Сушильная камера

 

Изобретение относится к области обработки древесины. Сушильная камера, выполненная в соответствии с изобретением, содержит герметичную ванну, корпус которой выполнен составным из внешней и внутренней стенок, между которыми размещен слой термоизоляции, и снабжен откидывающейся крышкой. Слой термоизоляции обеспечивает соблюдение оптимального температурного режима внутри корпуса герметичной ванны, в которой размещена рабочая емкость с древесиной, уложенной на решетки из стальных полос. Древесина прижимается посредством прижимной рамы и пружин. В корпусе герметичной ванны размещена также сообщающаяся с рабочей дополнительная емкость для хранения рабочего теплоносителя, в качестве которого выбран парафин. Система его нагрева выполнена комбинированной в виде теплообменника с внешним теплоносителем, трубы которого расположены на днищах рабочей и дополнительной емкостей, и электрических нагревательных элементов. В рабочей емкости размещен набор вентиляторов, включенных с обеспечением режимов вытяжки парогазовой смеси, проветривания и пропаривания древесины. Такая конструкция уменьшает трудоемкость загрузки древесины, ускоряет процесс ее сушки и одновременно обеспечивает снятие внутренних напряжений в ней и консервацию качества древесины и достигнутой влажности. 1 ил.

Изобретение относится к области обработки древесины и может использоваться в устройствах для сушки древесины, преимущественно с одновременной ее пропиткой.

Известно устройство, обеспечивающее сушку с одновременной пропиткой древесины, содержащее грузоподъемный механизм с контейнером для укладки древесины, и объединенные в одном корпусе емкость для прогрева древесины, снабженную элекронагревательными элементами, и емкость для пропитки, содержащую рабочий раствор защитного средства (RU 2186675 С1, 2002).

Это устройство позволяет высушивать древесину с одновременной ее защитной пропиткой. Однако оно мало эффективно, поскольку не обеспечивает равномерность прогрева древесины, неудобно в эксплуатации и не обеспечивает высокого качества высушивания и пропитки, что связано с отсутствием в конструкции сушильной камеры необходимых технических средств.

Из известных устройств наиболее близкой к заявленной является сушильная камера, содержащая герметичную ванну, в рабочей емкости корпуса которой расположено средство для размещения штабеля послойно укладываемой древесины, снабженная системой нагрева рабочего теплоносителя и его подачи на древесину, вентиляционной системой с трубопроводом удаления парогазовой смеси и системой функциональных датчиков, включающей датчики температуры, давления и влажности (RU 2128811 С1, 1999). В этой сушильной камере укладывают в штабель послойно древесину, закладывают в него датчики и помещают в герметичную ванну, имеющую регулируемые выходы в атмосферу. Посредством парогенератора, компрессора, регулятора расхода и нагревателя, например, галогенного, обеспечивается поступление пара на штабель древесины и сброс парогазовой смеси через трубопровод ее удаления в утилизатор. При этом обеспечивается нагрев древесины паром под давлением выше атмосферного, проветривание древесины воздухом и прекращение сушки при заданной конечной влажности.

Однако такая сушильная камера также недостаточно эффективна в эксплуатации. Процесс сушки в ней достаточно длителен, не обеспечивается снятие внутренних напряжений в древесине, отсутствует возможность одновременной пропитки древесины, например, для консервации качества древесины и достигнутой влажности. Загрузка и размещение штабеля древесины в такой камере неудобно и трудоемко.

Задача, решаемая изобретением, состоит в создании сушильной камеры, лишенной недостатков прототипа. Технический результат, обеспечиваемый изобретением, заключается в повышении эксплуатационной эффективности сушильной камеры за счет уменьшения трудоемкости загрузки и ускорения процесса сушки с одновременным обеспечением снятия внутренних напряжений в высушиваемой древесине и консервации качества древесины и достигнутой влажности.

Это достигается тем, что в сушильной камере, содержащей герметичную ванну, в рабочей емкости корпуса которой расположено средство для размещения штабеля послойно укладываемой древесины, снабженной системой нагрева рабочего теплоносителя и его подачи на древесину, вентиляционной системой с трубопроводом удаления парогазовой смеси и системой функциональных датчиков, включающей датчики температуры, давления и влажности, корпус герметичной ванны выполнен составным из внешней и внутренней стенок, между которыми размещен слой термоизоляции, снабжен откидывающейся крышкой и содержит дополнительную емкость для хранения рабочего теплоносителя, в качестве которого выбран парафин, система нагрева рабочего теплоносителя выполнена комбинированной в виде теплообменника, состоящего из заполненных внешним теплоносителем и размещенных на днищах рабочей и дополнительной емкостей труб, и равномерно размещенных над днищами рабочей и дополнительной емкостей электрических нагревательных элементов, средство для размещения штабеля послойно укладываемой древесины выполнено в виде набора решеток из стальных полос и прижимной рамы, снабженной пружинами, упирающимися в откидывающуюся крышку, а вентиляционная система выполнена в виде набора вентиляторов, включенных с обеспечением режимов вытяжки парогазовой смеси, проветривания и пропаривания древесины. Достижение указанного выше технического результата обеспечивается всей совокупностью существенных признаков.

На чертеже показан вариант сушильной камеры в разрезе.

Она содержит герметичную ванну, корпус которой имеет внешнюю стенку 1 и внутреннюю стенку 2, выполненные преимущественно из стали, между которыми размещен слой термоизоляции 3, например, стекловаты. Корпус снабжен откидывающейся крышкой 4, преимущественно из стали, между стенками которой также размещен слой термоизоляции 3. В корпусе герметичной ванны имеется рабочая емкость 5, в которой расположено средство для размещения послойно укладываемой древесины 6, выполненное в виде набора решеток из стальных полос 7, толщиной, например, 6 мм и шириной 20-30 мм, и прижимной рамы 8 с пружинами 9, упирающимися в откидывающуюся крышку 4. Откидывающаяся крышка 4 преимущественно снабжена механизированной системой открывания-закрывания, содержащей, например, соединенную с откидывающейся крышкой 4 выдвижную П-образную раму, электрическую лебедку и систему тросов и роликов (не показаны). В корпусе герметичной камеры имеется дополнительная емкость 10 для хранения (и аварийного слива) рабочего теплоносителя, в качестве которого использован парафин. Дополнительная емкость 10 отделена от рабочей емкости 5 перегородкой 11, являющейся днищем рабочей емкости 5, и сообщается с ней посредством трубы подачи 12 и переливной трубы 13. Дополнительная емкость 10 связана также с воздушным компрессором 14. Трубы подачи 12 и перелива 13, как и трубопровод воздушного компрессора 14, снабжены вентилями 15, управляемыми, например, мотор-редукторами (не показаны). В дополнительной емкости 10 могут быть установлены фильтры для парафина и вентили с ручным управлением. Система нагрева парафина включает теплообменник 16, состоящий из заполненных внешним теплоносителем, например, воздухом или маслом, труб, которые размещены на днищах рабочей 5 и дополнительной 10 емкостей, преимущественно с тепловым контактом с ними, и электрических нагревательных элементов 17, размещенных равномерно по площади над днищем (перегородкой 11) рабочей емкости 5 и днищем дополнительной емкости 10. Теплообменник 16 в дополнительной емкости 10 выполнен преимущественно одноконтурным змеековидной формы, а в рабочей емкости 5 - преимущественно в виде двух независимых перекрывающихся контуров со встречным движением внешнего теплоносителя в них. Электрические нагревательные элементы 17 и трубы теплообменника 16 в рабочей емкости 10 размещены, например, в одной плоскости. Теплообменник 16 снабжен вентилями 15. Рабочая емкость 5 снабжена трубопроводом удаления парогазовой смеси 18 и вентиляторами 19, включенными с обеспечением режимов вытяжки парогазовой смеси, проветривания и пропаривания древесины 6. Сушильная камера содержит набор функциональных датчиков, в том числе тензометрические датчики взвешивания 20, а также датчики температуры, давления, контроля положения откидывающейся крышки 4, контроля работоспособности электрических нагревательных элементов 17, индикации уровня парафина, положения вентилей 15 (не показаны). Могут использоваться и другие датчики для контроля работы сушильной камеры. Сушильная камера преимущественно включает также систему управления на основе управляющего процессора, связанного со всеми функциональными датчиками и мотор-редукторами (не показаны).

Сушильная камера работает следующим образом. В рабочую емкость 5 загружают послойно уложенную, например, на поддон, древесину 6. При этом слои древесины 6 разделяют решетками из стальных полос. Такая загрузка обеспечивает наибольший коэффициент заполнения древесиной 6 рабочей емкости 5, нетрудоемка и удобна. Сверху на штабель древесины 6 укладывают прижимную раму 8, которая вместе с пружинами 9, упирающимися в установленную откидывающуюся крышку 4, прижимает древесину 6 с силой 500-1000 кГ. Такой прижим обеспечивает предотвращение всплыва древесины 6 в парафине, а также ее выпрямление и устранение возможного коробления в процессе сушки и пропаривания. По получении информации с соответствующего датчика о закрытии откидывающейся крышки 4 включается режим сушки. Посредством электрических нагревательных элементов 17, например, предварительно, обеспечивается расплавление парафина в дополнительной емкости 10. Эффективность нагрева парафина повышается за счет включения теплообменника 16. Подача парафина в рабочую емкость 5 осуществляется через трубу подачи 12 за счет выдавливания парафина сжатым воздухом, поступающим от воздушного компрессора 14. Выравнивание давления между рабочей 5 и дополнительной 10 емкостями обеспечивается наличием трубы перелива 13. Сушка древесины 6 происходит в среде расплавленного парафина быстро, с высокой эффективностью и равномерностью, в том числе за счет перемешивающего действия поднимающихся пузырьков пара и оптимальной системы прогрева. В зависимости от породы древесины 6 время нахождения ее в парафине меняется от практически постоянного (например, сосна), до периодически кратковременного (например, ольха). При этом за счет описанной выше конструкции теплообменника 16 обеспечивается максимальный прогрев в центре (наиболее труднодоступной части) штабеля древесины 6 и равномерно спадающий прогрев к краям рабочей емкости 5. В вертикальном направлении перемешивание рабочего теплоносителя и выравнивание температуры обеспечиваются восходящим движением пузырьков пара из древесины 6. Поэтому прогрев штабеля древесины 6 происходит с высокой степенью равномерности и не возникают внутренние напряжения в ней, а уже имеющиеся внутренние напряжения снимаются. Одновременно с сушкой происходит пропитывание верхнего слоя древесины 6 парафином, за счет чего достигается консервация ее качества и достигнутой влажности. Возобновляемый тонкий слой парафина на металлических поверхностях элементов в сушильной камере предотвращает появление на них ржавчины. Выделяющаяся во время сушки парогазовая смесь (пар) отводится во вне сушильной камеры (в утилизационную емкость) посредством вентиляторов 19. Процесс сушки прекращают по достижении заданной влажности, которую контролируют посредством тензометрических датчиков взвешивания 20. Посредством вентиляторов 19 обеспечивается режим проветривания, т.е. охлаждения древесины 6 при слитом в дополнительную емкость 10 парафине путем вытяжки влажного горячего воздуха и подачи в рабочую емкость 5 наружного холодного воздуха. Может быть обеспечен также режим пропаривания древесины 6, т.е. организации при слитом парафине циркулирования внутри рабочей емкости 5 попеременно во встречных направлениях паровоздушной смеси с поддержанием требуемой ее влажности путем регулируемого добавления в нее наружного холодного или нагретого воздуха. Управление работой сушильной камеры производится от платы управления управляющего процессора.

Сушильная камера, выполненная в соответствии с изобретением, имеет эксплуатационную эффективность более высокую по сравнению с известными аналогичными сушильными камерами.

Формула изобретения

Сушильная камера, содержащая герметичную ванну, в рабочей емкости корпуса которой расположено средство для размещения штабеля послойно укладываемой древесины, снабженная системой нагрева рабочего теплоносителя и его подачи на древесину, вентиляционной системой с трубопроводом удаления парогазовой смеси и системой функциональных датчиков, включающей датчики температуры, давления и влажности, отличающаяся тем, что корпус герметичной ванны выполнен составным из внешней и внутренней стенок, между которыми размещен слой термоизоляции, снабжен откидывающейся крышкой и содержит дополнительную емкость для хранения рабочего теплоносителя, в качестве которого выбран парафин, система нагрева рабочего теплоносителя выполнена комбинированной в виде теплообменника, состоящего из заполненных внешним теплоносителем и размещенных на днищах рабочей и дополнительной емкостей труб, и равномерно размещенных над днищами рабочей и дополнительной емкостей электрических нагревательных элементов, средство для размещения штабеля послойно укладываемой древесины выполнено в виде набора решеток из стальных полос и прижимной рамы, снабженной пружинами, упирающимися в откидывающуюся крышку, а вентиляционная система выполнена в виде набора вентиляторов, включенных с обеспечением режимов вытяжки парогазовой смеси, проветривания и пропаривания древесины.

РИСУНКИРисунок 1