СПОСОБ СУШКИ ПИЛОМАТЕРИАЛОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 1999 года по МПК F26B3/347 F26B5/02 

Группа изобретений относится к лесной и деревообрабатывающей промышленности, а более конкретно - к технологии сушки пиломатериалов.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявляемому способу аналогом (прототипом) является известный способ сушки [1] пиломатериалов в виде пакетов досок, брусьев, основанный на нагреве пиломатериалов в конвейерной СВЧ-печи при непрерывной подаче с помощью конвейерной ленты. Сушка происходит вне СВЧ-печи с помощью окружающего воздуха при охлаждении пиломатериалов. Пакеты пиломатериалов при этом перебираются для болев эффективной сушки и собираются вновь для повторного перемещения в СВЧ-печи в случае необходимости для достижения требуемой влажности.

Известно также устройство [1], реализующее указанный способ, включающее конвейерную СВЧ-печь, содержащую СВЧ-генератор, волновод, нагревательную камеру, ленточный транспортер и два шлюза.

Недостатками известных способа сушки пиломатериалов и реализующего его устройства являются:
- низкая производительность процесса, обусловленная многократностью повторения цикла сушки до достижения требуемой конечной влажности, в том числе большого количества времени, затрачиваемого на проведение вспомогательных операций оборки-разборки пакетов пиломатериалов при их сушке и охлаждении вне СВЧ-печи с помощью окружающего воздуха,
- высокие энергозатраты, связанные с многократным СВЧ-нагревом пиломатериала и его охлаждением окружающим воздухом с помощью вентилятора;
- относительно низкое качество сушки.

Техническим результатом изобретений является повышение производительности и качества сушки, снижение энергозатрат.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе сушки пиломатериалов, заключающемся в нагреве материала при его перемещении в СВЧ-поле и последующем удалении из него влаги, согласно изобретению, удаление влаги осуществляют в процессе перемещения материала воздействием на него поперечной механической нагрузки с одновременным наложением однонаправленных нагрузке ультразвуковых колебаний.

Установка для сушки пиломатериалов, реализующая заявляемый способ, содержащая СВЧ-печь конвейерного типа, включающую камеру нагрева с впускным и выпускным устройствами, узел ввода СВЧ-энергии, связанный с камерой нагрева, и подающий механизм, согласно изобретению снабжена парой неприводных горизонтальных валков, установленных за выпускным устройством СВЧ-печи, и генератором ультразвуковых колебаний, включающим вертикально установленный магнитострикционный преобразователь, связанный через акустический концентратор с одним из валков, причем размер межвалкового зазора выбирается меньшим толщины исходного материала на величину радиальной усушки,
Кроме того, подающий механизм выполнен в виде двух пар приводных горизонтальных валков, одна из которых установлена перед впускным устройством СВЧ-печи, а другая - за парой неприводннх валков.

Возбуждение ультразвуковых колебаний в пиломатериале, прошедшем СВЧ-печь, совместно о приложением поперечной механической нагрузки позволяет значительно интенсифицировать процесс движения влаги из внутренних слоев материала к его поверхности и в продольном направлении, что обеспечивает удаление влаги до требуемой степени влажности "за один проход" пиломатериала в заявляемой установке для сушки.

Усушка в тангенциальном направлении происходит без возникновения деформаций, так как ультразвуковые колебания, приложенные к одному из неприводных валков, резко снижают трение, что приводит к выравниванию напряжений и влажности по объему пиломатериала, и, в конечном счете, к повышению качества сушки.

Изобретения поясняются чертежом, на котором изображен общий вид установки для сушки пиломатериалов, реализующей предлагаемый способ.

Установка содержит СВЧ-печь конвейерного типа, включающую камеру нагрева 1 с впускным 2 и выпускным 3 устройствами. Камера 1 связана с узлом 4 ввода СВЧ-энергии. Установка снабжена парой неприводных горизонтальных валков 5, установленных за выпускным устройством 3 СВЧ-печи по ходу движения пиломатериала 6. Размер межвалкового зазора δ выбирается меньшим толщины исходного материала 6 на величину его радиальной усушки при требуемой влажности. Один из валков 5 связан через акустический концентратор 7 с вертикально установленным магнитострикционным преобразователем 8, подключенным к генератору 9 электрических колебаний ультразвуковой частоты.

Подающий механизм выполнен в виде двух пар приводных горизонтальных валков 10 и 11, первая из которых установлена перед впускным устройством 2 СВЧ-печи, а вторая - за парой неприводных валков 5.

Установка, реализующая заявляемый способ сушки пиломатериалов, работает следующим образом.

Посредством узла 4 в камеру нагрева 1 вводится СВЧ-энергия и в ней устанавливается распределение поля, интенсивность которого соответствует требуемой влажности и заданной скорости перемещения пиломатериала 6.

Горизонтальные неприводные валки 5 устанавливаются с зазором δ друг относительно друга, меньшим толщины исходного пиломатериала на величину радиальной усушки последнего при требуемой влажности.

Магнитострикционный преобразователь 8, обмотка которого запитывается от генератора 9 ультразвуковой частоты, генерирует механические ультразвуковые колебания, передаваемые через акустический концентратор 7 валковой паре 5.

Пара приводных валков 10 перемещает пиломатериал 6 через камеру нагрева 1 СВЧ-печи к паре неприводных горизонтальных валков 5. При дальнейшем движении пиломатериала 6 последний подхватывается второй парой горизонтальных приводных валков 11 и выбрасывается ими в накопитель (на чертеже не показан).

При движении через валки 5 пиломатериал подвергается комбинированному воздействию поперечной механической нагрузки (вследствие разности толщины исходного материала и величины межвалкового зазора) и однонаправленных нагрузке ультразвуковых колебаний. Предварительный СВЧ-нагрев материала в камере 1 способствует более полному раскрытию микро- и макрокапиллярных структур, что создает благоприятные условия для проявления ультразвуковою капиллярного эффекта при воздействии на материал ультразвуковых колебаний, В результате резко снижаются силы вязкого трения жидкости о стенки капилляров, а скорость движения влаги под действием механической нагрузки соответственно возрастает, что способствует ее эффективному удалению из пиломатериала под действием валковой пары 5 в направлении, противоположном движению материала. Воздействие У3-колебаний приводит к выравниванию напряжений и влажности по всему объему материала, что обеспечивает высокое качество сушки.

Источники информации:
1. Патент РФ N 2066027, М. Кл. ⁶ F 26 B 3/347, 1996 г.

Изобретение относится к лесной и деревообрабатывающей промышленности, а более конкретно - к технологии сушки древесины. Способ сушки пиломатериалов заключается в нагреве материала при его перемещении в СВЧ-поле и последующем удалении из него влаги, причем удаление влаги осуществляют в процессе перемещения материала воздействием на него поперечной механической нагрузки с одновременным наложением однонаправленных нагрузке ультразвуковых колебаний. Установка для сушки пиломатериалов содержит СВЧ-печь конвейерного типа, включающая камеру нагрева с впускным и выпускным устройствами, узел ввода СВЧ-энергии, связанный с камерой нагрева, и подающий механизм, при этом установка снабжена парой неприводных горизонтальных валков, установленных за выпускным устройством СВЧ-печи, и генератором ультразвуковых колебаний, включающим вертикально установленный магнитострикционный преобразователь, связанный через акустический концентратор с одним из валков, причем размер межвалкового зазора выбирается меньшим толщины исходного материала на величину радиальной усушки. Изобретение позволит повысить производительность и качество сушки при снижении энергозатрат. 2 с. и 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ сушки пиломатериалов, заключающийся в нагреве материала при его перемещении в СВЧ-поле и последующем удалении из него влаги, отличающийся тем, что удаление влаги осуществляют в процессе перемещения материала воздействием на него поперечной механической нагрузки с одновременным наложением однонаправленных нагрузке ультразвуковых колебаний. 2. Установка для сушки пиломатериалов, содержащая СВЧ-печь конвейерного типа, включающую камеру нагрева с впускным и выпускным устройствами, узел ввода СВЧ-энергии, связанный с камерой нагрева, и подающий механизм, отличающаяся тем, что она снабжена парой неприводных горизонтальных валков, установленных за выпускным устройством СВЧ-печи, и генератором ультразвуковых колебаний, включающим вертикально установленный магнитострикционный преобразователь, связанный через акустический концентратор с одним из валков, причем размер межвалкового зазора выбирается меньшим толщины исходного материала на величину радиальной усушки. 3. Установка по п.2, отличающаяся тем, что подающий механизм выполнен в виде двух пар приводных горизонтальных валков, одна из которых установлена перед впускным устройством СВЧ-печи, а другая - за парой неприводных валков.