close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY10717

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2008.06.30
(12)
(51) МПК (2006)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
F 26B 3/00
СПОСОБ СУШКИ ПИЛОМАТЕРИАЛОВ (ВАРИАНТЫ)
(21) Номер заявки: a 20041091
(22) 2004.11.26
(43) 2006.06.30
(71) Заявитель: Государственное научное учреждение "Институт тепло- и
массообмена имени А.В.Лыкова
Национальной академии наук Беларуси" (BY)
(72) Авторы: Сычевский Вячеслав Александрович; Миронов Виталий Николаевич (BY)
BY 10717 C1 2008.06.30
BY (11) 10717
(13) C1
(19)
(73) Патентообладатель: Государственное
научное учреждение "Институт теплои массообмена имени А.В.Лыкова Национальной академии наук Беларуси"
(BY)
(56) RU 2191332 C1, 2002.
RU 2056602 C1, 1996.
RU 2162581 C2, 2001.
RU 2092756 C1, 1997.
WO 88/09471 A1.
US 4620373, 1986.
US 3445939, 1969.
(57)
1. Способ сушки пиломатериалов, преимущественно досок, в котором частично влагоизолируют их поверхности, подводят к ним тепло, отводят выходящую из них влагу,
отличающийся тем, что при удалении связанной влаги поочередно влагоизолируют пласти пиломатериалов, находящихся в сходных условиях сушки, при этом сушку проводят
циклами, в первой части любого цикла одни из пластей пиломатериалов закрывают влагоизолирующими материалами, оставляя противолежащие пласти открытыми, во второй
части того же цикла ранее закрытые пласти открывают, а ранее открытые закрывают влагоизолирующими материалами, проводят, как правило, более одного цикла, при этом последний цикл может быть неполным.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве влагоизолирующих материалов
для высушиваемых пиломатериалов используют высушиваемые пиломатериалы таких же
сортимента и размеров, при этом пиломатериалы соединяют для влагоизоляции в первой
части любого цикла попарно одними пластями, а во второй части того же цикла - тоже
попарно противолежащими соединенным в первой части цикла пластями, в первой части
следующего цикла пиломатериалы соединяют теми пластями, что в первой части предыдущего цикла, и действуют аналогично до завершения процесса сушки.
3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что в любой части цикла закрывают влагоизолирующим материалом одноименные по выпиловке, наружные либо внутренние, пласти каждого пиломатериала.
4. Способ сушки пиломатериалов, преимущественно досок, в котором частично влагоизолируют их поверхности, подводят к ним тепло, отводят выходящую из них влагу,
отличающийся тем, что при удалении связанной влаги поочередно влагоизолируют пласти пиломатериалов, находящихся в сходных условиях сушки, при этом сушку проводят
циклами, в первой части любого цикла одни из пластей пиломатериалов закрывают влагоизолирующими материалами, оставляя противолежащие пласти открытыми, во второй
части того же цикла ранее закрытые пласти открывают, а ранее открытые закрывают
BY 10717 C1 2008.06.30
влагоизолирующими материалами, проводят, как правило, более одного цикла, в качестве
влагоизолирующих материалов для высушиваемых пиломатериалов используют высушиваемые пиломатериалы таких же сортимента и размеров, при этом первую часть любого
цикла, последний из которых может быть неполным, осуществляют в пакетном штабеле,
при этом формируют пакеты, содержащие по два пиломатериала, соединенные пластями
для влагоизоляции последних, для осуществления второй части того же цикла разбирают
упомянутый штабель и укладывают аналогичный, при этом формируют пакеты из пар пиломатериалов таким образом, что пласти пиломатериалов в пакетах, которые были соединены для влагоизоляции в первой части цикла, становятся внешними в пакетах во второй
части цикла и наоборот - пласти, которые были открытыми в первой части цикла, соединяют для влагоизоляции во второй части цикла, для осуществления первой части следующего цикла разбирают данный штабель и укладывают следующий, аналогично меняя
влагоизолированные пласти, и действуют так до завершения процесса сушки.
5. Способ по п. 4, отличающийся тем, что в любой части цикла соединяют для влагоизоляции одноименные по выпиловке, наружные либо внутренние, пласти каждого пиломатериала.
6. Способ сушки пиломатериалов, преимущественно досок, в котором частично влагоизолируют их поверхности, подводят к ним тепло, отводят выходящую из них влагу,
отличающийся тем, что при удалении связанной влаги поочередно влагоизолируют пласти пиломатериалов, находящихся в сходных условиях сушки, при этом сушку проводят
циклами, в первой части любого цикла одни из пластей пиломатериалов закрывают влаго
изолирующими материалами, оставляя противолежащие пласти открытыми, во второй части
того же цикла ранее закрытые пласти открывают, а ранее открытые закрывают влагоизолирующими материалами, проводят, как правило, более одного цикла, в качестве влагоизолирующих материалов для высушиваемых пиломатериалов используют высушиваемые
пиломатериалы таких же сортимента и размеров, при этом первую и вторую части любого
цикла, последний из которых может быть неполным, осуществляют в контейнере, укладывая пиломатериалы вплотную к его стойкам на каждый ряд горизонтальных полок
кромкой вниз, пакетами из двух пиломатериалов, соединенных пластями для влагоизоляции последних, в каждом, на каждый из пакетов пиломатериалов укладывают сверху,
кромками на кромки, до заполнения всех полок по высоте контейнера, следующие пакеты
из пар соединенных пиломатериалов таких же сортимента и размеров, после формирования таким образом вертикального ряда пакетов устанавливают прокладки, после чего
формируют аналогично второй и последующие вертикальные ряды пакетов, устанавливая
за каждым из них прокладки, за последним вертикальным рядом пакетов устанавливают
прижимные планки, после чего сжимают пиломатериалы с помощью прижимных планок с
обеспечением влагоизоляции соединенных пластей.
7. Способ по п. 6, отличающийся тем, что в любой части цикла соединяют для влагоизоляции одноименные по выпиловке, наружные либо внутренние, пласти каждого пиломатериала.
8. Способ сушки пиломатериалов, преимущественно досок, в котором частично влагоизолируют их поверхности, подводят к ним тепло, отводят выходящую из них влагу,
отличающийся тем, что при удалении связанной влаги поочередно влагоизолируют пласти пиломатериалов, находящихся в сходных условиях сушки, при этом сушку проводят
циклами, в первой части любого цикла одни из пластей пиломатериалов закрывают влагоизолирующими материалами, оставляя противолежащие пласти открытыми, во второй
части того же цикла ранее закрытые пласти открывают, а ранее открытые закрывают влагоизолирующими материалами, проводят, как правило, более одного цикла, в качестве
влагоизолирующих материалов для высушиваемых пиломатериалов используют высушиваемые пиломатериалы таких же сортимента и размеров, при этом первую и вторую части
любого цикла, последний из которых может быть неполным, осуществляют в контейнере,
2
BY 10717 C1 2008.06.30
для чего в первой части первого цикла укладывают пиломатериалы вплотную к его стойкам на каждый ряд горизонтальных полок кромкой вниз, пакетами из двух пиломатериалов, соединенных пластями для влагоизоляции последних, в каждом, на каждый из
пакетов пиломатериалов укладывают сверху, кромками на кромки, до заполнения всех
полок по высоте контейнера, следующие пакеты из пар соединенных пиломатериалов таких же сортимента и размеров, после формирования таким образом вертикального ряда
пакетов устанавливают прокладки, после чего формируют аналогично второй и последующие вертикальные ряды пакетов, устанавливая за каждым из них прокладки, за последним вертикальным рядом пакетов устанавливают прижимные планки, после чего
сжимают пиломатериалы с помощью прижимных планок с обеспечением влагоизоляции
соединенных пластей; во второй части любого цикла освобождают прижимные планки,
извлекают прокладки порядно вдоль пиломатериалов и устанавливают каждый их ряд
после нечетных, начиная с первого, вертикальных рядов пиломатериалов, причем между
извлечением и установкой последнего ряда прокладок пиломатериалы последнего вертикального ряда маркируют и извлекают из контейнера, затем отжимают пиломатериалы от
стоек контейнера с обеспечением зазоров больше толщины пиломатериалов, после чего
устанавливают на эту часть цикла в образованные зазоры извлеченные пиломатериалы,
каждый на свой уровень по высоте контейнера, формируя таким образом временный первый вертикальный ряд пакетов, после чего сжимают пиломатериалы с помощью прижимных планок с обеспечением влагоизоляции соединенных пластей; в первой части любого
следующего цикла после освобождения прижимных планок извлекают первый ряд прокладок и возвращают перемещенные ранее пиломатериалы последнего ряда на первоначальные места у прижимных планок, устанавливают извлеченный ряд прокладок после
второго ряда пиломатериалов, последующие извлеченные ряды прокладок – после каждого следующего четного ряда пиломатериалов, после чего сжимают пиломатериалы с помощью прижимных планок с обеспечением влагоизоляции соединенных пластей.
9. Способ по п. 8, отличающийся тем, что в любой части цикла соединяют для влагоизоляции одноименные по выпиловке, наружные либо внутренние, пласти каждого пиломатериала.
Способ относится к деревообрабатывающей промышленности и может быть использован, например, при производстве мебели или строительных материалов.
Известны способы сушки пиломатериалов (атмосферной, искусственной или их комбинации) путем обеспечения подвода к ним тепла и отвода выходящей из них влаги [1, с. 5-6].
Недостатком этих способов являются значительные напряжения и внутренние деформации,
возникающие с момента начала удаления связанной влаги вследствие градиента влагосодержания поперек пиломатериала. Они приводят к возникновению трещин на поверхностях либо внутри пиломатериалов [1, с. 96-101].
Известен способ сушки пиломатериалов, когда, с целью предотвращения развития
опасных для целостности древесины внутренних напряжений, снижения градиента влагосодержания по сечению сортимента достигают, увлажняя сушильный агент за счет испарения конденсата при контакте последнего с калориферной трубой [2]. Недостатком
данного способа является то, что при этом расходуется дополнительная энергия на испарение конденсата и повышается за счет поступления из сушильного агента влагосодержание наружных слоев пиломатериалов, на сушку которых уже была затрачена энергия.
Кроме того, при данном способе из-за плохой теплоизоляции высушиваемых материалов
от внешней среды возрастают энергозатраты на дополнительный подогрев материала.
Известен также способ сушки пиломатериалов в камерной сушилке периодического
действия путем тепловлагообработки пиломатериалов, при котором снижения их растрескивания и коробления достигают за счет промежуточных тепловлагообработок при по3
BY 10717 C1 2008.06.30
вторных циклах подачи насыщенного пара, чередующейся с подачей воздуха (мягкий режим), при необходимости осуществляя кондиционирующую тепловлагообработку пиломатериалов [3]. Недостатком данного способа является значительное превышение энергозатрат
по сравнению с потребными, исходя из разности начальной и конечной влажности пиломатериалов.
Известны способы сушки пиломатериалов с помощью ТВЧ- и СВЧ-излучения [1, с. 13-14,
с. 385-386; 4], при которых вследствие объемного нагрева древесины градиенты влагосодержания и связанные с ними внутренние напряжения существенно уменьшаются (сушка
при диатермическом нагреве). Недостатком указанных способов является значительная
стоимость и сложность оборудования, его низкие КПД и производительность.
Известен способ подготовки древесины для сушки, при котором обеспечивается перераспределение влагосодержания по сечению пиломатериалов в процессе сушки с целью
предотвращения трещинообразования за счет того, что предварительно проводят частичную влагоизоляцию поверхностей пиломатериалов: закрывают торцы, а также внутренние
и внешние пласти пиломатериалов водным эмульсионным веществом, обладающим адгезией с сырой древесиной [5]. Недостатком данного способа является то, что он применим
только к брусьям, для которых, как правило, наличие после сушки значительных поверхностей, покрытых трудноудаляемым эмульсионным веществом не является отрицательным фактором.
Наиболее близким к описываемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату, а именно: сушка пиломатериалов путем обеспечения подвода к ним
тепла, отвода выходящей из них влаги и частичной влагоизоляции их поверхностей с целью предотвращения их коробления, недопущения возникновения и развития в них трещин - является способ сушки досок по патенту РФ [6], принятый за прототип. В этом
способе доски располагают вертикально, осуществляют побудительную циркуляцию воздуха снизу вверх вдоль пластей и кромок (ребер) досок, при этом закрывают перед сушкой
торцы и части пластей досок водным эмульсионным веществом, обладающим адгезией с
сырой древесиной. Недостатком способа является то, что после сушки затруднена механическая обработка пиломатериалов (строгание, шлифование и т.п.) из-за сохранения влагоизоляции даже после окончания процесса.
Задачей изобретения является предотвращение коробления пиломатериалов и недопущение возникновения и развития в них трещин за счет снижения напряжений и деформаций в древесине в течение сушки.
Поставленная задача решается следующим образом. По первому варианту способа
сушки пиломатериалов, преимущественно досок, частично влагоизолируют их поверхности, подводят к ним тепло, отводят выходящую из них влагу, при этом в процессе удаления связанной влаги поочередно влагоизолируют пласти пиломатериалов, находящихся в
сходных условиях сушки, сушку проводят циклами, в первой части любого цикла одни из
пластей пиломатериалов закрывают влагоизолирующими материалами, оставляя противолежащие пласти открытыми, во второй части того же цикла ранее закрытые пласти открывают, а ранее открытые закрывают влагоизолирующими материалами, проводят, как
правило, более одного цикла, при этом последний цикл может быть неполным; в качестве
влагоизолирующих материалов для высушиваемых пиломатериалов используют высушиваемые пиломатериалы таких же сортимента и размеров, при этом пиломатериалы соединяют для влагоизоляции в первой части любого цикла попарно одними пластями, а во
второй части того же цикла - тоже попарно противолежащими соединенным в первой части цикла пластями, в первой части следующего цикла пиломатериалы соединяют теми
пластями, что в первой части предыдущего цикла, и действуют аналогично до завершения
процесса сушки; в любой части цикла закрывают влагоизолирующим материалом одноименные по выпиловке, наружные либо внутренние, пласти каждого пиломатериала.
4
BY 10717 C1 2008.06.30
По второму варианту способа сушки пиломатериалов, преимущественно досок, частично влагоизолируют их поверхности, подводят к ним тепло, отводят выходящую из них
влагу, при этом в процессе удаления связанной влаги поочередно влагоизолируют пласти
пиломатериалов, находящихся в сходных условиях сушки, сушку проводят циклами, в
первой части любого цикла одни из пластей пиломатериалов закрывают влагоизолирующими материалами, оставляя противолежащие пласти открытыми, во второй части того
же цикла ранее закрытые пласти открывают, а ранее открытые закрывают влагоизолирующими материалами, проводят, как правило, более одного цикла, в качестве влагоизолирующих материалов для высушиваемых пиломатериалов используют высушиваемые
пиломатериалы таких же сортимента и размеров, при этом первую часть любого цикла,
последний из которых может быть неполным, осуществляют в пакетном штабеле, при
этом формируют пакеты, содержащие по два пиломатериала, соединенные пластями для
влагоизоляции последних, для осуществления второй части того же цикла разбирают
упомянутый штабель и укладывают аналогичный, при этом формируют пакеты из пар пиломатериалов таким образом, что пласти пиломатериалов в пакетах, которые были соединены для влагоизоляции в первой части цикла, становятся внешними в пакетах во второй
части цикла и наоборот - пласти, которые были открытыми в первой части цикла, соединяют для влагоизоляции во второй части цикла, для осуществления первой части следующего цикла разбирают данный штабель и укладывают следующий, аналогично меняя
влагоизолированные пласти, и действуют так до завершения процесса сушки; в любой
части цикла соединяют для влагоизоляции одноименные по выпиловке, наружные либо
внутренние, пласти каждого пиломатериала.
По третьему варианту способа сушки пиломатериалов, преимущественно досок, частично влагоизолируют их поверхности, подводят к ним тепло, отводят выходящую из них
влагу, при этом в процессе удаления связанной влаги поочередно влагоизолируют пласти
пиломатериалов, находящихся в сходных условиях сушки, сушку проводят циклами, в
первой части любого цикла одни из пластей пиломатериалов закрывают влагоизолирующими материалами, оставляя противолежащие пласти открытыми, во второй части того
же цикла ранее закрытые пласти открывают, а ранее открытые закрывают влагоизолирующими материалами, проводят, как правило, более одного цикла, в качестве влагоизолирующих материалов для высушиваемых пиломатериалов используют высушиваемые
пиломатериалы таких же сортимента и размеров, при этом первую и вторую части любого
цикла, последний из которых может быть неполным, осуществляют в контейнере, укладывая пиломатериалы вплотную к его стойкам на каждый ряд горизонтальных полок
кромкой вниз, пакетами из двух пиломатериалов, соединенных пластями для влагоизоляции последних, в каждом, на каждый из пакетов пиломатериалов укладывают сверху,
кромками на кромки, до заполнения всех полок по высоте контейнера, следующие пакеты
из пар соединенных пиломатериалов таких же сортимента и размеров, после формирования таким образом вертикального ряда пакетов устанавливают прокладки, после чего
формируют аналогично второй и последующие вертикальные ряды пакетов, устанавливая
за каждым из них прокладки, за последним вертикальным рядом пакетов устанавливают
прижимные планки, после чего сжимают пиломатериалы с помощью прижимных планок с
обеспечением влагоизоляции всех соединенных пластей; в любой части цикла соединяют
для влагоизоляции одноименные по выпиловке, наружные либо внутренние, пласти каждого пиломатериала.
По четвертому варианту способа сушки пиломатериалов, преимущественно досок,
частично влагоизолируют их поверхности, подводят к ним тепло, отводят выходящую из
них влагу, при этом в процессе удаления связанной влаги поочередно влагоизолируют
пласти пиломатериалов, находящихся в сходных условиях сушки, сушку проводят циклами, в первой части любого цикла одни из пластей пиломатериалов закрывают влагоизолирующими материалами, оставляя противолежащие пласти открытыми, во второй части
5
BY 10717 C1 2008.06.30
того же цикла ранее закрытые пласти открывают, а ранее открытые закрывают влагоизолирующими материалами, проводят, как правило, более одного цикла, в качестве влагоизолирующих материалов для высушиваемых пиломатериалов используют высушиваемые
пиломатериалы таких же сортимента и размеров, при этом первую и вторую части любого
цикла, последний из которых может быть неполным, осуществляют в контейнере, для чего в первой части первого цикла укладывают пиломатериалы вплотную к его стойкам на
каждый ряд горизонтальных полок кромкой вниз, пакетами из двух пиломатериалов, соединенных пластями для влагоизоляции последних, в каждом, на каждый из пакетов пиломатериалов укладывают сверху, кромками на кромки, до заполнения всех полок по высоте
контейнера, следующие пакеты из пар соединенных пиломатериалов таких же сортимента
и размеров, после формирования таким образом вертикального ряда пакетов устанавливают прокладки, после чего формируют аналогично второй и последующие вертикальные
ряды пакетов, устанавливая за каждым из них прокладки, за последним вертикальным рядом пакетов устанавливают прижимные планки, после чего сжимают пиломатериалы с
помощью прижимных планок с обеспечением влагоизоляции всех соединенных пластей;
во второй части любого цикла освобождают прижимные планки, извлекают прокладки
порядно вдоль пиломатериалов и устанавливают каждый их ряд после нечетных, начиная с
первого, вертикальных рядов пиломатериалов, причем между извлечением и установкой
последнего ряда прокладок пиломатериалы последнего вертикального ряда маркируют и
извлекают из контейнера, затем отжимают пиломатериалы от стоек контейнера с обеспечением зазоров больше толщины пиломатериалов, после чего устанавливают на эту часть
цикла в образованные зазоры извлеченные пиломатериалы, каждый на свой уровень по
высоте контейнера, формируя таким образом временный первый вертикальный ряд пакетов, после чего сжимают пиломатериалы с помощью прижимных планок с обеспечением
влагоизоляции соединенных пластей; в первой части любого следующего цикла после освобождения прижимных планок извлекают первый ряд прокладок и возвращают перемещенные ранее пиломатериалы последнего ряда на первоначальные места у прижимных
планок, устанавливают извлеченный ряд прокладок после второго ряда пиломатериалов,
последующие извлеченные ряды прокладок - после каждого следующего четного ряда пиломатериалов, после чего сжимают пиломатериалы с помощью прижимных планок с
обеспечением влагоизоляции соединенных пластей; в любой части цикла соединяют для
влагоизоляции одноименные по выпиловке, наружные либо внутренние, пласти каждого
пиломатериала.
Для изложения физической сути предлагаемого изобретения рассмотрим процесс возникновения напряженно-деформированного состояния в пиломатериале при обеспечении
подвода к нему тепла и отвода выходящей из него влаги (например, в случае естественной
либо конвективной сушки), что обусловлено неравномерным распределением влажности
по объему пиломатериала; при этом максимальный градиент влагосодержания будет по
толщине материала. Не будем учитывать анизотропию строения древесины, для упрощения положим также, что перемещение влаги в материале происходит только по его толщине [1, с. 144, 150-153]. Это справедливо, когда длина l и ширина b пиломатериала
значительно больше его толщины h. В случае доски, при l >> b > 2h, мы обычно имеем
достаточно хорошее приближение к этому условию. Для бруска, у которого l >> b ≤ 2h,
это тем вернее, чем больше отношение площади пласти пиломатериала (l × b) к площади
его кромки (l × h), т.е. чем больше единицы отношение b/h.
В начальный момент процесса сушки еще нет усушки, и напряжения в материале отсутствуют. Когда влажность поверхностных слоев опустится ниже предела насыщения
(т.е. начнется удаление связанной влаги), эти слои будут стремиться к усушке. Однако это
стремление не может реализоваться или реализуется не полностью вследствие противодействия внутренних слоев, усушка которых еще не началась. Поэтому действительный
размер поверхностных слоев больше их номинального размера (т.е. размера, соответст6
BY 10717 C1 2008.06.30
вующего реальной их, уменьшившейся, влажности) и, следовательно, они испытывают
растягивающие напряжения. Внутренние слои, действительный размер которых меньше
первоначального размера (из-за воздействия усыхающих поверхностных слоев), испытывают напряжения сжатия.
Если бы древесина была идеально упругим материалом, внутренние напряжения, появившиеся в ней на первой стадии процесса, в дальнейшем уменьшались бы по мере
уменьшения перепада влажности и, наконец, исчезли бы при окончательном выравнивании влажности. В действительности происходит иначе. Напряжения в древесине исчезают
на некотором промежуточном этапе процесса, а затем, в конце сушки, возрастают, изменив свой знак. Причина этого - развитие в древесине остаточных деформаций. Возникновение остаточных деформаций характерно для древесины, длительно находящейся под
напряжением, даже при ее стабильном влажностном состоянии. Но, кроме того, при высыхании напряженной древесины в ней происходит перерождение упругих деформаций в
остаточные.
В начальной стадии процесса, когда влажная нагретая древесина обладает повышенной податливостью, в поверхностных слоях под влиянием действующих в них растягивающих напряжений возникают остаточные деформации удлинения, а во внутренних
слоях, наоборот, остаточные деформации укорочения. В результате в конце процесса
усадка на поверхности окажется меньше, чем усадка внутри сортимента. Другими словами, номинальный размер поверхностных слоев будет больше номинального размера внутренних слоев, и в древесине появятся сжимающие напряжения вблизи поверхности и
растягивающие напряжения внутри.
Если внутренние напряжения в той или иной точке по объему сортимента достигнут
предела прочности, то произойдет разрушение материала. Разрушение проявляется в виде
разрыва тканей (растрескивания) в зоне действия растягивающих напряжений, т.е. в первой
стадии процесса - на поверхности, а в конечной стадии - внутри сортимента [8, с. 95-97].
Таким образом, причиной внутренних напряжений в материале (при влагосодержании
ниже равновесного для данной температуры материала) является наличие градиента влаги. Чем он выше, тем больше возникающие напряжения и остаточные деформации в теле.
Поэтому с целью уменьшения напряжений в материале необходимо вести сушку так, чтобы в нем не возникало больших градиентов влаги. Если естественная либо конвективная
сушка материала происходит с двух сторон (как в представленном примере), то в результате малой влагопроводности материала наибольшая влажность будет сохраняться внутри
(в центре) материала. И равномерность (или неравномерность) удаления ее из центра будет определяться массообменными свойствами материала. Известно, что чем меньше коэффициент массопроводности, тем больше перепад влагосодержания по материалу.
Поскольку ощутимо увеличить коэффициент массопроводности, как правило, сложно, желательно с целью выравнивания влагосодержания по образцу оказать воздействие именно
на центральные слои пиломатериала.
Для этого можно, например, разрезать пиломатериал по плоскости симметрии и воздействовать на открытые теперь центральные сечения с целью уменьшения вблизи этих
поверхностей влажности древесины. Однако такой способ приводит к нарушению целостности объекта сушки, что обычно недопустимо. Но идея разделить для снижения градиентов влажности пиломатериал по его наибольшей плоскости симметрии, т.е. сделать из
одного объекта два, может быть использована для первоначально двух одинаковых объектов
(одного типоразмера), соединенных на начальном этапе сушки наибольшими поверхностями (пластями). Отметим, что с учетом симметрии составной конструкции на соединенных поверхностях будет отсутствовать массообмен. Поэтому того же результата можно
добиться, если обрабатываемый объект не соединять с другим, а просто влагоизолировать
при сушке одну из наибольших его поверхностей.
7
BY 10717 C1 2008.06.30
Рассмотрим более детально, что происходит с полем влажности при подводе тепла к
поверхности материала. Вследствие разности величин химического потенциала водяного
пара в материале и газовой среде, окружающей его, влага будет уходить из объекта в газовую среду. Однако в связи с тем, что коэффициент массопроводности (диффузии) небольшой и зависит от температуры и влагосодержания, в материале будет возникать
градиент влагосодержания. Минимальная влажность будет на поверхности, в месте контакта с газовой средой (агентом сушки), а максимальная - в центре материала, наиболее
удаленном от внешней поверхности.
Если удалять влагу из плоскости симметрии (например, разрезав материал по этой
плоскости), то начнет создаваться новый градиент влагосодержания, где опять минимальная влажность будет на поверхности, а максимальная - внутри материала, толщина которого наполовину меньше. Таким образом, максимальное значение влагосодержания все
время будет уходить вглубь материала (да и разрезать пиломатериал, как правило, нежелательно). Однако местоположением максимального влагосодержания в материале и его
величиной можно управлять, располагая его в необходимом для нас месте. Если в процессе сушки изолировать одну из наибольших поверхностей пиломатериала, то ясно, что
максимальное значение влагосодержания будет именно на ней. Открывая ранее изолированную поверхность и закрывая ранее открытую, ей противолежащую, можно управлять
распределением влаги в материале, в частности, местонахождением его максимальной величины, а также добиваться минимального его градиента. А управляя распределением
влаги в материале, можно управлять и напряженно-деформационным состоянием в нем и,
тем самым, добиваться минимальных напряжений и деформаций в ходе сушки и остаточных
напряжений в конце сушки, так как они зависят именно от напряженно-деформационного
состояния в процессе сушки.
Рассмотрим, как будет перераспределяться влага в материале при направленном воздействии влагоизолирующих объектов на высушиваемые пиломатериалы. Изолируем одну поверхность материала, а другую оставим открытой. Тогда, как уже отмечалось, влага
будет удаляться с поверхности материала в газовую среду. К самой поверхности она будет
поступать из глубины материала в газообразной и жидкой фазах. В материале будет формироваться неоднородное распределение влаги. В результате зависимости размеров материала от влагосодержания (при удалении связанной влаги), с уменьшением влагосодержания
размеры материала будут сокращаться. Различное влагосодержание по толщине (поперек
пиломатериала) приведет к неравномерному сокращению материала на разных расстояниях от поверхности. А это, как уже было показано, вызовет не допущенные деформации и
напряжения в материале. Однако если не допускать значительных перепадов влажности
между слоями пиломатериала, то и напряжения будут незначительными, а, следовательно,
развиваемые остаточные деформации - малыми, либо вообще будут отсутствовать. С целью предотвращения нарастания напряжений в материале влагоизолируем теперь поверхность испарения, а поверхность, которая была влагоизолирована, сделаем доступной для
сушки (т.е. уберем влагоизоляцию). Тогда с изолированной поверхности влага испаряться
не будет и влажность материала вблизи поверхности не будет уменьшаться. А там, где
влагосодержание было максимальным в результате предшествующего этапа сушки, оно
начнет падать, тем самым уменьшая максимальный перепад влагосодержания в материале.
Это приведет к понижению напряжений и недопущенных усадок в материале. Одновременно с этим, так как влагосодержание пиломатериала в слоях, близких к ранее открытой,
а теперь изолированной пласти будет выше, чем на самой этой изолированной пласти,
влага будет поступать к ранее высушенной поверхности, что дополнительно будет приводить к выравниванию влагосодержания по всему образцу. Этот второй механизм аналогичен
способу искусственного снятия напряжений, когда поверхность материала обрабатывается
влагой для снятия уже созданных напряжений. Единственное отличие заключается в том,
что это специальная процедура и подвод влаги к материалу осуществляется извне. В
8
BY 10717 C1 2008.06.30
нашем случае это не является отдельным этапом обработки материала, и влага поступает
из более влажных мест материала, а не искусственно подводится извне. Таким образом,
выравнивание влагосодержания происходит как за счет удаления влаги из мест максимального ее скопления, так и за счет перераспределения ее по образцу. Отметим, что перераспределение влаги по образцу изменяет реологию материала. Так, увлажнение
высушенной поверхности делает ее податливее, что дополнительно приводит к снятию
напряжений в материале. Через некоторое время сушки неоднородность изменения влаги
в материале станет минимальной (а при соответствующим образом подобранном режиме
может и вообще исчезнуть, т.е. в материале установится на время равномерное распределение), после чего градиент влагосодержания изменит знак. Изменятся и знаки напряжений в материале, т.е. там, где материал сжимался, будет растяжение, а где растягивался,
будет сжатие. Это противоположное воздействие также дает положительный эффект, так
как позволяет компенсировать ранее осуществлявшееся воздействие. Так, при приложении нагрузки растяжения одновременно с этим начинают формироваться остаточные деформации растяжения, а когда знак меняется, и появляются напряжения сжатия, то
формируются остаточные деформации сжатия, которые компенсируют первые. Далее, после некоторого времени сушки (определяемого конкретными условиями: скоростью сушки, допустимыми напряжениями в материале или требованиями к конечному продукту),
производят смену изолированных и открытых поверхностей. После чего все описанные
процессы повторятся заново. Процесс будет проводиться за конечное число циклов с конечными промежутками времени. Поэтому ясно, что полностью избавиться от напряжений и деформаций не удастся. Однако их можно свести к минимуму, т.е. обеспечить
практически бездефектную сушку пиломатериала. Таким образом, в предлагаемом способе для предотвращения коробления пиломатериалов, недопущения возникновения и развития в них трещин, решается задача снижения напряжений и деформаций в древесине в
течение сушки посредством уменьшения градиентов влагосодержания в пиломатериалах в
процессе сушки за счет чередования влагоизолируемых пластей пиломатериалов.
Отметим, что процесс циклической смены влагоизолированных пластей похож на традиционный процесс циклической смены режима сушки. Однако в нашем случае параметры агента сушки (температура, влажность, скорость) могут не меняться. В этом и
заключается отличие: смена режима в предлагаемом способе проводится не за счет параметров агента сушки, а путем чередования обдува поверхности агентом сушки и ее изоляции. Поскольку момент завершения сушки может определяться различными критериями,
например, заданной конечной влажностью пиломатериалов, последний цикл смены влагоизолированных пластей может быть неполным.
С целью предотвращения развития опасных градиентов влагосодержания по толщине
материала следует вести сушку с такой скоростью удаления влаги, при которой она перераспределяется по толщине материала без образования критических максимумов влагосодержания внутри сортимента. Таким образом, массообменный критерий Био не должен
превышать некоторой критической величины, определяемой конкретными условиями
процесса.
В качестве влагоизолирующих материалов для пиломатериалов могут использоваться
термостойкие пленки, например полиэтиленовые; пластины из пластмасс, композитов или
металлов необходимых размеров либо специальные жесткие профили, желательно из
алюминиевых сплавов с защитными покрытиями. Нами предлагается использование при
сушке в качестве влагоизолирующих материалов самих пиломатериалов, преимущественно
такого же поперечного сечения и длины, или, иными словами, таких же сортимента и размеров или типоразмера, как и высушиваемые. Существенным преимуществом использования
пиломатериалов, подвергаемых сушке по предлагаемому способу, как влагоизолирующих
друг для друга, по сравнению с влагоизоляцией вышеназванными специальными материалами, является отсутствие дополнительных тепловых затрат на нагревание этих материа9
BY 10717 C1 2008.06.30
лов, а также увеличение доли объема высушиваемых пиломатериалов в общем объеме
штабеля или контейнера.
Чем ближе начальные характеристики пиломатериалов, которые будут использоваться
для влагоизоляции друг друга, тем меньше будут массовые потоки влаги через поверхность контакта их пластей, т.е. тем точнее будет выполняться условие их влагоизоляции.
Поскольку при сушке рядом расположенных пиломатериалов с близкими начальными
параметрами и граничными условиями профили влажности в них будут похожи, будет
примерно равным и влагосодержание вблизи их открытых пластей, поэтому при необходимости смены влагоизолированных поверхностей логично соединить вместе ранее открытые пласти находящихся рядом пиломатериалов, что опять обеспечит удовлетворительное
выполнение условия малости массовых потоков через поверхность контакта, т.е. условия
влагоизоляции соединенных пластей. Аналогично бывшие ранее соединенными пласти, у
которых влажность вблизи поверхностей, если и разнилась незначительно, то выровнялась
за первую фазу сушки, находясь открытыми в сходных условиях, и в дальнейшем будут
близки по влагосодержанию, поэтому при необходимости следующей смены влагоизолированных пластей опять при их уже втором контакте будет удовлетворительно выполняться
условие влагоизоляции, причем на более низком уровне влагосодержания, т.е. с уменьшением возможной его разности на границе, определяющей интенсивность массообмена. Таким
образом, поочередная смена влагоизолированных поверхностей находящихся в сходных
условиях сушки пиломатериалов за счет их соединения то одними, то другими пластями
позволяет эффективно использовать предложенный механизм выравнивания влагосодержания в пиломатериалах, а следовательно предотвращает трещинообразование, обеспечивает снижение напряжений и деформаций при сушке.
В производстве пиломатериалов, предназначенных для изготовления особо ответственных деталей целесообразно производить формирование либо маркировку высушиваемых
совместно пиломатериалов непосредственно возле участка распиловки бревен. Пакеты
составляют, как правило, из пар, подобранных по породе древесины, сходной выпиловки
(т.е. ориентации сечения пиломатериала относительно сечения распиливаемого бревна),
определяемой текстурой пластей, при этом в случае выраженного смещения сечения
пиломатериалов относительно центра бревна, т.е. при возможности идентификации наружных (более отдаленных от сердцевины бревна) и внутренних (менее отдаленных от
сердцевины) пластей пиломатериалов, соединяют их в пакет одинаковыми пластями: наружными или внутренними для обоих пиломатериалов. Последнее условие связано с анизотропией древесины, учет которой в данном случае может способствовать достижению
технического результата изобретения. Коэффициент влагопроводности древесины в радиальном направлении (по нормали к годовым кольцам) арад выше, чем в тангенциальном
направлении (по касательной к ним же) атан, их отношение составляет, по крайней мере
для хвойных пород, кх = арад/атан = 1,25 [9, с. 43-46]. При прочих равных условиях потоки
влаги с наружных пластей будут несколько выше, чем с внутренних, поскольку доля тангенциальной составляющей во влагопереносе (в силу геометрии годовых колец) у наружной
пласти ниже. Поэтому в случае, когда можно идентифицировать наружные и внутренние
пласти пиломатериалов, для лучшего приближения к условию влагоизоляции соединенных пластей при поочередном их соединении по предлагаемому изобретению, а
следовательно - для большего эффекта от его применения - целесообразно соединять пиломатериалы в парах одноименными (наружными или внутренними для каждого из пиломатериалов) пластями. При близких параметрах агента сушки и условиях обдувания им
всех пиломатериалов в штабеле либо контейнере, для единообразия распределений влагосодержания в пиломатериалах, целесообразно соединять все пары однотипно (например,
при первой укладке - все наружными пластями наружу). В контейнере, где пары в течение
цикла меняются, это условие является необходимым по крайней мере в пределах одной
полки контейнера.
10
BY 10717 C1 2008.06.30
Таким образом, при сушке по предлагаемому способу новым является то, что частичную влагоизоляцию пиломатериалов проводят с началом удаления из пиломатериалов
связанной влаги поочередно для противолежащих пластей каждого пиломатериала, причем цикл действий, в первой части которого одни из пластей пиломатериалов закрывают
влагоизолирующими материалами, оставляя противолежащие пласти открытыми, а во
второй части которого ранее закрытые пласти открывают, а ранее открытые закрывают
влагоизолирующими материалами, выполняют по меньшей мере один раз, при этом последний цикл может быть неполным.
Новым также является то, что в качестве влагоизолирующих материалов для высушиваемых пиломатериалов используют высушиваемые пиломатериалы таких же сортимента
и размеров (или типоразмера) и близкой влажности.
Кроме того, новым является то, что пиломатериалы соединяют для влагоизоляции в
первой части любого цикла действий попарно одними пластями, а во второй части того же
цикла действий - тоже попарно противолежащими бывшим соединенными в первой части
цикла пластями.
Также новым является то, что при возможности идентификации наружных и внутренних (по выпиловке) пластей пиломатериалов в любой части цикла действий закрывают
влагоизолирующим материалом одноименные по выпиловке пласти.
Пиломатериалы по предлагаемому способу можно сушить непосредственно пакетами
из их пар, как, например, в [4], где пакет из двух досок связывают перед подачей в окно
СВЧ-печи капроновыми или стеклянными нитями. Однако более рационально производить сушку пакетов в штабелях [1-3] или контейнерах [7].
Штабель используют как при естественной, так и при искусственной сушке и формируют, в принципе, одинаково [1, с. 304-309, с. 362-366]. Первый ряд пиломатериалов
укладывают на нижние прокладки (прогоны), размещаемые на фундаментных опорах
(естественная сушка), либо на подштабельные балочки. В последующих рядах укладывают
пиломатериалы над пиломатериалами первого ряда, чередуя эти ряды перпендикулярно
располагаемыми рядами прокладок, которые также располагают строго друг над другом, с
шагом, зависящим от породы и типоразмеров пиломатериала. В рядовом штабеле прокладки укладывают после каждого ряда пиломатериалов, в пакетном - через два и более
ряда. Рядовой штабель, как правило, укладывают с зазорами (шпациями) между кромками
пиломатериалов. Как правило, пиломатериалы в штабеле не перекладывают, при комбинированной сушке после удаления в естественных условиях всей свободной и части связанной влаги досушивание материала проводят в другом штабеле, обычно меньших
габаритов по ширине. Обычно с целью предотвращения коробления пиломатериалов, находящихся в верхних рядах штабеля применяется прижатие верха штабеля [1, с. 316-317].
Сушку по предлагаемому способу осуществляют в последовательно укладываемых
одинаковых по геометрии пакетных штабелях из пиломатериалов одного типоразмера или
сортимента и близкой влажности. Перекладывание материала после каждой части цикла
целесообразно проводить так, как описано в примере сушки по второму варианту. Отметим, что при этом дополнительно к техническому результату изобретения достигается более равномерное по объему пиломатериалов его высушивание, так как пиломатериалы,
находящиеся в первой части цикла в верхней части штабеля, во второй части цикла попадают в нижние ряды и наоборот. Тем самым компенсируется некоторая неоднородность
условий сушки по высоте штабеля [1, с. 308].
Эффективность изобретения зависит от отношения ширины и толщины пиломатериалов. Чем меньше величина b/h, тем сильнее сказываются краевые эффекты (выход влаги
через кромки пиломатериалов). Поэтому пары пиломатериалов с размерами поперечного
сечения одного порядка целесообразно укладывать в штабели или на полки контейнеров
без шпаций либо в пакеты из нескольких пар, таким образом, чтобы суммарная ширина
пакета была примерно на порядок больше толщины высушиваемых пиломатериалов. В
11
BY 10717 C1 2008.06.30
этом случае доля массовых потоков влаги через кромки уменьшается, и поля влагосодержания
по ширине каждого пиломатериала выравниваются. Кромки крайних пиломатериалов в
пакетах целесообразно для снижения процента брака дополнительно влагоизолировать.
Укладывание пиломатериалов без шпаций известно [1, с. 309; 8, с. 134]. Однако в предлагаемом способе сушки этот признак использован в совокупности с признаками поочередной влагоизоляции пластей пиломатериалов, с учетом особенностей перераспределения
выводимой из пиломатериалов влаги. Только при таком сочетании существенных признаков может быть решена поставленная задача для пиломатериалов с размерами поперечного сечения одного порядка.
Сушку по изобретению можно осуществлять в контейнере, где пиломатериалы укладывают парами (пакетами из пар) на горизонтальные полки кромками вниз. При большом
расстоянии между полками контейнера можно осуществлять сушку пиломатериалов без
шпаций. В этом случае на верхние кромки пиломатериалов в пакетах, опирающихся непосредственно на полки, укладывают следующие пакеты, до заполнения пространства до
вышестоящих полок, прокладки устанавливают после заполнения каждого вертикального
ряда пакетами из пар пиломатериалов, а загрузив весь контейнер, сжимают пиломатериалы с помощью прижимных планок для обеспечения влагоизоляции соединенных пластей,
в том числе - и в процессе усушки пиломатериалов. В этом случае движение сушильного
агента осуществляется предпочтительно снизу вверх. После проведения одной части цикла пиломатериалы в контейнере освобождают и меняют влагоизолированные пласти пар
пиломатериалов, допустим, как описано в примере сушки по третьему варианту. После
смены влагоизолированных пластей сжимают пиломатериалы с помощью прижимных
планок для обеспечения влагоизоляции соединенных пластей, в том числе - в процессе
усушки, в другой части этого цикла.
Сушка в контейнере по заявляемому способу может быть организована при смене пар
(т.е. не сохранении постоянных пар) пиломатериалов, являющихся влагоизолирующими
друг для друга. Если пиломатериалы на одной полке контейнера близки по своим начальным свойствам (из одной породы древесины, с близкой начальной влажностью и т.п.), то
при вертикальной подаче агента сушки влажность древесины на внешних пластях пиломатериалов в пакетах перед сменой влагоизолированных поверхностей в пределах одной
полки будет примерно одинаковой, поэтому не принципиально, с одним и тем же из соседей будет образовывать пакет конкретный пиломатериал или то с левым, то с правым из
них. Поэтому добиваясь влагоизоляции заданных пластей сочетанием меняющихся пар,
находящихся в схожих условиях, можно достичь примерно такого же эффекта, как и при
постоянных парах пиломатериалов. Остающийся без пары крайний пиломатериал с одной
из сторон контейнера логично соединить с таким же пиломатериалом с другой стороны,
поскольку даже при наличии краевых эффектов в распределении параметров агента сушки
(т.е. условий подвода тепла и отвода влаги), эти эффекты будут примерно одинаковы
вблизи первых и последних пиломатериалов на одной полке.
Примеры осуществления заявляемого способа сушки.
По варианту 1 необходимые для строительной индустрии доски или бруски (например, с h ~> 80 мм) одинаковой длины и толщины, но произвольной ширины, допустим, в
интервале 120 ~< b ~< 300 мм, высушенные до влажности 30 %, укладывают для атмосферной сушки одинаковыми по выпиловке пластями, как правило, без шпаций, на горизонтальные поперечные полки (кронштейны) стеллажей, выполненных из стального уголка и
установленных под навесом. Уложенные таким образом на все полки по высоте стеллажа
пиломатериалы накрывают в один слой без зазоров листами влагоизолирующего материала
(например, пенопласта либо какого-либо рулонного пеноматериала толщиной до 10 мм).
На листы указанного материала укладывают над нижними рядами пиломатериалов верхние ряды пиломатериалов такой же длины и толщины, произвольной ширины, как правило, без шпаций, таким образом, чтобы контактирующие с влагоизолирующим материалом
12
BY 10717 C1 2008.06.30
пласти нижних и верхних рядов были одинаковыми по выпиловке, и ширина каждого
верхнего ряда была, по возможности, близка к ширине нижнего. Шаг горизонтальных
полок по длине стеллажа зависит от толщины пиломатериалов и должен обеспечить
незначительный их прогиб под собственным весом в процессе сушки. Эффективная влагоизоляция пластей пиломатериалов нижнего и верхнего рядов обеспечивается за счет деформации влагоизолирующего материала, рельеф поверхностей которого под весом
пиломатериалов верхнего ряда приближается к рельефу контактирующих с ним пластей.
В процессе заполнения стеллажа на нескольких пиломатериалах, причем - на обеих пластях устанавливают датчики влагомеров (например, иглы электровлагомеров), с помощью
которых определяется текущая влажность древесины. Атмосферную сушку за счет конвективных потоков сушильного агента (воздуха окружающей среды) проводят до достижения на внешних пластях пиломатериалов заданной для первой части цикла влажности.
После этого снимают с одной из полок стеллажа верхний ряд пиломатериалов и (при необходимости) влагоизолирующий материал и затем поворачивают каждый пиломатериал
нижнего ряда вокруг продольной оси на 180°. Если остаточные деформации влагоизолирующего материала невелики - накрывают перевернутые пиломатериалы нижнего ряда им
же, в противном случае используют новый. На слой влагоизолирующего материала укладывают снятые ранее пиломатериалы верхнего ряда, ориентируя их влагоизолированными
в первой части цикла пластями вверх. Производят аналогично смену влагоизолируемых
пластей на всех полках стеллажа, после чего проводят сушку пиломатериалов до заданной
для окончания первого цикла влажности на внешних пластях. Далее действуют аналогично, меняя влагоизолированные пласти до достижения заданного конечного процента
влажности по всему сечению пиломатериалов.
По варианту 2 доски для мебельного производства, подобранные парами по сходной
текстуре пластей после выпиловки из бревен и промаркированные, высушенные до влажности 30 %, укладывают в ряд на подштабельные балочки тележки, по одной из каждой
пары досок, все, например, внутренней (по выпиловке) пластью вниз со шпациями. На
каждую доску первого ряда укладывают парные им доски наружной (по выпиловке) пластью вниз. Таким образом, во всех образовавшихся пакетах из двух досок соединенными
(в рассматриваемом случае) оказываются их наружные пласти. На пакеты укладывают
через равные промежутки прокладки в количестве не меньшем, чем рекомендовано для
рядовых штабелей [1, с. 305-306]. Аналогично укладывают второй ряд пакетов, второй ряд
прокладок и т.д., пока не будет уложен весь штабель. В процессе формирования штабеля
на нескольких его досках, причем - на обеих пластях устанавливают датчики влагомеров
(например, иглы электровлагомеров, располагая на участке их установки между соединяемыми пластями электроизолирующую пленку), после чего закатывают тележку в сушильную
камеру и обеспечивают за счет движения сушильного агента подвод к пиломатериалам
тепла и отвод выходящей из них влаги.
Сушку проводят до достижения на внешних пластях пакетов заданной для первой части цикла влажности. После этого сушку приостанавливают, тележку выкатывают из сушильной камеры и приступают к перекладыванию пиломатериалов в новый штабель.
Осуществляют его в следующей последовательности, обеспечивающей сохранение подобранных пар и минимальную возможность ошибок при многократном повторении подобных действий. Верхние в каждом из пакетов пиломатериалы самого верхнего ряда
пакетов разбираемого штабеля укладывают на подштабельные балочки (при естественной
сушке - на нижние прокладки) формируемого штабеля пластью, располагавшейся внутри
пакета и являвшейся влагоизолированной, вниз, т.е. не переворачивая пиломатериал, затем нижние в каждом из пакетов пиломатериалы самого верхнего ряда пакетов разбираемого штабеля укладывают на пиломатериалы первого ряда формируемого штабеля,
сохраняя сложившиеся пары пиломатериалов, пластью, являвшейся в разбираемом штабеле открытой, вниз, т.е. также не переворачивая пиломатериал; после снятия верхних про13
BY 10717 C1 2008.06.30
кладок с разбираемого штабеля и установки их на первый ряд сформированных пакетов с
влагоизолированными внутри пластями производят дальнейшую разборку старого штабеля (для которого теперь верхним рядом пакетов является ряд, находившийся ранее под
убранными верхними прокладками) и взаимосвязанно-последовательную пакетную укладку нового штабеля аналогичным образом, пока не будет сформирован весь штабель. Во
время его формирования участки расположения датчиков влагомеров (игл электровлагомеров), попадающие между соединенными пластями, электроизолируют, а ранее установленную электроизоляцию удаляют.
После установки нового штабеля в сушильную камеру приостановленную сушку возобновляют и проводят до достижения заданной для второй части цикла влажности на
внешних пластях пакетов.
В следующих циклах действий формирование новых штабелей и приостановку процесса сушки проводят аналогично описанному. Завершают сушку после достижения заданного конечного процента влажности по всему сечению пиломатериалов.
По варианту 3 доски или бруски толщиной, например, больше 30 мм одинаковых сортимента и размеров, высушенные до влажности 30 %, укладывают вплотную к стойкам (в
дальнейшем - к прокладкам) на все горизонтальные полки контейнера, например, описанного в [7], пакетами из пар, соединенных одинаковыми по выпиловке для всех пакетов в
контейнере пластями, кромками вниз, по три пакета на полке в высоту (исходя из вертикального шага полок), после заполнения каждого вертикального ряда пакетами из пар
пиломатериалов, устанавливают прокладки, а загрузив весь контейнер, сжимают пиломатериалы с помощью прижимных планок для обеспечения влагоизоляции соединенных
пластей, в том числе - и в процессе усушки пиломатериалов. В процессе заполнения контейнера на нескольких его пиломатериалах, причем - на обеих пластях устанавливают
датчики влагомеров (например, иглы электровлагомеров, располагая на участке их установки между соединяемыми пластями электроизолирующую пленку). Помещают контейнер в сушильную камеру и обеспечивают движение сушильного агента, предпочтительно
снизу вверх. После достижения заданной для первой части цикла действий конечной
влажности на внешних пластях пиломатериалов контейнер выкатывают из сушильной камеры и меняют влагоизолированные пласти, например, следующим образом. Отодвинув
прижимные планки на расстояние, большее ширины пакета, снимают ближний к прижимной планке пиломатериал верхнего пакета одной из полок и ставят его на нее вплотную к
нижнему пакету, второй пиломатериал этого верхнего пакета ставят на полку в зазор между первым и прижимной планкой (сформировав из них новый нижний пакет). Дальний от
прижимной планки пиломатериал среднего пакета поднимают над ближним к ней, проносят над ним и устанавливают вплотную к прижимной планке на новый нижний пакет, после чего придвигают к нему второй пиломатериал старого среднего пакета, формируя
таким образом его новый вариант. Аналогично дальний от прижимной планки пиломатериал старого нижнего пакета становится ближним к ней пиломатериалом нового верхнего
пакета, вторым элементом которого после перемещения становится бывший с ним в паре
пиломатериал старого нижнего ряда (в результате описанных операций сохраняются пары
влагоизолирующих друг друга пиломатериалов и, кроме того, уменьшаются краевые эффекты от влагопотерь через кромки, поскольку внешние в одной части цикла кромки становятся внутренними в другой его части). Описанную процедуру проводят на остальных
полках контейнера, после чего перемещают до контакта с переформированным вертикальным рядом пакетов прокладки последнего продольного их ряда. В образовавшемся
увеличенном пространстве расположения пакетов пиломатериалов предпоследнего вертикального ряда проводят аналогичные процедуры (с заменой термина "прижимная планка"
на "прокладка перемещенного продольного ряда"), обеспечивающие смену соединенных
пластей во всех пакетах вертикального ряда, опять перемещают до переформированных
пакетов все прокладки продольного ряда (здесь - предпоследнего) и действуют аналогич14
BY 10717 C1 2008.06.30
но пока не будут переформированы все пакеты из пар пиломатериалов в контейнере. В
процессе переформирования участки расположения датчиков влагомеров (игл электровлагомеров), попадающие между соединенными пластями, электроизолируют, а ранее установленную электроизоляцию удаляют. Затем с помощью прижимных планок перемещают
все пиломатериалы к стойкам контейнера и поджимают их для обеспечения влагоизоляции соединенных пластей (в том числе - и в процессе усушки) в течение второй части
первого цикла. Помещают контейнер в сушильную камеру и обеспечивают движение сушильного агента, а после достижения заданной для первого цикла конечной влажности на
внешних пластях пиломатериалов контейнер вновь выкатывают из сушильной камеры.
Действуют аналогично, меняя влагоизолируемые пласти и помещая контейнер в сушильную камеру, до достижения заданного конечного процента влажности по всему сечению
пиломатериалов.
По варианту 4 доски одинаковых сортимента и размеров, высушенные до влажности
30 %, укладывают вплотную к стойкам (в дальнейшем - к прокладкам) на все горизонтальные полки контейнера, пакетами из пар, соединенных одинаковыми по выпиловке для
всех пакетов в контейнере пластями, кромками вниз, на каждый из пакетов досок укладывают сверху кромками на кромки, до заполнения полок по высоте контейнера, следующие
пакеты из пар досок таких же сортимента и размеров, после заполнения каждого вертикального ряда пакетами из пар досок, устанавливают прокладки, а загрузив весь контейнер, сжимают доски с помощью прижимных планок для обеспечения влагоизоляции
соединенных пластей, в том числе - и в процессе усушки досок. В процессе заполнения
контейнера на нескольких его пиломатериалах, причем - на обеих пластях устанавливают
датчики влагомеров (например, иглы электровлагомеров, располагая на участке их установки между соединяемыми пластями электроизолирующую пленку). Помещают контейнер в сушильную камеру и обеспечивают движение сушильного агента, предпочтительно
снизу вверх. После достижения заданной для первой части цикла действий конечной
влажности на внешних пластях досок контейнер выкатывают из сушильной камеры. Во
второй части первого и следующих циклов действий после отжатия прижимных планок и
уменьшения таким образом силы трения между досками и прокладками последние извлекают
порядно вдоль досок, начиная с ряда, ближайшего к стойкам контейнера, и устанавливают
их, раздвигая доски в пакетах за счет того, что нижние концы прокладок заострены, после
каждого нечетного, начиная с первого, вертикального ряда досок. Между извлечением и
установкой последнего ряда прокладок маркируют и извлекают из контейнера доски последнего вертикального их ряда, затем отжимают доски от стоек контейнера с помощью
предназначенных для этого отжимных планок до обеспечения зазоров больше толщины
досок, после чего устанавливают на эту часть цикла в образованные зазоры перед досками
первого вертикального их ряда извлеченные ранее доски, каждую на свой уровень по высоте контейнера, далее сжимают доски с помощью прижимных планок с обеспечением
влагоизоляции соединенных пластей, в частности - в процессе их усушки, закатывают
контейнер в сушильную камеру и обеспечивают движение сушильного агента. В первой
части второго и следующих циклов меняют влагоизолированные пласти таким образом.
Освобождают прижимные планки, извлекают первый ряд прокладок и возвращают перемещенные ранее доски последнего их ряда на первоначальные места у прижимных планок,
устанавливают извлеченный ряд прокладок после второго ряда досок, далее извлекают
прокладки порядно вдоль досок и устанавливают после каждого четного ряда досок, на
места, где они располагались перед любым предыдущим циклом действий, после чего
сжимают доски с помощью прижимных планок с обеспечением влагоизоляции соединенных
пластей. В процессе переформирования пакетов участки расположения датчиков влагомеров (игл электровлагомеров), попадающие между соединенными пластями, электроизолируют, а ранее установленную электроизоляцию удаляют. Завершают сушку после достижения
заданного конечного процента влажности по всему сечению досок в контейнере.
15
BY 10717 C1 2008.06.30
Источники информации:
1. Кречетов И.В. Сушка древесины. - М.: Лесная промышленность, 1980.
2. Патент РФ 2170896 С1, 2001.
3. А.с. СССР 1717916 А1, 1992.
4. Патент РФ 2066027 С1, 1996.
5. Патент РФ 2216443 С1, 2001.
6. Патент РФ 2191332 С1, 2002 (прототип).
7. Патент РБ 3230, 2000.
8. Серговский П. С. Гидротермическая обработка и консервирование древесины. - М.:
Лесная промышленность, 1987.
9. Шубин Г.С. Сушка и тепловая обработка древесины. - М.: Лесная промышленность,
1990.
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
16
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
198 Кб
Теги
by10717, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа