Сушарка для деревини

1. Сушарка для деревини, яка має герметичну теплоізольовану сушильну камеру з люком для завантаження деревини та з запобіжним клапаном, нагрівальний контур, охолоджувальний контур, лоток для збору рідини, що сконденсована, накопичувальний бак для збору рідини, що сконденсована, з запірним пристроєм для зливання накопиченої рідини, вакуумний насос для забезпечення можливості утворення розрідження у сушильній камері, електронний блок керування та відображення показів, який поєднаний із засобом визначення вологості всередині сушильної камери, засобом визначення температури всередині сушильної камери і вакуум-манометром для вимірювання тиску розріджених газів або для вимірювання глибини вакууму всередині сушильної камери, при цьому нагрівальний контур утворений трубопроводом, частина якого розміщена всередині сушильної камери і є теплообмінником, а частина цього нагрівального контуру, що розташована поза межами сушильної камери, містить циркуляційний насос, засіб для нагрівання вхідного до сушильної камери теплоносія, розширювальний бак та виконана з можливістю підключення до зовнішнього джерела постачання рідкого теплоносія, до того ж охолоджувальний контур утворений трубопроводом, частина якого розміщена всередині сушильної камери і є теплообмінником, а частина цього охолоджувального контуру, що розташована поза межами сушильної камери, виконана з можливістю підключення до зовнішнього джерела постачання рідкого теплоносія під тиском, крім того лоток для збору рідини, що сконденсована, розташований під частиною охолоджувального контуру, що розміщена всередині сушильної камери, та вище частини нагрівального контуру, яка розміщена всередині сушильної камери, при цьому лоток для збору рідини, що сконденсована, поєднаний стічною 2 (19) 1 3 54615 4 накопичувальний бак для збору рідини, що сконденсована, оснащений запобіжним клапаном. 2. Сушарка для деревини за п. 1, яка відрізняється тим, що засіб для нагрівання вхідного до сушильної камери теплоносія виконаний у вигляді електричного котла, що поєднаний з електронним блоком керування та відображення показів, а частина кожного нагрівального контуру, яка розташована поза межами сушильної камери, та канал, що поєднує вакуумний насос із сушильною камерою, виконані з компенсаторами розширення, наприклад, у вигляді гофрованих пружних втулок. Корисна модель, що заявляється, відноситься до деревообробної галузі, а саме, до пристроїв для термічної обробки деревини з метою поліпшення її фізичних властивостей і може бути застосована для виготовлення пристроїв, призначених для високотемпературної обробки деревини без примусового зволоження для запобігання займанню та без примусової вентиляції. З рівня техніки відома сушарка для деревинних матеріалів, яка має корпус, вакуумний насос для утворення розрідження у сушильній камері, засіб нагріву сушильної камери, засіб для конденсації пару та засіб для відводу сконденсованої рідини до окремого збірнику конденсату (патент Російської Федерації на винахід № 2115871; МПК: F26B 9/06, F26B 5/04; опубл. 20.07.1998). Недоліком зазначеної сушарки є нерівномірність параметрів режиму сушіння в окремих зонах порожнини сушильної камери, а саме, нерівномірність проходження потоку сушильного агента крізь штабель деревини, що висушують, та утворення застійних зон у центральній частині штабелю, що не забезпечує отримання необхідної якості обробленої деревини. Також відоме рішення сушарки для деревини, яке розкрите в описі до патенту Російської Федерації на винахід №2277682 (МПК: F26B 5/04, F26B 3/02, F26B 9/06; опубл. 10.06.2006). Ця сушарка має герметичну теплоізольовану сушильну камеру з люком для завантаження деревини та із запобіжним клапаном, нагрівальний контур, охолоджувальний контур, лоток для збору рідини, що сконденсована, накопичувальний бак для збору рідини, що сконденсована, з запірним пристроєм для зливання накопиченої рідини, вакуумний насос для забезпечення можливості утворення розрідження у сушильній камері, електронний блок управління та відображення показів, який поєднаний із засобом визначення вологості всередині сушильної камери, засобом визначення температури всередині сушильної камери і вакуум-манометром для вимірювання тиску розріджених газів або для вимірювання глибини вакууму всередині сушильної камери. Вказаний нагрівальний контур утворений трубопроводом, частина якого розміщена всередині сушильної камери і є теплообмінником, а частина цього нагрівального контуру, що розташована поза межами сушильної камери, містить циркуляційний насос, засіб для нагрівання вхідного до сушильної камери теплоносія, розширювальний бак та виконана з можливістю підключення до зовнішнього джерела постачання рідкого теплоносія. Охолоджувальний контур сушарки утворений трубопроводом, частина якого розміщена всередині сушильної камери і є теплообмінником, а частина цього охолоджувального контуру, що розташована поза межами сушильної камери, виконана з можливістю підключення до зовнішнього джерела постачання рідкого теплоносія під тиском. Лоток для збору рідини, що сконденсована, розташований під частиною охолоджувального контуру, що розміщена всередині сушильної камери, та вище частини нагрівального контуру, яка розміщена всередині сушильної камери. Вказаний лоток для збору рідини, що сконденсована, поєднаний стічною трубою з встановленим поза межами сушильної камери вищевказаним накопичувальним баком для збору рідини, що сконденсована. А вищевказані вакуумний насос та циркуляційний насос поєднані з електронним блоком управління та відображення показів. Засіб визначення вологості всередині сушильної камери включає як мінімум два датчика вологості, що розташовані у різних місцях внутрішньої порожнини сушильної камери. Однак, ця описана сушарка має ряд конструктивних недоліків, що призводять до нестабільності теплових режимів сушарки. Так, виконання частини нагрівального контуру, яка розміщена всередині сушильної камери і є теплообмінником, не забезпечує симетрії потоку теплого або гарячого повітря відносно повздовжньої вісі сушильної камери, спрямованого на штабель деревини, внаслідок поступового охолодження теплоносія, що циркулює у нагрівальному контурі, у напрямку від входу до виходу із сушильної камери. Підключення охолоджувального і нагрівального контурів до зовнішніх джерел постачання рідких теплоносіїв не забезпечує стабільності постачання теплоносіїв при зміні тиску або швидкості подання теплоносіїв у цих джерелах. Виконання засобу визначення температури всередині сушильної камери не надає можливості визначення середньої температури внаслідок нерівномірності температури у різних зонах сушильної камери, що призводить до помилкового регулювання інших параметрів режиму сушіння. Відсутність можливості визначення різності температур теплоносія на вході і виході з частини нагрівального контуру, що розташована всередині сушильної камери, не дозволяє здійснити коригування циркуляції теплоносія для забезпечення розрахункового режиму сушіння. Відсутність можливості перекривання каналу, що поєднує вакуумний насос із сушильною камерою, не дозволяє забезпечити необхідного стабільного тиску або глибини вакууму всередині сушильної камери, особливо при зміні режимів вакуумного насосу. Відсутність можливості регулювання потоку вхідного теплоносія, спрямованого від засобу для нагрівання, що входить у частину нагрівального контуру, яка розташована всередині сушильної камери, не дозволяє стабілізувати температуру цього теплоносія внаслідок його різного нагрівання 5 засобом для нагрівання при різних об'ємах подання теплоносія. Крім того, виконання накопичувального баку для збору рідини, що сконденсована, не забезпечує можливості вивільнення цього баку під час роботи сушарки без порушення параметрів тиску у сушильній камері. Найбільш близьким рішенням до корисної моделі, що заявляється, є описане рішення сушарки для деревини за патентом РФ на винахід № 2277682, яке й обране за найбільш близький аналог. В основу корисної моделі поставлено задачу стабілізації режимів роботи сушарки для деревини шляхом зміни конструктивних елементів та їх зв'язків. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що сушарка для деревини, яка має герметичну теплоізольовану сушильну камеру з люком для завантаження деревини та із запобіжним клапаном, нагрівальний контур, охолоджувальний контур, лоток для збору рідини, що сконденсована, накопичувальний бак для збору рідини, що сконденсована, з запірним пристроєм для зливання накопиченої рідини, вакуумний насос для забезпечення можливості утворення розрідження у сушильній камері, електронний блок управління та відображення показів, який поєднаний із засобом визначення вологості всередині сушильної камери, засобом визначення температури всередині сушильної камери і вакуум-манометром для вимірювання тиску розріджених газів або для вимірювання глибини вакууму всередині сушильної камери, при цьому, нагрівальний контур утворений трубопроводом, частина якого розміщена всередині сушильної камери і є теплообмінником, а частина цього нагрівального контуру, що розташована поза межами сушильної камери, містить циркуляційний насос, засіб для нагрівання вхідного до сушильної камери теплоносія, розширювальний бак та виконана з можливістю підключення до зовнішнього джерела постачання рідкого теплоносія, до того ж, охолоджувальний контур утворений трубопроводом, частина якого розміщена всередині сушильної камери і є теплообмінником, а частина цього охолоджувального контуру, що розташована поза межами сушильної камери, виконана з можливістю підключення до зовнішнього джерела постачання рідкого теплоносія під тиском, крім того, лоток для збору рідини, що сконденсована, розташований під частиною охолоджувального контуру, що розміщена всередині сушильної камери, та вище частини нагрівального контуру, яка розміщена всередині сушильної камери, при цьому, лоток для збору рідини, що сконденсована, поєднаний стічною трубою з встановленим поза межами сушильної камери вищевказаним накопичувальним баком для збору рідини, що сконденсована, до того ж, вищевказані вакуумний насос та циркуляційний насос поєднані з електронним блоком управління та відображення показів, а засіб визначення вологості всередині сушильної камери включає як мінімум два датчика вологості, що розташовані у різних місцях внутрішньої порожнини сушильної камери, відповідно до корисної моделі, додатково містить другий, не залежний від першого та подіб 54615 6 ний йому, нагрівальний контур, частина якого, що розміщена всередині сушильної камери, має симетричне розташування відносно подібної частини першого контуру, а частина кожного з цих нагрівальних контурів, що розташована поза межами сушильної камери, та частина охолоджувального контуру, що розташована поза межами сушильної камери, виконані з можливістю підключення до зовнішнього джерела постачання рідкого теплоносія через запірні пристрої, наприклад, вентилі, крім того, засіб визначення температури всередині сушильної камери включає як мінімум два датчика температури, що розташовані у різних місцях внутрішньої порожнини сушильної камери, а на частині кожного нагрівального контуру, яка розташована поза межами сушильної камери, встановлений датчик температури вхідного до сушильної камери теплоносія та датчик температури вихідного з сушильної камери теплоносія, при цьому, зазначені датчики температури теплоносія поєднані з вищевказаним електронним блоком управління та відображення показів, до того ж, канал, що поєднує вакуумний насос із сушильною камерою, обладнаний запірним пристроєм, наприклад, вентилем, а на частині кожного нагрівального контуру, яка розташована поза межами сушильної камери, встановлений регулюючий запірний пристрій, наприклад, вентиль, для обмеження потоку теплоносія, спрямованого від засобу для нагрівання вхідного до сушильної камери теплоносія, крім того, на стічній трубі, що поєднує лоток для збору рідини, що сконденсована, з вищевказаним накопичувальним баком для збору рідини, що сконденсована, поза межами сушильної камери встановлений запірний пристрій, наприклад, вентиль, а накопичувальний бак для збору рідини, що сконденсована, обладнаний запобіжним клапаном. В окремих випадках виконання корисної моделі засіб для нагрівання вхідного до сушильної камери теплоносія виконаний у вигляді електричного котла, що поєднаний з електронним блоком управління та відображення показів, а частина кожного нагрівального контуру, яка розташована поза межами сушильної камери, та канал, що поєднує вакуумний насос із сушильною камерою, виконані з компенсаторами розширення, наприклад, у вигляді гофрованих пружних втулок. Саме завдяки виконанню сушарки з двома подібними незалежними, нагрівальними контурами, частини яких, що розміщені в середині сушильної камери, мають симетричне розташування, дозволяє забезпечити симетрію потоку теплого або гарячого повітря, спрямованого на штабель деревини, відносно повздовжньої вісі сушильної камери. Таким чином забезпечується можливість стабілізації рівномірності термічної обробки деревини. Виконання з можливістю підключення до зовнішніх джерела постачання рідкого теплоносія через запірні пристрої, наприклад, вентилі частин кожного з нагрівальних контурів, що розташовані поза межами сушильної камери, та частини охолоджувального контуру, що розташована поза межами сушильної камери, забезпечує стабільність постачання теплоносіїв при зміні тиску або 7 швидкості подання теплоносіїв у цих джерелах. Завдяки тому, що засіб визначення температури всередині сушильної камери включає як мінімум два датчика температури, що розташовані у різних місцях внутрішньої порожнини сушильної камери, забезпечується можливість визначення середньої температури при її нерівномірності у різних зонах сушильної камери, що дозволяє суттєво збільшити точність регулювання інших параметрів режиму сушіння. За рахунок того, що на частині кожного нагрівального контуру, яка розташована поза межами сушильної камери, встановлений датчик температури вхідного до сушильної камери теплоносія та датчик температури вихідного з сушильної камери теплоносія і ці датчики поєднані з електронним блоком управління та відображення показів, виникає можливість коригування циркуляції теплоносія для забезпечення розрахункового режиму сушіння. Встановлення на каналі, що поєднує вакуумний насос із сушильною камерою, запірного пристрою, наприклад, вентилю, дозволяє перекривати цей канал для забезпечення необхідного стабільного тиску або глибини вакууму всередині сушильної камери, особливо при зміні режимів вакуумного насосу. Завдяки тому, що на частині кожного нагрівального контуру, яка розташована поза межами сушильної камери, встановлений регулюючий запірний пристрій, наприклад, вентиль, для обмеження потоку теплоносія, спрямованого від засобу для нагрівання вхідного до сушильної камери теплоносія, виникає можливість регулювання цього потоку та забезпечується можливість стабілізації температури теплоносія. А за рахунок того, що на стічній трубі, що поєднує лоток для збору рідини, що сконденсована, з вищевказаним накопичувальним баком для збору рідини, що сконденсована, поза межами сушильної камери встановлений запірний пристрій, наприклад, вентиль, забезпечується можливість вивільнення цього баку під час роботи сушарки без порушення параметрів тиску у сушильній камері. Встановлення на накопичувальному баку для збору рідини, що сконденсована, запобіжного клапану обумовлено необхідністю запобігання аварійним ситуаціям у разі переповнення накопичувального баку, що також сприяє стабільності роботи сушарки. Таким чином, усі описані вище ознаки корисної моделі дозволяють отримати сушарку для деревини із значно більш стабільними режимами роботи. Суть корисної моделі пояснюється кресленнями, де зображено на: фіг. 1 - схема сушарки для деревини, вигляд збоку; фіг. 2 - схема сушарки для деревини, вигляд спереду. Один з можливих варіантів реалізації запропонованої сушарки для деревини може мати герметичну теплоізольовану сушильну камеру 1, яка може мати циліндричну форму з випуклими назовні торцевими стінками. На одній із торцевих стінок виконується герметичний люк (на схемах не пока 54615 8 заний) для завантаження деревини. Для завантаження деревини у внутрішній порожнині сушильної камери можуть бути встановлені рейки, на які встановлюється візок, на якому розміщують штабель деревини. При цьому штабель деревини формують таким чином, щоб забезпечити максимальну вентиляцію поверхні частин деревини. У верхній частині сушильної камери розташований запобіжний клапан 2. Сушарка має два подібних незалежних нагрівальні контури, що утворені трубопроводами. Кожний такий контур має частину 3, що розміщена всередині сушильної камери, та частину 4, що розташована поза межами сушильної камери. При цьому частини 3 нагрівальних контурів обов'язково мають симетричне виконання відносно вертикальної площини, у якій розташована повздовжня вісь симетрії сушильної камери. Частини 3 нагрівальних контурів виконують роль теплообмінників, а частини 4 в окремих випадках можуть бути виконані з теплоізоляцією для зменшення втрат тепла. Кожна частина 3 має вигляд зигзагоподібної труби, яка розташована уздовж внутрішньої циліндричної поверхні сушильної камери 1 і не охоплює верхню частину камери 1. Кожна частина 4 нагрівального контуру містить циркуляційний насос 5 та розташований після нього, у напрямку входження теплоносія до сушильної камери, засіб для нагрівання вхідного до сушильної камери теплоносія, що виконаний у вигляді електричного котла 6. Кожна частина 4 нагрівального контуру також має свій розширювальний бак 7 із запобіжним клапаном 8 та виконана з можливістю підключення до зовнішнього джерела постачання рідкого теплоносія через запірний пристрій у вигляді вентиля 9. На кожній частині 4 нагрівального контуру також встановлений датчик 10 температури вхідного до сушильної камери 1 теплоносія та датчик 11 температури вихідного з сушильної камери 1 теплоносія, а також регулюючий запірний пристрій у вигляді вентиля 12 для обмеження потоку теплоносія, спрямованого від електричного котла 6 вхідного до сушильної камери 1 теплоносія. Таким чином, у якості теплоносія може бути застосована звичайна вода з централізованої системи водопостачання. Сушарка також має охолоджувальний контур, який утворений трубопроводом, частина 13 якого розміщена всередині сушильної камери 1 і є теплообмінником, а частина 14 цього охолоджувального контуру, що розташована поза межами сушильної камери 1, виконана з можливістю підключення до зовнішнього джерела постачання рідкого теплоносія під тиском через запірний пристрій у вигляді вентиля 15, який поєднує охолоджувальний контур з централізованою системою водопостачання холодної води, та з можливістю підключення через запірний пристрій у вигляді вентиля 16 із зворотною трубою централізованої системи водопостачання або каналізаційною системою. Таким чином, у якості теплоносія може бути застосована звичайна холодна вода з централізованої системи водопостачання, що подається під нормованим тиском, який і забезпечує циркуляцію теплоносія в охолоджувальному кон 9 турі сушарки. Частина 14 охолоджувального контуру, що розташована поза межами сушильної камери 1, в окремих випадках може бути виконана з теплоізоляцією. Під частиною 13 охолоджувального контуру, що розміщена всередині сушильної камери, та вище частини 3 нагрівального контуру, яка розміщена всередині сушильної камери, розташований лоток 17 для збору рідини, що сконденсована, який поєднаний стічною трубою 18 з встановленим поза межами сушильної камери 1 накопичувальним баком 19 для збору рідини, що сконденсована. Бак 19 має запірний пристрій для зливання накопиченої рідини, що виконаний у вигляді вентиля 20, та запобіжний клапан 21. При цьому на стічній трубі 18, поза межами сушильної камери 1, встановлений запірний пристрій у вигляді вентиля 22. Сушарка для деревини має також вакуумний насос 23 для забезпечення можливості утворення розрідження у сушильній камері 1. Трубний канал, що поєднує вакуумний насос 23 із сушильною камерою 1, обладнаний запірним пристроєм у вигляді вентиля 24. У даному випадку може бути застосований водокільцевий вакуумний насос, який поєднаний з частиною 14 охолоджувального контуру, для чого після вентиля 15 встановлені вентилі 25 і 26, які забезпечують незалежність роботи вакуумного насосу 23 від циркуляції води в охолоджувальному контурі. У внутрішній порожнині сушильної камери 1, у різних місцях, розташовані шість датчиків 27 вологості та два датчики 28 температури, а також вакуум-манометр 29 для вимірювання тиску розріджених газів або для вимірювання глибини вакууму всередині сушильної камери 1. Крім того, сушарка для деревини обладнана електронним блоком 30 управління та відображення показів, з яким поєднані: циркуляційний насос 5, електричний котел 6, вакуумний насос 23, датчик 10 температури вхідного до сушильної камери теплоносія, датчик 11 температури вихідного з сушильної камери теплоносія, датчики 27 вологості, датчики 28 температури і вакуум-манометр 29. До того ж, частина 4 кожного нагрівального контуру, яка розташована поза межами сушильної камери 1, та канал, що поєднує вакуумний насос 23 із сушильною камерою 1, а також канали, якими поєднуються розширювальні баки 7, виконані з компенсаторами розширення у вигляді гофрованих пружних втулок 31. Описане виконання сушарки для деревини дозволяє здійснювати високотемпературну обробку деревини без примусового зволоження та примусової вентиляції. Зокрема, описана сушарка дозволяє здійснити обробку деревини наступним чином. Спочатку на вищеописаний візок складають деревинні матеріали у вигляді штабелю, який формують таким чином, щоб забезпечити максимальну вентиляцію поверхні частин деревини. Візок зі штабелем по рейках через люк на торцевій стінці вводять у порожнину сушильної камери 1 та герметично зачиняють зазначений люк. 54615 10 У початковому стані усі вентилі сушарки знаходяться у закритому стані. Спочатку відкривають вентилі 12 та вентилі 9, заповнюють обидва нагрівальні контури сушарки водою, після чого вентилі 9 закривають. Далі через блок 30 управління запускають циркуляційні насоси 5 та включають електричні котли 6, встановлюючи внутрішню температуру у сушильній камері 90°С. При цьому, за рахунок виділення з деревини вологи, сушильна камера 1 починає заповнюватися паром, виникає невеликий надмірний тиск, поверхневий шар деревини вкривається паром та зволожується. Таким чином знімається цементація поверхневих шарів деревини, яка не дозволяє волозі в середині деревини виходити на поверхню. Волога з внутрішніх шарів деревини починає виходити на поверхню та випаровуватись без утворення нової та з усуванням існуючої внутрішньої напруженості деревини. Цей процес здійснюється одну добу. При цьому, регулювання температури в середині камери 1 здійснюють за допомогою датчиків 28. Датчики 10 і 11, а також регулюючі вентилі 12 забезпечують можливість коригування об'єму і температури теплоносія, що подається у камеру 1, для забезпечення розрахункового режиму сушіння. Далі здійснюють запуск охолоджувального контуру сушарки, для чого відкривають вентилі 15, 16 і 26, а також вентиль 22. Холодна вода з централізованої системи водопостачання під нормованим тиском починає циркулювати в охолоджувальному контурі сушарки. При цьому пар, що утворений в середині камери 1, починає конденсуватися на частині 13 охолоджувального контуру та стікати спочатку у лоток 17 для збору рідини, а далі через стічну трубу 18 у бак 19. Швидкість виходу вологи з деревини у даному випадку практично співпадає із швидкістю її надходження до баку 19. Після часткового виходу з деревини від 30% до 65% вологи, що встановлюють завдяки середньому показу датчиків 27, починають другу стадію сушіння. При цьому, через блок 30 встановлюють температуру в середині сушильної камери 110°С та за допомогою вакуумного насосу 23 утворюють розрідження 0,95МПа. Для запуску вакуумного насосу 23 вентиль 26 закривають, а вентилі 24 і 25 відкривають, після досягнення вказаного розрідження вентилі 24 і 25 закривають, а вентиль 26 відкривають. На цій стадії сушіння з деревини виходить зв'язана волога. При цьому агентом сушіння стає перегрітий пар, а не вологе повітря, що убезпечує деревину від утворення внутрішніх тріщин. При досягненні вологості деревини в межах від 4% до 5%, починається третя стадія сушіння. При цьому, через блок 30 встановлюють температуру в середині сушильної камери 190°С, вентилі 15, 16, 22, 26 закривають. На цій стадії з деревини випаровується волога, що залишилась, смоли та екстрактні речовини, деревина змінює свої фізикомеханічні властивості. Охолодження камери 1 відбувається природнім шляхом після виключення через блок 30 електричних котлів 6. Після охолодження відчиняють 11 люк на торцевій стінці камери 1 та виводять назовні по рейках візок зі штабелем обробленої деревини. В процесі обробки деревини, періодично виникає необхідність зливу рідини з баку 19, для чого вентиль 22 закривають, а вентиль 20 відкривають. Запобіжний клапан 21 дозволяє уникнути аварійної ситуації, у разі переповнення баку 19. Запобіжні клапани 7 і 2 також забезпечують уникнення аварійних ситуацій у разі переповнення або утворення надмірного тиску у розширювальних баках 7 та сушильній камері 1. Наявність гофрованих пруж 54615 12 них втулок 31 дозволяє уникнути руйнування елементів сушарки при високих температурах, що забезпечує стабільність процесу термічної обробки деревини. Таким чином, описане виконання сушарки для деревини дозволяє значно збільшити стабільність режимів роботи пристрою, призначеного для термічної обробки деревини з метою поліпшення її фізичних властивостей, зокрема, при високотемпературній обробці деревини без примусового зволоження та примусової вентиляції. 13 Комп’ютерна верстка А. Крулевський 54615 Підписне 14 Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601