Установка для сушки древесины
Полезная модель относится к области деревообработки. Установка для сушки древесины, включает сушильную камеру, соединенную при помощи трубопроводов с быстродействующими клапанами с ресивером, который по объему выполнен равным объему одной сушильной камеры после заполнения ее древесиной, вакуумный насос, соединенный с ресивером, шлюзовую камеру, соединенную с ресивером при помощи трубопровода и клапана, при этом установка снабжена, по крайней мере, одной сушильной камерой, ресивером состоящим, по крайней мере, из двух емкостей и не менее чем одним трубопроводом, соединяющим быстродействующие клапана сушильной камеры с нижней емкостью ресивера, расположенную, например, горизонтально и верхнюю емкость ресивера, расположенную горизонтально над нижней, выполненными в виде цилиндрических емкостей, соединенных между собой не менее чем одним вертикальным трубопроводом, сушильная камера снабжена системой трубопроводов и форсунок для подачи и распыления воды, раствора антипирена, антисептика, красителя, пара или другого применяемого для обработки древесины материала или раствора и выполнена прямоугольного сечения с полуцилиндрическими торцевыми стенками, в которых размещены нагревательные элементы и вентиляторы. Установка оснащена дополнительными конструктивными элементами способствующими достижению конечного результата являющегося технической задачей полезной модели. В настоящее время изготовлено несколько опытных образцов установок, которые успешно прошли производственные испытания. Качество высушенной древесины превышало нормативные показатели предусмотренные ГОСТом и ТУ.
Полезная модель относится к области деревообработки, в частности к конструкциям вакуумных установок для сушки древесины, например, мебельной и может быть использована на предприятиях переработки древесины мягких и твердых пород.
Широко известны установки для сушки древесины, содержащие непосредственно камеру с герметично закрывающейся дверью и калорифером с вентилятором, подающим нагретый воздух в полость камеры.
Недостатками таких установок является длительный процесс сушки древесины от 12 до 20 дней в зависимости от пород древесины, низкое качество сушки, поскольку связанная в капиллярах влага практически из древесины на таких установках не удаляется, а также большие энергозатраты.
Известна долее совершенная установка сушки строительных материалов с использованием вакуума и многократного чередования циклов нагрева с
одновременной продувкой материала теплоносителем и вакуумирования. Известная установка содержит камеру сушки, вакуумный насос, которые связаны с ресивером при помощи трубопроводов и клапанов. См. а.с СССР №1000701, кл. F 26 В 5/04, Публ. 1981 год. В известной установке для сушки древесины в каждом цикле между нагревом и вакуумированием осуществляют адиабатическую выдержку, продолжительность которой равна продолжительности продувки. Продувку осуществляют газо-воздушной смесью с температурой 160 градусов С и влажностью 15 г/кг в течение 6 минут. Вакуумирование проводят в течение двух минут при остаточном давлении 300 мм.рт.ст.
К недостаткам известной установки можно отнести его большую энергоемкость и длительность процесса сушки, и низкое качество древесины по поперечному сечению и по краям штабеля.
Известен способ и установка для сушки древесины в сушильной камере, заключающийся в многократном чередовании циклов обдува древесины нагретым воздухом при помощи калорифера и вентилятора с отводом выделяющихся паров при вакуумировании, причем продолжительность операций нагрева к продолжительности операций вакуумирования составляет от трех к одному до шести к одному, при продолжительности вакуумирования 45-120 с, охлаждение осуществляют в атмосферных условиях. См. патент Франции №2351366 М. кл. F 26 В 3/04 Публ. 1990 г.
Недостатками известной установки являются значительные капитальные затраты на изготовление специального оборудования для обеспечения сброса давления в камере сушки с атмосферного в вакуум до давления паров микро капиллярной влаги за 1-30 с, а также большая энергоемкость процесса сушки.
Наиболее близким техническим решением - прототипом - является установка для сушки древесины по патенту России №2213309 М. кл. F 26 В 9/06, F 26 В 5/04.
Установка содержит нагревательную сушильную вакуумную камеру, соединенную при помощи трубопровода с быстродействующим клапаном с
ресивером и вакуумным насосом. При этом установка снабжена второй сушильной камерой, соединенной, как и первая сушильная камера, при помощи трубопровода с быстродействующим клапаном, с ресивером, который по объему выполнен равным объему одной сушильной камеры после заполнения ее древесиной, снабжен шлюзовой камерой и связан с ней при помощи трубопровода и клапана. Трубопроводы, соединяющие сушильные камеры с ресивером, установлены тангенциально по отношению к ресиверу, а трубопровод выполнен заданного математической формулой сечения.
Древесину загружают в сушильную камеру, плотно закрывают камеру и осуществляют нагрев древесины и сушильной камеры. Одновременно в ресивере вакуумным насосом создают вакуум, после чего проводят резкий сброс - импульс - давления в сушильной камере, путем быстрого открывания быстродействующего клапана и соединения ресивера с камерой сушки. После этого древесину в камере сушки подвергают вакуумированию - выдержке при создавшемся вакууме в течение определенного времени, после чего выполняют второй и последующие вакуумные импульсные воздействия на древесину. Указанные операции повторяют многократно до достижения заданной влажности древесины и глубины вакуума. Глубина заданного вакуума в процессе импульсного вакуумирования создается за счет ресивера. Установка позволяет значительно повысить производительность работ при сушке древесины по сравнению с существующими аналогами.
Однако известная установка - прототип обладает некоторыми неудовлетворительными эксплуатационными качествами. Отсутствие отдельных конструктивных элементов не позволяет в полной мере и с высокой эффективностью использовать установку для получения конечного результата.
Технической задачей настоящего изобретения является устранение недостатков прототипа, в частности создание более простой и более оснащенной конструктивными элементами конструкции установки с высокими эксплуатационными свойствами в части снижения капитальных затрат, снижения энергетических затрат и повышения технологических возможностей,
качества, производительности сушки и осуществления сушки, увлажнения, пропитки, окрашивания и других заданных процессов воздействия на древесину.
Поставленная техническая задача достигается тем, что установка снабжена, по крайней мере, одной сушильной камерой, ресивером, состоящим, по крайней мере, из двух емкостей и не менее чем одним трубопроводом, соединяющим быстродействующие клапана сушильной камеры с нижней емкостью ресивера, расположенной, например, горизонтально и верхней емкостью ресивера, расположенной горизонтально над нижней емкостью, выполненными в виде цилиндрических емкостей, соединенных между собой не менее чем одним вертикальным трубопроводом, сушильная камера снабжена системой трубопроводов и форсунок для подачи и распыления воды, раствора антипирена, антисептика, красителя, пара или другого применяемого для обработки древесины материала, или раствора и выполнена прямоугольного сечения с полуцилиндрическими торцевыми стенками, в которых размещены нагревательные элементы и вентиляторы, с наружной стороны сушильная камера снабжена теплоизоляцией, а на внутреннюю поверхность сушильной камеры нанесено антикоррозионное покрытие, при этом каждая сушильная камера снабжена средством распределения потока теплоносителя и средством для закатывания и выкатывания загрузочной тележки, установка снабжена шлюзовой камерой, расположенной горизонтально под нижней емкостью ресивера и соединенной с ресивером не менее чем одним трубопроводом, при этом вакуумный насос подсоединен к верхней емкости ресивера преимущественно в верхней его части, установка оборудована системами с приборами измерения времени, контроля и управления влажностью древесины, давлением в сушильных камерах и в ресивере, температурой в сушильных камерах, температурой древесины и температурой теплоносителя, установка снабжена по крайней мере одной или несколькими емкостями для подачи воды, раствора, антипирена, антисептика, красителя, оборудованные клапанами, трубопроводами, и смонтированными в них датчиками контроля и регулирования температуры.
Общий объем емкостей ресивера, независимо от их количества, выполнен таким, что при соединении объема ресивера с объемом сушильной камеры в них образуется давление ниже давления паров при данной температуре древесины.
Eмкости ресиверов, по объему их внутренней полости,' выполнены равными.
Eмкости ресиверов, по объему их внутренней полости, выполнены неравными.
Eмкости ресиверов выполнены в виде цилиндров с поперечным сечением в форме круга.
Трубопроводы, соединяющие сушильную камеру с полостью каждого ресивера, для более полного контакта паров с внутренней поверхностью ресивера и полной конденсации паров, установлены по отношению к наружной поверхности ресивера тангенциально и с противоположных сторон.
Трубопровод, соединяющий верхнюю и нижнюю емкости ресивера входит в нижнюю емкость ресивера на глубину не менее одного диаметра трубопровода, соединяющего по касательной нижнюю емкость ресивера и быстродействующий клапан.
Трубопроводы, со смонтированным на них быстродействующими клапанами, соединяющие сушильную камеру с нижним ресивером, направлены по касательной к окружности сечения ресивера в верхней точке его цилиндрической поверхности и выполнены с возможностью направления потоков паро-капельной среды, выходящей из сушильной камеры через быстродействующие клапана в емкость ресивера, навстречу друг другу с возможностью закручивания паро-капельного потока по спирали внутри емкости ресивера.
Трубопровод со смонтированным на нем быстродействующим клапаном, соединяющий сушильную камеру с нижней емкостью ресивера направлен по касательной к нижней цилиндрической поверхности емкости ресивера.
Трубопроводы, соединяющие быстродействующие клапана сушильной камеры с нижней и верхней емкостями ресивера, направлены по касательной к окружности сечения, например, в верхней, боковой, или нижней цилиндрической поверхности емкости ресивера и выполнены со смещением друг относительно друга по горизонтали.
Шлюзовая камера оборудована трубопроводом с краном для слива сконденсировавшейся жидкости и снабжена краном для соединения внутренней полости шлюзовой камеры с атмосферой.
Шлюзовая камера оборудована уровнемером для жидкости, смонтированным в нижней точке полости шлюзовой камеры.
Герметизирующие уплотнения торцевой полуцилиндрической стенки смонтированы напротив подвижной торцевой стенки сушильной камеры и выполнены, например, прямоугольного сечения.
Сушильная камера выполнена цилиндрической формы.
Сушильная камера в поперечном сечении выполнена в виде прямоугольника, квадрата, круга.
Подвижная торцевая стенка выполнена с каждой из двух сторон сушильной камеры.
Форсунки для подачи воды, раствора антипирена, антисептика, красителя, или пара смонтированы в зоне каждой аэродинамической направляющей, по крайней мере, одна из которых выполнена регулируемой, обеспечивающей равномерное распределение воды, пара, антисептика или красителя по всему объему сушильной камеры.
Ось крыльчатки вентилятора по отношению к продольной оси сушильной камеры смонтирована внутри полуцилиндрической стенки под углом от 60 до 120 градусов, связана при помощи вала с электродвигателем, смонтированным с наружной стороны полуцилиндрической стенки при помощи герметичного вакуумного уплотнения.
Торцевая открывающаяся стенка сушильной камеры выполнена полуцилиндрической и оборудована шарнирами и винтовыми зажимами, а опорный фланец сушильной камеры снабжен герметизирующим уплотнением.
Прямоугольные и полуцилиндрические стороны сушильной камеры снабжены ребрами жесткости.
Средство для закатывания и выкатывания загрузочной тележки выполнено в виде смонтированных на напольной части сушильной камеры и перед ней двух рельсов.
Нагревательные элементы каждого блока нагревательных элементов смонтированного в каждой торцевой полуцилиндрической стенке сушильной камеры установлены радиально.
Герметичное вакуумное уплотнение снабжено сальниковыми манжетами, подшипниками, каналами для смазки и тавотницами.
В качестве приборов измерения влажности древесины, в сушильной камере смонтирована кондуктометрическая, и/или емкостная и/или диелькометрическая, и/или радиочастотная, и/или электромагнитная, и/или ультразвуковая, и/или тензометрическая, и/или индуктивная системы измерения влажности древесины.
Сушильная камера и ресивер снабжены системой тензометрической и/или индуктивной системой измерения давления.
Контроль за показаниями приборов измерения, давления, температуры, влажности, времени осуществляют при помощи программ компьютерной системы управления и компьютера.
Система измерения температуры древесины и теплоносителя выполнена встроенной в сушильную камеру.
В качестве нагревательных элементов, для нагрева теплоносителя в сушильной камере смонтирован электрокалорифер с оребренными электрическими ТЭНами, и\или жидкостной, и\или паровой трубчатый теплообменник.
Признаки полезной модели, заключающиеся в том, что установка снабжена, по крайней мере, одной сушильной камерой, ресивером, состоящим, по крайней мере, из двух емкостей и не менее чем одним трубопроводом, соединяющим быстродействующие клапана сушильной камеры с нижней емкостью ресивера, расположенной, например, горизонтально и верхней емкостью ресивера, расположенной горизонтально над нижней емкостью, выполненными в виде цилиндрических емкостей, соединенных между собой не менее чем одним вертикальным трубопроводом, сушильная камера снабжена системой трубопроводов и форсунок для подачи и распыления воды, раствора антипирена, антисептика, красителя, пара или другого применяемого для обработки древесины материала, или раствора и выполнена прямоугольного сечения с полуцилиндрическими торцевыми стенками, в которых размещены нагревательные элементы и вентиляторы, с наружной стороны сушильная камера снабжена теплоизоляцией, а на внутреннюю поверхность сушильной камеры нанесено антикоррозионное покрытие, при этом каждая сушильная камера снабжена средством распределения потока теплоносителя и средством для закатывания и выкатывания загрузочной тележки, установка снабжена шлюзовой камерой, расположенной горизонтально под нижней емкостью ресивера и соединенной с ресивером не менее чем одним трубопроводом, при этом вакуумный насос подсоединен к верхней емкости ресивера преимущественно в верхней его части, установка оборудована системами с приборами измерения времени, контроля и управления влажностью древесины, давлением в сушильных камерах и в ресивере, температурой в сушильных камерах, температурой древесины и температурой теплоносителя, установка снабжена по крайней мере одной или несколькими емкостями для подачи воды, раствора, антипирена, антисептика, красителя, оборудованные клапанами, трубопроводами, и смонтированными в них датчиками контроля и регулирования температуры - являются признаками существенными, обеспечивают достижение поставленной полезной моделью задачи, раскрывают наличие и конкретное конструктивное выполнение
отдельных узлов и элементов сушильной камеры, промышленно выполнимы и значительно увеличивают технологические возможности предлагаемой установки для сушки древесины. Так, наличие только одной сушильной камеры, несмотря на ее ограниченные возможности по объемам сушки, позволяет эффективно ее использовать при сушке, пропитке, увлажнении, покраске и др. операциях, осуществляемых при помощи предложенных в установке конструктивных элементов.
Признаки, раскрывающие конкретное выполнение и расположение элементов конструкции сушильной камеры относительно друг друга, в частности, то, что общий объем емкостей ресивера, независимо от их количества, выполнен таким, что при соединении объема ресивера с объемом сушильной камеры в них образуется давление ниже давления паров при данной температуре древесины, емкости ресиверов, по объему их внутренней полости, выполнены равными или неравными, в виде цилиндров с поперечным сечением в форме круга, трубопроводы, соединяющие сушильную камеру с полостью каждого ресивера, для более полного контакта паров с внутренней поверхностью ресивера и полной конденсации паров, установлены по отношению к наружной поверхности ресивера тангенциально и с противоположных сторон, трубопровод, соединяющий верхнюю и нижнюю емкости ресивера входит в нижнюю емкость ресивера на глубину не менее одного диаметра трубопровода, соединяющего по касательной нижнюю емкость ресивера и быстродействующий клапан, трубопроводы, со смонтированным на них быстродействующими клапанами, соединяющие сушильную камеру с нижним ресивером, направлены по касательной к окружности сечения ресивера в верхней точке его цилиндрической поверхности и выполнены с возможностью направления потоков паро-капельной среды, выходящей из сушильной камеры через быстродействующие клапана в емкость ресивера, навстречу друг другу с возможностью закручивания паро-капельного потока по спирали внутри емкости ресивера, трубопровод со смонтированным на нем
быстродействующим клапаном, соединяющий сушильную камеру с нижней емкостью ресивера направлен по касательной к нижней цилиндрической поверхности емкости ресивера, трубопроводы, соединяющие быстродействующие клапана сушильной камеры с нижней и верхней емкостями ресивера, направлены по касательной к окружности сечения, например, в верхней, боковой, или нижней цилиндрической поверхности емкости ресивера и выполнены со смещением друг относительно друга по горизонтали, шлюзовая камера оборудована трубопроводом с клапаном для слива сконденсировавшейся жидкости и снабжена клапаном для соединения внутренней полости шлюзовой камеры с атмосферой, шлюзовая камера оборудована уровнемером для жидкости, смонтированным в нижней точке полости шлюзовой камеры, герметизирующие уплотнения торцевой полуцилиндрической стенки смонтированы напротив подвижной торцевой стенки сушильной камеры и выполнены, например, прямоугольного сечения, сушильная камера выполнена цилиндрической формы, или в сечении в виде прямоугольника, квадрата, круга, подвижная открывающаяся торцевая стенка выполнена с каждой из двух сторон сушильной камеры, форсунки для подачи воды, раствора антипирена, антисептика, красителя, или пара смонтированы в зоне каждой аэродинамической направляющей, по крайней мере одна из которых выполнена регулируемой, обеспечивающей равномерное распределение воды, пара, антисептика или красителя по всему объему сушильной камеры, ось крыльчатки вентилятора смонтирована перпендикулярно продольной оси сушильной камеры внутри полуцилиндрической стенки, связана при помощи вала с электродвигателем, смонтированным с наружной стороны полуцилиндрической стенки при помощи герметичного вакуумного уплотнения, торцевая открывающаяся стенка сушильной камеры выполнена полуцилиндрической и оборудована шарнирами и винтовыми зажимами, а опорный фланец сушильной камеры снабжен герметизирующим уплотнением, прямоугольные и полуцилиндрические стороны сушильной камеры снабжены ребрами
жесткости, средство для закатывания и выкатывания загрузочной тележки выполнено в виде смонтированных на напольной части сушильной камеры и перед ней двух рельсов, нагревательные элементы каждого блока нагревательных элементов смонтированного в каждой торцевой полуцилиндрической стенке сушильной камеры установлены радиально, герметичное вакуумное уплотнение снабжено сальниковыми манжетами, подшипниками, каналами для смазки и тавотницами, в качестве приборов измерения влажности древесины, в сушильной камере смонтирована кондуктометрическая, и/или емкостная и/или диелькометрическая, и/или радиочастотная, и/или электромагнитная, и/или ультразвуковая, и/или тензометрическая, и/или индуктивная системы измерения влажности древесины, сушильная камера и ресивер снабжены системой тензометрической и/или индуктивной системой измерения давления, контроль за показаниями приборов измерения, давления, температуры, влажности, времени осуществляют при помощи программ компьютерной системы управления и компьютера, система измерения температуры древесины и теплоносителя выполнена встроенной в сушильную камеру, в качестве нагревательных элементов, для нагрева теплоносителя в сушильной камере смонтирован электрокалорифер с оребренными электрическими ТЭНами, и\или жидкостной, и\или паровой трубчатый теплообменник - являются признаками дополнительными, направленными на достижение поставленной полезной моделью технической задачи, раскрывают конкретное поэлементное конструктивное выполнение каждого из основных признаков полезной модели, направленных на обеспечение и достижение положительного результата, являющегося технической задачей настоящей полезной модели.
Так, ввод парокапельной смеси из сушильных камер в ресивер, который может быть выполнен из нескольких емкостей, которые связаны друг с другом трубопроводами, за счет тангенциального подвода к поверхности ресивера (ов) и тангенциальное соединение ресиверов друг с другом позволяет максимально задействовать паро-капельную смесь в конденсации паров на
стенках ресивера (ов), что в конечном итоге приводит к более полному и эффективному процессу осаждения влаги.
На фиг.1 схематично представлена предлагаемая установка для сушки древесины.
Предлагаемая установка для сушки древесины состоит из сушильной камеры 1, выполненной в поперечном сечении прямоугольной формы, связанной трубопроводами 3 и 4 с ресивером, выполненным в виде двух емкостей 5 и 6 расположенным в горизонтальном положении друг над другом. Сушильная камера 1 может быть выполнена в поперечном сечении как в виде круга - цилиндрическая, так и в виде параллелепипеда с прямоугольным поперечным сечением, а ее торцевые стенки выполнены полу сферическими. Каждая из полусферических торцевых стенок может быть выполнена в виде навесной на шарнирах двери 7. На внутреннюю поверхность сушильной камеры нанесено антикоррозионное покрытие, Сушильная камера 1 оборудована теплоизоляцией. На трубопроводах 3 и 4 сушильной камеры 1 установлены пневматические быстродействующие клапана 8 и 9. Вакуумный насос 10 при помощи трубопровода 11 с пневматическим клапаном 12 соединен с нижней 5 емкостью ресивера. Шлюзовая камера 13 соединена с нижней емкостью 5 ресивера при помощи, по крайней мере, одного трубопровода, смонтированного в нижней его точке при помощи пневматического клапана 14. Шлюзовая камера 13 имеет кран 15 для соединения с атмосферой и кран 16 для слива жидкости. Компрессор 17 через пульт 18 обеспечивает систему управления установкой - сжатым воздухом. Камера сушки 1 имеет кран 19 для соединения внутреннего объема камер с атмосферой и уровнемер 20 для контроля уровня и кран 21 для слива жидкости из сушильной камеры 1. В торцевых стенках сушильной камеры выполненных полуцилиндрическими, смонтировано не менее одного блока нагревательных элементов - калориферов 22, и смонтировано не менее одного вентилятора 23 с системой распределения воздушного потока внутри камеры при помощи аэродинамических направляющих 24, причем, по крайней мере, одна из
направляющих выполнена регулируемой, смонтированы на корпусе сушильной камеры 1. Корпус сушильной камеры 1 и ее торцевые стенки снабжены ребрами жесткости. Крыльчатка 25 вентилятора 23 может быть смонтирована к продольной оси сушильной камеры 1 под углом от 60 до 120 градусов, в частном случае - перпендикулярно, причем электродвигатель вентилятора 23 вынесен за пределы полости сушильной камеры 1 и смонтирован на внешней стороне полуцилиндрических торцевых стенок. Герметичное вакуумное уплотнение вала электродвигателя вентилятора 23 оборудовано сальниковыми манжетами, подшипниками, каналами для смазки и тавотницами. В потолочной прямоугольной части сушильной камеры 1 смонтировано не менее одного отвода для установки быстродействующих клапанов 8 и 9, а в боковой стенке сушильной камеры смонтирован отвод с запорным устройством и пневматическим клапаном. Трубопровод 26 с форсунками 27 для подачи воды, или красителя, или антисептика, или пара смонтирован в полости сушильной камеры 1, при этом форсунки 27 смонтированы в зоне аэродинамических как стационарно смонтированных направляющих 24 так и в зоне регулируемых направляющих. Eмкости 28 для воды, красителя, антисептика соединены при помощи трубопровода 29 с трубопроводом 26 с форсунками 27.
Предлагаемая установка для сушки древесины работает следующим образом.
Сначала осуществляется подготовка установки к работе. Для этого пиломатериал - древесина, предназначенная для сушки, укладывается штабелем на выдвигаемые из сушильной камеры тележки, которые вместе с древесиной по рельсам после загрузки закатываются внутрь камеры 1. Камера 1 в загруженном состоянии холодная, полуцилиндрическая торцевая стенка-дверь 7, пневматические клапана 8, 9 и кран 21 для слива жидкости из сушильной камеры герметично закрыты.
Включением вакуумного насоса 10 при открытом пневматическом клапане 12 в емкостях 5 и 6 ресивера начинает создаваться вакуум, который
доходит до 1-30 мм.рт.ст. Одновременно с вакуумным насосом 10, включаются компрессор 17 калориферы 22 и вентиляторы 23 сушильной камеры 1 и производится набор давления в ресивере компрессора до 5-6 атм., и осуществляется нагрев пиломатериала до температуры 80-100 градусов С.
После достижения заданной температуры пиломатериала - древесины в сушильной камере 1 через пульт управления 18 открывают быстродействующие пневмоклапана 8 и 9, соединяющие емкости ресивера 5 и 6 с камерой сушки 1. При воздействии вакуума на пиломатериал температура последнего снижается на 20-30 градусов. При этом свободная влага начинает выходить из пиломатериала - древесины и скапливается на дне камеры сушки. Уровень влаги в камере сушки контролируется по уровнемеру 20. Выдержку древесины под создавшимся вакуумом делают в течение 15-60 минут, после чего пневмоклапана 8 и 9 закрывают, отсоединив тем самым сушильную камеру от емкостей ресивера. После закрытия пневмоклапанов 8 и 9, в ресивере вновь начинают создавать прежний уровень вакуума в 1-30 мм.рт.ст., а в сушильной камере древесину выдерживают при остаточном вакууме в течение 15-60 минут постоянно подогревая древесину до температуры в 80-100 градусов С. Затем вышеописанные операции с древесиной в камере сушки 1 повторяют два-три раза, после чего приступают к удалению связанной влаги. При этом, электродвигатель вентилятора 23, находящийся снаружи сушильной камеры не претерпевает воздействий вакуума и сохраняет работоспособность более длительное время. Ребра жесткости, выполненные на корпусе и полуцилиндрических торцевых стенках сушильной камеры 1 обеспечивают надежную без разгерметизации работу установки.
Для удаления связанной влаги вновь проводят нагрев древесины при закрытых кранах 15 и 16 шлюзовой камеры и закрытых быстродействующих клапанах 8 и 9 до среднеобъемной температуры 80-100 градусов С. Для обеспечения равномерности нагрева древесины по всему объему камеры в последней на боковых стенках предусмотрена система аэродинамических направляющих в том числе часть из них - регулируемые. За время нагрева, в
емкостях 5 и 6 ресивера вновь создается вакуум в 1-30 мм.рт.ст. После достижения указанных параметров температуры и вакуума приступают к импульсному вакуумному воздействию на древесину. Для этого за время 0,1-0,5 сек с помощью быстродействующих клапанов 8 и 9 производят соединение сушильной камеры 1 с емкостями ресивера. Сброс давления и его выравнивание в ресивере и сушильной камере осуществляют за время 0,5-5 сек до давления ниже равновесного давления насыщенного пара для данной температуры при открытых клапанах 8 и 9 и делают выдержку в создавшемся вакууме в течение 15-60 минут. Внесение, например, воды для увлажнения, антисептика или красителя в поры древесины, осуществляют в распыленном виде при помощи форсунок 27 в момент когда в полости сушильной камеры создан вакуум от 1 до 30 мм.рт.ст. Антисептик, вода или краситель в зависимости от требуемой операции, поступая из емкостей 28 по трубопроводам 29 и 26 впрыскивается в полость сушильной камеры 1 при помощи форсунок 27, затем сушильную камеру 1 соединяют с атмосферой и под действием сохранившегося в объеме древесины вакуума антисептик, краситель и т.п. растворы внедряются в поры древесины. В зависимости от требуемой глубины пропитки древесины проводят соответствующее количество вакуум-импульсных операций. Таким же образом осуществляется пропитка древесины различными растворами, в том числе красящими или увлажняющими. Регулируемые направляющие 24 позволяют корректировать воздушные паро-капельные потоки в полости сушильной камеры. Теплоизоляция сушильных камер и герметизирующие уплотнения обеспечивают заданные технологические режимы по температуре и вакууму. Время выдержки под вакуумом определяется скоростью понижения температуры древесины, причем это время для различных пород древесины различно. Указанное время в 15 минут определено для древесины из сосны, в частности - доска с размерами (50×200×6000) мм. При сушке твердых пород древесины - дуба, бука время выдержки в вакууме и при остаточном давлении возрастает с 30 до 60 минут, а общее время сушки с 10 часов до 20 часов.
В дальнейшем указанные циклы, включающие вышеперечисленные операции, повторяют до достижения необходимой влажности пиломатериала.
При сушке твердых пород древесины, для удаления связанной влаги, требующей большей выдержки под вакуумом, используют масляный вакуумный насос вместо водокольцевого насоса.
Через каждые два цикла сушки из шлюзовой камеры 13 производят удаление жидкости, для чего предварительно закрывают пневматический клапан 12 и открывают краны 15 и 16. После слива жидкости краны 15 и 16 закрывают, а пневматический клапан 12 открывают.
После завершения процесса сушки, при закрытых пневмоклапанах 8 и 9 открывают кран 19, соединяют камеру сушки с атмосферой в которой создают атмосферное давление. Калориферы и вентиляторы отключают. Открывают камеру сушки и сухой пиломатериал - древесину, находящуюся на тележке, выкатывают по рельсам из камеры и отправляют на склад.
Опытная промышленная установка для сушки древесины была изготовлена с объемом загрузки 10 м. куб. древесины, на которой и были опробованы указанные режимы.
Время сушки доски сосны толщиной в 30 мм составило 10 часов, дубовой доски - 36 часов при исходной влажности 60%. Конечная влажность составила 10%.
Предложенная установка не вызывает трудностей при ее изготовлении для промышленного использования. Все входящие в нее узлы и аппараты серийно изготавливаются и могут быть изготовлены в промышленности.
Качество сушки древесины хорошее, соответствует ГОСТам и ТУ.
1. Установка для сушки древесины, включающая сушильную камеру, соединенную при помощи трубопроводов с быстродействующими клапанами с ресивером, который по объему выполнен равным объему одной сушильной камеры после заполнения ее древесиной, вакуумный насос, соединенный с ресивером, шлюзовую камеру, соединенную с ресивером при помощи трубопровода и клапана, отличающаяся тем, что установка снабжена, по крайней мере, одной сушильной камерой, ресивером, состоящим, по крайней мере, из двух емкостей и не менее чем одним трубопроводом, соединяющим быстродействующие клапана сушильной камеры с нижней емкостью ресивера, расположенной, например, горизонтально и верхней емкостью ресивера, расположенной горизонтально над нижней емкостью, выполненными в виде цилиндрических емкостей, соединенных между собой не менее чем одним вертикальным трубопроводом, сушильная камера снабжена системой трубопроводов и форсунок для подачи и распыления воды, раствора антипирена, антисептика, красителя, пара или другого, применяемого для обработки древесины материала, или раствора и выполнена с торцевыми стенками, в которых размещены нагревательные элементы и вентиляторы, с наружной стороны сушильная камера снабжена теплоизоляцией, а на внутреннюю поверхность сушильной камеры нанесено антикоррозионное покрытие, при этом каждая сушильная камера снабжена средством распределения потока теплоносителя и средством для закатывания и выкатывания загрузочной тележки, установка снабжена шлюзовой камерой, расположенной горизонтально под нижней емкостью ресивера и соединенной с ресивером не менее чем одним трубопроводом, при этом вакуумный насос подсоединен к верхней емкости ресивера преимущественно в верхней его части, установка оборудована системами с приборами измерения времени, контроля и управления влажностью древесины, давлением в сушильных камерах и в ресивере, температурой в сушильных камерах, температурой древесины и температурой теплоносителя, установка снабжена по крайней мере одной или несколькими емкостями для подачи воды, раствора, антипирена, антисептика, красителя, оборудованные клапанами, трубопроводами, и смонтированными в них датчиками контроля и регулирования температуры.
2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что общий объем емкостей ресивера, независимо от их количества, выполнен таким, что при соединении объема ресивера с объемом сушильной камеры в них образуется давление ниже давления паров при данной температуре древесины.
3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что емкости ресиверов, по объему их внутренней полости, выполнены равными.
4. Установка по п.1, отличающаяся тем, что емкости ресиверов, по объему их внутренней полости, выполнены неравными.
5. Установка по п.1, отличающаяся тем, что емкости ресиверов выполнены в виде цилиндров с поперечным сечением в форме круга.
6. Установка по п.1, отличающаяся тем, что трубопроводы, соединяющие сушильную камеру с полостью каждого ресивера, для более полного контакта паров с внутренней поверхностью ресивера и более полной конденсации паров, установлены по отношению к наружной поверхности ресивера тангенциально и с противоположных сторон.
7. Установка по п.1, отличающаяся тем, что трубопровод, соединяющий верхнюю и нижнюю емкости ресивера входит в нижнюю емкость ресивера на глубину не менее одного диаметра трубопровода, соединяющего по касательной нижнюю емкость ресивера и быстродействующий клапан.
8. Установка по п.1, отличающаяся тем, что трубопроводы, со смонтированным на них быстродействующими клапанами, соединяющие сушильную камеру с нижним ресивером, направлены по касательной к окружности сечения ресивера в верхней точке его цилиндрической поверхности и выполнены с возможностью направления потоков паро-капельной среды, выходящей из сушильной камеры через быстродействующие клапана в емкость ресивера, навстречу друг другу с возможностью закручивания паро-капельного потока по спирали внутри емкости ресивера.
9. Установка по п.1, отличающаяся тем, что трубопровод со смонтированным на нем быстродействующим клапаном, соединяющий сушильную камеру с нижней емкостью ресивера направлен по касательной к нижней цилиндрической поверхности емкости ресивера.
10. Установка по п.1, отличающаяся тем, что средство распределения потока теплоносителя в полости сушильной камеры выполнено в виде направляющих, обеспечивающих равномерное распределение потоков и их равномерное воздействие на древесину, при этом, по крайней мере, одна направляющая выполнена регулируемой.
11. Установка по п.1, отличающаяся тем, что трубопроводы, соединяющие быстродействующие клапана сушильной камеры с нижней и верхней емкостями ресивера, направлены по касательной к окружности сечения, например, в верхней, боковой, или нижней цилиндрической поверхности емкости ресивера и выполнены со смещением друг относительно друга по горизонтали.
12. Установка по п.1, отличающаяся тем, что шлюзовая камера оборудована трубопроводом с краном для слива сконденсировавшейся жидкости и снабжена краном для соединения внутренней полости шлюзовой камеры с атмосферой.
13. Установка по п.1, отличающаяся тем, что шлюзовая камера оборудована уровнемером для жидкости, смонтированным в нижней точке полости шлюзовой камеры.
14. Установка по п.1, отличающаяся тем, что герметизирующие уплотнения торцевой полуцилиндрической стенки смонтированы напротив подвижной торцевой стенки сушильной камеры и выполнены, например, прямоугольного сечения.
15. Установка по п.1, отличающаяся тем, что сушильная камера выполнена цилиндрической формы.
16. Установка по п.1, отличающаяся тем, что сушильная камера в поперечном сечении выполнена в виде прямоугольника, квадрата, круга.
17. Установка по п.1, отличающаяся тем, что подвижная торцевая стенка выполнена с каждой из двух сторон сушильной камеры.
18. Установка по п.1, отличающаяся тем, что форсунки для подачи воды, раствора антипирена, антисептика, красителя, или пара смонтированы в зоне каждой аэродинамической направляющей, по крайней мере, одна из которых выполнена регулируемой, обеспечивающей равномерное распределение воды, пара, антисептика или красителя по всему объему сушильной камеры.
19. Установка по п.1, отличающаяся тем, что ось крыльчатки вентилятора по отношению к продольной оси сушильной камеры смонтирована внутри полуцилиндрической стенки под углом от 60 до 120 градусов, связана при помощи вала с электродвигателем, смонтированным с наружной стороны полуцилиндрической стенки при помощи герметичного вакуумного уплотнения.
20. Установка по п.1, отличающаяся тем, что торцевые открывающиеся стенки сушильной камеры открывающиеся навстречу друг другу выполнены полуцилиндрическими и оборудованы шарнирами и винтовыми зажимами, а опорный фланец сушильной камеры снабжен герметизирующим уплотнением.
21. Установка по п.1, отличающаяся тем, что прямоугольные и полуцилиндрические стороны сушильной камеры снабжены ребрами жесткости.
22. Установка по п.1, отличающаяся тем, что средство для закатывания и выкатывания загрузочной тележки выполнено в виде смонтированных на напольной части сушильной камеры и перед ней двух рельсов.
23. Установка по п.1, отличающаяся тем, что нагревательные элементы каждого блока нагревательных элементов смонтированного в каждой торцевой полуцилиндрической стенке сушильной камеры установлены радиально.
24. Установка по п.1, отличающаяся тем, что герметичное вакуумное уплотнение снабжено сальниковыми манжетами, подшипниками, каналами для смазки и тавотницами.
25. Установка по п.1, отличающаяся тем, что в качестве приборов измерения влажности древесины, в сушильной камере смонтирована кондуктометрическая, и/или емкостная и/или диелькометрическая, и/или радиочастотная, и/или электромагнитная, и/или ультразвуковая, и/или тензометрическая, и/или индуктивная системы измерения влажности древесины.
26. Установка по п.1, отличающаяся тем, что сушильные камеры и ресивер снабжены системой тензометрической и/или индуктивной системой измерения давления.
27. Установка по п.1, отличающаяся тем, что система измерения температуры древесины и теплоносителя выполнена встроенной в сушильную камеру, а контроль за показаниями приборов измерения, давления, температуры, влажности, времени осуществляют при помощи программ компьютерной системы управления и компьютера.
28. Установка по п.1, отличающаяся тем, что в качестве нагревательных элементов, для нагрева теплоносителя в сушильной камере смонтирован электрокалорифер с оребренными электрическими ТЭНами, и/или жидкостной, и/или паровой трубчатый теплообменник.
