[发明专利]真空条件下进行木材干燥及碳化一体化处理的方法和设备

摘要

本发明是一种木材干燥‑碳化处理一体化设备，包括压力调节系统、加热冷却系统、物料装载运输加压系统及排水系统，其中加热冷却系统中的箱外导热油管穿过处理箱并与处理箱壁焊接密封，排水系统中的进水阀通过连接管道与处理箱及排水箱连接；物料装载运输加压系统中的液压缸外壁与处理箱密闭焊接。优点1）减少了木材干燥与热处理环节的装载、堆垛、升温、降温等重复环节提高加工效率、降低了能源消耗；2）加工方法灵活多用、设备具有多功能；3）整个干燥及碳化处理都是在真空负压的条件下进行，处理箱内空气含量少，含氧量低；4）可实现与热板接触的碳化木快速降温；5）可防止木材在真空干燥及真空碳化阶段产生的变形、翘曲及开裂。

主权项

真空条件下进行木材干燥及碳化一体化处理的方法，其特征是包括如下步骤：1）木材装载：将高含水率木材加工规定厚度的板方材，要求厚度规格一致，把台车拉出干燥‑碳化处理箱，利用箱外起重装置将热板逐层吊起，把规格木材单排整齐地装载到多层热板之间，装载完毕，利用起重装置逐层放下热板并上下对齐，最后把台车推入处理箱，通过箱内液压缸和连接的重载装置对多层热板加压，整个干燥及碳化处理过程重载装置实施全程加压，最后关闭设备密封门；2）预真空处理：关闭处理箱进气阀和与排水箱连接的排水阀，打开与处理箱和排水箱连接的进水阀，开启真空泵，抽取热板与木材之间及处理箱、排水箱内部的空气，将设备内压力降至10.0~10.5kPa，当处理箱内部压力降至10.0kPa时，真空泵停止工作；当处理箱内部压力升高至10.5kPa时，真空泵开始工作，处理箱压力调节系统始终维持处理箱内部压力在10.0~10.5kPa之间；3）真空热油循环热板加热干燥：维持真空泵运转，保持处理箱内部真空在10.0~10.5kPa，开启热油加热器、热油循环泵及串联的加热管路切换阀门，利用循环热油来加热处理箱内的多层热板，进而加热多层热板之间的木材，升温速度为6℃/h，对木材进行真空热板加热干燥；控制热油温度在47~48℃，使热板间木材的温度维持在42~43℃，要求木材温度小于处理箱内部对应压力下的水的沸点，直至含水率降至25%；含水率在25%以下时，维持处理箱内部真空在10.0~10.5kPa，提高热油温度至52‑53℃，使热板间木材的温度维持在45~46℃，加快木材水分蒸发，提高干燥速度，直至木材含水率降至15%；含水率在15%以下时，调节处理箱内部真空在8.0~8.5kPa，提高热油温度至56‑57℃，使热板间木材的温度维持在50~51℃，加快干燥速度；含水率在10%以下时，调节处理箱内部真空在6.7~7.2kPa，提高热油温度至61‑62℃，使热板间木材的温度维持在55~56℃，直至木材含水率降至6‑8%；4）箱体排水：真空热油循环热板加热干燥过程中木材中脱出的水分流到箱体底部，经与排水箱连接的进水阀流进排水箱，当排水箱内的水位达到液位器浮标时，关闭排水箱进水阀，打开排水阀排出排水箱内水分，如此反复循环，直至木材含水率降至6‑8%；5）真空预热：维持真空泵运转，保持处理箱内部真空在6.7‑7.2kPa，按15℃/h速度升高热油温至115℃，对热板间木材预热，使多层热板间木材的温度逐步升高至105℃；6）真空升温：维持真空泵运转，保持处理箱内部真空在6.7‑7.2kPa，按20℃/h速度升高热油温至190℃，使多层热板间木材的温度逐步升高至185℃；7）真空碳化：维持真空泵运转，保持处理箱内部真空在6.7‑7.2kPa，待热油温度升至195℃且多层热板间木材温度达到185℃后，进行木材保温碳化处理，碳化处理时间按每厘米厚度保温2h来处理；8）箱体排水：上述步骤5）‑7）处理过程中木材中脱出的水分流到箱体底部，经与排水箱连接的进水阀流进排水箱，当排水箱内的水位达到液位器浮标时，关闭排水箱进水阀，打开排水阀排出排水箱内水分，如此反复循环，直至真空碳化过程结束，关闭排水箱排水阀；9）真空降温：维持真空泵运转，保持处理箱内部真空在6.7‑7.2kPa，停止热油加热器，关闭加热管路切换阀门，打开冷却管路切换阀门，开启热油冷却循环泵，使热油温度以15℃/h的速度降温至50℃，通过冷却热油的循环来降低木材的温度至55℃，停止热油循环泵、开启处理箱进气阀，恢复处理箱真空至常压，使木材自然冷却至室温，打开处理箱密封门，利用液压缸吊起重载装置，拉出台车和多层热板，取出木材。