RU2108522C1

RU2108522C1 - Method of wood drying and plant for its realization

Info

Publication number: RU2108522C1
Application number: RU92002107A
Authority: RU
Inventors: В.М. Бажанов; Ю.А. Епишкин; Е.П. Захаров; Л.К. Ксенофонтов; А.А. Малютин; Г.С. Мишин; С.Б. Новиков; Ю.Д. Пчелкин; Е.А. Сенкевич; В.П. Сенельщиков
Original assignee: Центральный научно-исследовательский институт машиностроения
Priority date: 1992-10-21
Filing date: 1992-10-21
Publication date: 1998-04-10

Abstract

FIELD: wood drying in woodworking, furniture and other branches of industry. SUBSTANCE: drying agent flow direction and distribution according to the volume subject to condensation, are controlled by changing the direction of flow of vapor-air mixture along the pile with discharge of vapor-air mixture in one of the directions to the condensing device. The plant working chamber is made in the form of a water-cooled jacket accommodating two horizontal walls, installed between which on each side on vertical shafts through a turning drive are two rotary flat shields separating the lateral ducts between the pile and lateral jacket into two parts with gaps formed by the rotary shields with the rear and front walls of the working chamber; the lateral ducts in the front wall are each connected through branch pipes to the drying agent injection system having two centrifugal fans so that butterfly valves coupled through a control system to the rotary shields in the working chamber are installed in the points of intersection of pipelines of the drying agent injection system. EFFECT: enhanced efficiency. 3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к технике сушки древесины и может быть использовано в деревообрабатывающей, мебельной и других областях промышленности. The invention relates to techniques for drying wood and can be used in woodworking, furniture and other industries.

Известны способы и установки комбинированной конвективно-вакуумно-диэлектрической сушки [1], включающие размещение некоторого количества установленных с промежутками образцов в замкнутом пространстве в поле высокой частоты, циркуляцию сушильного агента через штабель пиломатериалов, а также конденсацию водяного пара, выделяющегося из пиломатериалов. Недостатком указанных комбинированных способов сушки является отсутствие пропарочных циклов, недостаточная равномерность распределения сушильного агента по объему штабеля пиломатериалов. Known methods and installations for combined convective-vacuum-dielectric drying [1], including placing a certain number of samples installed at intervals in an enclosed space in a high frequency field, circulating a drying agent through a stack of lumber, and also condensing water vapor released from the lumber. The disadvantage of these combined drying methods is the lack of steaming cycles, insufficient uniformity of distribution of the drying agent in the volume of the stack of lumber.

Известен способ конвективно-вакуумно-диэлектрической сушки пиломатериалов, включающий циркуляцию сушильного агента, скорость которого изменяют от 0,2 до 1,5 м/с с поддержанием температуры пиломатериалов в их центральной части 60-70^oC, а на поверхности 40-60^oC, выбранный в качестве прототипа [2].A known method of convective-vacuum-dielectric drying of lumber, including the circulation of a drying agent, the speed of which is changed from 0.2 to 1.5 m / s while maintaining the temperature of the lumber in their central part 60-70 ^o C, and on the surface 40-60 ^o C, selected as a prototype [2].

Известна установка для сушки древесины, выбранная в качестве прототипа, содержащая герметичную камеру, вакуум-насос, электроды, подключенные к генератору ТВЧ, систему для прижатия электродов к пакету пиломатериалов, систему для конденсации водяных паров, вакуумированный воздуховод, вентилятор, калорифер, направляющие экраны и вакуумированный конденсатосборник [2]. A known installation for drying wood, selected as a prototype, containing a sealed chamber, a vacuum pump, electrodes connected to a high-frequency generator, a system for pressing electrodes to a lumber package, a system for condensing water vapor, a vacuum duct, a fan, a heater, guiding screens and evacuated condensate collector [2].

Недостатком известного способа и конструкции является недостаточно высокая равномерность сушки древесины. Не обеспечивается периодическое изменение направления потока сушильного газа через штабель, что приводит к неравномерности сушки поперек штабеля древесины. В рассматриваемом устройстве направление поток сушильного агента совпадает с направлением вектора напряженности высокочастотного поля, что приводит к усилению неравномерности сушки поперек штабеля. Участки штабеля древесины с меньшей влажностью имеют меньшую диэлектрическую проницаемость. Напряженность поля на этих участках с пониженной влажностью выше, чем на остальных, и соответственно выше тепловыделения высококачественного поля. Таким образом, участки древесины с меньшей влажностью сушатся более интенсивно, чем участки с большей влажностью. The disadvantage of this method and design is not a sufficiently uniform drying of wood. A periodic change in the direction of flow of the drying gas through the stack is not provided, which leads to uneven drying across the wood stack. In the device in question, the direction of flow of the drying agent coincides with the direction of the vector of the high-frequency field intensity, which leads to an increase in the unevenness of drying across the stack. Stacks of wood with less moisture have a lower dielectric constant. The field strength in these areas with reduced humidity is higher than in the rest, and therefore higher than the heat release of a high-quality field. Thus, areas of wood with lower humidity are dried more intensively than areas with higher humidity.

Известен способ сушки древесины, включающий размещение пиломатерилов в замкнутом пространстве в поле высокой частоты, горизонтальную циркуляцию паровоздушной смеси поперек штабеля пиломатерилов, формирование течения паровоздушной смеси вдоль штабеля пиломатерилов с помощью направляющих экранов и конденсацию водяного пара, выделяющегося из пиломатерилов в конденсирующем устройстве [3]. A known method of drying wood, including the placement of lumber in a confined space in a high frequency field, horizontal circulation of the steam-air mixture across the stack of lumber, the formation of the vapor-air mixture along the stack of lumber using guide screens and the condensation of water vapor released from the lumber in a condensing device [3].

Известна установка для сушки пиломатерилов, содержащая заключенную в кожух и подключенную к вакуумной системе рабочую камеру с размещенными внутри электродами, подсоединенными к генератору ТВЧ, систему конвективного нагрева, систему управления [3]. A known installation for drying lumber, containing a working chamber enclosed in a casing and connected to a vacuum system with electrodes placed inside, connected to an HDTV generator, a convective heating system, a control system [3].

Недостатком указанной конструкции является ее низкая эффективность. Для предотвращения конденсации влаги на электродах камеру необходимо периодически проветривать свежим воздухом при атмосферном давлении. В результате на воссоздание вакуума, при котором обеспечивается максимальная скорость сушки, затрачивается большое количество энергии и времени. Кроме того, в процессе вентиляции камеры не обеспечивается равномерный поток сушильного агента вдоль штабеля и его реверсирование, что приводит к неравномерности сушки древесины. The disadvantage of this design is its low efficiency. To prevent moisture condensation on the electrodes, the chamber must be periodically ventilated with fresh air at atmospheric pressure. As a result, a large amount of energy and time is spent on reconstituting the vacuum at which the maximum drying speed is ensured. In addition, during the ventilation of the chamber, the uniform flow of the drying agent along the stack and its reversal is not ensured, which leads to uneven drying of the wood.

В рассматриваемой конструкции предусматривается система экранов для выравнивания подачи сушильного агента вдоль штабеля, однако их воздействие носит локальный характер и малоэффективно, что не позволяет обеспечить в должной мере равномерность потока сушильного агента через штабель по длине штабеля. In this design, a system of screens is provided for aligning the supply of the drying agent along the stack, however, their effect is local and ineffective, which does not allow ensuring the uniformity of the flow of the drying agent through the stack along the length of the stack.

Неравномерность сушки древесины в штабеле не только снижет качество сушки, но и снижает производительность установки, так как время сушки древесины в штабеле определяется из условия высушивания наиболее влажных участков древесины. Кроме того, в связи с прохождением через конденсатор всей массы сушильного газа вместе с парами воды, которые необходимо сконденсировать, теряется лишняя энергия и исключается возможность проведения пропарочных циклов. The unevenness of drying the wood in the stack not only reduces the drying quality, but also reduces the productivity of the installation, since the drying time of the wood in the stack is determined from the drying conditions of the wettest sections of wood. In addition, due to the passage through the condenser of the entire mass of the drying gas, together with the water vapor that needs to be condensed, excess energy is lost and the possibility of steaming cycles is excluded.

Задачей изобретения является повышение качества и производительности сушки при снижении энергозатрат. The objective of the invention is to improve the quality and productivity of drying while reducing energy consumption.

Задача достигается тем, что в способе конвективно-вакуумно-диэлектрической сушки древесины, включающем размещение пиломатериалов в замкнутом пространстве в поле высокой частоты, горизонтальную циркуляцию паровоздушной смеси поперек штабеля пиломатериалов, формирование течения паровоздушной смеси вдоль штабеля пиломатериалов с помощью направляющих экранов и конденсацию водяного пара, выделяющегося из пиломатериалов в конденсирующем устройстве, согласно изобретению пиломатериалов формируют из некоторого количества установленных с промежутком образцов, регулируют долю водяного пара, подлежащего конденсации путем изменения направления течения паровоздушной смеси вдоль и поперек штабеля с отводом паровоздушной смеси по одному из направлений вдоль штабеля к конденсирующему устройству. The problem is achieved by the fact that in the method of convective vacuum-dielectric drying of wood, including placing lumber in a confined space in a high frequency field, horizontal circulation of the steam-air mixture across the stack of lumber, the formation of the vapor-air mixture along the stack of lumber using guide screens and condensation of water vapor, emitted from lumber in a condensing device, according to the invention of lumber is formed from a number of installed with a gap of samples, regulate the proportion of water vapor to be condensed by changing the direction of flow of the vapor-air mixture along and across the stack with the removal of the vapor-air mixture in one of the directions along the stack to the condensing device.

Указанная задача достигается также тем, что в установке конвективно-вакуумно-диэлектрической сушки рабочая камера выполнена в виде водоохлаждаемой рубашки, внутри которой расположены две горизонтальные стенки, между которыми по бокам на вертикальных валах установлены связанные через привод поворота два поворотных плоских экрана, разделяющих боковые каналы между штабелем и боковой рубашкой на две части с зазорами, образованными поворотными экранами с задней и передней стенкой рабочей камеры, в передней же стенке боковые каналы связаны каждое патрубками с системой нагнетания сушильного агента, включающей трубопроводы и два центробежных вентилятора так, что в местах пересечения трубопроводов системы нагнетания сушильного агента установлены поворотные заслонки, связанные через систему управления с поворотными экранами в рабочей камере. This problem is also achieved by the fact that in the convection-vacuum-dielectric drying installation, the working chamber is made in the form of a water-cooled jacket, inside of which there are two horizontal walls, between which two rotary flat screens connected through the rotation drive are installed on the sides of the vertical shafts, separating the side channels between the stack and the side jacket in two parts with gaps formed by rotary screens with the rear and front walls of the working chamber, in the front wall the side channels are connected each with nozzles with a drying agent injection system, including pipelines and two centrifugal fans, so that at the intersection of the pipelines of the drying agent injection system, rotary dampers are installed connected through the control system to the rotary screens in the working chamber.

Именно заявление боковых каналов между штабелем и боковой рубашкой охлаждения с помощью плоских поворотных экранов на две части с зазорами, образованными поворотными экранами с задней и передней стенкой рабочей камеры, и реверсивная система нагнетания сушильного агента обеспечивают в процессе сушки регулирование направления течения паровоздушной смеси поперек и вдоль штабеля с отводом паровоздушной смеси по одному из направлений вдоль штабеля к конденсирующему устройству в виде боковой рубашки охлаждения. It is the declaration of the side channels between the stack and the side cooling jacket with the help of flat rotary screens in two parts with gaps formed by the rotary screens with the rear and front walls of the working chamber, and the reversible drying agent pumping system provide for the drying process to control the direction of flow of the air-vapor mixture across and along stacks with the removal of the vapor mixture in one of the directions along the stack to the condensing device in the form of a side cooling jacket.

Сравнение заявленных технических решений с прототипом позволило сделать вывод о соответствии их критерию "новизна". При изучении других известных технических решений в области конвективно-вакуумно-диэлектрической сушки с использованием конденсирующих устройств для удаления водяного пара из рабочей камеры не были выявлены признаки, отличающие изобретение от прототипа, и поэтому они обеспечивают заявленному решению соответствие критерию "существенные отличия". A comparison of the claimed technical solutions with the prototype allowed us to conclude that they meet the criterion of "novelty." When studying other known technical solutions in the field of convective-vacuum-dielectric drying using condensing devices to remove water vapor from the working chamber, no signs were found that distinguished the invention from the prototype, and therefore they provide the claimed solution with the criterion of "significant differences".

Схем установки для реализации способа представлена на фиг. 1, 2. The installation diagrams for implementing the method are presented in FIG. 12.

Установка для сушки древесины содержит кожух 1, вакуумную систему 2, рабочую камеру 3, электроды 4, генератор ТВЧ 5, систему конвективного нагрева 6, систему управления 7, рубашку водяного охлаждения 8, горизонтальные стенки рабочей камеры 9, 10, валы 11, привод поворота 12, поворотные экраны 13, 14, заднюю стенку рабочей камеры 15, переднюю стенку рабочей камеры 16, отверстия в передней стенке 17, 18, входные патрубки 19, 20, выходные патрубки 21, 22, трубопроводы нагнетания 23, 24 и поворотные заслонки 25 в трубопроводах 23, 24. The wood drying installation comprises a casing 1, a vacuum system 2, a working chamber 3, electrodes 4, a high-frequency generator 5, a convective heating system 6, a control system 7, a water cooling jacket 8, horizontal walls of the working chamber 9, 10, shafts 11, a rotation drive 12, rotary screens 13, 14, the rear wall of the working chamber 15, the front wall of the working chamber 16, the holes in the front wall 17, 18, the inlet pipes 19, 20, the outlet pipes 21, 22, the discharge pipes 23, 24 and the rotary shutters 25 v pipelines 23, 24.

Предлагаемая установка работает следующим образом. В рабочую камеру 3 загружают штабель древесины. Камеру 3 и кожух 1 герметично закрывают, электроды 4 прижимают к боковой поверхности штабеля. В начальный период сушки осуществляют прогрев древесины до температуры, при которой начинается испарение. В этот период поворотные экраны 23, 24 с помощью привода поворота 12 и системы управления 7 устанавливают симметрично относительно оси камеры в положение (фиг. 1), исключающее проток сушильного агента вдоль рубашки охлаждения. Сушильный газ поступает в рабочую камеру 3 из системы конвективного нагрева 6, одновременно включают генератор ТВЧ 5. После достижения древесиной заданной температуры, при которой начинается испарение, поворотный экран на выходе сушильного агента из штабеля поворачивают вокруг своей оси на некоторый угол, обеспечивая тем самым образование зазора с задней стенкой и закрытие зазора с передней стенкой, в результате чего часть сушильного агента, насыщенного водяными парами, будет отводиться к боковой рубашке охлаждения, где водяные пары конденсируются. The proposed installation works as follows. A wood stack is loaded into the working chamber 3. The chamber 3 and the casing 1 are hermetically closed, the electrodes 4 are pressed against the side surface of the stack. In the initial period of drying, the wood is heated to a temperature at which evaporation begins. During this period, the rotary screens 23, 24, using the rotary drive 12 and the control system 7, are set symmetrically about the camera axis to a position (Fig. 1), which excludes the flow of the drying agent along the cooling jacket. The drying gas enters the working chamber 3 from the convective heating system 6, at the same time they turn on the high-frequency generator 5. After the wood reaches the set temperature at which evaporation begins, the rotary screen at the exit of the drying agent from the stack is rotated around its axis by some angle, thereby providing the gap with the rear wall and closing the gap with the front wall, as a result of which part of the drying agent saturated with water vapor will be diverted to the side cooling jacket, where water vapor con ensiruyutsya.

В крайнем положении поворотного экрана (фиг. 1, зазора с передней стенкой нет) весь поток сушильного газа с парами воды поступает к рубашке водяного охлаждения. In the extreme position of the rotary screen (Fig. 1, there is no gap with the front wall), the entire flow of drying gas with water vapor enters the water cooling jacket.

В начале этого периода сушки в рабочей камере устанавливают с помощью вакуумной системы низкое давление, которое в дальнейшем поддерживают в основном за счет конденсации водяных паров на рубашке охлаждения. В период пропарочных операций поворотные экраны устанавливают в положение, соответствующее начальному периоду прогрева древесины (фиг. 1, водяная рубашка закрыта поворотными экранами). При этом отключают вакуумную систему 2. На протяжении всей сушки древесины осуществляют периодическое реверсирование потока сушильного агента путем изменения положения поворотных заслонок 25 со сменой работы вентиляторов и зеркальным изменением положения поворотных экранов относительно оси симметрии камеры (фиг. 1). At the beginning of this drying period, a low pressure is set in the working chamber using a vacuum system, which is subsequently maintained mainly by condensation of water vapor on the cooling jacket. During steaming operations, the rotary screens are set to a position corresponding to the initial period of heating the wood (Fig. 1, the water jacket is closed by rotary screens). In this case, the vacuum system 2 is turned off. Throughout the drying of wood, the drying agent flow is periodically reversed by changing the position of the rotary dampers 25 with a change in the operation of the fans and mirroring the position of the rotary screens relative to the chamber axis of symmetry (Fig. 1).

Заявленный способ реализован в предлагаемой установке конвективно-вакуумно-диэлектрической сушки. В процессе сушки регулирование направления и распределения потока сушильного агента по объему штабеля, доли водяного пара, подлежащего конденсации, путем изменения направления течения паровоздушной смеси вдоль и поперек штабеля с отводом части паровоздушной смеси по одному из направлений вдоль штабеля к конденсирующему устройству осуществляется изменением положения поворотных экранов 13, 14 и поворотных заслонок 25. The claimed method is implemented in the proposed installation of convective-vacuum-dielectric drying. During the drying process, the direction and distribution of the flow of the drying agent over the volume of the stack, the fraction of water vapor to be condensed, is controlled by changing the direction of the vapor-air mixture along and across the stack with the removal of part of the vapor-air mixture in one direction along the stack to the condensing device by changing the position of the rotary screens 13, 14 and butterfly valves 25.

Использование предлагаемого способа и установки на его основе позволяет существенно улучшить качество и производительность сушки за счет равномерности сушки и применения пропарочных операций и снизить энергозатраты, осуществляя охлаждение с целью конденсации пара только необходимой части сушильного агента. Using the proposed method and installation based on it allows to significantly improve the quality and productivity of drying due to the uniformity of drying and the use of steaming operations and reduce energy consumption by cooling to condense steam only the necessary part of the drying agent.

Claims

1. A method of drying wood, including placing lumber in a confined space in a high frequency field, horizontal circulation of the steam-air mixture across the stack of lumber, the formation of the flow of steam-air mixture along the stack of lumber using guide screens and the condensation of water vapor released from the lumber in a condensing device, characterized in that lumber is formed from a certain number of samples installed with a gap, and the proportion of water vapor to be condensed and is adjusted by changing the direction of flow of vapor along the stack and transversely to the challenge vapor mixture in one direction along the stack to the condensing device.

2. Installation for drying lumber, containing a working chamber enclosed in a casing and connected to a vacuum system with electrodes placed inside and connected to a high-frequency generator, a convective heating system, a control system, characterized in that the working chamber is made in the form of a water-cooled jacket, inside of which there are two horizontal walls between which on the sides on the vertical shafts are installed two rotary flat screens connected through the rotation drive, dividing the side channels between the stacks and a side jacket in two parts with gaps formed by rotary screens with the rear and front walls of the working chamber, while in the front wall the side channels are connected by each branch pipe to a system for pumping a drying agent, including pipelines and two centrifugal fans, and at the intersection of pipelines of a pump system for drying rotary dampers installed through the control system with rotary screens in the working chamber are installed on the agent.