Пристрій регулювання процесу сушіння будівельних матеріалів, переважно деревини і деревинних композитів

Винахід відноситься до області управління процесами сушіння матеріалів і зокрема для регулювання процесами сушіння деревини і деревинних композитів. Запропонований пристрій забезпечує раціональні'режими сушіння, економію матеріальних і енергетичних ресурсів з гарантованою якістю матеріалу. За прототип використано пристрій регулювання процесу тепловологісної обробки бетонних і залізобетонних виробів [1], який містить регулятор вологості середовища з відповідним давачом, вентилятор, калорифер, регулятор температури середовища з відповідним давачом, виконавчий механізм регулюючого органу подачі пари, вимірювач часу поширення ультразвуку у виробі, випромінювальні і приймальні п'єзоперетворювачі, погоджувальний елемент, формувач і елемент порівняння. Технічний результат - підвищення точності регулювання процесу сушіння деревини і деревинних композитів на основі корекції режимних параметрів від поточного стану матеріалу. Для досягнення поставленої мети запропоновано пристрій регулювання процесу сушіння деревини і деревинних композитів, який містить сушильну камеру з контрольним взірцем, давач вологості середовища, підключений до входу регулятора вологості, а вихід його підключений до виконавчих механізмів регулюючи х органів подачі пари у зволожуючу тр убу, подачі і нагрівання агенту сушіння; засувки приточновитяжного каналу, давач температури середовища в сушильній камері підключений до одного з входів регулятора температури, вихід якого підключений до виконавчого механізму регулюючого органу подачі пари у калорифер, вимірювач часу поширення ультразвуку у виробі з відповідними вимірювальними і приймальними п'єзоперетворювачами, пірометр повного випромінювання з відповідним перетворювачем, погоджувальний елемент; формувач заданого сигналу і елемент порівняння. При цьому вихід вимірювача часу поширення ультразвуку у виробі підключений до першого входу елементу порівняння, вихід якого підключений до другого входу регулятора температури. Вихід перетворювача через погоджувальний елемент підключений до першого входу формувача задаючого сигналу, а його вихід з'єднаний з другим входом елементу порівняння з давачами вологості і густини виробу, які через відповідні погоджувальні елементи перетворювачі під'єднані до другого і третього входів формувача задаючого сигналу. На малюнку (фіг.) наведена блок-схема запропонованого пристрою. До її складу входять; сушильна камера 1 з розміщеним всередині неї виробом 2; контур стабілізації вологості, що включає регулятор вологості 3 з давачом вологості 4, які керують системою циркуляції агенту сушіння (вентилятором) 5, калорифером 6 по повітропроводу 7; виконавчий механізм 6 подачі пари у зволожувальну трубу 9, виконавчий механізм 10 засувки приточно-витяжного каналу 11; контур програмного регулювання температури, що включає регулятор температури 12 з давачем температури 13, які через виконавчий механізм 14 керують подачею пари в калорифери 15. Система-корекція тривалості процесу сушіння включає вимірювач часу 16 розповсюдження ультразвуку у виробі з випромінювальним 17 і приймальним 18 п'єзоперетворювачами; пірометр 19 для вимірювання повного випромінювання поверхні виробу з відповідним перетворювачем 20; погоджувальний елемент 21; формувач 22 задаючого сигналу (контрольного часу розповсюдження ультразвуку у виробі); елемент 23 порівняння; давач вологості 24 і густини 26 виробу з відповідними погоджувальними елементами перетворювачами 25 і 27. Відомо, що вологість, густина, температура деревини і швидкість поширення ультразвуку в ній зв'язані співвідношенням [2]: де - швидкість ультразвуку в деревині; - вологість деревини; - температура деревини; - базисна густина деревини; - коефіцієнти, які визначаються з експерименту, а швидкість ультразвуку в деревині зв'язана з часом розповсюдження залежністю: де - база вимірювання (віддаль між вимірювальним і приймальним п'єзоперетворювачами); - час розповсюдження ультразвуку в деревині. Задавши конкретне значення часу поширення ультразвуку в деревині і порівнюючи його з виміряним, можна визначити момент часу, при якому величини заданого і виміряного значення часу розповсюдження, ультразвуку в деревині співпадають. Таким чином визначаємо момент закінчення процесу сушіння деревини або деревинних композитів. Інтенсивність інфрачервоного випромінювання поверхні виробу з деревини, її температура і вологість визначають динаміку процесу сушіння. Це дозволяє провести корекцію заданого часу поширення ультразвуку в залежності від біжучого стану матеріалу, а, отже, виходячи з вищенаведених викладок і корекцію тривалості процесу сушіння, що дає можливість отримати матеріал гарантованої якості і зекономити енергоресурси. Пристрій працює таким чином. В залежності від вимірювань давачами 4 і 13 вологості і температури у сушильній камері контуром стабілізації вологості (регулятор вологості 3, вентилятор 5, калорифер 6, повітропровід 7, механізми 8 і 10 і контуром програмного регулювання температури (регулятор температури 12, виконавчий механізм 14 і калорифери 15) встановлюються початкові температура і вологість середовища в сушильній камері 1. В процесі сушіння вимірювачем часу 16 поширення ультразвуку за допомогою випромінюючого 17 і прийомного 18 п'єзоперетворювачів безперервно вимірюють значення часу поширення ультразвуку в деревині. Це значення порівнюється елементом 23 порівняно із значенням контрольного часу поширення ультразвуку в деревині. В процесі сушіння деревини за допомогою пірометра 19 повного випромінювання вимірюється інтенсивність інфрачервоного випромінювання поверхні деревини, а за допомогою давачів 24 і 26 її вологість і густина. Вимірювальне значення інтенсивності інфрачервоного випромінювання поверхні деревини через перетворювач 20 поступає на погоджувальний елемент 21, а виміряне значення вологості і густини деревини на погоджувальні елементи-перетворювачі 25 і 27 відповідно. Елементи 21, 25, 27 виробляють сигнали, за допомогою яких формувачем 22 коректується значення контрольного часу поширення ультразвуку в деревині відповідно з динамікою сушіння. Коли значення виміряного і контрольного часу розповсюдження ультразвуку в деревині збігаються, то елемент порівняння 23 виробляє сигнал, що поступає на регулятор температури 12, після чого процес сушіння закінчується. Пристрій дозволяє підвищити точність регулювання процесу сушіння деревини з корекцією його режиму за рахунок вимірювання біжучого стану деревини і виробів з неї.