CN106426473B - 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 - Google Patents

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Abstract

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。

Description

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
技术领域
本发明涉及的是一种在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，属于木材干燥及木材碳化加工领域。
背景技术
木材具有易加工、可再生、较高的强重比、天然色泽和美丽花纹以及优良的环境学特征，至今为止仍然被广泛的应用在建筑、家具、木制品及室内装修等领域。但作为一种天然可再生的生物材料，木材也存在易变形、开裂、腐朽、虫蛀、霉变、色差等缺陷。经过干燥后的木材才能减少以上各种缺陷，在家具及木制品加工中得到应用。但是，干燥后的木材其尺寸稳定性、耐候性、耐腐蚀性及色差等在某些使用场合仍然不能满足使用需要。木材热处理因其污染小、不使用化学药剂，近年来成为人们研究与关注的热点。经高温热处理后的木材除表面美观外，还具有防腐、耐生物侵袭、抗变形开裂，耐高温的优点，其含水率低、不易吸水、材质稳定、不变形、完全脱脂、隔热性好、无特殊气味，同时改变了木材的色泽，上述通过热处理改性获得的优良特征极大提高了木材的附加利用价值，使其更加广泛的应用到家具、木制品及室内外装修中。
木材进行碳化前通常进行干燥处理，直接对高含水率的木材进行碳化处理会导致木材变形、翘曲、开裂及碳化不均等缺陷。而现有的碳化设备只能进行木材高温碳化处理，不能进行碳化前木材干燥。木材通常经过常规窑干到一定含水率（6%-8%），然后再拿到碳化设备中进行碳化处理，这样就造成材料在不同设备间的多次装卸、堆垛，浪费了时间、能源，导致生产效率低下。
发明内容
本发明提出的是一种木材干燥-热处理一体化的方法及设备，其目的旨在集成木材干燥及木材碳化双重功能，即干燥和碳化在同一设备内进行。具有节能、节时、设备利用率高、碳化效果好的特点。
本发明的技术解决方案：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9穿过压力调节系统中的处理箱2并与处理箱壁焊接密封，排水系统中的进水阀26通过连接管道与处理箱2及排水箱27连接；物料装载运输加压系统中的液压缸外壁穿过处理箱2顶部并与处理箱2密闭焊接。
木材干燥-碳化处理一体化处理方法，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饱和温度或水的沸点，直至含水率降至25%；含水率在25%以下，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。
本发明的优点：
1）实现木材真空条件下干燥及碳化一体化加工，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，整体上缩短了木材干燥-碳化时间、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，既可以单独进行木材真空低温干燥，提高木材干燥速度、保证木材干燥后良好的物理及力学性质、并且有效抑制木材干燥导致的颜色变化；还可以单独进行木材碳化处理，木材真空碳化较其它碳化更能有效保证木材的各方面特征和优势；同时还可以将任何含水率的木材进行干燥与碳化连续处理，即，先对木材进行真空低温干燥，干燥结束后在同一处理箱内进行真空高温碳化处理。利用快速冷却装置还可以实现碳化-冷却-碳化-冷却-碳化等循环碳化处理；
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。真空干燥处理过程木材中水分在低温条件实现沸腾，从木材内部快速迁移出来，干燥速度极快；真空碳化过程，高温导致木材内部挥发出的混合气体充满处理箱内部，进一步降低了氧气含量，使木材碳化过程的氧化大幅度降低；
4）快速冷却循环装置能够实现导热油快速降温，进而实现与热板接触的碳化木快速降温。因此，既可以实现碳化过程的木材快速冷却、快速升温，进行循环式碳化处理来调整碳化木的颜色，又可以快速实现碳化后木材的冷却降温，缩短了木材冷却时间；
5）重载装置能够对干燥及碳化过程的木材全程施加压力，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；
6）通过计算排水箱排出的水分可以知道木材真空干燥过程及碳化处理过程中木材的含水率状况。
附图说明
附图1是木材干燥-碳化处理一体化设备的结构示意图。
图中的1是密封门、2是处理箱、3是重载装置、4是液压缸、5是进气阀、6是真空泵、7是热板、8是箱内导热油软管、9是箱外导热油管、10是储油箱、11是导热油、12是加热器、13是循环泵、14是冷却塔、15是冷却箱、16是冷却水、17是A切换阀门、18是B切换阀门、19是C切换阀门、20是D切换阀门、21是E切换阀门、22是F切换阀门、23是G切换阀门、24是液位器、25是排水箱、26是进水阀、27是排水阀、28是台车、29是箱内轨道、30是箱外轨道、31是控制盘、32是箱外起重装置。
具体实施方式
对照图1，木材干燥-碳化处理一体化设备，其结构包括压力调节系统、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9穿过压力调节系统中的处理箱2并与处理箱壁焊接密封，排水系统中的进水阀26通过连接管道与处理箱2及排水箱27连接；物料装载运输加压系统中的液压缸外壁穿过处理箱2顶部并与处理箱2密闭焊接。
所述的压力调节系统，由处理箱2、密封门1、真空泵6及进气阀5构成，处理箱2和密封门1构成一个完全密封的干燥及碳化处理罐体，处理箱2的上部焊接A钢管，A钢管与外部大气连接，钢管末端连接进气阀5，进气阀5打开则外界空气进入处理箱2，提高处理箱2的压力。
处理箱2的后部焊接B钢管，B钢管的末端连接真空泵6，真空泵工作时通过B钢管抽出处理箱2内部的空气，降低处理箱2内部压力直至工艺所设定压力时，真空泵6停止工作，当压力大于设定值时，真空泵6继续工作，因此，处理箱2通过真空泵6和进气阀5来调整并控制处理箱2的内部压力。
所述的排水系统，包括进水阀26、排水阀27、连接管道、排水箱25及液位器24，其中进水阀26通过连接管道与处理箱2及排水箱27连接；排水阀27一端通过连接管道与排水箱25连接，另一端则与排水地漏相连，液位器24在排水箱25内；排水系统实现在干燥过程及热处理过程收集由木材内部排出的水分。
所述的加热冷却系统，其结构包括多层热板7、箱外导热油管9、储油箱10、导热油11、加热器12、循环泵13、冷却箱15、冷却水16、冷却塔14、加热冷却管路切换阀门构成，其中第一层热板7的入口和箱外导热油管9连接，箱外导热油管9与储油箱10的出口连接，箱外导热油管9穿过处理箱体2并与处理箱壁焊接密封，热板和热板之间由箱内导热油软管8连接，最下面一层热板的管道出口与箱外导热油管9连接，经循环泵13后回到储油箱10内部。如果热油需要冷却，则外部导热油管则经过冷却箱15冷却后再连接循环泵13。
所述多层热板7内部由U形迂回连接的管道构成，管道有入口和出口。
所述的导热油11在储油箱10内部被加热，通过循环泵13、导热油管道及加热冷却管路切换阀门传送到多层热板7内部，在整个多层热板内部循环加热，进而使处于多层热板之间的木材被加热，当达到干燥温度及碳化温度时，控制热油温度，保持干燥及碳化工艺所需的温度；当碳化结束需要冷却时，停止加热器，关闭加热冷却管路A切换阀门17、C切换阀门19和F切换阀门22；开启冷却系统及加热冷却管路D切换阀门20、E切换阀门21、G切换阀门23和B切换阀门18，使导热油经过冷却管道进入冷却箱进行冷却，进而使处理箱内部热板间的木材被冷却。
所述的物料装载运输加压系统，包括材料装载和加压两个部分，其中材料装载部分包括箱内轨道29、箱外轨道30、台车28及箱外起重装置32，
所述台车28上放置多层热板，台车28下接箱内轨道29，箱内轨道29连箱外轨道30，工作时多层热板通过箱外轨道30移动至处理箱外，利用箱外起重装置32吊起热板，装卸木材；
加压部分由重载装置和液压缸构成，液压缸与重载装置焊接在一起，液压缸外壁穿过处理箱顶部并与处理箱密闭焊接。
实施例1
木材干燥-碳化处理一体化处理方法，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10.0kPa，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10.0kPa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10.0kPa，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℃，使热板间木材的温度维持在42℃，要求木材温度小于处理箱内部对应压力下的饱和温度或水的沸点，直至含水率降至25%；含水率在25%以下，维持处理箱内部真空在10.0kPa，提高热油温度至52℃，使热板间木材的温度维持在45℃，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8.0kPa，提高热油温度至56℃，使热板间木材的温度维持在50℃，加快干燥速度；含水率在10%以下时，调节处理箱内部真空在6.7kPa，提高热油温度至61℃，使热板间木材的温度维持在55℃，直至木材含水率降至6%；
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%；
5）真空预热：维持真空泵运转，保持处理箱内部真空在6.7kPa，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6.7kPa，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6.7kPa，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6.7kPa，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。
实施例2
木材干燥-碳化处理一体化处理方法，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10.5kPa，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10.5kPa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10.5kPa，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48℃，使热板间木材的温度维持在43℃，要求木材温度小于处理箱内部对应压力下的饱和温度或水的沸点，直至含水率降至25%；含水率在25%以下，维持处理箱内部真空在10.5kPa，提高热油温度至53℃，使热板间木材的温度维持在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8.5kPa，提高热油温度至57℃，使热板间木材的温度维持在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7.2kPa，提高热油温度至62℃，使热板间木材的温度维持在56℃，直至木材含水率降至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8%；
5）真空预热：维持真空泵运转，保持处理箱内部真空在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。
实施例3
木材干燥-碳化处理一体化处理方法，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9.0kPa，当处理箱内部压力降至9.0kPa时，真空泵停止工作；当处理箱内部压力升高至9.0kPa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9.0kPa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9.0kPa，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45℃，使热板间木材的温度维持在40℃，要求木材温度小于处理箱内部对应压力下的饱和温度或水的沸点，直至含水率降至25%；含水率在25%以下，维持处理箱内部真空在9.0kPa，提高热油温度至50℃，使热板间木材的温度维持在42℃，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7.5kPa，提高热油温度至52℃，使热板间木材的温度维持在48℃，加快干燥速度；含水率在10%以下时，调节处理箱内部真空在6.5kPa，提高热油温度至58℃，使热板间木材的温度维持在50℃，直至木材含水率降至5.8%；
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5.8%；
5）真空预热：维持真空泵运转，保持处理箱内部真空在6.0kPa，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6.0kPa，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6.0kPa，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6.0kPa，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。
实施例4
木材干燥-碳化处理一体化处理方法，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11.5kPa，当处理箱内部压力降至11.0kPa时，真空泵停止工作；当处理箱内部压力升高至11.5kPa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11.5kPa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11.5kPa，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49℃，使热板间木材的温度维持在44℃，要求木材温度小于处理箱内部对应压力下的饱和温度或水的沸点，直至含水率降至25%；含水率在25%以下，维持处理箱内部真空在11.5kPa，提高热油温度至54℃，使热板间木材的温度维持在48℃，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8.6kPa，提高热油温度至58℃，使热板间木材的温度维持在54℃，加快干燥速度；含水率在10%以下时，调节处理箱内部真空在7.4kPa，提高热油温度至63℃，使热板间木材的温度维持在58℃，直至木材含水率降至8.5%；
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8.5%；
5）真空预热：维持真空泵运转，保持处理箱内部真空在7.4kPa，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7.4kPa，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7.4kPa，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7.4kPa，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。
实施例5
木材干燥-碳化处理一体化处理方法，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10.0kPa，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10.0kPa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10.0kPa，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℃，使热板间木材的温度维持在42℃，要求木材温度小于处理箱内部对应压力下的饱和温度或水的沸点，直至含水率降至25%；含水率在25%以下，维持处理箱内部真空在10.0kPa，提高热油温度至52-53℃，使热板间木材的温度维持在45℃，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8.0kPa，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6.7kPa，提高热油温度至61℃，使热板间木材的温度维持在55℃，直至木材含水率降至6%；
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%；
5）真空预热：维持真空泵运转，保持处理箱内部真空在6.7kPa，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6.7kPa，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6.7kPa，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6.7kPa，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。
实施例6
木材干燥-碳化处理一体化处理方法，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10.0kPa，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10.0kPa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℃，使热板间木材的温度维持在42℃，要求木材温度小于处理箱内部对应压力下的饱和温度或水的沸点，直至含水率降至25%；含水率在25%以下，维持处理箱内部真空在10.0kPa，提高热油温度至52℃，使热板间木材的温度维持在45℃，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8.0kPa，提高热油温度至56℃，使热板间木材的温度维持在50℃，加快干燥速度；含水率在10%以下时，调节处理箱内部真空在6.7kPa，提高热油温度至61℃，使热板间木材的温度维持在55℃，直至木材含水率降至6%；
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%；
5）真空预热：维持真空泵运转，保持处理箱内部真空在6.7kPa，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6.7kPa，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6.7kPa，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6.7kPa，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。
实施例7
木材干燥-碳化处理一体化处理方法，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饱和温度或水的沸点，直至含水率降至25%；含水率在25%以下，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。

Claims (1)

1.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。
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