СУШИЛЬНАЯ КАМЕРА Российский патент 1997 года по МПК F26B5/04 

Изобретение относится к области сушки материалов. Преимущественная область использования сушка капиллярно-пористых материалов, например, древесины.

Известные сушильные камеры сравнительно сложны по конструкции. Это в основном определяется необходимостью применения специальных устройств для подвода тепла к осушаемому материалу для поддержания процесса сушки и для охлаждения отработанного газа, например, воздуха для конденсации водяных паров с целью частичной компенсации тепла, затрачиваемого на испарение воды.

Известна сушильная камера, содержащая вакуумный насос, входную и выходную газовые магистрали, устройства для нагрева древесины и охлаждения газа [1]
В этой сушильной камере нагрев пиломатериалов осуществляется контактным способом с помощью специальных нагревательных плит, а в качестве устройства для охлаждения газа используется водяное охлаждение, что существенно усложняет ее конструкцию.

Известна сушильная камера, содержащая вакуумный насос, входную и выходную газовые магистрали, устройства для нагрева древесины и охлаждения газа [1]
Эта сушильная камера отличается от рассмотренной выше тем, что нагрев древесины в ней осуществляется более сложно за счет преобразования энергии высокочастотного электромагнитного поля в тепловую.

Известна сушильная камера, содержащая вакуумный насос, входную и выходную газовые магистрали, устройства нагрева и охлаждения газа [2] которая принята за прототип.

В этой сушильной камере нагрев газа (воздуха) осуществляется с помощью горячего водяного пара, который циркулируем между оболочками корпуса сушильной камеры, а охлаждение с помощью кондиционированного воздуха, подаваемого в камеру. То есть данная сушильная камера сравнительно сложна по конструкции из-за необходимости использования специальных устройств для нагрева и охлаждения соответствующих сред.

Результатом настоящего изобретения является упрощение конструкции сушильной камеры.

Требуемый результат достигается тем, что в сушильной камере, содержащей вакуумный насос, входную и выходную газовые магистрали, устройства нагрева и охлаждения газа, на входной газовой магистрали дополнительно установлена вихревая труба, при этом вход газовой магистрали расположен напротив выходного патрубка вакуумного насоса.

Сущность изобретения и его отличительные от прототипа признаки заключаются в том, что с помощью вихревой трубы, установленной на входной газовой магистрали, используя вакуум, осуществляют термодинамический процесс, в результате которого на выходах вихревой трубы одновременно образуются нагретый и охлажденный потоки газа (воздуха), подаваемые соответственно в полости нагрева и охлаждения сушильной камеры. Это позволяет существенно упростить конструкцию сушильной камеры, так как полость нагрева может быть использована в качестве эффективного устройства для нагрева, а полость охлаждения в качестве эффективного устройства для охлаждения газа (теплообменника). При этом вихревая труба проста по конструкции и позволяет сравнительно просто регулировать температуру нагреваемого и охлаждаемого потоков газа (воздуха). В принципе вихревых труб может быть несколько.

Отметим, что в обычных условиях при разрежении менее 0,5•10⁵ Па (~ 380 мм рт. ст.) с помощью вихревой трубы возможно получение нагретого потока воздуха с температурой выше +70^oC и охлажденного потока воздуха с температурой ниже минус 30^oC.

Авторам неизвестны технические решения (существенные признаки), приведенные в ограничительной части формулы изобретения.

Сушильная камера, изображенная на чертеже, представляет собой герметичную емкость, включающую полость нагрева 1, полость охлаждения 2, разделенные перегородкой, входную газовую магистраль 3, выходную газовую магистраль 4, конденсатор 5 и вакуумный насос 6. В полости нагрева 1 размещен штабель пиломатериалов 7. Для контроля степени разрежения предусмотрен мановакуумметр 8. Полость охлаждения 2 снабжена теплообменником 9, сообщенным с полостью нагрева 1, с конденсатором 5 и вакуумным насосом 6. Входная газовая магистраль 3 содержит регулировочный вентиль 10, расходомер 11 и вихревую трубу 12. При этом входной патрубок входной газовой магистрали расположен напротив выходного патрубка вакуумного насоса 6. Выходная газовая магистраль 4 и соответствующие выходы вихревой трубы 12 сообщены с полостями нагрева 1 и охлаждения 2.

Сушильная камера работает следующим образом. Предварительно в полость нагрева 1 помещают пакет пиломатериалов 7. Затем включают вакуумный насос 6 и плавно открывают регулировочный вентиль 10, обеспечивая необходимый вакуум в полостях нагрева 1 и охлаждения 2 (контроль по мановакуумметру 8) при одновременной подаче воздуха в сушильную камеру (воздух поступает самотеком под воздействием перепада давлений). Температуру воздуха и пиломатериалов контролируют с помощью датчиков температуры (не показано). Воздух по выходной газовой магистрали 3 через регулировочный вентиль 9 и расходомер 11 поступает в вихревую трубу 12, где разделяется на нагретый и охлажденный потоки. Нагретый поток воздуха подается в полость нагрева 1 и используется в качестве сушильного агента для сушки, то есть для подвода тепла к штабелю пиломатериалов, необходимого для компенсации тепловых потерь при испарении воды в вакууме. Охлажденный поток воздуха поступает в теплообменник 9, в котором происходит конденсация водяных паров из отработанного воздуха и, соответственно, его осушка. При этом образующая вода стекает в конденсатор 5. Отработанные потоки воздуха по выходной газовой магистрали 4 поступают в вакуумный насос 6 и через его выходной патрубок сбрасываются в атмосферу, предварительно перемешиваясь. Так как входной патрубок входной газовой магистрали 3 расположен напротив выходного патрубка вакуумного насоса 6, то в процессе работы в сушильную камеру будет подаваться воздух с меньшей влажностью, чем окружающий воздух. В результате этого существенно повышается эффективность сушки пиломатериалов.

После завершения цикла сушки вакуумный насос 6 отключается, а после выравнивания давлений закрывается регулировочный вентиль 9 и выгружается штабель пиломатериалов 7.

Использование: для сушки капиллярно-пористых материалов, например, древесины. Сущность изобретения: сушильная камера включает полость нагрева 1, полость охлаждения 2, входную газовую магистраль 3, выходную газовую магистраль 4, конденсатор 5, вакуумный насос 6, штабель пиломатериалов 7, мановакуумметр 8, теплообменник 9, регулировочный вентиль 10, расходомер 11 и вихревую трубу 12. 1 ил.

Сушильная камера, содержащая вакуумный насос, входную и выходную газовые магистрали, устройства для нагрева и охлаждения газа, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит вихревую трубу, установленную на входной газовой магистрали, при этом вход газовой магистрали расположен напротив выходного патрубка вакуумного насоса.