CN104802250B - 一种木材改性生产线 - Google Patents

Abstract

本发明涉及木材改性工艺技术领域，尤其涉及一种木材改性生产线，包括药水制作装置和木材改性装置，所述药水制作装置包括药水罐、将原材料倒入药水罐内的原材料进料机构，所述药水罐的顶端设置有搅拌机构，所述药水罐还连接有药水储料池，所述药水罐通过管道与药水储料池连通，所述木材改性装置包括真空罐，所述真空罐连接有真空机构和加压机构，所述真空罐内设置有木材装料小车，所述真空罐的下方设置有药水池，所述真空罐通过不同管道分别与真空机构、加压机构和药水池连接，所述药水储料池通过管道与药水池连通，本发明可以显著提高木材的强度和耐候性，结构简单紧凑，操作控制方便，药水易被吸收，生产效率高。

Description

一种木材改性生产线

技术领域

本发明涉及木材改性工艺技术领域，尤其涉及一种木材改性生产线。

背景技术

随着国家经济建设的发展及人民生活水平的提高，人们对木材的需求量越来越大。而天然林保护工程的实施，使得木材供求矛盾更加突出。为缓解供需矛盾，我国已营造了大面积的工业人工林。人工林木材虽然有速生丰产等优点，但是人工速生林木材的物理力学性能较差，密度低，材质松软，易产生干缩变形。

为了拓展人工林木材的应用范围，提高人工林木材的经济价值，人们用各种方法对人工速生林木材进行改性。目前研究较多的是采用热固性树脂对木材进行浸渍处理，热固性合成树脂在固化后耐水性强，不流失，而且强度高，受热不软化，适用于浸渍木材。用于浸渍木材的合成树脂必须具有粘度低的特点，否则无法对木材进行充分浸渍。聚合度的高低是决定树脂浸渍处理效果好坏的主要因素，所以应采用低聚合度的初期树脂。目前已有许多不同类型的树脂能成功地在木材内部聚合，如酚醛树脂（PF）、脲醛树脂（UF）、三聚氰胺甲醛（MF）以及异氰酸酯等。具体的浸渍处理方式是将木材浸渍在水溶性低分子量的树脂溶液中，树脂扩散进入木材细胞中并使木材增容，经干燥除去水分，树脂由于加热而固化，生成不溶于水的聚合物，沉积填充于细胞内，或与木材组分发生交联，从而使木材密度增大、硬度及强度提高、尺寸稳定性改善。

随着人们环保意识的增强，木材改性专家把目光投向较为环保的热处理木，主要为炭化木，利用高温（200℃左右）处理木材，提高了木材尺寸稳定性，其中比较典型的有以下四种热处理工艺：

1、芬兰的Thermwood工艺

Thermwood工艺方法分3个阶段进行：第一阶段，采用热和蒸汽使干燥窑内木材升温，并在高温下干燥使木材的湿度降为零，干燥窑的温度快速升温至100℃左右，之后平稳升温至130℃；第二阶段为高温热处理木材阶段，即干燥窑内的温度升高并保持为185℃～230℃，当达到目标温度后，保持在该温度下热处理2h～3h；第三阶段为冷却和调湿处理阶段，即将热处理后木材用喷水系统进行降温；当温度降低至80℃～90℃时，重新调节湿度使木材含水率达到4％～7％。Thermwood工艺主要处理树种为松木、杉木、杨木及桦木。热处理后的木材主要用于室外，例如：甲板、栅栏、庭院家具、门、窗等。室内用作厨房家具、正厅及面板等。

2、荷兰的Plato Wood工艺

Plato Wood工艺既可以处理生材又可以处理气干材，该工艺分四步进行：第一步，水热处理(hydrothermolysis)：常压条件下，将木材置于温度为160℃～190℃的潮湿环境中，处理4h～5h；第二步，木材干燥：用3天～5天时间，用传统干燥工艺将木材干燥至含水率低于10％；第三步，热处理：将木材加热至170℃～190℃，处理时间为14h～16h；第四步，通常是将木材平衡含水率提高，使之与大气环境中的相当。这种处理方法已经被阿纳姆(荷兰)工厂应用于商业化生产，年生产能力达35000m3。

3、法国有两种生产工艺：Rectification工艺和Boisperdure工艺

Rectification工艺是在200℃～240℃的氮气中处理木材，处理材的含水率为12％；而Boisperdure工艺是在200℃～240℃的水蒸气中快速干燥生材。

4、德国的OHT处理工艺

OHT处理工艺采用油作为热处理介质，在高温下处理木材。首先将木材放入一个充满热油的密闭容器中处理18h～24h。油具有良好的导热及绝氧能力。但不利条件是，油将浸入木材内部使木材重量增加50％～70％，且热处理材有油烟味。

上述四种热处理工艺过程繁杂，工艺条件苛刻，控制困难，产品质量的稳定性难以保证，有的处理工艺还需要特殊的热处理介质，例如：法国的Rectification工艺需要氮气，德国的OHT处理工艺需要油作为热处理介质。

虽然木材经热处理改性后能提高其尺寸的稳定性，木材中的平衡含水率下降，耐腐性能也有所增加，胶结性能提高，木材颜色变深，改善了外观较差的木材外观，然而热处理后的木材的物理力学性能下降，木材强度值下降较大，如：抗弯强度降低、表面润湿性能下降等，且现有改性木材的耐候性较差，很大程度上限制了炭化木的应用范围。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足提供一种木材改性生产线，本发明可以显著提高木材的强度和耐候性，结构简单紧凑，操作控制方便，药水易被吸收，生产效率高。

本发明是通过以下技术方案来实现的，一种木材改性生产线，包括药水制作装置和木材改性装置，所述药水制作装置包括药水罐、将原材料倒入药水罐内的原材料进料机构，所述药水罐的顶端设置有搅拌机构，所述药水罐还连接有药水储料池，所述药水罐通过管道与药水储料池连通，所述木材改性装置包括真空罐，所述真空罐连接有真空机构和加压机构，所述真空罐内设置有木材装料小车，所述真空罐的下方设置有药水池，所述真空罐通过不同管道分别与真空机构、加压机构和药水池连接，所述药水储料池通过管道与药水池连通。

作为优选，所述搅拌机构包括设置于药水罐顶端的第一电机，所述第一电机的主轴连接有搅拌器，所述搅拌器设置于药水罐的内部。

作为优选，所述药水罐还连接有冷凝器，所述药水罐通过管道与冷凝器连通。

作为优选，所述原材料进料机构包括原材料储料槽，所述原材料储料槽设置有进料口，所述原材料储料槽和所述药水罐之间设置有进料通道，所述进料通道的进料口与原材料储料槽连通，所述进料通道的出料口与药水罐连通，所述进料通道的进料口处设置有风机，所述进料通道与药水罐的连接处、与原材料储料槽的连接处均设置有密封结构。

作为优选，所述原材进料机构包括料斗、驱动料斗沿上下移动的第一驱动机构和驱动料斗倒料的第二驱动机构，所述第二驱动机构包括第二电机，所述第二电机的主轴连接有转轴，所述料斗与所述转轴固定连接，所述转轴套设有固定座，所述固定座均穿设有螺杆，所述第一驱动机构包括第三电机,所述第三电机的主轴与螺杆连接，所述螺杆与固定座螺纹传动连接。

作为优选，所述木材改性装置还包括配料储料罐，所述配料储料罐通过管道与药水池连接。

作为优选，所述真空机构为真空泵，所述加压机构包括加压泵。

作为优选，所述真空罐内设置有与木材装料小车配合的滑轨，所述木材装料小车包括第一底架，所述第一底架设置有若干个车轮，所述第一底架的上端设置有若干个捆料机构，所述捆料机构包括与第一底架固定连接的横梁，所述横梁的两端分别设置有固定臂，所述固定臂呈圆弧状，所述固定臂的底端与第一底架固定连接，所述固定臂的顶端开设有一通孔，所述第一底架的前端设置有一扣位。

作为优选，所述固定臂弯折弧度为60度至70度，所述固定臂的顶端设置有压料部，所述压料部与固定臂一体成型设置。

作为优选，还包括用于将木材装料小车从真空罐内拉出的木材出料装置，所述木材出料装置包括第二底架，所述第二底架设置有第四电机和卷绳机构，所述卷绳机构包括转轴，所述转轴套接有同步轮和卷绳辊，所述第四电机的主轴设置主动轮，所述主动轮和同步轮传动连接，所述第二底架的上端设置有支撑柱，所述支撑柱的底端与第二底架固定连接，所述支撑柱的顶端固定设置有第一固定架，所述第一固定架设置有滑轨，所述卷绳辊设置有绕线柱和卡线槽，所述绕线柱和所述卷绳辊一体成型设置，所述第二底架的底部固定设置有第二固定架，所述第二固定架设置有车轮和驱动第二固定架横向位移的驱动机构。

本发明的有益效果：一种木材改性生产线，包括药水制作装置和木材改性装置，所述药水制作装置包括药水罐、将原材料倒入药水罐内的原材料进料机构，所述药水罐的顶端设置有搅拌机构，所述药水罐还连接有药水储料池，所述药水罐通过管道与药水储料池连通，所述木材改性装置包括真空罐，所述真空罐连接有真空机构和加压机构，所述真空罐内设置有木材装料小车，所述真空罐的下方设置有药水池，所述真空罐通过不同管道分别与真空机构、加压机构和药水池连接，所述药水储料池通过管道与药水池连通，本发明可以显著提高木材的强度和耐候性，结构简单紧凑，操作控制方便，药水易被吸收，生产效率高。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明药水制作装置的结构示意图。

图3为本发明原材料进料机构实施例一的结构示意图。

图4为本发明原材料进料机构实施例二的结构示意图。

图5为本发明木材改性装置的结构示意图。

图6为本发明木材装料小车的立体结构示意图。

图7为图6中A处的放大结构示意图。

图8为发明木材装料小车的主视图。

图9为本发明木材出料装置的立体结构示意图。

图10为本发明隐藏第一固定架后的立体结构示意图。

图11为本发明卷绳辊的结构示意图。

附图标记为：

1—药水罐 2—原材料进料机构

22—原材料储料槽

23—进料通道 24—风机

26—料斗

28—第三电机

29—第二电机 291—转轴

292—固定座 293—螺杆

3—药水储料池 41—第一电机

42—搅拌器 9—冷凝器

4—真空罐 5—真空机构

6—加压机构 7—木材装料小车

71—第一底架 711—扣位

72—车轮 73—捆料机构

731—横梁 732—固定臂

733—通孔 734—压料部

8—药水池 10—配料储料罐

11—第二底架 12—第四电机

121—主动轮 131—转轴

132—同步轮 133—卷绳辊

1331—绕线柱 1332—卡线槽

14—第一固定架 141—滑轨

15—第二固定架。

具体实施方式

下面结合附图1至图11，以及具体实施方式对本发明做进一步地说明。

如图1所示，一种木材改性生产线，包括药水制作装置和木材改性装置，所述药水制作装置包括药水罐1、将原材料倒入药水罐内的原材料进料机构2，所述药水罐1的顶端设置有搅拌机构，所述药水罐1还连接有药水储料池3，所述药水罐1通过管道与药水储料池3连通，所述木材改性装置包括真空罐4，所述真空罐4连接有真空机构5和加压机构6，所述真空罐4内设置有木材装料小车7，所述真空罐4的下方设置有药水池8，所述真空罐4通过不同管道分别与真空机构5、加压机构6和药水池8连接，所述药水储料池3通过管道与药水池8连通。

本实施例原材料进料机构2将原材料送至药水罐1内，药水罐1通过搅拌机构进行加热搅拌，制得改性药水流入药水储料池3暂存，药水储料池3内的药水在流入药水池8内，木材放置在木材装料小车7上并推入真空罐4内，真空机构5工作将真空罐4内气体抽出，再将药水池8内的药水注入真空罐4内，加压机构6开始加压，使药水浸入木材内；为了保证木材能够完全吸收药水，本发明可以采取多次浸注方式，循环的进行上述步骤，药水浸注木材后，真空罐4内压力会下降，当压力表显示真空罐4内压力不再下降时，证明木材已经100%吸收了药水，本发明结构简单紧凑，可以进行多次浸注，木材能够充分吸收改性药水，木材完全吸收了药水后，则将多余的药水抽回药水池8内，将真空罐4里的木材装料小车7推出。

如图2至图3所示，本实施例中，所述搅拌机构包括设置于药水罐1顶端的第一电机41，所述第一电机41的主轴连接有搅拌器42，所述搅拌器42设置于药水罐1的内部，第一电机41驱动搅拌器42对药水罐1内的原材料进行搅拌处理。

本实施例中，药水罐1还连接有冷凝器9，所述药水罐1通过管道与冷凝器9连通，当药水罐1工作温度过高时，冷凝器9起冷却作用。

本实施例中，所述原材料进料机构2包括原材料储料槽22，所述原材料储料槽22设置有进料口，所述原材料储料槽22和所述药水罐1之间设置有进料通道23，所述进料通道23的进料口与原材料储料槽22连通，所述进料通道23的出料口与药水罐1连通，所述进料通道23的进料口处设置有风机24，所述进料通道23与药水罐1的连接处、与原材料储料槽22的连接处均设置有密封结构，本实施例风机24再将原材料储料槽22内的原材料抽出，并通过进料通道23进入药水罐1内，进料通道23与药水罐1的连接处、与原材料储料槽22的连接处均设置有密封结构，不会产生扬尘，避免人直接接触，减少产生安全隐患。

如图4所示，本实施例为本发明原材料进料机构2另一种实施方式，所述原材进料机构2包括料斗26、驱动料斗26沿上下移动的第一驱动机构和驱动料斗26倒料的第二驱动机构，所述第二驱动机构包括第二电机29，所述第二电机29的主轴连接有转轴291，所述料斗26与所述转轴291固定连接，所述转轴291套设有固定座292，所述固定座292均穿设有螺杆293，所述第一驱动机构包括第三电机28,所述第三电机28的主轴与螺杆293连接，所述螺杆293与固定座292螺纹传动连接，本实施例第三电机28带动螺杆293转动，将固定座292顶起送至药水罐1的进料口处，第二电机29的第一主轴转动带动料斗26转动一定角度，实现将料斗26内的原材料倒入药水罐1内，不会产生扬尘，避免人直接接触，避免产生安全隐。

如图5至图8所示，本实施例中，所述木材改性装置还包括配料储料罐10，所述配料储料罐10通过管道与药水池8连接，配料储料罐10存放有调色剂，可以根据客户需求对木材进行调色。

本实施例中，所述真空罐4内设置有与木材装料小车7配合的滑轨，所述木材装料小车7包括第一底架71，所述第一底架71设置有若干个车轮72，所述第一底架71的上端设置有若干个捆料机构73，所述捆料机构73包括与第一底架71固定连接的横梁731，所述横梁731的两端分别设置有固定臂732，所述固定臂732呈圆弧状，所述固定臂732的底端与第一底架71固定连接，所述固定臂732的顶端开设有一通孔733，所述第一底架71的前端设置有一扣位711，所述固定臂732弯折弧度为60度至70度，所述固定臂732的顶端设置有压料部734，所述压料部734与固定臂732一体成型设置，本实施例将木材叠放在木材装料小车7的第一底架71上，再通过皮条将木材捆扎好，皮条的两端分别与位于横梁731两端的固定臂732固定连接，皮条的两端穿过通孔733并打结紧固，压料部734用于压紧叠压至最上层的木材，本实施例花费时间少，捆扎效果牢固，捆扎好木材后，将木材装料小车7推入真空罐4内；木材浸注完药水后，将木材装料小车7通过绳子或钢丝从真空罐里拉出，绳子的一端与扣位411打结，绳子的另一端连接电机的转轴。

如图9至图11所示，还包括用于将木材装料小车7从真空罐4内拉出的木材出料装置，所述木材出料装置包括第二底架11，所述第二底架11设置有第四电机12和卷绳机构，所述卷绳机构包括转轴131，所述转轴131套接有同步轮132和卷绳辊133，所述第四电机12的主轴设置主动轮121，所述主动轮121和同步轮132传动连接，所述第二底架111的上端设置有支撑柱，所述支撑柱的底端与第二底架111固定连接，所述支撑柱的顶端固定设置有第一固定架14，所述第一固定架14设置有滑轨141，所述卷绳辊133设置有绕线柱1331和卡线槽1332，所述绕线柱1331和所述卷绳辊133一体成型设置，所述第二底架11的底部固定设置有第二固定架15，所述第二固定架15设置有车轮和驱动第二固定架15横向位移的驱动机构，本实施例卷绳辊133缠绕有钢丝，钢丝的一端与木材装料小车固定连接，钢丝的另一端与卷绳辊133固定连接，通过第四电机12带动卷绳辊133滚动，实现将木材装料小车7从真空罐4里拉出，省时省力，减少人工成本，加快木材改性工序进度。

本实施例中，所述卷绳辊133设置有绕线柱1331和卡线槽1332，所述绕线柱1331和所述卷绳辊133一体成型设置，钢丝的一端沿绕线柱1331绕几圈，随后卡入卡线槽1332内，实现与卷绳辊133的固定连接。

本实施例中，所述第二底架11的底部固定设置有第二固定架15，所述第二固定架15设置有车轮和驱动第二固定架15横向位移的驱动机构，在木材改性设备中，当真空罐存在多个时，驱动机构驱动出料装置横向移动至下一个真空罐4处。

以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种木材改性生产线，其特征在于：包括药水制作装置和木材改性装置，所述药水制作装置包括药水罐（1）、将原材料倒入药水罐内的原材料进料机构（2），所述药水罐（1）的顶端设置有搅拌机构，所述药水罐（1）还连接有药水储料池（3），所述药水罐（1）通过管道与药水储料池（3）连通，所述木材改性装置包括真空罐（4），所述真空罐（4）连接有真空机构（5）和加压机构（6），所述真空罐（4）内设置有木材装料小车（7），所述真空罐（4）的下方设置有药水池（8），所述真空罐（4）通过不同管道分别与真空机构（5）、加压机构（6）和药水池（8）连接，所述药水储料池（3）通过管道与药水池（8）连通，所述原材料进料机构（2）包括原材料储料槽（22），所述原材料储料槽（22）设置有进料口，所述原材料储料槽（22）和所述药水罐（1）之间设置有进料通道（23），所述进料通道（23）的进料口与原材料储料槽（22）连通，所述进料通道（23）的出料口与药水罐（1）连通，所述进料通道（23）的进料口处设置有风机（24），所述进料通道（23）与药水罐（1）的连接处、与原材料储料槽（22）的连接处均设置有密封结构。

2.根据权利要求1所述的一种木材改性生产线，其特征在于：所述搅拌机构包括设置于药水罐（1）顶端的第一电机（41），所述第一电机（41）的主轴连接有搅拌器（42），所述搅拌器（42）设置于药水罐（1）的内部。

3.根据权利要求1所述的一种木材改性生产线，其特征在于：所述药水罐（1）还连接有冷凝器（9），所述药水罐（1）通过管道与冷凝器（9）连通。

4.根据权利要求1所述的一种木材改性生产线，其特征在于：所述原材进料机构（2）包括料斗（26）、驱动料斗（26）上下移动的第一驱动机构和驱动料斗（26）倒料的第二驱动机构，所述第二驱动机构包括第二电机（29），所述第二电机（29）的主轴连接有转轴（291），所述料斗（26）与所述转轴（291）固定连接，所述转轴（291）套设有固定座（292），所述固定座（292）均穿设有螺杆（293），所述第一驱动机构包括第三电机（28）,所述第三电机（28）的主轴与螺杆（293）连接，所述螺杆（293）与固定座（292）螺纹传动连接。

5.根据权利要求1所述的一种木材改性生产线，其特征在于：所述木材改性装置还包括配料储料罐（10），所述配料储料罐（10）通过管道与药水池（8）连接。

6.根据权利要求1所述的一种木材改性生产线，其特征在于：所述真空机构（5）为真空泵，所述加压机构（6）包括加压泵。

7.根据权利要求1所述的一种木材改性生产线，其特征在于：所述真空罐（4）内设置有与木材装料小车（7）配合的滑轨，所述木材装料小车（7）包括第一底架（71），所述第一底架（71）设置有若干个车轮（72），所述第一底架（71）的上端设置有若干个捆料机构（73），所述捆料机构（73）包括与第一底架（71）固定连接的横梁（731），所述横梁（731）的两端分别设置有固定臂（732），所述固定臂（732）呈圆弧状，所述固定臂（732）的底端与第一底架（71）固定连接，所述固定臂（732）的顶端开设有一通孔（733），所述第一底架（71）的前端设置有一扣位（711）。

8.根据权利要求7所述的一种木材改性生产线，其特征在于：所述固定臂（732）弯折弧度为60度至70度，所述固定臂（732）的顶端设置有压料部（734），所述压料部（734）与固定臂（732）一体成型设置。

9.根据权利要求1所述的一种木材改性生产线，其特征在于：还包括用于将木材装料小车（7）从真空罐（4）内拉出的木材出料装置，所述木材出料装置包括第二底架（11），所述第二底架（11）设置有第四电机（12）和卷绳机构，所述卷绳机构包括转轴（131），所述转轴（131）套接有同步轮（132）和卷绳辊（133），所述第四电机（12）的主轴设置主动轮（121），所述主动轮（121）和同步轮（132）传动连接，所述第二底架（111）的上端设置有支撑柱，所述支撑柱的底端与第二底架（111）固定连接，所述支撑柱的顶端固定设置有第一固定架（14），所述第一固定架（14）设置有滑轨（141），所述卷绳辊（133）设置有绕线柱（1331）和卡线槽（1332），所述绕线柱（1331）和所述卷绳辊（133）一体成型设置，所述第二底架（11）的底部固定设置有第二固定架（15），所述第二固定架（15）设置有车轮和驱动第二固定架（15）横向位移的驱动机构。