Краткая характеристика ограждений.

Ограждения стационарных камер обычно являются элементами единой конструкции здания сушильного цеха. Для фундаментов используют бетон или бутобетон. Полы делают цементные по бетонной подготовке. Для крепления рельсового пути в бетон заделывают металлические швеллерные балки. Полу придают уклон 0,01…0,005 в направлении к канавкам, идущим вдоль камеры и имеющим слив в канализацию.

Стены стационарных камер укладывают из хорошо обожженного кирпича на цементном растворе с полным заполнением швов. Иногда применяют железобетон. Толщина наружных стен – два с половиной кирпича (640 мм), внутренних, выходящих в отапливаемые помещения, – два кирпича (510 мм), промежуточных, между камерами – полтора кирпича (380 мм). Стены штукатурят, но только с внутренней стороны камеры. Снаружи стены оштукатуривать не допускается.

Потолочные перекрытия камер делают железобетонными с минеральной теплоизоляцией. Лучшие результаты показывают монолитные перекрытия из водостойкого бетона. Обычные строительные плиты перекрытий для сушильных камер не годятся.

Внутреннее пространство камер сообщается с атмосферой вентиляционными (приточными и вытяжными ) каналами. Эти каналы должны быть снабжены герметичными задвижками, а места их ввода в камеру надежно уплотнены.

Для повышения герметичности стен и перекрытий их необходимо покрывать изнутри краской БТ-577, эмалями ХВ-1100 или эмалями на основе пентафталевых и эпоксидных смол. Надежная герметизация и повышенная долговечность достигается путем облицовывания внутренних поверхностей ограждений листовым нержавеющим металлом (алюминием или нержавеющей сталью) с соединением швов сваркой.

Стационарные камеры целесообразно использовать только как воздушные для низкотемпературного процесса сушки.

Ограждения (стены и перекрытия) сборных камер изготовляют в виде панелей или секций с каркасом из профильной стали, с двусторонней облицовкой его листовым металлом (с внутренней стороны – нержавеющим) и заполнением теплоизоляцией (минеральная вата, пенопласт и т.п.).

Полы в этих камерах делают так же, как и в стационарных, цементными по бетонной подготовке. Элементы ограждений соединяют болтами либо непосредственно друг с другом, либо с рамой металлического каркаса. Все стыки тщательно заделывают герметиком.

Сборные камеры можно монтировать или внутри заранее построенного производственного корпуса, или на открытой площадке.

Особое значение для правильной эксплуатации сушильных камер имеют конструкции и качество изготовления загрузочно-разгрузочных дверей Двери камер (иногда их называют воротами) должны обладать малой теплопроводностью, герметичностью по полотну и в притворах, легкостью и надежностью запирания, а также стабильностью формы и долговечностью. В наибольшей мере этим требованиям удовлетворяют металлические двери с каркасом из профильной стали, покрытым листами нержавеющего металла с заполнением внутреннего пространства теплоизоляцией. При изготовлении и монтаже дверей особое внимание нужно уделять уплотнению притворов и надежности работы прижимных устройств.

Наиболее широкое применение имеют створчатые двери. Одна из современных конструкций одностворчатой двери показана на рис.5.1. К металлической дверной коробке 1 на специальных петлях 3 навешивают дверное полотно 2. Полотно прижимают к коробке снизу шарнирно-винтовыми струбцинами 4, а сверху – рычагом 7. При закрывании двери поворачивают в шарнире 8 рычаг 7 и заводят его сначала в верхнюю 9, а затем в нижнюю 6 упорные скобы. Нижняя скоба снабжена винтовым штурвальным прижимом При открывании двери отворачивают штурвалом прижимный винт, отводят рычаг в обратную сторону (на рисунке вправо) и за ручку 5 оттягивают полотно на себя. С внутренней стороны дверное полотно окантовано по периметру профильными планками 10, которые прижимаются к уплотнительной резиновой прокладке 11, запрессованной в трапециевидные желобки, укрепленные по периметру коробки

Рис 5.1. Одностворчатая дверь сушильной камеры (Гипродревпром [1])

Дверь указанных на рисунке размеров предназначена для закатки штабелей высотой 3 и шириной 1,8 м. Для штабелей других габаритов размеры двери соответственно изменяются. Двухштабельные (по ширине) камеры оборудуют двумя (правой и левой) дверями такой же конструкции. В этих камерах применяют также двустворчатые двери, схема которых приведена на рис. 5.2. Однако одностворчатые двери более рациональны по сравнению с двустворчатыми, так как у них отсутствует средний вертикальный притвор и герметизация их проще и надежнее. Створчатые двери применяют в сушильных камерах небольшой вместимости.

Рис. 5.2. Схема двустворчатой двери: 1 – дверная коробка; 2 – петля;
3 – створка

Требования к ограждениям сушильных камер

В сушильных камерах процесс сушки выполняется при сравнительно высокой температуре и высоком влагосодержании (высоком парциальном давлении водяных паров) сушильного агента. Это предъявляет к ограждениям сушильных камер следующие требования: герметичность, влагонепроница-емость, хорошие теплоизоляционные свойства, долговечность и надежность.

Достаточная герметичность и влагонепроницаемость ограждений обеспечивают поддержание в сушильной камере заданного режима сушки. Негерметичность камеры (неплотности в притворах дверей, в местах ввода вентиляционных труб, психрометрических блоков, в стыках панелей и другие зазоры) вызывает неизбежные утечки паровоздушной смеси и дополнительные теплопотери.

В стационарных камерах значительные потери теплоты вызываются эксфильтрацией (утечки путем фильтрации) пара по всей площади стен и перекрытий, имеющих капиллярно-пористую структуру. Эксфильтрация и утечки пара через неплотности, а также инфильтрация (приток) наружного воздуха в камеру снижают степень насыщенности сушильного агента в ней даже при закрытых вентиляционных трубах. Поэтому для поддержания режима сушки и сохранения целостности материала приходится прибегать к увлажнению сушильного агента паром или распыленной горячей водой. Реальная величина потерь пара зависит от пористости ограждений и степени их влагоизоляции. В камерах со стенами из плохо обожженного кирпича без их достаточной влагоизоляции полные потери теплоты через ограждения могут превышать расчетные в несколько раз.

Теплоизоляционные свойства ограждений (особенно перекрытия) в процессе работы камеры не должны допускать конденсации влаги на внутренних поверхностях, т.е. чтобы температура на этих поверхностях была выше температуры росы. Для этого должно соблюдаться условие

К , (5.1)

где К – требуемый коэффициент теплопередачи данной конструкции ограждения, Вт/(м²·К); a₁ – коэффициент теплоотдачи от сушильного агента к внутренней поверхности ограждения, Вт/(м²·К); t_c – расчетная температура сушильного агента, ºС; t_р – температура росы, соответствующая данному состоянию сушильного агента, ºС; t_0.з – расчетная зимняя температура наружного воздуха, ºС.

При разработке наружных ограждений сушильных камер для условий сушки мягкими и нормальными режимами, величину коэффициента теплопередачи К следует принимать в пределах 0,35…0,45 Вт/(м²·К). При недостаточной теплоизоляции (К > 0,45 Вт/(м²·К)) на внутренних поверхностях ограждений начнется конденсация пара, что вызовет дополнительное осушение среды в камере, затрудняя проведение процесса сушки.

Конструкция наружных ограждений стационарных камер должна быть многослойной, с достаточной теплоизоляцией, с вентилируемой наружным воздухом воздушной прослойкой между теплоизоляционным и наружным защитным слоями. Обязательно следует предусматривать пароизоляцию, препятствующую проникновению водяных паров из сушильного агента в толщу ограждения. Пароизоляционный слой должен располагаться первым с внутренней стороны ограждения. Для перекрытия допускается укладка пароизоляционного слоя поверх несущей основы, но обязательно под пароизоляционным слоем (утеплителем).

Проникание водяных паров внутрь ограждения происходит за счет большой разности (до 0,1 МПа) парциальных давлений пара внутри камеры и за ее пределами. Водяные пары, проникая в ограждение, в зоне охлаждения до температуры росы, конденсируются (особенно в воздушных и пароизоляци-онных прослойках). Это приводит к увеличению теплопроводности материалов и к ухудшению теплозащиты ограждения. Увлажнение только теплоизоляцион-ного слоя увеличивает потери теплоты ограждениями на 5…15 %. Периодическое же замерзание влаги в наружных слоях стационарных ограждений способствует их преждевременному разрушению.

Для уменьшения вероятности конденсации пара в толще ограждения при слоистой конструкции различные материалы должны располагаться в следующем порядке: к внутренней поверхности – материалы плотные, теплопроводные и малопаропроницаемые; к наружной поверхности – пористые, малотепропроводные и более паропроницаемые (в частности утеплители). Воздушная прослойка должна располагаться ближе к наружной поверхности и вентилироваться наружным воздухом.

В процессе сушки, вследствие выделения из древесины летучих органических кислот (муравьиной, уксусной, пропионовой) в камере образуется среда, имеющая кислотный характер. Степень ее кислотности зависит от характеристики древесины, применяемых режимов сушки и изменяется в пределах рН = 3,4…4,2. Кислотосодержащий конденсат, попадая в ограждение, способствует быстрому разрушению кирпича, цементно-известковых швов между ними, железобетона, а также обыкновенной и низколигированной стали.

Для обеспечения необходимой долговечности внутренних ограждений и оборудования сушильных камер необходимо применять конструкционные и защитные материалы, устойчивые к воздействию агрессивной среды.