ЛЕСОСУШИЛЬНАЯ КАМЕРА

Полезная модель относится к оборудованию для сушки древесины в виде пиломатериалов или заготовок.
Для сушки древесины применяются преимущественно конвективные сушильные камеры с нагревом материалов принудительной циркуляцией сушильного агента - горячего воздуха. Нагревание сушильного агента осуществляется как внутри, так и вне камеры с помощью паровых, водяных и электрических калориферов, печей, газовых горелок, жаротрубных и газогенераторных теплообменников.
Наиболее экономичными из них являются камеры с теплообменниками, работающими на древесных отходах: жаротрубных и газогенераторных.
Известна сушильная камера, содержащая топку, корпус с рециркулярными трубами, вентиляторы, дымосос, причем камера соединена всасывающим воздуховодом и рециркуляционными трубами с системой коллекторов теплообменника, который снабжен приточной трубой (патент на полезная модель РФ №7185, опубл. 16.07.1998 г.).
Наиболее близким техническим решением выбранным заявителем в качестве прототипа является лесосушильная камера, содержащая корпус с криволинейными экранами, источник тепла, рециркуляционный вентилятор, воздуховоды и воздухообменные каналы, отличающаяся тем, что камера содержит источник тепла в виде жаротрубного теплообменника, расположенного в рабочем объеме камеры, причем диффузор теплообменника расположен со стороны всасывающего отверстия вентилятора (полезная модель №17079, опубл. 10.03.2001 г.).
Сушильные камеры с жаротрубными тепловыми установками в рабочем объеме камеры имеют минимальные потери тепла в атмосферу, поэтому они экономичны по теплопотерям. Однако, в силу присущих им недостатков, таких как сложность регулирования тепловых режимов, громоздкость, металлоемкость, большой расход топлива и необходимость в частой его загрузке, они не находят достаточно широкого распространения.
Недостатками указанной модели, выявленными в процессе эксплуатации сушильных камер, являются следующие:
- оператор блока сушильных камер, при загрузке топлива, не всегда выдерживает интервал между открытием каналов подтопочного пространства, вытяжной трубы теплогенератора и открытием дверцы теплогенератора с целью выноса генераторных газов в трубу, в результате чего происходит вспышка смеси газов в теплогенераторе с участием наружного воздуха, опасная ожогом для обслуживающего персонала;
- загрузка древесного топлива внутрь теплогенератора металлической лопатой представляет пожарную опасность ввиду чрезмерного разогрева лопаты в помещении, где находится значительный запас топлива в виде сухих опилок, стружки и кусковых отходов.
Технической задачей заявляемой полезной модели является улучшение условий регулирования режимных параметров в сушильной камере, повышение безопасности при работе камеры.
Техническая задача решается следующим образом. Лесосушильная камера содержит корпус с криволинейными экранами, рециркуляционный вентилятор, воздуховоды и воздухообменные каналы, причем камера дополнительно содержит источник тепла в виде газопиролизного теплогенератора, расположенного в рабочем объеме камеры и имеет возможность загрузки топливом снаружи камеры, над теплогенератором смонтирована спринклерная установка для получения перегретого пара непосредственно в камере, причем загрузка топлива осуществляется с применением шнекового питателя, оснащенного бункером загрузки и валковым измельчителем, а на шнековом питателе установлено устройство смачивания топлива при его перегреве в виде водяного насоса.
Сравнение заявляемой полезной модели с протипом показывает, что она отличается от прототипов следующими признаками:
- камера дополнительно содержит источник тепла в виде газопиролизного теплогенератора, расположенного в рабочем объеме камеры;
- над теплогенератором смонтирована спринклерная установка для получения перегретого пара непосредственно в камере;
- загрузка топлива осуществляется с применением шнекового питателя;
- шнековый питатель оснащен бункером загрузки и валковым измельчителем;
- на шнековом питателе установлено устройство смачивания топлива при его перегреве в виде водяного насоса.
Поэтому предлагаемая полезная модель соответствует критерию «новизна».
Полезная модель может быть изготовлена на стандартном оборудовании с использованием известных технологических процессов, поэтому она соответствует критерию «промышленная применимость».
На Фиг. 1 изображена заявляемая лесосушильная камера в плане. Лесосушильная камера заключена в корпус 1, содержащий воздушный экран 3 и дефлекторы 6. В ней установлен центробежный вентилятор 2, выпускной и всасывающий 4 воздухообменные каналы, снабженные задвижками. Штабель лесоматериалов 9 загружается на тележку и подается в камеру через дверь 8. Корпус теплогенератора 10 смонтирован внутри камеры, а его передняя панель вынесена за ее пределы на задней стенке, теплогенератор снабжен шнековым питателем 14 и бункером 12 для загрузки топлива, оснащенным валковым измельчителем 13 длинномерных обрезков древесины. Подача первичного воздуха в подтопочное пространство теплогенератора регулируется откидной заслонкой 17. В камере смонтирована система дистанционного контроля за психрометрической влажностью 7, в ней подведена спринклерная противопожарная установка 5. Температурный режим поддерживается регулированием откидной заслонкой 17 подтопочного пространства и заслонки вытяжной трубы 18 с помощью тяги 21.
На Фиг. 2 показан вид по A газопиролизного теплогенератора. Он состоит из металлического корпуса с технологическим люком 16, имеющим герметичную запорную систему и откидную заслонку 17 подтопочного пространства, с возможностью регулирования величины подачи воздуха. В верхней части шнекового питателя 14 установлен водяной насос 11 и жиклером распыления воды в шнеке (жиклер на рисунке не показан). В горловине бункера-накопителя 12 смонтрован валковый измельчитель 13 длинных обрезков древесины. Привод измельчителя 25 осуществляется через шестеренчатую передачу от вала шнекового питателя.
Газовая горелка 20, в виде трубы с засверленными на поверхности отверстиями, установлена в надтопочном пространстве, отделенном от него перегородкой 23. Вторичный воздух к горелке 20 поступает через воздуховоды 22, выведенные не переднюю панель генератора. Заслонка 18 устанавливается на вытяжной трубе генератора.
Топливо 15 в виде кусковых отходов и срезок древесины, опилок, щепы, загружается в бункер-накопитель 12 и при включении шнекового питателя 14 подается в теплогенератор. После образования углей заслонкой 17 подача воздуха уменьшается, а также уменьшается тяга прикрытием заслонки 18 вытяжной трубы. Полученный газ воспламеняется при поступлении кислорода воздуха через отверстия горелки и образует факел, постоянно сжигающий продукты пиролиза. Регулирование скорости газогенерации, а следовательно, температуры поверхности теплообменника осуществляется заслонками на вытяжной трубе и подтопочного пространства. К поверхности теплогенератора подведена труба 19 с мелкими отверстиями, через которые периодически распыляется вода, образуя перегретый пар в сушильном пространстве, что существенно улучшает качество сушки.
В случае повышения температуры топлива в шнековом питателе свыше 200°C, срабатывает реле датчика температуры и в шнек кратковременно подается через жиклеры вода. Испарение незначительного количества воды в топочное пространство теплогенератора существенно не влияет на его температурный режим, т.к. пары воды разлагаются в высокотемпературном поле газовой горелки.
Полное сгорание топлива 20 в виде отходов древесины происходит, в зависимости от необходимой мощности теплогенератора, в течение 8…12 часов. При этом в атмосферу выносятся выбросы преимущественно в виде пара. Общий расход древесного топлива, необходимого для сушки нормального штабеля объемом 14,0 м до влажности 10…12% не превышает 3,5 м., время сушки зависит от категории, количества и составляет 3-4,5 суток.
Штабель пиломатериалов 7 загружается в сушильную камеру, после чего производится разогрев штабеля при максимальной мощности теплогенератора при открытых заслонках 18 и 21. В процессе сушки включается вентилятор 12 и с помощью откидной заслонки 21, а также заслонки 18 вытяжной трубы 17 регулируется температура на поверхности теплогенератора. Воздухообмен в камере осуществляется через трубы воздуховодов, контроль за режимами сушки ведется по показаниям психрометра. Подаваемая на поверхность теплогенератора вода испаряется в виде перегретого пара, что существенно ускоряет процесс и улучшает качество сушки.
После окончания сушки вентилятор 12 камеры выключается, теплогенератор переводится на режим работы ожидания, т.е. прекращается подача воздуха в подтопочное пространство, штабель постепенно остывает в камере, затем выгружается из нее. В режиме ожидания теплогенератор может находится в течение 4-6 часов, после загрузки камеры следующей партией пиломатериала включается топливоподача и процесс повторяется.
Таким образом, при работе заявляемой полезной модели достигается следующее:
- полное отсутствие контакта оператора камер с топочным пространством теплогенератора, что исключает возможность получения им Ожегов;
- снижение пожарной опасности в связи с устранением раскаленных металлических предметов в обслуживаемом пространстве топливоподачи;
- увеличение времени между загрузками топлива в связи с применением загрузочного бункера большой вместимости;
- улучшение фракционного состава топлива при измельчении длинных обрезков древесных отходов валковой дробилкой.