Способ термообработки древесины

Изобретение относится к технике термической обработки древесины, преимущественно бревен в коре, в сушильных камерах и может быть использовано на деревообрабатывающих предприятиях. Способ отличается тем, что тепловой поток создают путем подачи топлива в камеру сгорания источника и его сжигания с образованием высокотемпературных газов, которые преобразуют в турбулентный поток посредством завихрителя, а в камере смешения источника в поток высокотемпературных газов впрыскивают воду с получением парогаза с температурой 100-300°C. Техническая задача изобретения - повышение качества термообработки древесины, уменьшение брака. 2 ил.

 

Изобретение относится к технике термической обработки древесины, преимущественно бревен в коре, в сушильных камерах и может быть использовано на деревообрабатывающих предприятиях.

Известен способ сушки древесины в сушильных камерах, которые получают горючие газы от общей топки из газоходов. Газы отбираются вентилятором, а по каналам к вентилятору добавляется отработанный газ из той же сушильной камеры (Кречетов И.В. Сушка и защита древесины. Лесная промышленность. 1987. С. 93).

При проведении патентных исследований выявлены технические решения, относящиеся к данной теме: JP 2010249467, US 2004261285, WO 9522035(А1), JPH 11241833, FR 2907884.

Также известен способ и устройство термической обработки древесины, который включает в себя размещение древесного топлива, например отходов древесины, в топку для получения дымового газа, сжигание его и ввод высокотемпературного дымового газа в камеру, в которой размещена древесина для тепловой сушки. Причем в камере кроме процесса сушки древесного материала осуществляется и процесс термомодифицирования, включающий в себя стадию постепенного нагрева древесины до температуры 160-170°C путем подачи в камеру дымовых газов высокой концентрации, поддерживаемой на уровне 95-100 об.%, и их непрерывной многократной циркуляцией в камере, а по достижении 160-170°C происходит подача дымовых газов из топки в теплообменник, и дальнейший нагрев до 180-220°C осуществляется за счет теплопередачи между парогазовой смесью, циркулирующей в камере, и дымовыми газами, подаваемыми в теплообменник (патент на изобретение РФ №2437043, опубл. 20.12.2011).

Наиболее близким техническим решением, выбранным заявителем в качестве прототипа, является способ сушки древесины, преимущественно бревен естественной влажности, путем размещения последних в сушильной камере с огнеупорными спиралеобразными контурами, сушку бревен осуществляют термообработкой, подводя тепло к бревнам в виде огненного потока через огнеупорные спиралеобразные контуры, причем сначала прогревают торцевые части бревен, затем середину, а потом ведут прогрев по всей длине бревна (патент на изобретение РФ №2479807, опубл. 10. 12.2011).

Недостатком данного способа является то, что в процессе обработки происходит обгорание коры, неравномерный прогрев древесины вызывает ее коробление, скручивание, отслоение годовых колец, выпадение сучков и обугливание отдельных участков древесины.

Технической задачей заявляемого изобретения является повышение качества термообработки древесины, уменьшение брака.

Технический результат - повышение однородности температурного поля парогазовой смеси на входе в сушильную камеру за счет подачи воды в поток продуктов сгорания топлива и формирование турбулентного потока.

Техническая задача достигается тем, что способ термической обработки древесины, преимущественно бревен естественной влажности, путем размещения древесины в сушильной камере, подачи в сушильную камеру теплового потока от его источника через трубопровод, проведении цикла термообработки древесины отличается тем, что тепловой поток создают путем подачи топлива в камеру сгорания источника теплового потока и их сжигания с образованием высокотемпературных газов, которые преобразуют в турбулентный поток посредством завихрителя, а в камере смешения источника теплового потока впрыскивают воду в поток высокотепературных газов с получением парогаза с температурой 100-300°C.

Сравнение заявляемого решения с прототипом показывает, что оно отличается следующими признаками:

- тепловой поток образуется путем подачи топлива в камеру сгорания источника теплового потока и их сжигания с образованием высокотемпературных газов;

- высокотемпературные газы преобразуют в турбулентный поток посредством завихрителя;

- в камере смешения источника теплового потока в поток высокотепературных газов впрыскивают воду с получением парогаза с температурой 100-300°C.

Поэтому можно предположить, что заявляемое техническое решение соответствует критерию «новизна».

Изобретение может быть реализовано с использованием известных технических средств, поэтому оно соответствует критерию «промышленная применимость».

Как известно из научно-технической и патентной информации, для термообработки бревен или бруса используется, например, вакуум. Прием создания вакуума имеет известные недостатки: это очень энергоемкие способы, которые требуют абсолютной герметичности корпуса камеры, которая выполняется из толстостенной металлоемкой, дорогостоящей нержавеющей стали, что делает эти установки чрезмерно дорогими, и по этой причине данный способ не получил широкого распространения.

Также для термообработки известно использование перегретого пара. Использование перегретого пара имеет известные недостатки: высокая энергоемкость процесса высокотемпературной обработки. Для того, чтобы обеспечить высокотемпературную сушку древесины в диапазоне температур 120-150°C и термомодификацию древесины при температуре до 240°C давление пара должно достигать 10 атмосфер. Такой способ также требует прочной, материалоемкой, герметичной камеры и что делает такие установки также дорогими.

Известны способы, где разогрев внутри камер производится с помощью электрических тэнов или факельным способом с помощью сжигания природного газа или любого жидкого топлива имеет самый существенный недостаток, это источник инфракрасного излучения, что приводит к неравномерному прогреву древесины, вызывает ее коробление, скручивание, отслоение годовых колец, выпадение сучков и обугливание отдельных участков древесины, особенно в местах, где расположены электрические нагреватели или факела прогрева камеры.

Следует отметить, что в известных способах высокотемпературной сушки древесины в диапазонах 150-180°C и при термомодификации древесины вода впрыскивается либо через форсунки, либо капельным способом непосредственно в камеру и испаряется в камере в топочных газах, что приводит к неравномерному воздействию на штабеля лесопродукции, вызывая большой процент брака, вследствие коробления досок, бруса и др. и приводит к растрескиванию лесопродукции.

В заявляемом изобретении органическое топливо (природный газ, дизельное топливо) подается в камеру сгорания источника теплового потока, где образуются высокотемпературные, до 1200°C, продукты сгорания, которые сначала преобразуются в турбулентный поток, в который затем, с помощью форсунок, впрыскивается вода, при испарении которой образуется парогазовую смесь. Такой принцип формирования парогазовой смеси позволяет очень точно устанавливать температуру производимой парогазовым генератором парогазовой среды, например, в диапазоне 100-300°C, с высокой однородностью температурного поля, который заводится в камеру. При проведении патентно-информационных исследований заявляемая совокупность признаков выявлена не была, поэтому можно сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию «изобретательский уровень».

Следует отметить, что обработанные бревна используются в строительстве деревянных домов, бань, беседок и т.п. Поэтому к обработанным бревнам предъявляются высокие требования к поверхности, в частности на поверхности не должно быть трещин и участков с деформированными сучками, для того чтобы снизить влияние влаги на состояние древесины в процессе эксплуатации.

После проведенной обработки бревна подвергаются окорке, а в случае необходимости поверхность обрабатывается при помощи фрезы. Как известно, на поверхности древесины существуют четыре вида сучков: твердый сучек, сухой сучек, сучек обрамленный корой дерева, мягкий сучек. Результаты экспериментальных исследований показали, что в результате такой обработки поверхность в районе сучков остается плотной, т.е. сучки не «взрываются» и не текут. Экспериментальные исследования проводились с тонкомером сосны в коре, диаметром 14 см, исходная влажность 80%, длина бревен - 4 метра, температура теплового потока подаваемого в камеру - 240°C, время термообработки - 120 часов. Состояние поверхности бревен после обработки показано на Фиг. 2. Также на поверхности бревен отсутствуют существенные трещины. Важным параметром, в частности, для тонкомерных бревен является искривление по длине. Результаты испытаний показали снижение искривления на 10-15% относительно бревен, которые подвергались термообработке по способу прототипа.

Дополнительными преимуществами является то, что способ реализуется в обычных сушильных камерах и не требует специальных дорогостоящих установок, а также при реализации способа достигается до 20% экономии тепловой и электрической энергии.

На Фиг. 1 схематично изображено устройство для реализации способа.

На Фиг. 2 показано состояние поверхности бревен после термообработки и окорки.

Устройство содержит сблокированные камеру сгорания 1, лопаточный завихритель 2 для образования турбулентного потока, камеру смешения 3 с форсунками 4 для впрыскивания воды в турбулентный поток высокотемпературных газов, клапан для регулировки подачи воды 5, трубопровод 6 с заслонкой 7 для подачи турбулентного потока высокотемпературных газов в камеру. При реализации способа используются сушильные камеры со штатной автоматикой, например «Интелурал», АСКМ - 7А.

Таким образом, заявляемое изобретение позволяет повысить качество термообработки древесины и уменьшить брак.

Способ термической обработки древесины, преимущественно бревен естественной влажности, путем размещения древесины в сушильной камере, подачи в сушильную камеру теплового потока от его источника через трубопровод, проведения цикла термообработки древесины, отличающийся тем, что тепловой поток создают путем подачи топлива в камеру сгорания источника и его сжигания с образованием высокотемпературных газов, которые преобразуют в турбулентный поток посредством завихрителя, а в камере смешения источника в поток высокотемпературных газов впрыскивают воду с получением парогаза с температурой 100-300°C.



 

Похожие патенты:

Изобретение может использоваться для сушки пиломатериалов древесины всех пород при любой толщине, любых значениях длины и ширины досок, от любой начальной до заданной конечной влажности.

Изобретение может быть использовано в деревообрабатывающей промышленности при импульсной сушке пиломатериалов хвойных и лиственных пород древесины. Сушку пиломатериалов осуществляют в несколько этапов, включающих предварительный нагрев, сушку и дополнительную выдержку.

Изобретение относится к способам сушки керамических изделий и может быть использовано в производстве изделий из глины, преимущественно кирпича, черепицы, посуды, сувениров.

Изобретение может быть использовано в деревообрабатывающей промышленности при импульсной сушке пиломатериалов хвойных и лиственных пород древесины. Способ импульсной сушки пиломатериалов включает предварительный нагрев материала, сушку, осуществляемую циклично, чередуя операции Работа и операции Пауза, после чего производят дополнительную выдержку, Предварительный нагрев материала и дополнительную выдержку материала после сушки осуществляют циклично, чередуя операцию Работа и операцию Пауза, причем продолжительность операции Работа и Пауза на всех этапах устанавливают в зависимости от характеристик высушиваемого материала и требуемых показателей качества, а процесс сушки осуществляют с постепенным повышением температуры в операциях Работа до окончания сушки материала, при этом в процессе предварительного нагрева материала и его выдержки также осуществляют постепенное повышение температуры при подаче энергоносителя в калорифер и циркуляции нагретого воздуха в сушильном объеме.

Изобретение относится к области теплотехники, в том числе к теплообмену излучением и конвекцией, а также к технологии сушки. Реализация способа позволяет осуществлять в автоматическом режиме сушку постельного белья, нижней и верхней одежды, обуви, сыпучих продуктов или материалов.

Изобретение относится к области термической обработки влажных материалов, в частности к сушке органического сырья при подготовке к сжиганию и/или переработке отходов.
Изобретение относится к области деревообрабатывающей промышленности, в частности к технологии сушки древесины путем обработки ее в герметичной камере давлением воздуха в 10-40 атмосфер с нагреванием до требуемой температуры энергией СВЧ-излучения с последующим сбросом давления.

Изобретение может быть использовано при строительстве и капитальном ремонте магистральных газопроводов после испытаний для их осушки. Способ отличается тем, что с целью повышения эффективности осушки в условиях отрицательных температур осушаемой среды полость газопровода вакуумируют и в процессе вакуумирования через заданные равные интервалы времени измеряют параметры, характеризующие термодинамическое состояние среды в полости газопровода.

Изобретение относится к сушке древесины. Способ сушки древесины заключается в воздействии на древесину в камере (1) предварительной сушки подогретым, всасываемым через теплообменник (8) с перекрестными движениями потоков приточным воздухом (11), в камере (2) основной сушки - циркуляционным воздухом (3), поступающим по циркуляционному контуру (6) через нагревательный элемент (5), от которого отделяют частичный поток в качестве отводимого воздуха (7) и заменяют приточным воздухом, подогреваемым с помощью отводимого воздуха (7) в теплообменнике (8) с перекрестными движениями потоков.

Изобретение относится к области сушки твердых материалов или предметов с применением тепла и касается способа сушки 5(6)-амино-2-(4-аминофенил)бензимдазола, используемого в качестве мономера в производстве высокопрочных термостойких волокон и пленок.

Изобретение относится к искусственному обезвоживанию древесины и может быть использовано на лесоперерабатывающих предприятиях. Способ центробежной сушки пиломатериалов при отрицательной температуре включает формирование пакета пиломатериалов на внешней поверхности корпуса барабана, вращение его со скоростью, обеспечивающей центробежное обезвоживание, подачу разогретого сушильного агента в полость корпуса барабана и его продувание через пакет пиломатериалов. Способ позволяет осуществлять центробежную сушку пиломатериалов при отрицательной температуре, сократить время сушки.1 ил.

Изобретение относится к способу удаления органических растворителей из влажной багассы растения, не являющегося гевеей, содержащего природный каучук в отдельных клетках растения, включающему использование некоторого количества указанной влажной багассы, которая содержит до 45 мас.% объединенных органических растворителей и воды (в расчете на общую массу влажной багассы) и не более 0,1 мас.% каучука; нагревание указанной влажной багассы до температуры по меньшей мере 100°С, в результате чего происходит выпаривание органических растворителей; получение высушенной багассы, которая содержит не более 1 мас.% органических растворителей. 5 з.п. ф-лы, 2 табл.

Использование: деревообрабатывающая промышленность при импульсной сушке пиломатериалов хвойных и лиственных пород древесины. Способ сушки пиломатериалов включает предварительный нагрев, сушку и дополнительную выдержку. Все режимы процесса сушки осуществляют циклично, причем после операции работа в конце операции пауза определяют сушильные напряжения и остаточные деформации в высушиваемой древесине, а продолжительность операции пауза и последующих операций работа и пауза определяют в зависимости от характера сушильных напряжений и величины остаточных деформаций. Способ позволяет повысить производительность сушки пиломатериалов и улучшить качество высушиваемого материала. 2 табл.

Изобретение относится к способам сушки древесины и может быть использовано в лесной и деревообрабатывающей промышленности. В изобретении измерение температуры для открытия заслонки канала производят на поверхности и в центральной части одной из досок, находящейся в середине штабеля, а открытие заслонки канала производится при разности температур на поверхности и центра доски 2-3°С, а закрытие заслонки канала при равенстве температур, то есть в начале следующего цикла нагрев-охлаждение при осциллирующем режиме сушки. Изобретение должно обеспечить повышение качества сушки пиломатериала. 1 ил.

Изобретение относится к способу сушки и термической обработке древесных материалов и может найти применение в деревообрабатывающей, мебельной и других отраслях промышленности. Технический результат достигается за счет: сжигания газового топлива - природного или сжиженного газа газовыми горелками в топке с открытой камерой сгорания, расположенной внутри сушильной камеры древесины, высокоскоростной циркуляции агента сушки - смеси продуктов горения газа с водяным паром по штабелю, непрерывному измерению электронными датчиками температуры «t» и относительной влажности «ϕ» газовой среды, автоматическому поддерживанию температуры «t» газовой среды в функции от влажности «ϕ» при сушке и в функции от времени τтo6p при термообработке, которые выбираются из разработанной таблицы режимов сушки для данных породы и толщины сортамента и времени протекания процесса термообработки, принудительной нагрузке на пиломатериал в штабеле и исключении попадания внутрь камеры наружного воздуха при остановке процесса. Устройство сушки и термической обработки древесины содержит два осевых маршевых вентилятора, газовую топку с открытой камерой сгорания, систему автоматического управления ходом технологического процесса, железобетонную плиту или комплект пружинных стяжек, откидную секцию рельсов, наружные стационарные рельсовые пути, подштабельную тележку и U-образную вытяжную трубу. Технический результат изобретения заключается в повышении качества сушки и термообработки древесины, снижении процента брака готовой продукции. 2 н.п. ф-лы, 11 ил., 2 табл.

Изобретение относится к технике термической обработки древесины, преимущественно бревен в коре, в сушильных камерах и может быть использовано на деревообрабатывающих предприятиях. Способ отличается тем, что тепловой поток создают путем подачи топлива в камеру сгорания источника и его сжигания с образованием высокотемпературных газов, которые преобразуют в турбулентный поток посредством завихрителя, а в камере смешения источника в поток высокотемпературных газов впрыскивают воду с получением парогаза с температурой 100-300°C. Техническая задача изобретения - повышение качества термообработки древесины, уменьшение брака. 2 ил.

Наверх