CN115507624B - 一种乐器用山毛榉锯材防霉节能干燥装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种乐器用山毛榉锯材防霉节能干燥装置及方法，它包括干燥装置壳体，干燥装置壳体的顶部设置有透光板，透光板的顶部设置有多个进排气口，干燥装置壳体的内壁以及导流板的顶端都分别铺设有太阳能集热板；导流板设置在干燥装置壳体的内部，并位于待干燥的山毛榉锯材的顶部；导流板的顶部中间部位固定有竖直布置的挡风板，挡风板上固定有多个用于热对流的气流循环风机；干燥装置壳体的内部设置有温湿度传感器，温湿度传感器与控制柜相连。能够保证山毛榉锯材干燥质量，减少锯材发霉与开裂，大幅缩短传统乐器制造企业山毛榉锯材干燥时间，帮助企业减少干燥场地，与此同时，利用太阳能与热泵联合作为热源的方式节能且环保。

Description

一种乐器用山毛榉锯材防霉节能干燥装置及方法

技术领域

本发明涉及乐器用山毛榉木材加工技术领域，特别是一种乐器用山毛榉锯材防霉节能干燥装置及方法。

背景技术

山毛榉木材是乐器生产中常用木材，由于木材中糖类物质含量较高，锯解后木材很容易发霉，霉斑会影响后续的乐器生产。与此同时，山毛榉木材属于硬阔叶材，密度较大，不易干燥。直接进行常规蒸汽干燥处理干燥周期较长，而且乐器生产厂家一般强调木材低温干燥，进一步拉长了山毛榉锯材的干燥周期，增加了能源消耗，提高了生产成本。有些乐器生产企业则直接进行山毛榉锯材天然干燥，即大气干燥，但由于天然干燥过程环境温湿度条件不可控，山毛榉锯材属于不易干燥木材，乐器生产厂家反映干燥过程容易出现表裂，影响后续加工利用。

木材干燥是木材生产加工环节中耗能最高的工序，可占总耗能的40～70％。但由于太阳能具有间歇性(夜晚和天气因素影响)，会影响木材干燥生产的连续性。为了达到连续供热目的，有些设备增加了太阳能储热功能，如采用水、鹅卵石、石蜡等材料在太阳能充足时储集一部分热量，待没有太阳能或者太阳能较弱时辅助释放热量。这种带有储热功能的太阳能干燥方法一定程度弥补了太阳能间歇性特征，但是如果遇到南方阴雨季节，或者长时间太阳能较弱时，即使带有储热功能也可能无法保证干燥设备正常运行。

发明内容

本发明针对传统乐器制造企业天然干燥山毛榉锯材过程中出现发霉、开裂、干燥周期长等实际问题，设计了一种乐器用山毛榉锯材防霉节能干燥方法与装置，首先通过配置防霉剂对山毛榉锯材进行处理，然后采用太阳能和热泵联合供热的装置对山毛榉锯材进行干燥，制定了相应的干燥工艺基准，针对山毛榉锯材不同含水率阶段，采用制定温度和相对湿度进行干燥，减少山毛榉锯材干燥过程发霉和开裂，相较于常规蒸汽干燥节能效果显著。

为了实现上述的技术特征，本发明的目的是这样实现的：一种乐器用山毛榉锯材防霉节能干燥装置，它包括干燥装置壳体，干燥装置壳体的顶部设置有透光板，透光板的顶部设置有多个进排气口，干燥装置壳体的内壁以及导流板的顶端都分别铺设有太阳能集热板；导流板设置在干燥装置壳体的内部，并位于待干燥的山毛榉锯材的顶部；导流板的顶部中间部位固定有竖直布置的挡风板，挡风板上固定有多个用于热对流的气流循环风机；干燥装置壳体的内部设置有温湿度传感器，温湿度传感器与控制柜相连，干燥装置壳体的外部设置有热泵，热泵与控制柜相连。

所述干燥装置壳体的顶部设置有遮阳布；遮阳布与用于控制其开启和关闭的控制柜相连。

所述干燥装置壳体的前侧设置有装卸门。

所述控制柜控制整个干燥装置的运行，并控制热泵的开关及运行功率；所述控制柜上设置有显示屏，并能够显示温湿度传感器的数值，并联合控制进排气口的开启与闭合，使得干燥装置内的温湿度按照所需工艺运行；所述控制柜控制气流循环风机的开关及气流循环速度，并控制遮阳布的开启与闭合，调整摄入干燥装置内阳光量。

所述热泵在夜晚及阴雨天气，缺少太阳能的条件下为干燥装置提供热量，使得干燥装置内温度达到山毛榉锯材所需的干燥温度40～65℃。

所述温湿度传感器实时测定干燥装置内部环境温湿度，温度测试范围 -50～150℃，精度±0.5℃，相对湿度测试范围15～98％，测试精度±3％。

所述进排气口能够根据干燥装置的设定控制开合，由伺服电机执行开合运动；

气流循环风机、导流板、挡风板组成了干燥装置内部气流循环系统，可以保证干燥装置内部0～3m/s气流循环速度，防尘防潮等级不低于IP65。

所述透光板的材质为浮法白玻璃或聚碳酸酯阳光板，如材质为浮法白玻璃，透光率应大于80％，厚度大于6mm。如材质为聚碳酸酯阳光板，透光率应大于 65％，厚度12mm；

太阳能集热板采用为铝合金板或聚氨酯板，在接收太阳能照射面涂布无光黑漆，使得其太阳能辐射吸收率达到0.95～0.98。

采用乐器用山毛榉锯材防霉节能干燥装置进行山毛榉锯材防霉节能干燥方法，包括以下步骤：

步骤一，山毛榉锯材预处理：

将加工成一定尺寸规格的山毛榉锯材浸泡于含有防霉剂的木材浸泡池中处理2～6小时；

步骤二，山毛榉锯材的太阳能干燥处理：

在阳光充足的白天干燥装置以太阳能作为热源干燥山毛榉锯材，通过控制柜打开遮阳布，太阳光透过透光板射入干燥装置，照射到太阳能集热板上，太阳能集热板吸收热量后温度升高，气流循环风机产生循环气流，将太阳能集热板吸收的热量传递到干燥装置内部的山毛榉锯材，用以山毛榉锯材的干燥；

步骤三，山毛榉锯材的热泵干燥处理：

在阴雨天气及其夜间无太阳能时干燥装置采用热泵作为热源干燥山毛榉锯材，通过控制柜打开热泵，热泵开始工作，热泵使干燥装置内温度达到设定值。

步骤四，山毛榉锯材的干燥工艺参数控制：

经防霉处理后的山毛榉锯材置于干燥装置中进行干燥，锯材干燥温度范围为 40～65℃，相对湿度范围为60～90％，干燥设备内部气流循环速度为1～2m/s；干燥初始阶段，进排气口处于关闭状态，干燥装置内温湿度同步上升，当温度达到 40℃，相对湿度达到95％后，根据所干燥的山毛榉锯材厚度规格进行保温、保湿处理，锯材厚度小于3cm的，处理时间4小时；锯材厚度大于3cm的，处理时间6小时；处理结束后进入干燥阶段，采用表1所示的干燥基准进行；

表1山毛榉锯材干燥基准

当干燥装置内温湿度高于设定值时，控制柜控制进排气口打开，通过气流循环风机完成干燥装置内与外部环境的气流交换，将干燥装置内高温、高湿的气体排出，同时吸入外部环境低温、低湿的空气；当干燥装置内温湿度低于设定值时，控制柜控制进排气口关闭，干燥装置继续运行设定干燥基准。

所述步骤一中防霉剂有效成分为75％百菌清可湿性粉剂、双癸基二甲基氯化铵、十二烷基酚聚氧乙烯醚，按照一定比例加水配置而成，75％百菌清可湿性粉剂质量比为1.0～5.0％，双癸基二甲基氯化铵质量比为1.0～5.0％，十二烷基酚聚氧乙烯醚质量比为0.5～1.5％。

本发明有如下有益效果：

1、本发明能够保证山毛榉锯材干燥质量，减少锯材发霉与开裂，大幅缩短传统乐器制造企业山毛榉锯材干燥时间，帮助企业减少干燥场地，与此同时，利用太阳能与热泵联合作为热源的方式节能且环保。

2、本发明中热泵干燥主要是依靠空调的原理，依靠冷工质在低温下吸热，经压缩机在高温下放出热量，空气经热泵提高了空气的温度，同时利用冷凝器降低干燥装置内的湿度，从而达到木材干燥的温、湿度要求。将热泵与太阳能联合利用，可以弥补太阳能的间歇性功能的劣势。由于热泵回收了干燥室空气排湿放出的热量，因此它是一种节能干燥方法，与常规干燥相比，热泵干燥的节能率在 40％～70％，将其与太阳能联合用于乐器用山毛榉木材的干燥可以达到节约能源的目的。

3、通过上述的防霉处理工艺，能够起到最佳的防霉效果。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1为本发明一种乐器用山毛榉锯材防霉节能干燥装置侧视图。

图2为本发明一种乐器用山毛榉锯材防霉节能干燥装置正视图。

图3为本发明山毛榉锯材干燥曲线。

图中：控制柜1、热泵2、温湿度传感器3、进排气口4、气流循环风机5、导流板6、透光板7、太阳能集热板8、遮阳布9、干燥装置壳体10、装卸门11、挡风板12、山毛榉锯材13。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式做进一步的说明。

实施例1：

参见图1-3，一种乐器用山毛榉锯材防霉节能干燥装置，它包括干燥装置壳体10，干燥装置壳体10的顶部设置有透光板7，透光板7的顶部设置有多个进排气口4，干燥装置壳体10的内壁以及导流板6的顶端都分别铺设有太阳能集热板8；导流板6设置在干燥装置壳体10的内部，并位于待干燥的山毛榉锯材 13的顶部；导流板6的顶部中间部位固定有竖直布置的挡风板12，挡风板12 上固定有多个用于热对流的气流循环风机5；干燥装置壳体10的内部设置有温湿度传感器3，温湿度传感器3与控制柜1相连，干燥装置壳体10的外部设置有热泵2，热泵2与控制柜1相连。通过采用上述的干燥装置能够保证山毛榉锯材干燥质量，减少锯材发霉与开裂，大幅缩短传统乐器制造企业山毛榉锯材干燥时间，帮助企业减少干燥场地，与此同时，利用太阳能与热泵联合作为热源的方式节能且环保。

进一步的，所述干燥装置壳体10的顶部设置有遮阳布9；遮阳布9与用于控制其开启和关闭的控制柜1相连。通过上述的遮阳布9能够用于控制太阳光的供应。调整摄入干燥装置内阳光量。

进一步的，所述干燥装置壳体10的前侧设置有装卸门11。通过装卸门11 能够方便的进行山毛榉锯材13的堆放。

进一步的，所述控制柜1控制整个干燥装置的运行，并控制热泵2的开关及运行功率；所述控制柜1上设置有显示屏，并能够显示温湿度传感器3的数值，并联合控制进排气口4的开启与闭合，使得干燥装置内的温湿度按照所需工艺运行；所述控制柜1控制气流循环风机5的开关及气流循环速度，并控制遮阳布9 的开启与闭合，调整摄入干燥装置内阳光量。通过上述的控制柜1便于实现整个干燥装置的自动化运行。

进一步的，所述热泵2在夜晚及阴雨天气，缺少太阳能的条件下为干燥装置提供热量，使得干燥装置内温度达到山毛榉锯材所需的干燥温度40～65℃。热泵干燥主要是依靠空调的原理，依靠冷工质在低温下吸热，经压缩机在高温下放出热量，空气经热泵提高了空气的温度，同时利用冷凝器降低干燥装置内的湿度，从而达到木材干燥的温、湿度要求。

进一步的，所述温湿度传感器3实时测定干燥装置内部环境温湿度，温度测试范围-50～150℃，精度±0.5℃，相对湿度测试范围15～98％，测试精度±3％。通过上述的干燥过程中的参数控制，进而便于实现温湿度精确控制。

进一步的，所述进排气口4能够根据干燥装置的设定控制开合，由伺服电机执行开合运动；气流循环风机5、导流板6、挡风板12组成了干燥装置内部气流循环系统，可以保证干燥装置内部0～3m/s气流循环速度，防尘防潮等级不低于 IP65。

进一步的，所述透光板7的材质为浮法白玻璃或聚碳酸酯阳光板，如材质为浮法白玻璃，透光率应大于80％，厚度大于6mm。如材质为聚碳酸酯阳光板，透光率应大于65％，厚度12mm；

进一步的，太阳能集热板8采用为铝合金板或聚氨酯板，在接收太阳能照射面涂布无光黑漆，使得其太阳能辐射吸收率达到0.95～0.98。太阳能集热板8能够充分的利用太阳能实现太阳能的收集运用。

实施例2：

采用乐器用山毛榉锯材防霉节能干燥装置进行山毛榉锯材防霉节能干燥方法，包括以下步骤：

步骤一，山毛榉锯材预处理：

将加工成一定尺寸规格的山毛榉锯材13浸泡于含有防霉剂的木材浸泡池中处理2～6小时；

步骤二，山毛榉锯材的太阳能干燥处理：

在阳光充足的白天干燥装置以太阳能作为热源干燥山毛榉锯材，通过控制柜 1打开遮阳布9，太阳光透过透光板7射入干燥装置，照射到太阳能集热板8上，太阳能集热板8吸收热量后温度升高，气流循环风机5产生循环气流，将太阳能集热板8吸收的热量传递到干燥装置内部的山毛榉锯材13，用以山毛榉锯材的干燥；

步骤三，山毛榉锯材的热泵干燥处理：

在阴雨天气及其夜间无太阳能时干燥装置采用热泵作为热源干燥山毛榉锯材，通过控制柜1打开热泵2，热泵2开始工作，热泵2使干燥装置内温度达到设定值。

步骤四，山毛榉锯材的干燥工艺参数控制：

经防霉处理后的山毛榉锯材置于干燥装置中进行干燥，锯材干燥温度范围为 40～65℃，相对湿度范围为60～90％，干燥设备内部气流循环速度为1～2m/s；干燥初始阶段，进排气口4处于关闭状态，干燥装置内温湿度同步上升，当温度达到40℃，相对湿度达到95％后，根据所干燥的山毛榉锯材厚度规格进行保温、保湿处理，锯材厚度小于3cm的，处理时间4小时；锯材厚度大于3cm的，处理时间6小时；处理结束后进入干燥阶段，采用表1所示的干燥基准进行；

表1山毛榉锯材干燥基准

当干燥装置内温湿度高于设定值时，控制柜1控制进排气口4打开，通过气流循环风机5完成干燥装置内与外部环境的气流交换，将干燥装置内高温、高湿的气体排出，同时吸入外部环境低温、低湿的空气；当干燥装置内温湿度低于设定值时，控制柜1控制进排气口4关闭，干燥装置继续运行设定干燥基准。

所述步骤一中防霉剂有效成分为75％百菌清可湿性粉剂、双癸基二甲基氯化铵、十二烷基酚聚氧乙烯醚，按照一定比例加水配置而成，75％百菌清可湿性粉剂质量比为1.0～5.0％，双癸基二甲基氯化铵质量比为1.0～5.0％，十二烷基酚聚氧乙烯醚质量比为0.5～1.5％。

实施例3：

将山毛榉原木加工成长2000mm、厚40mm自然宽度锯材，在浸泡池中加入防霉剂，防霉剂中百菌清质量比2.5％，双癸基二甲基氯化铵质量比为1.0％，十二烷基酚聚氧乙烯醚质量比为0.5％，山毛榉锯材浸泡时间为4小时。

经防霉剂浸泡后的山毛榉锯材码垛后装入干燥装置内，关闭装卸门11。通过控制柜1打开气流循环风机并调整风速至1m/s。打开遮阳布9，其后干燥装置内温度逐渐上升。设定干燥装置内温度为40℃，相对湿度为95％。当干燥装置内温湿度达到设定值后，保持6小时。6小时，控制柜1按照表1设定的干燥基准对干燥装置内的温湿度进行调节。当夜晚及阴雨天气太阳能不足时，热泵2 开始工作为干燥装置提供热能。

图3为山毛榉锯材干燥曲线，检验板由初含水率55～60％干燥至20％左右共耗时276小时，约为12天，相较于传统干燥几个月的天然干燥时间大幅缩减。相较于常规蒸汽干燥方法更加节能。

干燥结束后确认，山毛榉锯材未出现发霉和开裂等缺陷，相较于以往外观质量大幅提高，本发明可以保证乐器用山毛榉锯材的干燥质量，同时通过利用太阳能和热泵能够节约能源，降低生产成本。

Claims (6)

1.一种乐器用山毛榉锯材防霉节能干燥装置的节能干燥方法，所述乐器用山毛榉锯材防霉节能干燥装置包括干燥装置壳体（10），干燥装置壳体（10）的顶部设置有透光板（7），透光板（7）的顶部设置有多个进排气口（4），干燥装置壳体（10）的内壁以及导流板（6）的顶端都分别铺设有太阳能集热板（8）；导流板（6）设置在干燥装置壳体（10）的内部，并位于待干燥的山毛榉锯材（13）的顶部；导流板（6）的顶部中间部位固定有竖直布置的挡风板（12），挡风板（12）上固定有多个用于热对流的气流循环风机（5）；干燥装置壳体（10）的内部设置有温湿度传感器（3），温湿度传感器（3）与控制柜（1）相连，干燥装置壳体（10）的外部设置有热泵（2），热泵（2）与控制柜（1）相连；

所述干燥装置壳体（10）的顶部设置有遮阳布（9）；遮阳布（9）与用于控制其开启和关闭的控制柜（1）相连；

所述透光板（7）的材质为浮法白玻璃或聚碳酸酯阳光板，如材质为浮法白玻璃，透光率应大于80%，厚度大于6mm；如材质为聚碳酸酯阳光板，透光率应大于65%，厚度12mm；

太阳能集热板（8）采用为铝合金板或聚氨酯板，在接收太阳能照射面涂布无光黑漆，使得其太阳能辐射吸收率达到0.95~0.98；

其特征在于，所述节能干燥方法包括以下步骤：

步骤一，山毛榉锯材预处理：

将加工成一定尺寸规格的山毛榉锯材（13）浸泡于含有防霉剂的木材浸泡池中处理2~6小时；

步骤二，山毛榉锯材的太阳能干燥处理：

在阳光充足的白天干燥装置以太阳能作为热源干燥山毛榉锯材，通过控制柜（1）打开遮阳布（9），太阳光透过透光板（7）射入干燥装置，照射到太阳能集热板（8）上，太阳能集热板（8）吸收热量后温度升高，气流循环风机（5）产生循环气流，将太阳能集热板（8）吸收的热量传递到干燥装置内部的山毛榉锯材（13），用以山毛榉锯材的干燥；

步骤三，山毛榉锯材的热泵干燥处理：

在阴雨天气及夜间无太阳能时干燥装置采用热泵作为热源干燥山毛榉锯材，通过控制柜（1）打开热泵（2），热泵（2）开始工作，热泵（2）使干燥装置内温度达到设定值；

步骤四，山毛榉锯材的干燥工艺参数控制：

经防霉处理后的山毛榉锯材置于干燥装置中进行干燥，锯材干燥温度范围为40~65℃，相对湿度范围为60~90%，干燥设备内部气流循环速度为1 ~2m/s；干燥初始阶段，进排气口（4）处于关闭状态，干燥装置内温湿度同步上升，当温度达到40℃，相对湿度达到95%后，根据所干燥的山毛榉锯材厚度规格进行保温、保湿处理，锯材厚度小于3cm的，处理时间4小时；锯材厚度大于3cm的，处理时间6小时；处理结束后进入干燥阶段，采用的干燥基准为：

当锯材含水率>40%时，温度为40℃，相对湿度为90%；

当锯材含水率30~40%时，温度为40℃，相对湿度为85%；

当锯材含水率25~30%时，温度为45℃，相对湿度为85%；

当锯材含水率<25%时，温度为45℃，相对湿度为80%；

当干燥装置内温湿度高于设定值时，控制柜（1）控制进排气口（4）打开，通过气流循环风机（5）完成干燥装置内与外部环境的气流交换，将干燥装置内高温、高湿的气体排出，同时吸入外部环境低温、低湿的空气；当干燥装置内温湿度低于设定值时，控制柜（1）控制进排气口（4）关闭，干燥装置继续运行设定干燥基准。

2.根据权利要求1所述一种乐器用山毛榉锯材防霉节能干燥装置的节能干燥方法，其特征在于：所述干燥装置壳体（10）的前侧设置有装卸门（11）。

3.根据权利要求1所述一种乐器用山毛榉锯材防霉节能干燥装置的节能干燥方法，其特征在于：所述控制柜（1）控制整个干燥装置的运行，并控制热泵（2）的开关及运行功率；所述控制柜（1）上设置有显示屏，并能够显示温湿度传感器（3）的数值，并联合控制进排气口（4）的开启与闭合，使得干燥装置内的温湿度按照所需工艺运行；所述控制柜（1）控制气流循环风机（5）的开关及气流循环速度，并控制遮阳布（9）的开启与闭合，调整摄入干燥装置内阳光量。

4.根据权利要求1所述一种乐器用山毛榉锯材防霉节能干燥装置的节能干燥方法，其特征在于：所述热泵（2）在夜晚及阴雨天气，缺少太阳能的条件下为干燥装置提供热量，使得干燥装置内温度达到山毛榉锯材所需的干燥温度40~65℃。

5.根据权利要求1所述一种乐器用山毛榉锯材防霉节能干燥装置的节能干燥方法，其特征在于：所述温湿度传感器（3）实时测定干燥装置内部环境温湿度，温度测试范围-50~150℃，精度±0.5℃，相对湿度测试范围15~98%，测试精度±3%。

6.根据权利要求1所述一种乐器用山毛榉锯材防霉节能干燥装置的节能干燥方法，其特征在于：所述进排气口（4）能够根据干燥装置的设定控制开合，由伺服电机执行开合运动；

气流循环风机（5）、导流板（6）、挡风板（12）组成了干燥装置内部气流循环系统，可以保证干燥装置内部0~3m/s气流循环速度，防尘防潮等级不低于IP65。