RU2235636C1 - Wood-working method and apparatus - Google Patents
Wood-working method and apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- RU2235636C1 RU2235636C1 RU2003137594/12A RU2003137594A RU2235636C1 RU 2235636 C1 RU2235636 C1 RU 2235636C1 RU 2003137594/12 A RU2003137594/12 A RU 2003137594/12A RU 2003137594 A RU2003137594 A RU 2003137594A RU 2235636 C1 RU2235636 C1 RU 2235636C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- wood
- chamber
- temperature
- vapor
- steam
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F26—DRYING
- F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
- F26B21/00—Arrangements or duct systems, e.g. in combination with pallet boxes, for supplying and controlling air or gases for drying solid materials or objects
- F26B21/06—Controlling, e.g. regulating, parameters of gas supply
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F26—DRYING
- F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
- F26B2210/00—Drying processes and machines for solid objects characterised by the specific requirements of the drying good
- F26B2210/16—Wood, e.g. lumber, timber
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical And Physical Treatments For Wood And The Like (AREA)
Abstract
Description
Область техникиTechnical field
Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности и может быть использовано при термовлажностной обработке древесины, древесных материалов, а также многообразных изделий из древесины: досок, брусков, паркета, заготовок и изделий различной формы и пр. и особенно эффективно для сушки и тонирования как при обработке древесины твердых пород, таких как дуб, бук, ясень, и т.п., так и древесины малоценных пород, таких как осина, сосна и т.п.The invention relates to the woodworking industry and can be used in the heat-moisture treatment of wood, wood materials, as well as a variety of wood products: boards, bars, parquet, blanks and products of various shapes, etc., and are especially effective for drying and tinting as in the processing of solid wood species, such as oak, beech, ash, etc., and low-value wood species, such as aspen, pine, etc.
Уровень техникиState of the art
Известен способ обработки древесины путем ее ускоренного старения, включающий выдерживание заготовки при температуре 110-190°С в течение 10-48 ч с последующей обработкой заготовки раствором перекиси водорода при концентрации 10-15% в течение 12-15 ч (SU 719870, В 27 К 5/06, 1980). Известный способ может быть успешно применен для ускоренного старения заготовок, предназначенных для изготовления высококачественных музыкальных инструментов, а также для целей реставрации.A known method of treating wood by accelerated aging, including maintaining the workpiece at a temperature of 110-190 ° C for 10-48 hours, followed by processing the workpiece with a solution of hydrogen peroxide at a concentration of 10-15% for 12-15 hours (SU 719870, 27
Известен также способ обработки древесины, включающий нагревание древесины в камере до начальной температуры, меньшей, чем температура кипения влаги, содержащейся в древесине при начальном давлении в камере, последующее снижение давления в камере и отвод выделяющейся влаги (RU 2145693, F 26 В 3/00, 2000). В соответствии с данным способом древесину нагревают до достижения в камере давления не менее 2 атм при температуре 120-200°С. При повышении давления, например до 8 атм, древесина хвойных пород приобретает коричневатый оттенок.There is also known a method of processing wood, including heating the wood in the chamber to an initial temperature lower than the boiling point of the moisture contained in the wood at the initial pressure in the chamber, then reducing the pressure in the chamber and removing the released moisture (RU 2145693, F 26
Известен также способ облагораживания деревянных заготовок путем их термообработки, заключающийся в нагреве заготовок в воздушной среде, выдержке их при температуре 190-230°С в течение 1,5-4 ч и последующем охлаждении заготовок в естественных условиях (RU 2099180, В 27 К 5/00, 1997). В результате древесина приобретает четко выявленный рисунок текстуры и по декоративности не уступает благородным породам деревьев.There is also a method of ennoblement of wooden blanks by heat treatment, which consists in heating the blanks in air, holding them at a temperature of 190-230 ° C for 1.5-4 hours and subsequent cooling of the blanks in natural conditions (RU 2099180, 27
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к настоящему изобретению является Способ обработки древесины, включающий предварительный нагрев древесной структуры горячим воздухом и последующее воздействие на нее водяным паром (SU 1250460, В 27 К 3/00, 1986). В данном способе осуществляют предварительный нагрев древесной структуры горячим воздухом до температуры 100°С. Затем воздушную среду замещают влажным паром, температуру которого повышают до 220-240°С, и выдерживают при этой температуре в течение не менее 2 ч.The closest in technical essence and the achieved result to the present invention is a method of processing wood, comprising pre-heating the wood structure with hot air and subsequent exposure to water vapor (SU 1250460, 27
Однако все известные способы так называемой термообработки древесины, при которой изменяется ее окраска, предназначены, в основном, для обработки древесины малоценных пород деревьев (осина, липа, хвойные породы и т.п.). А при использовании известных методов термообработки для воздействия на древесину твердых пород деревьев не удается получить окраску по всему поперечному сечению обрабатываемой древесины, толщина которой более 20-35 мм, и избежать поперечных разрывов особенно толстых материалов. Кроме того, величина средней остаточной влажности древесины, обрабатываемой известными способами термообработки, неравномерна и составляет 4-15%.However, all known methods of the so-called heat treatment of wood, in which its color changes, are intended mainly for processing wood of low-value tree species (aspen, linden, conifers, etc.). And when using well-known heat treatment methods to impact hardwood on wood, it is not possible to obtain a color over the entire cross section of the processed wood, the thickness of which is more than 20-35 mm, and to avoid transverse ruptures of especially thick materials. In addition, the average residual moisture content of the wood processed by known methods of heat treatment is uneven and amounts to 4-15%.
Известно устройство для сушки древесины, содержащее сушильную камеру, в которой размещают штабель заготовок, приточный и вытяжной воздуховоды, калориферы, вентилятор и увлажнительное устройство (RU 2023963, F 26 В 3/04, 1994). Известное устройство предназначено для высушивания древесины твердых пород при максимальной температуре теплоносителя (влажного пара) не более 85°С. Поэтому древесина не нагревается выше температуры ее взаимодействия с кислородом воздуха, при которой происходит возгорание древесины.A device for drying wood containing a drying chamber is known in which a stack of blanks, supply and exhaust ducts, heaters, a fan and a humidification device are placed (RU 2023963, F 26
Известно также устройство для сушки древесины, содержащее камеру, в которой установлены сопла для подачи горячего воздуха к штабелю древесины (SU 94719, F 27 К 5/04, 1960). В известном устройстве для изменения скорости конденсации пара в камере одна из ее стенок выполнена из теплопроводного материала и перекрыта снаружи откидными керамическими подушками. В результате обеспечивается возможность регулирования скорости сушки. Однако в известном устройстве имеет место неоднородный прогрев штабеля древесины вдоль его длины, что обусловлено неравномерным расходом горячего воздуха по длине штабеля, вследствие уменьшения давления в соплах с увеличением расстояния и расположения от вентилятора.A device for drying wood is also known, comprising a chamber in which nozzles for supplying hot air to a wood stack are installed (SU 94719, F 27
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к настоящему изобретению является устройство для обработки древесины, содержащее камеру, имеющую зону, предназначенную для размещения штабеля древесины, нагревательные элементы и побудитель циркуляции теплоносителя, находящегося в камере, включающий вход и выход (RU 2182293, F 26 В 9/06, 2002). В известном устройстве в зоне, предназначенной для размещения штабеля древесины, размещен контейнер, в котором выполнены стеллажи для размещения обрабатываемых заготовок или контейнер может быть снабжен прокладками, располагаемыми между слоями древесины, образующими штабель. В противоположных стенках контейнера, например в полу и потолке, выполнены отверстия, площадь которых зависит от площади входного и выходного отверстий средства для циркуляции среды, заполняющей камеру. Тем самым обеспечивается равномерный расход среды, заполняющей камеру через штабель древесины вдоль его длины. Однако, с другой стороны, наличие стенок не позволяет полностью выровнять расход среды, заполняющей камеру, при обработке штабеля древесины, а также увеличивает сопротивление среды, заполняющей камеру, при ее циркуляции внутри камеры.The closest in technical essence and the achieved result to the present invention is a wood processing device comprising a chamber having a zone designed to accommodate a stack of wood, heating elements and a circulation agent for the coolant in the chamber, including input and output (RU 2182293, F 26 In 9/06, 2002). In the known device in the area intended to accommodate a stack of wood, a container is placed in which racks are made to accommodate workpieces or the container can be provided with gaskets located between the layers of wood forming the stack. Holes are made in opposite walls of the container, for example in the floor and ceiling, the area of which depends on the area of the inlet and outlet openings of the medium for circulating the medium filling the chamber. This ensures a uniform flow rate of the medium filling the chamber through a stack of wood along its length. However, on the other hand, the presence of the walls does not completely equalize the flow rate of the medium filling the chamber during processing of the wood stack, and also increases the resistance of the medium filling the chamber when it circulates inside the chamber.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является создание и разработка способа и устройства для обработки древесины, обеспечивающего получение древесной структуры с улучшенными характеристиками.The problem to which the present invention is directed, is the creation and development of a method and apparatus for processing wood, providing a wood structure with improved characteristics.
В результате решения данной задачи возможно получение технических результатов, заключающихся в том, что обеспечивается возможность обработки древесины, толщина которой более 200 мм, расширяется ассортимент пород деревьев, древесина которых подвергается термообработке, уменьшается средняя величина остаточной влажности обработанной древесины, уменьшается равновесная влажность, повышается однородность древесной структуры, повышается равномерность ее плотности и снижаются энергетические затраты на обработку древесины.As a result of solving this problem, it is possible to obtain technical results consisting in the possibility of processing wood with a thickness of more than 200 mm, expanding the range of tree species whose wood is subjected to heat treatment, decreasing the average value of residual moisture of treated wood, reducing equilibrium humidity, increasing uniformity wood structure, increases the uniformity of its density and reduces energy costs for wood processing.
Данные технические результаты достигаются тем, что в способе обработки древесины, включающем предварительный нагрев древесины в камере путем подогрева воздуха в камере и последующее воздействие на древесину водяным паром, подогрев воздуха в камере осуществляют со скоростью 30-45 град/ч до температуры 130-165°С, затем воздействуют на древесину водяным паром в течение 0,5-1,75 ч, после чего осуществляют подогрев образовавшейся парогазовой среды в камере со скоростью 4-8 град/ч до температуры 160-200°С, затем воздействуют на древесину водяным паром в течение 0,5-1,75 ч, после чего осуществляют подогрев парогазовой среды в камере со скоростью 4-8 град/ч до температуры 160-200°С и выдерживают древесину при этой температуре 2,5-6 ч, затем воздействуют на древесину водяным паром в течение 0,5-1,75 ч, после чего осуществляют подогрев парогазовой среды в камере со скоростью 4-8 град/ч до температуры 160-200°С, затем прекращают подогрев парогазовой среды в камере, через 1-3,5 ч после прекращения подогрева парогазовой среды в камере воздействуют на древесину водяным паром в течение 0,5-1,75 ч, причем воздействие на древесину водяным паром проводят путем подачи в камеру водяного пара с температурой от 120°С до 160°С и отводом парогазовой среды из камеры.These technical results are achieved by the fact that in the method of processing wood, including pre-heating the wood in the chamber by heating the air in the chamber and then exposing the wood to steam, heating the air in the chamber is carried out at a speed of 30-45 deg / h to a temperature of 130-165 ° C, then steam is exposed to wood for 0.5-1.75 hours, after which the resulting vapor-gas medium is heated in the chamber at a speed of 4-8 degrees / h to a temperature of 160-200 ° C, then steam is exposed to steam in t 0.5-1.75 hours, after which the vapor-gas medium in the chamber is heated at a speed of 4-8 degrees / h to a temperature of 160-200 ° C and the wood is held at this temperature for 2.5-6 hours, then the wood is exposed water vapor for 0.5-1.75 hours, after which the steam-gas medium is heated in the chamber at a speed of 4-8 degrees / h to a temperature of 160-200 ° C, then the steam-gas medium is stopped heated in the chamber, after 1-3, 5 hours after stopping the heating of the gas-vapor medium in the chamber, they act on the wood with water vapor for 0.5-1.75 hours, and the effect on the wood sinus steam is conducted by feeding steam chamber at a temperature of from 120 ° C to 160 ° C and outlet gas-vapor medium from the chamber.
Для достижения указанных технических результатов в устройстве для обработки древесины, содержащем камеру, имеющую зону, предназначенную для размещения штабеля древесины, нагревательные элементы и побудитель циркуляции теплоносителя, находящегося в камере, включающий вход и выход, камера разделена, по крайней мере, одной перегородкой на две полости с возможностью перетекания теплоносителя из одной полости в другую полость через зону, предназначенную для размещения штабеля древесины, вход побудителя циркуляции теплоносителя гидравлически соединен с одной полостью, а выход - с другой, причем величина напора “Н” побудителя циркуляции теплоносителя выбрана из условия:In order to achieve the indicated technical results, in a wood processing device comprising a chamber having an area intended to accommodate a stack of wood, heating elements and a circulation agent for the coolant located in the chamber, including an inlet and an outlet, the chamber is divided by at least one partition into two cavity with the possibility of flow of the coolant from one cavity to another cavity through the area designed to accommodate the wood stack, the entrance of the coolant circulation stimulator hydraulic eski is connected to one cavity, and the output is connected to the other, and the pressure head “N” of the coolant circulation inducer is selected from the condition:
гдеWhere
Vш - объем штабеля древесины, м3;V W - the volume of the stack of wood, m 3 ;
Vп - объем полостей, м3;V p - the volume of cavities, m 3 ;
К1=0,437 - экспериментально установленный коэффициент, кПа;To 1 = 0.437 - experimentally established coefficient, kPa;
К2=5,62 - экспериментально установленный коэффициент, кПа.K 2 = 5.62 - experimentally established coefficient, kPa.
Отличительная особенность настоящего изобретения в части способа состоит в том, что предварительно древесную структуру нагревают горячим воздухом до температуры 130-165°С со скоростью нагрева 30-45 град/ч. В результате за счет повышения давления связанная влага покидает межпоровое пространство, а также поры, образованные растительными клетками древесины, которая является природным полимером. При предварительном нагреве древесной структуры горячим воздухом до температуры менее 130°С и при скорости нагрева менее 30 град/ч существенно уменьшается выход свободной влаги из древесной структуры и не происходит разрыв клеток древесины. Если температура и скорость предварительного нагрева древесной структуры превышает 165°С и 45 град/ч, соответственно, возможно резкое повреждение клеток (пор) древесной структуры за счет значительного повышения давления и резкого перемещения влаги от центральных областей древесины к ее поверхности. Предварительный подогрев древесной структуры горячим воздухом при указанных режимах является подготовительным этапом для дальнейшей термообработки. После подготовительного этапа на древесную структуру воздействуют водяным паром в течение 0,5-1,75 ч, что приводит к усреднению параметров влаги и влагосодержания по объему древесной структуры, поскольку водяной пар подают в камеру с температурой от 120°С до 160°С. После чего осуществляют подогрев образовавшейся парогазовой среды в камере со скоростью 4-8 град/ч до температуры 160-200°С, что увеличивает степень повреждения клеток древесины. Затем вновь воздействуют на древесину водяным паром в течение 0,5-1,75 ч, что также приводит к усреднению параметров влаги и влагосодержания по объему древесной структуры. После чего осуществляют подогрев парогазовой среды в камере со скоростью 4-8 град/ч до температуры 160-200°С и выдерживают древесину при этой температуре 2,5-6 ч. В результате выдержки при данных условиях клетки древесины разрушаются в еще большей степени. Затем снова воздействуют на древесину водяным паром в течение 0,5-1,75 ч, выравнивая параметры влаги и влагосодержания по объему древесины. После чего осуществляют заключительный подогрев парогазовой среды в камере со скоростью 4-8 град/ч до температуры 160-200°С, затем прекращают подогрев парогазовой среды в камере. В результате происходит разрыв в равной степени практически всех клеток древесины. Через 1-3,5 ч после прекращения подогрева парогазовой среды в камере воздействуют на древесину водяным паром в течение 0,5-1,75 ч, что окончательно стабилизирует однородность структуры древесины. Каждое воздействие на древесину водяным паром проводят путем подачи в камеру водяного пара с температурой от 120°С до 160°С и отводом парогазовой среды из камеры, т.е. водяной пар с указанной температурой направляют в камеру и выводят из нее парогазовую смесь. Условия воздействия на древесину водяным паром и режимы (температурный, временной) нагрева парогазовой среды в камере определены экспериментально. Причем степень тонирования древесины зависит от выбранных параметров обработки. Чем жестче режимы обработки, тем выше степень тонирования (потемнения).A distinctive feature of the present invention in terms of the method is that pre-wood structure is heated with hot air to a temperature of 130-165 ° C with a heating rate of 30-45 deg / h. As a result, due to increased pressure, the bound moisture leaves the inter-pore space, as well as the pores formed by the plant cells of wood, which is a natural polymer. When the wood structure is preheated with hot air to a temperature of less than 130 ° C and at a heating rate of less than 30 deg / h, the yield of free moisture from the wood structure is significantly reduced and the wood cells do not break. If the temperature and the pre-heating rate of the wood structure exceeds 165 ° C and 45 deg / h, respectively, sharp damage to the cells (pores) of the wood structure is possible due to a significant increase in pressure and a sharp movement of moisture from the central regions of the wood to its surface. Pre-heating the wood structure with hot air under these conditions is a preparatory step for further heat treatment. After the preparatory stage, the wood structure is exposed to water vapor for 0.5-1.75 hours, which leads to the averaging of moisture and moisture parameters over the volume of the wood structure, since water vapor is fed into the chamber at a temperature of 120 ° C to 160 ° C. After that, the resulting vapor-gas medium is heated in the chamber at a speed of 4-8 deg / h to a temperature of 160-200 ° C, which increases the degree of damage to wood cells. Then the steam is again exposed to water by steam for 0.5-1.75 hours, which also leads to averaging of moisture and moisture content over the volume of the wood structure. After that, the vapor-gas medium is heated in the chamber at a speed of 4-8 degrees / h to a temperature of 160-200 ° C and the wood is kept at this temperature for 2.5-6 hours. As a result of exposure under these conditions, the wood cells are destroyed even more. Then the steam is again exposed to water with steam for 0.5-1.75 hours, aligning the moisture and moisture content parameters with respect to the volume of wood. Then carry out the final heating of the vapor-gas medium in the chamber at a speed of 4-8 deg / h to a temperature of 160-200 ° C, then stop the heating of the vapor-gas medium in the chamber. As a result, almost all wood cells rupture equally. 1-3.5 hours after stopping the heating of the vapor-gas medium in the chamber, the wood is exposed to water vapor for 0.5-1.75 hours, which finally stabilizes the uniformity of the wood structure. Each exposure to wood with water vapor is carried out by supplying water vapor to the chamber with a temperature from 120 ° C to 160 ° C and removing the vapor-gas medium from the chamber, i.e. water vapor with the indicated temperature is sent to the chamber and the gas-vapor mixture is removed from it. The conditions of exposure to wood with water vapor and the modes (temperature, time) of heating the vapor-gas medium in the chamber are determined experimentally. Moreover, the degree of tinting of wood depends on the selected processing parameters. The tougher the processing modes, the higher the degree of tinting (darkening).
Отличительная особенность настоящего изобретения в части устройства заключается в том, что камера разделена, по крайней мере, одной перегородкой на две полости с возможностью перетекания теплоносителя из одной полости в другую полость через зону, предназначенную для размещения штабеля древесины, вход побудителя циркуляции теплоносителя гидравлически соединен с одной полостью, а выход - с другой, причем величина напора “Н” побудителя циркуляции теплоносителя выбрана из условия:A distinctive feature of the present invention in terms of the device is that the chamber is divided by at least one partition into two cavities with the possibility of the coolant flowing from one cavity to another cavity through an area designed to accommodate the wood stack, the inlet of the coolant circulation inducer is hydraulically connected to one cavity, and the exit, on the other, and the pressure value “N” of the coolant circulation stimulator selected from the condition:
гдеWhere
Vш - объем штабеля древесины, м3;V W - the volume of the stack of wood, m 3 ;
Vп - объем полостей, м3;V p - the volume of cavities, m 3 ;
K1=0,437 - экспериментально установленный коэффициент, кПа;K 1 = 0.437 - experimentally established coefficient, kPa;
К2=5,62 - экспериментально установленный коэффициент, кПа.K 2 = 5.62 - experimentally established coefficient, kPa.
Экспериментально установлено, что при выборе величины напора побудителя циркуляции теплоносителя в указанном диапазоне имеет место равномерный расход теплоносителя через штабель по его длине. Это обусловлено тем, что теплоноситель, находящийся в полости, соединенной с выходом побудителя циркуляции теплоносителя, поджат в объеме этой полости значительным напором, создаваемым побудителем циркуляции теплоносителя.It has been experimentally established that when choosing the pressure factor of the coolant circulation inducer in the specified range, a uniform flow of the coolant through the stack along its length takes place. This is due to the fact that the coolant located in the cavity connected to the outlet of the coolant circulation stimulator is preloaded in the volume of this cavity by a significant pressure created by the coolant circulation stimulator.
Предпочтительно древесину в камере располагать в виде штабеля, а слои древесины в штабеле располагать с зазором друг относительно друга.Preferably, the wood in the chamber is stacked and the wood layers in the stack stacked with a gap relative to each other.
Целесообразно величину зазора между слоями древесины в штабеле выбрать от 5 мм до 20 мм.It is advisable to choose the gap between the layers of wood in the stack from 5 mm to 20 mm.
Предпочтительно в камере создавать циркуляцию парогазовой среды и при циркуляции парогазовой среды пропускать ее через штабель.It is preferable to circulate the vapor-gas medium in the chamber and to pass it through the stack during the circulation of the vapor-gas medium.
Для получения меньшей степени тонирования древесины подогрев воздуха в камере осуществляют со скоростью 30 град/ч до температуры 130°С, затем воздействуют на древесину водяным паром в течение 0,5 ч, после чего осуществляют подогрев образовавшейся парогазовой среды в камере со скоростью 4 град/ч до температуры 160°С, затем воздействуют на древесину водяным паром в течение 0,5 ч, после чего осуществляют подогрев парогазовой среды в камере со скоростью 4 град/ч до температуры 160°С и выдерживают древесину при этой температуре 2,5 ч, затем воздействуют на древесину водяным паром в течение 0,5 ч, после чего осуществляют подогрев парогазовой среды в камере со скоростью 4 град/ч до температуры 160°С, затем прекращают подогрев парогазовой среды в камере, через 1 ч после прекращения подогрева парогазовой среды в камере воздействуют на древесину водяным паром в течение 0,5 ч, причем воздействие на древесину водяным паром проводят путем подачи в камеру водяного пара с температурой 120°С и отводом парогазовой среды из камеры.To obtain a lower degree of wood tinting, the air in the chamber is heated at a speed of 30 deg / h to a temperature of 130 ° C, then the wood is exposed to steam for 0.5 h, after which the resulting vapor-gas medium is heated in the chamber at a speed of 4 deg / h to a temperature of 160 ° C, then steam is exposed to the wood for 0.5 h, after which the vapor-gas medium in the chamber is heated at a speed of 4 deg / h to a temperature of 160 ° C and the wood is kept at this temperature for 2.5 h, then act the wood with steam for 0.5 h, after which the steam-gas medium in the chamber is heated at a speed of 4 deg / h to a temperature of 160 ° C, then the steam-gas medium is stopped in the chamber, 1 hour after the heating of the vapor-gas medium in the chamber is stopped on wood with steam for 0.5 h, and the impact on wood with steam is carried out by supplying water to the chamber with a temperature of 120 ° C and venting the gas-vapor medium from the chamber.
Для получения большей степени тонирования подогрев воздуха в камере осуществляют со скоростью 45 град/ч до температуры 165°С, затем воздействуют на древесину водяным паром в течение 1,75 ч, после чего осуществляют подогрев образовавшейся парогазовой среды в камере со скоростью 8 град/ч до температуры 200°С, затем воздействуют на древесину водяным паром в течение 1,75 ч после чего осуществляют подогрев парогазовой среды в камере со скоростью 8 град/ч до температуры 200°С и выдерживают древесину при этой температуре 6 ч, затем воздействуют на древесину водяным паром в течение 1,75 ч, после чего осуществляют подогрев парогазовой среды в камере со скоростью 8 град/ч до температуры 200°С, затем прекращают подогрев парогазовой среды в камере, через 3,5 ч после прекращения подогрева парогазовой среды в камере воздействуют на древесину водяным паром в течение 1,75 ч, причем воздействие на древесину водяным паром проводят путем подачи в камеру водяного пара с температурой 160°С и отводом парогазовой среды из камеры.To obtain a greater degree of tinting, the air in the chamber is heated at a speed of 45 deg / h to a temperature of 165 ° C, then the wood is exposed to steam for 1.75 h, after which the resulting vapor-gas medium is heated in the chamber at a speed of 8 deg / h to a temperature of 200 ° C, then steam is exposed to the wood for 1.75 hours, then the vapor-gas medium in the chamber is heated at a speed of 8 deg / h to a temperature of 200 ° C and the wood is held at this temperature for 6 hours, then it is exposed to the wood well, with water vapor for 1.75 hours, after which the vapor-gas medium in the chamber is heated at a speed of 8 deg / h to a temperature of 200 ° C, then the vapor-gas medium is stopped in the chamber, 3.5 hours after the heating of the vapor-gas medium in the chamber is stopped steam is exposed to water for 1.75 hours, and steam is subjected to steam by supplying water with a temperature of 160 ° C to the chamber and removing the vapor-gas medium from the chamber.
В процессе обработки древесины в камере возможно поддерживать избыточное давление не более 0,2 МПа.During the processing of wood in the chamber, it is possible to maintain an overpressure of not more than 0.2 MPa.
Различные конструкционные элементы и заготовки, выполненные из древесины, могут быть обработаны способом по настоящему изобретению.Various structural elements and blanks made of wood can be processed by the method of the present invention.
Целесообразно устройство снабдить источником водяного пара, выход которого соединен с полостью камеры, а также системой отвода конденсата.It is advisable to provide the device with a source of water vapor, the output of which is connected to the cavity of the chamber, as well as a condensate drainage system.
Предпочтительно камеру снабдить съемными теплоизоляционными матами, устанавливаемыми, по крайней мере, на части наружной поверхности камеры.It is preferable to provide the camera with removable heat-insulating mats that are installed at least on part of the outer surface of the camera.
Побудитель циркуляции теплоносителя может быть установлен внутри камеры или снаружи камеры.The circulation agent may be installed inside the chamber or outside the chamber.
Предпочтительно вход и выход побудителя циркуляции теплоносителя гидравлически соединить с соответствующими полостями посредством 2-х позиционного распределителя, выполненного с возможностью попеременного подключения входа и выхода к полостям камеры.Preferably, the inlet and outlet of the coolant circulation stimulator are hydraulically connected to the respective cavities by means of a 2-position distributor configured to alternately connect the inlet and outlet to the chamber cavities.
Устройство может содержать, по крайней мере, один дополнительный побудитель циркуляции теплоносителя, который может быть установлен внутри камеры или снаружи камеры.The device may contain at least one additional inducer of circulation of the coolant, which can be installed inside the camera or outside the camera.
Перечень фигур чертежейList of drawings
На фиг.1 схематично приведен общий вид устройства для обработки древесины, на фиг.2 приведена схема устройства в плане, на фиг.3 приведен другой вариант схемы устройства в плане, на фиг.4 приведена схема устройства со стороны дверного проема, на фиг.5 приведен другой вариант схемы устройства со стороны дверного проема, на фиг.6 приведен другой вариант схемы устройства со стороны дверного проема.Figure 1 schematically shows a General view of the device for processing wood, figure 2 shows a diagram of the device in plan, figure 3 shows another variant of the scheme of the device in plan, figure 4 shows a diagram of the device from the side of the doorway, in fig. 5 shows another variant of the device diagram from the side of the doorway, FIG. 6 shows another variant of the device diagram from the side of the doorway.
Лучший вариант раскрытия изобретенияThe best option for disclosing the invention
Устройство 1 для обработки древесины содержит герметичную камеру 2, имеющую, по крайней мере, один дверной проем, закрывающийся посредством двери 3, которая герметизирует камеру 2. Внутри камеры предусмотрена зона, предназначенная для размещения штабеля 4 древесины. Внутри камеры 2 размещены нагревательные элементы 5, которые могут располагаться внутри камеры 2 любым известным образом. В качестве нагревательных элементов могут быть использованы любые известные устройства, например термонагревательные элементы. Устройство 1 содержит также побудитель 6 для циркуляции теплоносителя, находящегося в камере. Побудитель 6 имеет вход 7 и выход 8, через которые соответственно происходит всасывание и нагнетание теплоносителя. Камера разделена, по крайней мере, одной перегородкой 9 на две полости 10 с возможностью перетекания теплоносителя из одной полости 10 в другую полость 10 через зону, предназначенную для размещения штабеля 4 древесины. Вход 7 побудителя 6 циркуляции теплоносителя гидравлически соединен с одной полостью 10, а выход 8 - с другой полостью 10. Величина напора “Н” побудителя циркуляции теплоносителя выбрана из условия:The wood processing device 1 comprises an airtight chamber 2 having at least one doorway, which is closed by a
гдеWhere
Vш - объем штабеля древесины, м3;V W - the volume of the stack of wood, m 3 ;
Vп - объем полостей, м3;V p - the volume of cavities, m 3 ;
K1=0,437 - экспериментально установленный коэффициент, кПа;K 1 = 0.437 - experimentally established coefficient, kPa;
К2=5,62 - экспериментально установленный коэффициент, кПа.K 2 = 5.62 - experimentally established coefficient, kPa.
Устройство 1 снабжено источником 11 водяного пара, выход которого через арматуру 12 соединен с полостью камеры 2. Для отвода сконденсированной влаги устройство 1 снабжено системой 13 отвода конденсата. Система 13 функционирует практически на всех этапах обработки, и особенно нагружена при воздействии на древесину водяным паром. Камера 2 может быть снабжена съемными теплоизоляционными матами 14, устанавливаемыми, по крайней мере, на части наружной поверхности камеры 2. Побудитель 6 циркуляции теплоносителя установлен внутри камеры 2, а также снаружи камеры 2. Для обеспечения реверсивного перетекания теплоносителя из одной полости 10 в другую полость 10 вход 7 и выход 8 побудителя 6 циркуляции теплоносителя гидравлически соединены с соответствующими полостями 10 посредством 2-х позиционного распределителя 15, выполненного с возможностью попеременного подключения входа 7 и выхода 8 к полостям 10 камеры 2. Устройство может содержать, по крайней мере, один дополнительный побудитель 16 циркуляции теплоносителя. Дополнительный побудитель 16 циркуляции теплоносителя может быть установлен как внутри камеры 2, так и вне ее. Клапан 17 предназначен для отвода из камеры 2 парогазовой среды. Штабель целесообразно располагать на тележке 18, которая может перемещаться, в частности, по рельсам 19.The device 1 is provided with a source of water vapor 11, the output of which through the valve 12 is connected to the cavity of the chamber 2. For removal of condensed moisture, the device 1 is equipped with a condensate drainage system 13. The system 13 operates at almost all stages of processing, and is particularly loaded when exposed to wood with water vapor. The chamber 2 can be equipped with removable heat-insulating
Функционирует устройство при осуществлении способа в соответствии с настоящим изобретением следующим образом.The device operates in the implementation of the method in accordance with the present invention as follows.
На тележке 18 или непосредственно в камере 2 (см. фиг.5, 6) формируют штабель древесины. При этом слои древесины в штабеле укладывают на расстоянии от 5 мм до 20 мм друг от друга по высоте, например посредством прокладок. После формирования штабеля на тележке 18 ее закатывают в камеру 2 по рельсам 19. Камеру 2 закрывают дверью 3. На наружную поверхность камеры 2 навешивают теплоизоляционные маты 14, уменьшающие потери тепла в окружающую среду (в принципе стенки камеры могут быть изначально выполнены теплоизоляционными, что не требует наличия матов). Приводят в действие нагревательные элементы 5 и начинают предварительный нагрев древесины в камере 2 путем подогрева воздуха в камере со скоростью 30-45 град/ч до температуры 130-165°С. При нагревании древесины начинает испаряться содержащаяся в ней влага. Для более эффективного нагрева воздуха в камере осуществляют циркуляцию теплоносителя (парогазовой среды) в камере 2 посредством побудителя 6 циркуляции. При достижении в камере температуры 130-165°С в полость камеры 2 в течение 0,5-1,75 ч направляют водяной пар из источника 11 водяного пара.A stack of wood is formed on the cart 18 or directly in the chamber 2 (see FIGS. 5, 6). In this case, the wood layers in the stack are laid at a distance of 5 mm to 20 mm from each other in height, for example by means of gaskets. After the stack is formed on the trolley 18, it is rolled into the chamber 2 along the rails 19. The chamber 2 is closed with a
Парогазовая среда отводится из камеры 2 через клапан 17. Далее осуществляют подогрев образовавшейся парогазовой среды в камере со скоростью 4-8 град/ч до температуры 160-200°С, затем повторно воздействуют на древесину водяным паром в течение 0,5-1,75 ч. После чего вновь осуществляют подогрев парогазовой среды в камере со скоростью 4-8 град/ч до температуры 160-200°С и выдерживают древесину при этой температуре 2,5-6 ч. Затем в очередной раз воздействуют на древесину водяным паром в течение 0,5-1,75 ч, после чего осуществляют подогрев парогазовой среды в камере со скоростью 4-8 град/ч до температуры 160-200°С. Затем отключают нагревательные элементы 5 и прекращают подогрев парогазовой среды в камере. Через 1-3,5 ч после прекращения подогрева парогазовой среды последний раз воздействуют на древесину водяным паром в течение 0,5-1,75 ч.The vapor-gas medium is discharged from the chamber 2 through the valve 17. Then, the resulting vapor-gas medium in the chamber is heated at a speed of 4-8 deg / h to a temperature of 160-200 ° C, then the steam is exposed to water again for 0.5-1.75 h. After that, the steam-gas medium is again heated in the chamber at a speed of 4-8 degrees / h to a temperature of 160-200 ° C and the wood is kept at this temperature for 2.5-6 hours. Then, once again, the steam is exposed to the wood with steam 0.5-1.75 h, after which the vapor-gas medium is heated in the chambers e at a speed of 4-8 degrees / h to a temperature of 160-200 ° C. Then turn off the
После завершения операций термообработки с наружной поверхности камеры 2 снимают, при необходимости, термоизоляционные маты 14, увеличивая тем самым скорость охлаждения штабеля древесины за счет повышения отвода тепла от камеры 2 в окружающую среду. После завершения охлаждения древесины в камере ниже 60°С, открывают дверь 3 и штабель 4 извлекают из камеры 2 наружу, где происходит окончательное охлаждение древесины.After completion of the heat treatment operations, heat-insulating
Очевидно, что все процессы термообработки в достаточной степени могут быть автоматизированы путем установки соответствующих датчиков и регулирующей аппаратуры. В качестве таких элементов могут быть использованы любые известные устройства.Obviously, all heat treatment processes can be sufficiently automated by installing appropriate sensors and control equipment. As such elements can be used any known device.
Проведение всех этапов термообработки осуществляют при циркуляции парогазовой среды в камере, которую осуществляют побудителями циркуляции. При использовании одного побудителя циркуляции возможно осуществление реверса теплоносителя посредством 2-х позиционного распределителя 15. Наличие, по крайней мере, одного дополнительного побудителя 16 циркуляции также позволяет проводить обработку древесины в режиме реверса циркуляции теплоносителя. Для этого вход основного побудителя 6 циркуляции теплоносителя подключен к одной из полостей 10, а вход дополнительного побудителя 16 - к другой полости 10. Соответственно подключены выходы побудителей 6 и 16 (фиг.6). Результаты обработки древесины в соответствии с настоящим изобретением приведены в таблице.All stages of the heat treatment are carried out during the circulation of the gas-vapor medium in the chamber, which is carried out by the motivators of the circulation. When using one inducer of circulation, it is possible to reverse the coolant by means of a 2-
Проведенные исследования показали, что остаточная влажность древесины во всех интервалах обработки не превышает 6,2%.Studies have shown that the residual moisture of the wood in all processing intervals does not exceed 6.2%.
Таким образом, благодаря красивому внешнему виду и уникальным свойствам термообработанной древесины ее можно использовать во многих областях, в том числе для внутренней отделки помещений, например, бань и саун, для наружной обшивки строений, устройства полов, изготовления мебели, музыкальных инструментов и пр.Thus, due to the beautiful appearance and unique properties of heat-treated wood, it can be used in many areas, including for interior decoration of rooms, for example, baths and saunas, for external cladding of buildings, flooring, furniture, musical instruments, etc.
При термообработке меняется клеточная структура дерева, становясь такой, как если бы древесину сушили несколько сотен лет. Водяной пар выступает в качестве защитной среды и предотвращает возгорание древесины при повышенных температурах за счет вытеснения кислорода. При термообработке происходит разложение сахаров, отсутствие которых лишает питательной среды для микроорганизмов, которые также погибают при повышенных температурах.During heat treatment, the cellular structure of the tree changes, becoming as if the wood had been dried for several hundred years. Water vapor acts as a protective environment and prevents the ignition of wood at elevated temperatures due to the displacement of oxygen. During heat treatment, the decomposition of sugars occurs, the absence of which deprives the nutrient medium for microorganisms, which also die at elevated temperatures.
Промышленная применимостьIndustrial applicability
Способ и устройство в соответствии с настоящим изобретением промышленно применимы при термовлажностной обработке древесины, древесных материалов, а также многообразных изделий из древесины: досок, брусков, паркета, заготовок и изделий различной формы и пр. Способ и устройство в соответствии с настоящим изобретением не требуют создания специального оборудования и оснастки.The method and device in accordance with the present invention are industrially applicable for the heat-moisture treatment of wood, wood materials, as well as various wood products: boards, bars, parquet, blanks and articles of various shapes, etc. The method and device in accordance with the present invention do not require the creation of special equipment and accessories.
Claims (21)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003137594/12A RU2235636C1 (en) | 2003-11-25 | 2003-11-25 | Wood-working method and apparatus |
| PCT/RU2003/000523 WO2005052478A1 (en) | 2003-11-25 | 2003-11-25 | Woodworking method and device |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU03/00523 | 2003-11-25 | ||
| RU2003137594/12A RU2235636C1 (en) | 2003-11-25 | 2003-11-25 | Wood-working method and apparatus |
| PCT/RU2003/000523 WO2005052478A1 (en) | 2003-11-25 | 2003-11-25 | Woodworking method and device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2235636C1 true RU2235636C1 (en) | 2004-09-10 |
Family
ID=34797912
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2003137594/12A RU2235636C1 (en) | 2003-11-25 | 2003-11-25 | Wood-working method and apparatus |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2235636C1 (en) |
| WO (1) | WO2005052478A1 (en) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7963048B2 (en) * | 2005-05-23 | 2011-06-21 | Pollard Levi A | Dual path kiln |
| CN1815115B (en) * | 2006-03-13 | 2010-05-12 | 张云辉 | Wood rapid-drying method |
| US8201501B2 (en) | 2009-09-04 | 2012-06-19 | Tinsley Douglas M | Dual path kiln improvement |
| CN103586949B (en) * | 2013-11-08 | 2016-02-10 | 北华大学 | Hardwood anoxic high-temperature process imitates artificial functional rosewood technique |
| US10619921B2 (en) | 2018-01-29 | 2020-04-14 | Norev Dpk, Llc | Dual path kiln and method of operating a dual path kiln to continuously dry lumber |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB703722A (en) | 1950-09-05 | 1954-02-10 | Mapa Ag | Improvements in or relating to the curing of wood |
| SU94719A1 (en) | 1950-10-06 | 1951-11-30 | И.В. Кречетов | Method of chamber thermal diffusion drying of piece lumber |
| DE2441855A1 (en) * | 1974-08-31 | 1976-03-11 | Niels Valdemar Vest Joergensen | Installation for air drying wood - has circulation and off take fans and sensor control for operation of fans |
| IT1107882B (en) * | 1978-04-13 | 1985-12-02 | Pagnozzi Vincenzo | PROCESS AND PLANT FOR DRYING SOLID WOOD IN TABLES OR SENMAS WORKED WITH THE OVERHEATED STEAM SYSTEM |
| SU719870A1 (en) | 1978-04-18 | 1980-03-05 | Научно-Исследовательский И Конструкторско- Технологический Институт Музыкальной Промышленности | Method of accelerated ageing of wood |
| SU1250460A1 (en) | 1982-01-22 | 1986-08-15 | Сибирское научно-производственное лесозаготовительное объединение | Method of modifying pencil slat |
| IT1232009B (en) * | 1989-03-21 | 1992-01-22 | C E A F Convertitori En Altern | DRYING PLANT, PARTICULARLY FOR TIMBER |
| RU2030698C1 (en) * | 1991-01-22 | 1995-03-10 | Смирнов Алексей Александрович | Lumber drying method |
| RU2023963C1 (en) | 1993-08-18 | 1994-11-30 | Владислав Сергеевич Петровский | Method of drying billets from hard wood |
| JP3562517B2 (en) | 2001-08-30 | 2004-09-08 | ヤマハ株式会社 | Musical instrument and its manufacturing method |
-
2003
- 2003-11-25 WO PCT/RU2003/000523 patent/WO2005052478A1/en not_active Application Discontinuation
- 2003-11-25 RU RU2003137594/12A patent/RU2235636C1/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2005052478A1 (en) | 2005-06-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4017980A (en) | Apparatus and process for treating wood and fibrous materials | |
| WO2011149327A1 (en) | High-temperature lumber treatment system | |
| KR101655128B1 (en) | Multipurpose dry apparatus for wood amd method for drying | |
| RU2235636C1 (en) | Wood-working method and apparatus | |
| NZ528033A (en) | Method for treating and drying of wood | |
| JP2016030404A (en) | Production method of heat-treated lumber | |
| FI119285B (en) | Method and apparatus for treating wood or wood products | |
| WO2008118036A1 (en) | Method for wood heat treatment and a device for carrying out said method | |
| US20090199426A1 (en) | Method for the Treatment of Wood or Wood Products | |
| JP4854679B2 (en) | How to treat wood at high temperatures | |
| WO2009014466A1 (en) | Wood processing device | |
| RU2351462C1 (en) | Device for woodworking | |
| CN106938247B (en) | Water-based wood paint drying method and device | |
| KR200199100Y1 (en) | Timber seasoning device | |
| JPH09133462A (en) | Lumber drying method and device | |
| EP1696193B1 (en) | Woodworking method | |
| US1166819A (en) | Method of treating wood and other porous materials. | |
| US102665A (en) | Richard a | |
| JPH06257946A (en) | Method and device for drying timber | |
| JP2005047100A (en) | Wood drying method and wood drying apparatus | |
| FI117126B (en) | Use of timber treated with fire retardant and biocide in individual zones and on an industrial scale | |
| JP3660096B2 (en) | Dimensional stabilization method for wood | |
| KR101662311B1 (en) | Multipurpose dry apparatus for wood amd method | |
| JP2007136881A (en) | Method and apparatus for treatment of wood | |
| KR200260124Y1 (en) | Wood drying apparatus |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| QB4A | Licence on use of patent |
Effective date: 20050704 |
|
| PC4A | Invention patent assignment |
Effective date: 20051118 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20061126 |