CN114857875B - 一种石膏板干燥在线监控装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种石膏板干燥在线监控装置及方法，包括干燥机，干燥机内沿着竖直方向形成有多个干燥空间，干燥空间内设有多个用于放置石膏板的搭辊，还包括测温机构，用于检测石膏板表面的温度；喷头，在石膏板表面温度过高时向石膏板上喷水增加湿度；主控器，用于接收测温机构的信号并以此控制喷头。本发明在对石膏板进行烘干时监测石膏板表面的温度，当石膏板表面温度过高则向其表面喷水，如此可避免石膏板表面过烧，提高了产品质量。

Description

一种石膏板干燥在线监控装置及方法

技术领域

本发明涉及石膏板生产技术领域，尤其涉及一种石膏板干燥在线监控装置及方法。

背景技术

石膏板是以建筑石膏为主要原料制成的一种材料。它是一种重量轻、强度较高、厚度较薄、加工方便以及隔音绝热和防火等性能较好的建筑材料，是当前着重发展的新型轻质板材之一。

在石膏板的生产过程中，干燥控制工艺是最为核心的环节，在产品质量、生产稳定、产量、成型工艺调整等过程中，均起到了主导作用。近年来随着产能的不断提高，石膏板烘干过程逐渐缩短，烘干时间在30分钟左右，因此要采取高温高湿的方法实现高效生产。如公告号为CN112344701B的发明专利中公开了一种石膏板的干燥装置，包括有底座，所述底座的顶端固定连接有第一支撑柱，且第一支撑柱的顶端固定连接有支撑板，并且支撑板的底端安装有液压杆，所述底座的一侧连接有箱体，且箱体的底端固定连接有多个第二支撑柱，所述箱体的内部底端安装有加热管。

然而现有技术中为了追求快速干燥，会将风机在额定范围内尽可能的开大，风量越大，干燥越快，但是带来的问题就是可能会造成干燥机内湿度少，容易导致板材表皮过烧，从而影响了产品质量。如公告号为CN 102538435 B的名为一种石膏板的干燥设备和干燥方法的中国发明专利中也同样提到了该问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够避免石膏板表面过烧的干燥在线监控装置和方法。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种石膏板干燥在线监控装置，包括干燥机，干燥机内沿着竖直方向形成有多个干燥空间，干燥空间内设有多个用于放置石膏板的搭辊，还包括测温机构，用于检测石膏板表面的温度；喷头，在石膏板表面温度过高时向石膏板上喷水增加湿度；主控器，用于接收测温机构的信号并以此控制喷头。

上述的石膏板干燥在线监控装置，所述测温机构包括上检测器和下检测器，所述上检测器检测石膏板上表面的温度，下检测器检测石膏板下表面的温度。

上述的石膏板干燥在线监控装置，所述喷头包括旋转式喷头和固定式喷头，所述旋转式喷头安装在相邻两个干燥空间之间，固定式喷头安装在最底端的干燥空间下方和最顶端的干燥空间的上方；干燥机内设有驱动旋转式喷头转动的旋转机构，当下检测器检测到石膏板下表面温度过高时，旋转式喷头朝向上方，上检测器检测到石膏板上表面温度过高时，旋转式喷头朝向下方。

上述的石膏板干燥在线监控装置，所述旋转式喷头包括固定管和旋转管，所述旋转管为L形结构，旋转管的一端转动套接在固定管上，旋转管上安装有圆齿轮；所述旋转机构包括与圆齿轮啮合的齿条，齿条移动带动旋转管转动。

上述的石膏板干燥在线监控装置，所述旋转机构还包括电磁铁，所述干燥机内开设有滑槽，电磁铁固定安装在滑槽的一端，所述齿条的一端延伸至滑槽内并连接有磁铁。

上述的石膏板干燥在线监控装置，还包括两个抬杆，交错设置在干燥空间的两侧；两组气缸，用于对两个抬杆依次进行抬升使石膏板底部离开搭辊。

上述的石膏板干燥在线监控装置，所述上检测器包括安装在干燥空间内顶壁上的固定筒，所述固定筒的底端弹性插接有活动头，活动头的底端安装有温度传感器。

上述的石膏板干燥在线监控装置，所述活动头的底端开设有朝向干燥空间入口的斜面，使石膏板进入干燥空间时不会被阻挡。

在上述技术方案中，本发明提供的一种石膏板干燥在线监控装置在对石膏板进行烘干时监测石膏板表面的温度，当石膏板表面温度过高则向其表面喷水，如此可避免石膏板表面过烧，提高了产品质量。

本发明还提供了一种石膏板干燥在线监控方法，其基于上述的石膏板干燥在线监控装置：

S1：将石膏板静置在干燥空间内，通入热风对石膏板进行烘干；

S2：检测石膏板表面的温度，石膏板上表面温度超过设定值时向石膏板喷水。

上述的石膏板干燥在线监控方法，S1中将风量设定为额定范围的最大值。

基于上述的一种石膏板干燥在线监控装置，本发明提供的一种石膏板干燥在线监控方法同样具有避免石膏板表面过烧的效果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的石膏板的干燥装置的整体结构示意图；

图2为本发明提供的石膏板的干燥装置的正面示意图；

图3为本发明提供的石膏板的干燥装置的俯视图；

图4为本发明提供的石膏板的干燥装置的俯剖图；

图5为本发明提供的石膏板的干燥装置的左侧示意图；

图6为图4中的A处结构的放大图；

图7为本发明提供的上检测器的结构示意图；

图8为本发明提供的石膏板的干燥装置的左侧剖视图；

图9为图7中的B处结构的放大图；

图10为本发明实施例提供的喷头的结构示意图；

图11为图7中的C处结构的放大图；

图12为图3中的S-S的剖视图；

图13为本发明提供的驱动机构的示意图；

图14为固定管和旋转管的配合示意图；

图15为图13的正面剖视图；

图16为图13的左侧示意图。

附图标记说明：

1、干燥机；2、干燥空间；3、搭辊；4、测温机构；5、抬杆；6、气缸；7、主控器；8、喷头；9、旋转机构；10、水箱；11、驱动机构；12、设备腔；13、滑槽；

401、上检测器；402、下检测器；

4011、固定筒；4012、活动头；

801、固定管；802、旋转管；803、圆齿轮；804、细管；805、升降阀板；806、凸球；807、弹簧；808、凹孔；809、凹槽；

901、滑槽；902、电磁铁；903、磁铁；904、齿条；

1101、主轴；1102、第一连杆；1103、固定轴；1104、第二连杆。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。

如图1-16所示，本发明实施例提供的一种石膏板干燥在线监控装置，包括干燥机1，干燥机1内沿着竖直方向形成有多个干燥空间2，干燥空间2内设有多个用于放置石膏板的搭辊3，还包括测温机构4，用于检测石膏板表面的温度；喷头8，在石膏板表面温度过高时向石膏板上喷水增加湿度；主控器7，用于接收测温机构4的信号并以此控制喷头8。

在对石膏板进行烘干时通过测温机构4监测石膏板表面的温度，数据实时发送给主控器7，当石膏板表面温度超过预设值则控制喷头8向其表面喷水，如此可避免石膏板表面过烧，提高了产品质量。该预设值是根据石膏板的类型，结合生产工艺设置的温度阈值，如石膏板表面的温度达到120度时则会产生过烧问题，则可将该预设值设为120度。也可将该预设值设定在一个温度范围内，如将该范围设为115-125度，当石膏板表面温度处于该范围内则触发喷头8喷水。

其中，测温机构4通过非接触式测温传感器实现测温功能。干燥空间2内对应每个石膏板表面设置多个传感器作为一组，单个传感器负责石膏板该表面的某个区域，每个区域对应的设置一个喷头与该区域的传感器配合，更加精确地控制石膏板表面的温度。

测温机构4包括上检测器401和下检测器402，上检测器401检测石膏板上表面的温度，下检测器402检测石膏板下表面的温度。在石膏板上下两侧均设置测温机构4，可检测到石膏板上下两个表面的温度状况，确保两个表面均不会发生过烧。

喷头8与上述的传感器相互对应，每组设置多个负责石膏板表面的部分区域，能够更准确地对石膏板表面降温。

作为本发明的一个较佳的实施例，喷头8包括旋转式喷头和固定式喷头，旋转式喷头安装在相邻两个干燥空间2之间，固定式喷头安装在最底端的干燥空间2下方和最顶端的干燥空间2的上方。

干燥机1内设有驱动旋转式喷头转动的旋转机构，当下检测器402检测到石膏板下表面温度过高时，旋转式喷头朝向上方，上检测器401检测到石膏板上表面温度过高时，旋转式喷头朝向下方。

相邻两个干燥空间2内的石膏板的相对的两个面共用一个旋转式喷头，最底端的固定式喷头则只负责一个表面，如此可节约大约一半的喷头数量，降低设备成本。当上方的干燥空间2内的石膏板的下表面温度过高时，旋转式喷头转向上方对该表面喷水，当下方的干燥空间2内的石膏板的上表面温度过高时，旋转式喷头转向下方对该表面喷水，灵活便捷，转动过程由旋转机构控制，旋转机构则由主控器7根据测温机构4的数据信号进行控制。

旋转式喷头包括固定管801和旋转管802，旋转管802为L形结构，旋转管802的一端转动套接在固定管801上，旋转管802上安装有圆齿轮803。旋转机构包括与圆齿轮803啮合的齿条904，齿条904移动带动旋转管802转动。

旋转管802可在固定管801上旋转，在旋转机构开始工作时，齿条发生904移动，由于齿条904与圆齿轮803啮合，因此齿条904移动时会带动旋转管802旋转，将齿条904的移动距离设定为圆齿轮803的一半周长，则圆齿轮803的旋转角度为180度，如此即可改变圆齿轮803的朝向。

旋转机构还包括电磁铁902，干燥机1内开设有滑槽901，电磁铁902固定安装在滑槽901的一端，齿条904的一端延伸至滑槽901内并连接有磁铁903。

自然状态下，电磁铁902断电，旋转管802朝下，磁铁903连同齿条904吸附在电磁铁902上，在测温机构4检测到上侧石膏板的下表面温度过高时，主控器7立刻给电磁铁902供电，同时开启该位置的旋转式喷头的阀门，电磁铁902产生与磁铁903相斥的磁性，将齿条904推出，从而使得圆齿轮803转动，旋转管802则转为朝向上方，对上侧石膏板的下表面喷水，对其进行降温，补充一定的湿度，避免其过烧。

作为本发明的一个较佳的实施方式，在旋转管802的一侧设置步进电机驱动圆齿轮803转动，自然状态下，将旋转管802设置为水平状态，当上侧的石膏板底面温度过高则使旋转管802转向上方，下侧的石膏板顶面温度过高时则使旋转管802转向下方。与之相对应地在固定管801的端部设置了升降阀板805，只有当旋转管802转动至竖直朝向上方和下方的状态时升降阀板805才会抬起，水流才会进入旋转管802内并喷出。

具体实现结构如下：

固定管801的端部连接一段细管804，升降阀板805从细管804的外侧插入到细管804的内部，升降阀板805的外侧端连接有凸球806，凸球806和细管804的外壁之间连接有弹簧807，旋转管802的内壁上对称地开设有两个容纳凸球806的凹孔808。需要注意的是，由于凸球806位于细管804的外侧，因此凸球806会阻碍旋转管802转动，因此在旋转管802的内壁上还开设了一圈凹槽809，两个凹孔808则位于凹槽809的内壁上，旋转管802在旋转时凸球806会被挤压到凹槽809内，当凹孔808转动到凸球806的位置时，凸球806则会弹入凹孔808内，旋转管802回转时，由于凸球806的圆滑结构特性，凸球806会被挤出凹孔808进入到凹槽809内。

自然状态下，凸球806被挤压到凹槽809的内壁上，此时升降阀板805封闭细管804，喷头处于关闭状态，当旋转管802被转动至竖直状态时，凸球806进入到凹孔808内，旋转管802竖直向上时凸球806位于其中一个凹孔808内，竖直向下时凸球806位于另一个凹孔808内，此时凸球806带动升降阀板805竖直运动至少部分的打开细管804，此时才会开始喷水。这一设计避免了旋转管802还未旋转至竖直状态时就开始喷水，只有当旋转管802对准上部和下部的干燥空间2时凸球才会进入到凹孔808内打开水流，避免水流喷洒在两个干燥空间2之间而导致滴淋，防止影响下侧石膏板的烘干效率。

本发明提供的另一个实施例中，还包括两个抬杆5，两个抬杆5交错设置在干燥空间2的两侧；两组气缸6，用于对两个抬杆5依次进行抬升使石膏板底部离开搭辊3。

在位于石膏板底部的测温机构4检测到石膏板表面温度过高时，主控器7依次开启两组气缸6，两个抬杆5先后被气缸6拉起并放下，将石膏板分两次被抬起，使其底部离开搭辊3，确保石膏板底面与搭辊3接触的位置也能被喷水降温，而由于抬杆5在抬起石膏板时也会与其下表面接触，因此设置了两个交错的抬杆5先后抬起石膏板，可进一步确保被前一个抬杆5覆盖住的下表面在后一次被抬起时也能被降温，确保了石膏板的表面质量。

在上述方案的基础上，上检测器401包括安装在干燥空间2内顶壁上的固定筒4011，固定筒401的底端弹性插接有活动头4012，活动头4012的底端安装有温度传感器，通过温度传感器监测石膏板表面温度并将温度数据实时发送给主控器7。

由于石膏板需要被抬起确保下表面被充分降温，石膏板在被抬起时上检测器401会对其产生阻碍，因此将上检测器401设置成活动式结构，石膏板被抬起时会顶住活动头4012上移，石膏板落下时活动头4012受重力也会自由下落，既不影响对石膏板表面温度的检测，也不影响石膏板被抬起，灵活便捷。

活动头4012的底端开设有朝向干燥空间2入口的斜面，使石膏板进入干燥空间2时不会被阻挡。由于活动头4012的底端靠近石膏板上表面，因此在将石膏板推入到干燥空间2内时石膏板的端部容易顶在活动头4012上导致石膏板无法进入，因此在活动头4012上开设出这一斜面，在石膏板顶到活动头4012底端时可将其向上挤压，石膏板能够顺利进入干燥空间2内。

本发明提供的再一个实施例中，参照图12和图13，在本实施例中，在干燥机1的前侧和后侧分别设置一驱动机构11以分别对前后两个错开的抬杆5进行控制，本实施例中去除了搭辊3，完全依赖两个抬杆5承载石膏板。

该驱动机构11包括主轴1101、固定轴1103、第一连杆1102和第二连杆1104，其中主轴1101由步进电机控制，主轴和固定轴位于同一水平线上，第一连杆1102的一端转动连接在主轴1101上，第二连杆1104的一端转动连接在固定轴1103上，第一连杆和第二连杆长度相同，且第一连杆和第二连杆的另一端均连接在抬杆5的底面上，第一连杆和第二连杆相互平行，因此主轴1101和固定轴1103之间的连线、第一连杆、第二连杆以及抬杆5共同组成一个底边固定的平行四边形，当步进电机工作时带动主轴1101旋转，抬杆5始终处于水平状态，能够稳定地放置石膏板。

如图12所示，干燥机1的左侧为进料口，右侧为出料口，为了确保干燥效果，石膏板的两端均位于干燥空间2的内侧，与进料口和出料口存在一定距离。步进电机驱动主轴1101旋转时，抬杆5以滑槽13为行动路径。抬杆5的行程中存在三个关键位置，起始点、终点和中间点，当抬杆5位于起始点时，整个抬杆5位于干燥空间2的中部，此时用于静置石膏板接受烘干；抬杆5位于行程的中间点时，抬杆5达到最高位置，此时石膏板被抬高，石膏板底面离开另一个抬杆，使其底面能够接收到喷出的水汽；抬杆5位于终点时，抬杆移动到靠近进料口或出料口的位置(一个抬杆5的终点位置使自身靠近进料口，另一个抬杆5的终点位置使自身连同石膏板靠近出料口)，如此即方便了对石膏板进行上料和下料。

将两个抬杆5区分为第一抬杆和第二抬杆，在实际使用时，先对石膏板进行上料，此时第一抬杆直接从其起始位置(即干燥空间2内的中部)移动到其终点位置(进料口处)，第二抬杆原地不动，将石膏板放在第一抬杆上，随后第一抬杆回到干燥空间2中部，石膏板开始接受干燥程序。当干燥过程中出现石膏板底面温度超过阈值时，第一抬杆先移动到其行程的中间位置，高度提高，第二抬杆保持不动，保持一段时间后(如5-10s)归位回到起始位置，随后第二抬杆移动到其行程的中间位置，保持一段时间后归位，这样轮流抬起可以消除石膏板底面上的死点，确保石膏板的底面都能与水汽接触，避免局部过烧。在石膏板干燥完成后，第二抬杆直接移动到其行程终点到达出料口位置，使石膏板的端部移出干燥机，方便将石膏板取出进行下料，下料完成后第二抬杆复位到起始位置。

因此，抬杆5和驱动机构11的设计使得抬杆5具有辅助进料和出料以及承载喷洒并确保喷洒均匀的效果，提高了工作效率高和产品质量。

干燥机1的前侧内部开设了安装驱动机构11的设备腔12，设备腔12和干燥空间2之间开设出供抬杆5活动的滑槽13，参照图4，抬杆5由一根横向设置的横杆和多个纵向设置的竖杆组成，横杆连接所有竖杆，竖杆位于干燥空间2内，横杆位于设备腔12内受驱动机构11控制，竖杆则活动时以滑槽13为路径。前侧的抬杆5上的竖杆和后侧的抬杆5上的竖杆交错分布，两个抬杆5都处于中间位置时共同盛接石膏板。

本发明还提供了一种石膏板干燥在线监控方法，其基于上述的石膏板干燥在线监控装置，步骤如下：

S1：将石膏板静置在干燥空间内，通入热风对石膏板进行烘干；

S2：检测石膏板表面的温度，石膏板上表面温度超过设定值时向石膏板喷水。

在步骤S1中将风量设定为额定范围的最大值。

在合适范围内将风量开到最大，无需调整风量大小，降低了操作难度和设备以及人力的成本，只需在石膏板表面温度过高时向其表面喷水即可防止过烧，相对于动态调整风量来避免石膏板过烧的方式更加高效。

以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。

Claims (9)

1.一种石膏板干燥在线监控装置，包括干燥机(1)，干燥机(1)内沿着竖直方向形成有多个干燥空间(2)，干燥空间(2)内设有多个用于放置石膏板的搭辊(3)，其特征在于，还包括：

测温机构(4)，用于检测石膏板表面的温度；

喷头(8)，在石膏板表面温度超过预设值时向石膏板上喷水增加湿度；

主控器(7)，用于接收测温机构(4)的信号并以此控制喷头(8)；

两个抬杆(5)，交错设置在干燥空间(2)的两侧；

两组气缸(6)，用于对两个抬杆(5)依次进行抬升使石膏板底部离开搭辊(3)；

在干燥机的前侧和后侧分别设置一驱动机构以分别对前后两个错开的抬杆进行控制，该驱动机构包括主轴、固定轴、第一连杆和第二连杆，其中主轴由步进电机控制，主轴和固定轴位于同一水平线上，第一连杆的一端转动连接在主轴上，第二连杆的一端转动连接在固定轴上，第一连杆和第二连杆长度相同，且第一连杆和第二连杆的另一端均连接在抬杆的底面上，第一连杆和第二连杆相互平行；

步进电机驱动主轴旋转时，抬杆以滑槽为行动路径；抬杆的行程中存在三个关键位置：起始点、终点和中间点，当抬杆位于起始点时，抬杆位于干燥空间的中部，此时用于静置石膏板接受烘干；抬杆位于行程的中间点时，抬杆达到最高位置，此时石膏板被抬高，石膏板底面离开另一个抬杆，使其底面能够接收到喷出的水汽；抬杆位于终点时，抬杆移动到靠近进料口或出料口的位置；

干燥机的前侧内部开设了安装驱动机构的设备腔，设备腔和干燥空间之间开设出供抬杆活动的滑槽。

2.根据权利要求1所述的一种石膏板干燥在线监控装置，其特征在于，所述测温机构(4)包括上检测器(401)和下检测器(402)，所述上检测器(401)检测石膏板上表面的温度，下检测器(402)检测石膏板下表面的温度。

3.根据权利要求2所述的一种石膏板干燥在线监控装置，其特征在于，所述喷头(8)包括旋转式喷头和固定式喷头，所述旋转式喷头安装在相邻两个干燥空间(2)之间，固定式喷头安装在最底端的干燥空间(2)下方和最顶端的干燥空间的上方；

干燥机(1)内设有驱动旋转式喷头转动的旋转机构，当下检测器(402)检测到石膏板下表面温度过高时，旋转式喷头朝向上方，上检测器(401)检测到石膏板上表面温度过高时，旋转式喷头朝向下方。

4.根据权利要求3所述的一种石膏板干燥在线监控装置，其特征在于，所述旋转式喷头包括固定管(801)和旋转管(802)，所述旋转管(802)为L形结构，旋转管(802)的一端转动套接在固定管(801)上，旋转管(802)上安装有圆齿轮(803)；

所述旋转机构包括与圆齿轮(803)啮合的齿条(904)，齿条(904)移动带动旋转管(802)转动。

5.根据权利要求4所述的一种石膏板干燥在线监控装置，其特征在于，所述旋转机构还包括电磁铁(902)，所述干燥机(1)内开设有滑槽(901)，电磁铁(902)固定安装在滑槽(901)的一端，所述齿条(904)的一端延伸至滑槽(901)内并连接有磁铁(903)。

6.根据权利要求5所述的一种石膏板干燥在线监控装置，其特征在于，所述上检测器(401)包括安装在干燥空间(2)内顶壁上的固定筒(4011)，所述固定筒(4011)的底端弹性插接有活动头(4012)，活动头(4012)的底端安装有温度传感器。

7.根据权利要求6所述的一种石膏板干燥在线监控装置，其特征在于，所述活动头(4012)的底端开设有朝向干燥空间(2)入口的斜面，使石膏板进入干燥空间(2)时不会被阻挡。

8.一种石膏板干燥在线监控方法，其基于权利要求1-7任一项所述的石膏板干燥在线监控装置，其特征在于，

S1：将石膏板静置在干燥空间内，通入热风对石膏板进行烘干；

S2：检测石膏板表面的温度，石膏板上表面温度超过设定值时向石膏板喷水。

9.根据权利要求8所述一种石膏板干燥在线监控方法，其特征在于，S1中将风量设定为额定范围的最大值。

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