RU2424857C2 - Method and complex of equipment for production of dry modified sawn timber - Google Patents
Method and complex of equipment for production of dry modified sawn timber Download PDFInfo
- Publication number
- RU2424857C2 RU2424857C2 RU2008129249/05A RU2008129249A RU2424857C2 RU 2424857 C2 RU2424857 C2 RU 2424857C2 RU 2008129249/05 A RU2008129249/05 A RU 2008129249/05A RU 2008129249 A RU2008129249 A RU 2008129249A RU 2424857 C2 RU2424857 C2 RU 2424857C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- lumber
- vacuum
- drying
- drying chamber
- autoclave
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 30
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 8
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 61
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 claims abstract description 32
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 32
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims abstract description 25
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 claims abstract description 13
- 239000002023 wood Substances 0.000 claims description 19
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 claims description 4
- 238000004321 preservation Methods 0.000 claims description 4
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 2
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 claims description 2
- 230000032683 aging Effects 0.000 claims 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 5
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 abstract description 3
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 abstract description 3
- 238000010327 methods by industry Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 7
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 235000008331 Pinus X rigitaeda Nutrition 0.000 description 5
- 235000011613 Pinus brutia Nutrition 0.000 description 5
- 241000018646 Pinus brutia Species 0.000 description 5
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 4
- 235000018185 Betula X alpestris Nutrition 0.000 description 3
- 235000018212 Betula X uliginosa Nutrition 0.000 description 3
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 3
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 description 3
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 3
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 3
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 2
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 230000010349 pulsation Effects 0.000 description 2
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 2
- 241000894007 species Species 0.000 description 2
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 description 1
- 241001669679 Eleotris Species 0.000 description 1
- 229910000746 Structural steel Inorganic materials 0.000 description 1
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YUWBVKYVJWNVLE-UHFFFAOYSA-N [N].[P] Chemical class [N].[P] YUWBVKYVJWNVLE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910021538 borax Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 1
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 239000011121 hardwood Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 229910000162 sodium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001488 sodium phosphate Substances 0.000 description 1
- 239000004328 sodium tetraborate Substances 0.000 description 1
- 235000010339 sodium tetraborate Nutrition 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- RYFMWSXOAZQYPI-UHFFFAOYSA-K trisodium phosphate Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].[O-]P([O-])([O-])=O RYFMWSXOAZQYPI-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Chemical And Physical Treatments For Wood And The Like (AREA)
- Drying Of Solid Materials (AREA)
Abstract
Description
Предлагается к рассмотрению комплекс оборудования и способ производства экологически чистых сухих огнебиоатмосферостойких пиломатериалов.It is proposed to consider a set of equipment and a method for the production of environmentally friendly dry fire-bio-atmospheric-resistant lumber.
Для получения таких пиломатериалов предлагается комплекс оборудования, обеспечивающий приготовление защитного состава, пропитку и сушку древесных пиломатериалов. Это три отдельных участка оборудования. Каждый из них обеспечивает свой технологический процесс. После их осуществления получаем сухие пиломатериалы с вышеуказанными свойствами.To obtain such lumber, a complex of equipment is proposed that provides preparation of a protective composition, impregnation and drying of wood lumber. These are three separate pieces of equipment. Each of them provides its own technological process. After their implementation, we obtain dry lumber with the above properties.
Первый - это участок приготовления защитного состава. Он состоит из ряда смесителей отдельных компонентов состава с водой, которые в соответствующих количествах подаются в общую смесительную емкость.The first is the preparation of the protective composition. It consists of a number of mixers of the individual components of the composition with water, which in appropriate quantities are fed into the total mixing tank.
Второй - это участок пропитки, который включает автоклав и маневровую емкость с защитным составом, перекачивающий, вакуумный и силовой насосы.The second is the impregnation section, which includes an autoclave and a shunting tank with a protective composition, transferring, vacuum and power pumps.
Третий - это участок сушки пиломатериалов, включающий герметичную сушильную камеру, состоящую из двух сообщающихся по горизонтали корпусов, соединенных системой трубопроводов с вакуумным цилиндром, в котором установлено охлаждающее устройство для конденсации паровоздушной смеси, поступающей из сушильной камеры, вакуумный насос, панели вентиляции и нагрева паровоздушной среды, образующейся в процессе испарения влаги из пиломатериалов.The third is the lumber drying section, which includes a sealed drying chamber, consisting of two horizontally communicating bodies connected by a piping system to a vacuum cylinder, in which a cooling device for condensing the air-vapor mixture coming from the drying chamber, a vacuum pump, ventilation and heating panels are installed environment formed during the evaporation of moisture from lumber.
Известен комплекс оборудования для пропитки шпал, переводных брусьев и строительных пиломатериалов на Борисовском шпалопропиточном заводе, Беларусь [1]. Комплекс пропитки выполнен согласно проекту 1376/2К-1-Тх2-5. Основным пропитывающим оборудованием являются автоклавы [2] пропитки пиломатериалов масляными и водорастворимыми защитными составами типа [3] под давлением. Но этот комплекс не обеспечивает сушку пропитанных пиломатериалов.A known set of equipment for the impregnation of sleepers, transverse beams and building lumber at the Borisov sleeper impregnation plant, Belarus [1]. The impregnation complex was made according to project 1376 / 2K-1-Tx2-5. The main impregnating equipment is autoclaves [2] for impregnating lumber with oil and water-soluble protective compounds of type [3] under pressure. But this complex does not provide drying of impregnated lumber.
Известен способ пропитки пиломатериалов под циклическим давлением [4]. Недостатком этого способа является многоразовый подъем и сброс давления пропитки, в результате происходит снижение работоспособности автоклавов. Добиться быстрого сброса рабочего давления в автоклаве в течение (0,1-0,5) с сложно из-за образования в нем при пропитке жидкостно-воздушной смеси. Нет упрощения пропиточной установки, т.к. применяется аппаратура для высокотемпературной обработки древесины.A known method of impregnation of lumber under cyclic pressure [4]. The disadvantage of this method is the reusable rise and pressure relief of the impregnation, as a result of which there is a decrease in the efficiency of autoclaves. It is difficult to achieve a rapid discharge of the working pressure in the autoclave for (0.1-0.5) s due to the formation of a liquid-air mixture in it during impregnation. There is no simplification of the impregnation installation, as Applied equipment for high-temperature processing of wood.
Известен способ пропитки по патенту [5], где с целью увеличения глубины проникновения защитного состава в древесину и интенсификации процесса пропитки предлагается выполнять чередование действий статического и переменного давлений определенных величин. Величина статического давления 0,8 МПа, а переменное давление создается с амплитудой (0,05-0,5) МПа. Недостатком этого способа является необходимость включения в комплекс оборудования насосов двух типов создания давления - статического и переменного. Установлено, что воздействие переменного давления увеличивает массу защитного состава, внедряемого в древесину.A known method of impregnation according to the patent [5], where in order to increase the depth of penetration of the protective composition into the wood and to intensify the impregnation process, it is proposed to alternate the actions of static and variable pressures of certain values. The static pressure is 0.8 MPa, and a variable pressure is created with an amplitude of (0.05-0.5) MPa. The disadvantage of this method is the need to include in the complex equipment of pumps of two types of pressure generation - static and variable. It has been established that the effect of variable pressure increases the mass of the protective composition introduced into the wood.
Промышленная технология и оборудование для огнебиозащитной пропитки древесных пиломатериалов приведены в работах [6, 7].Industrial technology and equipment for fire-retardant impregnation of wood lumber are given in [6, 7].
В отличие от названых в данной заявке пропитку защитным составом пиломатериалов естественной влажности осуществляют в автоклавах ступенчато по 6 ати возрастающим до 30 ати высокочастотным давлением, создаваемым при помощи насоса-дозатора с выдержкой на каждой ступени заданного времени. Эти насосы создают пульсирующее давление с амплитудой пульсации ΔР 3 ати и частотой до 100 пульсаций в минуту. Внедрение ступенчатого повышения пульсирующего давления позволяет увеличить глубину пропитки лиственных пиломатериалов по длине, вплоть до сквозной. Предлагаемый процесс пропитки позволяет обеспечить экологичность всех операций процесса внедрения защитного состава в древесину. Установлено экспериментально, что для обеспечения требуемой степени огнебиозащиты и атмосфероустойчивости необходимо внедрять в 1 м3 пиломатериалов различных пород и исходной относительной влажности от 130 до 250 кг защитного состава, в котором содержится до 50% воды. Это обстоятельство потребовало освоения эффективных методов и оборудования сушки пиломатериалов.Unlike those mentioned in this application, the impregnation of natural moisture with a protective composition of sawn timber is carried out in autoclaves in steps of 6 atm and increasing to 30 atm by high-frequency pressure created by a metering pump with an exposure at each stage for a given time. These pumps create a pulsating pressure with a
В известных способах сушки [8], [9] применен конвективный способ. Согласно им пакет пиломатериалов в герметичной камере подвергается обдуву горячим потоком воздуха или пара. Под их воздействием происходит нагрев пиломатериалов и испарение влаги. Процесс ускоряется за счет эффекта вентиляции. Образовавшаяся паровоздушная смесь попадает на конденсаторы и удаляется из камеры в виде жидкости.In the known drying methods [8], [9], a convective method is used. According to them, a package of lumber in a sealed chamber is subjected to blowing with a hot stream of air or steam. Under their influence, lumber is heated and moisture is evaporated. The process is accelerated by the effect of ventilation. The resulting vapor-air mixture enters the condensers and is removed from the chamber as a liquid.
Процесс сушки длится в зависимости от исходной и требуемой конечной влажности пиломатериалов, их толщины и породы древесины от пяти суток до нескольких десятков суток.The drying process lasts depending on the initial and required final moisture content of the lumber, their thickness and wood species from five days to several tens of days.
Сокращение времени сушки при обеспечении требуемого качества высушенных пиломатериалов (без растрескивания, без коробления) достигнуто проведением вентиляционной термовакуумной конвективной сушки в герметичной камере [10]. Оптимальный, с точки зрения создателей, диаметр корпуса сушилки позволил отказаться от вентиляторов и тепловых прокладок. Уменьшились теплозатраты и энергозатраты на единицу высушенных пиломатериалов, сократилось и время сушки. Но оно все же достаточно большое и малы объемы загружаемых пиломатериалов. Увеличение объемов загрузки пиломатериалов в термовакуумные вентиляционные сушилки [10] ограничивается размерами труб, из которых их делают.Reducing the drying time while ensuring the required quality of dried lumber (without cracking, without warping) was achieved by conducting thermal-vacuum convective ventilation drying in a sealed chamber [10]. Optimal, from the point of view of the creators, the diameter of the dryer body made it possible to abandon the fans and thermal gaskets. Heat and energy costs per unit of dried lumber decreased, and drying time was also reduced. But it is still quite large and the volumes of lumber loaded are small. The increase in the volume of lumber loaded into thermal vacuum ventilation dryers [10] is limited by the size of the pipes from which they are made.
Выход из этой ситуации открывается созданием сушилок в виде двух сообщающихся корпусов, состоящих из объемного каркаса прямоугольных труб, приваренных к ним прямоугольных в плане цилиндрических пластин, которые получают вальцеванием листов из конструкционной стали. Цилиндрические пластины привариваются продольными кромками к трубам каркаса корпуса сушилки, а по криволинейным свариваются между собой. Один корпус предназначен для размещения пиломатериалов. В другой устанавливают панель с реверсивными вентиляторами и на заданном расстоянии параллельно ей тепловые панели из оребренных биметаллических труб, в которые от источника тепла подается разогретый теплоноситель. Корпус сушилки подвержен действию температуры и вакуумного давления, которые являются основным видом нагрузки. По длине сушилки корпус разделяется на отдельные сообщающиеся отсеки, образованные посредством труб каркаса, плоских сегментных и прямоугольных цилиндрических пластин, которые в расчетной схеме можно рассматривать как типовую прямоугольную цилиндрическую пластину с заделанными кромками, нагруженную внешним давлением (вакуум) в направлении нормали к ее поверхности. Несущая способность цилиндрической пластины с защемленными краями определяется из зависимости:The way out of this situation is the creation of dryers in the form of two interconnected bodies, consisting of a three-dimensional frame of rectangular pipes, welded to them rectangular in plan cylindrical plates, which are obtained by rolling sheets of structural steel. Cylindrical plates are welded with longitudinal edges to the tubes of the frame of the dryer body, and are welded together in a curved fashion. One case is designed to accommodate lumber. In another, a panel with reversible fans is installed and, at a given distance, parallel to it, thermal panels of finned bimetallic pipes into which a heated coolant is supplied from a heat source. The dryer body is exposed to temperature and vacuum pressure, which are the main type of load. Along the length of the dryer, the casing is divided into separate communicating compartments formed by frame tubes, flat segment and rectangular cylindrical plates, which in the design scheme can be considered as a typical rectangular cylindrical plate with embedded edges, loaded with external pressure (vacuum) in the direction normal to its surface. The bearing capacity of a cylindrical plate with pinched edges is determined from the dependence:
где Е - модуль упругости,where E is the modulus of elasticity,
δ - толщина пластины,δ is the plate thickness,
в - ширина пластины, in - the width of the plate,
а - длина пластины, a is the length of the plate,
R - радиус кривизны пластины,R is the radius of curvature of the plate,
µ - коэффициент Пуассона,µ is the Poisson's ratio,
n - число вмятин, образующихся по окружности пластины при потере устойчивости.n is the number of dents formed around the circumference of the plate with loss of stability.
При n≤1For n≤1
δ/R√12(1-µ2)<<(πR/a)2>>R√12(1-µ2)/δδ / R√12 (1-µ 2 ) << (πR / a ) 2 >> R√12 (1-µ 2 ) / δ
Потеря устойчивости хлопком происходит лишь при размерах пластин, удовлетворяющих условиям:The loss of stability by cotton occurs only when the dimensions of the plates satisfy the conditions:
К=в2/Rδ≥40 и а/в=2.K = in 2 / Rδ≥40 and a / in = 2.
Во всех остальных случаях идет монотонный изгиб пластины.In all other cases, there is a monotonous bending of the plate.
Из факта, что вакуум не может быть больше 1 атм и а≤в, из зависимостей (1) или (2) получаем величину радиуса кривизны типовой прямоугольной цилиндрической пластины при заданной ее толщине, или, наоборот, по заданному радиусу кривизны пластины находим ее толщину, при которой обеспечивается сохранность формы сушилки в процессе работы.From the fact that the vacuum cannot be greater than 1 atm and a ≤ b , from dependences (1) or (2) we obtain the radius of curvature of a typical rectangular cylindrical plate at a given thickness, or, conversely, from a given radius of curvature of the plate we find its thickness , which ensures the preservation of the form of the dryer during operation.
Основы проектирования сушильных цехов, конструкции различных сушилок приведены в книге [11]. Все они конвективные с присущими этому процессу преимуществами и недостатками. Главный недостаток - высокие энергозатраты и время сушки.The basics of designing drying shops, the design of various dryers are given in the book [11]. All of them are convective with advantages and disadvantages inherent in this process. The main disadvantage is the high energy consumption and drying time.
Из известных способов и устройств сушки наиболее близким к заявляемому является способ, приведенный в патенте [12]. Согласно [12] сушка древесины осуществляется в герметичных цилиндрах, соединенных с ресивером, путем многоразового чередования циклов вакуума и продувки пиломатериалов горячим теплоносителем. В начальный период производят разогрев пиломатериалов до (85-95)°С при атмосферном давлении. К недостаткам этого способа относятся энергоемкость, длительность процесса сушки, снижение качества древесины.Of the known methods and drying devices closest to the claimed is the method described in the patent [12]. According to [12], wood is dried in airtight cylinders connected to the receiver by repeatedly alternating vacuum cycles and blowing lumber with a hot coolant. In the initial period, lumber is heated to (85-95) ° C at atmospheric pressure. The disadvantages of this method include energy intensity, the duration of the drying process, a decrease in the quality of wood.
Известен более совершенный способ сушки в герметичной камере согласно патенту [13] - прототип. В этом комплексе проводят многоразовое чередование циклов продувки пиломатериалов теплоносителем, с отводом выделяющихся паров, и вакуумирования пиломатериалов, предварительно нагретых при атмосферном давлении до температуры (85-95)°С.A better method of drying in a sealed chamber according to the patent [13] is known - a prototype. In this complex, reusable cycles of purging the sawn timber with a coolant, with the removal of vapors, and evacuating the sawn timber, preheated at atmospheric pressure to a temperature of (85-95) ° С, are carried out.
К недостаткам относится невозможность достижения атмосферного давления паров капиллярной влаги при предварительном нагреве.The disadvantages include the inability to achieve atmospheric vapor pressure of capillary moisture during preheating.
Задачами настоящего изобретения являются: создание комплекса оборудования, обеспечивающего сокращение энергозатрат, времени сушки и капитальных затрат на изготовление сушильного оборудования, увеличение объема загрузки пиломатериалов в сушилку.The objectives of the present invention are: the creation of a set of equipment that reduces energy costs, drying time and capital costs for the manufacture of drying equipment, increasing the load of lumber in the dryer.
Для этого в предлагаемом комплексе оборудования применяют панельные двухкорпусные сушилки с термовакуумным, вентиляционным процессом обезвоживания.For this, in the proposed complex of equipment, panel two-case dryers with a thermal vacuum ventilation process of dehydration are used.
Процесс сушки пиломатериалов, модифицированных составом [3], значительно отличается от сушки непропитанных. Во-первых - относительная исходная влажность пропитанных пиломатериалов, как правило, превышает 100%. Во-вторых - при нагреве пиломатериалов, пропитанных водными азотофосфорными соединениями [3], при температуре нагрева выше (80-90)°С начинаются химические реакции и взаимодействие компонентов пропитывающего состава между собой и с компонентами древесины, сопровождающиеся выделением аммиака. Аммиак снижает температурное напряженно-деформированное состояние высушиваемых пиломатериалов. В процессе сушки и термообработки он снимает остаточные напряжения в древесине, что предотвращает растрескивание и коробление высушиваемых модифицированных пиломатериалов. Это позволило ввести в практику способ термовакуумного вентиляционного процесса с периодическим сбросом образующейся паровоздушной аммиачной среды в охлаждаемый вакуумный цилиндр. Для ускоренной конденсации паровоздушной смеси, поступившей в цилиндр, в нем установлен пластинчатый конденсатор, охлаждаемый проточной водой.The drying process of lumber modified with the composition [3] is significantly different from the drying of non-impregnated ones. Firstly, the relative initial humidity of the impregnated lumber, as a rule, exceeds 100%. Secondly, upon heating lumber impregnated with aqueous nitrogen-phosphorus compounds [3], at a heating temperature above (80-90) ° С, chemical reactions and the interaction of the components of the impregnating composition with each other and with the components of the wood begin, accompanied by the release of ammonia. Ammonia reduces the temperature stress-strain state of the dried lumber. In the process of drying and heat treatment, it removes residual stresses in the wood, which prevents cracking and warping of the dried modified lumber. This allowed us to put into practice a method of thermal vacuum ventilation process with periodic discharge of the resulting vapor-air ammonia medium into a cooled vacuum cylinder. For accelerated condensation of the vapor-air mixture entering the cylinder, a plate condenser is installed in it, cooled by running water.
На фиг.1 приведен общий вид комплекса оборудования производства сухих огнебиоатмосферостойких экологически чистых строительных пиломатериалов.Figure 1 shows a General view of a complex of equipment for the production of dry fire-atmosphere-resistant environmentally friendly building lumber.
Комплекс включает смеситель 1 приготовления модифицирующих составов, в который по трубопроводам подают водные растворы карбамида 2, буры 3, фосфата натрия 4 и дополнительно техническую воду. Каждый из смесителей состоит из цилиндрической емкости и мешалки с электроприводом, на валу которой установлено два пояса горизонтальных лопастей, разнесенных по высоте и наклоненных по поясам друг навстречу другу. В результате при перемешивании поток жидкости, захватываемый лопастями каждого пояса, отбрасывается в радиально-осевом направлении навстречу друг другу, что обеспечивает эффективное смешение растворов компонентов.The complex includes a
Полученный водный модифицирующий состав подается насосом 5 по трубопроводу в маневровую емкость 6.The resulting aqueous modifying composition is supplied by a
Из маневровой емкости 6 водный модифицирующий раствор подается самотеком и при помощи перекачивающего секционного насоса 7 в автоклав 8. Перед заполнением раствором его загружают пиломатериалами и подвергают вакуумированию при помощи вакуумного насоса 9. Избыточное давление пропитки и ускорение заполнения защитным составом в автоклаве создается при помощи насоса-дозатора 10. На первом этапе - до давления 6 ати работает насос 7 как более производительный, на втором этапе - до 30 ати - насос-дозатор 10.From the
После пропитки пиломатериалы поступают в сушильную камеру 11, показанную на фиг.1. Камера 11 состоит из двух сообщенных между собой по горизонтали корпусов 12 и 13 фиг.2. На фиг.3 приведено типовое поперечное сечение сушильной камеры. Корпус 12 предназначен для размещения пропитанных пиломатериалов. Корпус 13 предназначен для размещения тепловых 14 и вентиляторных 15 панелей. Цилиндрические пластины сушильной камеры соединены между собой посредством прямоугольных труб 16, которые образуют объемный каркас. Вентиляторная панель 14 перекрыта сверху изолирующим металлическим листом 17, образующим с корпусом секции 13 вентиляторный отсек, открытый спереди на боковую поверхность пиломатериалов, а сзади на вход потока паровоздушной смеси из корпуса 12 в вентиляторы 15. Горячий теплоноситель поступает в тепловую панель 14 по трубам из теплокотла 18.After impregnation, the lumber enters the drying
Создание сушильных камер из прямоугольных цилиндрических пластин обеспечивает наименьший вес сушилок при одинаковом с другими камерами объеме загрузки, позволяет за счет толщины пластин, их размеров в плане, радиуса кривизны обеспечить сохранность формы под действием создаваемых тепла и вакуума.The creation of drying chambers from rectangular cylindrical plates ensures the smallest weight of dryers with the same loading volume as other chambers, and due to the thickness of the plates, their dimensions in plan, and radius of curvature, ensure the shape preservation under the action of the generated heat and vacuum.
На фиг.2 и фиг.3 указаны геометрические размеры сушильной камеры, где R и R1 - радиусы кривизны панелей, Н - общая высота, S - общая ширина, L - общая длина сушилки, В - высота отсека и фермы загрузки пиломатериалов, h и h1 - стрелки прогиба панелей, в и в1 - ширина ферм отсека загрузки пиломатериалов и отсека тепловентиляторных панелей, l - длина одной цилиндрической панели вдоль камеры.Figure 2 and figure 3 shows the geometric dimensions of the drying chamber, where R and R 1 are the radii of curvature of the panels, N is the total height, S is the total width, L is the total length of the dryer, B is the height of the compartment and the lumber loading farm, h and h 1 are the arrows of the deflection of the panels; in and in 1 is the width of the trusses of the lumber loading compartment and the fan heater compartment, l is the length of one cylindrical panel along the chamber.
Для реализации конвективного термовакуумного вентиляционного процесса сушки сушильная камера 11 сообщена трубопроводами и герметичными заслонками с ресивером. Ресивер состоит из двух разнесенных по вертикали герметичных цилиндрических емкостей 19, 20. Емкости в ресивере сообщены между собой герметичным трубопроводом. В каждом из цилиндров смонтированы трубчатые ребристые конденсаторы, охлаждаемые водой, которая после прохождения через них идет на отопление производственных помещений. В сушильной камере и ресивере создается вакуум при помощи насоса 21. Насосом 22 осуществляют перекачку конденсата из емкости 20 в смеситель 1.To implement the convective thermal vacuum ventilation drying process, the drying
Комплекс оборудования, приведенный на фиг.1, работает следующим образом.The equipment set shown in figure 1, operates as follows.
В автоклав 8 подают на тележках пиломатериалы, герметизируют и создают насосом 9 предпропиточный вакуум величиной до 0,90 ати. После выдержки в течение (20-30) минут сообщают автоклав 8 с емкостью 6 защитного раствора.Lumber is delivered to the
Первоначально заполнение автоклава идет за счет вакуума в нем, а после снижения всасывающего эффекта открывают на автоклаве дренажный вентиль и дозаполняют защитным составом при помощи насоса 7 до появления состава на выходе из верхнего дренажного вентиля. Закрывают вентиль, отключают насос 7 и включают насос 10. Создают в автоклаве ступенчато этапами по 6 ати, с выдержкой на каждом этапе (5-10) минут пульсирующее пропитывающее давление величиной до 30 ати. Выдерживают пиломатериалы под этим давлением в течение 30 минут, сбрасывают избыточное давление до атмосферного, выдерживают (3-5) минут. В такой последовательности реализуют еще 4-5 циклов пропитки. По завершении пропитки, о чем судят по количеству внедренного в пиломатериалы защитного состава, перекачивают его насосом 7 в маневровую емкость 6. В автоклаве создают послепропиточный вакуум величиной до 0,90 ати, выдерживают под ним 30 минут, сообщают автоклав с атмосферой, вскрывают автоклав, выдерживают и выкатывают тележки с пропитанными пиломатериалами.Initially, the autoclave is filled due to the vacuum in it, and after reducing the suction effect, the drain valve is opened in the autoclave and refilled with a protective compound using pump 7 until the composition appears at the outlet of the upper drain valve. Close the valve, turn off pump 7 and turn on
Перегружают пропитанные пиломатериалы на тележки сушильной камеры 11. Укладку ведут с применением поперечных прокладок между рядами и вертикальных стяжек после укладки последнего по высоте ряда пиломатериалов.The impregnated lumber is loaded onto the bogies of the drying
Закатывают тележки в камеру. Герметично закрывают крышку. Включают вентиляторы панели вентиляции 15, а в панель нагрева 14 подают из котла 18 горячий теплоноситель. Ведут прогрев пиломатериалов в камере до (85-95)°С, о чем судят по показаниям термопар, внедренных в пиломатериалы. Далее сообщают сушильную камеру с ресивером 19-20, где насосом 21 уже создан вакуум до 0,90 ати. После выравнивания вакуума в них отключают ресивер, включают вакуумный насос и поднимают вакуум в камере сушки до 0,90 ати при работающих вентиляторах и разогретой тепловой панели. Отключают вакуумный насос, дают выдержку. Под действием вакуума, тепла разогретых пиломатериалов и потока образующейся паровоздушной смеси идет интенсивное испарение жидкости из пиломатериалов. Процесс сушки сопровождается падением вакуума и температуры пиломатериалов. За время сушки пиломатериалов в камере 11 в ресивере 19-20 создают вакуум до 0,90 ати. Сообщают сушилку с ресивером, выдерживают до выравнивания вакуума в них. Разъединяют. Поднимают температуру пиломатериалов в сушилке до величины (85-95)°С, после чего в очередной раз повышают вакуум в сушильной камере до 0,90 ати. Отключают вакуумный насос 21 и опять выдерживают сушильную камеру до прежнего уровня падения вакуума. Установлено, что процесс падения вакуума в сушилке длится более 1 часа. Повторяют цикл до достижения пиломатериалами требуемой величины относительной влажности, после чего отключают подачу тепла, охлаждают пиломатериалы и извлекают их из сушилки.Roll carts into the camera. Close the lid tightly. The fans of the
Экспериментально установлено, что для сушки сосновых и березовых пиломатериалов толщиной 25 мм, длиной до 4,5 метра, пропитанных до 105% относительной влажности огнебиозащитным составом [3], до конечной относительной влажности (8-16)% потребовалось (32-34) часа.It was experimentally established that for drying pine and birch lumber 25 mm thick, up to 4.5 meters long, impregnated with 105% relative humidity with a fire-retardant composition [3], it took (32-34) hours to a final relative humidity (8-16)% .
Конечная влажность досок изменялась по их длине от 8 до 16%. Основной причиной разброса влажности была продольная прокачка сушильного потока воздуха с нагревом его на одном конце камеры.The final humidity of the boards varied in length from 8 to 16%. The main reason for the spread of humidity was the longitudinal pumping of the drying air stream with its heating at one end of the chamber.
Практически одинаковое время сушки модифицированных сосновых и дубовых досок объясняется тем, что объем защитного состава, поглощенного древесиной дуба, был меньше, чем сосновой. Важно, что ни коробления, ни растрескивания, ни у сосновых, ни у дубовых не было. Доски несколько потемнели. Но главное, что значительно сократилось время сушки. Аналогичный результат был получен при сушке березовых досок толщиной 50 мм, шириной до 450 мм, брусьев березовых и сосновых сечением 90×90 мм, длиной 2,5 м.Almost the same drying time for modified pine and oak boards is explained by the fact that the amount of protective composition absorbed by oak wood was less than that of pine. It is important that neither buckling, nor cracking, neither pine nor oak. The boards got a little darker. But most importantly, the drying time was significantly reduced. A similar result was obtained when drying birch boards with a thickness of 50 mm, a width of up to 450 mm, boards of birch and pine with a section of 90 × 90 mm, 2.5 m long.
От начальной исходной влажности (96-110) % до конечной, средней по длине влажности 16% пиломатериалы были высушены менее чем за 2 суток.From the initial initial moisture content (96-110)% to the final average moisture content of 16%, the lumber was dried in less than 2 days.
Полученные результаты подтвердили эффективность предлагаемого комплекса оборудования, включающего участки приготовления защитного состава, пропитки пиломатериалов и сушки.The obtained results confirmed the effectiveness of the proposed complex of equipment, including the preparation of the protective composition, impregnation of lumber and drying.
Таким образом, предлагается Комплекс оборудования производства сухих модифицированных древесных пиломатериалов, состоящий из смесителей компонентов защитного состава, маневровой емкости, автоклава, вакуумного, перекачивающего и силового насосов, герметичной сушильной камеры, соединенной с вакуумным ресивером, с вакуумным насосом, источником тепла, трубопроводов, вентилей, контрольно-измерительных приборов, отличающийся тем, что каждый из смесителей состоит из цилиндрической емкости с электроприводной двухрядной лопастной мешалкой, автоклава, присоединенного к высокочастотному насосу-дозатору, а сушильная камера выполнена в виде двух корпусов, сообщающихся по горизонтали, каждый из которых состоит из объемного каркаса прямоугольных труб и прямоугольных цилиндрических пластин, сваренных между собой, в одном корпусе размещен штабель пиломатериалов, а во втором - размещены вентиляционная и тепловая панели, соединенные посредством труб и заслонок с вакуумным насосом и источником тепла. Размеры в плане, толщина и кривизна цилиндрической пластины обеспечивают требуемый объем и сохранность первоначальной формы сушильной камеры под воздействием вакуума.Thus, we propose a complex of equipment for the production of dry modified wood lumber, consisting of mixers of components of protective composition, shunting capacity, autoclave, vacuum, transfer and power pumps, a sealed drying chamber connected to a vacuum receiver, with a vacuum pump, heat source, pipelines, valves , instrumentation, characterized in that each of the mixers consists of a cylindrical tank with an electric double-row paddle mixer , an autoclave attached to a high-frequency metering pump, and the drying chamber is made in the form of two buildings communicating horizontally, each of which consists of a three-dimensional frame of rectangular pipes and rectangular cylindrical plates welded together, a stack of lumber is placed in one case, and in the second - ventilation and thermal panels are placed, connected by means of pipes and dampers to a vacuum pump and a heat source. Dimensions in plan, thickness and curvature of the cylindrical plate provide the required volume and preservation of the original shape of the drying chamber under the influence of vacuum.
Предлагается также способ производства сухих модифицированных пиломатериалов, включающий их сквозную пропитку в автоклаве и термическую вакуумную сушку в герметичной сушильной камере. Защитную пропитку пиломатериалов осуществляют циклическим поэтапно возрастающим высокочастотным избыточным давлением защитного состава, а сушку проводят в герметичной камере термовакуумным вентиляционным потоком горячей паровоздушной смеси, выделяющейся из пиломатериалов, которые предварительно нагревают при атмосферном давлении потоком горячего воздуха, подвергают вакуумированию и выдержке, с последующим периодическим сообщением камеры сушки с ресивером, в котором периодически создают вакуум.A method for the production of dry modified lumber, including through-impregnation in an autoclave and thermal vacuum drying in a sealed drying chamber, is also proposed. Protective impregnation of lumber is carried out by a cyclic stepwise increasing high-frequency overpressure of the protective composition, and drying is carried out in a sealed chamber with a thermal vacuum ventilation stream of hot steam-air mixture released from lumber, which is preheated at atmospheric pressure with a stream of hot air, subjected to vacuum and exposure, followed by periodic chamber communication drying with a receiver, in which periodically create a vacuum.
Источники информацииInformation sources
1. Шпалопропиточный завод, Борисов, Белоруссия, тех. проект 1376/2К-1-ТХ2-5.1. Sleeping impregnation plant, Borisov, Belarus, those. project 1376 / 2K-1-TX2-5.
2. Автоклав пропитки водорастворимыми защитными средствами под давлением. ГОСТ 20022.7-82.2. Autoclave impregnation with water-soluble protective equipment under pressure. GOST 20022.7-82.
3. Защитный состав. Патент №2133191 МКИ В27К 3/52, Е01В 31/20, 1997.3. Protective compound. Patent No. 213191
4. Способ циклической пропитки древесины. А.С. 1186475, В27К 3/10, 1985.4. The method of cyclic impregnation of wood. A.S. 1186475,
5. Способ пропитки древесины. А.С. №1242364, 1985.5. The method of impregnation of wood. A.S. No. 1242364, 1985.
6. Аринкин С.М. Промышленная технология и оборудование для огнебиозащитной пропитки древесных пиломатериалов. Пожарная безопасность. Материалы II Международной конференции. Информационный сборник РНПЦ ПБ, 1997.6. Arinkin S.M. Industrial technology and equipment for fire-retardant treatment of wood lumber. Fire safety. Materials of the II International Conference. Information collection of the Republican Scientific and Practical Center PB, 1997.
7. Тычино Н.А. Технологический процесс получения атмосфероустойчивых огне- и биозащищенных пиломатериалов. Проблемы пожарной безопасности, Киев, МВД Украины, 1995.7. Tychino N.A. The process of obtaining weather-resistant fire and bio-protected lumber. Problems of fire safety, Kiev, Ministry of Internal Affairs of Ukraine, 1995.
8. Kepiвнi технiчнi матерiали з технологiï камерного сушiння пилопродукцiï. Сушiння деревини. Львiв, 2007.8. High-tech technical materials with the technology of chamber drying saw-timber. Sushinnya villages. Lviv, 2007.
9. Кречетов И.В. Сушка древесины. Издание четвертое, М.: «Бриз», 1997.9. Krechetov I.V. Wood drying. Fourth edition, M .: "Breeze", 1997.
10. Пилипович А. Вакуумна сушарка. Сушiння деревини. Львiв, 2007.10. Pilipovich A. Vacuum drying oven. Sushinnya villages. Lviv, 2007.
11. Горбей В.М., Озарков И.М. Основи проектування сушильних цехiв. Львiв: «Олiс плюс», 1996.11. Gorbey V.M., Ozarkov I.M. Basics of the design of the drying kiln. Lviv: Olis Plus, 1996.
12. Способ сушки древесины. Патент РФ №2228498, F26B 5/04.12. The method of drying wood. RF patent No. 2228498,
13. Способ сушки древесины. Патент РФ №2056602, F26B5/04.13. The method of drying wood. RF patent No. 2056602, F26B5 / 04.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008129249/05A RU2424857C2 (en) | 2008-07-17 | 2008-07-17 | Method and complex of equipment for production of dry modified sawn timber |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008129249/05A RU2424857C2 (en) | 2008-07-17 | 2008-07-17 | Method and complex of equipment for production of dry modified sawn timber |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2008129249A RU2008129249A (en) | 2010-04-10 |
| RU2424857C2 true RU2424857C2 (en) | 2011-07-27 |
Family
ID=42670738
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008129249/05A RU2424857C2 (en) | 2008-07-17 | 2008-07-17 | Method and complex of equipment for production of dry modified sawn timber |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2424857C2 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1242364A1 (en) * | 1985-01-24 | 1986-07-07 | Всесоюзный Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский Институт Железнодорожного Транспорта | Method of impregnating wood |
| RU2056602C1 (en) * | 1994-09-01 | 1996-03-20 | Сергей Георгиевич Терентьев | Method for drying wood |
| RU2192348C1 (en) * | 2001-07-16 | 2002-11-10 | Усачев Сергей Владимирович | Woodworking method |
| RU2228498C2 (en) * | 2002-02-26 | 2004-05-10 | Голицын Владимир Петрович | Method for wood drying |
| RU56508U1 (en) * | 2006-03-09 | 2006-09-10 | Владимир Петрович Голицын | WOOD DRYING UNIT |
-
2008
- 2008-07-17 RU RU2008129249/05A patent/RU2424857C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1242364A1 (en) * | 1985-01-24 | 1986-07-07 | Всесоюзный Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский Институт Железнодорожного Транспорта | Method of impregnating wood |
| RU2056602C1 (en) * | 1994-09-01 | 1996-03-20 | Сергей Георгиевич Терентьев | Method for drying wood |
| RU2192348C1 (en) * | 2001-07-16 | 2002-11-10 | Усачев Сергей Владимирович | Woodworking method |
| RU2228498C2 (en) * | 2002-02-26 | 2004-05-10 | Голицын Владимир Петрович | Method for wood drying |
| RU56508U1 (en) * | 2006-03-09 | 2006-09-10 | Владимир Петрович Голицын | WOOD DRYING UNIT |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2008129249A (en) | 2010-04-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5970624A (en) | Method of drying wood and method of subjecting wood to impregnative treatment | |
| RU2400684C1 (en) | Method for wood drying and device for its realisation | |
| EP0256100A1 (en) | Method for the drying of wood and wood-based products. | |
| CN107405784A (en) | wood treatment | |
| CN108789718A (en) | A kind of Wood heat treatment method | |
| WO2021108127A1 (en) | Method for a continuous wood modification by heating | |
| US20170320090A1 (en) | Integrated unit for treatment and drying lignocellulosic material | |
| WO2001088449A1 (en) | Method of drying wood and a system therefor | |
| RU2424857C2 (en) | Method and complex of equipment for production of dry modified sawn timber | |
| RU2255276C2 (en) | Method of drying wood | |
| FI112696B (en) | Method and apparatus for drying timber | |
| EP1132701A2 (en) | Drying apparatus | |
| CN108789719B (en) | A kind of wood heat treatment equipment | |
| RU2511887C2 (en) | Timber drying method | |
| CN201093842Y (en) | Wood drying machine | |
| JPH10329110A (en) | Wood drying method and impregnation method | |
| RU2468319C2 (en) | Method of drying wood and plant for its implementation | |
| RU2228498C2 (en) | Method for wood drying | |
| KR102141682B1 (en) | Manufacturing method for modified wood | |
| DE202004011637U1 (en) | Method for drying stacks of wooden boards, has a burner chamber and fan system to drive warm air over the stacks and evaporate and exhaust moisture | |
| RU2414346C2 (en) | Method of forced impregnation of wood and timber by preservative containing vegetable oil, and impregnated wood | |
| CN212274458U (en) | Equipment for realizing rapid drying by utilizing differential pressure convection | |
| CN112454576A (en) | Wood modification heat treatment process and treatment equipment | |
| RU2336475C1 (en) | Method of wood drying and impregnation | |
| CN217330481U (en) | Novel high-density fiberboard drying device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120718 |