ЛАБОРАТОРНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ЦЕНТРОБЕЖНОЙ ПРОПИТКИ И СУШКИ ПИЛОМАТЕРИАЛОВ

Лабораторная установка для центробежной пропитки и сушки пиломатериалов относится к деревообрабатывающей промышленности и может быть использована в научных лабораториях при исследовании процессов пропитки и сушки пиломатериалов центробежным способом.
Известно устройство для сушки лесоматериалов, включающее привод, вращающийся вертикальный трансмиссионный вал, приводящий в движение имеющую ось вращения платформу, по периферии которой смонтированы стаканы для размещения в них лесоматериалов [Описание к патенту на полезную модель RU 76108 U1, опубликовано 10.09.2008].
Недостаток известного устройства для сушки лесоматериалов заключается в том, что она не позволяет располагать высушиваемые пиломатериалы под углом к оси вращения. И, как следствие, она не позволяет проводить исследования различий в эффективности процесса обезвоживания при расположении высушиваемых пиломатериалов под различными углами к геометрической оси вращения установки.
Известна установка для центробежного обезвоживания и ротационной сушки пиломатериалов, включающая установленный на раме привод, обеспечивающий вращение рабочего органа, на котором размещены пиломатериалы [Оти Мото Поль Максим. Центробежное обезвоживание и сушка бревен в целях сохранения качества при хранении: автореф. дисс. канд. техн. наук. - СПб.: СПбГЛТА, 2008. - 17 с].
Недостаток известной установки для центробежного обезвоживания и ротационной сушки пиломатериалов заключается в том, что она не позволяет располагать высушиваемые пиломатериалы под углом к оси вращения. И, как следствие, она не позволяет проводить исследования различий в эффективности процесса обезвоживания при расположении высушиваемых пиломатериалов под различными углами к геометрической оси вращения установки.
Наиболее близкой по своей сущности и взятой за прототип является известная конструкция лабораторной установки для обезвоживания древесины (Описание к патенту на полезную модель RU 106732 U1, опубликовано 20.07.2011), включающая установленный на основании вращающийся ротор с полостью, который посредством механической передачи связан с двигателем. В нижней части полости вращающегося ротора смонтирована съемная кассета с пазами для размещения нижних торцов деревянных заготовок и вертикальными стойками, размещенными между соответствующими пазами. На верхние торцы стоек и верхние торцы заготовок одевается фиксатор.
Недостаток известной лабораторной установки для обезвоживания древесины заключается в том, что она не позволяет располагать высушиваемые пиломатериалы под углом к оси вращения. И, как следствие, она не позволяет проводить исследования различий в эффективности процесса обезвоживания при расположении высушиваемых пиломатериалов под различными углами к геометрической оси вращения ротора.
Технический результат предлагаемой лабораторной установки для центробежной пропитки и сушки пиломатериалов заключается в расширении технологических возможностей путем обеспечения возможности изучения процессов центробежной пропитки и сушки при расположении высушиваемых пиломатериалов под углом к оси вращения.
Достигается технический результат тем, что в лабораторной установке для центробежной пропитки и сушки пиломатериалов, включающей установленный на основании вращающийся ротор, который посредством механической передачи связан с двигателем, новым является то, что на внешней поверхности вращающегося ротора смонтированы диаметрально установленные к оси ротора поворотные пеналы, при этом один торец каждого поворотного пенала шарнирно соединен с внешней поверхностью вращающегося ротора, а противоположный торец поворотного пенала оснащен стойкой переменной длины, имеющей крепление к внешней поверхности вращающегося ротора.
На фиг. 1 представлено устройство лабораторной установки для центробежной пропитки и сушки пиломатериалов с расположением высушиваемых пиломатериалов параллельно оси вращения ротора. На фиг. 2 представлено устройство лабораторной установки для центробежной пропитки и сушки пиломатериалов с расположением высушиваемых пиломатериалов под углом к оси вращения ротора. На фиг. 3 представлен вид сверху устройства лабораторной установки для центробежной пропитки и сушки пиломатериалов с расположением высушиваемых пиломатериалов под углом к оси вращения ротора.
Устройство лабораторной установки для центробежной пропитки и сушки пиломатериалов включает установленный на основании 1 вращающийся ротор 2, связанный с двигателем 4 механической передачей (на фиг. не показана). Двигатель 4 обеспечивает плавный разгон вращающегося ротора 2 и его вращение с установившейся скоростью в рабочем режиме. На внешней поверхности вращающегося ротора 2 смонтированы диаметрально установленные к оси ротора 2 поворотные пеналы 5, при этом один торец каждого поворотного пенала 5 посредством шарнира 6 соединен с внешней поверхностью вращающегося ротора 2. Противоположный торец поворотного пенала 5 оснащен стойкой 7 переменной длины, имеющей крепление к внешней поверхности вращающегося ротора 2. Для удобства работы стойка 7 может быть выполнена телескопической с возможностью фиксации ее положения при различной степени удлинения.
Для обеспечения безопасности работы вращающийся ротор 2 с установленными на нем поворотными пеналами 5 снаружи может быть закрыт кожухом 8, смонтированном на основании 1 и закрываемым крышкой 3. Для обеспечения возможности отвода жидкости за пределы кожуха 8, его следует снабдить сливным патрубком 9.
При использовании устройства с целью сушки пиломатериалов поворотные пеналы 5 следует перфорировать отверстиями, что позволит обеспечить отвод удаленной из пиломатериалов влаги за пределы поворотных пеналов 5.
При использовании устройства с целью пропитки пиломатериалов поворотные пеналы 5 следует делать герметичными, что позволит заполнить их пропиточным составом.
Лабораторная установка для центробежной пропитки и сушки пиломатериалов может быть выполнена как с вертикальной, так и с горизонтальной геометрической осью вращения ротора 2.
Процесс использования лабораторной установки для центробежной пропитки и сушки пиломатериалов осуществляется следующим образом.
Предварительно подлежащие обработке пиломатериалы взвешивают и определяют их влажность с помощью влагомера. После открытия крышки 3 в поворотные пеналы 5 загружают подлежащие обработке пиломатериалы. С помощью стоек 7 фиксируют положение поворотных пеналов 5 относительно оси вращения ротора 2. При увеличении длины стоек 7 увеличивают угол расположения поворотных пеналов 5 с размещенными в них пиломатериалами относительно геометрической оси вращения ротора 2. При уменьшении длины стоек 7 угол расположения поворотных пеналов 5 с размещенными в них пиломатериалами относительно геометрической оси вращения ротора 2 уменьшается.
При использовании устройства с целью пропитки пиломатериалов поворотные пеналы 5 заполняют пропиточным составом.
Затем закрывают крышку 3. Включают двигатель 4, который через механическую передачу, приводит во вращение ротор 2. При этом двигатель 4 обеспечивает плавный набор скорости до требуемой величины, а затем установившееся вращение с требуемой скоростью.
После вращения ротора 2 с установленными на его внешней поверхности в поворотных пеналах 5 пиломатериалами в течение запланированного промежутка времени его останавливают, фиксируют неподвижно с помощью стопорного устройства (на фиг. не показано), открывают крышку 3, и из поворотных пеналов 5 извлекают пиломатериалы. При необходимости посредством сливного патрубка 9 из кожуха 8 сливают жидкость. Извлеченные из поворотных пеналов 5 пиломатериалы взвешивают и определяют изменение влажности в них с помощью влагомера. После чего цикл работы повторяется.
При вращении ротора 2 по мере увеличения скорости вращения под действием центробежных сил обрабатываемые пиломатериалы будут испытывать значительные гидростатические давления, которые будут вытеснять имеющуюся влагу из капиллярно-порового пространства древесины пиломатериалов за их пределы.
При использовании установки с целью сушки пиломатериалов влага, выделившаяся из пиломатериалов, будет через перфорированные поверхности поворотных пеналов 5 отводиться во внутренне пространство кожуха 8.
При использовании установки с целью пропитки пиломатериалов, вызванные вращением ротора 2 в них значительные гидростатические давления будут вытеснять имеющуюся влагу из капиллярно-порового пространства древесины пиломатериалов за их пределы и заполнять освободившиеся поры пропиточной жидкостью, находящейся в поворотных пеналах 5, обеспечивая тем самым пропитку пиломатериалов по всему их объему.
При обработке пиломатериалов центробежным способом, ориентированных параллельно оси вращения и расположенных своими пластями к оси вращения пропиточные жидкости поступают в пиломатериалы за счет диффузии через толщу клеточных оболочек и через окаймленные поры в поперечном направлении. Известно, что поперечная проницаемость обычно значительно меньше продольной. Благодаря тому, что в предлагаемой лабораторной установке для центробежной пропитки и сушки пиломатериалов пиломатериалы располагаются под острым углом к оси вращения ротора 2, таким образом, что при вращении вокруг оси ротора 2 вместе с ним они описывают траекторию образующей усеченного конуса, движение жидкости в древесине пиломатериалов будет осуществляться не только в поперечном, но и продольном направлениях.
Известно, что влага в древесине всегда перемещается в направлении убывающей влажности за счет капиллярных сил натяжения, возникающих в микрокапиллярах клеточных стенок. При центробежной обработке в первую очередь влага удаляется с той поверхности пиломатериалов, которая находится наиболее далеко от оси вращения. При расположении пиломатериалов, находящиеся в поворотных пеналах 5, под углом к оси вращения ротора 2, на разных участках их поверхности, описывающей траекторию образующей усеченного конуса, будут действовать различные центробежные силы, определяемые радиусом окружности, описываемой той или иной точкой поверхности пиломатериала, за счет чего влага в древесине пиломатериалов будет проходить не только в поперечном, но и продольном направлениях. По мере удаления имеющейся в пиломатериалах влаги, их древесина будет насыщаться пропиточной жидкостью.
Использование предлагаемой лабораторной установки для центробежной пропитки и сушки пиломатериалов позволит на практике детально изучить процессы центробежной пропитки и сушки при расположении высушиваемых пиломатериалов под углом к оси вращения ротора.
БИБЛИОГРАФИЯ
1. Описание к патенту на полезную модель RU 76108 U1, опубликовано 10.09.2008.
2. Оти Мото Поль Максим. Центробежное обезвоживание и сушка бревен в целях сохранения качества при хранении: автореф. дисс. канд. техн. наук. - СПб.: СПбГЛТА, 2008. - 17 с.
3. Описание к патенту на полезную модель RU 106732 U1, опубликовано 20.07.2011.