ВАКУУМНО-КОНВЕКТИВНЫЙ ЛЕСОСУШИЛЬНЫЙ АГРЕГАТ Российский патент 2008 года по МПК F26B9/06 F26B5/04 

Изобретение относится к технике сушки материалов из древесины с применением пониженного давления и может быть использовано в деревообрабатывающей промышленности для ускоренной вакуумной сушки пиломатериалов.

Известна конструкция камеры сушильной вакуумной, содержащей корпус в виде горизонтально ориентированного цилиндра с внутренними панелями для стока конденсата и торцевой крышкой, установленной на поворотном рычаге с возможностью открывания и закрывания камеры, рельсовые пути для установки тележки со штабелем древесины, вакуумную станцию, средства подключения датчиков температуры и влажности древесины, связанные с пультом управления, а также закрепленные внутри камеры по ее боковым сторонам устройства подключения плоских нагревательных элементов зонного нагрева древесины. При этом панели для стока конденсата выполнены в виде листов из стеклопластика, наклонно размещенных в верхней части камеры по обе стороны от вертикальной плоскости симметрии корпуса с образованием промежутка для поступления пара в верхнюю часть камеры, устройства подключения нагревательных элементов и датчиков выполнены в виде двух коробок с панелями электрических соединителей, связанных с источником тока и с пультом управления, снабженных по меньшей мере первым и вторым терморегуляторами управления нагревательными элементами в различных зонах штабеля [Патент RU 2215954 С1, МПК⁷ F26b 5/04, 9/06. Камера сушильная вакуумная [Текст] / С.В.Милованов, В.Е.Ивашкевич, С.М.Уэцкий; №2002106367/06; заявл. 13.03.2002; опубл. 10.11.2003; 7 с.].

В качестве прототипа выбрана сушильная установка, содержащая герметичный цилиндрический корпус с теплоизоляцией, тракт сушильного агента со средствами его распределения и размещенными в нем по потоку конденсатором, вентилятором и калорифером, вакуумный насос, трубопровод слива конденсата, подключенный к донной части корпуса, и трубопровод напуска наружного воздуха с запорной арматурой. При этом конденсатор выполнен в виде донной части корпуса, трубопровод напуска наружного воздуха подключен к донной части корпуса и в области его подключения размещен рекуперативный теплообменник [Патент RU 2137995 С1, МКИ³ 6 F26B 9/06, 5/04. Сушильная установка [Текст] / Г.Н.Кочнев, В.П.Макшанцев, В.Н.Ослонович, А.В.Тетельмин; №98115333/06; заявл. 27.07.98; опубл. 20.09.99; 5 с.].

Недостатком известных установок является уменьшенный загрузочный объем прямоугольного штабеля в цилиндрической камере, низкая эффективность калориферов сосредоточенного типа, не обеспечивающих равномерное распределение тепла в объеме всего штабеля, а также чрезмерно сложная процедура сушки. Практическими исследованиями, проведенными авторами с промышленными установками, установлено, что использование цилиндрических вакуумно-конвективных камер малоэффективно с точки зрения снижения возможности контроля параметров процесса в сильно разреженном объеме с уменьшенным КПД загрузки, что в реальных промышленных условиях в конечном итоге не приводит к повышению качества и снижению продолжительности сушки. Для обеспечения наибольшей интенсивности и качества процесса вакуумно-конвективной сушки в целом нужно стремиться максимально использовать полезный объем камеры, создать внутри устройства равномерное распределение разреженного агента сушки, а также максимально эффективно использовать околосушильное оборудование.

Изобретение решает задачу обеспечения высокого качества высушиваемого материала, интенсифицирования процесса сушки и снижения расхода энергии на сушку.

Это достигается тем, что вакуумно-конвективный лесосушильный агрегат, содержащий сушильную камеру, состоящую из герметичного корпуса с теплоизоляцией, тракт сушильного агента, калорифер, вентилятор, средства контроля параметров технологического процесса и вакуумный насос, согласно изобретению дополнительно содержит вторую сушильную камеру, сопряженную с первой, причем обе камеры охвачены футеровкой, соединены трубопроводом между собой и вакуумным насосом через вакуумные клапаны с электромеханическими приводами. Корпус каждой камеры имеет равносторонний прямоугольный профиль и состоит из трех одинаковых секций, изготовленных, например, из стекловолокнистого анизотропного пресс-материала с дугообразным смыканием стенок и фланцевым герметичным соединением секций, образующих проходную сушильную камеру с электронагревательными панелями-радиаторами, закрепленными на вертикальных стенах секций, закрываемую с обеих сторон герметичными крышками. Каждая секция обеих сушильных камер содержит теплообменное устройство, состоящее из углового экранирующего профиля, нижней поверхности подштабельной тележки и осевого всасывающего вентилятора от внешнего электропривода, установленного в створе окна в центре вертикальной стены. Конденсатосборник в каждой камере агрегата выполнен в виде необогреваемого пространства со стороны донной поверхности корпуса камеры с подключенным вакуумным клапаном для слива конденсата, ограниченного сверху основаниями секций с системой овальных дренажных отверстий.

На чертеже приведена схема агрегата.

Агрегат состоит из следующих основных узлов. Каждая камера агрегата содержит корпус 1 равностороннего прямоугольного профиля, состоящий из коррозионно-стойкого стекловолокнистого пресс-материала, обеспечивающего необходимую прочность при долговременной эксплуатации в термовлажностной среде. Корпус состоит из трех одинаковых секций с дугообразным смыканием стенок, с фланцевыми герметичными соединениями секций. Образовавшиеся проходные сушильные камеры закрываются с обеих сторон герметичными крышками с возможностью закатки-выкатки в обе стороны штабелей пиломатериалов 2. Роль калориферов в секциях камер выполняет система электронагревательных панелей-радиаторов 3, закрепленных на вертикальных стенках секций, подключенных к трехфазной промышленной сети частотой 50 Гц напряжением 380 В: одна секция - одна фаза. Максимальная потребляемая мощность составляет 50 кВт. Использование составного нагревательного корпуса на всю длину создает наилучшие условия для съема и равномерного распределения тепла в объеме штабеля, а также повышенную жесткость конструкции.

Циркуляция сушильного агента осуществляется с помощью осевых всасывающих вентиляторов 4 от внешних электроприводов, установленных в каждой секции в створе окна в центре вертикальной стены. Тракт сушильного агента в камерах образован в виде зазора шириной около 200 мм между внутренними поверхностями экранирующего углового профиля 5 совместно с поверхностью подштабельной платформы 6, установленной на рольгангах 7. Циркуляция сушильного агента - поперечная. Каждая камера снабжена впускным патрубком 8 с заслонкой 9 для притока свежего воздуха. В агрегате предусмотрена система вакуумных клапанов 10-14, соединенных между собой и вакуумным насосом 15 посредством трубопроводов 16.

Конденсатосборник 17 - необогреваемое пространство между днищем корпуса камеры и основаниями секций - сообщается с паровоздушной разреженной средой сушильной камеры через овальные дренажные отверстия в основаниях секций.

Использование камер прямоугольной формы с дугообразным смыканием стенок обеспечивает максимальное заполнение объема камеры штабелем пиломатериалов и лучшие условия для съема тепла со стенок калорифера за счет формирования ламинарного поперечного потока сушильного агента. Высокая степень заполнения объема камеры позволяет максимально эффективно использовать внутреннюю влагу испарения и отказаться от применения специальных увлажнителей.

Сушка производится циклами «прогрев-вакуумирование» в количестве, снижающем влажность материала до требуемого уровня. Камеры снабжены биметаллическим психрометром для контроля параметров паровоздушной смеси. Агрегат комплектуется компьютером с программным обеспечением, управляющим технологическим процессом сушки и порядком открывания и закрывания клапанов. Ход процесса сушки контролируется оператором-технологом.

Порядок работы клапанов приведен в таблице.

Порядок работы клапанов№ п/пКамера АКамера Б1231Нагрев штабеля, включены вентиляторы 4аВакуумирование, включен вакуумный насос, открыты клапаны 11б, 142Паровоздушный теплообмен между камерами А и Б, открыт клапан 103Вакуумирование, включен насос, открыт клапан 11а, сушка штабеля, все клапаны закрытыПодача паровоздушной смеси, открыт клапан 13б, нагрев штабеля, включены вентиляторы 4б4Паровоздушный теплообмен между камерами А и Б, открыт клапан 105Подача паровоздушной смеси, открыт клапан 13а, слив конденсата, открыт клапан 12а, нагрев штабеля, включены вентиляторы 4аВакуумирование, включен вакуумный насос, открыт клапан 11б, сушка штабеля, все клапаны закрыты6Паровоздушный теплообмен между камерами А и Б, открыт клапан 107Вакуумирование, включен вакуумный насос, открыт клапан 11а, сушка штабеля, все клапаны закрытыПодача паровоздушной смеси, открыт клапан 13б, слив конденсата, открыт клапан 12б, нагрев штабеля, включены вентиляторы 4б8Сброс вакуума, открыты клапаны 13а, 14, слив конденсата, открыт клапан 12аВакуумирование, включен вакуумный насос, открыты клапаны 11б, 14, сушка штабеля, все клапаны закрыты9Остывание, выкатка штабеля, закатка штабеляСброс вакуума, открыты клапаны 13б, 14, слив конденсата, открыт клапан 12б10Нагрев штабеля, включены вентиляторы 4аОстывание, выкатка штабеля, закатка штабеля

Агрегатирование двух вакуумных сушильных устройств позволяет осуществлять нагрев штабелей в несовпадающие периоды времени, поочередно использовать остаточные от предыдущего цикла тепло и вакуум и, таким образом, снизить затраты электроэнергии не менее чем в 1,5 раза. Кроме того, появляется возможность одновременной сушки материалов с различными исходными физико-механическими показателями: начальной и конечной влажностью, размерами поперечного сечения, породой, категорией качества по совпадающим или противофазным ступеням сушки.

Таким образом, новым является соединение трубопроводами двух вакуумных сушильных камер между собой и с вакуумным насосом через управляемые вакуумные клапаны, образующее двухкамерный лесосушильный агрегат с паровоздушным теплообменом.

Изобретение позволяет в промышленных условиях, без использования усложненных режимов и устройств сократить время сушки древесины, повысить ее качество, сократить затраты электроэнергии.

Использование: в деревообрабатывающей промышленности. Вакуумно-конвективный лесосушильный агрегат содержит сушильную камеру, состоящую из герметичного корпуса с теплоизоляцией, тракт сушильного агента, калорифер, вентилятор, средства контроля параметров технологического процесса и вакуумный насос, дополнительно содержит вторую сушильную камеру, сопряженную с первой, причем обе камеры охвачены футеровкой, соединены трубопроводом между собой и с вакуумным насосом через вакуумные клапаны с электромеханическими приводами. Корпус каждой камеры имеет равносторонний прямоугольный профиль и состоит из трех одинаковых секций, изготовленных, например, из стекловолокнистого анизотропного пресс-материала с дугообразным смыканием стенок и фланцевым герметичным соединением секций, образующих проходную герметичную сушильную камеру с электронагревательными панелями-радиаторами, закрепленными на вертикальных стенах секций, закрываемую с обеих сторон герметичными крышками. Каждая секция обеих сушильных камер содержит теплообменное устройство, состоящее из углового экранирующего профиля, нижней поверхности подштабельной тележки и осевого всасывающего вентилятора от внешнего электропривода, установленного в створе окна в центре вертикальной стены. Изобретение должно интенсифицировать процесс сушки, снизить энергозатраты, обеспечить высокое качество. 2 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

1. Вакуумно-конвективный лесосушильный агрегат, содержащий сушильную камеру, состоящую из герметичного корпуса с теплоизоляцией, тракт сушильного агента, калорифер, вентилятор, средства контроля параметров технологического процесса и вакуумный насос, отличающийся тем, что дополнительно содержит вторую сушильную камеру, сопряженную с первой, причем корпус каждой камеры имеет равносторонний прямоугольный профиль и состоит из трех одинаковых секций, изготовленных, например, из стекловолокнистого анизотропного прессматериала с дугообразным смыканием стенок и фланцевым герметичным соединением секций, образующих проходную герметичную сушильную камеру с электронагревательными панелями-радиаторами, закрепленными на вертикальных стенах секций, закрываемую с обеих сторон герметичными крышками, обе камеры охвачены футеровкой, соединены трубопроводом между собой и с вакуумным насосом через вакуумные клапаны с электромеханическими приводами.2. Агрегат по п.1, отличающийся тем, что каждая секция обеих сушильных камер содержит теплообменное устройство, состоящее из углового экранирующего профиля, нижней поверхности подштабельной тележки и осевого всасывающего вентилятора, работающего от внешнего электропривода, установленного в створе окна в центре вертикальной стены.3. Агрегат по п.1, отличающийся тем, что конденсатосборник в каждой камере агрегата выполнен в виде необогреваемого пространства со стороны донной поверхности корпуса камеры с подключенным вакуумным клапаном для слива конденсата, ограниченного сверху основаниями секций с системой овальных дренажных отверстий.