Камерная сушка пиломатериалов

Категория:
Технология деревообрабатывающего производства


Камерная сушка пиломатериалов

Классификация и устройство сушильных камер. Сушильные камеры для пиломатериалов отличаются большим разнообразием, поэтому они классифицируются по ряду признаков.

По агенту сушки сушильные камеры делятся на воздушные, газовые и действующие на перегретом паре. Последние часто называют высокотемпературными камерами. По устройству эти камеры относятся к группе воздушных. Входят в употребление камеры, в которых агентом сушки может быть как воздух, так и перегретый пар (паровоздушные). В воздушных камерах сушильный агент (воздух) нагревается теплобменными устройствами— калориферами, теплоносителем в которых может быть пар или вода.

Газовые сушилки не имеют калориферов. Теплоноситель — топочный газ — в этих камерах является одновременно и сушильным агентом.

По способу осуществления циркуляции (движения) сушильного агента различают камеры с естественной и принудительной цир-кулядией. В камерах с естественной циркуляцией движение воздуха происходит за счет разности плотности нагретого и охлажденного воздуха. Горячий воздух как более легкий стремится вверх, а холодный (более тяжелый) вниз. Таким образом, направление движения воздуха в камерах с естественной циркуляцией вертикальное. В камерах с принудительной циркуляцией движение воздуха создается вентиляторами.

По режиму работы различают камеры периодического и непрерывного действия. В камерах периодического действия весь материал загружается и выгружается одновременно. На период загрузки или выгрузки материала процесс сушки прерывается.

Камеры непрерывного действия загружают непрерывно или небольшими партиями: с одного конца камеры выгружают партию высушенного материала, с другого конца камеры одновременно загружают новую партию.

По устройству камеры делятся на стационарные и сборные. Стационарные камеры представляют собой здания, конструктивные элементы которых сооружаются на месте из обычных строительных материалов. Ограждения сборных камер изготовляют в заводских условиях в виде щитов с каркасами из профильной стали, облицованных с двух сторон листовым металлом. На деревообрабатывающих предприятиях при сборке камер щиты соединяют болтами либо непосредственно друг с другом, либо с рамками металлического каркаса камеры. Все стыки тщательно уплотняют.

На предприятиях несколько камер объединяют в блок, образуя так называемые сушилки. В сушилках из стационарных камер периодического действия со стороны дверей, через которые в помещения камер загружаются штабеля пиломатериалов, располагают устройства и оборудование для загрузки штабелей, а также помещения для формирования штабелей. С противоположного конца камер к ним пристраивают коридор управления.

В сушилках, состоящих из камер непрерывного действия, которые имеют двери с обоих концов, коридор управления обычно размещают в чердачной части здания с одной его стороны.

Сушильное пространство камер сообщается с атмосферой вентиляционными (приточными и вытяжными) каналами. Камеры оснащаются тепловым и циркуляционным оборудованием. К тепловому. оборудованию, обеспечивающему снабжение камер теплом, относятся калориферы с конденсатоотводчиками и паропроводами, а также топки в газовых сушилках. К циркуляционному оборудованию, осуществляющему циркуляцию сушильного агента, относятся вентиляторы с механизмами привода и эжекторные установки.

Принцип действия, типы и конструкции сушильных камер. Свежий атмосферный воздух, пройдя через калорифер, нагревается, приобретая заданные параметры: температуру t\ и влажность <pt. Затем воздух проходит через штабель древесины, испаряя из нее влагу. После этого небольшая часть отработавшего воздуха выбрасывается в атмосферу, а большая его часть смешивается со свежим воздухом. Эта смесь затем доводится до заданного состояния и подается к штабелю.

В камерах можно существенно изменить состояние воздуха, входящего в штабель, меняя температуру нагрева воздуха в калорифере и кратность воздухообмена. Если надо понизить или повысить влагосодержание смеси, следует увеличить или уменьшить выброс отработавшего и впуск свежего воздуха.

Газовые сушилки имеют топку и камеру смешения, в которой смешиваются горячий топочный газ, свежий воздух и отработавший газ. Затем эта смесь подается к штабелю высушиваемой древесины и проходит через материал, испаряя влагу. Часть отработавшего газа после этого выбрасывается в атмосферу, а другая (большая) возвращается в камеру смешения.

В камерах, работающих на перегретом паре, перегретый пар температурой 100°С циркулирует через штабель древесины. При испарении влаги снижается температура и повышается давление пара. Чтобы давление в камере не повышалось, избыток пара выбрасывается в атмосферу. После этого пар пропускают через калорифер и нагревают до требуемой температуры.

Среду перегретого пара получают путем перегрева (свыше 100°С) влаги, которая испаряется из древесины, загруженной в камеру. В начальный период процесса сушки находящийся в камере воздух вытесняется парами испаряющейся из древесины влаги, и дальнейший процесс происходит только в среде перегретого пара. Испарительная способность перегретого пара высока, поэтому сушка древесины перегретым паром очень производительна.

Камеры периодического действия отличаются большим многообразием. На рис. 68 представлена схема сушильной камеры с естественной циркуляцией. Свежий воздух подается по приточным каналам. Далее нагретый калориферами воздух движется в направлении, показанном стрелками. Отработавший воздух из вытяжного канала через трубу 6 выходит в атмосферу. Воздухообмен регулируется шиберами на вытяжной трубе. Для увлажнения воздуха в камерах вдоль боковых стен на уровне пола устанавливают увлажнительные паровые трубы. Калориферы, приточные и вытяжные каналы расположены в подвальной части камеры, которая от основной части камеры отделена решетчатым полом.

В настоящее время камеры с естественной циркуляцией воздуха переводят на принудительную циркуляцию.

Схема камеры с принудительной циркуляцией показана на рис. 69. Сушильное пространство, в котором размещаются штабеля пиломатериалов, отделяется от вентиляторного помещения Горизонтальной перегородкой (экраном). Поток воздуха в камере создается вентиляторами, устанавливаемыми на поперечных валах. Количество вентиляторов зависит от длины камеры. Расстояние между смежными вентиляторами 2— 2,5 м. Вентиляторное помещение в камере разгорожено пополам экраном с отверстиями для вентиляторов. При вращении вентиляторов воздух совершает круговое движение поперек камеры, проходя последовательно через трубы калорифера и штабеля пиломатериалов. Направление движения воздуха в этих камерах можно менять. Если движение воздуха происходит по часовой стрелке, как показано на рисунке, то в левой половине вентиляторного помещения создается разрежение, а в правой — напор. В этом случае левый вентиляционный канал служит для притока свежего воздуха, а правый — для выхлопа отработавшего воздуха.

При установке вентиляторов на поперечных валах в один блок нельзя объединить более двух камер. Кроме того, для размещения электродвигателей вентиляторов требуются специальные коридоры. Для устранения этого недостатка было предложено устанавливать все вентиляторы в камере на длинном продольном валу. К стационарным камерам такой системы относятся камеры ВИАМ-2, ЦНИИМОД-23 и др. Эти камеры широко распространены в промышленности. Их недостаток — тяжелые условия работы внутренних подшипников при повышенной температуре.

Рис. 1. Схема сушильной камеры с естественной циркуляцией: 1 — штабель, пиломатериалов, 2 — калорифер, 3 — вытяжной канал, 4 — приточный канал, 5 — увлажнительные паровые трубы, 6 — вытяжная труба с шибером

Рис. 2. Схема камеры с принудительной циркуляцией: 1 — горизонтальная перегородка (экран), 2 — вентиляционный канал, 3 — увлажнительные трубы, 4 — калорифер, 5 — штабель пиломатериалов, 6 — электродвига» тель, 7 — вентилятор, 8 — вертикальный экран

Двухпутная четырехштабельная камера ЦНИИМОД-23 (рис. 3) предназначена для сушки пиломатериалов на мебельных и деревообрабатывающих предприятиях. Вентиляторная установка из шести осевых вентиляторов размещена в верхней части камеры над штабелями. Вентиляторы установлены на общем валу, который приводится в движение от электродвигателя, расположенного в коридоре управления. По обеим сторонам вентиляторов находятся калориферы и увлажнительные трубы. Вентиляторная установка от собственно сушильного помещения камеры отделена ложным потолком — металлическим экраном.

Рис. 3. Сушильная камера ЦНИИМОД-23: 1 — металлический экран, 2 — опора вала, 3— вентилятор, 4 — вал, 5 — электродвигатель, 6 — приточный канал, 7 — увлажнительная труба, 8 — калориферы, 9 — контрольная дверца, 10 — вытяжной канал, 11 — коридор управления, 12 — направляющий экран

Циркуляция агента сушки в камере — вертикальная поперечная. Воздушный поток, направляемый осевыми вентиляторами вдоль камеры, встречает направляющие экраны и отклоняется ими в сторону калориферов. Нагретый в калориферах воздух проходит поперек штабелей, поглощая из древесины влагу и охлаждаясь, а затем снова возвращается в зону вентиляторов. Движение воздуха реверсируется.

Рис. 4. Сборная камера СПВ-62: 1 — вентилятор, 2 — пластинчатый калорифер, 3 — приточно-вытяжной канал, 4 — увлажнительная труба

В мебельной промышленности широкое распространение получили камеры периодического действия с эжекционным (косвенным) побуждением циркуляции. На многих предприятиях работают эжекционные камеры ЦНИИМОД-39 с осевыми вентиляторами и камеры конструкции Гипродревпрома с центробежными вентиляторами.

Для сушки древесины перегретым паром применяются сборно-металличбские камеры с поперечно-вертикальной циркуляцией, например высокотемпературные камеры СПВ-62 (рис. 4). Камеры монтируются из отдельных одинаковых секций и могут вмещать один или два штабеля.

В камерах периодического действия с поперечно-горизонтальной циркуляцией сушильный агент проходит через штабель в поперечном направлении, но траектория его кольцевого движения внутри камеры лежит в горизонтальной плоскости. Наиболее рациональными камерами этой системы являются камеры СПЛК-2 (рис. 5). Камеры этого типа разработаны в двух исполнениях: стационарном и сборно-металлическом.

Сушильный агент двумя реверсивными вентиляторами, расположенными один над другим, направляется горизонтальным потоком в околоштабельный канал, проходит последовательно через калориферы и для табеля, а затем по второму околоштабельному каналу возвращается в вентиляторы.

Камеры непрерывного действия строятся в виде длинного туннеля, вмещающего несколько штабелей. Штабеля закатывают с одного конца камеры, называемого «сырым», а выкатывают с другого, называемого «сухим». При выгрузке высушенного штабеля одновременно с другой стороны закатывают сырой штабель. Штабеля в камеры непрерывного действия закатывают вдоль (продольная загрузка) или поперек (поперечная загрузка) своей оси. По ширине камеры могут размещаться один или два штабеля (однопутная или двухпутная камера).

Рис. 5. Камера СПЛК-2: 1 — вентилятор, 2 — калориферы, 3 — приточно-вытяжная труба, 4 — увлажнительная труба

В камерах непрерывного действия осуществляется принудительная циркуляция агента сушки. Штабеля перемещаются навстречу движению воздуха. Режим сушки в таких камерах изменяется не по времени, как в камерах периодического действия, а по длине камеры. В «сухом» конце камеры воздух имеет максимальную температуру и минимальную влажность. Проходя через камеру и испаряя из древесины влагу, воздух насыщается и температура его снижается.

Для сушки хвойных пиломатериалов на лесопильно-деревооб-рабатывающих предприятиях предназначена однопутная камера ЦНИИМОД-32 с противоточной поперечно-реверсивной циркуляцией воздуха и продольной загрузкой штабелей (рис. 6).

Камера имеет специально устроенные криволинейные стены, которые изменяют направление противоточно движущегося воздуха на зигзагообразное, близкое к поперечному. При загрузке очередного штабеля и соответственно продвижении всех сушильных штабелей направление воздуха в каждом из них меняется на противоположное (реверсируется). Сушильный агент в сушильное помещение камеры поступает из рециркуляционного канала через окна, побуждаемый осевым вентилятором. Воздух нагревается пластинчатыми калориферами. Отработавший воздух выбрасывается из камеры через вытяжной канал.

Рис. 6. Камера ЦНИИМОД-32: 1 — паровая магистраль, 2 — вентилятор, 3 — вытяжной канал, 4 — калорифер, 5 — рециркуляционный канал, 6 — откидной рельс, 7 — окна, 8 — штабеля

К сборным камерам с поперечной загрузкой штабелей относится камера СП-5КМ. Воздух осевыми вентиляторами (по ширине камеры устанавливаются три вентилятора) через пластинчатые калориферы направляется в сухой конец камеры. Затем он проходит через все штабеля и возвращается в вентиляторы.

Рис. 7. Сборная камера непрерывного действия СП-5КМ: 1 — вентилятор, 2 — выхлопная труба, 3 — вспомогательный вентилятор, 4 — рекуператор, 5 —заборная труба, 6 — штабеля пиломатериалов, 7 — приточная труба, « — электродвигатель, 9 — пластинчатый калорифер, 10 — шторная перегородка

Камера предназначена для сушки пиломатериалов при пониженной температуре (40…55 °С). Поэтому электродвигатели вентиляторов расположены в циркуляционном канале. Кроме того, воздухообмен камеры (приток свежего и выброс отработавшего воздуха) происходит через специальный теплообменный аппарат, называемый рекуператором. Свежий воздух засасывается за счет разрежения, создаваемого вентиляторами, через отверстие в корпусе рекуператора и поступает в камеру через приточную трубу. Отработавший воздух вентилятором из камеры через трубу засасывается в рекуператор. Здесь он сначала проходит через теплообменные трубки, подогревая при этом свежий воздух, а затем выбрасывается в атмосферу. Камера имеет в сыром и сухом концах отсеки для начального подогрева сырой и выдержки сухой древесины.

Газовые сушильные камеры периодического и непрерывного^ действия имеют только принудительную циркуляцию. В промышленности распространены газовые камеры непрерывного действия.

Их применяют для массовой сушки пиломатериалов на предприятиях, выпускающих товарные пиломатериалы в качестве готовой продукции. Камеры периодического действия используют для сушки пиломатериалов, подвергающихся точной механической обработке на предприятиях, выпускающих изделия из древесины.

Газовые сушильные камеры по качеству сушки пиломатериалов уступают камерам с паровым теплоснабжением. Однако их сооружение обходится значительно дешевле, чем паровых, так как отпадает необходимость в строительстве котельной, прокладке трубопроводов, установке калориферов.

Газовые камеры используют для сушки пиломатералов, к качеству которых не предъявляют высоких требований, например хвойных пиломатериалов, предназначенных для строительства. Если недопустимо снижение прочности древесины, нельзя применять высокотемпературные камеры.

Приборы для контроля и регулирования состояния сушильного агента. При проведении процесса сушки необходимо контролировать температуру и степень насыщения сушильного агента.

Для измерения температуры сушильного агента применяют термометры разных типов. Ртутные стеклянные технические термометры обычно используют для устройства психрометров. Они бывают прямые и угловые. Угловые особенно удобны для установки в психрометр — чувствительный конец находится в камере, а шкала снаружи. Цена деления у технических термометров 0,5… 2 °С; верхний предел 150 °С. Ртутные лабораторные термометры имеют цену деления 0,1° С и служат для проверки технических и других термометров. Ртутные контактные термометры используют в приборах для автоматического регулирования температуры; для включения в электрическую сеть они имеют проводники.

Основным прибором, которым в сушильных установках измеряют температуру и степень насыщения сушильного агента, является психрометр. Он состоит из двух термометров, один из которых называется сухим, а другой мокрым. На шарик мокрого термометра надет марлевый чехол, конец которого находится в воде. Испарение влаги на поверхности шарика термометра вызывает снижение температуры до предела охлаждения tM.

Разность (t—tM) между показаниями сухого и мокрого термометров называется психрометрической. Ее величина зависит от интенсивности испарения влаги. Если психрометрическая разность равна нулю (показания обоих термометров одинаковы), значит влага не испаряется и, следовательно, воздух насыщен (ф=100%). Чем воздух суше, тем больше психрометрическая разность. По показаниям психрометра с помощью психрометрической таблицы определяют степень насыщения воздуха.

Из технических ртутных термометров могут монтироваться психрометры Августа переносного и стационарного типа. На рис. 75 показана установка стационарного психрометра в проеме стены между камерой и коридором управления.

Применение стационарных психрометров облегчает условия труда сушильщиков, так как позволяет контролировать состояние воздуха без захода в камеру. Использование дистанционных приборов — следующая ступень в улучшении организации контроля за процессом сушки. На основе этих приборов может быть создана система дистанционного контроля, позволяющая контролировать процесс сушки одновременно в нескольких камерах с контрольного пункта без обхода камер.

Для дистанционного контроля температуры воздуха применяют манометрические термометры и электрические термометры сопротивления. Действие манометрических термометров основано на свойстве газа, пара и жидкости изменять свое давление при постоянном объеме в зависимости от температуры. Нагревание рабочей среды прибора (газа, летучей жидкости или ртути) приводит к увеличению давления в замкнутой системе прибо-pa, которое фиксируется положением стрелки на шкале прибора. Шкала тарируется для измерения температуры. Если к концу стрелки прикрепить перо, то прибор сможет записывать изменение температуры на специальном бланке.

Рис. 8. Установка стационарного ртутного психрометра в проеме стены камеры: 1 — угловой ртутный термометр, 2 — съемная плита, 3 — эбонитовая втулка, 4 — увлажнительный бачок, 5,7 — болты, 6 — неподвижная плита, 8 — резервуар

Рис. 9. Схема дистанционного электрического термометра сопротивления: 1 — лагометр, 2 — уравнительные катушки, 3 — термометр сопротивления, 4 — источник электрического тока

В электрических термометрах сопротивления используется свойство металлов изменять свое электрическое сопротивление в зависимости от температуры. В качестве измеряющих приборов используют лагометры или уравновешивающие мосты. Для питания измерительной схемы имеется источник постоянного тока. В сушильных камерах применяют медные или платиновые термометры сопротивления.

Рис. 10. Устройство ЦНИИМОД для установки преобразователей электропсихрометра в камере: 1 — металлическая труба, 2 — стакан, 3 — кабель с проводами, 4— крышка, 5 — уплотнение из термостойкой резины, 6 — теплоизоляция, 7 — преобразователь, 8 — ограждение, 9 — марля, 10 — ванночка с крышкой

При дистанционном контроле за параметрами агента сушки психрометры создаются на основе термометров сопротивления, которые служат преобразователями психрометра. Устройство ЦНИИМОД для установки преобразователей электропсихрометра в камере показано на рис. 10. Устройство крепится в нише торцовой стены камеры. Преобразователи ввинчены в торец стакана, который вставляется в трубу и закрепляется гайками. Вода для увлажнения марли мокрого преобразователя подается в ванночку. Устройство обеспечивает герметичность и термоизоляцию преобразователей.

Применение при дистанционном контроле самопишущих измерительных приборов — начальная стадий автоматизации процесса сушки. Дальнейшим развитием автоматизации сушильных камер является автоматическое регулирование температуры и степени насыщения сушильного агента в процессе сушки автоматическими регуляторами.

При автоматическом регулировании состояния воздуха воздействие на приборы регулировки (вентили, задвижки) осуществляется без вмешательства человека специальными механизмами, которые вступают в действие по сигналам преобразователей, установленных внутри сушильной камеры.

Приборостроительная промышленность выпускает ряд регуляторов, пригодных для использования в системах автоматического регулирования процесса сушки: электрический регулятор температуры ЭРА-М, электронные регулирующие мосты, пневматические системы регулирования, например ПУСК-ЗД. Она рассчитана на регулирование процесса сушки в шести или десяти камерах непрерывного действия.


Читать далее:



Статьи по теме:


Реклама:




Главная → Справочник → Статьи → БлогФорум