3) По виду сушильного агента сушилки делятся на три группы:

- воздушные сушилки — агентом сушки является влажный воздух; газовые сушилки — сушильным агентом служат топочные газы или их смесь с влажным воздухом;

- сушилки, действующие на перегретом паре, — сушильным агентом является перегретый водяной пар при атмосферном давлении.

4) По кратности циркуляции сушильного агента сушилки могут быть с одно- и многократной циркуляцией. В сушилках с однократной циркуляцией агент сушки после прохождения через высушиваемый материал полностью выбрасывается в атмосферу. В сушилках с многократной циркуляцией он выбрасывается лишь частично. Одни и тот же воздух или газ многократно проходит через высушиваемый материал.

5) По принципу действия различают сушилки периодического и непрерывного действия.

Сушилки периодического действия работают путем периодического чередования сушильных циклов. Каждый цикл складывается из полной загрузки материала в сушилку, собственно сушки и полной выгрузки материала из сушилки.

Для сушилок непрерывного действия характерен непрерывный процесс сушки. Материал порциями или непрерывно загружается в сушилку, проходит через нее, а затем выгружается из нее либо непрерывно, либо порциями.

Принципиальные схемы воздушных и паровоздушных сушилок

Воздушная сушилка с однократной циркуляцией. Воздух состояния 0 попад. в калорифер, где нагрев. до сост.1, затем он взаимодействует с мат-лом (с испаренной в него влагой) и выбрасывается в атмосферу в сост.2. (Рис.1) 0-1 – пр-с нагревания; 1-2 – суш. агент испаряет влагу в себя из м-ла.

Рис 1 Рис. 2

Воздушная сушилка с многократ. циркуляцией. Воздух в сост.2 частично выбрас., а остал. часть смеш. со свеж. воздухом 0, образ. смесь 3, кот. и подается в калорифер. (Рис. 2). 0-2 – пр-с смешивания; т.3 – точка смеси; т.1 – сост. сушильного агента.

Паровая сушилка. Перегретый пар непрер. циркулирует в сушилке. Из калорифера в сост1 он поступает в штабель, где снижается его Т, С и повыш. степень насыщенности, и выходит в сост.2 и в кол-ве=массе испаренной влаги выбрас. в атмосферу, а остал. часть поступает в калорифер. (Рис. 3). 1-2 –сушка; 2-1 – пр-с прохода через калорифер.

Рис. 3

Принципиальные схемы газовых сушилок.

Газовая сушилка с однократной циркуляцией. Газовые сушилки работают без калориферов. Осн. тепловое уст-во - топка (Т), топочный газ вводится в сушилку, предвар. смещиваясь с воздухом 0. Линия смешения 0-Т на Idα-диаграмме(W=const). Смесь проходит через штабель и испаряет из него влагу (1-2). Отработанная смесь выбрас. в атмосферу. (Рис. 4)

Рис. 4

Газовая сушилка с многократной циркуляцией. Пр-с одновременного смешения 3х компонентов м/рассм., как 2 последоват. пр-са:1)топочный газ в состоянии Т смешивается со свежим воздухом 0 и образуется смесь, сост кот хар-ется т. А; 2) промежуточная смесь А смешивается с отработанным агентом 2 и образ. новая смесь сост.1, кот направляется в зону сушки.

Виды и конструкции калориферов.

Калориферы - теплообменные аппараты, предназначенные для передачи тепловой энергии от теплоносителя к сушильному агенту. Они представляют собой замкнутую систему сообщающихся трубопроводов , омываемые снаружи циркулирующим сушильным агентом и обогреваемую изнутри теплоносителем. В зависимости от вида применяемого теплоносителя калориферы м.б. электрические, огневые, паровые, жидкостные. Жидкостные делятся на водяные, масляные.

По конструкции разл-т калориферы:1 – сборные, монтируемые из стандартных элементов внутри сушильного пространства; 2 – компактные - калориферы заводской сборки, устанавливаемые в сушилках в газовом виде. Для монтажа сборных калориферов долго исп-ли старые чугунные трубы.

В зав-ти от хар-ра дв-ия теплоносителя внутри калорифера компактные калор-ры м.б. одноходовые (теплоноситель – пар) и многоходовые (теплоноситель – вода или масло).

У одноходовых теплоносителем является пар который проходит через зону теплообмена только один раз двигаясь по всем нагревательным трубкам в одном направлении.

Многоходовые калориферы . Теплоноситель несколько раз меняет напровление своего движения, а значит несколько раз проходит через зону теплообмена. Трубки распологаются горизонтально+ входной и выходной патрубки находятся с одной стороны , а в качестве теплоносителя используется жидкость(вода, масло)

Достоинства компактных калориферов: - большая пов-ность нагрева при сравнительно небольших габаритных размерах калорифера.

-повыш. по сравнению со сборными калор-ми из чугун. труб интенсивность теплопередачи

Недостатки:-засоряемость нагревательных трубок

-необходимость замены всего калорифера при выходе из строя какого-нибудь 1 элемента

Широко распространены калориферы из биметаллических труб, к-ые м.б. сборные и компактные.Их внутренняя основа-стальная, а наружная-аллюминиевая( металл очень стоек к коррозии).

Конденсатоотводчики – устройства, предназначенные для обеспечения свободного выхода из калорифера конденсата без выпуска оттуда пара. Бывают гидростатические (быстро выходят из строя из-за коррозии) термостатические(исп. разницу t-ур воды и пара) и термодинамические. Конденсатоотводчики надо устанавливать на горизонтальных участках конденсатопровода, обязательно ниже мин. уровня калорифера.

Топки – специальные устройства, предназначенные для сжигания твердого, жидкого или газообразного топлива с целью получения топочного газа, к-ый исп-ся в кач-ве сушильного агента. Топочный газ, котр. Поступает на сушку не должен содержатьв себе частиц несгоревшего топлива, т.к.- материал чернее, -частицы вызывают возгорание мат-ла. Широко используются полугазовые топки.

Циркуляционное оборудование сушилок. Осевые и центробежные вентиляторы. Эжекторные установки.

Вентиляторами называются воздуходувные машины, предназначенные для перемещения больших количеств воздуха или другого газа при давлении близкому к атмосферному. По конструкции и принципу действия различают вентиляторы 2-х типов: радиальные или центробежные и осевые вентиляторы.

Центробежный:

1–кожух, 2–рабочее колесо, ротор, 3–всасывающий патрубок, 4 – выхлопной патрубок.

Центробежный вентилятор При вращении колеса через всасывающий патрубок попадает воздух и вовлекается во вращательное движение. Под действием центробежных сил, воздух отбрасывается ко внутр. пов-сти кожуха и силой из него выбрасывается.

Осевой вентилятор:1 – ступица, 2 – лопости, 3 – кожух, 4 – вал.

Рабочее колесо состоит из ступицы, посаженной на вал+ лопости. Рабочее колесо внутри кожуха работает по принципу гребного винта, т. к. лопости проталкивают воздух.

Центробежные и осевые вентиляторы могут быть правого и левого вращения. По особенностям устройства рабочих колес вентиляторы делятся на типы: Ц 14-46, Ц 4-70, Ц 4-76, У-6 (6 лопостей), У-12. Размеры вентилятора характеризуются его номером: номер вентилятора – это диаметр рабочего колеса в дециметрах. Всего 68 номеров. Работа каждого вентилятора характеризуется аэродинамическими и конструктивными параметрами:1)полное давление, развиваемое вентилятором (Па), 2) производительность (М³/с), 3) КПД 4) потребляемая мощность,(кВт) 5) частота вращения рабочего колеса.(об/мин.). Графические зависимости, котор. показ. изменения давления, КПД и потребляемой мощности от производительности при разл. частотах вращения наз. характеристикой вентилятора (по ним выбирают марку вентилятора) Центробежный или осевой вентилятор с приводом и системой подключенных к нему воздуховодов называется вентиляторной установкой. Эжекторные установки. Для осуществления циркуляции сушильного агента использ. эжекторные установки, работа кот. основана на эффекте подсоса, создаваемого струей движущегося с большой скоростью газа. Воздух движется по трубе меньш. диам-ра, а достигая конической насадки с больш. скоростью выходит из неё.

Р=Р_ст+Р_д; V₃=V₂+V₁ Кратность эжекции – отношение объёма воздуха, циркулирующего по трубе большого диаметра (V₃), к количеству эжектирующего воздуха. M= V3/V1; М=4-6; W=25-30 м/с. Потребление эл. энергии в 2-3 раза больше, чем при вентилиционн. циркуляции, т.к. скорость выше и трение о стенки больше.

Ограждения сушилок. Полы, стены, потолочные перекрытия, двери.

К ограждениям относят: полы, стены, потолочные перекрытия, дери. Конструкция и устройство ограждений зависят от типа сушильной камеры. Камеры могут быть стационарными и сборно-разборными.

Стационарные камеры – это отдельные постройки, её нельзя перенести, делают из бетона, кирпича, др-ны). Сборно-разборные камеры изготавливают на машиностроит. заводах и поставляют заказчику в виде комплекта легко собираемых элементов. Её собирают.

Элементы ограждений сушильных камер должны соответствовать след требованиям:

-иметь низкую теплопроводность

-иметь небольшую паро- и влагопроницаемость

-быть прочными и долговечными

-должны обеспечивать герметичность сушильного пространства

Полы сушильных камер настилают в 4 слоя:

Ι- баластный слой из песка (200-250мм);

ΙΙ-подготовительный слой щебня (60мм);

ΙΙΙ-слой бетона (120мм)

ΙV-цементный слой (стяжка) (20мм).

В полу камеры прокладывают канавки, имеющие слив в канализацию или в сточный колодец. Если исп. рельсовый трансп-т, то в полу прокладывают рельсы за подлицо к стенкам камеры.Для стен стационарных камер широко используется красный керамический кирпич (но не белый-разрушается под действием влаги), бетон, пенобетон. Наружные стены, выходящие на улицу должны быть 630-640мм, стены выходящие в отапливаемые помещения должны быть 500-510мм, перегородки между камерами должны быть 380мм. Кирпичные стены могут быть оштукатурены, но только с внутренней стороны.

1-кирпичная кладка

2-железобетон

3-теплоизоляционный материал

4-стеклоткань

5-пенобетон

6-штукатурка

Потолочные перекрытия. Главным эл-том явл. Железобетонные плиты, толщ. 150-200мм

1-железобетон

2-теплоизоляционный материал

3-кровельный материал

4-стеклоткань

Стены и потолочн. перекрытия сборно-разборных камер собирают из панелей которые состоят из 2ух гофрированных или оребренных металлич. листов с промежуточным слоем теплоизоляционного мат-ла. Загрузочно-разгрузочные двери. Требования6 стабильность форм, лёгкость и надёжность запирания. В зав-сти от материала есть двери деревянные (не герметичны) и металлические( долго служат, герметичны). По конструкции очень распространены двери: створные или петлевые. Створные двери оснащены механизмом прижима дверного полотна, а т.ж. уплотнительными прокладками из термостойкой резины или асбестового жгута. Кроме петлевых и створных дверей в современных сушильных камерах применяют сдвижные щитовые(щит полнлостью перекрывает дверной проём) и подъемно щитовые двери( полотно перемещ. по вертик направяющим) Редко бывают подъемно шторные двери. Они имеют дверное полотно, сост из набора щитов, которые шарнирно связаны друг с другом.

Формирование сушильных штабелей. Оборудование для формирования сушильных штабелей. Расчет вместимости штабеля.

При форм-нии штабеля п/м могут укладываться 2 спосабами: 1) сплошными рядами без промежутков м/у досками и 2) с оставлением м/у кромками досок промежутков (шпаций).

При камерной сушке п/м испол. штабеля 2 типов: пакетный (формир-ся при помощи ПТМ из неск. пакетов, предварительно уложенных на пакетоформир-й машине или вручную) и цельный штабель (полностью формир. на пакетоформир-й машине или вручную).

При формировании пакетных штабелей п/м предварительно укладывают в пакеты высотой 1,3-1,5м. Организация формировочной площадки:

1-плотный пакет п/м; 2-контейнеры с прокладками; 3-формируемый пакет; 4-рабочие.

При формировании цельных штабелей наиб. трудность вызывает укладка верхних рядов, когда п/м приходится поднимать на высоту около 3м. Облегчает эту операцию укладка верхней половины штабеля с эстакады- платформа, высотой=1,5м. над уровнем земли. Очень распростр. устр-вом явл. также вертик-й подъемник (лифт). При помощи пульта платформа лифта опускается ниже и рабочие работают на удобной высоте. Их произ-сть увелич. в 1,5-2 раза. Для формирования штабелей и пакетов могут быть использованы спец. штабеле- и пакетоформирующие машины (ПМФ-10).

Правила формирования сушильных штабелей

Штабель формируется из одной породы и толщины.

Под штабельное основание должно быть прочным, жёстким, а верх его - горизонтальным. Длина основания должна равняться длине штабеля. В качестве под штабельного основания рекомендуется использовать под штабельные тележки.

Не допускается работа камеры при неполном количестве штабелей.

Недогрузка штабеля по высоте также недопустима, так как за счёт больших утечек сушильного агента над штабелем резко снижается скорость циркуляции в самом штабеле. Всё это приводит к увеличению срока сушки и к неравномерности просыхания пиломатериала.

В зависимости от характера циркуляции агента сушки через штабель пиломатериалы укладывают:

· с промежутками (шпациями) между досками для камер с горизонтальной циркуляцией вдоль штабеля и с вертикальной, в том числе естественной циркуляцией;

· сплошными рядами без промежутков (шпаций) между досками для камер с поперечной циркуляцией через штабель.

Не обрезные доски укладывают комлями в разные стороны. Если доски имеют разную ширину, то узкие укладывают в середину, а широкие - по краям пакета или штабеля. Если по ширине пакета или штабеля целое количество досок не размещается, то зазор оставляют в середине.

В штабелях или пакетах со шпациями общая ширина шпаций должна составлять при укладке обрезных досок - 35%, не обрезных - 57% от ширины штабеля. Шпации должны быть распределены равномерно по ширине штабеля. Допускается укладка в один пакет или штабель пиломатериалов, различных по длине, в разбежку. При этом длинные доски укладывают по краям пакета или штабеля, короче - в середине. Стыкуемые пиломатериалы располагаются не менее чем на двух прокладках, при этом внешние торцы выравнивают по торцам пакета или штабеля. Горизонтальные ряды пиломатериалов в пакетах и штабелях должны разделяться междурядовыми прокладками, а пакеты по высоте штабеля - межпакетными.

Для контрольных образцов в пакетах или штабелях оставляют свободные места. Контрольный образец должен располагаться не менее чем на двух прокладках.

Межрядовые прокладки выполн. функции:

1. Образ. щелевые зазоры, для передвижения через штаель суш. агента;

2. Сжимают доски массой, лежащего в штабеле выше материала и предотвращают тем самым коробление досок при сушке;

3. Скрепляют большое количество досок в транспортную единицу (штабель или пакет), удобную для передвижения и для проведения сушки. Прокладки д/б прочными, им/одинаковые р-ры по толщ., а также в усл. переменной t-ры и вл-ти им/стабильные р-ры и св-ва. Рекомендованная толщина прокладок 20-40мм. Кол-во межпакетных прокладок (75×75 мм, 100×100мм) по длине д/б = кол-ву межрядовых прокладок, кот д/располаг. строго др. над др. Максим сдвиг прокладки в направл. дины доски не до/превышать половины ширины прокладки. Прокладки торцовые д/быть уложены заподлицо с торцами штабеля . Удаление от торца не д/превышать 25 мм.

Способы транспортировки сушильных штабелей

Транспортировка сушильных штабелей с одного рельсового пути на другой, загрузка и разгрузка камер в сушильных цехах осуществляются с помощью траверсной тележки. Траверсная тележка движется вдоль фронта сушильных камер по трех- или четырехниточному рельсовому пути, уложенному в углублении, называемом траверсной траншеей. Штабель на траверсную тележку закатывается по рельсовому пути, уложенному на ее платформе. Уровень рельсов этого пути должен соответствовать уровню рельсов камерных или складских путей. Промышленностью выпускаются электрифицированные траверсные тележки ЭТ2-6,5, оборудованные механизмом передвижения и грузовой тросовой лебедкой с блоками для перемещения штабелей. Грузоподъемность тележки 15 т, скорость движения 0,36 м/с, скорость тягового троса 0,13 м/с, суммарная мощность установленных электродвигателей (механизма перемещения и лебедки) 8,5 кВт. На предприятиях эксплуатируются и другие электрифицированные тележки (ЭТ-4,5; ЭТ-20; ЭТ-20-П), которые отличаются от рассмотренной конструктивным' оформлением и размерами. Некоторую особенность конструкции имеет тележка ЭТ-20-П, которая снабжена портальным подъемником, Подъемник, смонтированный на платформе тележки, служит для формирования штабеля из сушильных пакетов.

Техн-гия камерной сушки пм. Технологические и контрольные операции. Рациональность режимов сушки.

Камерная сушка состоит из ряда технол-ких и контрольных операций, кот. выполняются в опред-ой последов-ти. К технол-ким операциям относятся:

1) нач-ый прогрев (НП);

2) сушка по выбранному режиму;

3) промежут-ая влаготеплообработка (ПВТО);

4) конечная влаготеплообработка (КВТО);

5) кондиционирование;

6) охлаждение.

1) проводится после загрузки п/м в камеру с целью быстрого и равномерного их прогрева по всей толщине, при этом сушка п/м не допускается. В камере создается высокая темп. и высок. степень насыщен. воздуха (φ→1)

2) Ее цель – снижение влажности др-ны до требуемого уровня.Для ее проведения в камере устанавл. параметры суш. агента, заданные режимом сушки.Осущ-т контроль вл-ти др-ны. По мере уменш. вл-ти параметры суш. агента изменяют. Заканч. сушку после достиж. кон. вл-ти.

3), 4) ПВТО и КВТО проводят для устранения в др-не внутр. деформ. напряжений, кот. могут вызвать растрескивание и коробление п/м. ПВТО пров-ся в середине пр-са сушки, а КВТО-в конце после завершения пр-са сушки.Проводят эти операции так же, как и НП, т.е. др-ну выдерживают в среде с повышенной темпер-рой и степенью насыщенности.

5) проводят для выравнивания вл-ти др-ны по объему отдельных досок и штабеля в целом. Выполняют путем поддерж-ия в камере таких параметров обраб. среды, для кот. конечная вл-ть др-ны является равновесной. При этом недосушенная др-на подсыхает, а пересушенная– увлажняется. Кондиц.-необязательная операция.

6) проводится с целью охлаждения п/м перед выгрузкой до t-ры 30-40 оС.

Контрольные операции – это периодическое измерение парам-ров суш. агента и высушиваемого мат-ла. К ним относятся:1)контроль за t и Wотн суш. агента (выполн-ся постоянно);2)контроль за текущей W высушиваемых п/м;3)контроль за внутр. напряжениями в др-не. Вып-ют 3 раза за цикл сушки: в середине пр-са сушки, перед КВТО, после КВТО.

Режим камерной сушки п/м – расписание сост. суш. агента, вступающего в контакт с матер.,кот. устанавлив. изменение его параметров во времени или в зависим. от вл-ти др-ны.. Состояние суш. агента принято характ-вать след. параметрами:

1.темпер-ра (t, оС),

2.психрометрическая разность (∆t, ^оС),

3.степень насыщенности (φ, % или доли единиц).

От t оч. сильно зависит влагопроводн. др-ны. Чем ↑ t, тем ↑ к-т влагопроводн.

Кроме указ. парам. на пр-с сушки большое влияние оказыв. скорость движ. суш. агента (скор. циркуляции).

Режимы др-ны д. б. рациональн. Рацион. режим должен обеспечить выполнение 2-х условий:

- минимальная продолж-ть пр-са сушки;

- получение качества высуш-ого мат-ла, соответствующего его назначению.

Рацион-ми режимами следует считать такие режимы, у кот. t сушки повышается, а степень насыщенности уменьшается (т.к. при небольших значениях влажности древесины не произойдет уменьшения её прочности.)

Режимы высокотемпературной сушки п/м. Режимы сушки в противоточных камерах непрерывного действия (КНД)

Высокотемпературные двухэтапные режимы применяют для сушки пиломатериалов хвойных и некоторых мягких лиственных пород. В зависимости от влажности древесины процесс сушки по жесткости разделен на два этапа. Переход от первого этапа ко второму осуществляется при влажности древесины 20—22%. Допускается снижение температуры мокрого термометра (tM) m 97—99° С, при этом должна сохраняться заданная психрометрическая разность (tc—^м), т. е. на соответствующую величину снижается температура сухого термометра (tc).

Обязательное условие для выполнения этих режимов сушки — герметичность камер.

При применении высокотемпературных режимов и при сушке пи­ломатериалов твердых, лиственных пород проведение" конечной вла-готеплообработки обязательно независимо от норм требований к качеству в части напряжений.

Режимы высокотемпер. сушки больше 2 м/с. Высокотемпер. режим имеет двухступенч. структуру с одной переходной влаж. w=20,w=25; w=20,w=25. Стандартам предусмотрено 7 режимов. Выбор режима зависит от породы и толщины пилом-ла.Режимы сушки в камерах непрерывного действия задается состоянием суш. агента, В загрузочных и разгруз. концах камеры. При этом в разгруз. конце режимы сушки хар-ся 3 параметрами суш. агента(пароды, толщины, категории режима сушки) А в загрузочном конце хар-ся 1 параметром-психометрическая разность. Значение перечисленных параметров назнач. в зависимости от след. параметров: от категории реж. сушки, от конечной влаж. древ., от толщины пилом-ла, от начал. влаж. древ. При переходе на сушку других пил-ов в камере нужно потдерж. тот режим у которого значения психометрич. разности больше.

В камерах, где высушиваемый материал и суш. агент движутся навстречу друг другу, называются противоточными. Противоточные КНД предназначены гл. образом для массовой сушки п/м хв. пород др-ны до транспортной вл-ти (W=18-12%), иногда допуск-ся сушить мягкие хвойные породы до эксплуатац. вл-сти (W=10-12%).

Режимы сушки: состояние суш. агента в ПКНД изм-ся не ступенчато во времени, как в камерах периодич. действия, а непрерывно по длине камеры, при этом в каждой точке сушильного пространства состояние суш. агента остается пост. во времени. Учитывая эту особенность режимы сушки в противоточных камерах задают парметры суш. агента в загрузочном и разгрузочном концах камеры. При этом в разгр. конце задается t₁, Δt₁ и φ₁, а в загр.-только один параметр, обычно это психром. разн. Δt₂. Температура смоченного термометра по длине сушильной камеры не изменяется. Недостаток – невысокое качество.

Выбор режимов сушки производится в зависимости от следующих факторов:

1) Конечного рез-та, который нужно получить (принимают М, Н или Ф режимы)

2) Конечной влажности (18-22% или 10-12%)

3) От толщины п/м (16-75 мм)

4) От начальной влажности п/м (< или >50%)

Исходя из перечисленных факторов и на основании ГОСТ 18867-84 «Пиломатериалы хвойных пород. Режимы сушки в противоточных камерах непрерывного действия», выбираются основные параметры сушильного агента в разгрузочном конце камеры – температура, психрометрическая влажность и степень насыщенности. (t, Δt и φ). Для изменения психрометрической разности в загрузочном конце камеры, нужно регулировать скорость циркуляции сушильного агента.

Для справки:

М – мягкий режим сушки, обеспечивающий бездефектную сушку п/м при полном сохранении природных физико-механических свойств древесины, в том числе ее прочности и цвета, а также состояния в ней смолы;

Н – нормальный режим сушки, обеспечивающий бездефектную сушку пиломатериалов при сохранении прочности древесины, но с возможным незначительным изменением ее цвета;

Ф – форсированный режим, обеспечивающий сушку п/м при сохранении прочности на изгиб, растяжение и сжатие, но некоторое (до 20%) снижение прочности на скалывание и сопротивление раскалыванию с возможным потемнением древесины.

Контроль вл-ти в др-не при сушке. Способы определ. вл-ти.

Целями являются:

1. Определение начальной и конечной влажности древесины

2. Определение текущей влажности во время сушки

Для определения влажности древесины используют прямые и косвенные способы

Прямые спос. основаны на определ. массы воды, присутствующей в др-не (Весовой способ)

Косвенный способ основан на измерении каких-либо параметров, зависящих от её вл-ти (электропроводность, эл. сопротивление, диэлектрическая проницаемость, усушка).

Для осуществления контроля за текущей влажностью используют другой вариант весового способа, который называется метод контрольных образцов

Контрольный образец взвешивают и получают значение его нач. массы М_н, потом его помещают в штабель.

где М_о-масса абсолютно сухого образца

В период сушки из штабеля извлекается контрольный образец. Его взвешивают, получая значение текущей массы и снова возвращают в штабель на сушку. Текущую влажность контрольного образца рассчитывают по формуле:

.

В последнее время особенно широкое применение получил косвенный способ измерения влажности, основанный на измерении эл. свойств древесины – влагомеры.

Контроль качества высушенной др-ны. Категории и показатели качества сушки

Важнейшей задачей, решаемой при сушке древесины, является обеспечение стабильности размеров и формы изготавливаемых из нее изделий. Уровень требований к качеству высушенной древесины зависит от ее последующего использования. Различают четыре категории качества сушки:

первая (I) категория - сушка п/м проводится до эксплуатац. вл-ти и обеспечивает особо точную механич. обработку и сборку деталей и узлов наиболее квалифицированных изделий (музыкальные инструменты, спортивный инвентарь, точные приборы и т.д.); 7-10 %

вторая (II) категория - сушка п/м проводится до эксплуатац. вл-ти и обеспечивает точную механич. обработку деталей и узлов квалифицированных изделий (мебель, столярно-строительные изделия и т.п.); 7-15 %

третья (III) категория - сушка п/м до эксплуатац. вл-ти с последующим использованием их для изготовления менее квалифицированных изделий деревообработки (тара, строительный погонаж, товарные вагоны и т.п.); 10-15%

- нулевая (0) категория - сушка товарных п/м до транспортной влажности. 16-20%

Качество хар-ся показателями:

1)наличие или отсутствие видимых дефектов сушки; 2) ср. величина кон. вл-ти; 3)равномерность кон. вл-ти по объему штабеля;4) перепад вл-ти по толщ. п/м;5) наличие остат. внутр. напряж. в др-не.

Под видимыми дефектами сушки приним. трещины (наружные, внутр., торцовые, радиальные) и покоробленности. Нар. трещ. м. возникнуть в начале пр-са сушки.Явл-ся следствием неправ. выбора режима. Внутр.-у п/м большой толщ.Чтобы избежать-проведение ПВТО.Торцовые трещ. –вследствие испарения влаги в торце.Борьба:закрасить торцы; уменьшить скор. циркуляции суш. агента возле торца;прижатие к торцу пленки.Радиальн. трещ.-у круглых сортиментов или в п/м, содерж. сердцевинную трубку.

Условный показатель остаточных внутренних напряжений определяют по силовым секциям, которые выпиливают из тех же контрольных досок и в том же кол-ве, как и для контроля перепада вл-ти по толщине. Полученные силовые секции выдерживают в течение 2-3 ч в сушильном шкафу, после чего из них изготавливают двузубые гребенки, как это показано на рисунке.

Условный показатель остаточных внутренних напряжений рассчитывают как среднюю по всем секциям относительную деформацию зубцов f, определяемую по формуле

f=(S-S₁)/(2l)•100% где S, S₁ и l - размеры секции, измеренные в соответствии с рисунком

С помощью силовых секций наряду с остаточными внутр. напряж. можно оценить суммарную величину внутр. напряжений (деформационных и влажностных) в момент выпиливания секций, а также хар-р распределения вл-ти по толщине м-ла. Для этого надо сравнить форму двузубых гребенок сразу после выпиливания силовых секций и после 2-3-часовой выдержки в суш. шкафу.

Форма гребенок, полученных из силовых секций, не подвергав­шихся выдержке в шкафу, дает представление о суммарной величине внутр-х напряж., имеющихся в др-не в момент выпиливания секций.

а) растягивающие напряж. на пов-ти и сжимающие во внутр. слоях;б) на поверхности сжимающие напряжении, во внутр. слоях-растягивающие в) отсутствуют внутр напряжения.

Дефекты сушки. Показатели качества сушки древесины

Наружные трещины обр-ся в начальный период сушки. Причина слишком жесткий режим сушки и возникнов. вследствии этого чрезмерно больших растягивающих напряжений, в поверхностной зоне сортимента. Мера придупреждения-применения рационального режима сушки. Внутренние трещины появляются в конце сушки, когда растягивающие напряжения в центре сортимента достигают предела прочности для предупреждения их необходимо соблюдать правильный режим сушки. Дополнительная мера борьбы ПВТО. Торцовые трещины появ. в рез-те интенсивной сушки торцов сортимета, мера борьбы замазывание торцов влагонепрониц. составом или предохранение торцов от интенсивного омывания их суш. агентом, что может быть обеспечино конструкцией ограж камеры или использ. специальных торцезащит. экранов. Радиал. трещ. возникают при сушке пилом-ов, содержащих сердцевинную трубку. Причина анизотропия древ. Предотвратить при конвективной сушке невозможно. Способ борьбы вырезать сердцевину. Коробление-причина различная усушка в тангенц. и радиал. направлении. Способ борьбы фиксирование плоской формы сортим.

Показатели кач-ва сушки хар-ся:

1.Наличие или отсутствие видимых деффект. сушки.

2. Средняя величина конечной влаж.,

3. Равномерность конечной влажности пилом-ов по объему штабеля.

4. Перепад влаж. по толщине

5. Наличие остаточных внутр. напряжений в древ.

Особенности атмосферной сушки древесины. Устройство складов для атмосферной сушки.

Атмосф. сушка п/м ведется в штабелях, укладываемых на спец. складах. На складе воздух имеет более низкую температуру, меньшую скорость движения и повышенную вл-ть по сравнению с открытым пространством. Дост.: 1)не затрачив-ся топливо, не расход-ся энергия;2)для организации атм. с. не нужно спец. оборудов.

Если атм. с. организов. правильно, то получ. очень качеств. материал.

Особенности атм. с:

1)Сост. воздуха не поддается регулиров., оно зависит от климата данной местности, от сезона и от погоды. 2)на складах,где организов. сушка, вследствие испар. из др-ны больших кол-в влаги, создается свой микроклимат, т-ра на складах меньше, а вл-ть больше, чем у возд. вне склада.3)сост. возд. в штабеле отлич-ся от сост. возд. вне штабеля, при этом на него сильное влияние оказыв. плотн. укладки п/м.4)направл. движ. возд. в штабеле при атм. с. не пост.5)атм с.-длительный пр-с, поэтому сущ. опасность поражения др-ны грибами.

На территорию склада атм. с. отводят достаточно проветриваемый участок, очищенный от деревьев и кустарников.Площадь его тщательно выравнивают, травянистую растительность уничтожают.

Штабеля на складе размещают группами или секциями, площадью до 900 м². Между штабелями осущ-ют разрывы шириной 1м,1,5м., а между секциями-проезды, к-е д. обеспечивать доступ к любому штабелю склада. Направление прод. проездов д. совпадать с направл. господствующих ветров. Если госп. ветров нет— с севера на юг.

Штабель п/м для атм. с. сост. из: 1)основание;2)собственно штабеля;3)крыши.

Основание д. б. прочным и не давать усадки.Его высота над уровнем земли д.обеспечивать хорошую проветриваемость низа.Норм. высота основания-0,6-0,7м. Основ. сост. из опор, на кот. уклад. прогоны.Опоры м.б. дерев. или железобетонными. Расст. между опорами завис. от толщ. штабеля (0,75-2,0м). Прогоны д. располог-ся строго гориз. и нах-ся в одной пл-ти.

Для пиломатериалов хвойных пород применяют квадратные (в плане) штабеля.

Собств. штабель формир-ся из одинак. по разм-рам и однор. по породам п/м. Штабель м.б. сформир. 2-я способами:1)поштучным формир. последов. рядами (цельный штабель);2)формир. штабеля из заранее подгот. пакетов (пакетный штабель).

В цельном штаб. в кач. прокладок-спец. подг. прокл. или сами заготовки. Толщ.-22-25мм, шир.40-60мм.

Для п/м хв. пород прим. квадратный в плане штаб., длина и ширина к-х соотв. максим. длине высушив. п/м. П/м листв.пород укладывают в более длинные (до 13 м), но узкие (1,5—2,5 м) штабеля высотой 2,5—3 м, на прокладках.

Пакетный штабель форм-ют из одинак. по р-рам пакетов, уложенных в несколько (4—5 и более) гориз. рядов или ярусов. Пакеты каждого яруса отделяют друг от друга межпакетными прокладками (брусьями) сечением 100x100 мм. Их располагают строго вертик. рядами над опорами фундамента. В каждом ярусе между пакетами оставляют разрывы.

Крыша служит для защиты п/м от атм. осадков и от солн.света. Делают из тонких досок, в к-х не д.б. выпадающих сучков и сквозных трещин. У цельных штаб. крыши односкатные с уклоном в сторону проезда не менее 0,12м.Доски уклад. в 2 ряда.Для пак. штаб. крыша-из спец. подгот. панелей, одно- или двускатная, с уклоном не менее 0,6м.

За др-ной в штабелях ведут пост. контроль. Прежде всего контр-ся вл-ть. Если сушится ответств. п/м, особенно ценных пород-контрол-ся и величина внутр. напряж. Продолж. атм с. зависит от многих факторов и очень тяжело поддается расчетам.

Проведение атмосферной сушки и способы ее интенсификации. Антисептирование пиломатериалов.

Атмосф. сушка заключ. в выдерживании древ. в определенных условиях создаваемых рациональным размещением пил-ов на открытом воздухе с защитой их от непосредственного водейст. осадков и солнечной радиации или в спец. устроеных помещениях, иногда с искуств. продуванием, погружающим воздух, но без подогрева. Ускорение атмосферной сушки путем рыхлой укладки. Часто возникает необходимость в быстрой атмосферной просушке древесины в теплое время года. Это относится в большой мере к потребителям пиломатериалов, получившим их в непросушен- ном состоянии.

Категорическим требованием ко всем потребителям будет немедленная (на следующий день) укладка в сушильные штабеля поступивших непросушенных пиломатериалов.

Основной прием интенсификации процесса — повышение объема воздуха, движущегося по материалу. Для достижения этого материал укладывают в рядовые штабеля более рыхло. Для узкого материала ширину шпаций примерно удваивают, а для широкого, кроме этого, применяют более толстые (40... ...50 мм) прокладки — рейки. Ширина и высота штабеля уменьшаются, но увеличивается высота подштабельного пространства (до 750 м). Точное соблюдение вертикальности широких шпаций способствует ускорению процесса сушки.

Не следует использовать рекомендовавшийся ранее способ скоростной сушки досок, установленных почти вертикально в козлы, в виде ножниц. Такие доски высохнут покоробленными и искривленными, а их нижние концы будут более влажными, чем верхние.

Наклонная укладка досок в штабеля. Для ускорения циркуляции воздуха по пластям материала широкие доски можно укладывать в небольшие штабеля наклонно в боковом направлении (уклон 5. ..8%). При сушке воздух увеличивает плотность и стекает вниз по наклону. При этом все стенки штабеля должны быть вертикальными, а основание — плоским, наклонным. Такой штабель не нуждается в крыше; достаточно сплотить два верхних ряда досок. Дождевая вода, частично попавшая в штабель, будет стекать, а поверхностная не проникает в толщу досок.

Возможна укладка штабеля наклонно и по длине досок. В этом случае также отпадает необходимость в крыше, а циркуляция воздуха внутри штабеля, следовательно, процесс сушки древесины ускоряется.

Процесс сушки - наиболее длительный и один из самых энергоемких процессов во всей технологии деревообработки. Поэтому интенсификация процесса сушки, т. е. сокращение ее продолжительности с одновременным сохранением высокого качества высушенной древесины является весьма актуальной проблемой.

Одним из вариантов эффективного решения проблемы интенсификации процесса сушки древесины, особенно трудносохнущих пород (дуб, бук, лиственница и др.), снижения энергоемкости, повышения качества и исключения брака является способ конвективной сушки древесины после ее предварительной химической обработки растворами гигроскопических веществ.

Пропитка хлоридом натрия повышает коэффициент теплопроводности особенно древесины кольцесосудистых пород (дуб, ясень и др.), несколько меньшее рассеяннососудистых (бук, береза и др.) и самое наименьшее хвойных пород (лиственница, сосна и др.), понижает удельную теплоемкость и термическое сопротивление.

Предварительная химическая обработка сокращает продолжительность последующей атмосферной сушки древесины твердых лиственных пород до влажности 20.22 % в 2,0. .3,0 раза, хвойных - в 1,2.1,3 раза.

Антисептирование — это обработка древесины химикалиями, защищающими от загнивания. Загнивание древесины вызывают некоторые виды грибов, жизнедеятельность которых проявляется при температуре 15...25°С, влажности древесины 20...70 % и при слабо кислой реакции среды. Под воздействием грибов древесина изменяет цвет, структуру, становится хрупкой и крошится.

Сушка шпона. Классификация ролликовых сушилок.

Ролик. сушилки представ. собой установки непрерывного действия с принудительной циркул. суш. агента они всегла многоэтажны 3-8 этажей.

По виду суш. агента различ. 1-воздушные-t суш. аг. 150, газовые t -300.

По хар-ру движ. суш. агента относительно шпона: 1. с продол. циркул. 2.С попереч. циркул. 3. С Сопловым дутьем.

В сушилках с прод. цирк. поток суш. агента направлен параллел. по листа шпона. В направлении движ. и перпендик. по осям роликов.

В суш. с поперечной цирк. поток с. аг. направлен паралел. плоскости листов шпона вдоль осей ролика и перпенд. по направлению движ. шпона.

В суш. с сопловым дутьем суш. аг. подается на шпон с 2-ух сторон перепенд. плоскости листов шпона.

Особенности сушки шпона: 1. Можно сушить очень жесткими режимами без ущерба для его качества, 2. Продол. процесса сушки очень мала. 3. Необходимость проведения провесса сушки с обязательным фиксированием плоскостей формы шпона.

По способу подвода тепловой энергии сушки для шпона разделяют на: 1. Кондуктивные 2 Конвективные 3 Конвективно-кондук.

Особенности сушки шпона. Сушка шпона непрерывной лентой.

Сушилки для сушки шпона делятся по способу подвода тепла на три группы кондуктивные, конвективно- кондуктивные и конвективные. К кондуктивным сушилкам относится дыхательный пресс. Листы шпоназакладывают между горячими горизонтальными плитами пресса, которые в процессе сушки периодически смыкаются и размыкаются. Тем самым обеспечивается весьма интенсивная передача тепла материалу (в период смыкания плит) и •свободная усушка шпона, предупреждающая растрескивание (в период размыкания плит). Дыхательные прессы как агрегаты для сушки компактны, просты в эксплуатации, обеспечивают малую продолжительность процесса. Однако вследствие ряда существенных недостатков (тяжелые условия работы обслуживающего персонала, неудовлетворительное качество сушки) выходят из употребления и используются в ограниченном количестве для сушки тонкого шпона. Конвективно-кондуктивными сушильными устройствами являются роликовые сушилки, в которых-шпон перемещается в потоке пегретого сушильного агента парными вращающимися роликами. В этих сушилках тепло передается материалу одновременно кондуктивным способом от нагретых роликов, радиацией от нагревательных элементов (калориферов) и конвекцией от циркулирующего сушильного агента (воздуха или газовоздушной смеси). В конвективных сушилках тепло передается шпону только конвекцией. Сушилки этой группы для сушки сырого лущеного и строганого шпона в нашей стране практически не применяются. Основными агрегатами для сушки шпона являются роликовые сушилки.
Влажность шпона перед сушкой (после строгания или лущения) изменяется в широких пределах (от 60 до 150— 180%) в зависимости от породы и способа доставки сырья. Для равномерного просыхания сырой шпон перед сушкой .необходимо сортировать по породам и уровню начальной влажности. Контроль за влажностью шпона ведут преимущественно весовым способом путем взвешивания и высушивания проб. Для обеспечения достаточной точности контроля пробы (куски шпона) должны иметь начальную массу не менее 8—-10 г. Сушка шпона по сравнению с сушкой пиломатериалов имеет некоторую специфику, которая определяет особенности конструкции сушильных устройств: малая толщина листа шпона (от 0,3 до 4 мм) при большой его площади создает благоприятные условия для интенсивного удаления влаги при сушке; шпон можно сушить без ущерба для его качества при больших перепадах влажности по толщине очень жесткими температурными режимами; продолжительность сушки шпона очень мала и исчисляется минутами; на протяжении всего процесса сушки необходимо фиксировать плоскую форму листов шпона (во избежание коробления) и одновременно обеспечивать возможность их

Методы защиты древесины от внешних воздействий.

Одним из самых простых способов защиты древесины от влаги считается покрытие конструкции влагоотталкивающей краской или лаком Краска выполняет двойную функцию: защитную и декоративную. Недостатком окрашенных поверхностей можно считать их недолговечность: покрытие необходимо регулярно поновлять. Лаки держатся намного дольше. Намного эффективнее глубокое насыщение древесины специальными влагоотталкивающими смесями, которые предупреждают появление плесени, гнили и грибка. Стоит отметить, что прежде, чем бороться с плесенью, необходимо установить причины ее возникновения и устранить их. Самыми стойкими видами по праву считают дуб, ясень, бук, сосну. Менее стойкой является ель, осина и ольха. От гниения нередко обрабатывают древесину химическими препаратами – антисептиками, которые губительны для грибков, но безопасны для людей и животных. У этих препаратов нет неприятного запаха. Антисептики бываю прозрачными и цветными. Их наносят кистью не меньше, чем в два слоя, не допуская высыхания предыдущего. Для защиты древесины часто используют олифу. Эта смесь содержит масло и сиккатив ( вещество, которое ускоряет высыхание). Олифа используется для изготовления красок, шпаклевок. Долгое время олифа была единственным способом защиты древесины от внешних воздействий. Хотя при высыхании олифа не создает потной пленки, деревянные поверхности оно защищает неплохо.

Средства защиты древесины от биоразрушений и возгорания.

Способы защиты древесины от биоповреждения:

1.повышение темп д-ны путем пропаривания (способ кратковременной защиты)

2.понижение темп замораживанием (сезонная защита д-ны)

3.увелич влажн д-ны путем дождевания или затопления

4.понижение влажности д-ны путем атмосферной или камерной сушки (длительная защита при условии недопушчения повторного увлажнения)

5.использование токсичных веществ (антисептиков)

­–антисептирование (кратковрем защита)

–консервирование (длительная защита)

Защита от возгорания:

1.обработка д-ны антипиренами

2.оштукатуривание д-ны

3.облицовка д-ны негорючим материалом

Классификация защ средств по направлению своего действия:

–антисептики –антипирены –влагозащитные средства

–средства комбинированного действия

Антисептики– это защ сре-ва предохран д-ну от биолог разруш

Антипирены– это защ сре-ва предохран д-ну от воспламенения и горения

Влагозащитными назыв защ сре-ва предохран д-ну от проникнов в нее влажности

Защ сре-ва комбинированного действия предохран д-ну от двух и более: –биоогнезащитные –биовлагозащитные

–огневлагозащитные –биоогневлагозащитные

Антисептики:

Водорастворимые антисептики по хим составу бывают:

1.фторсодержащие

2.хромсодержащие

3.фенолсодержащие

Фторсодержащие– это водорастворимые и легковымываемые антисептики

Достоинства:

1.высокая токсичность по отношению к большенству биоразрушителей

2.хорошая проникаемость в д-ну

3.не снижают прочность д-ны

4.не снижают способность к склеиванию и окрашиванию

5.не измен цвет д-ны

6.не имеет запаха

Недостатки:

1.легкая вымываемость

2.вызывают коррозию черных металлов

Подготовка древесины к пропитке.

К подготовительным операциям относятся:

1. Окорка – необходима при всех способах пропитки поверхность окоренных бревен должна быть гладкой очищенной от кары и луба.

2. Сушка проводится перед капилярной пропиткой и пропиткой под давлением. Влажность древ. составляет 25-30%.

3. Механическая обработка предн. для придания сортимента заданных раз-ов и формы (распиловка, строгание, сверление отверстий.

4. микробиологическая обработка;

5. накалывание.

Накалывание. Накалыванию подлежат лесоматериалы из трудно пропитываемой древесины. Цель накалывания – обеспечить равномерную пропитку на заданную глубину. При накалывании в древесину внедряют широкий тонкий нож вдоль волокон на 15-20 мм

Характеристика способов пропитки древесины. Подготовка древесины к пропитке.

Все способы пропитки с зависим. от механизма проникновения защитного средства в глубину др-ны м. б. разделены на 3 группы: - способы капиллярной пропитки; - способы диффузионной пропитки; - способы пропитки под давлением.