CN104290162B - 铅笔板炭化装置及其采用该装置的铅笔板炭化方法 - Google Patents
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Abstract
一种铅笔板炭化装置，包括机架，机架上设有支架，支架上设有滚轮，滚轮上滚动连接有炭化炉，炭化炉内设有通气管，通气管固定在轴承座上，通气管上开有通孔一，炭化炉固定有圆柱管一，圆柱管一上固定有凸起块，圆柱管一上开有通孔三，圆柱管一的外侧配合有圆柱管二，圆柱管二上开有出气孔，凸起块的外侧设有驱动齿轮，机架上固定有第一驱动电机，通气管的一侧设有热风机构，炭化炉的端面开有开口，开口通过盖门闭合。一种采用铅笔板炭化装置的铅笔板炭化方法，包括如下步骤：准备阶段，升温翻炒烘干阶段，加蜡处理阶段，高温炭化阶段，降温阶段，出料阶段。本发明结构设计合理、巧妙，值得推广应用。
Description
技术领域
本发明涉及铅笔板加工领域，尤其是一种利用热空气干燥并炭化铅笔板的铅笔板炭化装置及其采用该装置的铅笔板炭化方法。
背景技术
铅笔是一种用来书写以及绘画素描专用的笔类，在铅笔的生产过程中需要对铅笔板的表面进行炭化处理，以达到去除铅笔板内的水分，破坏铅笔板内部营养成份的目的，从而达到良好的防腐防虫效果，又由于其吸水功能的组织纤维被重组，所以其物理性能更加稳定，不但延长了使用寿命，且不易变形、不易吸水，而且经炭化的铅笔板经抛光后表面如丝质光滑饱满、色泽温润、纹理突出、极其自然美观；市面上常用的铅笔板的烘干、炭化方法是将需烘干炭化的铅笔板装进铁质罐体中，然后在罐体的下方加热生火，然后启动驱动罐体的电机对罐体进行翻转，从而带动罐体内的铅笔板翻转烘炒，烘干翻炒一段时间后，继续加热铁质罐体从而使得铅笔板的表面炭化，进而达到对铅笔板表面炭化的效果，这种铅笔板的炭化方法由于采用直接用柴火燃烧铁质罐体的方式进行，不仅耗能大、而且燃烧的热量不集中，从而造成铁质罐体内有些区域温度过高、有些区域温度不够达到炭化的温度，从而照成炭化的铅笔板成品质量不稳定，次品率高，更重要的是，这种铅笔板炭化方式使得工人站在铁质罐体旁作业，温度极高，尤其是在炎热的夏天，不仅照成厂房内空气的严重污染，而且容易导致工人中暑，并且生产成本极高。
中国发明授权专利公告号为CN 102699970 B公开了一种杨木铅笔板的改性生产方法，该种杨木铅笔板的改性生产方式是国内比较先进的铅笔板炭化方法，该种杨木铅笔板的改性生产方法包括选材、切板、软化、热压炭化处理、上蜡，该杨木铅笔板的改性生产方法中包括杨木铅笔板的改性生产方法所需的特制改性装置，该改性装置包括机架，机架上设有置物架，置物架前后对称的侧板底端均开有通槽，置物架后侧设有自动推料机构，前侧设有自动热压机构，自动推料机构上设有与通槽滑动插接配合的移动推料板，机架上还设有控制器，自动推料机构、自动热压机构分别通过控制器连接控制；该种杨木铅笔板的改性生产方法和该方法所使用的装置，由于其机械的局限性，不能对铅笔板进行大规模的送料、推料、热压，所以只能进行小批量的铅笔板炭化，不能够对铅笔板进行大规模炭化，所以成本相对较高，并且由于采用电加热板加热炭化铅笔板炭化方式，由于电加热板裸露在开放空间，所以以单个铅笔板的炭化能耗来说，能耗偏高，并且铅笔板炭化过程繁琐，对于需要大量铅笔板炭化来说，需要大量设备和人工，增加企业成本。
发明内容
本发明要解决上述现有技术的缺点，提供一种能够对铅笔板进行热风烘干炭化的铅笔板炭化装置及其采用该装置的铅笔板炭化方法，满足了企业对铅笔板炭化能够进行炭化温度自动控制、升温翻炒烘干、自动高温炭化、自动降温待出料，并且对环境污染少、能耗低、次品少，产能高的需求。
本发明解决其技术问题采用的技术方案：这种铅笔板炭化装置，包括机架，机架的顶端四角固定有四个支架，支架上转动连接有滚轮，滚轮上滚动连接有炭化炉，炭化炉内设有与炭化炉同轴设置且末端封闭的通气管，通气管的一端伸出炭化炉，通气管的另一端固定在与炭化炉固定的轴承座上，通气管位于炭化炉腔内的部分表面上开有一组间隔分布的通孔一，炭化炉的端面上固定有与通气管同轴且直径大于通气管的圆柱管一，圆柱管一的外端面上固定有一组沿圆柱管一中心分布并带空腔的凸起块，凸起块的端面贴合固定在炭化炉的端面上并通过通孔二使得凸起块的空腔与炭化炉的空腔连通，圆柱管一的表面上开有一组分别与各凸起块空腔连通的通孔三，圆柱管一的外侧间隙配合有圆柱管二，圆柱杆二固定设置，圆柱管二的表面上开有出气孔，通孔二、通孔三和出气孔之间组成单向出气通道，圆柱管二的左端部固定有用于密闭气体的隔板，隔板的中心开有通孔六，通气管穿过通孔六并固定在隔板上，凸起块的外侧设有带中心孔并带动炭化炉旋转的驱动齿轮，机架上固定有带动驱动齿轮旋转的第一驱动电机，通气管的一侧设有热风机构，热风机构包括炉膛、以及固定在炉膛顶部的热风箱，热风箱的底部与炉膛上下连通，热风箱内设有一组间隔分布的热风管，热风管的一端与风机连通，热风管的另一端与通气管连通,炭化炉的端面开有开口，开口通过盖门闭合。使用时，打开盖门把铅笔板放入到炭化炉中，然后把盖门闭合，接着启动第一驱动电机，使得炭化炉开始旋转，与此同时，在炉膛中生火加热热风管，并通过启动风机把热风管内的热风通过通气管的通孔一到达炭化炉中，然后通过单向出气通道把吹进来的加热气体排出，使得炭化炉内的气压保持恒定但温度不断上升，通过第一驱动电机驱动炭化炉不断翻炒铅笔板，达到对铅笔板进行烘干的目的，并把铅笔板烘干出来的水蒸气通过单向出气通道排出，与此同时不断加燃料到炉膛内，不断加热热风管内的空气，从而使得炭化炉炉体内的温度不断升高，达到炭化温度后，使得铅笔板表面达到炭化的效果，此时，停止风机对炭化炉炉内吹入加热空气，但不停止对炭化炉进行旋转操作，知道炭化炉的温度达到出料温度后，再停止第一驱动电机对炭化炉的驱动旋转，最后通过盖门把炭化好的铅笔板体从炭化炉内取出；这里炭化炉的工作原理：炭化炉在旋转工作时，固定在炭化炉上的凸起块、圆柱管一，以及固定在凸起块上的驱动齿轮一起旋转，而通气管固定在隔板和轴承座上是不动的，这样可以保证单向出气通道的出气是顺畅、合理的。
进一步完善，凸起块的顶端开有螺纹通道，螺纹通道通过堵头堵塞。这种设置，可以拧开堵头，不定时的对凸起块内的碎木屑进行清理，防止堵住单向出气通道，从而影响对铅笔板的炭化效果。
进一步完善，炭化炉的表面开有通孔四，通孔四上安装有弧形门，弧形门的开门轨迹与炭化炉表面的弧形形状一致，弧形门上固定有把手，炭化炉上固定有横杆，横杆上开有螺纹孔，螺纹孔上螺纹连接有带螺纹杆的转盘，弧形门上开有与转盘的螺纹杆大小位置匹配的凹口。这种设置，可以直接把大量的铅笔板从弧形门中放入，使得放入更加方便，而且对比把铅笔板从盖门放入炭化炉，可以使得铅笔板放置更均匀，而且无需人工把铅笔板从一端推到另一端放置。
进一步完善，热风箱和炉膛的外表面上都固定有石棉材质的隔热层。这种设置，可以减少炉膛和热风箱内的热量散热到外部空间，从而大部分热量是用来加热热风管中的空气。
进一步完善，隔热层的外侧固定有罩子。这种设置，可以使得该装置更加美观，并且更加统一、整体，便于放置和运输。
进一步完善，炉膛的一侧设有燃料推进机构，燃料推进机构包括盛物漏斗、以及位于盛物漏斗空腔底部的螺旋推进杆，螺旋推进杆通过第二驱动电机被驱动，盛物漏斗的侧壁上开有通孔五，通孔五与螺旋推进杆相对设置，炉膛的侧壁上开有与炉膛空腔连通的柱管，柱管的一侧固定有与柱管空腔连通的接料斗，接料斗的位置与通孔五匹配，柱管的相对位置设有鼓风机。这种设置，可以使的炉膛的进料采用机电的形式进行，对比起人工在炉膛内加料的环境来说，这种利用机电加然料的方式更加高效、而且只需要人工把燃料放入盛物漏斗中即可，减少了污染，工人也不会感觉到炎热。
进一步完善，热风机构的侧部固定有余热回收机构，余热回收机构包括储水箱、以及位于储水箱底部的开关阀门，储水箱的空腔内固定有通管，通管的一端伸出储水箱的顶壁，通管的另一端伸出储水箱的底部侧壁，通管的另一端与出气孔连通。这种设置，可以很好的保证温度很高的热空气通过单向出气通道后不是直接排到大气中，而且先加热通管，然后把通管的热量传递到储水箱中的冷却液中，加热冷却液，真正做到了热气再利用，更加环保。
进一步完善，通管的中间段为螺纹状，并位于储水箱的空腔内。这种设置，可以保证通管与冷却液的接触面积更大，并且热空气加热通管的时间更久，保证了热空气有足够的时间加热通管，从而达到更大的热空气加热通管的效率。
进一步完善，炭化炉上固定有无线温度传感器，罩子上安装有PLC控制器，风机、鼓风机、第一驱动电机、第二驱动电机、无线温度传感器均与PLC控制器连接，PLC控制器上固定有电源开关。本方案中的PLC控制器为市面上通用的可编程逻辑控制器，可选用市面上通用的三菱PLC、施耐德PLC、犹尼康Unitronics、台达PLC和松下PLC等品牌；此外，该PLC控制器的程序设定与市面上通用的设定方法原理基本一致，普通技术人员可以根据通过无线温度传感器感知炭化炉炉内的温度，从而控制第一驱动电机、第二驱动电机、风机、鼓风机的旋转速度，从而达到对炭化炉炉内温度控制的目的；这里使用的无线温度传感器为市面上常用的无线温度传感器，可选用深圳市信立科技有限公司、山东派瑞光电科技有限公司等公司的产品；使用时，打开盖门把铅笔板放入到炭化炉中，然后把盖门闭合，接着启动电源开关，通过PLC控制器启动第一驱动电机，使得炭化炉开始旋转，与此同时，利用燃料推进机构把燃料不断送入炉膛中加热热风管，并启动风机把热风管内的热风通过通气管的通孔一到达炭化炉中，然后通过单向出气通道把吹进来的加热气体排出，使得炭化炉内的气压保持恒定但温度不断上升，通过第一驱动电机驱动炭化炉不断翻炒铅笔板，达到对铅笔板进行烘干的目的，并把铅笔板烘干出来的水蒸气通过单向出气通道排出，PLC控制器控制第二驱动电机，鼓风机加大功率，使得对炉膛不断加燃料和加氧，从而不断加热热风管内的空气，进而使得炭化炉炉内的温度不断升高，并通过无线温度传感器对炭化炉炉内温度的实时反馈，再通过PLC控制器对第一驱动电机、第二驱动电机、风机、鼓风机的实时控制，直到炭化炉炉内的温度保持在160℃～220℃阶段，并保持该区间温度1小时～1.5个小时，使得铅笔板表面达到炭化的效果，铅笔板高温炭化好后，PLC控制器控制第二驱动电机和鼓风机停止运动，但保持风机的吹风运转状态，也保持第一驱动电机驱动炭化炉的状态，PLC控制器实时通过无线温度传感器对炭化炉炉内的温度监控，当炭化炉炉内温度降到40℃的时候，PLC控制器控制第一驱动电机和风机停止运转，最后把打开盖门把铅笔板从炭化炉炉内取出。
这种采用铅笔板炭化装置的铅笔板炭化方法，其内容包括如下步骤：
准备阶段：拧开转盘使得弧形门松开，继而人工把弧形门打开，接着把铅笔板倒入到炭化炉的炉体内，最后把弧形门关闭，拧动转盘，从而拧紧弧形门；
升温翻炒烘干阶段：启动PLC控制器，控制第一驱动电机带动炭化炉旋转，并通过第二驱动电机驱动螺旋推进杆，把燃料推入到接料斗中利用鼓风机把燃料通过柱管吹入到炉膛中燃烧，使得热风管内的温度不断升高，与此同时利用风机把热风管内的热空气通过通气管吹入到炭化炉，与此同时炭化炉通过第一驱动电机不断翻转，从而不断翻炒铅笔板，这时通过通气管吹入炭化炉的高温气体通过单向出气通道把铅笔板高温蒸发出来的水分从炭化炉中带出；
加蜡处理阶段：PLC控制器控制第一驱动电机、第二驱动电机、风机、鼓风机停止运转，接着人工打开弧形门或盖门，然后把石蜡加入炭化炉内，最后把弧形门或盖门关闭。这里加蜡处理阶段的作用是：为下一步高温炭化阶段做准备，在高温炭化阶段由于石蜡在高温下融化，并能迅速深层渗透到翻炒烘干好的铅笔板内部，所以可以实现炭化好的铅笔板表面和内部都渗透有石蜡，以防止在下一个阶段(出料阶段)或铅笔板炭化好后储存放置阶段重新吸附水气而受潮；
高温炭化阶段：通过PLC控制器重新启动第一驱动电机、第二驱动电机、风机、鼓风机，并控制第二驱动电机加大转速，从而加大螺旋推进杆推动燃料的速度，同时增加鼓风机吹风功率，使得更多的氧气和燃料到达炉膛中加热热风管，并同时控制保持风机的吹风速度和第一驱动电机的转动速度保持在升温翻炒烘干阶段时的功率不变，使得炭化炉内的温度不断升高，通过固定在炭化炉上的无线温度传感器的实时温度检测反馈到PLC控制器，再通过PLC控制器对第一驱动电机、第二驱动电机、风机、鼓风机的实时控制，直到炭化炉炉内的温度保持在160℃～220℃阶段，并保持该区间温度1小时～1.5个小时；
降温阶段：铅笔板高温炭化好后，PLC控制器控制第二驱动电机和鼓风机停止运动，并保持风机的吹风运转状态，也保持第一驱动电机驱动炭化炉的状态，PLC控制器实时通过无线温度传感器对炭化炉炉内的温度监控，当炭化炉炉内温度降到40℃的时候，PLC控制器控制第一驱动电机和风机停止运转；
出料阶段：打开盖门，然后人工把铅笔板从炭化炉中移出。
本发明有益的效果是：本发明结构设计合理、巧妙，利用无线温度传感器对炭化炉炉内温度实时对PLC控制器的反馈，从而PLC控制器实时控制第一驱动电机、第二驱动电机、风机、鼓风机的实时控制运转进行铅笔板炭化，从而真正能够做到铅笔板炭化省时、省力、高效，污染少、产能高等特点，值得推广应用。
附图说明
图1为本发明的立体图；
图2为本发明的结构示意原理图；
图3为图1的A-A剖面图；
图4为图2的B区域局部放大图。
附图标记说明：机架1，支架2，滚轮3，炭化炉4，通孔四4-1，通气管5，通孔一5-1，轴承座6，圆柱管一7，通孔三7-1，凸起块8，螺纹通道8-1，通孔二9，圆柱管二10，出气孔10-1，隔板10-2，通孔六10-2a，驱动齿轮11，第一驱动电机12，热风机构13，炉膛13-1，热风箱13-2，热风管13-3，风机13-4，堵头14，弧形门15，凹口15-1，把手16，横杆17，螺纹孔17-1，转盘18，隔热层19，罩子20，燃料推进机构21，盛物漏斗21-1，通孔五21-1a，螺纹推进杆21-2，第二驱动电机21-3，柱管21-4，接料斗21-5，鼓风机21-6，无线温度传感器22，PLC控制器23，开口24，盖门25，余热回收机构26，储水箱26-1，开关阀门26-2，通管26-3，电源开关27，单向出气通道a。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：
参照附图：这种铅笔板炭化装置，包括机架1，机架1的顶端四角固定有四个支架2，支架2上转动连接有滚轮3，滚轮3上滚动连接有炭化炉4，炭化炉4内设有与炭化炉4同轴设置且末端封闭的通气管5，通气管5的一端伸出炭化炉4，通气管5的另一端固定在与炭化炉4固定的轴承座6上，通气管5位于炭化炉4腔内的部分表面上开有一组间隔分布的通孔一5-1，炭化炉4的端面上固定有与通气管5同轴且直径大于通气管5的圆柱管一7，圆柱管一7的外端面上固定有一组沿圆柱管一7中心分布并带空腔的凸起块8，凸起块8的端面贴合固定在炭化炉4的端面上并通过通孔二9使得凸起块8的空腔与炭化炉4的空腔连通，圆柱管一7的表面上开有一组分别与各凸起块8空腔连通的通孔三7-1，圆柱管一7的外侧间隙配合有圆柱管二10，圆柱管二10固定设置，圆柱管二10的表面上开有出气孔10-1，通孔二9、通孔三7-1和出气孔10-1之间组成单向出气通道a，圆柱管二10的左端部固定有用于密闭气体的隔板10-2，隔板10-2的中心开有通孔六10-2a，通气管5穿过通孔六10-2a并固定在隔板10-2上，凸起块8的外侧设有带中心孔并带动炭化炉4旋转的驱动齿轮11，机架1上固定有驱动齿轮11旋转的第一驱动电机12，通气管5的一侧设有热风机构13，热风机构13包括炉膛13-1、以及固定在炉膛13-1顶部的热风箱13-2，热风箱13-2的底部与炉膛13-1上下连通，热风箱13-2内设有一组间隔分布的热风管13-3，热风管13-3的一端与风机13-4连通，热风管13-3的另一端与通气管5连通,炭化炉4的端面开有开口24，开口24通过盖门25闭合。
凸起块8的顶端开有螺纹通道8-1，螺纹通道8-1通过堵头14堵塞。
炭化炉4的表面开有通孔四4-1，通孔四4-1上安装有弧形门15，弧形门15的开门轨迹与炭化炉4表面的弧形形状一致，弧形门15上固定有把手16，炭化炉4上固定有横杆17，横杆17上开有螺纹孔17-1，螺纹孔17-1上螺纹连接有带螺纹杆的转盘18，弧形门15上开有与转盘18的螺纹杆大小位置匹配的凹口15-1。
热风箱13-2和炉膛13-1的外表面上都固定有石棉材质的隔热层19。
隔热层19的外侧固定有罩子20。
炉膛13-1的一侧设有燃料推进机构21，燃料推进机构21包括盛物漏斗21-1、以及位于盛物漏斗21-1空腔底部的螺旋推进杆21-2，螺旋推进杆21-2通过第二驱动电机21-3被驱动，盛物漏斗21-1的侧壁上开有通孔五21-1a，通孔五21-1a与螺旋推进杆21-2相对设置，炉膛13-1的侧壁上开有与炉膛13-1空腔连通的柱管21-4，柱管21-4的一侧固定有与柱管21-4空腔连通的接料斗21-5，接料斗21-5的位置与通孔五21-1a匹配，柱管21-4的相对位置设有鼓风机21-6。
热风机构13的侧部固定有余热回收机构26，余热回收机构26包括储水箱26-1、以及位于储水箱26-1底部的开关阀门26-2，储水箱26-1的空腔内固定有通管26-3，通管26-3的一端伸出储水箱26-1的顶壁，通管26-3的另一端伸出储水箱26-1的底部侧壁，通管26-3的另一端与出气孔10-1连通。
通管26-3的中间段为螺纹状，并位于储水箱26-1的空腔内。
炭化炉4上固定有无线温度传感器22，罩子20上安装有PLC控制器23，风机13-4、鼓风机21-6、第一驱动电机12、第二驱动电机21-3、无线温度传感器22均与PLC控制器23连接，PLC控制器23上固定有电源开关27。
这种采用铅笔板炭化装置的铅笔板炭化方法，其内容包括如下步骤：
准备阶段：拧开转盘18使得弧形门15松开，继而人工把弧形门15打开，接着把铅笔板倒入到炭化炉4的炉体内，最后把弧形门15关闭，拧动转盘18，从而拧紧弧形门15；
升温翻炒烘干阶段：启动PLC控制器23，控制第一驱动电机12带动炭化炉4旋转，并通过第二驱动电机21-3驱动螺旋推进杆21-2，把燃料推入到接料斗21-5中利用鼓风机21-6把燃料通过柱管21-4吹入到炉膛13-1中燃烧，使得热风管13-3内的温度不断升高，与此同时利用风机13-4把热风管13-3内的热空气通过通气管5吹入到炭化炉4，与此同时炭化炉4通过第一驱动电机12不断翻转，从而不断翻炒铅笔板，这时通过通气管5吹入炭化炉4的高温气体通过单向出气通道a把铅笔板高温蒸发出来的水分从炭化炉4中带出；
加蜡处理阶段：PLC控制器23控制第一驱动电机12、第二驱动电机21-3、风机13-4、鼓风机21-6停止运转，接着人工打开弧形门15或盖门25，然后把石蜡加入炭化炉4内，最后把弧形门15或盖门25关闭；
高温炭化阶段：通过PLC控制器23重新启动第一驱动电机12、第二驱动电机21-3、风机13-4、鼓风机21-6，并控制第二驱动电机21-3加大转速，从而加大螺旋推进杆21-2推动燃料的速度，同时增加鼓风机21-6吹风功率，使得更多的氧气和燃料到达炉膛13-1中加热热风管13-3，并同时控制保持风机13-4的吹风速度和第一驱动电机12的转动速度保持在升温翻炒烘干阶段时的功率不变，使得炭化炉4内的温度不断升高，通过固定在炭化炉4上的无线温度传感器22的实时温度检测反馈到PLC控制器23，再通过PLC控制器23对第一驱动电机12、第二驱动电机21-3、风机13-4、鼓风机21-6的实时控制，直到炭化炉4炉内的温度保持在160℃～220℃阶段，并保持该区间温度1～1.5个小时；
降温阶段：铅笔板高温炭化好后，PLC控制器23控制第二驱动电机21-3和鼓风机21-6停止运动，并保持风机13-4的吹风运转状态，也保持第一驱动电机12驱动炭化炉4的状态，PLC控制器23实时通过无线温度传感器22对炭化炉4炉内的温度监控，当炭化炉4炉内温度降到40℃的时候，PLC控制器23控制第一驱动电机12和风机13-4停止运转；
出料阶段：打开盖门25，然后人工把铅笔板从炭化炉4中移出。
本方案中的PLC控制器为市面上通用的可编程逻辑控制器，可选用施耐德PLC；此外，该PLC控制器的程序设定与市面上通用的设定方法原理基本一致，普通技术人员可以根据通过无线温度传感器感知炭化炉炉内的温度，从而控制第一驱动电机、第二驱动电机、风机、鼓风机的运行，从而达到对炭化炉炉内温度控制的目的；这里使用的无线温度传感器为市面上常用的无线温度传感器，选用山东派瑞光电科技有限公司的产品；使用时，打开盖门25把铅笔板放入到炭化炉4中，然后把盖门25闭合，接着启动电源开关27，通过PLC控制器23启动第一驱动电机12，使得炭化炉4开始旋转，与此同时，利用燃料推进机构21把燃料不断送入炉膛13-1中加热热风管13-2，并启动风机13-4把热风管13-2内的热风通过通气管5的通孔一5-1到达炭化炉4中，然后通过单向出气通道a把吹进来的加热气体排出，使得炭化炉4内的气压保持恒定但温度不断上升，通过第一驱动电机12驱动炭化炉4不断翻炒铅笔板，达到对铅笔板进行烘干的目的，并把铅笔板烘干出来的水蒸气通过单向出气通道a排出，PLC控制器23控制第二驱动电机21-3，鼓风机21-6加大功率，使得对炉膛13-1不断加燃料和加氧，从而不断加热热风管13-3内的空气，进而使得炭化炉4炉内的温度不断升高，并通过无线温度传感器22对炭化炉4炉内温度的实时对PLC控制器23的反馈，再通过PLC控制器对第一驱动电机12、第二驱动电机21-3、风机13-4、鼓风机21-6的实时控制，直到炭化炉4炉内的温度保持在160℃～220℃阶段，并保持该区间温度1小时～1.5个小时，使得铅笔板表面达到炭化的效果，铅笔板高温炭化好后，PLC控制器23控制第二驱动电机21-3和鼓风机21-6停止运动，但保持风机13-4吹风运转状态，也保持第一驱动电机12驱动炭化炉4的状态，PLC控制器23实时通过无线温度传感器22对炭化炉4炉内的温度监控，当炭化炉4炉内温度降到40℃的时候，PLC控制器23控制第一驱动电机12和风机13-4停止运转，最后把打开盖门25把铅笔板从炭化炉4炉内取出；这里加蜡处理阶段的作用是：为下一步高温炭化阶段做准备，在高温炭化阶段由于石蜡在高温下融化，并能迅速深层渗透到翻炒烘干好的铅笔板内部，所以可以实现炭化好的铅笔板表面和内部都渗透有石蜡，以防止在下一个阶段(出料阶段)或铅笔板炭化好后储存放置阶段重新吸附水气而受潮。
虽然本发明已通过参考优选的实施例进行了图示和描述，但是，本专业普通技术人员应当了解，在权利要求书的范围内，可作形式和细节上的各种各样变化。
Claims (8)
1.一种铅笔板炭化装置，包括机架(1)，所述机架(1)的顶端四角固定有四个支架(2)，所述支架(2)上转动连接有滚轮(3)，其特征是：所述滚轮(3)上滚动连接有炭化炉(4)，所述炭化炉(4)内设有与炭化炉(4)同轴设置且末端封闭的通气管(5)，所述通气管(5)的一端伸出炭化炉(4)，所述通气管(5)的另一端固定在与炭化炉(4)固定的轴承座(6)上，所述通气管(5)位于炭化炉(4)腔内的部分表面上开有一组间隔分布的通孔一(5-1)，所述炭化炉(4)的端面上固定有与通气管(5)同轴且直径大于通气管(5)的圆柱管一(7)，所述圆柱管一(7)的外端面上固定有一组沿圆柱管一(7)中心分布并带空腔的凸起块(8)，所述凸起块(8)的端面贴合固定在炭化炉(4)的端面上并通过通孔二(9)使得凸起块(8)的空腔与炭化炉(4)的空腔连通，所述圆柱管一(7)的表面上开有一组分别与各凸起块(8)空腔连通的通孔三(7-1)，所述圆柱管一(7)的外侧间隙配合有圆柱管二(10)，所述圆柱管二(10)固定设置，所述圆柱管二(10)的表面上开有出气孔(10-1)，所述通孔二(9)、通孔三(7-1)和出气孔(10-1)之间组成单向出气通道(a)，所述圆柱管二(10)的左端部固定有用于密闭气体的隔板(10-2)，所述隔板(10-2)的中心开有通孔六(10-2a)，所述通气管(5)穿过通孔六(10-2a)并固定在隔板(10-2)上，所述凸起块(8)的外侧设有带中心孔并带动炭化炉(4)旋转的驱动齿轮(11)，所述机架(1)上固定有驱动所述驱动齿轮(11)旋转的第一驱动电机(12)，所述通气管(5)的一侧设有热风机构(13)，所述热风机构(13)包括炉膛(13-1)、以及固定在炉膛(13-1)顶部的热风箱(13-2)，所述热风箱(13-2)的底部与炉膛(13-1)上下连通，所述热风箱(13-2)内设有一组间隔分布的热风管(13-3)，所述热风管(13-3)的一端与风机(13-4)连通，所述热风管(13-3)的另一端与通气管(5)连通,所述炭化炉(4)的端面开有开口(24)，所述开口(24)通过盖门(25)闭合；
所述凸起块(8)的顶端开有螺纹通道(8-1)，所述螺纹通道(8-1)通过堵头(14)堵塞；
所述炭化炉(4)的表面开有通孔四(4-1)，所述通孔四(4-1)上安装有弧形门(15)，所述弧形门(15)的开门轨迹与炭化炉(4)表面的弧形形状一致，所述弧形门(15)上固定有把手(16)，所述炭化炉(4)上固定有横杆(17)，所述横杆(17)上开有螺纹孔(17-1)，所述螺纹孔(17-1)上螺纹连接有带螺纹杆的转盘(18)，所述弧形门(15)上开有与转盘(18)的螺纹杆大小位置匹配的凹口(15-1)。
2.根据权利要求1所述的铅笔板炭化装置，其特征是：所述热风箱(13-2)和炉膛(13-1)的外表面上都固定有石棉材质的隔热层(19)。
3.根据权利要求2所述的铅笔板炭化装置，其特征是：所述隔热层(19)的外侧固定有罩子(20)。
4.根据权利要求3所述的铅笔板炭化装置，其特征是：所述炉膛(13-1)的一侧设有燃料推进机构(21)，所述燃料推进机构(21)包括盛物漏斗(21-1)、以及位于盛物漏斗(21-1)空腔底部的螺旋推进杆(21-2)，所述螺旋推进杆(21-2)通过第二驱动电机(21-3)被驱动，所述盛物漏斗(21-1)的侧壁上开有通孔五(21-1a)，所述通孔五(21-1a)与螺旋推进杆(21-2)相对设置，所述炉膛(13-1)的侧壁上开有与炉膛(13-1)空腔连通的柱管(21-4)，所述柱管(21-4)的一侧固定有与柱管(21-4)空腔连通的接料斗(21-5)，所述接料斗(21-5)的位置与通孔五(21-1a)匹配，所述柱管(21-4)的相对位置设有鼓风机(21-6)。
5.根据权利要求4所述的铅笔板炭化装置，其特征是：所述热风机构(13)的侧部固定有余热回收机构(26)，所述余热回收机构(26)包括储水箱(26-1)、以及位于储水箱(26-1)底部的开关阀门(26-2)，所述储水箱(26-1)的空腔内固定有通管(26-3)，所述通管(26-3)的一端伸出储水箱(26-1)的顶壁，所述通管(26-3)的另一端伸出储水箱(26-1)的底部侧壁，所述通管(26-3)的另一端与出气孔(10-1)连通。
6.根据权利要求5所述的铅笔板炭化装置，其特征是：所述通管(26-3)的中间段为螺纹状，并位于储水箱(26-1)的空腔内。
7.根据权利要求6所述的铅笔板炭化装置，其特征是：所述炭化炉(4)上固定有无线温度传感器(22)，所述罩子(20)上安装有PLC控制器(23)，所述风机(13-4)、鼓风机(21-6)、第一驱动电机(12)、第二驱动电机(21-3)、无线温度传感器(22)均与PLC控制器(23)连接，所述PLC控制器(23)上固定有电源开关(27)。
8.一种采用权利要求7所述的铅笔板炭化装置的铅笔板炭化方法，其内容包括如下步骤：
A.准备阶段：拧开转盘(18)使得弧形门(15)松开，继而人工把弧形门(15)打开，接着把铅笔板倒入到炭化炉(4)的炉体内，最后把弧形门(15)关闭，拧动转盘(18)，从而拧紧弧形门(15)；
B.升温翻炒烘干阶段：启动PLC控制器(23)，控制第一驱动电机(12)带动炭化炉(4)旋转，并通过第二驱动电机(21-3)驱动螺旋推进杆(21-2)，把燃料推入到接料斗(21-5)中利用鼓风机(21-6)把燃料通过柱管(21-4)吹入到炉膛(13-1)中燃烧，使得热风管(13-3)内的温度不断升高，与此同时利用风机(13-4)把热风管(13-3)内的热空气通过通气管(5)吹入到炭化炉(4)，与此同时炭化炉(4)通过第一驱动电机(12)不断翻转，从而不断翻炒铅笔板，这时通过通气管(5)吹入炭化炉(4)的高温气体通过单向出气通道(a)把铅笔板高温蒸发出来的水分从炭化炉(4)中带出；
C.加蜡处理阶段：PLC控制器(23)控制第一驱动电机(12)、第二驱动电机(21-3)、风机(13-4)、鼓风机(21-6)停止运转，接着人工打开弧形门(15)或盖门(25)，然后把石蜡加入炭化炉(4)内，最后把弧形门(15)或盖门(25)关闭；
D.高温炭化阶段：通过PLC控制器(23)重新启动第一驱动电机(12)、第二驱动电机(21-3)、风机(13-4)、鼓风机(21-6)，并控制第二驱动电机(21-3)加大转速，从而加大螺旋推进杆(21-2)推动燃料的速度，同时增加鼓风机(21-6)吹风功率，使得更多的氧气和燃料到达炉膛(13-1)中加热热风管(13-3)，并同时控制保持风机(13-4)的吹风速度和第一驱动电机(12)的转动速度保持在升温翻炒烘干阶段时的功率不变，使得炭化炉(4)内的温度不断升高，通过固定在炭化炉(4)上的无线温度传感器(22)的实时温度检测反馈到PLC控制器(23)，再通过PLC控制器(23)对第一驱动电机(12)、第二驱动电机(21-3)、风机(13-4)、鼓风机(21-6)的实时控制，直到炭化炉(4)炉内的温度保持在160℃～220℃阶段，并保持该区间温度1小时～1.5个小时；
E.降温阶段：铅笔板高温炭化好后，PLC控制器(23)控制第二驱动电机(21-3)和鼓风机(21-6)停止运动，并保持风机(13-4)的吹风运转状态，也保持第一驱动电机(12)驱动炭化炉(4)的状态，PLC控制器(23)实时通过无线温度传感器(22)对炭化炉(4)炉内的温度监控，当炭化炉(4)炉内温度降到40℃的时候，PLC控制器(23)控制第一驱动电机(12)和风机(13-4)停止运转；
F.出料阶段：打开盖门(25)，然后人工把铅笔板从炭化炉(4)中移出。
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| GR01 | Patent grant | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: 323809 Zhejiang city of Lishui Province Huang Tian Zhen Cao Ling Cun, Qingyuan County Patentee after: ZHEJIANG AITEJIA STATIONERY Co.,Ltd. Address before: 323809 Zhejiang city of Lishui Province Huang Tian Zhen Cao Ling Cun, Qingyuan County Patentee before: QINGYUAN COUNTY JINTAI STATIONERY CO.,LTD. |
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| CP01 | Change in the name or title of a patent holder | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Pencil board carbonization device and pencil board carbonization method using the device Granted publication date: 20160824 Pledgee: Bank of China Limited Qingyuan County sub branch Pledgor: ZHEJIANG AITEJIA STATIONERY Co.,Ltd. Registration number: Y2024330002496 |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |