SE508070C2 - Förfarande och anordning för torkning av trä och träbaserade produkter - Google Patents

Description

15 20 '25 30 35 508 070 Pig. 1 i schematisk form visar en tork enligt uppfinningen, Pig. 2 i schematisk form visar ett annat utförande av en tork enligt uppfinningen och Fig. 3 visar en kondensationsvärmeväxlare enligt uppfin- ningen.

Det förfarande som uppfinningen gäller kallas allmänt för vakuumtorkning.

Vakuumtorkens torkkammare 1 får sitt initial- och extravärme från en pannanläggning (visas ej i fig.) via rören 10. Upp- värmningen kan ske också med andra metoder, såsom med el. En torkkammare motsvarande uppfinningen beskrivs i publikationen FI B 87691. I publikationen förklaras också vakuumtorkningens grunder. Beroende på fasen i torkprocessen kan en betydande del av processens värmebehov täckas med värmet från kondensa- tionsvärmeväxlarens 5 sekundärkrets. I figuren anges vattnets strömningsriktning med pilar.

I torkkammaren 1 placeras virket som skall torkas, företrä- desvis staplat i lager till en virkesstapel så att tomma utrymmen bildas mellan lagren. Torkkammaren är företrädesvis cylindrišk och konstruerad så att den tål tryck. I torkkamma- ren är ett eller flera värmeelement 11 anordnade, såsom kam- flänsbatterier eller liknande. Torkkammarens mått varierar beroende på användningsändamålet. I ett föredraget fall är kammarens längd ca 18 m och diameter 3,5 m.

Vid initialuppvärmningen höjs torkkammarens 1 och det däri placerade virkespaketets (visas ej i fig.) temperatur till 20...9O °C, företrädesvis till 4$...80 °C. Därefter startas evakueringspumpen 2, som suger ut luften ur torkkamnaren 1.

Trycket i torkkammaren är härvid 0,02 at...0,9 at. I detta 10 15 20 25 30 35 508 070 tryokintervall varierar vattnets kokpunkt i temperaturinter- vallet 17,2...96,2 °C, företrädesvis i intervallet 45...80 °C. Man kan också först sänka trycket i torkkammaren och sedan höja temperaturen.

Ventilen TV 1.1 öppnar och pannkretsens vattencirkulations- pump P3 startar. I torkkammaren 1 börjar vätskan, såsom vatt- net, att förångas och temperaturen höjs till ett så högt värde att vattnet kokar i virket som skall torkas- De i tork- kammaren placerade luftcirkulationsfläktarna 12 eller liknan- de cirkulerar denna mättade eller överhettade ånga företrä- desvis genom det ströade virkespaketet. Genom att luften ersätts med företrädesvis vattenånga förhindras syrets skad- liga inverkan i torkprocessen. som följd av uppvärmningen och förångningen av vattnet i virket börjar ångtrycket i torkkammaren stiga. Då startar evakueringspumpen 3, som suger vatten ur värmeväxlarens 5 nedre del (kontinuerligt utsug) och håller undertrycket i torkkammaren vid det värde som föreskrivs av torkprogrammet- Ãngflödet ur torkkammaren 1 kan regleras genom att t.ex. pumpens 3 varvtal styrs. Det vatten eller annan-vätska som evakueringspumpen 3 suger ut åstadkommer ett ångflöde från torkkammaren 1 till värmeväxlaren 5, där ångan kondenserar till vatten. vätskan leds t.ex. till ett avlopp- Det är också lätt att återvinna ämnen som avdunstar från trä och kondenserar i värmeväxlaren. Den avgående vätskemänçden och vid behov temperaturen kontrolleras med mätanordningen 4.

Flödet i värmeväxlarens 5 sekundärkrets leds i första hand för att upprätthålla temperaturen i torkkammaren l, i andra hand t.ex. för att värma upp produktionslokalerna (rören för uppvärmning av produktionslokalerna markerade med siffran 6 i figurerna) och slutligen till en kylanordning 7, exempelvis till ett kylbatteri. Största delen av spillvärmet från kyl- 508 070 10 15 20 25 30 35 anordningen 7 kan också utnyttjas för uppvärmning av produk- tionslokalerna (markerat med siffran 8), och då leds värme ut bara under den varma årstiden. Detta kretslopp i sekundär- kretsen har till syfte att sänka det i kretsen cirkulerande vattnets temperatur så mycket att det när det återvänder till värmeväxlaren 5 framkallar kondensation, varvid dess tempera- tur är lägre än torktemperaturen.

Från värmeväxlaren 5 driver pumpen P3 flödet i sekundärkret- sen via rör till ett eller flera i torkkammaren l anordnade värmeelement 11, såsom batterier. I torkkammaren har före- trädesvis anordnats fläktar 12, som cirkulerar ångan i tork- kammaren l för att trygga en snabb och jämn uppvärmning av virket. Tidvis kan luftens strömningsriktning reverseras, företrädesvis genom att axialfläktens 12 rotationsriktning kastas om. Därigenom övergår fukten effektivare i ånga och virket torkar jämnare. Fläktarnas 12 motorer är företrädesvis placerade utanför torkkammaren. Fläktarnas propellerblad är så utformade att de arbetar med god verkningsgrad oberoende av rotationsriktningen. Från batterierna 11 leds sekundär- sidans flöde till ventilen TV 2.2. Regulatorn TC 2.1 styr ventilen TV 2.2. Temperaturen hos framledningsvattnet i rör- nätet 6 för uppvärmning av produktionslokalerna mäts av giva- ren TE 2.2 som är ansluten till regulatorn TC 2.1. När temperaturen ligger inom önskat temperaturintervall leds vattnet via ventilerna 2.2 och 2-1 till uppvärmningsnätet 6 för produktionslokalerna. Är temperaturen högre än givarens TE 2.2 börvärde styrs vattenflödet från ventilen TV 2.2 till kylaren 7.

Uppvärmningsnätets 6 returflöde leds via ventilen TV 3.1 till värmeväxlaren 5, eller om den av givaren TE 3.1 mätta tempe- raturen är för hög leder ventilen TV 3.1 flödet till kylarens 7 framledning för kylning. 10 15 20 25 30 508 070 Figur 2 visar en alternativ lösning. Det väsentliga här är att evakueringspumparna 2 och 3 används turvis, vilket ger mångsidigare möjligheter att styra torkprocessen.

Evakueringspumpen 2 suger ut luften via kondensationsvärme- växlaren 5. Detta har fördelen att om mera ånga behöver av- lägsnas under torkníngen än vad som svarar mot vattennängden som evakueringspumpen 3 klarar av så kopplar automatiken V in evakueringspumpen 2. Evakueringspumpen 2 har företrädesvis högre effekt än evakueringspumpen 3. Båda evakueringspumpar- nas effekt kan regleras t.ex. genom att deras varvtal ökas eller minskas på impulser från torkprogrammet så att ångflö- det från torkkammaren till värmeväxlaren blir lämpligt och torkningen (vattenavgången) därigenom styrs optimalt också med hänsyn till torktiden. Torkförhållandena styrs med ett styrsystem och s.k. torkscheman. Med torkscheman optimeras torkförhållandena bl.a. med avseende på vírkets kvalitet och torktiden.

I lösningen enligt exemplen styrs processen av ett reglersys- tem. Vissa komponenter i systemet visas i närslutna figurer.

Regulatorn TC 1.1 styr reglerventilen TV 1.1 med hjälp av givarna TE 1.1 och TE 1.2. I ett föredraget fall håller tork- programmet den i torkkamaren inställda temperaturen kon- stant. Temperaturen kan ändras t.ex. i styrcentralen eller med hjälp av torkprogrammet. _ Styranordníngen TC 2.1 styr reglerventilen TV 2.1 med hjälp av givarna TE 2.1 och TE 2.2 så att önskad temperatur uppnås i produktionslokalerna 6. TC 2.1 styr reglerventilen TV 2.2 så, att när temperaturen hos vattnet som strömmar genom TV 2.1 stiger över börvârdet för TE 2.2 så styr ventilen IV 2-2 vattenflödet till kylaren 7. 10 15 20 25 508 070 ventilen 3.1 styr flödet till värmeväxlarens 5 returledning så att vattnet håller konstant temperatur. Är vattentempera- turen för hög styr ventilen vattnet till kylarens 7 framled- ning så att det ånyo får cirkulera via kylaren 7.

Det värme som frigörs vid kylningen kan användas för uppvärm- ning_av produktíonslokalerna särskilt under den kalla årsti- den. I annat fall avleds värmet till det fria.

Figur 3 visar schematiskt en kondensationsvärmevâxlare enligt uppfinningen. Värmeväxlaren består av en tank 14, in i vilken ångan leds från torkkammaren 1 via ångavledningsröret 13 och vilken tank innehåller en rörspiral 15 inne i vilken vattnet cirkulerar och på utsidan av vilken ångan kondenserar till vatten. Vattnet rinner till botten i tanken varifrån pumpen 3 pumpar det till ett avlopp eller liknande. Mängden vatten som samlas i nedre delen av tanken begränsas av elektrodregu- latorer Y, E. Regulatorerna ger impulser till styranordningen V, som styr den turvisa användningen av evakueringspumparna 2 och 3 i fallet enligt figur 2. Då håller sig vattennivån inom önskat intervall YR, AR. Regleringen kan också fungera så att pumpens effekt ökas när vattennivån närmar sig övre gränsen YR och minskas när vattennivån närmar sig nedre grän- sen AR. Regleringen av pumparna kan ske proportionellt eller i steg.

För en fackman på omrâdet är det uppenbart att uppfinningen inte begränsar sig till de här anförda exemplen, utan ett flertal variationer är möjliga inom ramen för patentkraven.

Claims (8)

508 070 PATENTKRAV

1. Förfarande för avfuktning av massivt trä och träbaserade produkter eller liknande, i vilket förfarande träet eller de träbaserade produkterna placeras i en torkkammare (1), varefter torkkammaren (1) tillsluts och luften evakueras samtidigt som värme tillförs kammaren för att fukten i träet skall avgå genom förångning samt trycket och/eller temperaturen regleras känne- tecknat av att ångan under torkprocessen avlägsnas ur torkkamma- ren (1) genom att den får kondensera i en värmeväxlare (5), att ångflödet från torkkammaren (1) till värmeväxlaren (S) regleras, att trycket i torkkammaren regleras genom utsugning av vatten från värmeväxlarens (5) nedre del, och därigenom håller under- trycket vid förprogrammerat värde, att temperaturen i torkkamma- ren (1) regleras genom att återföra värme från värmeväxlarens (5) sekundärkrets, och att det från värmeväxlaren (5) avgående värmeflödet regleras.

2. Förfarande enligt patentkravet 1, kånnetecknat av, att ång- och/eller det avgående vätskeflödet regleras genom styrning av varvtalet hos en eller flera pumpar (2,3).

3. Förfarande enligt patentkraven l...2, kännetecknat av, att ångflödet regleras genom spjällreglering.

4. Förfarande enligt patentkravet 2, kännetecknat av, att pumparna (2,3) styrs turvis enligt torkschemat i styrsystemet.

5. Förfarande enligt patentkraven l...4, kännetecknat av, att värmet som àtervunnits i värmeväxlaren (5) i första hand används i torkprocessen och i andra hand för uppvärmning av produk- tionslokaler eller dylikt. 508 D70

6. Förfarande enligt patentkraven 1...5, kännetecknat av, att vattnet i värmeväxlarens (5) sekundärkrets får cirkulera till ett eller flera värmeelement (ll) i torkkammaren (1) och/eller till ett uppvärmningsnät (6) eller liknande för produktionslokalerna och/eller till en kylare (7) och slutligen via returledningen tillbaka till värmeväxlaren (5).

7. Anordning för användning i ett förfarande enligt patent- kravet 1, vilken anordning omfattar en torkkammare (1), ett eller flera värmeelement (ll) för höjning och upprätthållande av temperaturen i torkkammaren (1), ett eller flera rör för utsugning av ånga och luft ur torkkammaren (l) samt reglerdon för torkprocessen, kännetecknad av en värmeväxlare (5) som är ansluten till ett ångavledningsrör (13) till vilket en eller flera pumpar (2,3) pumpar den ånga som uppstår i värmeväxlaren under torkprocessen och i. vilket rör ångan kondenserar till vätska som i sin tur avlägsnas ur värmeväxlaren (5), och att värmeväxlarens (5) sekundärkrets är ansluten till ett rörnät i vilket vattnet kan styras att strömma via värmeelementet (11) i torkkammaren och/eller ett eller flera värmedistributionsnät (6) och/eller via en kylanordning (7) så, att det sekundära kretslop- pet avslutas i värmeväxlaren (5).

8. Anordning enligt patentkravet 7, kännetecknad av, att värmeväxlaren (5) i sin nedre del är försedd med givare (Y,R) eller liknande som sänder styrimpulser till den styrenhet (V) som styr den turvisa användningen av pumparna, varvid vätskenivån hålls i området mellan den önskade övre gränsen (YR) och den önskade nedre gränsen (AR).