CN211876548U - 一种木材干燥设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种木材干燥设备，先将待干燥的木材堆放于一个带柔性盖板的密封的软胶囊之中，该胶囊是用柔软的薄板材料制造的，胶囊壁上开有气流进出口，不饱和热空气从胶囊的气流入口进入，流过待干燥的木材堆时将木材加热，并带走从木材中蒸发出来的水蒸气后从气流出口排出胶囊，以达到使木材干燥的目的。由于胶囊用柔软的薄板材料制造，所以储存和运输时可以折叠，也可以卷成卷，其体积大大缩小，储存和运输比较方便。相比传统的常规干燥室所采用的建筑物或金属容器结构，本发明采用的软胶囊具有轻便、易安装、形状和大小灵活可变的特点，因此可以方便灵活地安装在船舶车辆等运输工具上。

Description

一种木材干燥设备

技术领域

本发明涉及物料干燥设备设计制造领域，主要是一种具有木材干燥功能的干燥设备的设计制造方案。

背景技术

传统的木材常规干燥工艺是将木料按特定的要求堆放在干燥室里面，以常压湿空气为干燥介质，依靠加热后的湿空气与物料对流换热原理加热木材，使木材中的水分蒸发出来并排出干燥室，以此达到干燥的目的。这种干燥方式的干燥室通常采用具有加热、通风、密闭、保温、防腐蚀等性能的建筑物或金属容器的结构形式。这种干燥室结构笨重，建造安装过程费时费力，且一旦建造安装完毕，形状和大小就完全固定了，难以移动，这就限制了设备的安装和使用的地点，缺乏灵活性。如果要把干燥设备安装到运输工具如船舶上使用，其建造、安装和撤除过程比较麻烦、成本很高。本发明提出了一种用软胶囊替代常规的干燥室，将待干燥的木材按特定的要求装入软胶囊中进行干燥的设计方案，采用这个设计方案的木材干燥设备重量轻、安装快捷，移动和撤除也很方便，适合于在运输过程中在船舶上安装使用，以便于在船舶运输过程中同步对木材进行烘干处理，达到节约木材烘干时间和成本的目的。

发明内容

本发明提出了一种使用密封的软胶囊作为干燥室的干燥设备设计制造方案，和传统的常规木材干燥设备相比，本发明采用柔性材料（如纤维增强橡胶复合板、硅胶复合布、PU复合布等）制造的胶囊作为干燥室，该柔性胶囊就像一个巨大的袋子，不用时可以折叠（卷曲），以便于储存和运输，需要使用时，在工作现场又可以很方便地展开、安装、调试，并且形状和大小可以根据实际情况灵活调整。这种干燥室可以方便、快捷地安装在用户需要的地方，也很容易安装在运输工具（如船舶或车辆）上。使用完毕后，可以方便地将其拆除、折叠（卷曲）、打包、保存、运输。

作为干燥室的软胶囊做成一个开口带盖的容器形状，盖板可以和胶囊主体分开，也可以和胶囊主体连为一体，如图1、图2所示。制造胶囊的材料是柔软的薄板材料（如纤维增强橡胶复合板、硅胶复合布、PU复合布等），实际上，如图1、图2所示的胶囊在没有支撑自然堆放的情况下是重重叠叠堆在一起没有固定的形状的，必须依托一个刚性支架或依托运输工具上的某些结构（如船舱或车厢等）使其张开成图示容器的形状。图3是软胶囊依托刚性支架张开的示意图（为清晰起见，图中胶囊开口和支架上端离开了一段距离，实际上胶囊开口和支架的上端面是完全贴合固定在一起的，胶囊底部四个角也连接固定在支架底部对应的位置上，以保持胶囊的形状）。图4显示的是软胶囊放入船舱，胶囊侧面与舱壁连接固定后，形成了一个和船舱形状一致的容器的情形。

软胶囊用柔软的薄片材料制造，很容易折叠和卷曲，张开后如图5所示形状的胶囊就可以按照图中虚线位置折叠，最后变成一块薄板的形状，如图6所示。如果要缩小图6中薄板的面积，可以继续沿薄板的中线（图7中虚线位置）对折，如此不断重复，直到其大小合适为止。此外，还可以将图6中的薄板卷曲成一个卷轴。折叠或卷曲后的软胶囊经过捆扎打包后，体积大大缩小，储存和运输就方便多了。此外，用于固定软胶囊的刚性支架也可以做成可拆卸组装的结构，不用的时候拆开以方便储存和运输，用的时候再组装成框架的形状。

如图8所示，整套干燥设备主要由软胶囊及盖板（1、2）、气体加热器（4）、湿空气冷凝器（5）、循环风机（6）、排水水泵（8、9）、气流分配器（16）、阀门（10、12、13、14、15）等零部件组成。其中胶囊内部按要求堆放待干燥的木材（11），还应根据需要安装能使热气流均匀分散流过木材堆表面的气流导流排（17、18）。胶囊开口用盖板盖好并密封。胶囊壁（或盖板）上根据设计要求开有气流进出口（用阀门12、13控制其开关）、冷凝水排水口（用阀门14控制其开关）。此外，为了在胶囊密闭的时候实时监控设备的工作状态，需要在胶囊内根据需要布置若干温度传感器、湿度传感器、木材含水率传感器等零部件，这些传感器的信号都连接到电缆接口（7）上，通过接口（7）与外部设备控制器（19）相连。设备控制器（19）根据设定的木材干燥技术要求和实时检测到的相关技术参数控制系统中零部件的工作状态。

和传统的常规干燥方法一样，需要烘干的木材堆积方法要有利于循环气流尽可能均匀地流过材堆的各个部分，使木材和气流能充分地进行热量和水分的交换。湿木材在堆积时，每层木材之间必须用隔条隔开，以便气流能均匀地通过材堆的各层板面，如图9所示。木材堆在胶囊内部的堆叠码放位置和码放方向也需要精确设计，以便于提升热量和水分交换的效率。

加热木材的热空气从胶囊空气进口进入胶囊后，通过阵列式气流导流排使其分散到胶囊内部，使气流能均匀地流过木材堆中的所有木材表面。如图10所示，气流通过一个大口径的管道进入导流排中，再通过分布在分枝管道上的小孔阵列排出，使得气流在一个平面的范围内均匀流出。同样，胶囊内的气流排出时，也通过小孔阵列汇集到一个大口径的管道里面排出胶囊外面。

如图8所示，本系统工作时，先关闭排水截止阀（14），打开热空气进出口截止阀（12、13）和平衡阀（10），启动循环风机（6）使空气在由软胶囊（1、2）、气体加热器（4）、湿空气冷凝器（5）构成的回路之间循环，气体加热器（4）给循环空气加热，热空气进入胶囊后通过对流和传导把热量传递给待干燥的物料，使物料中的水份蒸发，蒸发的水份混在气流中从湿空气排出口排出胶囊。排出胶囊的湿空气经过气流分配器（16）后部分（或全部）进入冷凝器（5），气流中的部分水蒸气冷凝成液态水，储存在冷凝器底部。去掉部分水蒸气的湿空气经过气体加热器（4）加热后，温度升高、相对湿度下降，再次进入胶囊。如此不断循环。

当胶囊底部或水汽冷凝器底部的液态水积累到一定程度时，需要短暂停止气流循环系统的运转，打开截止阀（14、15），用水泵（8、9）将液态水抽出。

图8中，湿空气冷凝器（5）也可以不要，而把原来通过其中的部分或全部湿空气直接排入大气环境中，同时在气体加热器（4）中直接从大气中吸入新的空气加热后吹入胶囊中用于加热木材并蒸发木材中的水分，也可以达到将水分排出胶囊外面使里面的木材干燥的目的。但是这种方案将会增加能源消耗和大气污染。

在设计和制造本干燥设备时，可以将胶囊及其附属零部件打包在一起，而将其它所有的零部件集成到一个机箱里面，且机箱里面各零部件之间的管道和电缆全部在工厂连接好，以最大限度地简化整套设备的现场安装过程。集成机箱和胶囊之间只通过热空气入口、热空气出口、传感器电缆三个接口相互连接。

附图说明

图1是长方形软胶囊，上面带分离的盖板，图中各组件为：1¬—胶囊主体，2—胶囊盖板。

图2是长方形软胶囊，盖板和主体连为一体，图中各组件为：1¬—胶囊主体，2—胶囊盖板。

图3是软胶囊依托刚性支架张开的示意图，图中各组件为：1¬—胶囊主体，2—胶囊盖板，3—刚性支架。

图4 是软胶囊依托船舱张开的示意图，图中各组件为：1¬—船舱结构，2—胶囊（在此，主体和盖板连成一体的），3—软胶囊和船舱口四周的连接点。

图5 是一种将软胶囊折叠成薄板形状的方法示意图，图中形状的胶囊沿虚线往里折叠，变成一个薄薄的平板形状。

图6 是图5中的胶囊折叠后呈现的形状。

图7 示意图6中的薄板对折位置（图中虚线），对折后，面积缩小一半，厚度增加一倍。

图8 是整个干燥设备系统组成的框图（示意图）。图中各组件为：1—柔性胶囊，2—胶囊盖板，3—胶囊和盖板接缝处密封胶条，4—气体加热器，5—湿空气冷凝器，6—循环风机，7—传感器电缆接口，8、9—水泵，10—平衡阀，11—待干物料（如湿木材堆等），12、13、14、15—截止阀，16—气流分配器，17、18—阵列式气流导流排，19—设备控制器。

图9 是木材堆，图中各组件为：1¬待干木材，2—隔条，3—托架。

图10 是阵列式气流导流排，其中：1¬气流总风口，2—阵列式分散风口。

图11 是软胶囊依托一个刚性支架展开成一个上面开口的容器形状，其中：1¬软胶囊，2—刚性支架，3—胶囊底部排水口。

图12 是气流导流排和胶囊进出口接口的一个具体的设计方案示例，图中各组件为：1—柔性胶囊，3—刚性支架，7—传感器电缆接口，12、13、14—截止阀，17、18—阵列式气流导流排，31¬湿度传感器，32—温度传感器，33—木材含水率传感器。

图13 是木材堆放入胶囊后的状态示意图，木材堆置于两个阵列式气流导流排之间，图中各组件为：1—柔性胶囊，3—刚性支架，7—传感器电缆接口，11—待干物料（如湿木材堆等），12、13、14、21—截止阀， 17—阵列式气流导流排。

图14 是柔性胶囊盖上盖板后的状态，图中各组件为：1—柔性胶囊，2—胶囊盖板，3—刚性支架，7—传感器电缆接口， 12、13、14、21—截止阀。

图15 是所有胶囊外部的零部件都组装连接完毕后的结构示意图，图中各组件为：1—柔性胶囊，2—胶囊盖板，3—刚性支架，4—气体加热器，5—湿空气冷凝器，6—循环风机，7—传感器电缆接口，8、9—水泵，10—平衡阀，12、13、14、15、21—截止阀，16—气流分配器，19—设备控制器。

具体实施方式

本发明有别于传统的木材常规干燥设备的最大区别就是堆放待干燥物料的容器是用柔性材料（如耐高温的纤维增强橡胶复合板、硅胶复合布、PU复合布等）制造的软胶囊，平时不工作时，该容器可以折叠、卷曲在一起以便于储存和运输，需要时才把它张开以便堆放待干的湿木材堆。为了更清楚地了解本发明的目的和特点，下面就结合相关的附图对典型的采用本发明技术的木材干燥设备进行详细描述。图8是整个系统组成示意图，用于说明整个系统的组成、各零部件之间的相互关系和设备的工作原理和流程。下面就具体的实施方案进行详细的说明。

如图11所示，先将柔性软胶囊（1）张开后固定在一个刚性的支架上，使其保持容器的形状。

如图12所示，为了使气流能够均匀地流过材堆的各层板面，以获得尽量高的烘干效率，在胶囊内部气流的进出口安装气流导流排（17、18），使得流进流出的气流能分散到胶囊中的各个部位，并均匀地流过胶囊内部的所有空间；同时，为了简化设备的安装，把气流进出口管道接口、胶囊内部的各传感器电线接口等，全部集中到一个接口面板上，其中，气流进口（12）和左边的导流排（17）联通，气流出口（13）和右边的导流排（18）联通，气流从进口进入胶囊后被导流排（17）分散后从小孔阵列排出，均匀流过木材堆后，经另一侧的导流排（18）汇流后从出口（13）排出，气流进出口之间不能短路，必须强制流过木材堆，胶囊内部布置若干传感器（温度传感器32、湿度传感器31、木材含水率传感器33），以便在胶囊密封的情况下监控胶囊内部的状态，所有传感器的引线归并成一根电缆从接口（7）引出。

待干燥的湿木材堆也必须分层整齐排列，层与层之间用隔条隔开，使气流能够流过各层板面，如图9所示。木材堆（11）放入胶囊的方法和位置需要事先规划好，材堆码放应该整齐有序，如图13所示。

盖上盖板（2），将盖板（2）和胶囊主体（1）之间、盖板（2）与接口面板之间的接缝严密、牢固、可靠地密封，使胶囊内部完全密闭（气密），如图14所示。

按照图8所示的方案用通风管将胶囊的湿空气排出口（13）、循环风机（6）、湿空气冷凝器（5）、气体加热器（4）、不饱和热空气进入胶囊的入口（12）连接起来，让空气流通形成一个闭合循环回路，如图15所示。

胶囊底部的凝结水排出口和湿空气冷凝器上的冷凝水排出口安装截止阀（14、15）和水泵（8、9），以便在需要时将水排出，如图15所示。循环空气和外界之间的压力差通过压力平衡阀（10）来调节。截止阀21正常情况下是闭合的，其对应的胶囊开口当作备份用，譬如说在某些情况下可以通过它插入工业内窥镜观察胶囊内部的状况。

本系统工作时，先关闭截止阀（14、15、21），打开截止阀（12、13）和平衡阀（10），启动循环风机（6）使空气循环，气体加热器（4）给循环空气加热，热空气进入胶囊后通过对流和传导把热量传递给待干燥的物料，使物料中的水份蒸发，蒸发的水份混在气流中从湿空气排出口排出胶囊。排出胶囊的湿空气经过气流分配器（16）后部分（或全部）进入冷凝器（5），气流中的部分水蒸气冷凝成液态水，储存在冷凝器底部。去掉部分水蒸气的湿空气经过加热后，温度升高、相对湿度下降，再次进入胶囊。如此不断循环。

当胶囊底部或水汽冷凝器底部的液态水积累到一定程度时，需要短暂停止气流循环系统的运转，打开截止阀（14、15），用水泵（8、9）将液态水抽出。

本发明已通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例仅用于举例和说明的目的，而非意在将本发明限制于所述的实施方案范围内。对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明技术、设计原理的前提下，还可做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种木材干燥设备，其特征在于：用一个可以密闭的软胶囊作为木材干燥设备的干燥室，该软胶囊上开有供木材装入和取出之用的带盖板的开口，以及供气体泵入胶囊的接口和排出胶囊的接口。

2.根据权利要求1所述的木材干燥设备，其特征在于：所述软胶囊用柔软的薄壁材料制造，易于折叠和卷曲，且折叠和卷曲后胶囊的体积大大缩小。

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