Способ сушки древесины



Способ сушки древесины
Способ сушки древесины
Способ сушки древесины
Способ сушки древесины
Способ сушки древесины

 


Владельцы патента RU 2523941:

Общество с ограниченной ответственностью "Вакта" (RU)

Изобретение относится к области сушки твердых материалов, в том числе древесины, путем удаления из них влаги. Древесину размещают между электродами-теплообменниками в вакуумной камере, осуществляют предварительный нагрев древесины тепловой энергией от электродов-теплообменников в вакууме, затем прикладывают к электродам-теплообменникам переменное высокочастотное напряжение, измеряют температуру внутри и на поверхности древесины и поддерживают ее в заданном диапазоне путем изменения электрической мощности, подводимой к межэлектродному промежутку, и нагрева электродов-теплообменников. Удаляют образовавшиеся пары конденсацией. В процессе сушки частоту воздействующего напряжения изменяют в зависимости от влажности древесины, что способствует более эффективной передаче энергии в объем заготовки независимо от влажности древесины. Способ сушки позволяет повысить качество высушенной древесины и ускорить процесс. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

Изобретение относится к области сушки твердых материалов, в том числе древесины, путем удаления из них влаги.

Известен способ сушки древесины токами высокой частоты в комбинации с тепловым подогревом [SU №89456, заявлено 05.08.1948 г.]. В сушилке непрерывного или периодического действия применяют периодическое кратковременное воздействие токов высокой частоты, прерываемое контактным термометром при повышении температуры внутренних слоев древесины выше допустимой. Недостатком известного способа является то, что процесс сушки осуществляется при атмосферном давлении окружающей среды. При этих условиях интенсификация процесса сушки вызывает увеличение температуры сушки, что снижает качество высушиваемого материала. Использование одной частоты воздействующего напряжения снижает эффективность ввода энергии при разной влажности древесины.

Наиболее близким по технологической сущности является выбранный нами за прототип способ сушки древесины [RU патент №2347163], включающий размещение древесины между электродами в вакуумной камере, приложение к электродам напряжения, при котором инициируются объемные тлеющие разряды, обработку древесины объемными тлеющими разрядами, измерение давления в вакуумной камере, измерение температуры внутри и на поверхности древесины, регистрацию осциллограмм тока и напряжения с электродов и по полученным данным регулирование электрической мощности, подводимой к межэлектродным промежуткам, теплообмена на поверхности электродов, меняя их температуру, для чего электроды выполнены в виде теплообменников, и конденсацию образовавшихся паров.

Недостатками способа-прототипа являются.

- Сложность формирования режима тлеющего разряда. Незначительные изменения градиента влажности древесины внутри и на поверхности заготовки приводят к контракции разрядов, то есть к переходу объемного газового разряда в дуговой, что, соответственно, вызывает перегрев локальных зон древесины, обугливание и даже возгорание. Уменьшение величины подводимого напряжения стабилизирует разряд, но неоправданно увеличивает время сушки.

- Низкая эффективность способа при низкой влажности древесины, так как в этом способе используется в основном резистивный нагрев древесины.

- Сложное оборудование для формирования режима устойчивого горения тлеющего разряда.

Задачей изобретения является создание высокопроизводительного способа сушки древесины с сохранением ее высокого качества.

Технический результат, достигаемый изобретением, заключается в равномерности распределения температуры и влажности по толщине заготовки при максимальных темпах сушки за счет изменения частоты воздействующего напряжения в зависимости от влажности материала.

Технический результат достигается тем, что в способе сушки древесины, включающем, как и прототип, размещение древесины между электродами-теплообменниками в вакуумной камере, приложение к электродам-теплообменникам переменного высокочастотного напряжения, измерение температуры внутри и на поверхности древесины и поддержание ее в заданном диапазоне путем изменения электрической мощности, подводимой к межэлектродному промежутку, и нагрева электродов-теплообменников, удаление образовавшихся паров конденсацией, в отличие от прототипа, в процессе сушки частоту воздействующего напряжения изменяют в зависимости от влажности древесины.

Целесообразно осуществлять предварительный нагрев древесины тепловой энергией от электродов-теплообменников в вакууме для выравнивания условий для объемного ВЧ нагрева и исключения выхода связующих составляющих (смола - для хвойных пород; деготь - для лиственных пород) на поверхность пиломатериала во время понижения давления в камере.

В начальный период сушки, при высокой влажности древесины, объемное сопротивление низкое, и нагрев внутренней области заготовки осуществляется, в основном, за счет проводимости древесины. При резистивном нагреве более эффективное введение энергии в заготовку при низких частотах. В процессе сушки средняя влажность образцов снижается, что приводит к увеличению объемного электрического сопротивления древесины и снижению вводимой энергии за счет проводимости. По мере высыхания заготовки при увеличении частоты воздействующего напряжения нагрев внутренней области происходит не только за счет резистивных потерь, а и за счет диэлектрических потерь.

Изобретение иллюстрируется графическими материалами. На фиг.1 представлена схема устройства для сушки пиломатериала. На фиг.2 приведена зависимость частоты воздействующего напряжения от влажности для не пропитанной древесины естественной влажности, на фиг.3 - зависимость частоты воздействующего напряжения от влажности для объемно пропитанной древесины с влажностью более 100%, на фиг.4 представлены значения температуры в процессе сушки, на фиг.5 представлены зависимости влажности древесины от времени сушки по предлагаемому способу и по способу, изложенному в прототипе.

Устройство для осуществления способа сушки (фиг.1) состоит из вакуумной камеры 1, внутри которой, между электродами-теплообменниками 2 располагается высушиваемый материал 3. Внутри высушиваемого материала 3 и внутри электродов-теплообменников 2 располагаются датчики температуры, входящие в состав измерительного блока СВД-04, 4, 5 соответственно. К камере 1 подсоединены вакуумный насос НВВ-75 6 и мановакуумметр ЭКВ-1У 7. Осциллограф Tektronix В2012 8 через резистивный делитель напряжения 9 подключен к электрическому кабелю, соединяющему генератор высокого высокочастотного напряжения 10 с электродами-теплообменниками 2. Датчики температуры 4, 5 подключены к блоку управления 11, который также соединен с генератором 10. Электрод-теплообменник 2 нагревается от теплогенератора, который может быть как внешнего исполнения (вне электрода-теплообменника, в этой ситуации теплогенератор соединен с электродом-теплообменником 2 системой трубопроводов), так и внутреннего (например, электронагреватель, смонтированный внутри электрода-теплообменника). В конкретном примере теплогенератор выполнен во внешнем исполнения 12. Перекачивающий насос К8-18 13 прокачивает горячую воду от теплогенератора через электроды-теплообменники.

Реализация способа на конкретном примере.

В соответствии с предложенным способом березовые заготовки размером 50×200×3000 мм и объемом 0,9 м3 помещали в камеру 1, между электродами-теплообменниками 2. Камеру вакуумировали, при этом давление в камере составляло 500 Па. Включали теплогенератор 12 и перекачивающим насосом 13 нагретый теплоноситель (в конкретном примере вода) прокачивали через электроды-теплообменники. Прогрев древесины осуществлялся под вакуумом для исключения выхода на поверхность заготовки смолы, дегтя и других составляющих. Прогревали древесину в течение 3÷4 часов. Затем на электроды-теплообменники 2 подавали переменное напряжение до 2 кВ частотой 40÷100 кГц от ВЧ генератора 10, обеспечивающее нагрев объема древесины за счет токов проводимости и диэлектрических потерь. Для увеличения эффективности передачи электрической энергии в объем заготовки частоту воздействующего напряжения увеличивали в зависимости от влажности древесины и поддерживали в диапазоне 4÷100 кГц (фиг.2 - для не пропитанной древесины естественной влажности; фиг.3 - для древесины, пропитанной водорастворимым красителем).

Генератор высокого высокочастотного напряжения выполнен таким образом, что частота воздействующего напряжения изменяется в зависимости от влажности древесины автоматически.

Как и в прототипе, в процессе сушки измеряли температуру внутри древесины и на ее поверхностях у электродов. Температуру внутри древесины поддерживают на заданном уровне, изменяя мощность воздействующего напряжения, а разницу температур на поверхности древесины и внутри поддерживали путем нагревания электродов. Для регистрации температуры были установлены датчики (фиг.1) температуры 4, 5. Регистрацию осциллограмм напряжения производили при помощи делителя напряжения 9 и цифрового осциллографа 8. На фиг.4 кривая 14 соответствует значениям температуры датчика 5, установленного на электроде-теплообменнике, а кривая 15 - датчика температуры 4, установленного в древесине. Температуры датчиков 4, 5 поддерживали в диапазоне tном=60±2°С. При этом, если значение датчиков 4 или 5 превышало значение tном, отключали либо генератор высокого напряжения, либо нагрев электродов-теплообменников соответственно.

На фиг.5 представлены зависимости изменения влажности древесины от времени при сушке древесины естественной влажности по предлагаемому способу 16 и прототипу 17. Как видно из графиков фиг.5, время, затраченное на сушку по предлагаемому способу, на 20% меньше, чем время, затраченное на сушку по прототипу, при прочих равных условиях.

Изменение частоты воздействующего напряжения в зависимости от влажности древесины способствует более эффективной передаче энергии в объем заготовки независимо от влажности древесины. Заявляемый способ позволяет повысить качество высушенных пиломатериалов и ускорить процесс сушки.

1. Способ сушки древесины, включающий размещение древесины между электродами-теплообменниками в вакуумной камере, приложение к электродам-теплообменникам переменного высокочастотного напряжения, измерение температуры внутри и на поверхности древесины и поддержание ее в заданном диапазоне путем изменения электрической мощности, подводимой к межэлектродному промежутку, и нагрева электродов-теплообменников, удаление образовавшихся паров конденсацией, отличающийся тем, что в процессе сушки частоту воздействующего напряжения изменяют в зависимости от влажности древесины.

2. Способ сушки древесины по п.1, отличающийся тем, что предварительный нагрев древесины тепловой энергией от электродов-теплообменников осуществляют в вакууме.



 

Похожие патенты:

Изобретение используется в деревообрабатывающей промышленности. Изобретение относится к области деревообработки, в частности к способу сушки массивной древесины с использованием термовакуумно-импульсного воздействия.

Изобретение относится к технологии сушки крупномерной древесины и может быть использовано в деревообрабатывающей и других отраслях промышленности при изготовлении изделий из крупномерной древесины.

Изобретение относится к оборудованию для сушки крупномерных лесоматериалов и может быть использовано в лесной и деревообрабатывающей промышленности для сушки оцилиндрованных и строительных бревен при изготовлении срубов жилых домов.
Изобретение относится к технологии лесного семеноводства, а именно сушке шишек деревьев хвойных пород с целью дальнейшего извлечения из них семян, предназначенных для выращивания саженцев деревьев.

Изобретение относится к аппаратам пищевой промышленности, а именно к оборудованию для концентрирования жидких и получения сухих пищевых продуктов путем их выпаривания и сушки в вакууме, и может быть применено в условиях малых предприятий и фермерских хозяйств, лишенных пароснабжения.

Изобретение относится к аппаратам пищевой промышленности, а именно к оборудованию для концентрирования жидких и получения сухих пищевых продуктов путем их выпаривания и сушки в вакууме, и может быть применено в условиях малых предприятий и фермерских хозяйств, лишенных пароснабжения.

Изобретение относится к технологии и оборудованию для сушки древесины в виде различных пиломатериалов (досок, брусьев, заготовок из них и т.п.) путем их нагрева и вакуумирования в специальных камерах.

Изобретение относится к масложировой промышленности и касается способа управления процессом удаления влаги выпариванием из фосфолипидной эмульсии подсолнечного масла в ротационно-пленочном аппарате.

Изобретение относится к аппаратам пищевой промышленности, а именно к оборудованию для концентрирования жидких и получения сухих пищевых продуктов путем их выпаривания и сушки в вакууме, и может быть применено в условиях малых предприятий и фермерских хозяйств, лишенных пароснабжения.

Изобретение относится к технике вакуумной сушки продуктов и может быть использовано в медицинской и пищевой промышленности преимущественно для сушки жидких или гелеобразных биоматериалов.

Изобретение относится к оборудованию для непрерывной сушки сыпучих и гранулированных материалов. Агрегат содержит раму с приводом и передачей, горизонтально установленный вращающийся барабан с внутренним радиусом r=(0,5…6)λ, где γ - длина СВЧ волны в свободном пространстве.
Изобретение относится к области обработки древесины и может использоваться, в частности, для сушки пиломатериалов. Способ заключается в следующем: доски укладывают в штабель, состоящий из пакетов, не менее двух слоев досок, с разделительными элементами в виде реек.

Изобретение относится к оборудованию для сушки плодов и овощей и может быть использовано в пищевой промышленности. В комбинированной СВЧ-конвективной сушилке, содержащей СВЧ-камеры с поочередно расположенными камерами охлаждения, новым является то, что корпус сушилки имеет форму спирального короба, выполненного по винтовой линии, внутри короба расположены сообщающиеся между собой камеры: камера загрузки, последовательно чередующиеся СВЧ-камеры и камеры охлаждения, камера выгрузки, причем на внутренней боковой стенке каждой СВЧ-камеры установлен магнетрон, нижняя часть камер охлаждения соединена с помощью воздуховода с вентилятором, а их верхние части - с вытяжным диффузором для отвода отработанного теплоносителя, через все камеры проходят два параллельных цепных транспортера, на которых шарнирно закреплены перфорированные лотки, привод цепных транспортеров обеспечивает циклично-непрерывное движение перфорированных лотков с периодическими выстоями, над камерой загрузки установлен загрузочный бункер с питателем, а под камерой выгрузки -разгрузочный бункер с ленточным транспортером.

Изобретение относится к оборудованию для сушки крупномерных лесоматериалов и может быть использовано в лесной и деревообрабатывающей промышленности для сушки оцилиндрованных и строительных бревен при изготовлении срубов жилых домов.
Изобретение относится к технологии лесного семеноводства, а именно сушке шишек деревьев хвойных пород с целью дальнейшего извлечения из них семян, предназначенных для выращивания саженцев деревьев.

Изобретение относится к способу сушки и предварительного конденсирования импрегнатов, образованных пропитанным синтетической смолой пленочным материалом в виде полотнища.

Изобретение относится к способу сушки древесины с помощью пара и устройству для осуществления этого способа в деревообрабатывающей промышленности. .

Изобретение относится к технике сушки зерна, послеуборочной и предпосевной обработке семян, обеззараживания зерновых материалов и кормов и может использоваться на предприятиях по производству зерна, элеваторной и хлебопекарной промышленности, в животноводстве и птицеводстве.

Термошкаф // 2459162
Изобретение относится к области машиностроения, а именно к устройствам для термической обработки деталей. .

Изобретение относится к усовершенствованным устройству и способу изготовления в промышленных масштабах подвергнутых вакуумной СВЧ-обработке пищевых продуктов. .

Изобретение относится к способам контроля процесса сушки древесины, определения текущей влажности древесины и может найти применение в деревообрабатывающей промышленности. Техническим результатом является повышение точности определения влажности различных пород древесины, упрощение аппаратной реализации способа. Для реализации способа штабель древесины помещают в замкнутую металлическую полость - резонатор лесосушильной камеры; размеры резонатора выбирают много больше длины волны λ питающего генератора СВЧ, так что обеспечивается возможность возбуждения в ненагруженном состоянии в полости множества колебаний различной пространственной структуры, измеряют температуру древесины до начала сушки и температуру после взаимодействия электромагнитного поля многих мод, и по разности температур калориметрическим способом определяют поглощенную мощность; по функции затухания резонатора сушильной камеры производят измерение влажности древесины, и осуществляют контроль сушки древесины по градиентам влажности и температуры регулировкой выходной мощности генератора РГ, которая в функции затухания нагруженного резонатора dH является изменяемым параметром. 4 ил.
Наверх