установка для сушки пиломатериалов

Формула изобретения

Установка для сушки пиломатериалов, содержащая сушильную камеру периодического действия с загрузочным проемом в первой торцовой стенке, закрываемым дверцей, для подачи в камеру штабеля пиломатериалов и с окном для выхода воздуха из камеры в нижней части второй торцовой стенки камеры, в верхней части которой размещен нагнетательный канал, связанный с нагнетательным патрубком вентилятора, приводимого электродвигателем и имеющего калорифер, при этом снаружи второй торцовой стенки расположен вертикальный прямоугольный корпус, в котором установлен приводимый электродвигателем компрессор, связанный 1-м трубопроводом с одним концом испарителя, другой конец которого связан 2-м трубопроводом через дросселирующий клапан с одним концом конденсатора, а другой конец которого связан 3-м трубопроводом с компрессором, а в стенке корпуса, расположенной напротив второй торцовой стенки камеры, выполнено окно, совмещенное с окном этой стенки камеры, и в корпусе выполнен патрубок для слива конденсата, отличающаяся тем, что она снабжена датчиком влажности пиломатериалов, блоком измерения температуры и влажности воздуха в сушильной камере, первым и вторым частотными инверторами, регулятором давления и температуры, регулятором расхода теплоносителя и программным контроллером (микропроцессором), образующими систему управления, при этом датчик влажности пиломатериалов закреплен на штабеле пиломатериалов и связан своим выходом через 1-ю электромагистраль с 1-м входом микропроцессора, блок измерения температуры и влажности воздуха в сушильной камере образован внутренним кожухом, расположенным в полости камеры между штабелем пиломатериалов и второй торцовой стенкой и закрепленным изнутри на днище камеры, и наружным кожухом, закрепленным снаружи на днище камеры, при этом на внутреннем кожухе установлен чувствительный элемент для измерения температуры, электрически связанный с выходным терминалом наружного кожуха, соединенного 2-й электромагистралью со 2-м входом микропроцессора, и чувствительный элемент для измерения влажности, связанный электрически с выходным терминалом наружного кожуха, соединенного 3-й электромагистралью с 3-м входом микропроцессора, а 1-й выход микропроцессора связан 4-й электромагистралью со входом первого частотного инвертора, выход которого 5-й электромагистралью связан с электродвигателем привода компрессора, 2-й выход микропроцессора 6-й электромагистралью связан с входом регулятора давления и температуры, выход которого связан 7-й электромагистралью с исполнительным механизмом дросселирующего клапана, 3-й выход микропроцессора связан 8-й электромагистралью со входом второго частотного инвертора, выход которого 9-й электромагистралью связан с электродвигателем привода вентилятора, 4-й выход микропроцессора связан 10-й электромагистралью с входом регулятора расхода теплоносителя, выход которого 11-й электромагистралью связан через клапан подачи теплоносителя из внешней сети с калорифером.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к оборудованию для осуществления технологических процессов сушки древесных материалов и может быть использовано, в частности, при осуществлении сушки пиломатериалов.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому техническому результату к заявляемой является установка для сушки пиломатериалов, содержащая сушильную камеру периодического действия с загрузочным проемом в первой торцовой стенке, закрываемым дверцей для подачи в камеру штабеля пиломатериалов и с окном для выхода воздуха из камеры в нижней части второй торцовой стенки камеры, в верхней части которой размещен нагнетательный канал, связанный с нагнетательным патрубком вентилятора, приводимого электродвигателем и имеющего калорифер, при этом снаружи второй торцовой стенки расположен вертикальный прямоугольный корпус, в котором установлен приводимый электродвигателем компрессор, связанный 1-м трубопроводом с одним концом испарителя, другой конец которого связан 2-м трубопроводом через дросселирующий клапан с одним концом конденсатора, другой конец которого связан 3-м трубопроводом с компрессором, а в стенке корпуса, расположенной напротив второй торцовой стенки камеры, выполнено окно, совмещенное с окном этой стенки камеры, и в корпусе выполнен патрубок для слива конденсата (см., например, Серговский П.С. «Оборудование гидротермической обработки древесины», 1981 г., стр.136, 137, рис.65).

Однако известная установка не обладает достаточной эффективностью, поскольку требует значительных затрат электрической энергии при проведении процесса сушки, т.к. при осуществлении этого процесса не проводят воздействия на конденсационный блок.

Техническим результатом, на достижение которого направлена заявляемая установка, является повышение ее эффективности за счет комплексного регулирования путем воздействия на все элементы установки.

Для достижения указанного технического результат известная установка для сушки пиломатериалов, содержащая сушильную камеру периодического действия с загрузочным проемом в первой торцовой стенке, закрываемым дверцей для подачи в камеру штабеля пиломатериалов и с окном для выхода воздуха из камеры в нижней части второй торцовой стенки камеры, в верхней части которой размещен нагнетательный канал, связанный с нагнетательным патрубком вентилятора, приводимого электродвигателем и имеющего калорифер, при этом снаружи второй торцовой стенки расположен вертикальный прямоугольный корпус, в котором установлен приводимый электродвигателем компрессор, связанный 1-м трубопроводом с одним концом испарителя, другой конец которого связан 2-м трубопроводом через дросселирующий клапан с одним концом конденсатора, другой конец которого связан 3-м трубопроводом с компрессором, а в стенке корпуса, расположенной напротив второй торцовой стенки камеры, выполнено окно, совмещенное с окном этой стенки камеры, и в корпусе выполнен патрубок для слива конденсата, снабжена датчиком влажности пиломатериалов, блоком измерения температуры влажности воздуха в сушильной камере, первым и вторым частотными инверторами, регулятором давления и температуры, регулятором расхода теплоносителя и программным контроллером /микропроцессором/, образующими систему управления, при этом датчик влажности пиломатериалов закреплен на штабеле пиломатериалов и связан своим выходом через 1-ю электромагистраль с 1-м входом микропроцессора, блок измерения температуры и влажности воздуха в сушильной камере образован внутренним кожухом, расположенным в полости камеры между штабелем пиломатериалов и второй торцовой стенкой и закрепленным изнутри на днище камеры, и наружным кожухом, закрепленным снаружи на днище камеры, при этом на внутреннем кожухе установлен чувствительный элемент для измерения температуры, электрически связанный с выходным терминалом наружного кожуха, соединенного 2-й электромагистралью со 2-м входом микропроцессора, и чувствительный элемент для измерения влажности, связанный электрически с выходным терминалом наружного кожуха, соединенного 3-й электромагистралью с 3-м входом микропроцессора, а 1-й выход микропроцессора связан 4-й электромагистралью со входом первого частотного инвертора, выход которого 5-й электромагистралью связан с электродвигателем привода компрессора, 2-й выход микропроцессора 6-й электромагистралью связан с входом регулятора давления и температуры, выход которого связан 7-й электромагистралью с исполнительным механизмом дросселирующего клапана, 3-й выход микропроцессора связан 8-й электромагистралью со входом второго частотного инвертора, выход которого 9-й электромагистралью связан с электродвигателем привода вентилятора, 4-й выход микропроцессора связан 10-й электромагистралью с входом регулятора расхода теплоносителя, выход которого 11-й электромагистралью связан через клапан подачи теплоносителя из внешней сети с калорифером.

На фиг.1 изображена установка для сушки пиломатериалов, общий вид. На фиг.2 изображен блок измерения температуры и влажности воздуха в сушильной камере.

Установка для сушки пиломатериалов содержит сушильную камеру периодического действия 1 с загрузочным проемом в первой торцовой стенке 2, закрываемым дверцей 3. Через проем в камеру подают штабель пиломатериалов 4. В нижней части второй торцовой стенки 5 камеры выполнено окно 6 для выхода воздуха из камеры. В верхней части камеры расположен нагнетательный канал 7, связанный с выходным патрубком вентилятора 8, приводимого электродвигателем 9. В канале 7 установлен калорифер 10, обогреваемый теплоносителем, подаваемым из сети 11 через регулирующий клапан 12. Установка снабжена расположенным снаружи стенки 5 вертикальным прямоугольным корпусом 13, в котором установлен электродвигатель 14 привода компрессора 15, расположенного с одной стороны корпуса 13. С другой стороны корпуса расположен испаритель 16, один конец которого связан 1-м трубопроводом с компрессором 15. Напротив испарителя в стенке корпуса 13 выполнено окно 17 для прохода воздуха, совмещенное с окном 6. В испарителе происходит испарение рабочего тела (хладагента) и понижение его температуры. В верхней части корпуса 13 расположен конденсатор 19, один конец которого через дросселирующий клапан 20 2-м трубопроводом 21 связан с другим концом испарителя 16. Другой конец конденсатора 19 3-м трубопроводом 22 связан с компрессором 15. В днище корпуса 13 расположен патрубок 23 для слива конденсата. Установка снабжена системой управления, состоящей из программного контроллера микропроцессора 24, частотного инвертора 25, регулирующего число оборотов электродвигателя 14, частотного инвертора 26, регулирующего число оборотов электродвигателя 9, регулятора расхода теплоносителя 27, регулятора давления и температуры 28, датчика влажности 29 штабеля пиломатериалов и блока измерения температуры и влажности воздуха в сушильной камере. При этом датчик 29 закреплен на штабеле 4 пиломатериалов и связан своим выходом через 1-ю электромагистраль 30 с 1-м входом микропроцессора 24. Блок измерения температуры и влажности воздуха в сушильной камере образован внутренним кожухом 31, закрепленным изнутри на днище камеры, и наружным кожухом 32, закрепленным снаружи на днище камеры. На кожухе 31 установлен чувствительный элемент 33 для измерения температуры, электрически связанный проводником 34 с выходным терминалом 35, соединенным 2-й электромагистралью 36 со 2-м входом микропроцессора 24. Чувствительный элемент 37 кожуха 31 для измерения влажности воздуха связан электрическим проводником 38 с выходным терминалом 39, соединенным 3-й электромагистралью 40 с 3-м входом микропроцессора 24. 1-й выход микропроцессора 24 связан 4-й электромагистралью 41 с входом частотного инвертора 25, выход которого связан 5-й электромагистралью 42 с электродвигателем 14 привода компрессора 15. 2-й выход микропроцессора 24 6-й электромагистралью 43 связан с входом регулятора давления и температуры 28, выход которого 7-й электромагистралью 44 связан с исполнительным механизмом 45 дросселирующего клапана 20. 3-й выход микропроцессора 24 связан 8-й электромагистралью 46 со входом частотного инвертора 26, выход которого 9-й электромагистралью 47 связан с электродвигателем 9 привода вентилятора 8. 4-й выход микропроцессора 24 связан 10-й электромагистралью 48 с входом регулятора 27 расхода теплоносителя, выход которого 11-й электромагистралью 49 связан через клапан 12 подачи теплоносителя из внешней сети с калорифером 10.

Установка работает следующим образом.

Штабель пиломатериалов 4 загружают в сушильную камеру 1 через дверцу 3. В контроллер 24 вводится программа, определяющая ход сушильного процесса в зависимости от текущей влажности древесины в штабеле W . Программа составлена на принципе оптимизации процесса сушки по затратам энергии.

Процесс сушки идет по схеме "теплового насоса". Отработавший воздух с пониженной температурой и высокой относительной влажностью проходит через корпус 13, засасываемый вентилятором 8. При проходе через испаритель 16, температура поверхности которого ниже температуры воздуха, выходящего из камеры 1, за счет пониженного давления рабочего тела, отсасываемого компрессором 15, происходят охлаждение отработавшего воздуха и конденсация содержащихся в нем водяных паров, удаление конденсата через патрубок 23. Далее этот воздух проходит через конденсатор 19, в котором вследствие повышенного давления рабочего тела, создаваемого компрессором 15 и дросселирующим клапаном 20, температура поверхности выше температуры охлажденного воздуха. Происходит нагрев его до t_c - температуры агента сушки в камере, с этой температурой осушенный воздух подается в сушильную камеру. Если температура воздуха после конденсатора ниже t _c, его нагрев осуществляется в калорифере 10, при этом температура дополнительного нагрева регулируется клапаном 12. Отличие предлагаемой схемы от известных схем конденсационных сушильных камер заключается в оптимизации расхода электроэнергии. Количество отбираемого отработавшего воздуха определяется влажностным состоянием сушимых пиломатериалов по показаниям датчиков влажности 29 и блока измерения температуры и влажности воздуха в сушильной камере. В соответствии с программой контроллер 24 дает сигнал на частотный инвертор 26, который изменяет скорость вращения элетродвигателя 9 и задает требуемую производительность вентилятора 8. Одновременно с этим выдается сигнал на частотный инвертор 25, изменяющий число оборотов электродвигателя 14 и ротора компрессора 15, и на регулятор давления и температуры рабочего тела 28. Последний определяет степень открытия дросселирующего клапана 20. В результате совместного регулирования работы компрессора и дросселирующего клапана можно достичь оптимального режима работы "теплового насоса", т.е. отношение давления в испарителе 16 и конденсаторе 19 должно быть минимальным P₂/P₁ min и разность температур рабочего тела в испарителе t ₁ и конденсаторе t₂ также должна быть минимальной t₂-t₁ min.

Согласованное регулирование работы вентилятора 8, компрессора 15, дросселирующего клапана 20 и калорифера 10 позволяет получить на входе в сушильную камеру состояние воздуха, соответствующее состоянию агента сушки в камере по температуре (t) и влагосодержанию (d) при максимальном к.п.д. компрессора и максимальном отношении полученной тепловой энергии к 1 кВт-час, затраченному компрессором 15 и вентилятором 8.