×
27.07.2014
216.012.e327

СПОСОБ СУШКИ ДРЕВЕСИНЫ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
0002523941
Дата охранного документа
27.07.2014
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области сушки твердых материалов, в том числе древесины, путем удаления из них влаги. Древесину размещают между электродами-теплообменниками в вакуумной камере, осуществляют предварительный нагрев древесины тепловой энергией от электродов-теплообменников в вакууме, затем прикладывают к электродам-теплообменникам переменное высокочастотное напряжение, измеряют температуру внутри и на поверхности древесины и поддерживают ее в заданном диапазоне путем изменения электрической мощности, подводимой к межэлектродному промежутку, и нагрева электродов-теплообменников. Удаляют образовавшиеся пары конденсацией. В процессе сушки частоту воздействующего напряжения изменяют в зависимости от влажности древесины, что способствует более эффективной передаче энергии в объем заготовки независимо от влажности древесины. Способ сушки позволяет повысить качество высушенной древесины и ускорить процесс. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области сушки твердых материалов, в том числе древесины, путем удаления из них влаги.

Известен способ сушки древесины токами высокой частоты в комбинации с тепловым подогревом [SU №89456, заявлено 05.08.1948 г.]. В сушилке непрерывного или периодического действия применяют периодическое кратковременное воздействие токов высокой частоты, прерываемое контактным термометром при повышении температуры внутренних слоев древесины выше допустимой. Недостатком известного способа является то, что процесс сушки осуществляется при атмосферном давлении окружающей среды. При этих условиях интенсификация процесса сушки вызывает увеличение температуры сушки, что снижает качество высушиваемого материала. Использование одной частоты воздействующего напряжения снижает эффективность ввода энергии при разной влажности древесины.

Наиболее близким по технологической сущности является выбранный нами за прототип способ сушки древесины [RU патент №2347163], включающий размещение древесины между электродами в вакуумной камере, приложение к электродам напряжения, при котором инициируются объемные тлеющие разряды, обработку древесины объемными тлеющими разрядами, измерение давления в вакуумной камере, измерение температуры внутри и на поверхности древесины, регистрацию осциллограмм тока и напряжения с электродов и по полученным данным регулирование электрической мощности, подводимой к межэлектродным промежуткам, теплообмена на поверхности электродов, меняя их температуру, для чего электроды выполнены в виде теплообменников, и конденсацию образовавшихся паров.

Недостатками способа-прототипа являются.

- Сложность формирования режима тлеющего разряда. Незначительные изменения градиента влажности древесины внутри и на поверхности заготовки приводят к контракции разрядов, то есть к переходу объемного газового разряда в дуговой, что, соответственно, вызывает перегрев локальных зон древесины, обугливание и даже возгорание. Уменьшение величины подводимого напряжения стабилизирует разряд, но неоправданно увеличивает время сушки.

- Низкая эффективность способа при низкой влажности древесины, так как в этом способе используется в основном резистивный нагрев древесины.

- Сложное оборудование для формирования режима устойчивого горения тлеющего разряда.

Задачей изобретения является создание высокопроизводительного способа сушки древесины с сохранением ее высокого качества.

Технический результат, достигаемый изобретением, заключается в равномерности распределения температуры и влажности по толщине заготовки при максимальных темпах сушки за счет изменения частоты воздействующего напряжения в зависимости от влажности материала.

Технический результат достигается тем, что в способе сушки древесины, включающем, как и прототип, размещение древесины между электродами-теплообменниками в вакуумной камере, приложение к электродам-теплообменникам переменного высокочастотного напряжения, измерение температуры внутри и на поверхности древесины и поддержание ее в заданном диапазоне путем изменения электрической мощности, подводимой к межэлектродному промежутку, и нагрева электродов-теплообменников, удаление образовавшихся паров конденсацией, в отличие от прототипа, в процессе сушки частоту воздействующего напряжения изменяют в зависимости от влажности древесины.

Целесообразно осуществлять предварительный нагрев древесины тепловой энергией от электродов-теплообменников в вакууме для выравнивания условий для объемного ВЧ нагрева и исключения выхода связующих составляющих (смола - для хвойных пород; деготь - для лиственных пород) на поверхность пиломатериала во время понижения давления в камере.

В начальный период сушки, при высокой влажности древесины, объемное сопротивление низкое, и нагрев внутренней области заготовки осуществляется, в основном, за счет проводимости древесины. При резистивном нагреве более эффективное введение энергии в заготовку при низких частотах. В процессе сушки средняя влажность образцов снижается, что приводит к увеличению объемного электрического сопротивления древесины и снижению вводимой энергии за счет проводимости. По мере высыхания заготовки при увеличении частоты воздействующего напряжения нагрев внутренней области происходит не только за счет резистивных потерь, а и за счет диэлектрических потерь.

Изобретение иллюстрируется графическими материалами. На фиг.1 представлена схема устройства для сушки пиломатериала. На фиг.2 приведена зависимость частоты воздействующего напряжения от влажности для не пропитанной древесины естественной влажности, на фиг.3 - зависимость частоты воздействующего напряжения от влажности для объемно пропитанной древесины с влажностью более 100%, на фиг.4 представлены значения температуры в процессе сушки, на фиг.5 представлены зависимости влажности древесины от времени сушки по предлагаемому способу и по способу, изложенному в прототипе.

Устройство для осуществления способа сушки (фиг.1) состоит из вакуумной камеры 1, внутри которой, между электродами-теплообменниками 2 располагается высушиваемый материал 3. Внутри высушиваемого материала 3 и внутри электродов-теплообменников 2 располагаются датчики температуры, входящие в состав измерительного блока СВД-04, 4, 5 соответственно. К камере 1 подсоединены вакуумный насос НВВ-75 6 и мановакуумметр ЭКВ-1У 7. Осциллограф Tektronix В2012 8 через резистивный делитель напряжения 9 подключен к электрическому кабелю, соединяющему генератор высокого высокочастотного напряжения 10 с электродами-теплообменниками 2. Датчики температуры 4, 5 подключены к блоку управления 11, который также соединен с генератором 10. Электрод-теплообменник 2 нагревается от теплогенератора, который может быть как внешнего исполнения (вне электрода-теплообменника, в этой ситуации теплогенератор соединен с электродом-теплообменником 2 системой трубопроводов), так и внутреннего (например, электронагреватель, смонтированный внутри электрода-теплообменника). В конкретном примере теплогенератор выполнен во внешнем исполнения 12. Перекачивающий насос К8-18 13 прокачивает горячую воду от теплогенератора через электроды-теплообменники.

Реализация способа на конкретном примере.

В соответствии с предложенным способом березовые заготовки размером 50×200×3000 мм и объемом 0,9 м3 помещали в камеру 1, между электродами-теплообменниками 2. Камеру вакуумировали, при этом давление в камере составляло 500 Па. Включали теплогенератор 12 и перекачивающим насосом 13 нагретый теплоноситель (в конкретном примере вода) прокачивали через электроды-теплообменники. Прогрев древесины осуществлялся под вакуумом для исключения выхода на поверхность заготовки смолы, дегтя и других составляющих. Прогревали древесину в течение 3÷4 часов. Затем на электроды-теплообменники 2 подавали переменное напряжение до 2 кВ частотой 40÷100 кГц от ВЧ генератора 10, обеспечивающее нагрев объема древесины за счет токов проводимости и диэлектрических потерь. Для увеличения эффективности передачи электрической энергии в объем заготовки частоту воздействующего напряжения увеличивали в зависимости от влажности древесины и поддерживали в диапазоне 4÷100 кГц (фиг.2 - для не пропитанной древесины естественной влажности; фиг.3 - для древесины, пропитанной водорастворимым красителем).

Генератор высокого высокочастотного напряжения выполнен таким образом, что частота воздействующего напряжения изменяется в зависимости от влажности древесины автоматически.

Как и в прототипе, в процессе сушки измеряли температуру внутри древесины и на ее поверхностях у электродов. Температуру внутри древесины поддерживают на заданном уровне, изменяя мощность воздействующего напряжения, а разницу температур на поверхности древесины и внутри поддерживали путем нагревания электродов. Для регистрации температуры были установлены датчики (фиг.1) температуры 4, 5. Регистрацию осциллограмм напряжения производили при помощи делителя напряжения 9 и цифрового осциллографа 8. На фиг.4 кривая 14 соответствует значениям температуры датчика 5, установленного на электроде-теплообменнике, а кривая 15 - датчика температуры 4, установленного в древесине. Температуры датчиков 4, 5 поддерживали в диапазоне tном=60±2°С. При этом, если значение датчиков 4 или 5 превышало значение tном, отключали либо генератор высокого напряжения, либо нагрев электродов-теплообменников соответственно.

На фиг.5 представлены зависимости изменения влажности древесины от времени при сушке древесины естественной влажности по предлагаемому способу 16 и прототипу 17. Как видно из графиков фиг.5, время, затраченное на сушку по предлагаемому способу, на 20% меньше, чем время, затраченное на сушку по прототипу, при прочих равных условиях.

Изменение частоты воздействующего напряжения в зависимости от влажности древесины способствует более эффективной передаче энергии в объем заготовки независимо от влажности древесины. Заявляемый способ позволяет повысить качество высушенных пиломатериалов и ускорить процесс сушки.


СПОСОБ СУШКИ ДРЕВЕСИНЫ
СПОСОБ СУШКИ ДРЕВЕСИНЫ
СПОСОБ СУШКИ ДРЕВЕСИНЫ
СПОСОБ СУШКИ ДРЕВЕСИНЫ
СПОСОБ СУШКИ ДРЕВЕСИНЫ
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-7 of 7 items.
10.03.2013
№216.012.2e3f

Электроимпульсный погружной бур

Электроимпульсный погружной бур предназначен для бурения скважин и проходки стволов в крепких горных породах, разрушаемых развивающимися в них высоковольтными разрядами, и может найти применение в горной промышленности. К нижнему фланцу корпуса бура (2) прикреплен буровой наконечник (6). В...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477370
Дата охранного документа: 10.03.2013
20.03.2013
№216.012.2fdd

Способ подземной газификации

Способ подземной газификации твердых ископаемых топлив может быть применен для получения газообразного энергоносителя (горючего газа) из угля или сланца на месте залегания. Способ включает бурение скважин с поверхности земли в обрабатываемый интервал в подземном пласте, размещение в скважинах...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477788
Дата охранного документа: 20.03.2013
20.06.2013
№216.012.4c9b

Способ извлечения урана из руд

Изобретение относится к гидрометаллургии урана и может быть использовано для извлечения урана из руд. Способ включает выщелачивание урана и железа раствором серной кислоты с использованием в качестве окислителя трехвалентного железа, содержащегося в руде. После выщелачивания ведут извлечение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485193
Дата охранного документа: 20.06.2013
10.12.2013
№216.012.8987

Способ электроразрядного разрушения твердых материалов

Изобретение относится к горнодобывающей и строительной отраслям промышленности. Способ электроразрядного разрушения твердых материалов включает формирование шпура в твердом материале, размещение в нем картриджа с веществом, предающим ударную волну, и взрываемым проводником, и инициирование...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002500889
Дата охранного документа: 10.12.2013
27.06.2014
№216.012.d8b5

Способ подземной газификации

Изобретение относится к горному делу и может быть применено для получения газообразного энергоносителя из угля или сланца на месте залегания. Способ включает бурение скважин с поверхности земли в обрабатываемый интервал в подземном пласте, размещение в скважинах электродов, приложение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002521255
Дата охранного документа: 27.06.2014
27.07.2014
№216.012.e2bf

Способ пропитки древесины

Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности. Для пропитки древесины загружают материал в камеру, герметизируют камеру и создают в ней разрежение. Затем подают пропиточный раствор и создают в камере избыточное давление до заданной величины. При этом измеряют объем газа,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002523837
Дата охранного документа: 27.07.2014
10.12.2015
№216.013.95b6

Способ измерения влажности древесины с использованием инфракрасного излучения

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения влажности древесины в процессе сушки и хранения. Способ измерения влажности древесины заключается в том, что устанавливают источник и приемник ИК-излучения поперек волокон древесины на выбранную глубину,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002569946
Дата охранного документа: 10.12.2015
Showing 1-8 of 8 items.
10.03.2013
№216.012.2e3f

Электроимпульсный погружной бур

Электроимпульсный погружной бур предназначен для бурения скважин и проходки стволов в крепких горных породах, разрушаемых развивающимися в них высоковольтными разрядами, и может найти применение в горной промышленности. К нижнему фланцу корпуса бура (2) прикреплен буровой наконечник (6). В...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477370
Дата охранного документа: 10.03.2013
20.03.2013
№216.012.2fdd

Способ подземной газификации

Способ подземной газификации твердых ископаемых топлив может быть применен для получения газообразного энергоносителя (горючего газа) из угля или сланца на месте залегания. Способ включает бурение скважин с поверхности земли в обрабатываемый интервал в подземном пласте, размещение в скважинах...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477788
Дата охранного документа: 20.03.2013
20.06.2013
№216.012.4c9b

Способ извлечения урана из руд

Изобретение относится к гидрометаллургии урана и может быть использовано для извлечения урана из руд. Способ включает выщелачивание урана и железа раствором серной кислоты с использованием в качестве окислителя трехвалентного железа, содержащегося в руде. После выщелачивания ведут извлечение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485193
Дата охранного документа: 20.06.2013
10.12.2013
№216.012.8987

Способ электроразрядного разрушения твердых материалов

Изобретение относится к горнодобывающей и строительной отраслям промышленности. Способ электроразрядного разрушения твердых материалов включает формирование шпура в твердом материале, размещение в нем картриджа с веществом, предающим ударную волну, и взрываемым проводником, и инициирование...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002500889
Дата охранного документа: 10.12.2013
27.06.2014
№216.012.d8b5

Способ подземной газификации

Изобретение относится к горному делу и может быть применено для получения газообразного энергоносителя из угля или сланца на месте залегания. Способ включает бурение скважин с поверхности земли в обрабатываемый интервал в подземном пласте, размещение в скважинах электродов, приложение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002521255
Дата охранного документа: 27.06.2014
27.07.2014
№216.012.e2bf

Способ пропитки древесины

Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности. Для пропитки древесины загружают материал в камеру, герметизируют камеру и создают в ней разрежение. Затем подают пропиточный раствор и создают в камере избыточное давление до заданной величины. При этом измеряют объем газа,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002523837
Дата охранного документа: 27.07.2014
10.12.2015
№216.013.95b6

Способ измерения влажности древесины с использованием инфракрасного излучения

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения влажности древесины в процессе сушки и хранения. Способ измерения влажности древесины заключается в том, что устанавливают источник и приемник ИК-излучения поперек волокон древесины на выбранную глубину,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002569946
Дата охранного документа: 10.12.2015
17.03.2019
№219.016.e2e2

Электроимпульсный способ бурения скважин и буровое долото

Группа изобретений может найти применение при бурении скважин без отбора керна высоковольтными разрядами и механическим воздействием на забой при геологоразведочных работах, в горнодобывающей промышленности и в строительных отраслях. Бурение ведут при оптимальных параметрах. Удельную энергию,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002464402
Дата охранного документа: 20.10.2012
+ добавить свой РИД