способ сушки пиломатериалов в сушилке

Формула изобретения

Способ сушки пиломатериалов в сушилке, включающий нагрев сушильного агента в нагревательном объеме и перемещение сушильного агента в сушильном объеме через пиломатериалы с помощью вентилятора, осушку сушильного агента в конденсационном объеме с конденсацией водяных паров в калорифере, отсасывание отработанного сушильного агента вакуум-насосом с созданием вакуума в сушильной камере, причем сушильный объем отделен от нагревательного объема и соединен с ним последовательно по технологической схеме движения сушильного агента, отличающийся тем, что используются два конденсационных объема с вентиляторами, расположенные по циклу технологической схемы до и после сушильного объема с пиломатериалами, а между двумя конденсационными объемами расположен нагревательный объем, сушильный объем с пиломатериалами отделен от нагревательного и конденсационных объемов, конденсационные объемы с вентиляторами работают поочередно при таком направлении движения сушильного агента через сушильный объем с пиломатериалами, когда сушильный агент движется из сушильного объема в работающий конденсационный объем, при изменении направления движения сушильного агента в сушильном объеме с пиломатериалами конденсационные объемы меняются ролями, при использовании осевых вентиляторов они могут работать при разных направлениях движения сушильного агента с соответствующей переменой направления вращения роторов.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технике сушки пиломатериалов и может найти применение в лесной, деревообрабатывающей и других отраслях промышленности.

Известен способ работы сушилки для пиломатериалов путем их продувания газообразным теплоносителем с изменением температурного режима за счет включения или выключения одного из вентиляторов аэродинамического нагрева (авт. св. СССР N 1002766, кл. F 26 B 9/00, 1981).

Недостатком известного способа являются высокие энергозатраты и сложность регулирования температурного режима.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является способ сушки пиломатериалов в сушилке, включающий нагрев сушильного агента в нагревательном объеме и перемещение сушильного агента в сушильном объеме через пиломатериалы с помощью вентилятора, осушку сушильного агента в конденсационном объеме с конденсацией водяных паров в калорифере, отсасывание отработанного сушильного агента вакуум-насосом с созданием вакуума в сушильной камере, причем сушильный объем отделен от нагревательного объема и соединен с ним последовательно по технологической схеме движения сушильного агента (см. WO 87/04779, F 26 B 3/4, 1987).

Недостатком известного способа являются высокие энергозатраты и продолжительное время сушки вследствие байпасирования потоков сушильного агента и образования застойных зон, снижающих движущую силу процесса.

Цель предлагаемого изобретения - повышение эффективности и экономичности сушки пиломатериалов за счет обеспечения структуры потока сушильного агента последовательно через нагревательный объем, сушильный объем с пиломатериалами и через конденсационный объем, близкой к модели идеального вытеснения без байпасов и застойных зон.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу сушки пиломатериалов в сушилке, включающему нагрев сушильного агента в нагревательном объеме и перемещение сушильного агента в сушильном объеме через пиломатериалы с помощью вентилятора, осушку сушильного агента в конденсационном объеме с конденсацией водяных паров в калорифере, отсасывание отработанного сушильного агента вакуум-насосом с созданием вакуума в сушильном объеме, используются два конденсационные объема с вентиляторами, расположенные по циклу технологической схемы до и после сушильного объема с пиломатериалами, а между двумя конденсационными объемами по технологической схеме расположен нагревательный объем, сушильный объем с пиломатериалами отделен от нагревательного и конденсационных объемов со стороны боковой поверхности и соединен с конденсационными объемами только через открытые с двух сторон торцевые части, конденсационные объемы с вентиляторами работают поочередно при таком направлении движения сушильного агента через сушильный объем с пиломатериалами, когда сушильный агент движется из сушильного объема в работающий конденсационный объем, при изменении направления движения сушильного агента в сушильном объеме с пиломатериалами конденсационные объемы меняются ролями, при использовании осевых вентиляторов они могут работать при разных направлениях движения сушильного агента с соответствующим изменением направления вращения роторов осевых вентиляторов на противоположное.

Перемена направления движения сушильного агента в сушильном объеме с пиломатериалами на противоположное осуществляется примерно на половине всего периода сушки, когда в начале пути движения сушильного агента пиломатериалы будут иметь наименьшую влажность, так как взаимодействуют с сушильным агентом с начальной наивысшей температурой, а в конце пути движения сушильный агент будет иметь наименьшую температуру, а влажность пиломатериалов соответственно будет наивысшей. Во второй половине периода сушки после перемены направления движения сушильного агента в сушильном объеме с пиломатериалами на противоточное, когда сушильный агент с более высокой начальной температурой будет взаимодействовать с пиломатериалами с более высокой влажностью, что обеспечит более высокую движущую силу процесса сушки, более высокую скорость сушки пиломатериалов, в результате средняя влажность пиломатериалов во всем сушильном объеме выравняется к концу периода сушки.

Таким образом, предлагаемый способ сутки обеспечивает не только высокую эффективность и экономичность сушки пиломатериалов за счет рациональной структуры движения сушильного агента через слой пиломатериалов, близкой к модели идеального вытеснения, но и среднюю одинаковую влажность высушенных пиломатериалов.

Предлагаемый способ сушки пиломатериалов в сушилке за счет своих отличительных признаков обеспечивает решение поставленной технической задачи - повышение эффективности и экономичности сушки пиломатериалов путем обеспечения структуры потока сушильного агента последовательно через нагревательный объем, сушильный объем с пиломатериалами и через конденсационный объем, близкой к модели идеального вытеснения, без байпасов и застойных зон.

На чертеже схематически представлена сушилка для сушки пиломатериалов.

Рециркуляционная сушилка включает горизонтальный цилиндрический корпус 1 с расположенной внутри горизонтальной цилиндрической сушильной камерой 2, заполненной пиломатериалами 3, волокнами параллельно образующим цилиндрической камеры 2, между стенками корпуса 1 и камеры 2 расположен нагревательный объем с нагревательными элементами 4, с обеих торцевых сторон цилиндрической сушильной камеры 2 расположены конденсационные объемы с пластинчатыми калориферами 5 и 6, за которыми установлены соответственно электровентиляторы 7 и 8, боковые стороны сушильной камеры 2 с пиломатериалами 3 плотно закрыты по образующим, а со стороны обоих торцов 9 и 10 сушильная камера 2 с пиломатериалами 3 открыта и плотно соединена с каждой стороны с конденсационными объемами с пластинчатыми калориферами 5 и 6, которые плотно соединены патрубками с обеих сторон с электровентиляторами 7 и 8, для создания вакуума и частичного отсасывания из сушильной камеры 2 отработанного сушильного агента служит вакуум-насос 11, соединенный патрубками с вентилями 12 и 13 с пространством в корпусе 1 над электровентиляторами 7 и 8; для подвода и отвода охлаждающей воды к пластинчатым калориферам 5 и 6 служат, соответственно, патрубки с вентилями 14, 15 и 16, 17; для отвода конденсирующейся влаги на пластинчатых калориферах 5 и 6 служат, соответственно, патрубки с вентилями 18 и 19; конденсирующая влага отводится попеременно в сборники влаги 20, объем которых сообщен патрубками 21 и 22 с внутренним пространством корпуса 1 сушилки, с обеих торцевых сторон корпус 1 герметично закрывается эллиптическими днищами 23 и 24. При переменном поочередном подключении к работе сборников влаги 20 для слива из неработающего сборника 20 влаги его пространство соединяется с атмосферой с помощью патрубка с вентилем. Направления движения сушильного агента меняются, что показано стрелками, соответственно, сплошными и пунктирными, при этом работают те конденсационные объемы с пластинчатыми калориферами 5 или 6, в которые поступает сушильный агент непосредственно из сушильной камеры 2 с пиломатериалами 3.

Работает сушилка следующим образом.

В цилиндрическую сушильную камеру 2 загружают пиломатериалы 3, уплотняют боковые и верхние стороны камеры 2 полимерной пленкой, герметично закрывают эллиптические днища 23 и 24, подключают нагревательные элементы 4, подают холодную охлажденную воду по патрубку с вентилем 14 в пластинчатый калорифер 5, включают вакуум-насос 11 и открывают вентиль 12, соединяющий внутренний объем корпуса 1 с вакуум-насосом 11 и включают электровентилятор 7. В начале процесса сушки регулируют необходимые вакуум и температурный режим в сушилке. В процессе сушки сушильный агент под действием электровентилятора 7 циркулирует по замкнутому контуру через нагревательный объем 4, где нагревается, далее проходит через слой пиломатериалов 3 вдоль их волокон в сушильном объеме входа и выхода через торцевые части 9 и 10 слоя пиломатериалов сушильного объема, где влага из пиломатериалов переходит в сушильный агент, при этом влагосодержание сушильного агента возрастает, относительная влажность возрастает, а температура понижается, влажность пиломатериалов понижается, причем сначала удаляется поверхностная влага в первый период сушки, а затем удаляется влага из крупных капилляров и внутренняя гигроскопическая влага за счет влагопроводности и термовлагопроводности.

В пластинчатом калорифере 5 конденсационного объема, охлаждаемом холодной водой, сушильный агент охлаждается, его температура понижается, относительная влажность возрастает и становится равной 100% при температуре точки росы, при которой происходит конденсация паров воды. Осушка воздуха происходит при постоянной относительной влажности, равной 100%, и при понижении температуры, при этом влагосодержание сушильного агента уменьшается, а конденсирующаяся влага стекает с поверхности пластинчатого калорифера 5 по трубопроводу с вентилем 10 в один из сборников конденсата 20, соединенного с пространством корпуса 1 сушилки. После наполнения одного из сборников 20 конденсата его отключают, закрывая соответствующие вентили, и открывают вентили другого сборника конденсата 20. Для слива из сборника 20 конденсата открывают сливной нижний вентиль и верхний вентиль, соединяющий объем сборника 20 с атмосферой.

После удаления половины влаги, фиксируемой сборниками конденсата 20, меняют направления движения сушильного агента в сушильном объеме с пиломатериалами 3 на обратное. Электровентилятор 7 останавливают и включают электровентилятор 8, вместо пластинчатого калорифера 5 подключают к работе пластинчатый калорифер 6, подключая к нему подачу охлаждающей холодной воды, открывая вентили 15 и 17, закрыв одновременно вентили 14 и 16, подводящих и отводящих трубопроводов охлаждающей воды на отключенный пластинчатый калорифер 5. Для более эффективной работы сушилки целесообразно было бы в пластинчатый калорифер подавать теплоноситель для нагрева сушильного агента перед поступлением в сушильную камеру с пиломатериалами (не показано). Это же относится и к пластинчатому калориферу 5, когда он отключен при работающем калорифере 5 (не показано). При отключении электровентилятора 7 и включении электровентилятора 8 сушильный агент будет проходить через корпус электровентилятора 7, при этом будет иметь место неоправданное лишнее незначительное гидравлическое сопротивление в том случае, если используются центробежные вентиляторы. Следует заметить, что объемные скорости сушильного агента в сушильном объеме малы. В случае же использования осевых вентиляторов оба электровентилятора 7 и 8 будут работающими, не только с переменой направления вращения их валов при изменении направления движения сушильного агента в сушильном объеме с пиломатериалами 3, при этом недостатком в работе такой схемы будет лишнее гидравлическое сопротивление неработающего пластинчатого калорифера 5 или 6, если он не используется как подогреватель сушильного агента.

При перемене направления движения сушильного агента в сушильном объеме с пиломатериалами на обратное после удаления половины влаги из пиломатериалов сушильный агент с наивысшей температурой будет взаимодействовать с пиломатериалами с максимальной влажностью, что будет обеспечивать в этом случае увеличение движущей силы процесса сушки при удалении влаги при максимальной влажности, в результате к окончанию процесса сушки влажность пиломатериалов во всем сушильном объеме будет в среднем практически одинаковой, что является положительным моментом по сравнению с вариантом сушки без перемены направления движения сушильного агента в сушильном объеме.

Следует заметить, что перед переменой направления движения сушильного агента в сушильном объеме градиент влажности пиломатериалов по длине сушильного объема образовался вследствие того, что сушильный агент с наивысшей температурой взаимодействует с пиломатериалами с наименьшей влажностью в начале пути движения сушильного агента, а в конце пути движения сушильного агента последний с наименьшей температурой и с наибольшей относительной влажностью, и с наибольшим влагосодержанием и абсолютной влажностью взаимодействует с пиломатериалами с наибольшей влажностью, в результате чего движущая сила процесса сушки в конце пути движения сушильного агента будет значительно меньше по всем параметрам. Если проводить процесс сушки без перемены направления движения сушильного агента в сушильном объеме с пиломатериалами 3, то к концу сушки в начале пути движения сушильного агента пиломатериалы будут сильно пересушенными, а в конце - недосушенными при средней нормальной влажности высушенных пиломатериалов.

Наглядно видно, что обеспечение более высокого качества сушки достигается при перемене направления движения сушильного агента, но это не приходит даром, требуется некоторое усложнение и удорожание конструкции сушилки, возможны некоторые незначительные дополнительные энергетические затраты в связи с гидравлическими затратами и усложнение обслуживания сушилки в связи с переключениями.

Как видно, предлагаемый способ сушки пиломатериалов в сушилке обеспечивает однородную конечную влажность высушенного материала и высокую эффективность и экономичность сушки при структуре движения сушильного агента в сушильном объеме с пиломатериалами близкой к модели идеального вытеснения, что в конечном итоге обеспечивает сокращение времени сушки, снижение стоимости сушки и повышение качества выпускаемых пиломатериалов.