Патент на изобретение №2341744

(54) СУШИЛЬНАЯ КАМЕРА

(57) Реферат:

Изобретение относится к технике сушки пиломатериалов и может найти применение в лесной, деревообрабатывающей и других отраслях лесной промышленности. Изобретение заключается в том, что в сушильной камере, включающей герметичную теплоизолированную ванну со съемной крышкой, выполненной в виде цельнометаллической пластины, с внутренней стороны крышки ванны установлены тензометрические датчики, которые служат для определения текущей плотности древесины, при изменении которой в процессе сушки-пропитки изменяется подъемная сила, действующая на штабель пиломатериалов, погруженный в гидрофобную жидкость; при этом текущая плотность определяется по выражению: , где F_ap – суммарная архимедова сила, которой штабель действует на тензометрические датчики, Н; V – объем древесины в камере, м³; g – ускорение свободного падения, м/с²; _ж – плотность гидрофобной жидкости, кг/м³. Изобретение позволяет повысить точность замера изменения текущей массы высушиваемой древесины. 1 ил.

Изобретение относится к технике сушки пиломатериалов и может найти применение в лесной, деревообрабатывающей и других отраслях промышленности.

Известно устройство для сушки и пропитки древесины, которое содержит две камеры, соединенные при помощи трубопроводов с ресивером и вакуумным насосом. Установка снабжена емкостью для пропитывающей жидкости, связанной при помощи трубопровода с каждой сушильно-пропиточной камерой, в которой смонтированы распылители. Процесс сушки в данном устройстве происходит вакуумно-конвективным способом, включающим чередование стадий прогрева в среде горячего воздуха и вакуумирования. Процесс пропитки начинается после завершения сушки путем распыления пропитывающего состава через смонтированные распылители (см. заявку на патент РФ №2004132294, МПК F26В 29/06, 2006 г.).

К основному недостатку данного устройства следует отнести сложность ведения технологического процесса и неравномерность пропитки древесины, вследствие невозможности равномерного распыления состава по штабелю, и увеличение продолжительности процесса сушки из-за использования прогрева в горячем воздухе.

Известно также устройство, содержащее сушильно-пропиточные вакуумные камеры и емкость для пропиточного раствора, связанные между собой посредством схемы циркуляции пропиточного раствора с центробежным насосом и вакуумной схемы с водокольцевым вакуумным насосом (см. Авторское свидетельство СССР №1245431, МПК В27К 5/04, 3/10, 1986 г.).

Основным недостатком вышеуказанного устройства является отсутствие контроля за изменением влажности и поглощением пропиточного состава, что не позволяет оптимизировать процесс.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков к предлагаемому методу является установка для сушки и пропитки древесины, содержащая снабженную съемной крышкой с фиксирующими элементами ванну, средство подачи в рабочую емкость жидкого рабочего теплоносителя, систему нагрева и вакуумный насос, соединенный с рабочей емкостью. В качестве жидкого рабочего теплоносителя выбран парафин. Камера снабжена тензометрическими датчиками, размещенными в нижней части аппарата (см. патент РФ №2238491, МПК F26B 9/06, 2003 г.).

Основным недостатком данной установки является повышенная погрешность измерений тензометрических датчиков, вследствие замера всей массы сушильной установки. Погрешность датчиков объясняется снижением точности измерений при увеличении максимальной массы, а также влиянием вибрации установки под действием циркуляционных насосов. Кроме того, замер всей массы установки приводит к усложнению и удорожанию аппарата.

Целью настоящего изобретения является повышение точности замера изменения текущей массы высушиваемой древесины. Указанная цель достигается тем, что в сушильной камере, включающей герметичную теплоизолированную ванну со съемной крышкой, выполненной в виде цельнометаллической пластины, с внутренней стороны крышки ванны предлагается установить тензометрические датчики, которые служат для определения текущей плотности древесины, при изменении которой в процессе сушки-пропитки изменяется подъемная сила, действующая на штабель пиломатериалов, погруженный в гидрофобную жидкость; при этом текущая плотность определяется по выражению:

где F_ap – суммарная архимедова сила, которой штабель действует на тензометрические датчики, Н; V – объем древесины в камере, м³; g – ускорение свободного падения, м/с²; _ж – плотность гидрофобной жидкости, кг/м³.

Отличительным признаком заявленного изобретения является то, что с внутренней стороны крышки ванны установлены тензометрические датчики, которые служат для определения текущей плотности древесины, при изменении которой в процессе сушки-пропитки изменяется подъемная сила, действующая на штабель пиломатериалов, погруженный в гидрофобную жидкость; при этом текущая плотность определяется по выражению:

,

где F_ap – суммарная архимедова сила, которой штабель действует на тензометрические датчики, Н; V – объем древесины в камере, м³; g – ускорение свободного падения, м/с²; _ж – плотность гидрофобной жидкости, кг/м³.

На чертеже представлен продольный разрез сушильной камеры для сушки древесины.

Представленная камера имеет конструкцию, типичную для данной области техники.

Установка содержит сушильную камеру 1, которая получает тепловую энергию от электрических нагревательных элементов 2, равномерно размещенных над днищем камеры. С нижней стороны крышки 3 установлены четыре тензометрических датчика 4, воздействие на которые передается через пластину 5. Температура жидкости регистрируется с помощью погруженной в него термопары и контролируется при помощи электронного терморегулятора. Объем закачанной в камеру жидкости измеряется с помощью счетчика 6. Внутренняя полость камеры 1 сообщается с линией вакуумирования, состоящей из конденсатора 7 и вакуум-насоса 8, а также с емкостью для хранения гидрофобной жидкости 9, которая находится ниже сушильной камеры 1. В конденсаторе горячая паровоздушная смесь охлаждается, в результате чего выделяющаяся влага стекает в нижнюю часть конденсатора 7 и далее удаляется в мерный сборник конденсата 10.

Процесс сушки-пропитки происходит следующим образом. Штабель пиломатериалов 11 с решетчатыми подкладками 12 помещают в камеру 1, после герметизации которой с помощью крышки 3 включается вакуум-насос 8. Затем начинается создание вакуума в сушильной камере 1 и заполнение его предварительно нагретой гидрофобной жидкостью определенного объема, определяемого по счетчику жидкости 6, установленному на трубопроводе, соединяющем сушильную камеру 1 с емкостью 9. Заполнение сушильной камеры 1 гидрофобной жидкостью происходит путем создания в камере вакуума, предварительно открыв вентили 13, 14 и 15, за счет чего жидкость из емкости 9 перетекает в сушильную камеру 1. Суммарный объем жидкости с погруженной в нее древесиной определяют по заранее отградуированной мерной трубке 16. Давление в камере откачивается до максимально возможного разрежения, определяемого техническими характеристиками вакуум-насоса 8. Далее следует выдержка штабеля при заданных условиях. В процессе сушки влажной древесины ее плотность снижается, в результате чего возрастает подъемная сила, действующая на штабель 11. Последний, в свою очередь, через пластину 5 оказывает давление на тензометрические датчики 4, сигнал от которых поступает в ЭВМ 17 для записи и дальнейшей обработки. Регистрируя изменение результирующей силы, возможно определение изменения средней плотности исследуемого образца в процессе сушки-пропитки по формуле (1). Объем древесины в камере определяют по разнице показания объема жидкости мерной трубки и показаниями объема жидкости, закачанной через счетчик 6:

где V – объем древесины в камере; V_м.т – объем жидкости по показаниям мерной трубки; V_п.c – объем прошедшей через счетчик жидкости.

После достижения древесиной заданной плотности осуществляют разгерметизацию камеры, открыв вентиль 18. Далее открытием вентиля 15 сливают пропиточную жидкость в емкость 9. Затем, открыв крышку 3, извлекают штабель 11.

Формула изобретения

Сушильная камера, включающая герметичную теплоизолированную ванну сушкипропитки, снабженную крышкой, электронагревателем, вакуумным насосом, конденсатором и тензометрическими датчиками, отличающаяся тем, что тензометрические датчики установлены с внутренней стороны крышки ванны и служат для определения текущей плотности древесины, при изменении которой в процессе сушки-пропитки изменяется подъемная сила, действующая на штабель пиломатериалов, погруженный в гидрофобную жидкость, при этом текущая плотность определяется по выражению

,

где F_ap – суммарная архимедова сила, которой штабель действует на тензометрические датчики, Н;

V – объем древесины в камере, м³;

g – ускорение свободного падения, м/с²;

_ж – плотность гидрофобной жидкости, кг/м³.

РИСУНКИ