ВАКУУМНАЯ ПРЕСС-СУШИЛКА ДЛЯ ДОСОК И БРУСЬЕВ Российский патент 2005 года по МПК F26B9/06 F26B5/04 

Предлагаемое изобретения относится к области сушки твердых материалов путем удаления из них влаги.

Известны вакуумные сушильные камеры для пиломатериалов [1], выбранные авторами за аналоги.

Известна вакуумная пресс-сушилка для древесины (пиломатериалов, в частности досок и брусьев) по патенту US 4017980, F 26 b 5/04 (R.A.Kleinguenther) (2) , выбранная авторами за прототип, содержащая герметичную вакуумную камеру, образованную корпусом и крышкой, соединенными по периметру стыка, внутри которой размещены нагреваемые плиты для нагрева и сжатия древесины, между которыми имеется пространство для размещения древесины, причем верхняя плита соединена с крышкой, а нижняя плита соединена с корпусом, а также имеется вакуумный насос, соединенный с полостью вакуумной камеры, и конденсатор водяного пара. На поверхностях нагреваемых верхней и нижней плит, обращенных к древесине, выполнены канавки для выхода пара и имеются обращенные к поверхности древесины форсунки для впрыска воды.

Недостатками прототипа является следующее. В связи с неизбежно существующими отличиями толщины досок и брусьев, а также неоднородной усадкой древесины при сушке невозможно обеспечить хороший тепловой контакт между поверхностями пиломатериалов и поверхностями нагреваемых плит по всей площади и в течение всего процесса сушки, что приводит к неравномерности прогрева и высушивания пиломатериалов. Во время проведения загрузок и разгрузок пиломатериалов все элементы камеры, имеющие весьма значительную массу, практически полностью охлаждаются, поэтому необходимо нагревать их в начале каждого цикла сушки заново, что приводит к резкому увеличению удельных энергозатрат на сушку.

С помощью предлагаемого изобретения достигается технический результат, заключающийся в повышении качества сушки досок, уменьшении удельных энергозатрат на сушку, уменьшении времени сушки.

В соответствии с предлагаемым изобретением технический результат достигается тем, что вакуумная пресс-сушилка для досок и брусьев содержит герметичную вакуумную камеру, образованную корпусом и крышкой, соединенными по периметру стыка, внутри которой размещены нагреваемые плиты для нагрева и сжатия досок и брусьев, между которыми имеется пространство для размещения досок и брусьев, причем верхняя плита соединена с крышкой, а нижняя плита соединена с корпусом, а также имеется вакуумный насос, соединенный с полостью вакуумной камеры, и конденсатор водяного пара.

При этом верхняя плита для нагрева и сжатия досок и брусьев состоит из опорной пластины, соединенной с крышкой, и нагреваемых секций, расположенных между опорной пластиной и пространством для размещения одного слоя досок и брусьев, причем нагреваемые секции упруго соединены с опорной пластиной, а поперечные размеры нагреваемых секций равны поперечным размерам досок и брусьев.

Причем стык между корпусом и крышкой может быть расположен по периметру боковой поверхности пространства для размещения досок и брусьев, и в стыке между корпусом и крышкой имеется соединительный гибкий элемент, который имеет ширину, большую, чем толщина досок и брусьев, и на нем установлены с обеих боковых сторон пространства для размещения досок и брусьев нажимные пластины, а между местами расположения крайних досок и брусьев и нажимными пластинами размещены металлические теплопроводные проставки, высота которых не превышает толщину досок.

Для улучшения равномерности прогрева пиломатериалов металлические теплопроводные проставки могут быть выполнены нагреваемыми. Для более равномерного распределения обжимающего усилия по поверхности пиломатериала и улучшения равномерности подвода тепла к пиломатериалам металлические теплопроводные проставки могут быть выполнены упругими.

При этом между герметичной вакуумной камерой и вакуумным насосом может быть расположена герметичная емкость для сбора конденсата, внутри которой размещен конденсатор водяного пара.

На фиг.1 и 2 представлена возможная конструкция предлагаемой вакуумной пресс-сушилки для досок и брусьев.

1 - герметичная вакуумная камера.

2 - корпус.

3 - крышка.

4 – соединительный гибкий элемент.

5 - нижняя нагреваемая плита.

6 – нагреваемая секция верхней плиты.

7 - трубопровод откачки.

8 - конденсатор водяного пара.

9 - опорная пластина.

10 - упругий элемент.

11 - теплоизоляция крышки.

12 - нажимная пластина.

13 - металлические теплопроводные проставки.

14 - герметичная емкость для сбора конденсата.

15 - форсунка для впрыска воды.

16 - нагревательный элемент.

17 - канавка для выхода пара.

18 - вакуумный насос.

19 – теплоизоляция корпуса.

20 – доска (брус).

21 - слив.

Вакуумная пресс-сушилка для досок и брусьев содержит герметичную вакуумную камеру 1, образованную корпусом 2 и крышкой 3, соединенными по периметру стыка соединительным гибким элементом 4, внутри которой размещены нагреваемые плиты для нагрева и сжатия досок брусьев, в частности нижняя неподвижная нагреваемая плита 5, между которыми имеется пространство для размещения досок и брусьев, причем верхняя нагреваемая плита соединена с крышкой 3, а нижняя плита 5 соединена с корпусом 2, а также имеется вакуумный насос 18, соединенный с полостью вакуумной камеры 1, и конденсатор водяного пара 8.

При этом верхняя плита для нагрева и сжатия досок состоит из опорной пластины 9, соединенной с крышкой 3, и нагреваемых секций 6, расположенных между опорной пластиной 9 и пространством для размещения одного слоя досок и брусьев, причем нагреваемые секции 6 соединены через упругие элементы 10 с опорной пластиной 9, а поперечные размеры нагреваемых плит 6 равны поперечным размерам досок и брусьев.

В возможной конструкции предлагаемой вакуумной пресс-сушилки для досок и брусьев стык между корпусом 2 и крышкой 3 расположен по периметру боковой поверхности пространства для размещения слоя досок и брусьев, при этом соединительный гибкий элемент 4 имеет ширину, большую, чем толщина досок и брусьев, и на нем установлены с обеих боковых сторон пространства для размещения досок и брусьев нажимные пластины 12, а между местами расположения отдельных досок и брусьев и между местами расположения крайних досок и брусьев и нажимными пластинами размещены металлические теплопроводные проставки 13, высота которых не превышает толщину досок и брусьев, причем на обращенных к доскам и брусьям поверхностях проставок 13 выполнены канавки для выхода пара.

На нагреваемых поверхностях, обращенных к доскам и брусьям, выполнены канавки 17 для выхода пара. На нагреваемых поверхностях, обращенных к доскам и брусьям, размещены форсунки 15 для впрыска воды в область контакта с досками и брусьями, причем форсунки 15 соединены с устройством подачи воды.

Для уменьшения потерь тепла имеется теплоизоляция 11, 19.

При этом между герметичной вакуумной камерой 1 и вакуумным насосом 18 расположена герметичная емкость 14 для сбора конденсата, внутри которой размещен конденсатор водяного пара 8.

В предлагаемой конструкции обеспечивается хороший тепловой контакт поверхностей пиломатериалов (досок и брусьев) с нагреваемыми плитами 5 и секциями 6 и металлическими теплопроводными пластинами 13, несмотря на неизбежные различия досок и брусьев по толщине и ширине, а также неравномерную поперечную усадку досок и брусьев в процессе сушки. Подвод тепла к пиломатериалу осуществляется со всех сторон. Обеспечивается также всестороннее обжатие высушиваемых досок и брусьев. Указанное обеспечивает более равномерное распределение влажности по объему пиломатериала, препятствует деформациям, развитию трещин и появлению остаточных деформаций пиломатериала.

В предложенной пресс-сушилке возможно осуществить быструю разгрузку и загрузку досок и брусьев через люки в торцах камеры 1 без значительного охлаждения ее элементов, поэтому камеру 1 не приходится снова нагревать с низкой температуры при следующем цикле сушки, что приводит к резкому снижению удельных энергозатрат на сушку досок и брусьев. Малый объем вакуумируемого пространства позволяет обеспечить малое время откачки камеры 1 при небольшой производительности вакуумного насоса.

В связи с наличием на нагреваемых поверхностях канавок 17 выход образующегося водяного пара происходит свободно, что способствует более равномерному распределению влажности внутри досок и брусьев. Периодический впрыск воды через форсунки 15 в зону контакта нагретых до высокой температуры нагреваемых плит 5 и секций 6 с досками и брусьями позволяет управлять профилем распределения влажности в высушиваемом пиломатериале, что также способствует повышению качества сушки.

Работа предложенной вакуумной пресс-сушилки для досок и брусьев происходит следующим образом.

Через открываемый на время загрузки торцевой люк в торце камеры 1 производят размещение досок и брусьев внутри камеры 1. Загрузочный люк закрывают. Включают подогрев нагреваемых плит 5 и секций 6 и теплопроводных проставок 13 (в предложенной конструкции возможно осуществление подогрева за счет подачи горячей воды или пара, а также при помощи электрических нагревателей - поз. 16 на фиг.1, 2). Включают вакуумный насос 18. При этом происходит снижение давления газа внутри камеры 1. Включают проток воды через конденсатор водяного пара 8. По мере прогрева досок и брусьев и снижения давления начинается испарение воды из древесины и происходит сушка досок и брусьев.

Под действием внешнего атмосферного давления крышка 3 камеры 1 зажимает высушиваемые доски и брусья между нагреваемыми секциями 6 и нижней нагреваемой плитой 5 в вертикальном направлении, атмосферное давление воздействует также на гибкий элемент 4 и нажимные пластины 12, которые сжимают доски и брусья в горизонтальном направлении, то есть все доски и брусья всесторонне обжимаются и при наличии неравномерностей по толщине и ширине. За счет наличия поджатия к нагреваемым поверхностям досок и брусьев обеспечивается эффективный всесторонний подвод тепла к высушиваемым доскам и брусьям от нагреваемых плит 5 и секций 6 и теплопроводных проставок 13. В связи с указанным обеспечивается равномерное распределение конечной влажности по объему досок и брусьев, отсутствие трещин и остаточных напряжений при малой продолжительности времени сушки.

В связи с наличием на нагреваемых плитах 5 и секциях 6, обращенных к пиломатериалу, канавок 17 выход образующегося при сушке пара происходит свободно, что способствует более равномерному распределению влажности по объему досок и брусьев. За счет наличия форсунок 15 можно осуществлять периодический впрыск воды в зоны контакта нагреваемых плит 5 и секций 6 и пиломатериала и регулировать профили распределения влажности в объеме досок и брусьев для предотвращения образования трещин.

В предложенном устройстве возможно осуществление циклических режимов сушки (повторные циклы сушка/нормализация и т.п.).

После завершения сушки выключают вакуумный насос 18, напускают воздух в камеру 1, открывают люк для выгрузки досок и брусьев на торце камеры 1 и извлекают высушенные доски и брусья. В процессе выгрузки/загрузки предложенная пресс-сушилка остывает незначительно, что позволяет значительно сократить затраты времени на повторный нагрев камеры и значительно снизить удельную энергоемкость процесса сушки досок и брусьев.

Таким образом, предложенная конструкция обеспечивает повышение качества сушки досок и брусьев, уменьшение удельных энергозатрат на сушку, уменьшение времени сушки.

Источники информации

1. Вакуумная сушка материалов. Экспресс-информация по зарубежным источникам. Механическая обработка древесины. Выпуск 4, Москва, 1982.

2. Патент US 4017980, F 26 B 5/04, 19.04.1977 (R.A.Kleinguenther).

Изобретение относится к области сушки твердых материалов, в данном случае досок и брусьев, путем удаления из них влаги. Вакуумная пресс-сушилка для досок и брусьев содержит герметичную вакуумную камеру, образованную корпусом и крышкой, соединенными по периметру стыка, внутри которой размещены нагреваемые плиты для нагрева и сжатия досок и брусьев, между которыми имеется пространство для размещения досок и брусьев, причем верхняя плита соединена с крышкой, а нижняя плита соединена с корпусом, а также имеется вакуумный насос, соединенный с полостью вакуумной камеры, и конденсатор водяного пара, причем верхняя плита для нагрева и сжатия досок и брусьев состоит из опорной пластины, соединенной с крышкой, и нагреваемых секций, расположенных между опорной пластиной и пространством для размещения одного слоя досок и брусьев, причем нагреваемые секции упруго соединены с опорной пластиной, а поперечные размеры нагреваемых секций равны поперечным размерам досок и брусьев. Изобретение должно обеспечить повышение качества сушки досок и брусьев, уменьшение энергозатрат на сушку, уменьшение времени сушки. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Вакуумная пресс-сушилка для досок и брусьев, содержащая герметичную вакуумную камеру, образованную корпусом и крышкой, соединенными по периметру стыка, внутри которой размещены нагреваемые плиты для нагрева и сжатия досок и брусьев, между которыми имеется пространство для размещения досок и брусьев, причем верхняя плита соединена с крышкой, а нижняя плита соединена с корпусом, а также имеется вакуумный насос, соединенный с полостью вакуумной камеры, и конденсатор водяного пара, отличающаяся тем, что верхняя плита для нагрева и сжатия досок и брусьев состоит из опорной пластины, соединенной с крышкой, и нагреваемых секций, расположенных между опорной пластиной и пространством для размещения одного слоя досок и брусьев, причем нагреваемые секции упруго соединены с опорной пластиной, а поперечные размеры нагреваемых секций равны поперечным размерам досок и брусьев.2. Вакуумная пресс-сушилка для досок и брусьев по п.1, отличающаяся тем, что в стыке между корпусом и крышкой имеется гибкий элемент, имеющий ширину большую, чем толщина досок и брусьев, и на нем установлены с обеих боковых сторон пространства для размещения досок и брусьев нажимные пластины, а между местами расположения отдельных досок и брусьев и между местами расположения крайних досок и брусьев и нажимными пластинами размещены металлические теплопроводные проставки, высота которых не превышает толщину досок.3. Вакуумная пресс-сушилка для досок и брусьев по п.1 или 2, отличающаяся тем, что между герметичной вакуумной камерой и вакуумным насосом расположена герметичная емкость для сбора конденсата, внутри которой размещен конденсатор водяного пара.4. Вакуумная пресс-сушилка для досок и брусьев по п.2, отличающаяся тем, что металлические теплопроводные проставки выполнены упругими.5. Вакуумная пресс-сушилка для досок и брусьев по п.2, отличающаяся тем, что металлические теплопроводные проставки выполнены нагреваемыми.