Пристрій для сушіння деревини

1. Пристрій для сушіння деревини, що має герметичну основу, яка разом з гнучким кожухом утворюють навколо штабеля деревини корпус сушильної камери, вакуумний насос, джерело теплоти, систему зливу конденсату, транспортну систему, засоби для забезпечення необхідної температури і вакууму в камері, який відрізняється тим, що як герметичну основу застосовано візок, обладнаний листом з термоізоляційного матеріалу, штуцерами для підключення ємності збору конденсату та вакуумної системи, штекером для підключення системи контролю процесу, а гнучкий кожух накриває штабель деревини з верху і з чотирьох сторін і герметично закріплений до візка механічними замками, причому гнучкий герметичний кожух відділений від штабеля деревини. 2. Пристрій для сушіння деревини за пунктом 1, який відрізняється тим, що гнучкий кожух з'єднаний системою канатів і шківів з піднімальним механізмом. 3. Пристрій для сушіння деревини за пунктом 2, який відрізняється тим, що рама піднімального механізму виконана з можливістю регулювання по висоті. 4. Пристрій для сушіння деревини за пунктом 1, який відрізняється тим, що герметичний кожух виконаний із закріпленим під верхом листом з термоізоляційного матеріалу. 5. Пристрій для сушіння деревини за пунктом 1, який відрізняється тим, що низ гнучкого кожуха закінчується рамою, на якій змонтовано механічні замки. 6. Пристрій для сушіння деревини за пунктом 1, який відрізняється тим, що лист з термоізоляційного матеріалу, який змонтований на візку, вико 2 (19) 1 3 93713 4 13. Пристрій для сушіння деревини за пунктом 12, який відрізняється тим, що над штабелем деревини і на візку змонтовано два електроди, які підключено до генератора високої частоти. 14. Пристрій для сушіння деревини за пунктом 1, який відрізняється тим, що нагрівальна система реалізована за допомогою використання джерела струмів надвисокої частоти. 15. Пристрій для сушіння деревини за пунктом 14, який відрізняється тим, що над штабелем змонтовано генератори надвисокої частоти. 16. Пристрій для сушіння деревини за пунктом 12 або 14, який відрізняється тим, що листи з термоізоляційного матеріалу, які встановлено між гнучким кожухом і штабелем деревини, опираються на прокладки таким чином, що не мають контакту зі штабелем деревини і мають шар матеріалу, який не пропускає електромагнітні хвилі високої і надвисокої частоти. Винахід належить до пристроїв для сушіння деревини і може знайти застосування в деревообробній галузі. На протязі багатьох років існування деревообробної галузі в світі було винайдено безліч різних пристроїв і способів для сушіння деревини. З них, на даний час, найбільш поширеними способами є такі, як конвективні, конденсаційні і вакуумні. Відомо, що конвективні і конденсаційні сушильні камери, незважаючи на велику місткість матеріалу, потребують великих енерговитрат. Також розглядаючи такі критерії, як час сушіння і якість, особливо твердих порід деревини, результат буде не на користь кондуктивних і конденсаційних камер. Альтернативою конвективним і конденсаційним сушильним камерам є способи сушіння деревини в середовищі вакууму. Вакуумні сушильні камери дозволяють скоротити час сушки, покращити якість і зменшити собівартість висушеної деревини. Проте вакуумні сушильні камери не набули такої популярності як традиційні камери через обмежену місткість матеріалу, труднощі з загрузкою і розгрузкою деревини, недовговічність візків на яких розміщений штабель деревини, через дію на них агресивного середовища, а також доволі високу вартість, в основному із за використання нержавіючої сталі для виготовлення корпусу камери. Серед способів сушіння в середовищі вакууму особливої уваги заслуговують способи в яких використовується ефект дії атмосферного тиску на штабель деревини. Спосіб вакуумного сушіння деревини з використанням ефекту дії атмосферного тиску на штабель є більш ефективним і відповідає всім строгим вимогам по енерговитратам і якості кінцевої продукції. При сушці деревина не деформується, а навпаки вирівнюється. Тому що використання ефекту преса знімає існуючі деформації і внутрішню напругу і не дозволяє деревині викручуватися. Практично відсутні тріщини. Зберігається колір деревини. Так в патенті США №4734995 було запропоновано камеру для сушіння деревини у вакуумі під дією атмосферного тиску, в якій шари деревини розміщені між нагрівальними пластинами. Сушіння деревини в вакуумі під дією атмосферного тиску дозволяє використовувати більш жорсткі режими, без пошкодження деревини, при цьому швидкість сушки, в залежності від породи деревини, буде від 5 до 14 разів більша чим при традиційному сушін ні. Наприклад, бук товщиною 32 мм висихає до вологості 8 % за 20 год., а сосна 25 мм - всього за 12 год. Перевагою цього методу є малий час сушки і також висока якість висушеної деревини. Проте вартість камери виготовленої з нержавіючої сталі є доволі висока, що перешкоджає широкому використанню цього способу. Також місткість такої камери є невелика. Відомі пропозиції пристроїв для сушіння деревини в яких стіни і стеля камери виготовлені з герметичної гнучкої плівки. Ці пропозиції дозволяють суттєво зменшити вартість конструкції камери і також дають можливість підлаштовуватись під любу висоту штабеля. Так в патенті України №23752А описується камера, яка складається з герметичної плівки замість стінових панелей, основи, теплоізоляції поверх плівки, опор або візка для штабеля деревини, нагрівального пристрою і системи регулювання температури і вологості в камері. Недоліками цього винаходу є довгий час сушіння, великі енерговитрати на сушку, необхідність використання теплоізоляції поверх плівки для зменшення втрат тепла, і агресивне середовище в середині камери , яке шкідливо діє на візок, опори. Суттєво менші енерговитрати і час сушіння досягаються коли в камері, яка виконана з гнучкого герметичного матеріалу, створено вакуум. Наприклад пристрої і методи цього типу розкриті в патентах США № 2387595, № 4466198 і №6865821. Найбільш близьким до запропонованого винаходу по технічній сутності і результату який досягається є патент США №6865821, в якому гнучкий кожух разом з герметичною основою утворюють навколо штабелю деревини корпус сушильної камери. Проте недоліками цього винаходу є складний спосіб загрузки і розгрузки штабелю, необхідність формування штабелю безпосередньо в камері, неможливість попереднього формування штабелю, важка, а при великих розмірах камери майже неможлива процедура надівання або знімання гнучкого кожуху вручну. Також недоліком є те, що герметичний кожух безпосередньо контактує з штабелем і нагрівальними пластинами, причому відбуваються великі втрати тепла в навколишнє середовище. Технічним результатом запропонованого винаходу являється завдання створити пристрій і спосіб для швидкого, якісного, мало затратного сушіння деревини, з можливістю використання 5 засобів механізації і автоматизації при загрузці, розгрузці штабеля деревини. Поставлене завдання вирішується у пристрої конструкція якого складається з: 1. Візка, який обладнаний: - штуцером для підключення вакуум-насоса; - штекером для кабелів системи керування процесом сушки; - штуцером для підключення системи зливу конденсату; 2. Герметичного кожуха виконаного з гнучкого матеріалу, який надівається на штабель деревини, і прижимається до дна візка за допомогою замків, які змонтовані на рамі кожуха. 3. Механізму піднімання і опускання кожуха. 4. Системи транспортування візка до місця формування штабелів. 5. Нагрівальних пластин виконаних з термоізоляційними краями і отворами, які підключені гнучкими шлангами до встановленого на гнучкому кожусі колектора, виконаного з системою патрубків, які герметично, через лист термоізоляційного матеріалу і гнучкий кожух проходять всередину камери, при застосуванні способу нагрівання деревини за допомогою нагрівальних пластин. 6. Вентиляторів і теплообмінної системи змонтованих під верхом гнучкого кожуха, листів з термоізоляційного матеріалу встановлених між гнучким кожухом і штабелем деревини і конденсаційної станції, при застосуванні способів сушки, коли деревина нагрівається гарячим повітрям або паром, без використання нагрівальних пластин. 7. Двох електродів, один з яких змонтований над штабелем деревини, а другий на візку або генераторів надвисокої частоти, які змонтовані над штабелем деревини, і через які до деревини подається високочастотний струм, при застосуванні для нагрівання деревини струмів високої або надвисокої частоти. 8. Також листів з термоізоляційного матеріалу встановлених між гнучким кожухом і штабелем деревини виконаних з шаром матеріалу, який не пропускає електромагнітні хвилі високої і надвисокої частоти, при застосуванні способів сушки, коли деревина нагрівається струмами високої або надвисокої частоти. 9. Листа термоізоляційного матеріалу, який змонтований на дні візка і виконаний з зазором до рами кожуха. Відмінними ознаками пристрою, що заявляється, є: 1. Наявність візка, який одночасно виконує функцію дна камери. 2. Механізм опускання і піднімання кожуха, який складається з рами на якій розміщено шківи, вал і привід. 3. Система транспортування візків до пристрою штабелювання і розштабелювання. 4. Конструкція кожуха виконана з використанням закріпленого під верхом листа термоізоляційного матеріалу. 5. Рама внизу кожуха виконана з механічними замками для надійного утримання вакууму і зручності піднімання, опускання. 93713 6 6. Лист термоізоляційного матеріалу який змонтований на візку і виконаний з зазором до рами кожуха, для вільного проходження води до системи зливу конденсату і створення водяного ущільнення між рамою кожуха і візком для більш надійного утримання вакууму. 7. Встановлення колектора для підключення нагрівальних пластин на верху гнучкого кожуха. 8. Використання нагрівальних пластин виконаних з термоізоляційними краями і отворами для відводу рідини від деревини і гнучкого кожуха, або вентиляторів і теплообмінної системи змонтованих під верхом гнучкого кожуха, листів з термоізоляційного матеріалу встановлених між гнучким кожухом і штабелем деревини і конденсаційної станції, при застосуванні способів сушки без використання нагрівальних пластин. 9. Також лист термоізоляційного матеріалу, який змонтований під верхом кожуха, виконаний з перфорованими отворами, які підключені шлангом через клапан до виходу повітряного насоса конденсаційної станції, при застосуванні способів сушки без використання нагрівальних пластин. 10. Листів для термоізоляції виконаних з шаром матеріалу, який не пропускає електромагнітні хвилі високої і надвисокої частоти, для забезпечення безпечної роботи при застосуванні способів сушки, коли деревина нагрівається струмами високої або надвисокої частоти. Виходячи з описаного рівня техніки випливає, що вказані відміни пристрою, що заявляється, є новими. Завдяки цим нововведенням візок і транспортні шляхи не піддаються дії агресивного середовища в середині камери, відкривається можливість при штабелюванні і розштабелюванні деревини і нагрівальних прокладок використовувати механізми і пристрої, що дозволять полегшити і пришвидшити процес підготовки штабелю деревини до сушки, зручно надівати або знімати гнучкий кожух з штабеля, для зменшення простою між сушками формувати штабель деревини на інших візках. Використання механічних замків на рамі кожуха, і створення водяного ущільнення між рамою кожуха і візком, дозволить надійно утримувати вакуум в камері. Особливо це стосується коли потрібно використовувати великі розміри візка для сушіння значних об'ємів деревини. Також використання листів з термоізоляційного матеріалу і нагрівальних пластин з термоізоляційними краями і отворами, дає можливість зменшити втрати тепла з камери і полегшити відтік води і конденсату з деревини і з внутрішньої частини кожуха. Вакуумні сушильні камери, в яких джерелом тепла є нагрівальні пластини, які розміщені між шарами деревини і безпосередньо через контакт з останньою передають їй своє тепло, є відомі на даний час як одні з найбільш швидких і найменш енерговитратних пристроїв для сушіння деревини. Проте, якщо для сушіння деревини застосовуються інші способи нагріву деревини, без використання нагрівальних пластин, то виникає необхідність використання дерев'яних або з іншого матеріалу прокладок між шарами деревини для вільного проходження гарячого повітря і рідини. Наприклад 7 способи, коли фази нагріву деревини гарячим повітрям або паром при атмосферному, або більшому за атмосферний тиск, змінюються фазами, коли створюється вакуум в камері, що забезпечує інтенсифікацію виділення вологи з деревини. В таких випадках на візку формується штабель деревини вперемішку з прокладками, які виступають за габарити штабеля на певну відстань таким чином, щоб листи з термоізоляційного матеріалу, які встановлюються між гнучким кожухом і штабелем деревини, і які опираються на прокладки, не перешкоджали вільно піднімати або опускати гнучкий кожух. Це дає гарантію того, що гнучкий кожух не буде заважати вільному проходженню гарячого повітря і рідини, буде зменшено втрати тепла в навколишнє середовище і гнучкий кожух не буде пошкоджений через гострі краї деревини і прокладок. Також для того, щоб забезпечити інтенсивну циркуляцію гарячого повітря в камері, під верхом гнучкого кожуха монтуються реверсивні вентилятори і теплообмінна система , які використовуються для нагріву деревини в фазах без створення вакууму. Інтенсифікувати процес виділення вологи з повітря також допомагає конденсаційна станція, вихід якої шлангом через гнучкий кожух підключений до листа з термоізоляційного матеріалу, який виконано з перфорованими отворами для розподілення осушеного повітря в верху камери. Вхід конденсаційної станції підключений до системи зливу конденсату, в яку поступає вологе повітря і конденсат з камери. Коли для нагріву деревини використовується енергія високої або надвисокої частоти, в камері монтується, або два електроди, які підключені до генератора високої частоти, або генератори надвисокої частоти. Описані варіанти дають можливість використовувати винахід в різних способах сушіння деревини, і дозволять зменшити вартість як самих конструкцій для сушіння, так і скоротять час формування штабелю. Зважаючи на той факт, що конструкція пристрою для сушіння деревини є простою і відносно дешевою, що дозволяє легко збільшити об'єми виробництва висушеної деревини шляхом встановлення додаткових візків і механізмів опускання, піднімання гнучкого кожуха. Це дає можливість задовольнити потреби, як малих підприємств з невеликими обсягами виробництва, так і потреби великих підприємств, які в залежності від ситуації на ринку можуть в любий момент наростити виробництво висушеної деревини. Суть винаходу пояснюється кресленнями на Фіг. 1-7: На Фіг. 1 - креслення пристрою за розрізом АА. На Фіг. 2 - вигляд збоку конструкції пристрою, що заявляється при використанні нагрівальних пластин . На Фіг. 3 - збільшений вигляд системи зливу конденсату. На Фіг. 4 - конструкція пристрою коли застосовуються способи сушіння в яких деревина нагрівається гарячим повітрям або паром. На Фіг. 5 - схема конденсаційної станції. На Фіг. 6 - конструкція пристрою коли застосовуються способи сушіння, в яких деревина нагрі 93713 8 вається струмом високої частоти. На Фіг. 7 - можливий варіант розміщення сушильного господарства з декількома сушильними камерами. 10. На Фіг. 1 і 2 показано пристрій для сушіння деревини в середовищі вакууму, який складається з камери, корпус якої формується з візка 1 для переміщення штабелю деревини 10, на якому змонтовано штуцер 2 для підключення вакуумнасоса, штекер 3 для кабелів системи контролю процесу, штуцер 5 для підключення ємності для конденсату 55 через клапан 57(показано на Фіг. 5) до системи зливу конденсату 23 і гнучкого герметичного кожуху 6 надітого на штабель деревини 10, який завдяки рамі кожуха 7 і механічним замкам 8, кріпиться до візка 1 для надійного утримання вакууму в середині камери. Також для знімання і надівання гнучкого кожуху 6 пристрій виконано з піднімальним механізмом, який складається з рами 11. Для того щоб мати можливість використовувати різні за висотою гнучкі кожухи остання виконана з можливістю фіксування на різних висотах завдяки штопорним болтам 19. На рамі змонтовано шківи 12, вал 13 з котушками 25 для намотування канатів 14 і приводу 15 з ремінною передачею 16. Гнучкий кожух 6, виконано з закріпленим під усією площею верху листом термоізоляційного матеріалу 17 для зменшення втрат тепла, і петель 18 закріплених на кожусі 6, через які прошилені канати 14, які закріплені до рами кожуха 7. Гнучкий кожух 6 відділяється від штабеля деревини 10 нагрівальними пластинами 24 виконаними з термоізоляційними краями 21 і отворами 22, що зменшує втрати тепла в навколишнє середовище і забезпечує вільний відтік рідини від деревини і конденсату від гнучкого кожуха в процесі сушіння. Нагрівальні пластини підключаються до колектора з системою патрубків, що герметично проходять через лист термоізоляційного матеріалу 17 і гнучкий кожух 6 всередину камери. Також для забезпечення збереження тепла на візку встановлено лист термоізоляційного матеріалу 27.0станній виготовлено з зазором 20 до рами кожуха 7, для вільного проходження води і вологого повітря до системи зливу конденсату 23, яка підключена до ємності для конденсату 55(показано на Фіг. 5). Як видно з Фіг. 3, підчас сушіння створюється водяне ущільнення завдяки тому, що система зливу конденсату 23 виступає на деяку відстань над дном візка. Водяне ущільнення між рамою кожуха 7 і дном візка 1, разом з механічними замками 8 забезпечує більш надійне утримання вакууму в камері. На Фіг. 4 показано варіант, коли застосовуються способи сушіння, в яких деревина нагрівається гарячим повітрям . В таких випадках між гнучким кожухом 6 і штабелем деревини 10 встановлюються листи термоізоляційного матеріалу 28, які опираються на прокладки 29 між шарами деревини 10. Це дає можливість зберегти гнучкий кожух 6 від розривів через гострі краї деревини і прокладок 29, відділити деревину від листів термоізоляційного матеріалу 28, забезпечити циркуляцію гарячого повітря і вільний протік рідини до системи зливу конденсату 23 .Також під верх кожуха закріплюється теплообмінна система, яка 9 складається з пластини 42, виконаної з корозійностійкого матеріалу, і яка розміщена над усією площею штабеля 10, на якій змонтовано вентилятори 40 і теплообмінники 42, в яких циркулює гаряча вода або пар. Для інтенсифікації видалення вологи з повітря в камері, лист термоізоляційного матеріалу 17 виготовлено з системою перфорованих отворів 51, які підключені за допомогою шланга 52 до конденсаційної станції. На Фіг. 5 показана схема конденсаційної станції, яка підключається до верху ємності для конденсату 55 і складається з осушувача повітря 53 повітряного насоса 59 і клапана 56. Конденсаційна станція включається і постійно працює в фазах без вакууму для інтенсифікації осушування повітря в камері, і працює таким чином, що при переході процесу сушіння деревини до фази без вакууму відкривається клапан 58, і з ємності 55 зливається весь конденсат. Після чого відкривається клапан 56, включаються осушувач повітря 53 і повітряний насос 59. Потім відкривається клапан 57 і закривається клапан 58. Після цього вологе повітря разом з конденсатом, через систему зливу конденсату 23, забирається з камери, а в камеру через перфоровані отвори 51 листа з термоізоляційного матеріалу 17 поступає осушене повітря з конденсаційної станції. Коли ємність для конденсату 55 наповнюється, то конденсат зливається за допомогою клапана 58. На Фіг. 6 показаний варіант камери, в якому для нагріву деревини використовується енергія високої частоти. В цьому випадку в камері монтується два електроди 43, які підключені до генератора високої частоти. Під верхом гнучкого кожуха до термоізоляційної прокладки монтується один електрод, а на візку над термоізоляційною прокладкою другий. На Фіг. 7 показано сушильне господарство, в яке входить вісім камер 30 з механізмами піднімання кожуха, система транспортування, яка складається з колій 26, що знаходяться під механі 93713 10 змами піднімання кожуха, колії 31, яка веде до місця формування штабелю деревини, траверсного візка 32, колії 33 під траверсним візком, і резервної колії 34 для візка з попередньо сформованим штабелем деревини. Спосіб сушіння деревини проходить в наступній послідовності. В місці підготовки штабелю деревини до сушки, використовуючи технічні засоби автоматизації і механізації, такі як різного типу пристрої штабелювання, на візку 1 формується штабель деревини 10 вперемішку з нагрівальними пластинами 24 або прокладками 29. Візок 1 доставляється по транспортній системі коліями 31, 32, 33, 26 під механізм опускання, піднімання кожуха. На візку 1 під'єднуються магістралі теплоносіїв через колектор 50 до нагрівальних прокладок 24, вакууму до штуцера 2, ємності для конденсату 55 через клапан 57 до штуцера 5, пристроїв для контролю і керування параметрами процесу сушки до штекера 3. Гнучкий кожух 6 опускається на візок 1, і для надійного утримання вакууму герметично фіксується замками 8. Після цих операцій запускається процес сушіння. По вибраній програмі, і в залежності від значень температури, рівня вакууму і вологості деревини, регулюється температура і вакуум в камері. Якщо в сушильному господарстві використовуються декілька пристроїв для сушіння деревини, то на інших візках формуються штабеля деревини і по системі транспортування вони доставляються до вільних механізмів опускання, піднімання кожуху або до резервної колії 34 доти, доки не завершиться процес в одній з камер. Після досягнення потрібних кінцевих параметрів вологості деревини сушка припиняється. По завершенню сушіння піднімається герметичний кожух 6 і від'єднуються всі мережі від візка 1, який після цього по системі транспортування коліями 26, 33, 32, 31 доправляється до місця розштабелювання. 11 93713 12 13 93713 14 15 93713 16 17 Комп’ютерна верстка Д. Шеверун 93713 Підписне 18 Тираж 23 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