the beginning of the heating cycle, it is possible to supply water or water vapor, or a mixture thereof, to the sealed chamber.
Для поддержания в герметичной камере 1 требуемого давления используется выпускное устройство 11. To maintain the required pressure in the sealed chamber 1, an exhaust device 11 is used.
Выпускное устройство 11 (фиг.1) представляет собой конденсатор для разделения и очистки выделяющихся из древесины жидкостей с емкостями для их сбора. Оно расположено сверху над герметичной камерой и снабжено регулировочным клапаном 8, который обеспечивает выход парогазовой смеси из герметичной камеры с заданной скоростью, определяемой требуемой скоростью изменения давления в герметичной камере в процессе сушки и обработки древесины. The exhaust device 11 (Fig. 1) is a condenser for separating and purifying liquids released from wood with containers for collecting them. It is located above the pressurized chamber and is equipped with an
Управляющий механизм регулировочного клапана соединен с системой контроля температуры, влажности и давления газовой среды и с контроллером, обеспечивающим требуемый режим сушки и обработки древесины. The control mechanism of the control valve is connected to a system for monitoring the temperature, humidity and pressure of the gas medium and to a controller that provides the required drying and processing of wood.
Конденсатор обеспечивает в процессе охлаждения и конденсации парогазовой смеси, выпускаемой из герметичной камеры, ее разделение на воду и другие составляющие, выделяющиеся из древесины в процессе сушки, их очистку и сбор. Газовая среда выпускается из герметичной камеры 1 с определенной скоростью с помощью регулировочного клапана 8, который может быть выполнен, например, в виде крана, через который газовая среда, выпущенная из герметичной камеры, пройдя конденсатор, установленный на верху сушильной камеры, охлаждается и разделяется на фракции. Получаемая в результате конденсации жидкость, удаленная из древесины, очищается и собирается для дальнейшей переработки. The condenser provides during the cooling and condensation of the vapor-gas mixture discharged from the sealed chamber, its separation into water and other components released from the wood during drying, their cleaning and collection. The gas medium is discharged from the sealed chamber 1 at a certain speed by means of a
После снижения давления газовой среды в герметичной камере 1 ниже атмосферного работу по удалению газовой среды из герметичной камеры берет на себя вакуумный насос 10. Он может быть установлен наверху герметичной камеры 1 на трубопроводе между регулировочным клапаном 8 и конденсатором. Трубопровод подвода к нему теплоизолирован для предотвращения преждевременной конденсации. Входная горловина насоса расположена выше выходной, для эффективного стока влаги из вакуумного насоса. Вакуумный насос должен обеспечивать уменьшение давления в герметичной камере 1, по крайней мере, до 10 Па. After reducing the pressure of the gaseous medium in the sealed chamber 1 below atmospheric, the vacuum pump 10 takes over the work to remove the gaseous medium from the sealed chamber. It can be installed on top of the sealed chamber 1 in the pipeline between the
Конкретные технические характеристики вентилятора, радиатора, нагревателя и вакуумного насоса определяются объемом конкретной герметичной камеры и желаемым темпом набора температуры в камере. Могут быть использованы любые из выпускаемых промышленностью вентилятор, радиатор, нагреватель и вакуумный насос, подходящие по своим технических характеристикам. The specific technical characteristics of the fan, radiator, heater, and vacuum pump are determined by the volume of the specific sealed chamber and the desired rate of temperature rise in the chamber. Any fan, radiator, heater, and vacuum pump that are suitable for their technical characteristics can be used.
Для поддержания требуемых режимов температуры и давления при проведении сушки и обработки древесины используется система контроля температуры, давления и влажности газовой среды, а также система контроля и регулировки температуры нагревательных элементов устройства 9 нагрева газовой среды. Для этого в герметичной камере 1 установлены датчики температуры и влажности древесины, датчики температуры, давления и влажности газовой среды, а также датчики температуры нагревательных элементов устройства нагрева газовой среды 9. Регулировочный клапан 8 выпускного устройства может быть снабжен сервоприводом для автоматического изменения степени его открытия, а также средством для изменения направления потока газовой среды, выпускаемой из герметичной камеры 1. Поток газовой среды может направляться в конденсатор напрямую или, если давление в герметичной камере 1 достигнет величины атмосферного, через вакуумный насос. Нагревательные элементы могут быть снабжены устройством для регулировки их температуры. Выходы датчиков соединены с входами контроллера, а вход сервопривода регулировочного клапана и вход устройства для регулировки температуры нагревательных элементов соединены с его выходами. В качестве контроллера может быть использован компьютер
Для повышения производительности пол 7 контейнера 2 снабжен колесами и представляет собой тележку. Контейнер комплектуется, по крайней мере, двумя такими тележками. В процессе работы одна тележка, на которой уложен штабель с пиломатериалом, находится в герметичной камере, а другая в это время перегружается.To maintain the required temperature and pressure modes during drying and wood processing, a temperature, pressure and humidity control system for the gas medium is used, as well as a temperature control and adjustment system for the heating elements of the gas
To increase productivity, the
Claims (14)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001109841/06A RU2182293C1 (en) | 2001-04-13 | 2001-04-13 | Wood drying and working device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001109841/06A RU2182293C1 (en) | 2001-04-13 | 2001-04-13 | Wood drying and working device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2182293C1 true RU2182293C1 (en) | 2002-05-10 |
Family
ID=20248379
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2001109841/06A RU2182293C1 (en) | 2001-04-13 | 2001-04-13 | Wood drying and working device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2182293C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EA010823B1 (en) * | 2005-07-13 | 2008-12-30 | Александр Николаевич Ноеренчук | Method for vacuum cleaning and apparatus therefor |
RU221565U1 (en) * | 2023-08-02 | 2023-11-13 | Общество с ограниченной ответственностью "Бикос-Термодерево" | Device for steam-thermal treatment of wood |
-
2001
- 2001-04-13 RU RU2001109841/06A patent/RU2182293C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EA010823B1 (en) * | 2005-07-13 | 2008-12-30 | Александр Николаевич Ноеренчук | Method for vacuum cleaning and apparatus therefor |
RU221565U1 (en) * | 2023-08-02 | 2023-11-13 | Общество с ограниченной ответственностью "Бикос-Термодерево" | Device for steam-thermal treatment of wood |
RU230526U1 (en) * | 2024-02-26 | 2024-12-09 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Уральский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Южно-Уральский ГАУ) | Wood drying plant |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107166902B (en) | Multifunctional heat pump drying device | |
US11131468B2 (en) | Device for continuous water absorption and an air cooler | |
CN102625899B (en) | Method and device for drying bulk capillary-porous materials | |
CN101377377A (en) | Wood drying machine | |
CA2308245C (en) | A drying device | |
RU2182293C1 (en) | Wood drying and working device | |
CN106871594A (en) | A kind of timber active drying equipment | |
US4459763A (en) | Tray drying chamber | |
US7089683B1 (en) | Drying device | |
RU2381430C1 (en) | Chamber for drying loose materials | |
RU2624088C1 (en) | Method of drying plant-based material and device for its implementation | |
US3591928A (en) | Continuous fluidization-type powder drying plant and method of use | |
RU2105256C1 (en) | Vacuum-convective wood-drying chamber | |
RU2780600C1 (en) | Installation and method for drying and heat treatment of wood | |
RU2816002C1 (en) | Unit for drying plant material | |
RU2806861C1 (en) | Drying chamber for lumber | |
KR101844865B1 (en) | Dryer Using Heat Pump and Plastic Heat Exchanger | |
GB2199644A (en) | Dryer | |
KR200429768Y1 (en) | Pressure Sensitive Drying System Using Circulating Cooling System | |
CN109734281A (en) | A kind of sludge at low temperature desiccation mechanism applied in Treatment of Sludge | |
JP2005047100A (en) | Wood drying method and wood drying apparatus | |
RU2338136C1 (en) | Efficient drying chamber | |
KR20210002209A (en) | Hybrid depressurizing-type heat pump dryer capable of checking the condition of the object to be dried, and drying method of the object to be dried using the same | |
RU2397413C1 (en) | Method for wood drying | |
RU2319086C1 (en) | Method for lumber drying and installation for its realization |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20040414 |