close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY 03576

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(19)
BY (11) 3576
(13)
C1
6
(51) F 26B 9/06,
(12)
F 26B 3/347
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ
КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
(54)
КАМЕРА ДЛЯ ИНДУКЦИОННОЙ СУШКИ ДРЕВЕСИНЫ
(21) Номер заявки: 970396
(22) 1997.07.21
(46) 2000.09.30
(71) Заявители: Чернышев
А.Г.,
"Белпатентсервис" (BY)
Предприятие
(72) Автор: Чернышев А.Г. (BY)
(73) Патентообладатели: Чернышев
Григорьевич,
Предприятие
сервис" (BY)
Александр
"Белпатент-
(57)
1. Камера для индукционной сушки древесины, содержащая размещенную по периметру корпуса рабочего отсека индукционную обмотку, трековую тележку для штабеля из древесины, тепловыделяющие элементы из ферромагнитного материала и систему вентиляции, отличающаяся тем, что тепловыделяющие элементы размещены внутри камеры с объемным заполнением снизу вверх, имеющим трапециевидную форму в
продольном сечении.
2. Камера по п. 1, отличающаяся тем, что от периферии камеры к ее центру тепловыделяющие элементы
размещены с переменным шагом.
3. Камера по п. 1, отличающаяся тем, что тепловыделяющие элементы собраны в форме плоских решетчатых рам прямоугольного очертания в плане.
4. Камера по п. 1 или 3, отличающаяся тем, что в каждой раме тепловыделяющие элементы расположены с переменным шагом, величина которого от периферии к центральной оси симметрии рамы уменьшается
до нулевого значения.
5. Камера по п. 1 или 3, отличающаяся тем, что рамы в камере расположены между собой с постоянным
шагом.
6. Камера по любому из пп. 1-5, отличающаяся тем, что система вентиляции снабжена вакуумным насосом, а рабочий отсек камеры выполнен герметичным.
BY 3576 C1
(56)
l. SU 742683 A1, МПК2 F26B 9/04, F26B 3/34, 1980.
2. SU 478983 А1, МПК2 F26B 3/34, F26B 9/04, 1975 (прототип).
Фиг. 1
Изобретение относится к сушильной технике, преимущественно к установкам для сушки каппилярнопористых материалов и может быть использовано для сушки древесины.
BY 3576 C1
Известны сушильные камеры, содержащие индуктор, вагонетку для штабеля из древесины и тепловыделяющие элементы - твэлы, которые размещены внутри штабеля [1].
Известные сушильные камеры обладают достаточной производительностью, но вследствие неравномерности температурного градиента внутри рабочего объема камеры время сушки штабеля из древесины достаточно длительно.
Ближайшим техническим решением принятым в качестве прототипа является конструкция камеры для
индукционной сушки древесины, содержащая укрепленную по ее внутреннему периметру индукционную
обмотку трехфазного индуктора, размещенный на стенках камеры защитный экран, набранный из отдельных
секций неэлектропроводного, тепло-и влагостойкого материала, например асбоцемента, трековую тележку
для размещения штабеля высушиваемого материала и твэлы - тепловыделяющие элементы из стали [2].
Достоинство известной конструкции заключается в высокой надежности работы камеры и высокой электробезопасности.
Недостаток известной конструкции заключается в высокой инерционности камеры и как следствие - низкой производительностью. Наличие неравномерного теплового градиента по объему штабеля высушиваемого материала снижает качество сушки.
В основу заявленного изобретения положена задача повышения качества сушки за счет оптимизации
подвода контактного и конвенционного тепла к материалу штабеля и снижения энергозатрат.
Поставленная задача достигается тем, что в камере для индукционной сушки древесины, содержащей
размещенную по периметру корпуса рабочего отсека индукционную обмотку, трековую тележку для штабеля из древесины, тепловыделяющие элементы из ферромагнитного материала и систему вентиляции, согласно изобретения тепловыделяющие элементы размещены внутри камеры с объемным заполнением снизу
вверх, имеющим трапециевидную форму в продольном сечении.
Предпочтительно, чтобы в камере от периферии камеры к ее центру тепловыделяющие элементы были
размещены с переменным шагом.
Возможно, чтобы в камере тепловыделяющие элементы были собраны в форме плоских решетчатых рам
прямоугольного очертания в плане.
Конструктивно, чтобы в камере в каждой раме тепловыделяющие элементы были расположены с переменным шагом, величина которого от периферии к центральной оси симметрии рамы уменьшается до нулевого значения.
Достаточно, чтобы рамы в камере были расположены между собой с постоянным шагом.
Технологично, чтобы система вентиляции камеры была снабжена вакуумным насосом, а рабочий отсек
камеры был выполнен герметичным. Изобретение поясняется чертежом, где
фиг. 1 изображает общий вид сушильной камеры;
фиг. 2 изображает продольный разрез камеры;
фиг. 3 изображает вид сверху камеры со снятой крышей;
фиг. 4 изображает реализацию конструкции твэла;
фиг. 5, 6, 7 изображает конструкцию твэла в виде полого профиля.
Камера для индукционной сушки древесины по фиг. 1 содержит корпус 1, в рабочем отсеке 2 которого,
по ее периметру, размещена индукционная трехфазная обмотка индуктора 3, в донной части камеры на рельсах 4 размещена трековая тележка 5 для штабеля 6 из древесины, например в виде досок.
Между ярусами 7 (фиг. 2) штабеля 6 размещены тепловыделяющие элементы 8 (твэлы) с объемным заполнением твэлов в штабеле 6 снизу вверх, имеющем трапециевидную форму в продольном сечении. От периферии штабеля 6 к его центру поперечной симметрии (ось О-О) твэлы 8 размещены с переменным шагом
(t). Величина шага (t) выбрана с возможностью его уменьшения от периферии штабеля 6 к оси О-О от заданного числового значения до нулевого (безрамный вариант использования твэлов).
Твэлы 8 выполнены из ферромагнитного материала, например из стали 3.
Твэлы 8 (по фиг. 4) могут быть собраны в форме плоских рам 9 решетчатой конструкции прямоугольного
очертания в плане. Твэлы 8 для улучшения технологичности и оптимизации электрических параметров выполняют в виде полых, замкнутых по периметру, профилей, например труб 10 круглого, эллиптического,
прямоугольного (фиг. 5, 6, 7) или иного сечения.
В каждой раме 9 твэлы 8 расположены с переменным шагом t1, t2…tn, причем величина шага уменьшается от технологически заданного значения до нулевого значения от периферии рамы 9 к ее центральной оси
симметрии О-О.
При использовании твэлов 8 в виде рам 9 в штабеле 6 величина шага t между самими рамами задается
постоянной величиной.
Благодаря тому, что твэлы 8 в штабеле 6 используют безрамно, создается возможность оптимизации теплового баланса внутри камеры в зависимости от формы, вида и состояния подвергаемого сушке материала
(компактного или некомпактного и т.п.).
Рабочий отсек 2 индукционной камеры (по фиг. 3) может быть выполнен герметичным в виде вакуумной
камеры, а система 11 вентиляции снабжена вакуумным насосом 12, который, через пневмопровод 13 вклю2
BY 3576 C1
чен в систему 11 вентиляции и, например, насажен на одну ось с центробежным вентилятором 14 и пневматически связан с системой 11 вентиляции.
Корпус 1 (по фиг. 1) состоит из рабочего отсека 2 и технологического блока 15, в котором размещены узлы системы 11 вентиляции, совмещенной в одном из вариантов с системой вакуумирования с вакуумным насосом 12.
Система вытяжной вентиляции обеспечивает оптимальную скорость сушки и предназначена для удаления
испаряемой из древесины влаги и включает центробежный вентилятор 14 (Ц4-70№ 3) с вытяжным воздуховодом 16, с воздушной заслонкой 17, электрокалорифером 18, с приточным воздуховодом 19 (фиг. 3), с воздушной заслонкой 20.
При работе камеры в режиме вакуумирования сушка осуществляется в "мягком" режиме. Температура
сушки при этом снижается на 20-40 °С по сравнению с безвакуумным режимом. Такая технология снижает
время сушки, полностью исключает коробление изделия и снижает развитие трещин.
Камера 2 снабжена вытяжной системой вентиляции 11. Система может обслуживать одновременно, по
меньшей мере, технологический блок из 2-х камер 2.
Камера работает по следующей технологии:
Штабель 6 формируют на трековой тележке 5 в соответствии со схемой укладки. В штабеле необходимо
укладывать материал одной породы и толщины. Колебания начальной влажности, укладываемого в штабель
пиломатериала должны находиться в пределах ± 20 %. Укладка должна производиться со шпациями 2030 мм для обрезного пиломатериала и 30-40 мм для необрезного. Технологические прокладки 21 из дерева
укладывают между тепловыделяющими элементами 8 в горизонте, а также заподлицо с торцами штабеля 6.
В каждом горизонте прокладки 21 должны располагаться одна над другой строго по вертикали и не выступать за габариты штабеля.
Начальная влажность (WН) определяется по 2-3 образцам, выпиленным из наиболее влажных досок в
штабеле. Определение влажности производят весовым способом, или с использованием электровлагомера в
дополнение к весовому способу. Образец очищается от коры и ворса, затем взвешивается на весах с точностью до 0,05 г. После этого образец помещают в рабочий отсек 2 камеры, где он высушивается до постоянного веса при температуре
t=100±5°.
Влажность определяется по формуле:
W=
Gn − Gac
× 100 % ,
Gac
(I)
где Gn - начальный вес секции в г;
Gac - вес секции в абсолютно сухом состоянии в г.
Основные технологические параметры, определяющие процесс сушки:
температура окружающей среды в камере (t);
относительная влажность среды в камере (ϕ);
скорость влажного воздуха в штабеле;
влажность пиломатериала;
порода и сечение пиломатериала;
начальная температура пиломатериала.
Температура тепловыделяющих элементов 8 является неконтролируемым параметром. Она зависит от
мощности камеры 2 и условий теплообмена между элементом и окружающей средой. Максимальная температура элемента 8 составляет 110-120 °С при температуре среды 90-95 °С.
Температура среды, окружающей материал, оказывает основное влияние на интенсивность процесса
сушки. Зависимость продолжительности процесса сушки от температуры при прочих равных условиях выражается формулой:
10÷14
τ1 § Т 2 ·
¸
=¨
τ 2 ¨© Т1 ¸¹
,
(II)
где τ1, τ2 - продолжительность процесса сушки;
Т1, Т2 - соответствующие абсолютные температуры.
Температура окружающей среды, ее влажность и скорость движения в штабеле полностью определяет
режим сушки.
Интенсивность сушки зависит также от влажности пиломатериала. При приближении влажности к 0 скорость сушки также приближается к 0.
Порода древесины оказывает существенное влияние на скорость сушки. Чем плотнее древесина, тем медленнее она сохнет. Скорость сушки обратно пропорциональна толщине пиломатериала (для толщин 1350 мм), а для толщин свыше 50 мм она обратно пропорциональна полуторной степени толщины.
Проведение процесса сушки.
3
BY 3576 C1
Процесс сушки состоит из следующих временных периодов:
периода прогрева;
периода сушки;
периода остывания.
В периоде прогрева камера 2 работает на полную мощность при закрытой вытяжной заслонке. Продолжительность прогрева зависит от мощности установки, характеристик материала, его объема, а также наружной и режимной температур. Для условного пиломатериала при мощности камеры 75 кВт и наружной
температуре +4 °С продолжительность прогрева составляет 14-16 часов. Испарение влаги из материала невелико.
В периоде сушки происходит интенсивное удаление влаги из материала и из камеры. Периодическое отключение установки и работа вытяжной вентиляции осуществляется в соответствии с применяемыми осциллирующими режимами.
В периоде остывания происходит выравнивание влажности по сечению материала, снижение внутренних
напряжений. Остывание должно осуществляться в остывочном помещении, а при отсутствии последнего - в
камере. Продолжительность остывания 1,5-2,0 часа на каждый сантиметр толщины пиломатериала.
Осциллирующие режимы сушки пиломатериалов в камере 2.
Основу режима составляет нагрев до заданной режимной температуры с последующим отключением установки и включением приточно-вытяжной вентиляции на заданный промежуток времени, в зависимости от
толщины материала. Промежуток времени между двумя последовательными включениями составляет цикл
осциллирования. Количество циклов осциллирования и режимная температура выбираются в зависимости от
характеристики пиломатериала и его назначения. Проведение сушки по осциллирующим режимам позволяет
точно выдержать режимные параметры, повысить КПД сушильной камеры (так как при этом достигается
равномерная загрузка камеры по циклам и полностью используется установленная мощность). Кроме того, в
периоды остывания пиломатериала в цикле осциллирования происходит частичная гидротермическая обработка, способствующая уменьшению внутренних напряжений.
Проводили сравнительные испытания сушки древесины в камере известной конструкции и заявленной.
Испытания проводили на партии досок в количестве 50 штабелей (Конечная влажность досок штабеля 1516 %). Каждый штабель набирался из 40 ярусов досок и содержал 135 рам. Ввод и вывод штабеля 6 из рабочего отсека камеры осуществляли посредством привода 22 трековой тележки 5.
Среднее отклонение от заданной влажности досок
в партии штабелей (%)
Заявленная конструкция
Прототип
Признаки сравниваемых объектов
Тепловыделяющие элементы размещены внутри штабеля с объемным заполнением снизу вверх имеющем тра5-7
2-4
пециевидную форму в продольном сечении штабеля, а
от периферии штабеля к его центру тепловыделяющие
элементы размещены
с переменным шагом.
Твэлы выполнены в форме профиля плоских решетча5-7
1,8-3,5
тых рам прямоугольного очертания в плане; твэлы выполнены в виде полых замкнутых по внутреннему периметру профилей.
Система вентиляции снабжена вакуумным насосом, а
5-7
1,5-1,9
рабочий отсек камеры выполнен герметично.
В одном из вариантов рамы в каждом ярусе снизу вверх располагались по следующей закономерности. В
первых пяти ярусах располагались шесть рам, во вторых пяти ярусах - пять рам и, соответственно в последующих ярусах располагали: 5-4; 5-4; 5-2; 5-2; 5-2; 5-2;
Такое расположение рам в штабеле создает трапециевидную форму общего расположения твэлов в штабеле и по сравнению с известными конструкциями камер индукционной сушки позволяет управлять температурным градиентом внутри объема камеры, обеспечивающим оптимальные параметры сушки древесины и
повышающим качество получаемых изделий.
Как следует из сравнительных испытаний, заявленная конструкция камеры повышает качество сушки
древесины за счет повышения процента выхода годного с меньшим отклонением средней влажности досок в
штабеле.
Заявленная конструкция камеры проходит промышленные испытания в Минском регионе.
4
BY 3576 C1
Фиг. 2
Фиг. 3
Фиг. 4
5
BY 3576 C1
Фиг. 5
Фиг. 6
Государственный патентный комитет Республики Беларусь.
220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.
6
Фиг. 7
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
164 Кб
Теги
03576, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа