استخدام المضخات والأنظمة الفراغية في تجفيف الأخشاب
2025-09-27 14:19يلعب نظام الفراغ دورًا مزدوجًا كجهاز شفط وجهاز شفط أثناء عملية التجفيف:
إنشاء بيئة الفراغ والحفاظ عليها: هذه هي الوظيفة الأساسية، وهي خلق الظروف للغليان عند درجة حرارة منخفضة وقوة دفع فرق الضغط.
إزالة الغازات غير القابلة للتكثيف: تُزيل هذه العملية الهواء من تجاويف خلايا الخشب وأي هواء قد يتسرب من الأختام. هذه الغازات لا تتكثف، ولا تشغل حيزًا، ولا تؤثر على مستوى الفراغ، ويجب تفريغها باستمرار.
إزالة بخار الماء المتكثف: هذا هو الحمل الرئيسي. يجب على مضخة التفريغ إزالة كمية كبيرة من بخار الماء المتبخر من الخشب من حجرة التجفيف بسرعة للحفاظ على بيئة ضغط منخفض ومستقرة.
في تجفيف الخشب، اعتمادًا على عملية التجفيف والمعدات، تتبع تكوينات مضخة التفريغ بشكل أساسي نمطين:
1. التجفيف بالتفريغ المتقطع (الدوري)
هذا هو الوضع الأكثر شيوعًا. تتم عملية التجفيف بين مرحلتي التسخين والفراغ.
سير العمل:
مرحلة التسخين: تُطفأ مضخة التفريغ. يُمرر الماء الساخن أو البخار عبر أسطوانات التسخين، ناقلاً الحرارة إلى الخشب. يرتفع ضغط الحجرة (قد يكون أعلى بقليل من الضغط الجوي)، مما يسمح للحرارة باختراق الخشب وتسخين رطوبته.
مرحلة التفريغ: يتوقف التسخين. تبدأ مضخة التفريغ بالعمل، مما يُخفّض ضغط الحجرة بسرعة إلى مستوى التفريغ المطلوب. تحت ضغط منخفض، تتبخر الرطوبة شديدة الحرارة داخل الخشب فورًا، ويُطرد بسرعة بواسطة فرق الضغط.
تتكرر الدورة: تتكرر دورة "هيت - فراغه ... عدة مرات حتى يصل الخشب إلى محتوى الرطوبة المستهدف.
متطلبات مضخة التفريغ:
سرعة ضخ عالية: مطلوبة لتقليل ضغط الغرفة بسرعة من الضغط الجوي إلى الفراغ المستهدف في وقت قصير، مما يؤدي إلى تقصير مدة كل دورة.
القدرة على التعامل مع كميات كبيرة من بخار الماء: تطلق كل مرحلة فراغية دفعة من بخار الماء.
أنواع المضخات الشائعة:
مبدأ العمل: تتمتع مضخة الجذور بسرعة ضخ عالية جدًا ولكنها لا تستطيع ضغط الغازات إلى الضغط الجوي وحده؛ فهي تتطلب حلقة سائلة أو مضخة لولبية كمضخة دعم دددددددددد لتوفير ضغط الدعم اللازم.
المزايا: ضمن نطاق الفراغ المطلوب، تكون سرعة ضخ النظام أعلى بكثير من مضخة واحدة، مما يقلل بشكل كبير من وقت التفريغ ويحسّن كفاءة التجفيف. استهلاك طاقة أقل نسبيًا.
العيوب: استثمار أولي أعلى، نظام أكثر تعقيدًا.
المزايا: هيكل بسيط، متين، ومتين، يتحمل مباشرة الوسائط التي تحتوي على كميات كبيرة من بخار الماء، ويتحمل الرطوبة، وأقل عرضة للتلف حتى مع ابتلاع كميات صغيرة من نشارة الخشب. تكلفة منخفضة نسبيًا.
العيوب: يقتصر الفراغ النهائي على درجة حرارة الماء (عادة حوالي -94 كيلو باسكال)، واستهلاك أعلى للطاقة، ويتطلب إمدادًا مستمرًا من مياه الخدمة وينتج ماءً دافئًا.
مضخة تفريغ الحلقة السائلة: هذا هو الاختيار الكلاسيكي للغاية والمستخدم على نطاق واسع.
نظام منفاخ الجذور + مضخة الدعم: بالنسبة لمعدات التجفيف الصناعية الكبيرة والفعالة، يعد هذا خيارًا متفوقًا.
2. التجفيف بالتفريغ المستمر
في هذا الوضع، يتم تطبيق التسخين والفراغ في آنٍ واحدٍ ومستمر. يتطلب عادةً أنظمة تسخين خاصة (مثل التسخين عالي التردد/الميكروويف أو مصادر حرارة فعالة في بيئة الفراغ).
متطلبات مضخة التفريغ:
يجب إزالة بخار الماء والغازات غير القابلة للتكثيف بشكل مستمر وثابت.
بسبب التشغيل المستمر، تعد موثوقية المضخة ومتانتها أمرًا بالغ الأهمية.
أنواع المضخات الشائعة:
المزايا: لا يوجد سائل عمل في حجرة المضخة، مقاوم تمامًا لبخار الماء، ويتجنب مشاكل استحلاب الزيت أو تلوث الماء. فترات صيانة طويلة، تشغيل موثوق. استهلاك طاقة أقل من مضخات الحلقات السائلة.
العيوب: أعلى تكلفة استثمارية أولية.
مضخة التفريغ اللولبية الجافة: توفر مزايا كبيرة في هذا الوضع المستمر.
مضخة حلقة السائل الكبيرة: يمكنها أيضًا التعامل مع المهمة، ولكن استهلاك المياه والكهرباء على المدى الطويل وتصريف المياه الدافئة يحتاج إلى مراعاة.