RU2722580C1 - Device and method for high-temperature treatment of wood - Google Patents
Device and method for high-temperature treatment of wood Download PDFInfo
- Publication number
- RU2722580C1 RU2722580C1 RU2019139133A RU2019139133A RU2722580C1 RU 2722580 C1 RU2722580 C1 RU 2722580C1 RU 2019139133 A RU2019139133 A RU 2019139133A RU 2019139133 A RU2019139133 A RU 2019139133A RU 2722580 C1 RU2722580 C1 RU 2722580C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- autoclave
- wood
- heating
- temperature
- conductor
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F26—DRYING
- F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
- F26B3/00—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat
- F26B3/32—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by development of heat within the materials or objects to be dried, e.g. by fermentation or other microbiological action
- F26B3/34—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by development of heat within the materials or objects to be dried, e.g. by fermentation or other microbiological action by using electrical effects
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F26—DRYING
- F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
- F26B9/00—Machines or apparatus for drying solid materials or objects at rest or with only local agitation; Domestic airing cupboards
- F26B9/06—Machines or apparatus for drying solid materials or objects at rest or with only local agitation; Domestic airing cupboards in stationary drums or chambers
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Chemical And Physical Treatments For Wood And The Like (AREA)
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION
Группа изобретений относится к устройствам и технологическим процессам по модифицированию древесных материалов для улучшения их физико-механических и эстетических характеристик и может быть использовано в деревообрабатывающей, мебельной, строительной и других отраслях промышленности при изготовлении изделий из древесины, в том числе ценных пород, а именно: к устройствам и способам высокотемпературной обработки древесины.The group of inventions relates to devices and technological processes for the modification of wood materials to improve their physical, mechanical and aesthetic characteristics and can be used in woodworking, furniture, construction and other industries in the manufacture of wood products, including valuable species, namely: to devices and methods for high-temperature processing of wood.
Уровень техникиState of the art
Известен способ высокотемпературной обработки древесины (и устройство для его осуществления) из патента RU 2425305 С1, опубликованного 27.07.2011 г., включающий загрузку древесины в вакуумную камеру, нагрев древесины, выдержку при высокой температуре, понижение температуры до 100°С, причем подвод тепловой энергии осуществляется контактным способом от перфорированных металлических пластин, а загружаемая древесина может иметь высокую начальную влажность, после загрузки которой в вакуумную камеру начинается стадия сушки, состоящая из чередующихся стадий нагрева древесины при атмосферном давлении и вакуумирования до достижения влажности древесины диапазона 15-18% с последующей досушкой до абсолютно сухого состояния при постоянном подводе тепловой энергии и постепенно повышающемся давлении за счет испаренной влаги; после досушки осуществляется нагрев древесины до 200-240°С по следующему закону: A known method of high-temperature processing of wood (and a device for its implementation) from patent RU 2425305 C1, published July 27, 2011, including loading wood into a vacuum chamber, heating wood, holding at high temperature, lowering the temperature to 100 ° C, and the heat supply energy is carried out by contact from perforated metal plates, and the loaded wood can have a high initial humidity, after loading of which the drying stage begins, which consists of alternating stages of heating the wood at atmospheric pressure and vacuum until the wood reaches a moisture content of 15-18% with subsequent drying to a completely dry state with a constant supply of thermal energy and gradually increasing pressure due to evaporated moisture; after drying, the wood is heated to 200-240 ° C according to the following law:
где s - толщина образца, мм; ρ - базисная плотность древесины, кг/м3; ΔТ/Δτ - изменение температуры в единицу времени, К/с.where s is the thickness of the sample, mm; ρ is the basic density of wood, kg / m 3 ; ΔТ / Δτ - temperature change per unit time, K / s.
Известно устройство (из того же патента RU 2425305 С1, опубликованного 27.07.2011 г.) высокотемпературной обработки древесины включает теплоизолированную вакуумную камеру и крышку камеры. Внутри камеры размещены нагревательные плиты, между которыми располагают древесину, подвергающуюся сушке и тепловой обработке. Устройство также включает водокольцевой вакуумный насос, систему охлаждения, манометр, вакуумный клапан и напускной клапан. Плиты состоят из перфорированных металлических пластин, нагреваемых электронагревательным кабелем.A device (from the same patent RU 2425305 C1, published on July 27, 2011) of a high-temperature processing of wood includes a thermally insulated vacuum chamber and a chamber lid. Inside the chamber there are heating plates, between which the wood is placed, which is subjected to drying and heat treatment. The device also includes a liquid ring vacuum pump, a cooling system, a pressure gauge, a vacuum valve and a pressure valve. The plates consist of perforated metal plates heated by an electric heating cable.
Недостатком указанного способа и устройства для его осуществления является необходимость использования внутри камеры нагревательных плит состоящих из перфорированных металлических пластин, нагреваемых электронагревательным кабелем. Что делает конструкцию громоздкой, полезное пространство внутри ограниченным, укладку древесины в вакуумную камеру более сложной, при этом потребление электроэнергии более высоким, неравномерный нагрев древесины. Необходимость использования дополнительных элементов таких как водокольцевой вакуумный насос, система охлаждения, что делает конструкцию менее надежной.The disadvantage of this method and device for its implementation is the necessity of using inside the chamber heating plates consisting of perforated metal plates heated by an electric heating cable. This makes the construction cumbersome, the usable space inside is limited, the laying of wood in a vacuum chamber is more complicated, while the energy consumption is higher, uneven heating of the wood. The need to use additional elements such as liquid ring vacuum pump, cooling system, which makes the design less reliable.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
Технический результат заключается в понижении потребления электроэнергии, за счет использования нагревательной обмотки из проводника (катушки индуктивности) выполненной по наружной поверхности корпуса автоклава, и вентилятора выполненного с возможностью выравнивания температуры внутри емкости автоклава.The technical result consists in lowering the energy consumption due to the use of a heating coil from a conductor (inductor) made on the outer surface of the autoclave body, and a fan configured to equalize the temperature inside the autoclave tank.
Результат достигается заявленным устройством для высокотемпературной обработки древесины, которое включает автоклав с крышкой, причем в корпус автоклава встроен электромагнитный клапан и вентилятор, выполненный с возможностью выравнивания температуры внутри емкости автоклава, а по наружной поверхности корпуса автоклава выполнена высокотемпературная электроизоляция, поверх которой выполнена нагревательная обмотка из проводника, причем нагревательная обмотка из проводника, электромагнитный клапан и вентилятор выполнены с возможностью подключения к блоку управления, при этом поверх нагревательной обмотки из проводника закреплен теплоизоляционный слой.The result is achieved by the claimed device for high-temperature wood processing, which includes an autoclave with a lid, and an electromagnetic valve and a fan are built into the autoclave body, which is capable of equalizing the temperature inside the autoclave tank, and high-temperature electrical insulation is made on the outer surface of the autoclave body, over which a heating coil made of conductor, and the heating winding of the conductor, the electromagnetic valve and the fan are made with the possibility of connection to the control unit, while on top of the heating winding of the conductor a heat-insulating layer is fixed.
Согласно изобретению по устройству обмотка винтовая.According to the invention, the winding is screw.
Согласно изобретению по устройству корпус автоклава выполнен в форме цилиндра с закрытым торцом с одной стороны основания и с крышкой с другой противоположной стороны.According to the invention, the autoclave body is made in the form of a cylinder with a closed end on one side of the base and with a lid on the other opposite side.
Результат достигается заявленным способом высокотемпературной обработки древесины, включающим загрузку камеры автоклава древесиной, герметичное запирание крышки автоклава, включение блоком управления нагрева обмотки из проводника, нагрев до промежуточной температуры, закрытие электромагнитного клапана и включение вентилятора, нагрев с подъемом давления в емкости автоклава до установки температуры и давления, выдержка времени в установившимся режиме, выключение нагрева обмотки проводника посредством блока управления и сброс давления электромагнитным клапаном, выгрузка древесины из камеры автоклава и выключение вентилятора.The result is achieved by the claimed method of high-temperature processing of wood, including loading the chamber of the autoclave with wood, tightly locking the lid of the autoclave, turning on the control unit for heating the winding from the conductor, heating to an intermediate temperature, closing the electromagnetic valve and turning on the fan, heating with raising the pressure in the autoclave tank until the temperature is set and pressure, time delay in steady state, turning off the heating of the conductor winding through the control unit and depressurizing the solenoid valve, unloading wood from the autoclave chamber and turning off the fan.
Как следствие основного результата достигаются такие результаты как: равномерный цвет древесины на выходе из автоклава; отсутствие коррозии на внутренних стенках автоклава, так как нет условий для образования конденсата; пластичность и прочность готовой древесины; равномерный нагрев древесины за счет нагревательной обмотки из проводника по всему корпусу автоклава и вентилятора.As a result of the main result, such results are achieved as: uniform wood color at the exit of the autoclave; the absence of corrosion on the inner walls of the autoclave, as there are no conditions for the formation of condensate; plasticity and strength of finished wood; uniform heating of the wood due to the heating winding from the conductor throughout the body of the autoclave and fan.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
Сущность изобретения поясняется: фиг. 1, на которой приведено схематично устройство для высокотемпературной обработки древесины в разрезе, вид спереди; фиг. 2, на которой приведено фото изображение готового частного варианта осуществления устройства для высокотемпературной обработки древесины с закрепленным на корпусе (посредством кронштейнов) блоком управления; фиг. 3, на которой приведено фото изображение готового частного варианта осуществления устройства для высокотемпературной обработки древесины в процессе загрузки штабеля с древесиной.The invention is illustrated: FIG. 1, which shows schematically a device for high-temperature processing of wood in section, front view; FIG. 2, which shows a photo image of a finished private embodiment of a device for high-temperature processing of wood with a control unit fixed to the body (via brackets); FIG. 3, which shows a photo image of a finished private embodiment of a device for high-temperature processing of wood in the process of loading a stack of wood.
Осуществление изобретенияThe implementation of the invention
На фиг. 1 изображено схематично устройство высокотемпературной обработки древесины, включающее автоклав 1 с крышкой 2, причем в корпус автоклава 1 встроен электромагнитный клапан 3 и вентилятор 4, выполненный с возможностью выравнивания температуры внутри емкости автоклава 1, а по наружной поверхности корпуса автоклава 1 выполнена высокотемпературная электроизоляция 5, поверх которой выполнена нагревательная обмотка из проводника 6 (катушка индуктивности), причем нагревательная обмотка из проводника 6, электромагнитный клапан 3 и вентилятор 4 выполнены с возможностью подключения к блоку управления, при этом поверх нагревательной обмотки из проводника 6 закреплен теплоизоляционный слой 7.In FIG. 1 shows schematically a device for high-temperature processing of wood, including an autoclave 1 with a
Принцип работы заявленного устройства высокотемпературной обработки древесины следующий.The principle of operation of the claimed device high-temperature processing of wood is as follows.
Камеры автоклава 1 загружается древесиной. Далее герметично запирается крышка 2 автоклава 1. Нагрев обмотки из проводника, например, посредством подключенного блока управления. Нагрев обмотки из проводника до промежуточной температуры. Далее закрывается электромагнитный клапан 3 и включают вентилятор 4 (например, посредством подключенного блока управления). После производится нагрев с подъемом давления в емкости автоклава 1 до установки температуры и давления. Далее выдерживается время в установившимся режиме, после чего выключают нагрев обмотки проводника 6 посредством например блока управления. Далее производится сброс давления электромагнитным клапаном 3, и потом выгрузка древесины из камеры автоклава 1 и выключение вентилятора 4.The autoclave chamber 1 is loaded with wood. Further, the
Корпус автоклава или камеры может быть выполнен в частном варианте осуществления в форме цилиндра с закрытым торцом с одной стороны основания и с крышкой с другой противоположной стороны.The body of the autoclave or chamber can be made in a private embodiment in the form of a cylinder with a closed end on one side of the base and with a lid on the other opposite side.
Установленный дополнительно блок управления может быть закреплен как на корпусе автоклава 1, например посредством кронштейнов (как это показано на фиг. 2), так и располагаться отдельно от корпуса автоклава 1. Блок управления может быть подключен к вентилятору 4, нагревательной обмотке из проводника 6 и электромагнитному клапану 3, посредством проводов (или кабелей и т.д.).An additional control unit can be mounted both on the autoclave casing 1, for example by means of brackets (as shown in Fig. 2), and located separately from the autoclave casing 1. The control unit can be connected to a
Устройство (или установка) высокотемпературной обработки древесины представляет собой автоклав например с индукционным нагревом, работающий на промышленной частоте 50 Гц 380 В. Нагревательная обмотка, расположенная на наружной поверхности через слой электроизоляции, является частью колебательного контура.A device (or installation) of high-temperature wood processing is an autoclave for example with induction heating, operating at an industrial frequency of 50 Hz 380 V. The heating coil located on the outer surface through an electrical insulation layer is part of the oscillatory circuit.
Магнитное поле, наводимое переменным током, протекающим в катушке, нагревает металл стенки на глубину 10-12 мм. Нагревательная обмотка расположена по всей поверхности автоклава 1 и вызывает равномерный нагрев его корпуса. Таким образом, мы имеем равномерное температурное поле внутри камеры (автоклава). Это условие позволяет применять большие скорости нагрева без риска местных перегревов.The magnetic field induced by alternating current flowing in the coil heats the metal of the wall to a depth of 10-12 mm. The heating coil is located on the entire surface of the autoclave 1 and causes uniform heating of its body. Thus, we have a uniform temperature field inside the chamber (autoclave). This condition allows the use of high heating rates without the risk of local overheating.
Разность температур стенок и внутреннего пространства не превышает 10 градусов. Опытным путем найдена оптимальная скорость нагрева около 7-10 градусов в час.The temperature difference between the walls and the inner space does not exceed 10 degrees. Experimentally found the optimal heating rate of about 7-10 degrees per hour.
Индуктивный нагрев заявленного устройства и способа высокотемпературной обработки древесины позволяет отказаться от дорогостоящей сплошной облицовки внутренней поверхности автоклава нержавеющей сталью, температура стенок всегда выше температуры среды и штабеля, из-за чего, нет условий для выпадения конденсата.Inductive heating of the claimed device and method of high-temperature processing of wood eliminates the need for expensive continuous cladding of the inner surface of the autoclave with stainless steel, the temperature of the walls is always higher than the temperature of the medium and the stack, due to which there are no conditions for condensation to form.
Устройство высокотемпературной обработки древесины, может содержать дополнительно рельсы для выкатывания штабеля и загрузочную тележку, как это показано на фиг. 3 опытного образца.The high-temperature wood processing device may further comprise rails for rolling out the stack and a loading trolley, as shown in FIG. 3 prototypes.
Система управления блока управления может быть построена например на базе микропроцессорных контроллеров "ОВЕН" и дополнена релейной автоматикой. Защита от превышения давления трехступенчатая -электронная, электромеханическая и механическая. Отсутствие тенов делает установку исключительно надежной, что показали испытания опытного образца.The control system of the control unit can be built, for example, on the basis of microprocessor controllers "Aries" and supplemented by relay automation. Three-stage overpressure protection - electronic, electromechanical and mechanical. The absence of tenes makes the installation extremely reliable, which was shown by testing a prototype.
Защита от коррозии:Corrosion protection:
Пассивная: рельсы внутри автоклава, загрузочная тележка, накладки на крышку и др. могут быть сделаны из нержавеющей стали.Passive: rails inside the autoclave, loading trolley, lining on the lid, etc. can be made of stainless steel.
Активная: в программу ЭВМ заложено слежение за разностью температур корпуса и среды внутри автоклава, при необходимости корректируется автоматически.Active: the computer program includes tracking the temperature difference between the case and the environment inside the autoclave, if necessary, it is automatically adjusted.
Преимущества заявленного устройства и способа высокотемпературной обработки древесины следующие: удобство и легкость при транспортировке и подключении; возможность досушки пиломатериала, с последующей термообработкой. Данный режим ограничен влажностью древесины 8-20%; малая дробность загрузки (возможность загрузки от 1 м3); общая производительность одной установки 60 м3 - 100 м3 в месяц, при возможности выхода (2,5 м3 - 3,5 м3) каждые 36 часов; возможность термообработки готовых изделий с минимальной деформацией; возможность термообработки проблемных пород древесины таких, как дуб или лиственница, так как в камере температура обработки варьируется от 120°С до 190°С. Древесина при такой температуре остается целой и не трескается; простота и надежность в эксплуатации.The advantages of the claimed device and method of high-temperature processing of wood are as follows: convenience and ease of transportation and connection; the possibility of drying lumber, followed by heat treatment. This mode is limited by wood moisture of 8-20%; low fractional load (the ability to load from 1 m 3 ); the total productivity of one installation is 60 m 3 - 100 m 3 per month, with the possibility of exit (2.5 m 3 - 3.5 m 3 ) every 36 hours; the possibility of heat treatment of finished products with minimal deformation; the possibility of heat treatment of problem wood species such as oak or larch, since in the chamber the processing temperature varies from 120 ° C to 190 ° C. Wood at this temperature remains intact and does not crack; simplicity and reliability in operation.
Современные технологии и оборудование позволяют осуществить настоящее изобретение в крупносерийном производстве. На заводе или предприятии имеется все необходимое оборудование для производства заявленного устройства для высокотемпературной обработки древесины.Modern technologies and equipment make it possible to carry out the present invention in large-scale production. The plant or enterprise has all the necessary equipment for the production of the claimed device for high-temperature processing of wood.
Заявленное устройство для высокотемпературной обработки древесины выполнено в виде единой конструкции, а именно отдельные компоненты (или составные части) заявленного устройства для высокотемпературной обработки древесины соединены между собой на одном предприятии-изготовителе (или заводе-изготовителе) сборочными операциями, такими как свинчивание, сочленение, клепка, сварка, пайка, опрессовка, развальцовка, склеивание, сшивка и т.п.The claimed device for high-temperature processing of wood is made in the form of a single design, namely, the individual components (or components) of the claimed device for high-temperature processing of wood are interconnected at the same manufacturing plant (or manufacturing plant) by assembly operations, such as screwing, jointing, riveting, welding, soldering, crimping, flaring, gluing, stitching, etc.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019139133A RU2722580C1 (en) | 2019-12-02 | 2019-12-02 | Device and method for high-temperature treatment of wood |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019139133A RU2722580C1 (en) | 2019-12-02 | 2019-12-02 | Device and method for high-temperature treatment of wood |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2722580C1 true RU2722580C1 (en) | 2020-06-01 |
Family
ID=71067305
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019139133A RU2722580C1 (en) | 2019-12-02 | 2019-12-02 | Device and method for high-temperature treatment of wood |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2722580C1 (en) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2036400C1 (en) * | 1991-06-03 | 1995-05-27 | Виктор Яковлевич Пряхин | Device for wood drying |
RU9293U1 (en) * | 1998-03-02 | 1999-02-16 | Ладейщиков Николай Васильевич | VACUUM-INDUCTION DRYING CHAMBER |
RU2176058C1 (en) * | 2000-08-28 | 2001-11-20 | Ласточкин Владимир Леонидович | Method of leaf wood drying |
RU2425305C1 (en) * | 2010-03-04 | 2011-07-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-технический центр по разработке прогрессивного оборудования" (ООО "НТЦ РПО") | Method of timber drying and thermal treatment |
US20120291304A1 (en) * | 2011-05-20 | 2012-11-22 | Cool Dry LLC | Dielectric dryer drum |
KR20160093284A (en) * | 2015-01-29 | 2016-08-08 | (주) 토모우드 | Apparatus and method for integratedly drying and carbonizing wood using microwave |
-
2019
- 2019-12-02 RU RU2019139133A patent/RU2722580C1/en active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2036400C1 (en) * | 1991-06-03 | 1995-05-27 | Виктор Яковлевич Пряхин | Device for wood drying |
RU9293U1 (en) * | 1998-03-02 | 1999-02-16 | Ладейщиков Николай Васильевич | VACUUM-INDUCTION DRYING CHAMBER |
RU2176058C1 (en) * | 2000-08-28 | 2001-11-20 | Ласточкин Владимир Леонидович | Method of leaf wood drying |
RU2425305C1 (en) * | 2010-03-04 | 2011-07-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-технический центр по разработке прогрессивного оборудования" (ООО "НТЦ РПО") | Method of timber drying and thermal treatment |
US20120291304A1 (en) * | 2011-05-20 | 2012-11-22 | Cool Dry LLC | Dielectric dryer drum |
KR20160093284A (en) * | 2015-01-29 | 2016-08-08 | (주) 토모우드 | Apparatus and method for integratedly drying and carbonizing wood using microwave |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8431071B2 (en) | Sintering of metal and alloy powders by microwave/millimeter-wave heating | |
Menezes et al. | Microwave fast sintering of ceramic materials | |
CN104279860B (en) | Microwave vacuum gas pressure sintering stove | |
RU2722580C1 (en) | Device and method for high-temperature treatment of wood | |
EP2530686A1 (en) | Pressing of transformer windings during active part drying | |
WO2013132955A1 (en) | Heat processing device | |
CN109140907B (en) | Vacuum drying system of capacitive voltage divider for mutual inductor | |
JP2010171206A (en) | Heat treating apparatus | |
RU2456370C2 (en) | Method for steam-thermal oxydation of steel items and furnace for its implementation | |
CN102990049B (en) | Vacuum ladle | |
JP6631952B2 (en) | Wood treatment method | |
JP2005221132A (en) | Furnace wall structure of induction heating furnace | |
KR101187701B1 (en) | Baking device for linear structure bodies | |
CN205843358U (en) | A kind of magnesium alloy is smelted and is used electromagnetic energy-saving smelting furnace | |
CN103591793A (en) | Vacuum sintering furnace | |
KR20060032715A (en) | Method and apparatus for controlling heat treatment by energy value | |
JP6650594B2 (en) | Wood treatment method and wood treatment equipment | |
US6080964A (en) | Process for predrying a coil block containing at least one winding and solid insulation | |
JP6618705B2 (en) | Mold coil manufacturing method and mold coil manufacturing system | |
JP4926445B2 (en) | Oxidation-resistant furnace for graphite material and oxidation-resistant method for graphite material | |
RU124955U1 (en) | VACUUM DRYING CHAMBER | |
CN106979682A (en) | Ceramic body pre-drying method | |
JP2007303707A (en) | Dryer | |
RU2523941C1 (en) | Method of drying timber | |
KR20220045466A (en) | Vacuum heat treatment apparatus and method for producing the same |