一種竹材碳化、烘干的一體裝置及其方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及竹材的加工設(shè)備，即一種竹材碳化、烘干的一體裝置及其方法。
【背景技術(shù)】
[0002]我國是世界上竹類資源最豐富的國家，約40多屬400多種，竹材種類及種植面積和蓄積量均居世界首位，我國竹類資源中利用價(jià)值最高的楠竹產(chǎn)量約占世界的90%。前些年，技術(shù)人員研發(fā)成功了用竹材經(jīng)加工成竹片并施以酚醛樹脂膠，經(jīng)熱壓而成的軍用卡車廂板產(chǎn)品，后來技術(shù)人員又開發(fā)了竹簾層積竹膠合板模板，因竹膠合板模板具有強(qiáng)度高、韌性好，彈性模量高等優(yōu)點(diǎn)，得到了建筑行業(yè)的認(rèn)可，目前用竹材制作碳化方料，以竹方代木方日益受到了人們的重視，用竹材制作碳化方料的方法步驟為:
1、撞機(jī)分片:將原竹截?cái)?，再用分片機(jī)將原竹進(jìn)行撞機(jī)分片，分成若干竹片，再用碾碎機(jī)將竹片碾碎成竹絲；
2、竹絲碳化:將竹絲入碳化爐內(nèi)進(jìn)行碳化，目的是使竹絲去糖脫脂，碳化溫度控制在130-160度，碳化時(shí)間為2小時(shí)，得到黃絲(黃色網(wǎng)狀竹絲)；
3、烘干:將碳化好的黃絲送入烘房進(jìn)行烘干，控制黃絲含水率在在12%內(nèi)，然后出烘房，烘房可以分立式和臥式烘房；
4、黃絲養(yǎng)生:烘干后的黃絲送進(jìn)干燥房進(jìn)行養(yǎng)生，即將黃絲在干燥房內(nèi)自然擱置，養(yǎng)生的目的是進(jìn)行水分平衡，讓黃絲的含水率均勻，使含水率不得超過12%，時(shí)間為一星期；
5、防腐處理:將經(jīng)過養(yǎng)生處理后的黃絲，放入防腐劑溶液中浸泡，控制溶液的PH值為
10.5-11，密度為1.065，當(dāng)密度低時(shí)添加新配的防腐劑溶液，浸泡時(shí)間為15-18分鐘，然后將黃絲取出，淋掉多余防腐劑溶液，將其送入烘房干燥至含水率5%。防腐劑溶液的配制；防腐劑采用蟲霉靈后再倒入120-170KG清水，攪拌均勻即可；
6、浸膠處理:經(jīng)過步驟5防腐處理后的黃絲裝入吊籃中，再將裝有黃絲的吊籃吊入膠池浸膠，要求竹絲完全浸沒在膠水中，浸膠時(shí)間控制在10-20分鐘，將竹絲吊籃吊出浸膠池，瀝干；膠水配制；原膠采用松香改性酚醛膠，按照原膠100份、水80-100份、尿素1-2份在膠池中進(jìn)行膠水配制，用30%氫氧化鈉控制膠水的PH值至10.5-11之間。
[0003]7、方料壓模:將浸膠后的竹絲整齊的放入料斗，再送進(jìn)模具腔內(nèi)，兩端拍打整齊，開始用壓機(jī)進(jìn)行壓制，油壓壓強(qiáng)控制在20-21Mpa之間(指停止加壓，開始打梢釘時(shí)的壓力表所顯示數(shù)值)。將24枚梢釘打入模具內(nèi)，使其達(dá)到鎖住蓋板的位置，模具拉出壓機(jī)后，立即裝好螺栓并旋緊螺母；
8、方竹高溫固化成型:將步驟7壓模后的模具送入隧道爐內(nèi)，使模具內(nèi)的方竹固化成型，隧道爐內(nèi)溫度分三個(gè)段，首先是升溫預(yù)熱段，溫度在80-100度；中間為高溫固化段，溫度在120-140之間，最后是冷卻區(qū)；根據(jù)不同大小的方竹要求，控制隧道爐的輸送速度，使模具在隧道內(nèi)停留的時(shí)間不同；小方竹為10-11小時(shí)，大方竹為11-30小時(shí)，隨時(shí)觀察溫度變化，每隔I小時(shí)記錄各測溫點(diǎn)的溫度。模具從隧道爐出來后，自然降溫至30° C，方可脫膜，脫膜后方竹已固化成型。
[0004]由上可知，碳化方料的制作步驟繁多，尤其是碳化，在高溫、高濕和高壓的條件下進(jìn)行，要用比較密封的碳化爐，是每一次碳化一簍，烘干是在高溫、低濕和無壓的條件下進(jìn)行，用烘干房，把碳化好的竹材再搬入烘干房，進(jìn)行烘干，效率較低，能耗較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服目前竹材碳化和烘干分用兩種設(shè)備，效率低，能耗高的缺點(diǎn)，本發(fā)明提出了一種竹材碳化、烘干的一體裝置。
[0006]這種竹材碳化、烘干的一體裝置，包括臥式的爐體，爐體外有保溫層，爐體兩端有進(jìn)料門和出料門，爐體底部鋪有軌道，軌道上有盛裝竹料的小車，小車上有竹材擺放架，其特征在于，爐體上有蒸汽入口，蒸汽入口通過蒸汽電磁閥和爐體內(nèi)一側(cè)的碳化蒸汽管相連通，碳化蒸汽管為雙層管結(jié)構(gòu)，內(nèi)層管有一縱向的排氣槽，外層管有一條縱向均勻布置的排氣小孔，外層管緊密的套在內(nèi)層管上，外層管上固定有一個(gè)齒圈，旁邊一個(gè)小電機(jī)的輸出軸端上固定有一個(gè)和齒圈相嚙合的齒輪，小電機(jī)上安裝有電磁控制盒，電磁控制盒動作時(shí)，夕卜層管轉(zhuǎn)動180度，即可以使內(nèi)層管的排氣槽與外層管的排氣小孔連通，碳化蒸汽排出，電磁控制盒再次動作時(shí)，外層管轉(zhuǎn)動180度，即可以使內(nèi)層管的排氣槽被外層管封閉，碳化蒸汽管末端通過烘干電磁閥和爐體內(nèi)另一側(cè)的烘干蒸汽管相連通，當(dāng)碳化蒸汽管向爐體內(nèi)放出蒸汽時(shí)，烘干電磁閥關(guān)閉，反之，烘干電磁閥打開，烘干蒸汽管上均勻的分布有散熱片，烘干蒸汽管的末端伸出爐體外，烘干蒸汽管的末端安裝有電磁調(diào)節(jié)閥，爐體上部還有碳化排氣孔，碳化排氣孔上安裝有碳化電磁排氣閥，用以排出爐體內(nèi)高壓、潮濕的空氣；爐體上部設(shè)有烘干排氣孔，烘干排氣孔上安裝有電磁排氣扇和電磁開關(guān)門，通過電磁開關(guān)門張開的大小可以調(diào)節(jié)電磁排氣扇的排氣量，用以排出爐體內(nèi)低壓、濕熱的空氣，爐體內(nèi)安裝有控制器和若干個(gè)傳感器。
[0007]在爐體的側(cè)壁、頂部和底部均勻安裝有溫度傳感器、濕度傳感器和壓力傳感器，這些傳感器都和控制器電連接，控制器還和電磁控制盒、蒸汽電磁閥、碳化電磁排氣閥、烘干電磁閥、電磁調(diào)節(jié)閥、電磁排氣扇、電磁開關(guān)門電連接；在爐體的側(cè)壁安裝有攝像頭，攝像頭和控制器上的顯示屏電連接。
[0008]碳化時(shí)，高溫蒸汽在爐體內(nèi)直接與竹材接觸，烘干時(shí)，通過散熱片散熱，高溫蒸汽在爐體內(nèi)不與竹材接觸，先碳化，后烘干，具體步驟如下:先裝好竹料，關(guān)好爐體兩端的爐門，啟動控制器，送入高壓蒸汽，第一階段是碳化，關(guān)閉烘干電磁閥、電磁調(diào)節(jié)閥、電磁排氣扇和電磁開關(guān)門，打開蒸汽電磁閥和碳化電磁排氣閥，電磁控制盒通過電機(jī)動作，使內(nèi)層管的排氣槽與外層管的排氣小孔連通，碳化蒸汽排出，碳化蒸汽使竹料在高溫、高濕和高壓的條件下進(jìn)行碳化，一般溫度130-160° C，濕度75-85%，爐體內(nèi)氣體壓力2-5kg/cm2，1_2小時(shí)后，使竹絲去糖脫脂，進(jìn)入第二階段烘干，電磁控制盒通過電機(jī)動作，使內(nèi)層管的排氣槽與外層管的排氣小孔不連通，打開烘干電磁閥、電磁排氣扇和電磁開關(guān)門，烘干蒸汽通過電磁閥、另一側(cè)的烘干蒸汽管，加熱散熱片，使竹料在高溫、低濕和無壓的條件下進(jìn)行烘干，一般溫度100-130° C，濕度5-15%，爐體內(nèi)氣體壓力為常壓，1-2小時(shí)后，使竹絲含水率降到12%以下，然后就可以出爐卸料了。
[0009]在控制器中，設(shè)定有溫升曲線、濕度變化曲線和壓力變化曲線，當(dāng)爐體內(nèi)氣體實(shí)際的溫度、濕度、壓力和溫升曲線、濕度變化曲線、和壓力變化曲線不一致時(shí)，通過控制器的自動或手動操作可以進(jìn)行調(diào)節(jié)，控制器上的顯示屏上，適時(shí)的反映出爐體內(nèi)竹材的成色，可供工作人員參考。
[0010]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是將碳化和烘干兩個(gè)不同條件的不同工藝整合在一個(gè)裝置中，爐體中，一側(cè)為碳化蒸汽管，另一側(cè)為烘干蒸汽管，先碳化后烘干，通過若干個(gè)傳感器和電磁閥實(shí)現(xiàn)自動控制，效率較高，能耗較低。
【附圖說明】
[0011]圖1是本發(fā)明的主視剖面圖(未畫出小車)
圖2是本發(fā)明的俯視剖面圖
圖3是本發(fā)明的側(cè)視剖面圖圖4是本發(fā)明的碳化蒸汽管剖面圖圖5是本發(fā)明的控制流程圖
圖中:1、爐體，2、保溫層，3、進(jìn)料門，4、出料門，5、軌道，6、小車，7、擺放架，8、烘干蒸汽出口，9、蒸汽電磁閥，10、碳化蒸汽管，11、排氣小孔，12、碳化排氣孔，13、碳化電磁排氣閥，14、烘干電磁閥，15、烘干蒸汽管，16、散熱片，17、電磁調(diào)節(jié)閥，18、烘干排氣孔，19、電磁排氣扇，20、電磁開關(guān)門，21、溫度傳感器、濕度傳感器或壓力傳感器，22、攝像頭，23、內(nèi)層管，24、排氣槽，25、外層管，26、齒圈，27、齒輪。
【具體實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖通過實(shí)施例對本發(fā)明詳細(xì)說明如下:
在圖1、圖2、圖3和圖4