Гидротермическая обработка древесины

 

W=100(m – m_сух)/ m_сух.                                                              (85)

 

Для определения влажности  древесины электрическим способом используются электровлагомеры. Различают кондуктометрические влагомеры, основанные на измерении электропроводности древесины, и влагомеры переменного поля, основанные на измерении диэлектрической проницаемости древесины.

Зависимость электропроводности древесины от её влажности такова, что кондуктометрические влагомеры надёжно измеряют влажность лишь в диапазоне от 7 до 30%. Влагомеры переменного поля имеют более широкий диапазон измерения, но из-за особенностей устройства датчиков они малопригодны для пиломатериалов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. КОНТРОЛЬ ЗА ВНУТРЕННИМИ НАПРЯЖЕНИЯМИ ПРИ СУШКЕ.

 

Контроль внутренних напряжений необходим при сушке  для того, чтобы в любой момент процесса иметь возможность установить характер и примерную величину внутренних напряжений в древесине, а также наличие в ней остаточных деформаций. Последние сведения особенно важно иметь после влаготеплообработки и в конце сушки.

Производственный контроль напряжений осуществляют выпиловкой из материала на ленточной пиле специальных  проб – силовых секций. Силовая  секция раскраивается в виде зубчатой гребёнки с выкалыванием серединки (рис.2а). После раскроя зубцы секции изгибаются в ту или иную сторону (рис.2б). По форме секции можно установить характер внутренних напряжений, а по величине деформации – судить об их сравнительной величине.

Если зубцы изгибаются наружу (форма 1), значит в материале  имеются растягивающие напряжения в наружных, и сжимающие во внутренних слоях.

Форма 2 характеризует  обратный характер напряжений: сжатие поверхности и растяжение центральной  зоны. Отсутствие деформаций после  раскроя (форма 3) указывает на отсутствие напряжений.

Форма силовой секции после раскроя характеризует только полые внутренние напряжения в древесине в данный момент, но не даёт ещё представления об остаточных деформациях. Для установления характера остаточных деформаций надо раскроенную секцию выдержать в комнатных условиях в течении 7 – 8 часов или, при необходимости ускорить анализ, в сушильном шкафу при 100⁰С. При этом влажность по её объёму станет равномерной, а форма зубцов может по сравнению с первоначальной изменится.

Если секция после  выдержки приобрела форму 2, значит в материале имеются остаточные деформации удлинения на поверхности и укорочения внутри и соответственно сжимающие остаточные напряжения на поверхности и растягивающие внутри. Такой характер остаточных деформаций и напряжений наблюдается в процессе сушки без влаготеплообработки . Если после выдержки секция стала прямой (форма 3), значит остаточных деформаций в древесине нет. Это характерно для состояния древесины после правильно проведённой влаготеплообработки. Если же после выдержки секция принимает форму 1, в материале имеются остаточные деформации укорочения на поверхности и удлинения внутри. В процессе собственно сушки таких деформаций не возникает, но они могут появиться после излишне интенсивной влаготеплообработки.

Если требуется проверить  только остаточные напряжения в древесине, отпиленную секцию нужно сначала выдержать и после этого раскроить на двузубую гребёнку.

В некоторых случаях, при сложной эпюре напряжений, гребёнки по типу (рис. 2), могут давать искажённое представление о характере  внутренних напряжений, как это видно, например из схемы (рис.3,а,б). В наружных зонах распределение напряжений оказалось симметричным, и зубцы не деформировались, что приводит к сложному выводу об отсутствии напряжений. Поэтому из пиломатериалов повышенной (более 40мм) толщины рекомендуется дополнительно выпиливать вторую силовую секцию с зубцами по внутренней зоне сортимента. По двум (рис.3,б,в) секциям характер напряжений может быть установлен более надёжно.

Для контроля напряжений при сушке в штабель одновременно с образцами влажности закладывают силовые образцы приблизительно такой же (1 – 1,2см) длины, от них в нужные моменты и отпиливают силовые секции.

 

 

 

Рис.2 Схема раскроя силовой секции (а) и возможные её деформации (б).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.3 Эпюра внутренних напряжений (а) и оценка их по силовым секциям различной формы (б,в).

 

 

 

6.ТРАНСПОРТНЫЕ  ОПЕРАЦИИ И ФОРМИРОВАНИЕ СУШИЛЬНЫХ  ШТАБЕЛЕЙ В ЦЕХЕ.

 

К основным транспортным операциям в сушильном цехе относятся:

1. подвоз сырых пиломатериалов на сортировочную площадку;
2. формирование сушильных штабелей
3. загрузка штабелей в сушильные камеры и выгрузка;
4. подача штабелей на склад сухих пиломатериалов  и их размещение;
5. подвозка штабелей сухих пиломатериалов к месту их расформирования;
6. отправка сухих пиломатериалов в деревообрабатывающий цех или на отгрузку потребителям;
7. подача вагонеток и прокладок, освободившихся при расформировании штабелей к       формировочной площадке.

Транспортировку пиломатериалов к формировочной площадке осуществляют в плотных пакетах автолесовозами и автопогрузчиками или, в некоторых  случаях, вагонетками по узкоколейным рельсовым путям.

Для последующих перевозок  сформированных сушильных штабелей используют рельсовый транспорт. В  качестве подвижного состава для  этой цели чаще всего применяют составные  платформы, созданные из треков. Для  штабелей повышенной высоты используют цельносварные вагонетки. Иногда для поперечного перемещения штабелей вместо рельсовых путей используют роликовые шины.

Штабель формируется  на треках с помощью лифта-подъёмника, пакеты к которому подаются с двух сторон, что увеличивает производительность.

Количество лифтов –  подъёмников, необходимых для формирования штабелей определяется по формуле:

N_л=n_л1+n_л2+n_л3                                             (86)

где n_л1, n_л2, n_л3 - количество лифтов-подъёмников необходимое для укладки пиломатериалов 1, 2 и 3 типоразмеров заданных в спецификации;

n_лi=Ф_i/П_лi                                                       (87)

где Ф_i – фактический объём п/м каждого типоразмера, м³;

       П_лi – производительность лифтов-подъёмников, м³/год

Для тонких п/м П_лi=25 м³/год

Для толстых п/м П_лi=50 м³/год;

П_л1 =25·1·250=6250 м³/год;

П_л2 =50·1·250=12500 м³/год;

П_л3 =50·1·250=12500 м³/год;

       250 –  количество рабочих дней в  году;

1 – количество смен 

n_л1=1500/6250=0,24

n_л2=1000/12500=0,08

n_л3=1000/12500=0,08

N_л=0,24+0,08+0,08=0,4

Принимаем 1 лифт-подъёмник.

На формирование штабелей и для транспортных операций требуется  вилочный автопогрузчик. Норма затрат машинного времени автопогрузчика при формировании штабелей составляет 5 мин. на штабель.

Количество штабелей определяется по формуле:

Σn=Ф/Е_шт,                                                                              (88)

Е_шт – ёмкость штабеля, м³.

Е_шт=1,8·3·4,5=24,3 м³.

Σn=3500/24,3=144 шт.

 

Для формирования штабеля, т.е. укладки пиломатериалов на трековую платформу или вагонетку, в промышленности используют два основных способа: пакетный и безпакетный.

пакетный, формируемый при помощи подъёмно-транспортных средств из двух или четырёх пакетов, предварительно уложенных на пакетоформирующей машине или вручную;

беспакетный, формируемый на пакетоформирующей машине или вручную.

Форма поперечного сечения  пакетов и штабелей должна быть прямоугольной, торцы досок должны быть выровнены  по вертикали. Размеры пакетов и  штабелей должны соответствовать конструкциям камер. Длина пакета или штабеля определяется максимальной длиной укладываемых пиломатериалов; ширина и высота – типом сушильных камер и параметрами механизмов, применяемых при укладке. В камерах периодического действия при сушке заготовок допускается длина штабеля, равная или кратная длине заготовки.

В зависимости от характера  циркуляции агента сушки через штабель  применяют два способа укладки:

сплошными рядами без  промежутков (шпаций) между досками  – для камер с горизонтальной циркуляцией поперёк штабелей;

с промежутками (шпациями) между досками – для камер с горизонтальной циркуляцией вдоль штабелей и с вертикальной, в том числе естественной циркуляцией.

Штабель укладывают, как  правило, из досок одного сечения. Допускается  укладывать доски разных ширин, но обязательно с одинаковой толщиной. Необрезные доски укладываются комлями в разные стороны. Если доски разной ширины, узкие укладывают в середину, а широкие – по краямпакета или штабеля. Если по ширине пакета или штабеля целое число досок не размещается, зазор менее ширины доски оставляют в середине.

При формировании допускается  укладка в один штабель пиломатериалов различных по длине, вразбежку. Длинные  доски размещаются по краям штабеля, короткие – в середине.

Горизонтальные ряды пиломатериалов в пакетах или  штабелях должны разделяться прокладками. Число прокладок по длине пакета или штабеля устанавливается в зависимости от породы древесины, толщины и длины укладываемого пиломатериала.

Число межпакетных прокладок  должно соответствовать числу вертикальных рядов прокладок в пакете. Прокладки по высоте следует укладывать вертикально одну над другой. Крайние прокладки необходимо укладывать заподлицо с торцами пиломатериалов. Концы прокладок не должны выступать за боковые поверхности пакета или штабеля более чем на 5-10 мм.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7. ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ.

Основную опасность  для здоровья операторов сушильного цеха представляют их заходы в камеры, связанные с резкими колебаниями  температуры. Количество таких заходов  должно быть по возможности сокращено. Кардинальной мерой в этом отношении является применение дистанционных психрометров, приспособлений для закладки и выемки контрольных образцов из коридора управления, а ещё лучше – систем дистанционного контроля влажности пиломатериалов в процессе сушки.

При заходе в камеры необходимо надевать специальный костюм из брезента, который должен плотно застёгиваться  у шеи и кистей рук. На руки надеваются перчатки, на ноги – валенки с  галошами, на голову байковый шлем, а  поверх него противогазовая маска. Маска  соединяется с коробкой воздухоохладителя, в которую перед заходом в камеру наливается холодная вода. О предстоящем заходе в камеру должен быть поставлен в известность мастер или бригадир, с тем чтобы при необходимости оператору могла быть оказана помощь.

Во избежание несчастных случаев полы в камерах, особенно имеющие подвалы, должны всегда находится в исправном состоянии. Для освещения в камерах следует пользоваться аккумуляторным фонарём или переносной лампой низкого напряжения. Нельзя допускать применения переносных ламп, включаемых в осветительную сеть обычного напряжения.

Все движущиеся части  оборудования камер должны быть надёжно  ограждены, а электрооборудование  оснащено предохранительными устройствами и заземлением по общим правилам техники безопасности.

Для предупреждения несчастных случаев на транспортных работах (развалы  штабелей от толчков или вследствие схода вагонеток с рельсов) необходим  постоянный тщательный надзор за состоянием путей и исправностью вагонеток  и других транспортных устройств. На работах по укладке штабелей правила техники безопасности зависят от применяемого оборудования. Эти правила должны быть детально разработаны и вывешены для общего сведения на видном месте.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8. СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ.

1. Акишенков С.И. расчёт и проектирование паровоздушных лесосушильных камер – Ленинград, 1984.-76с.

2. Серговский П.С., Расев  А.И. Гидротермическая обработка  и консервирование древесины.-М.: Лесная промышленность, 1987.-360с.

3. Чернавский С.А. и  др. Курсовое проектирование деталей машин.М: Машиностроение, 1979.-351с.

4.   Богданов Е.С., Козлов В.А.  "Справочник по сушке древесины " 3-     издание «лесная промышленность» 1981г.