Сушильно-индукционная установка
Сушильно-индукционная установка (далее по тексту "СИУ″) предназначена для равномерной и интенсивной сушки мало- и длинномерных пиломатериалов, а также корнеплодов и других пищевых диамагнитных материалов. Принципиальным отличием от существующих сушилок является использование сетевой электроэнергии с частотой 50 Гц и напряжением 220-380 В, чем обеспечивается многократное уменьшение их себестоимости, а также существенное повышение качества сушки от начальной влажности диамагнетиков 30% и более до конечной 6-10%. Принципиальным отличием и бесспорным преимуществом предлагаемой сушильной установки является возможность использования принципа одно- и многосекционной установки с унифицированными нагревательными устройствами в виде трубчатых сердечников из магнитомягких сталей с соленоидами, обеспечивающих безаварийную бездефектную сушку диамагнетиков на ускоренных режимах продолжительностью от 4 до 24 часов до конечной влажности 6-8%. Изобретение должно обеспечить минимальные удельные расходы электроэнергии, преобразуемой в тепловую. 3 ил.
Сушильно-индукционная установка предназначена преимущественно для равномерной и интенсивной сушки пиломатериалов и изделий из различных пород древесины, а также корнеплодов, пищевых продуктов диамагнитных материалов при их крупносерийном и массовом производстве.
Несмотря на использование в промышленности десятков типов конструктивных решений сушилок (1) и сотен конструкций низко- и высокотемпературных нагревателей (2) с коэффициентами полезного действия 30%...98% (3), проблема создания сушилок диамагнитных материалов, работающих на КПД порядка 50%...80%, но обеспечивающих равномерную и высококачественную сушку, например, длинномерных пиломатериалов без усадочных трещин и других дефектов до остаточной влажности порядка 8%...10% все еще далека от "оптимальных решений (4), о чем свидетельствуют результаты довольно успешных, а зачастую и безуспешных производственных испытаний "микроволновых" и многих других установок и устройств.
Главной причиной неудач "микроволнователей", по моему твердому убеждению, является тщетность использования "точечных магнетронов" даже при их микроволновом воздействии на такие макрообъекты, какими являются, например, пиломатериалы с линейными размерами, измеряемыми в метрах, чем и обусловлены разнообразные дефекты микроволновой сушки древесины.
На основании многочисленных фактов, включая и тот, что договорные цены на "микроволновки" типа "Ламнарий" Санкт-Петербургского "Ингридиента" измеряются тысячами долларов, вероятно пора переоценивать сомнительные ценности "микроволновок" и в конце концов пора вернуться к насущным реалиям и проблемам отечественной промышленности, а также к индукционным устройствам (3), работающим на длинных волнах, измеряемых в метрах, на переменном токе с частотой 50 Гц и напряжении 220 или 380 В.
Опираясь на опыт предшественников и на патентно-литературный поиск, мною разработано принципиально новое конструктивное решение сушильно-индукцинной установки с целью обеспечения равномерной и интенсивной сушки как мало-, так и крупноразмерных диамагнитных материалов, включая пиломатериалы длиной от двух до семи метров, поскольку сушильно-индукционная установка (далее по тексту "СИУ") является одно- или трехсекционной, состоящей из унифицированных секций с идентичными индукционными устройствами, работающими на частоте 50 Гц и напряжении 220-380 В, подключаемыми к промышленной электросети, причем их электромагнитные индукторы воздействуют на дипольные молекулы воды при начальном влагосодержании древесины до 30% и более, за счет создания знакопеременных индукционных полей вызывают вращения диполей с преобразованием энергии: электрической в тепловую, обусловливающую равномерный прогрев древесины "изнутри" с последующим интенсивным испарением воды и получением паровоздушной смеси с избыточным давлением до 0,01...0,02 МПа, а за счет использования выхлопных клапанов обеспечивается периодический сброс с удалением пара из внутренних объемов секций, за счет чего и обеспечивается ускоренное "выпаривание" древесины до остаточного влагосодержания до уровня 6%...10% при невысоких удельных энергозатратах за 4...24 часа с учетом реальных требований на конечную влажность древесины, качество которой практически гарантируется бездефектной сушкой в "СИУ".
Основные конструктивные решения "СИУ" представлены на фиг.1, 2 и 3, включающих внешний трубчатый диэлектрический кожух 4, соосную тепло- и электроизоляцию 5, например минераловатную, внутри кожуха, коаксильный трубчатый сердечник 7 из магнитомягкой стали, индуктивный соленоид 6 с расчетным количеством витков из силового кабеля в негорючей и электроизолирующей оболочке, например хлоропреновой, или медного провода в стеклотканой оболочке, соединительных фланцев 9 с резиновыми прокладками 8, а герметичность одной или нескольких секций обеспечивается использованием боковых крышек 10 с прокладками 8, причем на брюшках 10 и по оси их симметрии герметично закреплены выхлопные клапаны 11 с трубчатыми корпусами с выхлопными отверстиями в их стенках, расположенными за подпружиненными поршнями 15, чем исключается утечка пара из внутренних объемов секций 1, 2 и 3, поскольку поршни 15 оснащены пружинами сжатия 16, размещенными с противоположных сторон поршней 15 и на корпусах клапанов 11 закреплены отбойные конусные воротники 13 над выхлопными отверстиями корпусов клапанов 11. Установка содержит пускозащитную аппаратуру.
Работает "СИУ" при включении в сеть переменного тока одного или нескольких соленоидов 6 после нагрузки пиломатериала или другого диамагнитного материала и герметичного закрытия крышек 10 с расчетными потоками магнитной индукции, преобразуемыми и тепловую энергию за счет знако-переменных полей, воздействующих на диполи диамагнитных материалов и после разогрева их до 100°С и более за счет избыточного давления паровоздушной смеси порядка 0,01...0,02 МПа, образуемой внутри фикций 1, 2 и 3 и ее давления на поршни 15, последние отжимают пружины 16 и, перемещаясь в корпусах 11, открывают выхлопные отверстия в их стенках и паровоздушная смесь в виде струй удаляется из объемов секций "СИУ", ударяясь в конусный воротник 13, разворачивают струи на внешние поверхности крышек 10, как это показано на фиг.1 стрелками, а после падения избыточного давления примерно до 0,001 МПа под усилием пружин 16 поршни 15 возвращаются в первоначальное положение герметизацией объема "СИУ" до очередного подъема избыточного давления и последующих их автоматических сбросов посредством клапанов 11 с "выпариванием" воды до заданного уровня остаточного влагосодержания в диамагнитных материалах порядка 6...8% без нарушения внутренней структуры и внешней текстуры пиломатериалов и без "обычных дефектов" процесса сушки различных пород древесины по оптимальным и ускоренным режимам, чем достигается значительная экономия теплоэнергии.
Источники информации
1. "Законы физики". Б.Н.Иванов, М. 1980 г.
2."Справочник по элементарной физике". Н.И.Кошкин и др. М. 1988 г.
3."Электротермическое оборудование с/х производства". Коган и др. М. 1980.
4. "Бытовые нагревательные э/приборы". А.С.Варшавский и др. М. 1981.
5."Основы техники сушки". Б.Н.Сажин, М. 1984.
Сушильно-индукционная установка преимущественно для равномерной и интенсивной сушки пиломатериалов, а также корнеплодов и других пищевых продуктов и диамагнитных материалов с высоким влагосодержанием, включающая корпус, токоподвод и пускозащитную аппаратуру, отличающаяся тем, что возможно использование одной или нескольких герметично сочленяемых унифицированных секций с идентичными индукционными нагревательными устройствами, работающими на сетевом переменном токе с частотой 50 ГЦ и напряжением 220-380 В, причем электромагнитный индуктор каждой секции включает трубчатый сердечник из магнитно-мягкой стали с коаксиальным соленоидом для получения индукционного потока, преобразуемого в тепловую энергию, обеспечивающую интенсивное парообразование и равномерный прогрев диамагнитных материалов и их ускоренную сушку при использовании теплоизоляции, например, минераловатной, которая размещена внутри трубчатого соосного кожуха, причем снаружи боковых крышек секций герметично и соосно закреплены выхлопные клапаны, в трубчатых корпусах которых размещены подпружиненные поршни, перекрывающие выхлопные отверстия в стенках корпуса клапана, а на корпусе каждого клапана снаружи закреплены конические воротники, направляющие струи выхлопов паровоздушной смеси на внешние поверхности боковых крышек.
