Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ СУШКИ ПИЛОМАТЕРИАЛОВ И УСТАНОВКА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Область техники

Изобретение относится к лесной и деревообрабатывающей промышленности, в частности к технологии сушки пиломатериалов.

Уровень техники

Известен способ и устройство для сушки древесины (RU №2128811, МПК F26B 7/00, опубл. 10.04.99 г.) Изобретение предусматривает нагрев древесины в герметичной камере паром под давлением выше атмосферного, имеющим температуру меньше температуры кипения влаги, содержащейся в древесине, конденсацию и отвод выделяющейся влаги, смолистых веществ и газов, причем температура пара поддерживается постоянной. Но не более 110°С, в течение времени, достаточного для удаления смолистых веществ до заданной пороговой концентрации. После этого пар в камере заменяют воздухом при том же давлении и при температуре на 0-10°С ниже температуры пара и осуществляют выброс воздуха из камеры через регулируемые выходы, в течение всего периода сушки с постоянной скоростью испарения поддерживают параметры воздуха (температуру, давление, расход и влажность) такими, чтобы скорость влагоотделения была максимальной, и при переходе к периоду сушки с падающей скоростью испарения перечисленные параметры воздуха изменяют таким образом, чтобы в каждый заданный отрезок времени скорость влагоотделения была максимальной. Сушку прекращают при достижении заданной конечной влажности древесины. Данный способ взят за прототип. Устройство содержит платформу для размещения штабеля послойно укладываемой древесины. Средства конденсации и удаления парогазовой среды, средства удаления влаги, средства управления, датчики температуры. Датчики давления, датчики влажности и интерфейс, соединенные с контроллером, и, кроме того, содержит средства создания и поддержания условий максимальной скорости выделения смолистых веществ, углекислого газа и метана в период пропарки древесины, и средства создания и поддержания условий максимального влагоотделения при сушке воздухом как в период постоянной скорости испарения, так и в период падающей скорости испарения, причем в качестве средства поддержания условий максимальной скорости выделения смолистых веществ, газов и влаги используют единый комплекс управления, вынесенный за пределы камеры и включающий парогенератор-увлажнитель, компрессор регулятор расхода - расходомер, нагреватель и управляемый клапан, соединенный с контроллером, содержит анализаторы концентрации углекислого газа и концентрации метана, также подключенные к контроллеру, а конденсатор влаги вынесен за пределы камеры и выполнен в виде утилизатора вредных веществ, выделяющихся в процессе сушки древесины.

Недостатками известных технических решений является высокая температура сушки и, как следствие, большие энергозатраты, брак при сушке, необходимость пропарки древесины.

Известна сушилка для пиломатериалов (RU №2115871, МПК F26B 9/06, 5/04, опубл. 20.07.98 г.), которая взята за прототип, содержащая горизонтальный цилиндрический корпус, циркуляционный вентилятор, нагревательный объем для нагревания сушильного агента, сушильный объем с пиломатериалами, расположенными волокнами вдоль направления движения сушильного агента, конденсационный объем, в котором расположен пластинчатый калорифер, охлаждаемый холодной водой, вакуум-насос, частично отсасывающий отработанный сушильный агент после конденсационного объема, нагревательный объем выполнен в виде кольцевого пространства, образованного цилиндрической царгой, расположенной концентрично корпуса, в кольцевом пространстве равномерно расположены трубы вдоль образующих цилиндрического корпуса и царги, соединенные с выносным водогрейным котлом, во внутреннюю часть цилиндрической царги установлена тележка, загруженная сверху пиломатериалом в форме цилиндра. Плотно закрытыми с боковых сторон по образующим и открытыми с обеих торцевых сторон, с одной торцевой стороны сушильного объема подсоединен конденсационный объем с пластинчатым калорифером, охлаждаемый холодной водой. В условиях работы сушильный агент движется только в одном направлении в сушильном объеме с пиломатериалами в сторону конденсационного объема.

Недостатками известного способа сушки и устройств, указанных выше, являются:

- высокая энергоемкость процесса, обусловленная необходимостью вывода увлажненного воздуха за пределы сушильной камеры, при этом теряется значительная часть тепловой энергии, подводимой в камеру для нагревания пиломатериала с целью интенсификации процесса сушки;

- загрязнение окружающей среды продуктами испарений древесины;

- потери ценных веществ, содержащихся в выводимой влаге;

- существенное количество брака среди высушенного пиломатериала.

Раскрытие изобретения

Задачей данного изобретения является разработка такого способа и реализующего его устройства, которые обеспечивали бы технический результат в виде снижения энергоемкости процесса сушки при одновременном повышении производительности процесса и качества сушки, а также возможность сбора испаряемой влаги для ее дальнейшей переработки.

Этот технический результат достигается благодаря настоящему изобретению, предлагающему способ сушки пиломатериалов, заключающийся в их нагревании в сушильной камере с помощью конвекторов, сбор испаряемой влаги внутри камеры на конденсорах с последующим выводом сконденсированной влаги за пределы камеры, при этом процессы нагревания до температуры не более 35-45°С и конденсации осуществляют без теплообмена с окружающей средой одновременно по сигналам датчиков температуры и влажности под управлением компьютера по программам, разработанным для каждого вида пиломатериала.

Этот же технический результат достигается благодаря настоящему изобретению, предлагающему установку для сушки пиломатериалов, включающую сушильную камеру с установленными в ней конвекторами (нагревателями), конденсорами и снабженную системой сбора, канализации и вывода сконденсированной влаги, при этом сушильная камера выполнена тепловлагоизолированной от внешней среды, а конденсоры представляют собой трубы (радиаторы), охлаждаемые водой или воздухом нужной температуры, или термоэлектрические модули Пельтье, охлаждаемые протекающим через них электрическим током, установленные вертикально по бокам штабеля пиломатериалов, при этом камера снабжена датчиками температуры и относительной влажности воздуха в камере, датчиками температуры и влажности пиломатериала, подключенными к схеме управления.

Конвекторы выполнены в виде тепловых труб, размещенных в нижней части камеры.

Схема управления включает в себя компьютер или контроллер с набором управляющих программ и устройства коммутации.

Новизна заявляемых технических решений обусловлена получением возможности существенно снизить расход тепловой и (или) электрической энергии при одновременном повышении производительности процесса и качества сушки, а также возможности сбора испаренной влаги для ее дальнейшей переработки. Это обусловлено тем, что процесс нагрева пиломатериала и одновременно происходящий процесс конденсации испаряющейся при этом влаги не требуют вывода согретого пара в окружающую среду. Благодаря этому не требуется поддержание температуры в камере выше 35-45°С, что делает процесс экономичным и создает условия для мягкого режима сушки и, соответственно, существенно снижает возможность брака в виде растрескивания и коробления пиломатериала.

По данным научно-технической и патентной литературы, авторам неизвестна заявляемая совокупность признаков, направленная на достижение поставленных задач, и эти решения не вытекают с очевидностью из известного уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии технических решений уровню изобретений.

Изобретение поясняется чертежом, на котором изображен общий вид установки для сушки пиломатериалов, реализующей предлагаемый способ.

Осуществление изобретения

Настоящее изобретение может быть реализовано с помощью устройства, показанного на чертеже. Установка включает сушильную камеру 1 с установленными в ней конвекторами (нагревателями) 2, конденсорами 3, и снабженную системой сбора, канализации и вывода сконденсированной влаги 4. Сушильная камера 1 выполнена тепловлагоизолированной от внешней среды, а конденсоры 3 представляют собой трубы (радиаторы), охлаждаемые водой или воздухом нужной температуры, или термоэлектрические модули Пельтье, охлаждаемые протекающим через них электрическим током, установленные вертикально по бокам штабеля пиломатериалов 5, при этом камера 1 снабжена датчиками температуры и относительной влажности воздуха 6 в камере, датчиками температуры и влажности пиломатериала 7, подключенными к схеме управления 8.

Конвекторы 2 выполнены в виде тепловых труб, размещенных в нижней части камеры 1. Схема управления 8 включает в себя компьютер или контроллер с набором управляющих программ и устройства коммутации 9.

Способ по настоящему изобретению реализуется в установке по чертежу следующим образом.

Внутри сушильной камеры 1 размещают пиломатериал (например, доски), собранный в штабель 5 вразрядку, с прокладками между рядами. После закрытия ворот камеры запускается система управления по программе, соответствующей виду пиломатериала и геометрических размеров. Способ сушки пиломатериалов заключается в их нагревании в сушильной камере с помощью конвекторов 2, сборе испаряемой влаги внутри камеры на конденсорах 3 с последующим выводом сконденсированной влаги за пределы камеры, при этом процессы нагревания до температуры не более 35-45°С и конденсации осуществляют без теплообмена с окружающей средой одновременно по сигналам датчиков температуры и влажности 6, 7 под управлением компьютера по программам, разработанным для каждого вида пиломатериала. (Программное обеспечение не является предметом изобретения). Способ не предусматривает операцию пропарки древесины.

Система управления 8 по сигналам датчиков температуры и влажности 6, 7 осуществляет регулирование режимов работы установки посредством изменения температуры нагревателей 2 и конденсоров 3. Выделяющаяся на конденсорах влага выводится за пределы камеры и собирается в накопительные емкости (на схеме не показаны).

Хотя настоящее изобретение описано посредством примеров его выполнения, объем данного изобретения не ограничивается этими примерами, но определяется лишь формулой изобретения с учетом возможных эквивалентов.