RU2192590C2 - Lumber drying unit - Google Patents
Lumber drying unit Download PDFInfo
- Publication number
- RU2192590C2 RU2192590C2 RU2001101001/06A RU2001101001A RU2192590C2 RU 2192590 C2 RU2192590 C2 RU 2192590C2 RU 2001101001/06 A RU2001101001/06 A RU 2001101001/06A RU 2001101001 A RU2001101001 A RU 2001101001A RU 2192590 C2 RU2192590 C2 RU 2192590C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- drying
- drying agent
- chamber
- air
- chambers
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Drying Of Solid Materials (AREA)
Abstract
Description
Настоящее изобретение относится к области переработки древесины, в частности к сушке пиломатериалов. The present invention relates to the field of wood processing, in particular to the drying of lumber.
Известны различные типы камерных сушилок (конвективная, конвективно-паровая, кондуктивная, аэродинамическая, электрическая и др.), снабжаемых, как правило, системой подготовки и циркуляции сушильного агента, системой удаления влаги в процессе сушки, системой автоматического контроля и регулирования параметров процесса сушки, а также средствами механизации (подштабельные тележки, внутренние и наружные рельсовые пути и т.п.) [1]. Various types of chamber dryers are known (convective, convective-steam, conductive, aerodynamic, electric, etc.), which are supplied, as a rule, with a system for preparing and circulating a drying agent, a system for removing moisture during the drying process, a system for automatic control and regulation of the drying process parameters, as well as mechanization means (stackable bogies, internal and external rail tracks, etc.) [1].
В этих сушилках удаление свободной, а затем и связанной влаги из толщи клеточных стенок между микрофибриллами происходит вначале из наружных слоев древесины, а лишь затем из внутренних. Это обуславливает появление градиента влажности между наружными и внутренними слоями древесины, опережающее уменьшение объема наружных слоев древесины (усушка), возникновение напряжений в древесине и, как следствие, ее коробление и растрескивание, что в итоге снижает качество сушки [2]. Отрицательное влияние на качество сушки пиломатериалов упомянутого градиента влажности может быть компенсировано отчасти воздействием градиента давления и температуры в камерных сушилках с рабочим давлением, отличным от атмосферного, например, при двухстадийной вакуумной сушке [3], когда высушиваемый материал в горизонтальной цилиндрической сушильной камере нагревается при нормальном давлении до заданной температуры сушки при высокой влажности. При этом интенсивного испарения влаги с поверхности древесины практически не происходит. Затем создается вакуум и влага из внутренних слоев древесины активно выходит в направлении более низкого давления, т. е. на ее поверхность, с последующим испарением. Аналогичная картина наблюдается в сушильных камерах при двухстадийной сушке с использованием избыточного давления [4 и 5], когда высушиваемый материал нагревается до заданной температуры при повышенном (избыточном) давлении и высокой влажности. При этом интенсивного испарения влаги с поверхности древесины также не происходит. Затем давление в камере постепенно снижается до атмосферного и за счет возникающего градиента давления (избыточного внутри высушиваемого материала и атмосферного в сушильной камере) влага так же, как и при вакуумной сушке начинает активно выходить из внутренних слоев древесины на ее поверхность с последующим испарением. In these dryers, the removal of free and then bound moisture from the thickness of the cell walls between microfibrils occurs first from the outer layers of the wood, and only then from the inside. This leads to the appearance of a moisture gradient between the outer and inner layers of wood, an outstripping decrease in the volume of the outer layers of wood (shrinkage), the occurrence of stresses in the wood and, as a result, its warping and cracking, which ultimately reduces the quality of drying [2]. The negative effect on the drying quality of sawn timber of the mentioned moisture gradient can be partially compensated by the influence of the pressure and temperature gradient in chamber dryers with a working pressure different from atmospheric, for example, with two-stage vacuum drying [3], when the dried material is heated in a horizontal cylindrical drying chamber under normal pressure to the set drying temperature at high humidity. In this case, intense evaporation of moisture from the surface of the wood practically does not occur. Then a vacuum is created and moisture from the inner layers of the wood actively leaves in the direction of lower pressure, i.e., to its surface, followed by evaporation. A similar pattern is observed in drying chambers during two-stage drying using excess pressure [4 and 5], when the dried material is heated to a predetermined temperature at elevated (excess) pressure and high humidity. In this case, intense evaporation of moisture from the surface of the wood also does not occur. Then, the pressure in the chamber gradually decreases to atmospheric pressure and due to the pressure gradient (excess inside the material to be dried and atmospheric in the drying chamber), moisture, as in vacuum drying, begins to actively leave the inner layers of wood on its surface, followed by evaporation.
Описанные сушилки с двухстадийным процессом сушки обеспечивают более равномерное распределение влаги по сечению высушиваемого материала, уменьшение коробления и растрескивания, т.е. повышение качества сушки. Однако только двухстадийной сушки (как в варианте вакуумной сушки, так и в варианте сушки при избыточном давлении) недостаточно для того, чтобы высушить древесину до заданной влажности, и эту операцию приходится повторять несколько раз, т.е. переходить к так называемому циклическому методу сушки (с многократным чередованием перепадов давлений "атмосферное - вакуум" или "избыточное - атмосферное" [6] . Но применение циклических методов сушки сопровождается значительными и неизбежными для известных конструкций сушилок потерями тепловой энергии, что повышает себестоимость сушки пиломатериалов. Эти тепловые потери в варианте вакуумной сушки обусловлены необходимостью многократного удаления из сушильной камеры разогретого воздуха при создании вакуума, а в варианте сушки с использованием избыточного давления - необходимостью многократного удаления из сушильной камеры разогретого воздуха при сбросе давления до атмосферного. The described dryers with a two-stage drying process provide a more uniform distribution of moisture over the cross-section of the dried material, reducing warpage and cracking, i.e. improving the quality of drying. However, only two-stage drying (both in the vacuum drying variant and in the drying variant with excess pressure) is not enough to dry the wood to a given moisture content, and this operation has to be repeated several times, i.e. switch to the so-called cyclic drying method (with repeated alternation of pressure differences “atmospheric - vacuum” or “excess - atmospheric” [6]. But the use of cyclic drying methods is accompanied by significant and inevitable for known designs of dryers loss of thermal energy, which increases the cost of drying lumber These heat losses in the variant of vacuum drying are due to the need for multiple removal of heated air from the drying chamber when creating a vacuum, and in the variant of drying using the use of excess pressure - the need for multiple removal of heated air from the drying chamber when depressurizing to atmospheric.
Попытки использования дополнительных емкостей - аккумуляторов горячего воздуха, перекачиваемого из сушильной камеры (при создании вакуума в вакуумных сушилках или при сбросе давления в сушилках с избыточным давлением), приводят к дополнительным непроизводительным затратам на вспомогательное емкостное оборудование, а также энергозатратам на перекачивание горячего воздуха из сушильной камеры в аккумулятор, что также повышает себестоимость процесса сушки пиломатериалов. Кроме того, в сушилках с циклическим режимом сушки значительно усложняется система управления процессом сушки. Attempts to use additional containers - accumulators of hot air pumped from the drying chamber (when creating a vacuum in vacuum dryers or when relieving pressure in dryers with overpressure), lead to additional unproductive costs for auxiliary capacitive equipment, as well as energy costs for pumping hot air from the drying chamber cameras into the battery, which also increases the cost of the drying process of lumber. In addition, in dryers with a cyclic drying mode, the drying process control system is significantly complicated.
Таким образом, возникает задача 1 - создание конструкции камерной сушилки, в которой был бы обеспечен положительный эффект использования двухстадийного (циклического) метода сушки с одновременным снижением или исключением перечисленных выше непроизводительных затрат, а также упрощением системы управления процессом сушки. Thus, task 1 arises - the creation of the design of a chamber dryer in which the positive effect of using the two-stage (cyclic) drying method would be ensured with a simultaneous reduction or elimination of the overhead costs listed above, as well as simplification of the drying process control system.
Особенностью сушки пиломатериалов в вакуумных сушилках является то, что нагрев высушиваемого материала в камере происходит при нормальном давлении, т. е. довольно медленно, но зато происходит интенсивное испарение влаги при создании вакуума. Особенностью сушки пиломатериалов в сушилках с избыточным давлением является то, что происходит ускоренный нагрев высушиваемого материала за счет более высокой теплоемкости сушильного агента (воздуха) при избыточном давлении, но при этом с обычной скоростью происходит испарение влаги после сброса давления. A feature of drying lumber in vacuum dryers is that the material to be dried in the chamber is heated at normal pressure, that is, rather slowly, but intensive evaporation of moisture occurs when a vacuum is created. A feature of the drying of lumber in overpressure dryers is that accelerated heating of the dried material occurs due to the higher heat capacity of the drying agent (air) at overpressure, but at the same time moisture evaporates after depressurization.
Таким образом, возникает задача 2 - создание конструкции камерной сушилки, в которой были бы объединены положительные особенности нагрева высушиваемого материала и испарения влаги, характерные для процессов вакуумной сушки и сушки под давлением. Thus,
Качество сушки древесины в значительной мере зависит от характера циркуляции сушильного агента в сушильной камере. При однонаправленной циркуляции сушильного агента через штабель на шероховатой поверхности древесины и на тыльных "теневых" поверхностях древесины образуется множество пристенных застойных зон, в которых сушильный агент быстро насыщается выделяющейся из древесины влагой, процесс ее удаления замедляется, равномерность и качество сушки снижается [7]. Известно положительное влияние на качество сушки древесины реверсирования сушильного агента относительно штабеля пиломатериалов [4] . Однако реверсирование поперечного потока сушильного агента традиционными методами при помощи управляемых поворотных или шиберных задвижек значительно усложняет конструкцию камеры и систему управления процессом сушки. В некоторых конструкциях сушильных камер для реверсирования сушильного агента используют, например, два конденсационных объема, через которые поочередно прокачивается сушильный агент, чем и обеспечивается реверсирование потоков сушильного агента [8]. Но такое техническое решение усложняет аппаратурное оформление сушильной установки и также приводит к дополнительным непроизводительным затратам на дополнительное емкостное оборудование. Таким образом, возникает задача 3 - создание конструкции камерной сушилки, в которой было бы обеспечено реверсирование потока сушильного агента через штабель без усложнения конструкции сушильной камеры и системы управления процессом сушки. The quality of wood drying largely depends on the nature of the circulation of the drying agent in the drying chamber. With unidirectional circulation of the drying agent through the stack on the rough wood surface and on the back “shadow” surfaces of the wood, many wall stagnant zones are formed in which the drying agent is quickly saturated with moisture released from the wood, its removal process slows down, and the uniformity and quality of drying decreases [7]. A positive effect on the quality of wood drying of the reversal of the drying agent relative to a stack of lumber is known [4]. However, the reversal of the cross-flow of the drying agent by traditional methods using controlled rotary or slide gate valves significantly complicates the design of the chamber and the drying process control system. In some designs of drying chambers for reversing the drying agent, for example, two condensation volumes are used, through which the drying agent is pumped alternately, which ensures the reversal of the flows of the drying agent [8]. But such a technical solution complicates the hardware design of the drying installation and also leads to additional unproductive costs for additional capacitive equipment. Thus,
В известных типах сушилок отвод выделяющейся при сушке влаги осуществляется путем конденсации паров воды из горячего влажного воздуха в камере. Это происходит либо в специальных вынесенных конденсаторах, охлаждаемых, например, водой, либо во встроенных конденсационных элементах непосредственно в сушильной камере, также охлаждаемых водой. При этом, во-первых, расходуется хладагент - вода, а во-вторых, при охлаждении горячего воздуха теряется тепло, что приводит к необходимости подогрева воздуха до заданной температуры, т. е. к необходимости расходования дополнительной тепловой энергии. In known types of dryers, the moisture released during drying is removed by condensing water vapor from hot humid air in the chamber. This occurs either in special remote condensers, cooled, for example, with water, or in built-in condensation elements directly in the drying chamber, also cooled by water. In this case, firstly, the refrigerant - water is consumed, and secondly, heat is lost during cooling of the hot air, which leads to the need to heat the air to a given temperature, i.e., to the need to expend additional thermal energy.
Таким образом, возникает задача 4 - создание конструкции сушилки, в которой было бы обеспечено удаление влаги, выделяющейся при сушке, без потерь или со сведенными к минимуму потерями тепловой энергии, связанными с этим процессом. Thus, task 4 arises - to create a dryer design in which the moisture released during drying would be removed without loss or with minimized loss of thermal energy associated with this process.
Из описанных типов камерных сушилок наиболее близкой по конструкции к заявляемой является камерная сушилка [8]. Недостатком сушилки данной конструкции является то, что при удалении влаги, выделяющейся в процессе сушки, используются специальные конденсационные объемы (конденсаторы), а это обуславливает, как указывалось выше, большие потери тепловой энергии и расход хладагента при конденсации паров воды. Процесс сушки в данной сушилке недостаточно интенсивен за счет того, что нагрев высушиваемого материала осуществляется сушильным агентом, находящимся при атмосферном давлении в начале процесса и при пониженном - на последующих стадиях процесса, т.е. в условиях неэффективного процесса теплопередачи в отличие от условий нагрева высушиваемого материала при избыточном давлении. Сушилка по указанной заявке принята в качестве прототипа. Of the described types of chamber dryers, the closest in design to the claimed one is a chamber dryer [8]. The drawback of this design dryer is that when removing moisture released during the drying process, special condensation volumes (condensers) are used, and this, as mentioned above, causes large losses of thermal energy and refrigerant consumption during condensation of water vapor. The drying process in this dryer is not intensive enough due to the fact that the drying of the material to be dried is carried out by a drying agent, which is at atmospheric pressure at the beginning of the process and when it is reduced at the subsequent stages of the process, i.e. under conditions of an ineffective heat transfer process, in contrast to the conditions for heating the material to be dried under excess pressure. The dryer for this application is accepted as a prototype.
Целью предлагаемого изобретения является интенсификация процесса, повышение качества сушки, снижение удельного энергопотребления, а также упрощение системы управления процессом сушки. Это достигается тем, что предлагаемый агрегат для сушки пиломатериалов выполнен по крайней мере из двух сушильных камер, соединенных параллельно системой подготовки сушильного агента и снабженных распределительными устройствами для поочередной передачи сушильного агента из одной камеры в другую с обеспечением знакопеременного давления в камерах и реверсирования его поперечного потока в них, а каждое распределительное устройство состоит из корпуса с двумя парами диаметрально расположенных штуцеров (один из которых имеет регулируемое живое сечение) для подвода и отвода сушильного агента и третьей парой - для входа-выхода сушильного агента в камере, а также цилиндрического полого ротора, установленного с возможностью вращения и включающего три поперечные полости, две из которых соединены каналами с третьей полостью, разделенной радиальными перегородками на четное (кратное 3, 5, 7 и т.д.) количество секторов, причем обечайка ротора в зоне первых двух полостей снабжена прорезями на половину окружности ротора, а в третьей зоне - в пределах каждого сектора, при этом роторы установлены в корпусах с относительным угловым смещением на 180o и кинематически связаны между собой общим регулируемым приводом, а также применен рекуператор, соединенный с зонами избыточного давления и разрежения и снабженный регуляторами расхода воздуха.The aim of the invention is to intensify the process, improve the quality of drying, reduce specific energy consumption, as well as simplify the control system of the drying process. This is achieved by the fact that the proposed unit for drying lumber is made of at least two drying chambers connected in parallel with a drying agent preparation system and equipped with distribution devices for alternating transfer of the drying agent from one chamber to another with alternating pressure in the chambers and reversing its transverse flow in them, and each switchgear consists of a housing with two pairs of diametrically located fittings (one of which has an adjustable e living section) for the supply and removal of the drying agent and the third pair - for the inlet-outlet of the drying agent in the chamber, as well as a cylindrical hollow rotor mounted for rotation and including three transverse cavities, two of which are connected by channels with a third cavity separated by radial partitions for an even (multiple of 3, 5, 7, etc.) number of sectors, and the rotor shell in the zone of the first two cavities is equipped with slots for half the circumference of the rotor, and in the third zone within each sector, while the rotors anovleny in cases with relative angular offset by 180 o and kinematically connected together by a common controllable drive, as well as applied recuperator coupled with zones of overpressure and vacuum and air flow regulators fitted.
На фиг.1 схематично изображен продольный разрез вертикальной плоскостью одной из сушильных камер предлагаемого агрегата;
на фиг.2 - вид сверху (вид А) на предлагаемый агрегат;
на фиг. 3 - вид сбоку (вид Б) на прелагаемый агрегат, совмещенный со схемой технологической обвязки сушильных камер (по основному потоку сушильного агента), а также схемой рекуперации сушильного агента;
на фиг. 4 - в увеличенном масштабе продольные разрезы В-В и В1-В1 распределительных устройств левой и правой сушильных камер. Все три пары штуцеров на этих разрезах условно показаны в одной плоскости, хотя на самом деле первые две пары штуцеров (справа на изображениях) расположены в вертикальной плоскости, а третья пара (слева на изображениях) - в горизонтальной плоскости, как показано на фиг.1 и 2;
на фиг. 5 изображены поперечные разрезы Г-Г, Д-Д и Е-Е, а также Г1-Г1, Д1-Д1 и Е1-Е1 фиг.4 по каждой из трех поперечных полостей распределительных устройств.Figure 1 schematically shows a longitudinal section through a vertical plane of one of the drying chambers of the proposed unit;
figure 2 is a top view (view A) of the proposed unit;
in FIG. 3 is a side view (view B) of the proposed unit, combined with the scheme of technological piping of the drying chambers (along the main flow of the drying agent), as well as the scheme of recovery of the drying agent;
in FIG. 4 is an enlarged view of longitudinal sections B-B and B 1 -B 1 of switchgears of the left and right drying chambers. All three pairs of fittings in these sections are conventionally shown in the same plane, although in fact the first two pairs of fittings (on the right in the images) are located in the vertical plane, and the third pair (in the left on the images) are in the horizontal plane, as shown in figure 1 and 2;
in FIG. 5 shows the transverse sections G-D, D-D and E-E, as well as G 1 -G 1 , D 1 -D 1 and E 1 -E 1 of Fig. 4 along each of the three transverse cavities of the switchgear.
При этом для большей наглядности указанные разрезы для левого и правого распределительных устройств приведены рядом, а характер их взаимодействия поясняется приведенной здесь же технологической обвязкой этих устройств. Moreover, for greater clarity, these sections for the left and right switchgear are shown side by side, and the nature of their interaction is illustrated by the technological binding of these devices presented here.
Агрегат для сушки пиломатериалов состоит из двух одинаковых сушильных камер, каждая из которых включает в себя корпус 1, поворотную крышку 2 (механизированную), подштабельную тележку 3, продольные полости 4а и 4б, образованные перфорированными перегородками 5а и 5б и торцовыми сегментными стенками 6. С тыльной стороны корпуса 1 установлены распределительные устройства 7, соединенные расположенными с внутренней стороны эллиптических днищ каналами 8а и 8б с продольными полостями 4а и 4б. Каждое распределительное устройство состоит из корпуса 9, на обечайке которого расположено две пары штуцеров 10а и 10б, а также 11а и 11б соответственно для подвода и отвода сушильного агента и, кроме того, пара штуцеров 12 и 13, расположенных внутри сушильной камеры и предназначенных для поочередного входа-выхода сушильного агента. Штуцера 10а и 11а имеют большее сечение, а 10б, 11б - регулируемое меньшее сечение. В корпусах распределительных устройств установлены с возможностью вращения цилиндрические роторы, состоящие из обечаек 15, торцовых стенок 16, соединенных с валом 17. Роторы разделены перегородками 18 и 19 на три поперечные полости 20, 21 и 22. При этом штуцера 10а и 10б на корпусе совмещены с полостью 20 ротора, а штуцера 11а и 11б - с полостью 21 ротора. Штуцера 12 и 13 расположены диаметрально и под углом 90o к осям упомянутых штуцеров и совмещены с третьей полостью 22 ротора. Обечайки 15 роторов снабжены в плоскости штуцеров 10а и 10б, а также 11а и 11б прорезями соответственно 23 и 24 на половину окружности обечайки, а в плоскости штуцеров 12 и 13 - прорезями 25.The unit for drying lumber consists of two identical drying chambers, each of which includes a housing 1, a rotary lid 2 (mechanized), a
Третья полость 22 ротора разделена радиальными перегородками 26 на четное количество, например 6, секторов 27 и 28. Эти секторы через один соединены каналами 29 с первой полостью 20 ротора, а остальные три сектора соединены каналами (отверстиями) 30 со второй полостью ротора 21. Четное количество секторов 27 и 28 должно быть кратным 3, 5, 7 и т.д., так как только при этом условии разноименные полости 27 и 28 располагаются диаметрально противоположно. The
На концах радиальных перегородок 26 оставлены участки 31 обечайки ротора. Ширина этих участков по окружности меньше или равна диаметру штуцеров 12 и 13 на корпусе распределительных устройств. Роторы распределительных устройств установлены с относительным угловым смещением на 180o. Так, если у ротора левого распределительного устройства (слева на фиг.5) прорези 23 и 24 расположены в данный момент времени вверху, то у ротора соседнего распределительного устройства эти прорези расположены внизу, т.е. второй ротор повернут относительно первого на 180o.At the ends of the
Радиальные зазоры между роторами и корпусами распределительных устройств на фиг. 4 и 5 для наглядности условно показаны больше своих действительных размеров. На самом деле эти зазоры составляют доли миллиметра и перетоки сушильного агента по этим зазорам весьма малы и ими можно пренебречь. The radial clearances between the rotors and switchgear housings in FIG. 4 and 5 for clarity, conventionally shown larger than their actual size. In fact, these gaps are fractions of a millimeter, and the flows of the drying agent in these gaps are very small and can be neglected.
Система подготовки сушильного агента состоит из двух одинаковых газодувок 32а и 32б, работающих соответственно в вакуумном и напорном режимах, и системы трубопроводов, соединяющей их с сушильными камерами по параллельной схеме, как показано на фиг.3 и 5. The drying agent preparation system consists of two
Нагрев сушильного агента происходит за счет сжатия его компрессором или газодувкой, что исключает необходимость использования специальных нагревательных устройств или систем. Для уменьшения потерь тепла с удаляемым из сушильных камер воздухом применена система рекуперации. The drying agent is heated by compressing it with a compressor or gas blower, which eliminates the need for special heating devices or systems. To reduce heat loss with air removed from the drying chambers, a recovery system is used.
Система рекуперации включает в себя теплообменник-рекуператор 33 со штуцерами 34 и 35 для входа-выхода сушильного агента из системы его подготовки, штуцеров 36 и 37 для входа-выхода подсасываемого из вне воздуха, а также устройств 38 для регулирования расхода воздуха на подводящем и отводящем трубопроводах. Система рекуперации соединена с нагнетательным и всасывающим трубопроводами системы подготовки сушильного агента также по параллельной противоточной схеме по удаляемому и засасываемому воздуху. The recuperation system includes a heat exchanger-
Валы распределительных устройств обеих сушильных камер кинематически связаны с общим регулируемым приводом 39. The shafts of the distribution devices of both drying chambers are kinematically connected with a common
Работает предлагаемый агрегат для сушки пиломатериалов следующим образом. The proposed unit for drying lumber works as follows.
В корпуса 1 сушильных камер при открытых крышках 2 на подштабельных тележках 3 (по рельсовым путям) загружают штабели уложенных определенным образом пиломатериалов. Крышки 2 закрываются. Включаются газодувки 32а, б. Штуцера 34 и 35 рекуператора перекрыты. Одновременно включается привод 39 распределительных устройств. Начинается циркуляция сушильного агента через газодувки и обе сушильные камеры, при этом сушильный агент при сжатии его газодувками быстро разогревается. Происходит разогрев сушильных камер и пиломатериала. После этого открываются штуцера 34 и 35 рекуператора и начинается процесс сушки пиломатериала с удалением выделяющейся при сушке влаги из циркулирующего через сушильные камеры горячего влажного воздуха. In the housing 1 of the drying chambers with the
Поскольку газодувки установлены симметрично по отношению к обеим сушильным камерам, то создается одинаковое разрежение на всасывающих линиях у штуцеров 11а и 11б распределительных устройств, а также одинаковое избыточное давление на нагнетательных линиях - у штуцеров 10а и 10б распределительных устройств (см. фиг.3 и 5). Since the blowers are installed symmetrically with respect to both drying chambers, the same vacuum is created on the suction lines at the nozzles 11a and 11b of the distribution devices, as well as the same overpressure on the discharge lines - at the nozzles 10a and 10b of the distribution devices (see Figs. 3 and 5 )
Движение сушильного агента в обоих распределительных устройствах (см. фиг. 4 и 5) происходит следующим образом: воздух через штуцер 10а в левом распределительном устройстве и через штуцер 10б в правом распределительном устройстве через прорези 23 попадает в поперечные полости 20, из которых по трем каналам 29 попадает в три сопряженные с ними секторные полости 27, из которых через штуцер 12, сопряженный с одной из полостей 27, и канал 8а (см. фиг. 2) попадает в продольную полость 4а и далее через перфорированную перегородку 5а пронизывает штабель пиломатериалов и затем через перфорированную перегородку 5б и канал 8б попадает в штуцер 13 распределительного устройства. В соседней сушильной камере движение воздуха аналогично. Итак, через штуцера 13 (см. фиг.4 и 5) воздух попадает в секторные полости 28, из которых через отверстия 30 - в поперечные полости 21, а из них - в штуцера 11а и 11б для отсоса воздуха. The movement of the drying agent in both distribution devices (see Fig. 4 and 5) is as follows: air through the nozzle 10a in the left distribution device and through the nozzle 10b in the right distribution device through the
Несмотря на то, что газодувки создают одинаковое избыточное давление на нагнетательных линиях (у штуцеров 10а и 10б), а также одинаковое разрежение на всасывающих линиях (у штуцеров 11а и 11б), скорости воздушных потоков через распределительные устройства определяются взаимным расположением в каждый момент времени упомянутых штуцеров и прорезей 23 и 24 на обечайках роторов. Так в положении роторов, показанном на фиг.4 и 5, штуцер 10а левого распределительного устройства совмещен с прорезью 23 на роторе (штуцер 10б перекрыт обечайкой ротора), а штуцер 11б совмещен с прорезью 24 на роторе (штуцер 11а перекрыт обечайкой ротора). При этом на правом распределительном устройстве штуцер 10б совмещен с прорезью 23 на роторе (штуцер 10а перекрыт обечайкой), а штуцер 11а совмещен с прорезью 24 (штуцер 11б перекрыт обечайкой ротора). Despite the fact that gas blowers create the same overpressure on the discharge lines (for nozzles 10a and 10b), as well as the same vacuum on the suction lines (for nozzles 11a and 11b), the air flow rates through the switchgears are determined by the relative position at each time fittings and
За счет описанного взаимного расположения в данный момент штуцеров на корпусах и прорезей на роторах соседних распределительных устройств газодувка 32а откачивает больше воздуха из правой сушильной камеры через штуцер 11а большего живого сечения в правом распределительном устройстве и меньше - из левой сушильной камеры через штуцер 11б меньшего живого сечения в левом распределительном устройстве (см. фиг.5). Одновременно газодувка 32б нагнетает больше воздуха в левую сушильную камеру через штуцер 10а большего живого сечения в левом распределительном устройстве и нагнетает меньше воздуха в правую сушильную камеру через штуцер 10б меньшего живого сечения в правом распределительном устройстве. Таким образом, через правое распределительное устройство больше воздуха откачивается из правой сушильной камеры, но меньше подается в нее, в результате чего в правой сушильной камере создается разрежение. При этом через левое распределительное устройство больше воздуха нагнетается в левую сушильную камеру, но меньше откачивается из нее, в результате чего в левой сушильной камере создается избыточное давление. Due to the described mutual arrangement of the fittings on the housings and the slots on the rotors of the adjacent switchgear at the moment, the
Величины избыточного давления в левой сушильной камере и разрежения в правой сушильной камере (при положении роторов, приведенном на фиг.4 и 5) определяются характеристиками газодувок и после достижения заданных, предусмотренных технологией сушки величин разрежения и избыточного давления в камерах расходы воздуха на всасывании и нагнетании в обеих сушильных камерах выравниваются. Циркуляция воздуха через обе сушильные камеры происходит с одинаковыми скоростями воздушных потоков, соответствующими расходу воздуха через штуцера 10б и 11б малого живого сечения. При этом избыточное давление в левой сушильной камере и разрежение в правой сохраняются. Это продолжается до тех пор, пока прорези 23 и 24 на роторах при вращении последних не изменят своего расположения относительно штуцеров 10а и 10б, а также 11а и 11б. Как только это произойдет, картина меняется на противоположную: воздух из левой сушильной камеры перекачивается в правую, создается разрежение в левой камере, а избыточное - в правой сушильной камере и такая передача воздуха из одной камеры в другую с чередованием избыточного давления и разрежения в сушильных камерах происходит в течение всего процесса сушки. Таким образом, реализуется задача 1, т.е. за счет перекачивания горячего воздуха поочередно из одной камеры в другую не происходит его выброса за пределы сушилки и, как следствие, исключаются потери тепла, имеющие место по этой причине в известных сушилках. The values of overpressure in the left drying chamber and vacuum in the right drying chamber (with the rotors position shown in Figs. 4 and 5) are determined by the characteristics of the gas blowers and after reaching the specified suction and discharge air flow rates specified in the drying technology, the suction and discharge air flow rates in both drying chambers are aligned. The air circulation through both drying chambers occurs with the same air flow rates corresponding to the air flow through the nozzle 10b and 11b of a small living section. In this case, excess pressure in the left drying chamber and vacuum in the right are saved. This continues until the
Итак, в обеих сушильных камерах происходит чередование избыточного давления и разрежения. При избыточном давлении в сушильной камере происходит ускоренный нагрев высушиваемого материала за счет большей теплоемкости воздуха при избыточном давлении, чем интенсифицируется процесс теплопередачи от сушильного агента к древесине. При последующем разрежении в сушильной камере происходит ускоренное выделение влаги из толщи высушиваемого материала и ускоренное испарение влаги с его поверхности. Таким образом, реализуется задача 2 - в конструкции одного сушильного агрегата за счет чередования избыточного давления и разрежения в сушильных камерах совмещены достоинства вакуумных сушилок и сушилок, работающих при избыточном давлении, что рассматривалось в аналитической части заявки. So, in both drying chambers there is an alternation of excess pressure and vacuum. With excess pressure in the drying chamber, accelerated heating of the dried material occurs due to the greater heat capacity of the air at excess pressure than the heat transfer process from the drying agent to the wood is intensified. Subsequent rarefaction in the drying chamber results in accelerated moisture release from the thickness of the dried material and accelerated evaporation of moisture from its surface. Thus,
Циркуляция воздуха внутри сушильной камеры описана ранее и показана на продольном разрезе правой камеры (см. фиг.2). Секторные полости 27 левого распределительного устройства соединены каналами 29 с полостью 20 ротора, через которую воздух подается в сушильную камеру, а секторные полости 28 этого распределительного устройства соединены отверстиями 30 с полостью 21 ротора, через которую воздух откачивается из сушильной камеры. Для положения ротора распределительного устройства, приведенного на фиг.5 (разрезы Е-Е), из секторной полости 27 воздух через штуцер 12 и по каналу 8а (см. фиг.2) попадает в продольную полость 4а и далее через перфорированную перегородку 5а пронизывает штабель. Затем воздух через перфорированную перегородку 5б, продольную полость 4б, канал 8б и штуцер 13 (см. фиг.2) попадает в секторную полость 28 (см. фиг.5) и далее через полость 21 и штуцер 11а откачивается к газодувке 32а. Но уже в следующий момент, когда ротор распределительного устройства провернется на 60o, со штуцером 12 распределительного устройства (см. фиг. 5) совместится секторная полость 28, через которую воздух отсасывается из сушильной камеры, а со штуцером 13 распределительного устройства (см. фиг. 5) совместится секторная полость 27, через которую воздух нагнетается в сушильную камеру и направление его движения в камере изменится на противоположное, т.е. произойдет реверсирование воздушного потока.The circulation of air inside the drying chamber is described earlier and shown in longitudinal section of the right chamber (see figure 2). The sector cavities 27 of the left distribution device are connected by
Таким образом, за один полный оборот ротора распределительного устройства в сушильной камере два раза произойдет смена давления (с избыточного на разрежение) и шесть раз изменится направление поперечного потока воздуха через штабель, т.е. оказывается реализованной задача 3 - в сушильной камере обеспечивается многократное реверсирование поперечного потока сушильного агента через штабель без конструктивного усложнения сушильной камеры и без усложнения системы автоматического регулирования процесса сушки. Thus, in one complete revolution of the rotor of the switchgear in the drying chamber, the pressure will change twice (from excess to vacuum) and the direction of the transverse air flow through the stack will change six times, i.e.
Более того, обеспечивается три скоростных режима циркуляции воздуха в сушильных камерах:
- режим интенсивной циркуляции при смене избыточного давления на разрежение и наоборот, т.к. в этом случае газодувка 32б работает как бы с подпором со стороны камеры с избыточным давлением, производительность его возрастает сверх номинальной и соответственно возрастает скорость циркуляции воздуха в камере;
- режим нормальной циркуляции, когда в камерах установилось обеспечиваемое газодувками равновесие избыточного давления в одной камере и разрежения в другой и производительность газодувок равна номинальной;
- кратковременное прекращение циркуляции в момент перекрытия перемычками 31 на концах радиальных перегородок 26 (см. фиг.5) сечения штуцеров 12 и 13.Moreover, three high-speed modes of air circulation in drying chambers are provided:
- intensive circulation mode when changing overpressure to vacuum and vice versa, because in this case, the gas blower 32b works as if with a back pressure from the side of the chamber with excess pressure, its productivity increases above the nominal and, accordingly, the air circulation rate in the chamber increases;
- normal circulation mode, when the equilibrium of excess pressure in one chamber and rarefaction in another chamber and the productivity of gas blowers is equal to the nominal;
- short termination of circulation at the moment of overlapping by jumpers 31 at the ends of the radial partitions 26 (see Fig. 5) of the cross-section of the
Частота изменения давления в сушильной камере (с избыточного на разрежение и наоборот) и соответственно частота реверсирования поперечного воздушного потока в сушильных камерах устанавливаются при выборе режима сушки простым изменением числа оборотов вала регулируемого привода (например, мотор-вариатор-редуктора), что может быть сделано при переходе к сушке древесины хвойных пород или твердых пород. The frequency of pressure change in the drying chamber (from excess to rarefaction and vice versa) and, accordingly, the frequency of reversing the transverse air flow in the drying chambers are set when the drying mode is selected by simply changing the speed of the shaft of the adjustable drive (for example, a motor-variator-gearbox), which can be done in the transition to drying softwood or hardwood.
Удаление из сушильных камер влаги, выделяющейся в процессе сушки древесины, осуществляется вместе с горячим влажным воздухом через рекуператор 33. Одновременно через этот рекуператор происходит подсос соответствующего количества холодного сухого воздуха из вне. Горячий влажный воздух от нагнетательного трубопровода (после газодувки 32б) через штуцер 34 входит в рекуператор и через штуцер 37 выходит из него. Холодный сухой воздух входит в рекуператор через штуцер 36 и выходит из рекуператора через штуцер 35 и далее к всасывающему трубопроводу (перед газодувкой 32а). Движение горячего влажного воздуха и холодного сухого воздуха происходит в рекуператоре противотоком. В результате этого горячий воздух охлаждается, а пары воды конденсируются. Одновременно холодный воздух, проходя противотоком вдоль рекуператора, забирает тепло от горячего воздуха и возвращает его в систему подготовки сушильного агента. Таким образом, в предлагаемом агрегате для сушки пиломатериалов со знакопеременным давлением в сушильных камерах, т.е. наличием избыточного давления после газодувки 32б и разрежения перед 32а, оказывается возможным не только оптимизировать процесс сушки, но и без применения дополнительных устройств (вентиляторов, компрессоров и т.п.) обеспечить противоточное движение удаляемого из сушильной камеры горячего влажного воздуха и подсасываемого холодного воздуха через рекуператор, исключив тем самым потери тепла, а также необходимость использования хладагента, например воды, для конденсации паров влаги, отводимой из сушильных камер с горячим воздухом. The moisture from the drying process of wood is removed from the drying chambers together with the hot humid air through the
Таким образом, исключение потерь тепла при удалении влаги из сушильных камер с помощью рекуператора с использованием знакопеременного давления в системе подготовки сушильного агента обеспечивает снижение удельного энергопотребления агрегата для сушки пиломатериалов. Конструктивное оформление агрегата, описанное в данной заявке, обеспечивает интенсивный нагрев пиломатериалов при избыточном давлении и интенсивное испарение влаги при разрежении, т. е. обеспечивается интенсификация процесса в целом. Многократное чередование избыточного давления и разрежения обеспечивает за счет упомянутой интенсификации процесса сокращение времени сушки в 3-4 раза по сравнению с известными сушилками, а также большую равномерность удаления влаги из всего объема высушиваемого материала, т. е. повышение качества сушки. Кроме того, воздействие на клеточную структуру высушиваемого материала знакопеременного давления в сушильных камерах значительно снижает внутренние напряжения в высушиваемом материале, что снижает коробление и растрескивание, т.е. также повышает качество сушки. Thus, the elimination of heat loss during the removal of moisture from the drying chambers using a recuperator using alternating pressure in the preparation system of the drying agent provides a reduction in the specific energy consumption of the unit for drying lumber. The design of the unit described in this application provides intensive heating of lumber at overpressure and intensive evaporation of moisture during rarefaction, i.e., intensification of the process as a whole is ensured. Repeated alternation of excess pressure and rarefaction provides, due to the mentioned intensification of the process, a reduction in drying time by 3-4 times in comparison with known dryers, as well as greater uniformity of moisture removal from the entire volume of the dried material, i.e., an increase in the drying quality. In addition, the effect on the cell structure of the material to be dried of alternating pressure in the drying chambers significantly reduces internal stresses in the material to be dried, which reduces warping and cracking, i.e. also improves drying quality.
Источники информации
1. Заявка 96121694/06, 6 F 26 B 5/04. Бюллетень изобретений 3, 1999 г., ч. II, с. 296.Sources of information
1. Application 96121694/06, 6 F 26 B 5/04. Bulletin of
2. Е.С.Богданов, В.А.Козлов, Н.Н.Пейч. Справочник по сушке древесины. М. : Лесная промышленность, 1981 г. 2. E.S. Bogdanov, V.A. Kozlov, N.N. Peich. Handbook of wood drying. M .: Forest industry, 1981
3. Ж. Деревообрабатывающая промышленность, 3, 1998 г. 3. J. Woodworking industry, 3, 1998
4. Ж. Деревообрабатывающая промышленность, 1, 1995 г., с. 28. 4. G. Woodworking industry, 1, 1995, p. 28.
5. Патент 2128811, 6 F 26 B 7/00 от 10.04.99. 5. Patent 2128811, 6 F 26 B 7/00 dated 04/10/99.
6. Патент 2129244, 6 F 26 B 5/04. 6. Patent 2129244, 6 F 26 B 5/04.
7. Ж. Деревообрабатывающая промышленность, 2, 1998 г., с. 15. 7. J. Woodworking industry, 2, 1998, p. fifteen.
8. Заявка 96119854/06, 6 F 26 B 5/04. Бюллетень изобретений 2, 1999 г., ч. I, с. 280. 8. Application 96119854/06, 6 F 26 B 5/04. Bulletin of
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001101001/06A RU2192590C2 (en) | 2001-01-10 | 2001-01-10 | Lumber drying unit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001101001/06A RU2192590C2 (en) | 2001-01-10 | 2001-01-10 | Lumber drying unit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2192590C2 true RU2192590C2 (en) | 2002-11-10 |
Family
ID=20244755
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2001101001/06A RU2192590C2 (en) | 2001-01-10 | 2001-01-10 | Lumber drying unit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2192590C2 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009014466A1 (en) * | 2007-07-20 | 2009-01-29 | Obschestvo S Ogranichennoi Otvetstvennostiyu 'bikos' | Wood processing device |
WO2010138021A1 (en) * | 2009-05-25 | 2010-12-02 | Закрытое Акционерное Общество "Твин Трейдинг Компани" | Method and device for drying materials |
RU2511887C2 (en) * | 2009-11-16 | 2014-04-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Фонд содействия развитию российских технологий" | Timber drying method |
CN113606889A (en) * | 2021-07-26 | 2021-11-05 | 北京林业大学 | Device for drying wood and recycling heat energy |
-
2001
- 2001-01-10 RU RU2001101001/06A patent/RU2192590C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009014466A1 (en) * | 2007-07-20 | 2009-01-29 | Obschestvo S Ogranichennoi Otvetstvennostiyu 'bikos' | Wood processing device |
WO2010138021A1 (en) * | 2009-05-25 | 2010-12-02 | Закрытое Акционерное Общество "Твин Трейдинг Компани" | Method and device for drying materials |
CN102460050A (en) * | 2009-05-25 | 2012-05-16 | 双子贸易开放式股份公司 | Method and device for drying materials |
CN102460050B (en) * | 2009-05-25 | 2015-07-08 | 双子贸易开放式股份公司 | Method and device for drying materials |
RU2511887C2 (en) * | 2009-11-16 | 2014-04-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Фонд содействия развитию российских технологий" | Timber drying method |
CN113606889A (en) * | 2021-07-26 | 2021-11-05 | 北京林业大学 | Device for drying wood and recycling heat energy |
CN113606889B (en) * | 2021-07-26 | 2023-01-17 | 北京林业大学 | Device for drying wood and recycling heat energy |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5979074A (en) | Method and device for drying sawn timber at reduced pressure | |
JPS5925134B2 (en) | a plant for drying materials especially wood | |
CA2516957A1 (en) | Improved efficiency dehumidifier drier with reversible airflow and improved control | |
RU2192590C2 (en) | Lumber drying unit | |
CA2308245C (en) | A drying device | |
CN109092022B (en) | Internal and external circulation air duct switching structure and humidity control device thereof | |
CN106802068A (en) | A kind of tunnel type wood single-plate drying device | |
US11181319B2 (en) | Sawed wood drying system with secondary air circulation | |
RU2194229C2 (en) | Aggregate for lumber drying | |
RU2246081C2 (en) | Installation for barovacuum drying of lumbers | |
CN115999332A (en) | Static dryer | |
EP0655965B1 (en) | Process for the drying of perforated brick blocks and plants for carrying out the process | |
US7089683B1 (en) | Drying device | |
RU2206842C2 (en) | Drying chamber for lumber | |
CN110290852A (en) | Dehumidifier | |
RU2294492C1 (en) | Apparatus for vacuum drying lumber | |
EP3068279A1 (en) | Heat pump laundry dryer | |
CN210320891U (en) | Heat pump dehumidification drying device | |
JP3602921B2 (en) | Hollow wood drying equipment | |
RU2307298C1 (en) | Unit for barovacuum drying of lumbers | |
CN209893850U (en) | High efficiency convection dryer | |
RU44802U1 (en) | DRYER DRYER | |
KR102522362B1 (en) | Dry Device with Screw Conveyor | |
CN210197959U (en) | Bobbin paper drying device | |
RU2580455C2 (en) | Drying chamber for sawn timber |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20050111 |