УСТРОЙСТВО ДЛЯ СУШКИ Российский патент 1994 года по МПК F26B3/20 F26B3/34 

Изобретение относится к устройствам для сушки, конкретно для сушки древесины, плоских, насыпных и других материалов, и может быть использовано в деревообрабатывающей, керамической и других отраслях промышленности.

Известно устройство для сушки, содержащее контейнер, блок обогрева, систему отвода сконденсированной воды, вакуумную линию. Блок обогрева выполнен в виде высокочастотного генератора с емкостной подачей энергии. Данное устройство использует дорогую электроэнергию с КПД не более 20% и имеет высокую материалоемкость на единицу обрабатываемой продукции (из-за необходимости создания вакуума в большом объеме). Коэффициент использования объема камеры невелик. В известном устройстве не создается давление на просушиваемую древесину и другие материалы, что может вызвать их коробление. Введение же в это устройство блоков, создающих давление, снижает коэффициент использования объема камеры.

Задача изобретения - создание установки, позволяющей снизить энергозатраты на единицу высушиваемой продукции, повысить коэффициент использования объема камеры и снизить материалоемкость, применяя для сушки низкопотенциальные источники тепла.

Для этого устройство для сушки, содержащее контейнеры, блок обогрева, систему отвода сконденсированной воды, вакуумную линию, согласно изобретению содержит дополнительные контейнеры, а блок обогрева состоит из линий первичного и вторичного нагрева, проходящих последовательно через все контейнеры, причем между выходным участком линии первичного нагрева и входным участком линии вторичного нагрева расположен охладительный блок, а между противоположными участками упомянутых линий расположен нагреватель, при этом каждый контейнер выполнен составным и содержит две вертикальные платформы с установленными на них клиньями, расположенными с зазорами относительно клиньев смежной платформы для размещения высушиваемого материала, а полость каждого контейнера сообщена с вакуумной линией и системой отвода сконденсированной воды.

Плоскости клина одной платформы предпочтительно параллельны плоскости смежного клина другой платформы.

Клинья могут быть установлены с возможностью вертикального перемещения относительно платформы.

Платформы и клинья предпочтительно выполнены из электропроводящего материала, например металла, а между платформами по периметру установлена эластичная изолирующая прокладка.

Конкретный пример выполнения устройства изображен на фиг. 1-4.

Устройство содержит сменные контейнеры 1-4 для сушки древесины и других материалов. Через все контейнеры последовательно проходят коммуникации подвода греющей воды (линия 5 первичного нагрева) и коммуникации подвода охлаждающей воды (линия 6 вторичного нагрева). Коллектор 7 предназначен для откачки воздуха из контейнеров вакуумным насосом 8, а коллектор 9 - для откачки сконденсированной воды насосом 10. Нагреватель 11, замыкающий входной участок линии 5 и выходной участок линии 6, обеспечивает подвод тепла греющей воде от любого источника (пар, продукты сгорания древесины и т. д. ). Для выравнивания времени сушки древесины в различных контейнерах может применяться добавочный контур нагрева, содержащий насос 12, трубопроводы 13, регулирующие вентили 14 и теплообменники 15.

Сменные контейнеры 1-4 выполнены составными и содержат две части (вертикальные платформы), разнимающиеся при загрузке. Каждая часть (платформа) корпуса выполнена из металлического листа 16, по периметру снабженного посадочным поясом 17 под уплотнение-эластичную теплоизолирующую прокладку 18. Подвод тепла производится через змеевик 19 линии 5, приваренный к листам. Металлические клинья 20, снабженные упругими элементами 21, позволяющими раздвигать клинья при загрузке контейнера, установлены на платформах. При этом плоскости клина 20 одной платформы параллельны плоскости смежного клина другой платформы. Контейнер снабжен трубами конденсатора 22 и водосборниками 23, соединенными с коллектором 9. Клинья 20 установлены с возможностью перемещения относительно платформы по вертикали по направляющим (на чертежах не показаны). Позицией 24 обозначен охладительный блок, расположенный между выходным участком линии 5 первичного нагрева и входным участком линии 6 вторичного нагрева, позицией 25 - высушиваемый материал.

Устройство работает следующим образом.

В нагревателе 11 за счет внешних источников тепла (дрова, пар) нагревается циркулирующая в контуре вода, которая подается в линию 5 (змеевик первого и далее последующих контейнеров). При вакууме, обеспечиваемом внутри контейнеров при помощи насоса 8, внутри древесины начинается кипение воды и удаление пара. Пар конденсируется внутри этого же контейнера, передавая затраченное тепло воде, охлаждающей конденсатор 22. Вода в конденсаторах последовательно прогревается, в результате чего величина нагрева уменьшается в n раз (n-число контейнеров).

Сконденсированная вода из всех контейнеров откачивается насосом, повышающим ее давление до атмосферного. В каждом последующем контейнере температура кипения и конденсации снижается по сравнению с предыдущей ступенью, что достигается последовательным соединением контейнеров как по греющей воде, так и по воде, охлаждающей конденсаторы. Вода на выходе последней ступени охлаждается в охладительном блоке 24 либо водой, либо атмосферным воздухом, сбрасывая тепло в количестве Q/n, где Q = r ˙ G_{исп.воды} - тепло, затрачиваемое на выпаривание воды; n - число ступеней контейнеров.

Охлажденная вода поступает на конденсатор последнего контейнера и вновь, последовательно нагреваясь в каждом контейнере, достигает нагревателя 11. Один и тот же расход воды в испарителе и конденсаторе обеспечивает одинаковое изменение температуры как в испарителе, так и в конденсаторе каждого контейнера, что в целом автоматически поддерживает режим устройства. При просыхании древесины в каком-либо контейнере испарение прекращается и температура воды в змеевике не изменяется, то же происходит и в конденсаторе. На последующих ступенях перепад температуры возрастает, ускоряя сушку.

При увеличении числа ступеней (контейнеров) увеличивается экономичность установки, снижаются напряжения в древесине, улучшая ее качество, но одновременно увеличивается время процесса. При постоянной интенсивности потерь тепла через стенки контейнеров с увеличением времени сушки растут общие потери тепла, что делает невыгодным увеличение числа ступеней свыше 10.

Для уменьшения времени сушки (за счет экономичности) и выравнивания влажности (что существенно при поступлении, например, партии досок из сливного леса с резко отличающейся начальной влажностью) может быть предусмотрена возможность и электрического нагрева древесины при пропускании через нее электрического тока. Конструкция контейнера предусматривает электрическую изоляцию смежных частей контейнера, а прижим клиновых нагревателей создает хороший электрический контакт со всей поверхностью досок. После снижения влажности до 40% сопротивление резко возрастает, ток отключается и сушка производится только по основной схеме.

Текущий контроль влажности древесины производится путем замера электрического сопротивления пакета.

При сушке коротких заготовок (для паркета, мебели и т. д. ) время сушки дополнительно снижается путем подачи нагретой воды к центру листа. Образующийся продольный градиент температуры вдоль потока пара ускоряет массоперенос.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет снизить энергозатраты на единицу высушиваемой продукции, повысить коэффициент использования объема камеры и снизить материалоемкость, применяя для сушки низкопотенциальные источники тепла.

Использование: в устройствах для сушки древесины, плоских, насыпных и других материалов в деревообрабатывающей, керамической и других отраслях промышленности. Сущность изобретения: устройство для сушки содержит систему отвода сконденсированной воды, вакуумную линию, несколько последовательно расположенных контейнеров, блок обогрева, содержащий две линии первичного и вторичного нагрева, расположенные последовательно во всех контейнерах в противоточном порядке, причем выход линии первичного нагрева связан с входом линии вторичного нагрева через охладительный блок. Выход линии вторичного нагрева связан с входом линии первичного нагрева через нагреватель, контейнеры выполнены составными и содержат две вертикальные платформы с установленными на них клиньями. Клинья каждой платформы расположены с зазором для высушиваемого материала между клиньями другой платформы. 3 з. п. ф-лы, 4 ил.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ СУШКИ, содержащее контейнер, блок обогрева, систему отвода сконденсированной воды, вакуумную линию, отличающееся тем, что оно содержит дополнительные контейнеры, а блок обогрева состоит из линий первичного и вторичного нагрева, проходящих последовательно через все контейнеры, причем между выходным участком линии первичного нагрева и входным участком линии вторичного нагрева расположен охладительный блок, а между противоположными участками упомянутых линий расположен нагреватель, при этом каждый контейнер выполнен составным и содержит две вертикальные платформы с установленными на них клиньями, расположенными с зазорами относительно клиньев смежной платформы для размещения высушиваемого материала, а полость каждого контейнера сообщена с вакуумной линией и с системой отвода сконденсированной воды. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что плоскости клина одной платформы параллельны плоскости смежного клина другой платформы. 3. Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что клинья установлены с возможностью вертикального перемещения относительно платформы. 4. Устройство по пп. 1 - 3, отличающееся тем, что платформы и клинья выполнены из электропроводящего материала, а между платформами по периметру установлена эластичная изолирующая прокладка.