Камера для сушки пиломатериалов

 

Изобретение относится к установкам для сушки пиломатериалов и может быть использовано для высококачественной сушки пиломатериалов любых древесных пород и толщин. В сушильной камере транспортный элемент и формирователь потока сушильного агента выполнен в виде пакета перфорированных плит для укладки, сжатия и транспортировки пиломатериалов, наклонно расположенными боковыми стенами камеры. Техническим результатом изобретения является упрощение конструкции камеры, повышение эффективности сушки пиломатериалов, повышение устойчивости обработанной древесины по отношению к разным физическим, химическим и биологическим воздействиям, изменение собственной окраски пиломатериалов. 3 с.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к сушильной технике, а более конкретно к установкам для сушки пиломатериалов, и может быть использовано для высококачественной сушки пиломатериалов любых древесных пород и толщин.

Известны камеры для сушки пиломатериалов с принудительной циркуляцией агента сушки, роль которого выполняет воздух, нагреваемый калорифером. Патент Российской Федерации № 2022221, МПК F 26 В 9/06, 1994 г., с.3.

Важным требованием к сушильной камере является обеспечение равномерности конечной влажности по объему штабеля, которая зависит от равномерной скорости и температуры агента сушки по поверхности пиломатериалов.

Вследствие трения сушильного агента о боковые поверхности циркуляционного канала и раздачи в междурядовое пространство штабеля происходит уменьшение его скорости по длине штабеля.

Известна камера для сушки пиломатериалов, содержащая герметичный теплоизолированный корпус, транспортные ворота, расположенные в торце камеры, рельсовый путь на основании корпуса, транспортное средство пиломатериалов, формирователь потока агента, вентилятор и нагреватель. Патент Российской Федерации № 20420931, МПК F 26 В 9/06, 1995 г. (прототип).

Недостатком прототипа является низкая эффективность сушки пиломатериалов, возможность их деформации в процессе сушки, сложность конструкции формирователя потока агента, необходимость дополнительного аппаратного блока, в котором отдельно расположены вентилятор, воздуховод, калорифер и охлаждающий контур.

Данное изобретение устраняет недостатки аналога и прототипа. Техническим результатом изобретения является упрощение конструкции камеры, повышение эффективности сушки пиломатериалов, повышение устойчивости обработанной древесины по отношению к разным физическим, химическим и биологическим воздействиям, изменение собственной окраски пиломатериалов.

Технический результат достигается тем, что в камере для сушки пиломатериалов, содержащей герметичный теплоизолированный корпус, транспортные ворота, установленные в торце камеры, рельсовый путь, расположенный на основании корпуса, транспортный элемент пиломатериалов, формирователь потока сушильного агента, вентилятор, нагреватель, транспортный элемент и формирователь потока сушильного агента выполнены в виде пакета перфорированных плит для укладки, сжатия и транспортировки пиломатериалов, в камере установлены гидроцилиндры, на которых расположена балка, передающая усилие пресса, над пакетом перфорированных плит расположена плита пресса, на потолочной части камеры расположены нагревательные элементы и клапан выпуска пара, а вдоль боковой стенки камеры расположена группа осевых вентиляторов для формирования потока агента между стеной и пакетом, стены камеры выполнены наклонными; перфорированные плиты сформированы из металлических модулей, снабженных по торцевым сторонам замковыми элементами для соединения их в плиту, а боковые стенки модулей перфорированы. По крайней мере, одна пара сформированных из металлических перфорированных модулей плит соединены в виде параллельных плоскостей на расстоянии, превышающем размер перфорации. Дополнительные транспортные ворота установлены в противоположном торце камеры.

Сущность изобретения поясняется на фиг.1-5.

На фиг.1 схематично представлен разрез камеры для сушки пиломатериалов, где 1 - корпус камеры, 2 - гидроцилиндры, 3 - балка, передающая усилие, 4 - нагревательные элементы (Тэны), 5 – группа осевых вентиляторов, 6 - плита пресса, 7 - пиломатериалы, подвергающиеся сушке, 8 - плиты пакета, 9 - рельсы пакета. Стрелками показано направление циркуляции агента.

На фиг.2 схематично представлен вид сверху на плиту пакета в разрезе, где 10 - металлический модуль, 11’ и 11’’ - элементы замкового соединения, 12 - отверстия перфорации.

На фиг.3 представлен металлический модуль 10, где 11’ и 11’’ - элементы замкового соединения, 12 - отверстия перфорации.

На фиг.4 схематично представлены параллельно сваренные плиты (вид сбоку), где 8 - плиты пакета, 12 - отверстия перфорации, 13 - профилированные листы металла.

На фиг.5 представлены характеристики процесса сушки древесины на примере древесины из березы. Кривые приведены для разных начальных температур в корпусе 1 сушильной камеры. По оси ординат приведена шкала температур в градусах Цельсия, а по оси абсцисс отложено время в минутах.

Камера для сушки пиломатериалов работает следующим образом. Древесина, напиленная в доски одинаковой толщины, закладывается в пакет, состоящий из металлических перфорированных плит 8. Плиты 8 пакета сформированы из отдельных металлических модулей 10, соединенных последовательно замковыми элементами 11’ и 11’’. Перфорация 12 плит 8 в собранном пакете представляет собой серию отверстий, через которые свободно проходит сушильный агент (воздух). Каналы для протекания сушильного агента формируются отверстиями 12 перфорации, наклонными стенками корпуса 1, группой осевых вентиляторов 5 и нагревательными элементами 4. Можно попарно сформировать плиты 8 (фиг.4) посредством сварки параллельных плит 8 с профилированными листами металла 13. Расстояния между плитами 8 при парной сварке превышает размер отверстий 12 перфорации. При формировании пакета из таких плит 8 и пиломатериалов 7 в процессе сушки возможны более мягкие режимы.

Для закладки пиломатериалов 7 и выемки высушенного пиломатериала 7 пакет снабжается механизмом растаскивания плит 8 типа “пантограф” с гидравлическим или иным механическим приводом.

Сложенный пакет из плит 8 и пиломатериала 7 закатывают в корпус 1 камеры по рельсам 9.

Корпус 1 камеры представляет собой герметичный контейнер из стали с двумя воротами для загрузки и выгрузки пакетов, собранный на жесткой стальной раме. Стены, пол и потолок камеры термоизолированы и пароизолированы несколькими слоями минеральной ваты и алюминиевой фольги. Внутренняя облицовка камеры выполнена из нержавеющей стали или другого композитного термо-, паро- и химостойкого материала. В потолочной части камеры расположен клапан для выпуска пара (не показан).

На стальной нижней раме корпуса 1 независимо расположены гидроцилиндры 2, которые через балку 3 передают усилие на плиту пресса 6, создавая в пакете равномерно распределенное давление до 10-15 кг/см². Воздух в корпусе 1 камеры разогревается блоком электрических водовоздушных нагревателей или комбинированно с использованием внешних агрегатов разогрева воздуха (исходя из оптимальных местных энергетических источников) до 140-200°С. Одновременно он перемешивается с помощью группы осевых вентиляторов 5, отражаясь от наклонных стен и проходя через каналы внутри плит 8, создает равномерный прогрев древесины пиломатериалов 7 в пакете. За счет быстрого разогрева древесины по всему объему пакета до температур 120-160°С она переходит в пластичное состояние, при котором уменьшаются внутренние напряжения от ее поперечной усушки, давление же, искусственно созданное внутри пакета за счет гидроцилиндров 2, уплотняет древесину и компенсирует напряжения от усушки. Лишняя влага выходит из камеры за счет избыточного давления через паровой клапан, расположенный в потолочной части.

При достижении необходимой влажности порядка 8% процесс завершают, а пакет из пиломатериалов 7 и плит 8 выкатывают через вторые ворота, в первые ворота вкатывают следующий пакет.

Свежая древесина сушится в камере при температуре около 120°С, как показано на фиг.5 на примере березы. Продолжительность процесса в зависимости от начальной влажности и толщины досок и до достижения необходимой влажности 8% может составлять от 6 до 18 часов. В частности для сосны 6-8 часов, для дуба 14-18 часов.

В камере для сушки пиломатериалов возможна и вторая стадия. На этой стадии температура может достигать до 230°С в зависимости от того, какой конечный продукт пользователь хочет получить. В качестве сырья можно применять и предварительно высушенное дерево. Обработка при максимальной температуре также длится несколько часов. При температурах свыше 200°С интенсивно обрабатывается много пород. В этом случае используются только тепловая энергия, пар и свежая вода. В результате обработки древесина темнеет равномерно по всему объему, разбухание и усадка резко снижаются (на 40-60%), а процесс размножения бактерий гниения останавливается. Древесину, прошедшую такую обработку, можно использовать для производства паркета, мебели, внешней отделки домов, а также для оконных и дверных рам.

Формула изобретения

1. Камера для сушки пиломатериалов, содержащая герметичный теплоизолированный корпус, транспортные ворота, расположенные в торце камеры, рельсовый путь, установленный на основании корпуса, транспортный элемент пиломатериалов, формирователь потока сушильного агента, вентилятор и нагреватель, отличающаяся тем, что транспортный элемент и формирователь потока сушильного агента выполнены в виде пакета перфорированных плит для укладки, сжатия и транспортировки пиломатериалов, в камере установлены гидроцилиндры, на которых расположена балка, передающая усилие пресса, над пакетом перфорированных плит расположена плита пресса, на потолочной части камеры расположены нагревательные элементы и клапан выпуска пара, а вдоль боковой стенки камеры расположена группа осевых вентиляторов для формирования потока сушильного агента между стеной и пакетом, стены камеры выполнены наклонными.

2. Камера для сушки пиломатериалов по п.1, отличающаяся тем, что перфорированные плиты сформированы из металлических модулей, снабженных по торцевым сторонам замковыми элементами для соединения их в плиту, а боковые стенки модулей перфорированы.

3. Камера для сушки пиломатериалов по п.1 или 2, отличающаяся тем, что, по крайней мере, одна пара сформированных из металлических перфорированных модулей плит соединена в виде параллельных плоскостей на расстоянии, превышающем размер перфорации.

4. Камера для сушки пиломатериалов по п.1, или 2, или 3, отличающаяся тем, что дополнительные транспортные ворота установлены в противоположном торце камеры.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5