RU5017U1

RU5017U1 - DRYING UNIT

Info

Publication number: RU5017U1
Application number: RU96104619U
Authority: RU
Inventors: В.Н. Безгрешнов; Ю.М. Зеля
Original assignee: Открытое акционерное общество - Научно-исследовательский центр "Спецсистемы +"
Priority date: 1996-03-05
Filing date: 1996-03-05
Publication date: 1997-09-16

Description

СУШИЛЬНАЯ УСТАНОВКАDRYING UNIT

Данная полезная модель относится к сушильным установкам вакуумнодиэлектрического типа, а именно с использованием токов высокой частоты (ТВЧ) при пониженном давлении в сушильной камере.This utility model relates to drying installations of a vacuum-dielectric type, namely, using high frequency currents (HFC) at reduced pressure in the drying chamber.

Сушильные камеры с использованием указанного комбинированного способа сушки широко известны. В частности, одна из первых разработок комбинированной сушки с помощью энергии ТВЧ при пониженном давлении среды известна из авторского свидетельства СССР Хо 156475, кл. F 26 В 5/04, опублик. 1963 г. Известны и другие аналогичные технические решения, защищенные, в частности, авторскими свидетельствами СССР № 861900, кл. F 26 В 5/04, опублик. 1981 г., Ко 1059375, кл. F 26 В 3/347, опублик. 1983 г., № 1430678, кл. F 26 В 3/34, опублик. 1988 г., № 1682738, кл. F 26 В 3/34, опублик. 1991 г.Drying chambers using the specified combined drying method are widely known. In particular, one of the first developments of combined drying with the help of high-frequency energy under reduced pressure of the medium is known from the USSR copyright certificate Ho 156475, class. F 26 B 5/04, published. 1963 Other similar technical solutions are known, which are protected, in particular, by copyright certificates of the USSR No. 861900, cl. F 26 B 5/04, published. 1981, Co. 1059375, cl. F 26 B 3/347, published. 1983, No. 1430678, cl. F 26 B 3/34, published. 1988, No. 1682738, cl. F 26 B 3/34, published. 1991 year

Известные сушильные установки, как правило, содержат герметичную вакуумную камеру, вакуумную систему, высокочастотный генератор, подключенный к вертикальным перекрывающимся электродам, расположенным внутри камеры, систему сбора и откачки конденсата, систему электрооборудования для управления режимными параметрами среды внутри камеры.Known drying installations, as a rule, contain a sealed vacuum chamber, a vacuum system, a high-frequency generator connected to vertical overlapping electrodes located inside the chamber, a condensate collection and pumping system, and an electrical equipment system for controlling the operational parameters of the medium inside the chamber.

Вышеуказанные сушильные установки различаются компоновкой составных элементов, конкретным выполнением электродов, системами для их прижатия к пакету пиломатериалов, подлежащих сушке, различными способами отвода конденсата из камеры.The aforementioned drying plants differ in the layout of the constituent elements, the specific design of the electrodes, the systems for pressing them against a packet of sawn timber to be dried, and various methods for removing condensate from the chamber.

Наиболее близким к заявляемой суши;п ной установке является техническое решение согласно авторскому свидетельству СССР № 1430698, кл. F 23 В 3/34, опублик. 1988 г. Известная сушильная камера содержит вакуумно-сушильную камеру с вертикально размещенными внутри нееперекрьшающимисяClosest to the claimed land; heel installation is a technical solution according to the USSR copyright certificate No. 1430698, cl. F 23 B 3/34, published. 1988. A well-known drying chamber comprises a vacuum drying chamber with vertically arranged inside non-overlapping

установленному над камерой, систему водяного охлаждения для обеспечения конденсации паров внутри камеры в процессе сушки пиломатериалов, включающую размещенные по боковым стенкам камеры конденсаторы-охладители, а также систему сбора и откачки конденсата.installed above the chamber, a water cooling system for condensation of vapors inside the chamber during the drying of lumber, including condenser-coolers located on the side walls of the chamber, as well as a condensate collection and pumping system.

Температура нагрева материала в процессе его сушки является основным технологическим параметром, определяющим качество сушки в высокочастотных или вакуумно-высокочастотных сушильных камерах, в которых нагрев производится токами высокой частоты. Существуют известные графики сушки, использующие эталонные параметры для мягкого, нормального и жесткого режимов в зависимости от типа и поперечных размеров материалов, в частности и пиломатериалов. При отсутствии должного контроля температуры возможен перегрев материала, который приводит к изменению его структуры (для древесины это растрескивание, деформация, а в предельном случае - возгорание).The heating temperature of the material during its drying is the main technological parameter that determines the quality of drying in high-frequency or vacuum-high-frequency drying chambers in which heating is performed by high-frequency currents. There are well-known drying schedules that use reference parameters for soft, normal and hard modes, depending on the type and transverse dimensions of the materials, in particular lumber. In the absence of proper temperature control, overheating of the material is possible, which leads to a change in its structure (for wood, this is cracking, deformation, and in the extreme case, ignition).

Наличие в известных сушильных камерах мощного электромагнитного поля исключает возможность использования наиболее известных способов измерения температуры материалов на основе термопреобразователей сопротивления и термоэлектрических преобразователей без дополнительных мер, существенно снижающих влияние электромагнитного поля на результат измерений. Это влияние заключается в образовании наведенного высокочастотного напряжения на подводящих к датчикам температуры проводах и дополнительном нагреве самих датчиков полем.The presence in the known drying chambers of a powerful electromagnetic field excludes the possibility of using the most well-known methods of measuring the temperature of materials based on resistance thermocouples and thermoelectric converters without additional measures that significantly reduce the influence of the electromagnetic field on the measurement result. This effect consists in the formation of induced high-frequency voltage on the wires leading to the temperature sensors and additional heating of the sensors themselves by the field.

Измерение температуры в известных сушильных камерах с использованием термопар и фильтра из индуктивностей и емкостей не нашло практического применения из-за соизмеримости величин остаточных наводок и термоЭДС.Temperature measurement in known drying chambers using thermocouples and a filter of inductors and capacitors has not found practical application due to the commensurability of the residual pickups and thermoEMF.

Способ дистанционного измерения температуры с помощью болометров в высокочастотных камерах не применяется из-за сложности реализации и дороговизны. Кроме того, болометры измеряют интегральную температуруThe method of remote temperature measurement using bolometers in high-frequency cameras is not used due to the complexity of implementation and high cost. In addition, bolometers measure the integral temperature

поверхности материала, в то время как для обеспечения высокого качества сушки необходимо измерение температуры и в толще материала.surface of the material, while to ensure high quality drying it is necessary to measure the temperature in the thickness of the material.

В связи с указанными трудностями в известной установке, выбранной в качестве прототипа, на базе которой выпускается промышленная вакуумнодиэлектрическая сушильная камера ВДСК-1М, температура древесины измеряется с помощью спиртового термометра, устанавливаемого на штабеле. Его показания считываются оператором через смотровое окно в двери камеры, что при наличии пара в камере и его конденсации на стекле не всегда возможно. Кроме того, невозможно определить распределение температуры нагрева штабеля материала по всей высоте даже при наличии нескольких спиртовых термометров по той же причине, а также из-за того, что обзор ограничен размерами смотрового окна.In connection with the indicated difficulties in a known installation selected as a prototype, on the basis of which an industrial vacuum-dielectric drying chamber VDSK-1M is produced, the wood temperature is measured using an alcohol thermometer mounted on a stack. Its readings are read by the operator through the viewing window in the chamber door, which is not always possible in the presence of steam in the chamber and its condensation on the glass. In addition, it is impossible to determine the distribution of the heating temperature of the stack of material over the entire height even if there are several alcohol thermometers for the same reason, and also because the view is limited by the size of the viewing window.

Данная полезная модель направлена на решение задачи повышения качества сушки за счет повышения точности динамического измерения температуры по всему объему штабеля подлежащего сушке материала.This utility model is aimed at solving the problem of improving the quality of drying by improving the accuracy of dynamic temperature measurement over the entire volume of the stack of material to be dried.

Для этого в известной сушильной установке содержащей герметичную вакуумную камеру, соединенную с вакуумной системой, высокочастотный генератор, установленный над камерой и соединенный фидерами с двумя электродами в виде вертикальных перекрьтающихся пластин, размещенными в камере, систему охлаждения, систему сбора и откачки конденсата, а также устройства для измерения давления, температуры и влажности внутри камеры, устройство для измерения температуры выполнено в виде N термодатчиков, имеющих контакт с материалом, подлежащим сушке, и расположенных между указанными электродами в плоскости, имеющей нулевой потенциал электрического поля относительно корпуса камеры (земли). Предусматривается также, что датчики располагаются в приповерхностной области штабеля подлежащего сущке материала и предпочтительно на глубину измерительных электродов термодатчиков. Кроме того, продольная ось измерительных электродов термодатчиков должна бытьTo do this, in a known drying installation containing a sealed vacuum chamber connected to a vacuum system, a high-frequency generator mounted above the chamber and connected by feeders with two electrodes in the form of vertical overlapping plates placed in the chamber, a cooling system, a condensate collection and pumping system, and also devices for measuring pressure, temperature and humidity inside the chamber, a temperature measuring device is made in the form of N temperature sensors in contact with the material to be dried, and located between these electrodes in a plane having a zero electric field potential relative to the camera body (earth). It is also envisaged that the sensors are located in the near-surface area of the stack of material to be used, and preferably to the depth of the measuring electrodes of the temperature sensors. In addition, the longitudinal axis of the measuring electrodes of the temperature sensors must be

параллельна плоскости электродов или перпендикулярна силовым линиям электрического поля между электродами. Предусматривается также, что для уменьшения влияния воздушной среды на процесс измерения температуры материала корпуса датчиков выполнены из немагнитного материала.parallel to the plane of the electrodes or perpendicular to the lines of force of the electric field between the electrodes. It is also envisaged that to reduce the influence of the air on the process of measuring the temperature of the material of the sensor housing is made of non-magnetic material.

Полезная модель поясняется чертежами.The utility model is illustrated by drawings.

На фиг.1 изображена известная сушильная установка по авт.св. № 1430698;Figure 1 shows a well-known drying plant for ed. No. 1,430698;

на фиг. 2 - фрагмент сушильной установки согласно заявляемой полезной модели, продольный разрез.in FIG. 2 is a fragment of a drying unit according to the claimed utility model, a longitudinal section.

Как и в известных сушильных установках, в вакуумную камеру 1 между вертикальными перекрываюш;имися электродами 2 помещают штабель подлежащих сушке материалов 3, уложенных на подштабельную тележку 4. Затем известным способом определяют область между электродами 2, имеющую нулевой потенциал электрического поля относительно корпуса камеры. При симметричном напряжении ВЧ-генератора с достаточной степенью точности, необходимой для измерения реальной температуры подлежащего сушке материала, эта область лежит в плоскости, расположенной на равном расстояний от электродов 2. Далее в материале, подлежащем сушке, в указанной выше области, как правило, по высоте торцевой поверхности щтабеля высверливают необходимое количество отверстий, оси которых параллельны плоскости пластин, на глубину, как правило, совпадающую с размером измерительного электрода термодатчика. Количество высверливаемых отверстий и их месторасположение в торцевых частях щтабеля или на его верхней или нижней поверхностях определяются требуемой точностью получения интегральной картины распределения поля температур. В высверленные отверстия вставляются измерительные электроды термодатчиков 7, через корпуса 8 которых, выполненные из немагнитного материала, пропущен экранированный кабель 9, соединяющий измерительный электрод 7 с оконечным устройством 10 многоканальной индикации и записи температуры.As in known drying installations, a stack of materials 3 to be dried placed on a stacker carriage 4 is placed between the vertical electrodes 2 in the vacuum chamber 1 and placed between the electrodes 2. Then, in a known manner, the region between the electrodes 2 is determined, which has zero electric field potential relative to the chamber body. With a symmetrical voltage of the RF generator with a sufficient degree of accuracy necessary to measure the actual temperature of the material to be dried, this region lies in a plane located at equal distances from the electrodes 2. Further, in the material to be dried, in the above region, as a rule, the height of the end surface of the stacker drilled the required number of holes, the axes of which are parallel to the plane of the plates, to a depth, usually coinciding with the size of the measuring electrode of the temperature sensor. The number of drilled holes and their location in the end parts of the stacker or on its upper or lower surfaces are determined by the required accuracy of obtaining the integral picture of the temperature field distribution. Measuring electrodes of temperature sensors 7 are inserted into the drilled holes, through the housings 8 of which, made of non-magnetic material, a shielded cable 9 is connected that connects the measuring electrode 7 to the terminal device 10 for multi-channel temperature indication and recording.

Далее закрывают герметичные двери 5, включают систему охлаждения, вакуумную систему и ВЧ-генератор, соединенный с электродами 2 через фидеры.Next, close the sealed doors 5, include a cooling system, a vacuum system and an RF generator connected to the electrodes 2 through feeders.

Контролируя температуру нагрева материала, в частности древесины, с помощью устройства измерения температуры, регулируют выходную мощность генератора таким образом, чтобы выдерживался технологический график (режим) сущки, установленный с учетом типа и поперечных размеров пиломатериалов. При этом на этапе прогрева древесины контролируется и поддерживается аналогичным способом скорость нагрева древесины.By controlling the heating temperature of the material, in particular wood, using a temperature measuring device, the output power of the generator is regulated so that the technological schedule (mode) is maintained, set taking into account the type and transverse dimensions of the lumber. At the same time, at the stage of heating the wood, the heating rate of wood is controlled and maintained in a similar way.

Продолжительность сушки определяется по количеству выпаренной влаги, которое заранее рассчитывается с учетом типа древесины, объема загрузки, начальной и требуемой конечной влажности материала.Drying time is determined by the amount of evaporated moisture, which is calculated in advance taking into account the type of wood, load volume, initial and required final moisture content of the material.

Таким образом, в заявленной сушильной установке используется способ измерения температуры с помощью термопреобразователя сопротивления с применением дополнительных мер, предусматривающих особое расположение и ориентацию датчика в электромагнитном поле по отношению к штабелю подлежащего сушке материала. А именно, для уменьшения наводок высокочастотного напряжения предусмотрено размещение термодатчиков, в области, где потенциал электрического поля относительно корпуса камеры (земли) равен нулю. В случае применения высокочастотного генератора с симметричными относительно земли выводами эта область лежит в плоскости, расположенной посередине между электродами, причем оси датчиков расположены перпендикулярно силовым линиям электрического поля, а для уменьшения влияния температуры воздуха внутри камеры на измерение температуры материала датчики помещены в корпуса из немагнитного материала.Thus, in the inventive drying installation, a method for measuring temperature using a resistance thermoconverter is used with the use of additional measures providing for the special location and orientation of the sensor in the electromagnetic field with respect to the stack of material to be dried. Namely, to reduce the high-frequency voltage pickups, it is envisaged to place temperature sensors in the region where the potential of the electric field relative to the camera body (ground) is zero. In the case of the use of a high-frequency generator with leads symmetrical to the ground, this region lies in the plane located in the middle between the electrodes, the axis of the sensors being perpendicular to the electric field lines, and to reduce the influence of the air temperature inside the chamber on measuring the temperature of the material, the sensors are placed in non-magnetic material cases .

Claims

1. A drying unit comprising a sealed vacuum chamber connected to a vacuum system, a high-frequency generator mounted above the chamber and connected by feeders with two electrodes in the form of vertical overlapping plates placed in the chamber, a cooling system, a condensate collection and pumping system, and also devices for measuring pressure, temperature and humidity inside the chamber, characterized in that the device for measuring temperature is made in the form of temperature sensors in contact with the material to be dried, located between electrodes in a plane having a ground potential of the electric field relative to the camera body (ground).

2. Installation according to claim 1, characterized in that the sensors are located in the surface region of the stack of the material to be dried.

3. Installation according to claim 2, characterized in that the sensors are located in the surface region of the stack of material to be dried to a depth of the measuring electrodes of the temperature sensors.

4. Installation according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the longitudinal axis of the measuring electrodes of the temperature sensors is parallel to the plane of the electrodes.

5. Installation according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the sensor bodies are made of non-magnetic material.