Сушильная установка

 

Изобретение относится к области термовлажностной обработки материалов. Сушильная установка содержит герметичный цилиндрический корпус 1 с теплоизоляцией 2, сушильную камеру 3, образованную внутренним экраном 4. Экран 4 размещен в корпусе 1 с образованием тракта 5 сушильного агента. Одна из боковых стенок экрана 4 выполнена в виде распределительной решетки, образованной направляющими лопатками 6. Донная часть корпуса 1 выполнена нетеплоизолированной и служит конденсатором 7. В другой боковой стенке экрана 4, противолежащей распределительной решетке, выполнено всасывающее отверстие 8 центробежного вентилятора 9. В верхней сужающейся части тракта 5 сушильного агента, перед направляющими лопатками 6 распределительной решетки, размещен калорифер 10. Водокольцевой вакуумный насос 11 посредством совмещенного трубопровода 12 слива конденсата и напуска наружного воздуха подключен к донной части 7 корпуса 1. Трубопровод 12 снабжен запорной арматурой 13. В области подключения трубопровода 12 размещен рекуперативный теплообменник 14. В верхней части корпуса 1, между вентилятором 9 и калорифером 10, выполнено выхлопное отверстие 15 с подсоединенным к нему выхлопным патрубком 16 с регулируемой заслонкой 17. Установка снабжена размещенным в тракте 5 сушильного агента между вентилятором 9 и распределительной решеткой парогенератором 18. Обрабатываемый материал 19 размещается на выкатной тележке 20. Такая конструкция установки позволяет проводить в ней конвективную сушку при атмосферном давлении, циклические процессы конвективной сушки - вакуумно-конвективной сушки и кондиционирование обрабатываемого материала. 5 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области термовлажностной обработки материалов, преимущественно для камерной сушки пиломатериалов.

Известны сушилки, содержащие циркуляционный контур сушильного агента, включающий вентилятор, калориферы и приточно-вытяжные каналы с управляемыми заслонками, заключенные в общий кожух с образованием рекуперативного теплообменника, внутри которого вытяжные каналы образуют конденсатор (а.с. N 1361447, МПК F 26 B 21/04, 1986 г.). В таких сушилках обеспечивается рекуперация тепловой энергии при конденсации влаги, но насыщенность сушильного агента находится в зависимости от влажности высушиваемого материала, что ограничивает диапазон режимов.

Дополнение конструкции сушилок системой увлажнения и пропаривания (а.с. N 1257383, МПК F 26 B 3/04, 1984 г.; а.с. N 1262230, МПК F 26 B 9/06, 1985 г. ) позволяет расширить диапазон режимов, однако в таких сушилках можно проводить только конвективную сушку материалов, а возможность интенсификации сушки за счет использования вакуума исключается.

Известна также сушильная установка, содержащая циркуляционный контур сушильного агента, в который последовательно включены сушильная камера, конденсатор, вентилятор и калорифер, размещаемая в здании, в которой одна из стенок конденсатора, в направлении движения сушильного агента, образована частью ограждающей конструкции здания, выполненной с термическим сопротивлением, меньшим термического сопротивления остальной ее части, а другая стенка конденсатора обращена внутрь здания и выполнена теплопроводной, причем конденсатор снабжен клапаном для сбора конденсата (а.с. N 1151792, МПК F 26 B 9/02, 1979 г.). В такой сушильной установке часть тепла конденсации отводится в здание, в котором размещена сушильная камера, т.е. используется для подогрева ее снаружи, но насыщенность сушильного агента определяется влажностью высушиваемого материала, а интенсивность конденсации зависит от температуры окружающей среды, поэтому управление процессом сушки затруднено.

Наиболее близкой по технической сущности является сушильная установка, содержащая герметичный цилиндрический корпус с теплоизоляцией, сушильную камеру и подключенный к ней тракт сушильного агента со средствами распределения потока и размещенными в нем последовательно по потоку конденсатором, вентилятором и калорифером, вакуумный насос, трубопровод слива конденсата, подключенный к донной части корпуса, и трубопровод напуска наружного воздуха, снабженные запорной арматурой. Тракт сушильного агента выполнен в виде внешнего по отношению к корпусу канала, подсоединенного в противолежащих концах корпуса и снабженного, в области размещения конденсатора, сливным трубопроводом, который совместно с донным сливным трубопроводом подключен к вакуумному конденсатосборнику, средство распределения сушильного агента выполнено в виде экранов, размещенных на боковой стенке корпуса, к верхней части корпуса подключен трубопровод напуска наружного воздуха. Установка снабжена средствами для диэлектрического нагрева материала (а.с. N 1191703, МПК F 26 B 3/347, 1983 г.). Данное изобретение взято за прототип.

Установка служит для вакуумно-конвективной сушки, без использования сухого наружного воздуха, т.к. напуск наружного воздуха производится только для сброса вакуума. Тепловая энергия конденсации в установке не используется, а для сбора конденсата используется специальный вакуумный сборник. Ввиду того, что влажность сушильного агента ограничивается только влагосодержанием материала, технологические возможности установки ограничиваются только сушкой и невозможно производить другие виды термовлажностной обработки, например, кондиционирование сухой древесины. Таким образом, установка сложна по конструкции, ограничены технологические возможности и не полностью используются энергетические возможности.

Сущность предлагаемого технического решения заключается в том, что в сушильной установке, содержащей герметичный цилиндрический корпус с теплоизоляцией, тракт сушильного агента со средствами его распределения и размещенными в нем по потоку конденсатором, вентилятором и калорифером, трубопровод слива конденсата, подключенный к донной части корпуса, и трубопровод напуска наружного воздуха, снабженные запорной арматурой, вакуумный насос, конденсатор выполнен в виде нетеплоизолированной донной части корпуса, трубопровод напуска наружного воздуха подключен к донной части корпуса и в области его подключения размещен рекуперативный теплообменник.

Тракт сушильного агента образован корпусом и внутренним экраном, образующим сушильную камеру, а средства распределения сушильного агента выполнены в экране в виде распределительной решетки, образованной направляющими лопатками и противолежащего ей всасывающего отверстия вентилятора.

Калорифер размещен в сужающейся части тракта сушильного агента перед распределительной решеткой.

Вакуумный насос выполнен водокольцевым и соединен с трубопроводом слива конденсатора.

Установка снабжена по крайней мере одним выхлопным отверстием с регулируемой заслонкой, размещенным в верхней части корпуса между вентилятором и калорифером.

Установка снабжена парогенератором, установленным в тракте сушильного агента перед распределительной решеткой.

Новым является то, что конденсатор выполнен в виде нетеплоизолированной донной части корпуса, трубопровод напуска наружного воздуха подключен к донной части корпуса и в области его подключения размещен рекуперативный теплообменник.

Тракт сушильного агента образован корпусом и внутренним экраном, образующим сушильную камеру, а средства распределения сушильного агента выполнены в экране в виде распределительной решетки, образованной направляющими лопатками, и противолежащего ей всасывающего агента вентилятора.

Калорифер размещен в сужающейся части тракта сушильного агента перед распределительной решеткой, вакуумный насос выполнен водокольцевым и соединен с трубопроводом слива конденсата.

Камера снабжена по крайней мере одним выхлопным отверстием с регулируемой заслонкой, размещенной в верхней части корпуса между вентилятором и калорифером. Установка снабжена парогенератором, установленным в тракте сушильного агента перед распределительной решеткой.

При конденсации паров, собирающийся в донной части корпуса горячий конденсат нагревает рекуперативный теплообменник и трубопровод слива конденсата, а напускаемый в камеру через трубопровод напуска наружный воздух, проходя через рекуперативный теплообменник, нагревается и поступает в сушильную камеру предварительно разогретым. Кроме того, наружный воздух, охлаждающий нетеплоизолированную донную часть корпуса, нагревается и, обтекая снизу вверх корпус, нагревает его снаружи, снижая тепловые потери на нагрев корпуса. Таким образом, в предлагаемой сушильной установке реализуется возможность утилизации тепла отработанного сушильного агрегата для подогрева напускаемого воздуха и корпуса снаружи, тем самым обеспечивается энергетическая эффективность сушильной установки.

Компактность установки увеличивается за счет того, что тракт сушильного агента образован корпусом и внутренним экраном, образующим сушильную камеру, а средства распределения потока выполнены в экране в виде распределительной решетки, образованной направляющими лопатками, и противолежащего ей всасывающего отверстия вентилятора.

Размещение калорифера в сужении тракта сушильного агента, где скорость воздушного потока увеличивается по всей длине корпуса, обеспечивает эффективность и равномерность подогрева сушильного агента, а за счет снабжения установки парогенератором, установленным в тракте сушильного агента перед распределительной решеткой, по потоку обеспечивается эффективное и равномерное увлажнение сушильного агента. Выполнение вакуумного насоса водокольцевым и подсоединение его к трубопроводу слива конденсата позволяет сливать конденсат через насос, что исключает использование специального вакуумного конденсатосборника, это, в свою очередь, упрощает конструкцию.

Подключение трубопровода напуска наружного воздуха к донной части корпуса, размещение в области его подключения рекуперативного теплообменника и размещение выхлопного отверстия в верхней части корпуса обеспечивает дополнительный конвективный массообмен с окружающей атмосферой без дополнительных вентиляторов. Размещение выхлопного отверстия в стенке цилиндрического корпуса в части тракта сушильного агента между вентилятором и калорифером, где влагосодержание и давление сушильного агента максимальны, а температура понижена и происходит частичная конденсация паров, а криволинейная форма тракта сушильного агента обеспечивает сепарацию капельной влаги и выброс ее наружу.

Кроме того снабжение установки парогенератором обеспечивает быстрый ее прогрев при запуске и расширяет диапазон регулирования режимов тепловлажностной обработки, обеспечивая, например, возможность кондиционирования сухой древесины.

Такая конструкция установки позволяет проводить в ней конвективную сушку при атмосферном давлении или циклические процессы конвективной сушки - вакуумно-конвективной сушки, или кондиционирование древесины, т.е. делает ее универсальной.

Таким образом, предлагаемая сушильная установка компактна, проста по конструкции, экономична и позволяет расширить технологические возможности процесса сушки.

На чертеже изображена сушильная установка, поперечный разрез.

Сушильная установка содержит герметичный, горизонтальный, цилиндрический корпус 1 с теплоизоляцией 2, сушильную камеру 3, образованную внутренним экраном 4. Экран 4 размещен в корпусе 1 с образованием тракта сушильного агента 5.

Одна из боковых стенок экрана 4 выполнена в виде распределительной решетки, образованной направлявшими лопатками 6. Донная часть корпуса 1 выполнена нетеплоизолированной и служит конденсатором 7. В другой боковой стенке экрана 4, противолежащей распределительной решетке, выполнено всасывающее отверстие 8 центробежного вентилятора 9. В верхней сужающейся части тракта сушильного агента 5, перед направляющими лопатками 6 распределительной решетки, размещен калорифер 10. Водокольцевой вакуумный насос 11 посредством совмещенного трубопровода слива конденсата и напуска наружного воздуха 12 подключен к донной части 7 корпуса 1. Трубопровод 12 снабжен запорной арматурой 13. В области подключения трубопровода 12 размещен рекуперативный теплообменник 14. В верхней части корпуса 1, между вентилятором 8 и калорифером 10, выполнено выхлопное отверстие 15 с подсоединенным к нему выхлопным патрубком 16 с регулируемой заслонкой 17.

Установка снабжена также размещенным в тракте сушильного агента 5, между вентилятором 8 и распределительной решеткой, образованной направляющими лопатками 6, парогенератором 18.

Обрабатываемый материал (пиломатериал) 19 размещается на выкатной тележке 20.

Установка снабжена системой контроля температуры и влажности (на схеме не показана).

Установка работает следующим образом. Пиломатериал 19 укладывается на выкатную тележку 20 и помещается в сушильную камеру 3. Включается вентилятор 9 и калорифер 10. При кондиционировании сухой древесины и для интенсификации прогрева пиломатериала и установки в начале сушки включается парогенератор 18. Сушильный агент вентилятором 9 всасывается из сушильной камеры 3, через отверстие 8 и подается в тракт сушильного агента 5, где, проходя парогенератор 18, насыщается паром. В сужающейся части тракта сушильного агента 5, где установлен калорифер 10, поток сушильного агента ускоряется, что обеспечивает интенсивный теплообмен, и, подогретый, поступает на направляющие лопатки 6 распределительной решетки, разворачиваясь на которых, распределяется по высоте пакета обрабатываемого материала, поступает в сушильную камеру 3 и, частично, к нетеплоизолированной донной части 7 корпуса. Обильно образующийся при прогреве установки конденсат стекает в донную часть 7 корпуса 1, нагревает рекуперативный теплообменник 14 и стекает через трубопровод 12, запорная арматура 13 которого открыта. Частично тепло от конденсата через нетеплоизолированную донную часть 7 корпуса 1 передается наружному воздуху, конвективный поток которого обтекает цилиндрический корпус 1, подогревая его снаружи. По достижении заданной температуры и влажности парогенератор 18 отключается, заслонка 17 приоткрывается и сушильный агент начинает выбрасываться, через выхлопное отверстие 15 и выхлопной патрубок 16, наружу. Возникающее при этом некоторое разряжение вызывает подсос наружного воздуха через трубопровод напуска наружного воздуха 12, который отнимает тепло от рекуперативного теплообменника 14 и, подогретый, поступает в сушильную камеру 3. Так как образование конденсата к этому времени значительно снижается, он стекает по стенке трубопровода 12, не препятствуя поступлению наружного воздуха. Насыщенный влагой сушильный агент сжимается вентилятором 9, что вызывает частичную конденсацию влаги, а криволинейная форма тракта сушильного агента 5 обеспечивает центробежную сепарацию капельной влаги, которая отбрасывается к стенке цилиндрического корпуса 1 и выбрасывается через выхлопное отверстие 15.

Посредством запорной арматуры 13 и регулируемой заслонки 17 устанавливается необходимый обмен сушильного агента. По достижении заданных режимов запорная арматура 13 и заслонка 17 закрываются и включается вакуумный насос 11. Так как насос 11 выполнен водокольцевым, вода, как в конденсированной, так и в паровой форме, без затруднений удаляется через него.

В описанной конструкции трубопровод слива конденсата и напуска наружного воздуха совмещены и напускаемый наружный воздух несколько увлажняется. Очевидно, этого можно избежать при разделении трубопроводов, т.е. ценой некоторого усложнения конструкции.

Формула изобретения

1. Сушильная установка, содержащая герметичный цилиндрический корпус с теплоизоляцией, тракт сушильного агента со средствами его распределения и размещенными в нем по потоку конденсатором, вентилятором и калорифером, вакуумный насос, трубопровод слива конденсата, подключенный к донной части корпуса, и трубопровод напуска наружного воздуха, снабженные запорной арматурой, отличающаяся тем, что конденсатор выполнен в виде донной части корпуса, трубопровод напуска наружного воздуха подключен к донной части корпуса и в области его подключения размещен рекуперативный теплообменник.

2. Сушильная установка по п.1, отличающаяся тем, что тракт сушильного агента образован корпусом и внутренним экраном, образующим сушильную камеру, а средства распределения сушильного агента выполнены в экране в виде распределительной решетки, образованной направляющими лопатками и противолежащего ей всасывающего отверстия вентилятора.

3. Сушильная установка по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что калорифер размещен в сужающейся части тракта сушильного агента перед распределительной решеткой.

4. Сушильная установка по п.1, отличающаяся тем, что вакуумный насос выполнен водокольцевым и соединен с трубопроводом слива конденсата.

5. Сушильная установка по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что она снабжена по крайней мере одним выхлопным отверстием с регулируемой заслонкой, размещенным в верхней части корпуса между вентилятором и калорифером.

6. Сушильная установка по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что она снабжена парогенератором, установленным в тракте сушильного агента перед распределительной решеткой.

РИСУНКИ

Рисунок 1