Способ обезвоживания лесоматериалов Советский патент 1984 года по МПК F26B5/08 

7 1in Изобретение относится к области сушки и может быть использовано для сушки капиллярно-пористых материалов преимущественно бревен, брусьев, пиломатериалов и заготовок. Известен способ сушки бревен путем вращения радиально размещенных бревен в центрифуге. При этом центробежные силы, направленные вдоль продольньгх осей бревен, способствуют перемещению капиллярной влаги к торцам бревен и удалению ее, в ре зультате чего влажность средней по длине лесоматериалов зоны снижается до 40-60% lj . Недостатком этого способа при при менении его на деревообрабатывающих предприятиях является то, что после сушки в приторцовых зонах по длине бревен (50-70 см от каждого торца) влажность древесины остается повышен ной (80-150%) и снизить ее путем центрифугирования практически невозможно . Известен конвективно-высокочастот ный способ сушки лесоматериалов, заключакяцийся в том, что лесоматериалы подвергают одновременно конвектив ной сугаке и хщклическому нагреву в электрическом поле токов высокой час тоты , I Однако для проведения качественной сушки требуется большой расход электроэнергии. Например, при сушке сердцевины сосновых брусьев сечением мм от влажности 93 до 22% расход электроэнергии составляет 2,6 кВтЧ/кг. Конвективная составляю щая этого способа сушки характеризуется продувкой высушиваемого материа ла специально подогретым и увлажненным воздухом. По сравнению с атмосферной сушкой этот процесс имеет более высокую интенсивность, возможность регулирования позволяет достич ;(юбую конечную влажность и обеспечит сушку в течение всего года. При этом происходит уничтожение грибной инфек ции и насекомых в прогретой древесине . Конвективная сушка топочными га- зами аналогична конвективной сушке воздухом. Отличие состоит лишь в под готовке и подаче к материалу в качестве газообразного сушильного аген та продуктов сгорания твердого, жидкого или газообразного топлива. Сушильные установки для такой сушки более дешевы и просты по сравнению 7 с воздушными. Конвективная сушка перегретым паром сходна по принципу действия к устройству с конвективной сушкой воздухом. Ее особенность - высокая температура сушильного агента (вьш1е 100 с), отсутствие воздуха в камере, более интенсивный процесс сушки, но прочность высушенной древесины несколько ниже из-за перегрева. Недостатки конвективного метода сушки - большие затраты энергии (1,61,8 кВТЧ/ на 1 кг удаляемой влаги) и большая продолжительность сушки, так как попытки интенсификации процесса сушки приводят к резкому повышению бвака. Бакуумно-диэлектрическая составляюш,ая способа сушки заключается в том, что нагрев лесоматериалов ь поле токов высокой частоты производится в вакуумной камере. Высокочастотная энергия используется на прогрев древесины и на интенсификацию процессов молярного и молекулярного влагопереноса, а пар или горячий воздух используется для испарения влаги с поверхности древесины. Процесс диэлектрической сушки интенсифицируется под действием избыточного давления. Для э1;ого температура древесины должна быть выше температуры кипения воды. При пониженном давлении температура кипения воды снижается. Достаточно температуру поверхности лесоматериалов поддерживать на уровне температуры кипения воды при соответствующем давлении (не ниже 611 Н/м), чтобы создать высокоинтенсивный процесс сушки. За счет гидравлического сопротивления древесины в центральной ее части образуется избыточное давление пара, что способствует переносу влаги на поверхность. Однако при вакуумно-диэлектрической сушке интенсивно поглощается энергия высокочастотного электрического поля, превращающаяся вследствие диэлектрических потерь в древесине в тепло. Скорость сушки в основном зависит от квадрата напряженности электрического поля. Мощность, выделяемая вдревесине, резко увеличивается с увеличением влажности лесоматериалов.Удель ный расход электроэнерги1| на 1 кг удаляемой влаги при сушке образцов сосны составляет 1,47 руб. или 260280 кВт. ч на сушку 1 М условного пиломатериала. 3 11 Недостатками вакуумно--диэлектрической сушки являются большой расход электроэнергии и необходимость применения высокочастотных генераторов большой мощности до 250 кВт и более. Наиболее близким к изобретению по техничесткойсущности и достигаемому результату является способ обезвоживания лесоматериалов, сформированных в штабель, путем помещения его в контейнер и механического удаления влаги под действием разности давлений, создаваемой при вращении штабеля, радиально размещенного относительно оси вращения з . Недостатки известного способа большая длительность вращения и неравномерное распределение влажности по длине лесоматериалов. Цель изобретения - сокращение времени обезвоживания и/обеспечение равномерного распределения влажнос-Ги по длине лесоматериалов. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу обезвоживания лесоматериалов, сформированных в штабель, путем помещения его в контейнер и механического удаления влаги под действием разности давлений, создаваемой при вращении штабеля,радиально размещенного относительно оси вращения, предварительно перед вращением повьш1ают давление в контейнере до 1,5 МПа, а при начале вращения осуществляют сброс давления. Способ осуществляется следующим образом. Лесоматериалы помещают в замкнутый объем (контейнер), в котором повышают давление воздуха от начального Р, конечного Гц , При этом капилляры, незаполненные влагой, заполняются сжатым воздухом. После сброса давления в контейнере, защемленный в капил лярах сжатый воздух выталкивает жидкость, находящуюся у торцов, по продольным капиллярам через торцы. Силу отразности давлений внутри и снаружи капилляра -при сбросе давления от РХ до Рц г, Рдти можно представить виде c«.e ,e,. где , FT.ж сила трениявоздуха и жидкости при движении по капилляру; FH - силы инерции, действу ющие на жидкость и. воздух; ° 7 F - сила поверхностного натяжения; - сила тяжести. При иентробежном обезвоживании на столбик в капилляре древесины действуют центробежная сила г п со R , сила поверхностного напряжения -2б21|г 005 в, сила сопротивления движению FC Ь 1 где m - масса жидкости в капилляре, CJ угловая частота вращения; R - радиус вращения, О - сила поверхностного натяжения; Г - радиус капилляра,0 краевой угол смачиванияi ш динамический коэффициент вязкости, f - длина столбика жидкости в капилляре,V скорость движения жидкости. Для обезвоживания капилляров необходимо, чтобы Г. F, t F . Однако, когда масса жидкости в капиллярах древесины уменьшается, центробежная сила становится равной и на торцах лесоматериалов остаются зоны высокой влажности. Причем, чем меньше длина оставшейся зоны, тем большую частоту вращения должна иметь центрифуга . Повышая давление в контейнере, заполняют свободные капилляры сжатым воздухом. При резком сбросе давления в контейнере создается разность между давлением з капиллярах, медленно снижающимся из-за большого гидравличсского сопротивления капилляров древесины в поперечном направлении и атмосферным давлением в контейнере. Под действием сжатого воздуха и центробежной силы, направленных к торцам, происходит удаление влаги из приторцовых зон. Величину необходимого давления воздуха при вращении со сбросом давления определяют из условия . Новизну предлагаемого способа характеризуют операции подъема давления в контейнере с материалом и последовательность операций подъема дав ления. Подъем давления без одновременного со сбросом давления вращения не приводит к удалению влаги из приторцовых зон. Положительный эффект (достижение равномерного распределения влажности при меньшем времени вращения) может быть достигнут при условии предварительного подъема давления и вращения одновременно со сбросом давления в контейнере или предварительного вращения, подъема давления в контейнере и повторного вращения одновременно со сбросом давления. На чертеже показан график распределения влажности по длине бревен по известному (кривая 1) и предлагаемом (кривая 2) способам. Торцовые зоны бревен при обезвожи вании по известному способу имеют вы сокую влажность, соответствующую пер воначальной, (до центрифугирования) и удалить влагу из этих участков за счет центробежных сил практически невозможно. Пример. Круглые свежесрубленные сортименты сосны длиной 5,5 м и влажностью заболонной древесины 110130% укладывают в закрытый контейнер таким образом, чтобы центр тяжести И совпадал с центром вращения центрифуги, и производят вращение в горизонтальной плоскости с угловой частотой 40 1/с в течение 2-3 мин. После этого поднимают давление воздуха в герметично закрытом контейнере с бревнами до 1,5 МПа и вращают в том же режиме одновременно со сбросом давления в течение 2 мин.Б результате время вращения сокращается до 5 мин, а влажность по всей длине бревен - до 40-50%. По известному способу влажность заболонной древесины приторцовых зон, занимающих 9-10% длины бревен, составляет 110-130%, а время вращения - от 20 мин до нескольких часов.

СПОСОБ ОБЕ ЗВОЖИВАНИЯ ЛЕСОМАТЕРИАЛОВ, сформированных в штабель, путем помещения его в контейнер и механического удаления влаги под действием разности давлений, создаваемой при вращении штабеля, радиально размещенного относительно оси вращения, отличающийся тем, что, с целью сокращения времени обезвоживания и обеспечения равномерного распределения влажности по длине лесоматериалов, предварительно перед вращением повышают давление в контейнере до 1,5 МПа, а при начале вращения осуществляют сброс давления. 120 30 0 Л/