RU2236658C1

RU2236658C1 - Drying chamber

Info

Publication number: RU2236658C1
Application number: RU2003106547/06A
Authority: RU
Inventors: Р.Р. Манбеков (RU); Р.Р. Манбеков; нов Э.А. Ахмедз (RU); Э.А. Ахмедзянов
Original assignee: Манбеков Рауф Рафкатович; Ахмедзянов Энвер Ашрафович
Priority date: 2003-03-12
Filing date: 2003-03-12
Publication date: 2004-09-20

Abstract

FIELD: wood processing equipment.

SUBSTANCE: proposed drying chamber has hermetic bath whose body is sectional in form with external and internal walls and heat insulation layer in between them; bath is provided with hinged cover. Heat insulation layer ensures maintenance of optimal temperature conditions inside bath where working reservoir with wood laid on screens made from steel strips is located. Wood is pressed by means of hold-down frame and springs. Additional reservoir for storage of working heat-transfer agent (paraffin) is placed in bath and is brought in communication with main working chamber. Heating system includes heat exchanger with external heat-transfer agent; tubes of this heat exchanger are laid on bottoms of working and additional reservoirs. Working reservoir is provided with set of fans which are used for exhaust of vapor-gas mixture, ventilation and steaming of wood.

EFFECT: reduction of labor consumption; facilitated drying at removal of internal stresses and preservation of wood quality and moisture content.

1 dwg

Description

Изобретение относится к области обработки древесины и может использоваться в устройствах для сушки древесины, преимущественно с одновременной ее пропиткой.The invention relates to the field of wood processing and can be used in devices for drying wood, mainly with its simultaneous impregnation.

Известно устройство, обеспечивающее сушку с одновременной пропиткой древесины, содержащее грузоподъемный механизм с контейнером для укладки древесины, и объединенные в одном корпусе емкость для прогрева древесины, снабженную элекронагревательными элементами, и емкость для пропитки, содержащую рабочий раствор защитного средства (RU 2186675 С1, 2002).A device is known that provides drying with simultaneous impregnation of wood, comprising a lifting mechanism with a container for laying wood, and a container for heating wood, equipped with electric heating elements, and a container for impregnation containing a working solution of a protective agent combined in one housing (RU 2186675 C1, 2002) .

Это устройство позволяет высушивать древесину с одновременной ее защитной пропиткой. Однако оно мало эффективно, поскольку не обеспечивает равномерность прогрева древесины, неудобно в эксплуатации и не обеспечивает высокого качества высушивания и пропитки, что связано с отсутствием в конструкции сушильной камеры необходимых технических средств.This device allows you to dry wood with its simultaneous protective impregnation. However, it is not very effective, since it does not ensure uniform heating of wood, is inconvenient in operation, and does not provide high quality drying and impregnation, which is associated with the absence of the necessary technical equipment in the design of the drying chamber.

Из известных устройств наиболее близкой к заявленной является сушильная камера, содержащая герметичную ванну, в рабочей емкости корпуса которой расположено средство для размещения штабеля послойно укладываемой древесины, снабженная системой нагрева рабочего теплоносителя и его подачи на древесину, вентиляционной системой с трубопроводом удаления парогазовой смеси и системой функциональных датчиков, включающей датчики температуры, давления и влажности (RU 2128811 С1, 1999). В этой сушильной камере укладывают в штабель послойно древесину, закладывают в него датчики и помещают в герметичную ванну, имеющую регулируемые выходы в атмосферу. Посредством парогенератора, компрессора, регулятора расхода и нагревателя, например, галогенного, обеспечивается поступление пара на штабель древесины и сброс парогазовой смеси через трубопровод ее удаления в утилизатор. При этом обеспечивается нагрев древесины паром под давлением выше атмосферного, проветривание древесины воздухом и прекращение сушки при заданной конечной влажности.Of the known devices, the closest to the claimed one is a drying chamber containing an airtight bath, in the working capacity of the body of which there is a means for placing a stack of layered wood, equipped with a heating system for working fluid and its supply to the wood, a ventilation system with a vapor-gas mixture removal pipeline and a functional system sensors, including temperature, pressure and humidity sensors (RU 2128811 C1, 1999). In this drying chamber, wood is layered in a stack, the sensors are laid in it, and placed in an airtight bath having adjustable outlets to the atmosphere. By means of a steam generator, compressor, flow regulator and heater, for example, a halogen one, steam is supplied to a stack of wood and the vapor-gas mixture is discharged through the removal pipeline into the utilizer. This ensures that the wood is heated with steam under atmospheric pressure, airing the wood with air and stopping drying at a given final humidity.

Однако такая сушильная камера также недостаточно эффективна в эксплуатации. Процесс сушки в ней достаточно длителен, не обеспечивается снятие внутренних напряжений в древесине, отсутствует возможность одновременной пропитки древесины, например, для консервации качества древесины и достигнутой влажности. Загрузка и размещение штабеля древесины в такой камере неудобно и трудоемко.However, such a drying chamber is also not efficient enough to operate. The drying process in it is quite lengthy, it does not ensure the removal of internal stresses in the wood, there is no possibility of simultaneous impregnation of wood, for example, to preserve the quality of wood and the achieved humidity. Loading and placing a stack of wood in such a chamber is inconvenient and time consuming.

Задача, решаемая изобретением, состоит в создании сушильной камеры, лишенной недостатков прототипа. Технический результат, обеспечиваемый изобретением, заключается в повышении эксплуатационной эффективности сушильной камеры за счет уменьшения трудоемкости загрузки и ускорения процесса сушки с одновременным обеспечением снятия внутренних напряжений в высушиваемой древесине и консервации качества древесины и достигнутой влажности.The problem solved by the invention is to create a drying chamber, devoid of the disadvantages of the prototype. The technical result provided by the invention is to increase the operational efficiency of the drying chamber by reducing the complexity of the load and speeding up the drying process while simultaneously relieving internal stresses in the dried wood and preserving the quality of the wood and the achieved humidity.

Это достигается тем, что в сушильной камере, содержащей герметичную ванну, в рабочей емкости корпуса которой расположено средство для размещения штабеля послойно укладываемой древесины, снабженной системой нагрева рабочего теплоносителя и его подачи на древесину, вентиляционной системой с трубопроводом удаления парогазовой смеси и системой функциональных датчиков, включающей датчики температуры, давления и влажности, корпус герметичной ванны выполнен составным из внешней и внутренней стенок, между которыми размещен слой термоизоляции, снабжен откидывающейся крышкой и содержит дополнительную емкость для хранения рабочего теплоносителя, в качестве которого выбран парафин, система нагрева рабочего теплоносителя выполнена комбинированной в виде теплообменника, состоящего из заполненных внешним теплоносителем и размещенных на днищах рабочей и дополнительной емкостей труб, и равномерно размещенных над днищами рабочей и дополнительной емкостей электрических нагревательных элементов, средство для размещения штабеля послойно укладываемой древесины выполнено в виде набора решеток из стальных полос и прижимной рамы, снабженной пружинами, упирающимися в откидывающуюся крышку, а вентиляционная система выполнена в виде набора вентиляторов, включенных с обеспечением режимов вытяжки парогазовой смеси, проветривания и пропаривания древесины. Достижение указанного выше технического результата обеспечивается всей совокупностью существенных признаков.This is achieved by the fact that in a drying chamber containing an airtight bath, in the working tank of which there is a means for placing a stack of layered wood, equipped with a heating system for working fluid and its supply to the wood, a ventilation system with a vapor-gas mixture removal pipeline and a system of functional sensors, including temperature, pressure and humidity sensors, the hermetic bath body is made of composite of the external and internal walls, between which a layer of thermal insulation is placed It is equipped with a hinged lid and contains an additional container for storing the working coolant, for which paraffin is chosen, the heating system for the working coolant is combined in the form of a heat exchanger consisting of pipes filled with external coolant and placed on the bottoms of the pipes and evenly placed over the bottoms working and additional capacities of electric heating elements, means for placing a stack of layered wood is made in the form f a set of gratings made of steel strips and a clamping frame equipped with springs abutting against a hinged lid, and the ventilation system is made in the form of a set of fans turned on to ensure steam-gas mixture drawing, ventilation and steaming of wood. The achievement of the above technical result is provided by the whole set of essential features.

На чертеже показан вариант сушильной камеры в разрезе.The drawing shows a variant of the drying chamber in the context.

Она содержит герметичную ванну, корпус которой имеет внешнюю стенку 1 и внутреннюю стенку 2, выполненные преимущественно из стали, между которыми размещен слой термоизоляции 3, например, стекловаты. Корпус снабжен откидывающейся крышкой 4, преимущественно из стали, между стенками которой также размещен слой термоизоляции 3. В корпусе герметичной ванны имеется рабочая емкость 5, в которой расположено средство для размещения послойно укладываемой древесины 6, выполненное в виде набора решеток из стальных полос 7, толщиной, например, 6 мм и шириной 20-30 мм, и прижимной рамы 8 с пружинами 9, упирающимися в откидывающуюся крышку 4. Откидывающаяся крышка 4 преимущественно снабжена механизированной системой открывания-закрывания, содержащей, например, соединенную с откидывающейся крышкой 4 выдвижную П-образную раму, электрическую лебедку и систему тросов и роликов (не показаны). В корпусе герметичной камеры имеется дополнительная емкость 10 для хранения (и аварийного слива) рабочего теплоносителя, в качестве которого использован парафин. Дополнительная емкость 10 отделена от рабочей емкости 5 перегородкой 11, являющейся днищем рабочей емкости 5, и сообщается с ней посредством трубы подачи 12 и переливной трубы 13. Дополнительная емкость 10 связана также с воздушным компрессором 14. Трубы подачи 12 и перелива 13, как и трубопровод воздушного компрессора 14, снабжены вентилями 15, управляемыми, например, мотор-редукторами (не показаны). В дополнительной емкости 10 могут быть установлены фильтры для парафина и вентили с ручным управлением. Система нагрева парафина включает теплообменник 16, состоящий из заполненных внешним теплоносителем, например, воздухом или маслом, труб, которые размещены на днищах рабочей 5 и дополнительной 10 емкостей, преимущественно с тепловым контактом с ними, и электрических нагревательных элементов 17, размещенных равномерно по площади над днищем (перегородкой 11) рабочей емкости 5 и днищем дополнительной емкости 10. Теплообменник 16 в дополнительной емкости 10 выполнен преимущественно одноконтурным змеековидной формы, а в рабочей емкости 5 - преимущественно в виде двух независимых перекрывающихся контуров со встречным движением внешнего теплоносителя в них. Электрические нагревательные элементы 17 и трубы теплообменника 16 в рабочей емкости 10 размещены, например, в одной плоскости. Теплообменник 16 снабжен вентилями 15. Рабочая емкость 5 снабжена трубопроводом удаления парогазовой смеси 18 и вентиляторами 19, включенными с обеспечением режимов вытяжки парогазовой смеси, проветривания и пропаривания древесины 6. Сушильная камера содержит набор функциональных датчиков, в том числе тензометрические датчики взвешивания 20, а также датчики температуры, давления, контроля положения откидывающейся крышки 4, контроля работоспособности электрических нагревательных элементов 17, индикации уровня парафина, положения вентилей 15 (не показаны). Могут использоваться и другие датчики для контроля работы сушильной камеры. Сушильная камера преимущественно включает также систему управления на основе управляющего процессора, связанного со всеми функциональными датчиками и мотор-редукторами (не показаны).It contains an airtight bath, the body of which has an outer wall 1 and an inner wall 2, made mainly of steel, between which a layer of thermal insulation 3, for example, glass wool, is placed. The body is equipped with a hinged lid 4, mainly made of steel, between the walls of which is also placed a layer of thermal insulation 3. In the case of the hermetic bath there is a working tank 5, in which there is a means for placing layered wood 6, made in the form of a set of gratings of steel strips 7, thick , for example, 6 mm and a width of 20-30 mm, and a pressure frame 8 with springs 9 abutting against the hinged cover 4. The hinged cover 4 is preferably provided with a mechanized opening-closing system containing Emer, connected to the slide cover 4 hinged U-shaped frame, an electrical winch and a system of ropes and pulleys (not shown). In the case of the sealed chamber there is an additional tank 10 for storing (and emergency draining) the working fluid, which is used as paraffin. The additional tank 10 is separated from the working tank 5 by a partition 11, which is the bottom of the working tank 5, and communicates with it through the supply pipe 12 and overflow pipe 13. The additional tank 10 is also connected to the air compressor 14. The supply pipe 12 and overflow 13, as well as the pipeline air compressor 14, equipped with valves 15, controlled, for example, gear motors (not shown). Paraffin filters and manually operated valves can be installed in the additional container 10. The paraffin heating system includes a heat exchanger 16, consisting of pipes filled with external heat carrier, for example, air or oil, which are placed on the bottoms of the working 5 and additional 10 tanks, mainly with thermal contact with them, and electric heating elements 17, placed uniformly over the area above the bottom (partition 11) of the working tank 5 and the bottom of the additional tank 10. The heat exchanger 16 in the additional tank 10 is made predominantly single-loop serpentine in shape, and in the working tank 5 is predominantly in the form of two independent overlapping circuits with the oncoming movement of an external coolant in them. Electric heating elements 17 and pipes of the heat exchanger 16 in the working tank 10 are placed, for example, in one plane. The heat exchanger 16 is equipped with valves 15. The working tank 5 is equipped with a vapor-gas mixture removal pipe 18 and fans 19, which are turned on to ensure steam-gas mixture extraction, ventilation and wood steaming 6. The drying chamber contains a set of functional sensors, including strain gauges for weighing 20, and temperature, pressure sensors, monitoring the position of the hinged lid 4, monitoring the health of electric heating elements 17, indicating the level of paraffin, the position of the valves 15 (not shown). Other sensors can be used to monitor the operation of the drying chamber. The drying chamber mainly also includes a control system based on a control processor associated with all functional sensors and gear motors (not shown).

Сушильная камера работает следующим образом. В рабочую емкость 5 загружают послойно уложенную, например, на поддон, древесину 6. При этом слои древесины 6 разделяют решетками из стальных полос. Такая загрузка обеспечивает наибольший коэффициент заполнения древесиной 6 рабочей емкости 5, нетрудоемка и удобна. Сверху на штабель древесины 6 укладывают прижимную раму 8, которая вместе с пружинами 9, упирающимися в установленную откидывающуюся крышку 4, прижимает древесину 6 с силой 500-1000 кГ. Такой прижим обеспечивает предотвращение всплыва древесины 6 в парафине, а также ее выпрямление и устранение возможного коробления в процессе сушки и пропаривания. По получении информации с соответствующего датчика о закрытии откидывающейся крышки 4 включается режим сушки. Посредством электрических нагревательных элементов 17, например, предварительно, обеспечивается расплавление парафина в дополнительной емкости 10. Эффективность нагрева парафина повышается за счет включения теплообменника 16. Подача парафина в рабочую емкость 5 осуществляется через трубу подачи 12 за счет выдавливания парафина сжатым воздухом, поступающим от воздушного компрессора 14. Выравнивание давления между рабочей 5 и дополнительной 10 емкостями обеспечивается наличием трубы перелива 13. Сушка древесины 6 происходит в среде расплавленного парафина быстро, с высокой эффективностью и равномерностью, в том числе за счет перемешивающего действия поднимающихся пузырьков пара и оптимальной системы прогрева. В зависимости от породы древесины 6 время нахождения ее в парафине меняется от практически постоянного (например, сосна), до периодически кратковременного (например, ольха). При этом за счет описанной выше конструкции теплообменника 16 обеспечивается максимальный прогрев в центре (наиболее труднодоступной части) штабеля древесины 6 и равномерно спадающий прогрев к краям рабочей емкости 5. В вертикальном направлении перемешивание рабочего теплоносителя и выравнивание температуры обеспечиваются восходящим движением пузырьков пара из древесины 6. Поэтому прогрев штабеля древесины 6 происходит с высокой степенью равномерности и не возникают внутренние напряжения в ней, а уже имеющиеся внутренние напряжения снимаются. Одновременно с сушкой происходит пропитывание верхнего слоя древесины 6 парафином, за счет чего достигается консервация ее качества и достигнутой влажности. Возобновляемый тонкий слой парафина на металлических поверхностях элементов в сушильной камере предотвращает появление на них ржавчины. Выделяющаяся во время сушки парогазовая смесь (пар) отводится во вне сушильной камеры (в утилизационную емкость) посредством вентиляторов 19. Процесс сушки прекращают по достижении заданной влажности, которую контролируют посредством тензометрических датчиков взвешивания 20. Посредством вентиляторов 19 обеспечивается режим проветривания, т.е. охлаждения древесины 6 при слитом в дополнительную емкость 10 парафине путем вытяжки влажного горячего воздуха и подачи в рабочую емкость 5 наружного холодного воздуха. Может быть обеспечен также режим пропаривания древесины 6, т.е. организации при слитом парафине циркулирования внутри рабочей емкости 5 попеременно во встречных направлениях паровоздушной смеси с поддержанием требуемой ее влажности путем регулируемого добавления в нее наружного холодного или нагретого воздуха. Управление работой сушильной камеры производится от платы управления управляющего процессора.The drying chamber operates as follows. Wood 6 is loaded into the working layer 5, layered, for example, on a pallet, wood 6. The layers of wood 6 are separated by gratings from steel strips. This load provides the highest filling factor for wood 6 of the working tank 5, is not labor intensive and convenient. On top of a stack of wood 6, a clamping frame 8 is laid, which, together with the springs 9, abutting the installed hinged lid 4, presses the wood 6 with a force of 500-1000 kg. Such a clamp ensures the prevention of the emergence of wood 6 in paraffin, as well as its straightening and elimination of possible warping during drying and steaming. Upon receipt of information from the corresponding sensor about closing the hinged lid 4, the drying mode is activated. By means of electric heating elements 17, for example, preliminarily, paraffin is melted in an additional tank 10. The efficiency of paraffin heating is increased by turning on the heat exchanger 16. Paraffin is supplied to the working tank 5 through a feed pipe 12 by squeezing paraffin with compressed air from an air compressor 14. The pressure equalization between the working 5 and additional 10 tanks is ensured by the presence of an overflow pipe 13. Wood 6 is dried in a melt paraffin wax quickly, with high efficiency and uniformity, including due to the mixing action of rising vapor bubbles and an optimal heating system. Depending on the type of wood 6, the time spent in paraffin varies from almost constant (for example, pine) to periodically short-term (for example, alder). In this case, due to the above-described design of the heat exchanger 16, maximum heating in the center (the most inaccessible part) of the wood stack 6 and uniformly decreasing heating to the edges of the working tank 5 are ensured. Therefore, the heating of the wood stack 6 occurs with a high degree of uniformity and there are no internal stresses in it, and the existing internal stresses with imayutsya. Simultaneously with drying, the top layer of wood is impregnated with paraffin 6, thereby preserving its quality and humidity. A renewable thin layer of paraffin on the metal surfaces of the elements in the drying chamber prevents rust from appearing on them. The vapor-gas mixture (steam) released during drying is discharged outside the drying chamber (to the recovery tank) by means of fans 19. The drying process is stopped when the set humidity is reached, which is controlled by tensometric weighing sensors 20. By means of fans 19, a ventilation mode is provided, i.e. cooling wood 6 when merged into an additional container 10 of paraffin by drawing moist hot air and supplying external cold air to the working container 5. A steaming mode of wood 6 can also be provided, i.e. the organization with fused paraffin circulation inside the working tank 5 alternately in the opposite directions of the steam-air mixture with maintaining its required humidity by controlled addition of external cold or heated air to it. The operation of the drying chamber is controlled from the control board of the control processor.

Сушильная камера, выполненная в соответствии с изобретением, имеет эксплуатационную эффективность более высокую по сравнению с известными аналогичными сушильными камерами.A drying chamber made in accordance with the invention has a higher operational efficiency compared to known similar drying chambers.

Claims

A drying chamber containing an airtight bath, in the working capacity of the body of which there is a means for placing a stack of layered wood, equipped with a heating system for the working fluid and its supply to the wood, a ventilation system with a vapor-gas mixture removal pipeline and a system of functional sensors, including temperature, pressure and humidity, characterized in that the housing of the sealed bath is made of composite of the outer and inner walls, between which is placed a layer of thermal insulation, it is fitted with a hinged lid and contains an additional container for storing the working coolant, for which paraffin is chosen, the heating system for the working coolant is made combined in the form of a heat exchanger, consisting of pipes filled with external coolant and placed on the bottoms of the pipes, and evenly placed on the bottoms of the working and additional capacities of electric heating elements, means for placing a stack of layered wood is made in the form of ora arrays of steel strips and the presser frame provided with springs, abutting a hinged lid, and the ventilation system is designed as a set of ventilators incorporated secured modes drawing vapor mixture, ventilation and steaming timber.