СПОСОБ СУШКИ ДРЕВЕСИНЫ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2013 года по МПК F26B3/34 F26B9/06 F26B23/04 

Изобретение относится к способу сушки древесины с помощью пара и устройству для осуществления данного способа.

Известно много способов сушки древесины, начиная от самой традиционной сушки вне помещения. Обычно в промышленности используются сушильные установки, в которых влага из древесины испаряется с помощью нагрева и воздушного потока. При этом влажный воздух удаляется из сушильного помещения или пространства, где производится сушка. Для этих сушильных установок характерно высокое потребление энергии, а полученное в результате такой сушки качество является недостаточно высоким. Для получения хороших результатов сушки процесс должен проходить достаточно мягко, что требует значительного увеличения времени.

Процесс сушки является не только узким местом, но также довольно важным ценовым фактором в деревообрабатывающей промышленности. Поэтому было предложено много различных способов сушки, основанных на различных физических явлениях. Использовалось разрежение, избыточное давление, а также их чередование в сушильном помещения. Также для высушивания древесины предлагались и даже испытывались микроволновое излучение, ультразвук и различные виды излучения. Предпринималось большее количество попыток решения этой задачи, но в промышленном масштабе применяются только несколько способов.

Изобретение направлено на создание способа и устройства для его осуществления, с помощью которых сушка древесины производится быстрее и дешевле, чем ранее. Изобретение также направлено на создание устройства, которое может быть очень хорошо интегрировано в различные производственные линии на лесопильных заводах и в деревообрабатывающей промышленности, производящих распиленный лесоматериал, оцилиндрованные бревна и готовые изделия из дерева.

Изобретение основано на использовании явления, состоящего в том, что содержащаяся в древесине жидкость позволяет проводить через древесину электрический ток. Электрический ток подводится к различным сторонам древесины, при этом ток, протекающий через древесину, нагревает содержащуюся в ней жидкость и преобразует жидкость в пар, высокое давление которого выводит жидкость наружу через имеющиеся в древесине капилляры.

На конечном этапе процесса остается только пар, который перестает выделяться, когда электрическое сопротивление древесины увеличивается в процессе высушивания. Следует отметить, что довольно большая часть содержащейся в древесине жидкости удаляется из древесины в виде жидкости, в результате чего экономится значительное количество энергии по сравнению с полным испарением, которое требуется во многих известных способах.

Особенности изобретения более понятны из приложенной формулы изобретения.

Изобретение описано на примере предпочтительных вариантов его осуществления, которые, однако, не ограничивают это изобретение.

На фиг.1 схематично показана установка для осуществления способа, соответствующего настоящему изобретению.

Как показано на фиг.1, установка содержит электроды 1 и источник тока 2. На фиг.1 также показана древесина 3, которая подвергается сушке, и желоб 4 для сбора жидкости, выделяющейся из древесины.

В способе, согласно изобретению, электроды 1 устанавливаются с разных сторон подлежащей сушке древесины, контактируя с ней, а источник 2 электрической энергии подключается с помощью электродов прямо к этой древесине. Когда электрический ток высокого напряжения, поступающий от источника 2, проходит через электроды и через древесину, то содержащаяся в древесине влага начинает выделяться по мере нагрева древесины. Древесина обычно более сухая в центре бревна, поэтому центр имеет более высокое электрическое сопротивление. Это означает, что центр древесины 3 начинает прогреваться в первую очередь. Испарение воды в центре приводит к выведению ее из древесины 3 через капилляры дерева. Жидкость капает в желоб 4, находящийся под древесиной. В конце процесса остается только небольшое количество пара, который становится горячее и суше в центре древесины 3, чем по краям. Более горячий и сухой пар также имеет более высокое давление и сначала выводит более влажный пар из поверхностных слоев. После выхода пара древесина высушивается и приобретает такое высокое электрическое сопротивление, что ток, подаваемый от источника 2 тока, значительно падает, вызывая автоматическое уменьшение потребляемой устройством энергии.

Наблюдая за изменением электрического тока, например, с помощью амперметра, можно легко отслеживать, как идет процесс высушивания. На результат высушивания можно влиять путем изменения напряжения. Увеличение напряжения приводит к лучшему высушиванию. С другой стороны, в начале высушивания, когда большое количество жидкости выделяется из древесины, может даже возникнуть необходимость в уменьшении напряжения для предотвращения искрения. Предпочтительно используется электрическое напряжение от 200 В до 10000 В, а более предпочтительно - несколько киловольт: от 2 до 7 кВ.

Потребление мощности при сушке может быть автоматическим или саморегулируемым, при этом устройство уменьшает мощность по мере высыхания древесины.

При осуществлении изобретения возможно использование достаточно большого количества различных альтернативных решений для его реализации. На фиг.1 показано высушивание круглого куска древесины, например такого, как столб. Однако изобретение может быть использовано и для сушки распиленного пиломатериала. Кроме того, электроды могут быть выполнены в виде пластин, а распиленные куски древесины лежать рядом друг с другом, разделяемые маленькими воздушными зазорами, через которые может проходить воздушный поток, для удаления влаги. При использовании другого электрода, лежащего внизу или поблизости от нижней части устройства, может быть устроен желоб для сбора жидкости, из которого жидкость выпускается и сливается для дальнейшей переработки. Эта жидкость очень хорошо подходит для использования в химической, фармацевтической и парфюмерной промышленности. Если необходимо полностью собрать содержащуюся в древесине жидкость, то процесс сушки может осуществляться в гидрофобной легкой жидкости, так что все устройство будет находиться в этой жидкости. В этом случае содержащаяся в древесине жидкость опускается вниз на дно резервуара и оттуда ее можно будет собрать. Естественно, указанная легкая жидкость должна быть огнестойкой и не проводить электричество.

Электроды могут также иметь отверстия или каким-либо образом пропускать пар и/или жидкость, для увеличения удаления пара и жидкости. Чтобы гарантировать прохождение тока, контактная поверхность электродов с древесиной может быть снабжена губчатой поверхностью и смачивающим устройством. При необходимости смачивание может производиться жидкостью, имеющей большую электрическую проводимость, например соленой водой.

Если желательно увеличить удаление жидкости из древесины, то на одной из ее сторон электрод может быть разделен на несколько частей, следующих одна за другой и подключенных к источнику питания, подающему ток последовательными импульсами, распределенными в виде «бегущей волны» или с похожей конфигурацией.

Удаление жидкости в желаемом направлении может также быть увеличено за счет использования верхнего электрода, например, подобного ленте или гусенице гусеничного трактора, так чтобы эта лента была подвижной относительно поверхности древесины и приводилась в движение с помощью вращающихся роликов или другим способом, обеспечивая перемещение электродов в желаемом направлении относительно поверхности древесины.

Если существует дополнительный или дешевый и доступный источник тепла, то подлежащая сушке древесина может быть подвергнута в определенных пределах предварительной сушке, что уменьшит затраты на электричество в сушильной установке.

Таким образом, эффективность устройства может быть значительно повышена, поскольку нет необходимости в прогревании сушильных камер или подобных помещений, а сушке подвергается только та древесина, которая должна быть высушена. Кроме того, не нужно производить подачу тепла по трубопроводам по всей территории предприятия.

Из приведенного выше описания ясно, что изобретение можно осуществить различными способами. Изобретение, конечно, допускает его использование вместе с ранее известными способами сушки. Таким образом, изобретение не ограничивается описанными выше примерами, а может варьироваться, не выходя при этом за объем изобретения.

Изобретение относится к способу сушки древесины с помощью пара и устройству для осуществления этого способа в деревообрабатывающей промышленности. Способ сушки древесины с помощью пара включает расположение электродов (1) на разных сторонах подлежащей сушке древесины (3), приведение их в контакт с древесиной (3) и подачу электрической энергии к древесине (3) от источника тока (2) через электроды (1). При этом пар по существу производят из собственной жидкости древесины (3) с помощью электрической энергии, а результатом сушки управляют посредством напряжения так, что генерируемый сначала в центральной части древесины (3) пар выталкивает наружу содержащуюся в древесине (3) жидкость через капилляры древесины, при этом электроды (1) разделены на несколько частей, а источник питания выполнен с возможностью подачи тока к этим электродам последовательными импульсами в виде бегущих волн. Устройство для осуществления способа содержит источник (2) тока и соединенные с ним электроды (1), установленные с возможностью контакта с подлежащей сушке древесиной (3) для пропускания через нее электрического тока. Устройство выполнено с возможностью регулирования напряжения для управления процессом высушивания древесины, так чтобы генерируемый сначала в центральной части древесины (3) пар имел возможность выталкивания наружу содержащуюся в древесине (3) жидкость через капилляры древесины, при этом электроды (1) разделены на несколько частей, а источник тока выполнен с возможностью подачи тока к этим электродам последовательными импульсами в виде бегущих волн. Изобретение должно обеспечить быструю и дешевую сушку древесины, а устройство может быть хорошо интегрировано в различные производственные линии на лесопильных заводах и в деревообрабатывающей промышленности, производящих распиленный лесоматериал, оцилиндрованные бревна и готовые изделия из дерева. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ сушки древесины с помощью пара, включающий расположение электродов (1) на разных сторонах подлежащей сушке древесины (3), приведение их в контакт с древесиной (3) и подачу электрической энергии к древесине (3) от источника тока (2) через электроды (1), отличающийся тем, что пар по существу производят из собственной жидкости древесины (3) с помощью электрической энергии, а результатом сушки управляют посредством напряжения так, что генерируемый сначала в центральной части древесины (3) пар выталкивает наружу содержащуюся в древесине (3) жидкость через капилляры древесины, при этом электроды (1) разделены на несколько частей, а источник питания выполнен с возможностью подачи тока к этим электродам последовательными импульсами в виде бегущих волн.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что значительную часть удаляемой из древесины (3) жидкости собирают в желоб (4).

3. Устройство для осуществления способа по п.1, содержащее источник (2) тока и соединенные с ним электроды (1), установленные с возможностью контакта с подлежащей сушке древесиной (3) для пропускания через нее электрического тока, отличающееся тем, что выполнено с возможностью регулирования напряжения для управления процессом высушивания древесины так, чтобы генерируемый сначала в центральной части древесины (3) пар имел возможность выталкивания наружу содержащуюся в древесине (3) жидкость через капилляры древесины, при этом электроды (1) разделены на несколько частей, а источник тока выполнен с возможностью подачи тока к этим электродам последовательными импульсами в виде бегущих волн.

4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что электроды (1) выполнены проницаемыми для пара и/или жидкости.

5. Устройство по п.3, отличающееся тем, что по меньшей мере второй электрод (1) установлен с возможностью перемещения вдоль поверхности древесины (3).

6. Устройство по п.3, отличающееся тем, что в нижней части устройства расположен желоб (4) предпочтительно для сбора выделяемой из древесины жидкости.