ЛЕСОСУШИЛЬНАЯ КАМЕРА С КОМБИНИРОВАННОЙ ЦИРКУЛЯЦИЕЙ

Полезная модель относится к технике для сушки материала и может быть использована в лесной и деревообрабатывающей промышленности.
В настоящее время большая часть используемых в промышленности лесосушильных камер с естественной циркуляцией морально и технически устарела.
Известна камера «Грум» [Кречетов И.В. Сушка древесины. - 3-е изд. перераб. - М.: Лесн. пром-сть, 1980. - 402 с.(225-226 стр.)].
Это классическая камера с естественной циркуляцией агента сушки, калорифер которой состоит из ребристых труб, расположенных группами в виде наклонных рядов в подвальной части камеры с боков штабеля. Воздух, соприкасаясь с калорифером, нагревается, поднимается вверх и поступает в штабель, охлаждается и опускается. Этот цикл беспрерывно повторяется.
Признаками известного аналога, совпадающими с существенными признаками заявляемого устройства, являются: теплоизолирующий корпус, нагреватели, расположенные в нижней части корпуса, вытяжная труба.
Недостатком данной лесосушильной камеры является низкое качество сушки и сравнительно невысокая производительность камеры.
Известны лесосушильные камеры с конвективным нагревом и постоянной принудительной рециркуляцией сушильного агента по штабелю [RU №17972, МПК F76B 3/00, опубликовано 10.05.2001; RU №29765, МПК F26B 9/06, опубликовано 27.05.2003].
Признаками известных аналогов, совпадающими с существенными признаками заявляемой полезной модели, являются: теплоизолирующий корпус, вентилятор для циркуляции воздуха в камере, приводимый в движение электродвигателем, вынесенным за пределы камеры, и источник тепла.
Недостатками известных устройств являются дорогостоящее вентиляторное оборудование и затраты на его обслуживание, а также большое потребление электроэнергии на постоянный привод вентиляторов для циркуляции воздуха по штабелю.
Известна также камера ЦНИИМОД-30 [Расев А.И. Сушка древесины. Учебник для проф. - техн. Училищ. - М.: Высш. Школа, 1980.-181 с. (57-58 стр.)] с поперечно-вертикальной циркуляцией воздуха.
Горизонтальный экран делит помещение камеры на две части: сушильное пространство, где находятся высушиваемые штабеля пиломатериалов, и вентиляторное помещение, где размещены вентилятор и сборные калориферы, увлажнительные трубы, распределительные каналы приточно-вытяжной вентиляции и вентиляционные трубы. Вентиляторное помещение разделено вертикальным экраном, в котором смонтированы патрубки вентилятора. Вал вентилятора проходит через сальники в продольной стене и соединяется муфтой с электродвигателем. Сушка древесины осуществляется за счет постоянной скоростной циркуляции нагретого воздуха.
Признаками известного аналога, совпадающими с существенными признаками заявляемого устройства, являются: теплоизолирующий корпус, вытяжные трубы, вентилятор, приводимый в движение электродвигателем.
Главным недостатком такой камеры является повышенное энергопотребление на привод вентилятора.
Наиболее близкой к предлагаемой полезной модели и принятой за прототип является полупромышленная лесосушильная камера с естественной циркуляцией в лаборатории сушки ОАО «УралНИИПДрев» (Е.Е.Шишкина. Сушка пиломатериалов в камерах малой мощности с естественной циркуляцией воздуха // Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. - 2006. - СПб. - С.12-13).
Признаками известного аналога, совпадающими с существенными признаками заявляемого устройства, являются: теплоизолирующий корпус с крышкой, установленные друг напротив друга у стен корпуса два отражающих экрана с образованием между стенами теплоизолирующего корпуса и экранами циркуляционных каналов, автоматическая система контроля и управления работой камеры, к которой подключены нагреватели, расположенные в нижней части циркуляционных каналов и в углублении днища корпуса, вытяжной канал, оснащенный управляющим шибером с электроприводом, установленный в верхней части емкости корпуса электрический психрометр для контроля температуры и относительной влажности воздуха, установленный в нижней части емкости корпуса термометр, счетчик электроэнергии, адаптер сети, компьютер.
Недостатками известного устройства являются высокая продолжительность, а также неравномерность сушки материала.
Согласно сложившемуся мнению [Е.С.Богданов, В.А.Козлов, В.Б.Кунтыш, В.И.Мелехов / Под редакцией Е.С.Богданова. Справочник по сушке древесины. - 4-е. изд., перераб. и доп. - М.: Лесн. пром-сть, 1990. - 304 с. (38 стр.)] причины недостатков камер с естественной циркуляцией воздуха кроются в крайне низкой скорости циркуляции (в пределах 0,2 м/с). Действительно, с увеличением скорости циркуляции воздуха по материалу, сокращается продолжительность сушки и увеличивается производительность камер, но возрастают эксплуатационные расходы. При малой скорости движения воздуха доски просыхают неравномерно, наблюдается перепад влажности материала, лежащего у входа воздуха в штабель и выхода из него. Проходя через штабель, воздух увлажняется. При малой скорости движения часть пути он проходит в насыщенном состоянии и поэтому не может захватывать с собой влагу из досок лежащих относительно дальше от входа в штабель. Если скорость воздуха сравнительно большая, то, благодаря большому количеству его и быстрому прохождению по материалу, каждое место штабеля равномерно омывается воздухом. Также на поверхности древесины вследствие ее шероховатости образуется слой покоящегося воздуха, который задерживает переход влаги из древесины в окружающую среду. Для перемещения насыщенного слоя и замены его более сухим необходимо увеличить скорость циркуляции воздуха.
Задачей заявляемой полезной модели является ускорение процесса сушки и более равномерное распределение конечной влажности в пиломатериале.
Технический результат полезной модели заключается в снижении энергозатрат на процесс сушки материала, а также в сокращении времени сушки материала.
Указанный технический результат достигается тем, что лесосушильная камера с комбинированной циркуляцией, содержащая теплоизолирующий корпус с крышкой, установленные друг напротив друга у стен корпуса два отражающих экрана с образованием между стенами теплоизолирующего корпуса и экранами циркуляционных каналов, автоматическую систему контроля и управления работой камеры, к которой подключены нагреватели, расположенные в нижней части циркуляционных каналов и в углублении днища корпуса, вытяжной канал, оснащенный управляющим шибером с электроприводом, установленный в верхней части емкости корпуса электрический психрометр для контроля температуры и относительной влажности воздуха, установленный в нижней части емкости корпуса термометр, счетчик электроэнергии, адаптер сети, компьютер, отличающаяся что в нижней части корпуса камеры установлен снабженный клапаном вводной патрубок, который одним концом присоединен к нижней части корпуса камеры, а другим концом к выходному отверстию центробежного вентилятора, который посредством вала соединен с двигателем, подключенным к преобразователю частоты, в свою очередь преобразователь частоты управляется с помощью автоматической системы контроля и управления.
Отличительными признаками заявляемой полезной модели от прототипа являются;
- наличие вентилятора, приводимого в движение асинхронным двигателем, питаемым от преобразователя частоты (энергосберегающий электропривод)
- периодическое включение вентилятора на продув камеры при помощи автоматической системы контроля и управления.
На фиг.1 показана общая схема заявляемой полезной модели.
На фиг.2 приведен алгоритм работы полезной модели.
Лесосушильная камера содержит: теплоизолирующий корпус 1, закрытый крышкой 2, подштабельное основание 3, экраны 4, которые образуют циркуляционные каналы, нагреватели (ТЭНы) 5, дополнительный нагреватель 6, вытяжной канал 7, оснащенным управляющим шибером с электроприводом 8, электрический психрометр, состоящий из сухого 9 и смоченного 10 термометров сопротивления, дополнительный термометр 11, автоматическую систему контроля и управления (АСКУ) работой камеры 12, адаптер сети 13 для подключения АСКУ к компьютеру 14, счетчик 15, преобразователь частоты 16, асинхронный электродвигатель 17, центробежный вентилятор 18. Штабель пиломатериала обозначен на схеме (Фиг.1) цифрой 19.
Предлагаемое устройство работает следующим образом.
Загрузка пиломатериалов в корпус 1 производится сверху через крышку 2. Штабель пиломатериалов 19 ребровым способом укладывается на подштабельное основание 3. С двух сторон от штабеля расположены экраны 4. Между стенами камеры и экранами образуются циркуляционные каналы. В нижней части этих каналов расположены нагреватели (ТЭНы) 5. Кроме того, в углублении в дне камеры расположен еще один дополнительный нагреватель 6. При необходимости в емкость, образуемую данным углублением, может подаваться вода, которая может нагреваться нагревателем 6. Это находит применение в случаях, когда необходима первичная пропарка древесины перед сушкой, а также когда необходимо дополнительно увлажнять среду камеры.
Камера оснащена вытяжным каналом 7, оснащенным управляющим шибером с электроприводом 8. Контроль температуры и относительной влажности воздуха производится при помощи электрического психрометра, расположенного в верхней части камеры и состоящего из сухого 9 и смоченного 10 термометров сопротивления. Кроме того, ниже штабеля расположен еще один сухой термометр 11, который позволяет контролировать температуру воздуха в нижней части камеры, что для камер с естественной циркуляцией воздуха является особенно актуальным. Данные со всех датчиков заводятся в автоматическую систему контроля и управления (АСКУ) работой камеры 12. АСКУ при помощи указанных выше датчиков получает информацию о ходе процесса сушки и выдает регулирующие воздействия на включение и выключение нагревателей 5, 6, а также управляет работой вытяжного канала 7. Программируемый контролер автоматического регулятора АСКУ хранит в памяти до 60 режимов сушки. При помощи адаптера сети 13 АСКУ подключена к компьютеру 14, специальное программное обеспечение которого позволяет получить текстовую и графическую информацию о ходе процесса сушки. Контроль израсходованной на сушку пиломатериалов электроэнергии определяется по счетчику 15.
В нижней части камеры установлен воздуховод от центробежного вентилятора 18, приводимого в движение асинхронным двигателем 17. Питание двигателя осуществляется от преобразователя частоты 16, управляемого микроконтроллером (АСКУ) камеры.
Центробежный вентилятор 18 включается на продув камеры, согласно заданного в АСКУ режима сушки. Таким образом, организуется периодическая (это позволяет значительно экономить электроэнергию), принудительная вентиляция - насыщенный влагой воздух удаляется из камеры. Одновременно с этим происходит более интенсивное охлаждение штабеля, что существенно сокращает продолжительность процесса сушки. А также, благодаря ускорению прохождения воздуха по штабелю, снижается неравномерность распределения конечной влажности по пиломатериалу.
Лабораторные исследования, проведенные на экспериментальной модели заявляемой камеры, показали, что с использованием периодического включения вентилятора, сушка штабеля пиломатериала происходит быстрее примерно на 40%, чем при естественной циркуляции, за счет ускорения прохождения сушильного агента.
Использование полезной модели позволит снизить энергозатраты на процесс сушки материала, а также уменьшить время сушки материала.