專利名稱：一種提高木材透氣性的處理設(shè)備和處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種木材的預(yù)處理設(shè)備和預(yù)處理方法，特別涉及一種提高難于干燥木材的透氣性的預(yù)處理設(shè)備和預(yù)測(cè)方法，屬于木材預(yù)處理技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
木材干燥是木制品生產(chǎn)過程中最為重要的工藝環(huán)節(jié)，在熱力作用下木材中的水分以蒸發(fā)或沸騰的汽化方法由木材中排出，降低木材中的水分含量，木材干燥過程在其能耗約占到木制品生產(chǎn)總能耗的40% 70%。對(duì)木材進(jìn)行正確、合理的干燥處理，既是保證木制品質(zhì)量的關(guān)鍵，又是合理利用和節(jié)約木材的重要手段。但是對(duì)于大多數(shù)透氣性差的木材(如梓木，桉木，楸木等)直接采用傳統(tǒng)的干燥方法容易出現(xiàn)干燥缺陷，而且干燥周期也比較長，既耗時(shí)又耗能，所以在干燥之前，對(duì)木材進(jìn)行預(yù)處理，提高其透氣性，打通木材內(nèi)部的水分通道，對(duì)縮短干燥時(shí)間，減少干燥缺陷具有重要意義。透氣性差、難以干燥的木材在干燥過程中由于木材的含水率分布不均勻，含水率梯度較大，使得干燥應(yīng)力較大，以及木材自身存在的生長應(yīng)力，使得這些木材干燥過程中容易出現(xiàn)干燥缺陷(如表面開裂，變形，更嚴(yán)重的會(huì)出現(xiàn)內(nèi)部開裂)。為了利于木材的干燥，提高木材干燥質(zhì)量，研究了多種方法以提高木材透氣性差，例如申請(qǐng)?zhí)枮?00710143652.0的發(fā)明專利申請(qǐng)公開了一種在保持木材本身的物理力學(xué)性能及外觀完整的條件下，使木材內(nèi)的毛細(xì)管全部或部分打開的木材內(nèi)部微爆破方法。該發(fā)明方法是在壓力罐內(nèi)將木材通過加壓，再瞬間釋放壓力的方法制造出的一類具有良好通透性的木質(zhì)材料，為木材改性提供基礎(chǔ)。該方法雖然具有如下優(yōu)點(diǎn)和效果:(I)適用于所有木材為原料；(2)具有方法簡單、可操作性強(qiáng)、且安全可靠的優(yōu)點(diǎn)；(3)可較好地實(shí)現(xiàn)改善木材的通透性的目的；(4)利用木材內(nèi)部微爆破方法改良木材的通透性，為木材的功能性改性提供技術(shù)保障；(5)具有無污染，為綠色環(huán)保型生產(chǎn)方法；(6)可以制造出具有通透性良好的木材，增加木材的比表面積，提高木材的綠色環(huán)保的功效，但是該方法僅限于處理厚度為0.5-200mm的木材，而且處理過程中采用壓力容器，危險(xiǎn)性更高，木材內(nèi)部微爆破處理時(shí)，木材內(nèi)部水分移動(dòng)緩慢，內(nèi)部處理不均勻，易出現(xiàn)干燥缺陷，影響干燥木材的干燥質(zhì)量，而且干燥周期長，干燥效率低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)以上現(xiàn)有技術(shù)的問題而提供一種提高木材透氣性的預(yù)處理設(shè)備和預(yù)處理方法，該預(yù)處理設(shè)備和預(yù)處理方法在真空狀態(tài)下通過對(duì)木材進(jìn)行超聲波處理使得木材的水分通道被打通，水分通道暢通，增強(qiáng)了水分的滲透性、縮短了預(yù)處理木材后續(xù)干燥時(shí)間，降低了干燥過程中的應(yīng)力，減少了木材的干燥缺陷。為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的，本發(fā)明一方面提供一種木材透氣性的處理設(shè)備包括內(nèi)部呈空腔的木材處理室、超聲波處理裝置、對(duì)木材處理室的空腔內(nèi)抽真空處理的抽真空裝置、放置待處理木材的裝材組件和檢測(cè)木材溫度的檢測(cè)裝置，其中:所述超聲波處理裝置由通過導(dǎo)線連接的超聲波發(fā)生器和至少一個(gè)超聲波換能器組成；所述超聲波換能器和裝材組件安裝在木材處理室的空腔內(nèi)，超聲波換能器對(duì)碼放在裝材組件上的待處理木材進(jìn)行超聲波處理。其中，裝材組件設(shè)置在木材處理室空腔的中下部，待處理木材放置在裝材組件的上表面。特別是，裝材組件為平板狀，其兩端與木材處理室空腔的內(nèi)壁接觸并固定，或者在平板狀的裝材組件的底部固定支腳，通過支腳支撐在木材處理室的空腔內(nèi)壁上；或者在平板狀裝材組件的底部安裝滾輪，通過滾輪支撐在木材處理室的空腔內(nèi)壁上。尤其是，裝材組件水平放置在木材處理室空腔內(nèi)。特別是，所述裝材組件上還開設(shè)有孔狀或狹縫狀通道。其中，所述木材處理室與所述抽真空裝置通過真空導(dǎo)出口相連，實(shí)現(xiàn)抽真空裝置對(duì)所述木材處理室的空腔進(jìn)行所述的抽真空處理。特別是，所述抽真空裝置對(duì)所述木材干燥室空腔施加0.02-0.05MPa的絕對(duì)壓力。特別是，所述的抽真空裝置包括真空泵、壓力控制器、真空導(dǎo)出口和壓力表，所述真空導(dǎo)出口和壓力控制器通過導(dǎo)管與所述真空泵連接；所述壓力表安裝在所述木材處理室上，用于測(cè)定所述木材處理室空腔內(nèi)的壓力，即觀察和測(cè)定木材處理室的空腔內(nèi)的真空度。其中，所述超聲波換能器設(shè)置在裝材組件的上部，為待處理木材施加超聲波，處理待處理木材。特別是，所述超聲波換能器對(duì)裝材組件上放置的待干燥木材施加功率為1-3W、頻率為20-28KHZ的超聲波。尤其是，所述超聲波換能器均勻設(shè)置在待處理木材的上表面，且與待處理木材上表面直接接觸。特別是，所述超聲波換能器豎直放置，與裝材組件相互垂直，并且與木材表面直接接觸。為了減少超聲波的衰減，將超聲波換能器放置在所述裝材組件上碼放的待處理木材的上表面,使所述超聲波換能器與待處理木材的上表面直接接觸,對(duì)木材進(jìn)行超聲波處理。特別是，超聲波換能器均勻設(shè)置在待處理木材的上表面，且與待處理木材上表面直接接觸，為待處理木材施加超聲波，超聲波處理待處理木材。尤其是，所述超聲波換能器沿著待處理木材的厚度方向垂直放置，并且與木材表面接觸。發(fā)明人經(jīng)過無數(shù)次試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)超聲波換能器與待處理木材直接接觸時(shí)木材干燥效率顯著提高。尤其是，所述超聲波換能器的面積與木材的表面積相等或大致相等，顯著提高木材超聲波干燥效率、減少干燥木材的干燥缺陷，提高干燥木材的品質(zhì)。其中，所述檢測(cè)裝置由通過導(dǎo)線連接的溫度傳感器和溫度記錄器組成，其中，所述溫度傳感器安裝在碼放在所述裝材組件上的待處理木材的內(nèi)部，用于測(cè)量木材內(nèi)部的溫度。特別是，所述溫度傳感器均勻安裝在木材的內(nèi)部，使得木材的溫度測(cè)定準(zhǔn)確。本發(fā)明另一方面提供一種利用上述木材處理設(shè)備提高木材透氣性的方法，包括如下順序進(jìn)行的步驟:I)將待處理木材鋸切成要求厚度的木段后碼放在所述裝材組件上，并將溫度傳感器安放在木段里面；2)根據(jù)待處理木材的長度和寬度方向組成的平面的面積設(shè)定超聲波換能器的功率和頻率；3)開啟抽真空裝置對(duì)木材處理室的空腔進(jìn)行抽真空處理，使木材處理設(shè)備的木材處理室空腔內(nèi)的絕對(duì)壓力低于0.05MPa ；4)在保持木材處理室空腔內(nèi)的真空狀下，開啟超聲波處理裝置，通過超聲波換能器對(duì)木材進(jìn)行超聲波處理5)利用檢測(cè)裝置檢測(cè)木段內(nèi)部的溫度，并在檢測(cè)到木段內(nèi)部溫度不再升高時(shí)，停止所述抽真空處理和超聲波處理。其中，步驟I)中所述木段的厚度為2_6cm ;優(yōu)選為2_5cm ;步驟2)中所述超聲波換能器的功率為每平方厘米木材上施加的超聲波的功率為1-3W，優(yōu)選為IW ;所述頻率為20-28KHZ，優(yōu)選為20kHz ;步驟3)中所述抽真空處理過程中處理設(shè)備的木材處理室空腔內(nèi)的絕對(duì)壓力優(yōu)選為0.02-0.05MPa，進(jìn)一步優(yōu)選為0.03MPa。壓力太高不利于處理過程中木材內(nèi)部壓力梯度的產(chǎn)生，壓力過低，使得真空泵耗能高，部分木材的水蒸氣通道由于壓力過低的緣故而閉塞，不利于水分揮發(fā)。特別是，步驟4)中所述超聲波換能器與待處理木材上表面直接接觸，即將超聲波換能器直接放置在待處理木材上表面，使超聲波換能器與待處理木材之間的間隔為O。特別是，所述超聲波換能器的面積與木材的表面積相等或大致相等，超聲波處理時(shí)，超聲波對(duì)木材處理更加均勻，顯著提高木材超聲波處理效率、提高木材透氣性。特別是，還包括步驟2A)，在設(shè)定超聲波換能器功率和頻率之前，將超聲波換能器均勻設(shè)置在待處理木材的上表面，且與待處理木材上表面直接接觸，為待處理木材施加超聲波，超聲波處理待處理木材。將超聲波換能器與所述裝材組件上碼放的待處理木材直接接觸，也就是說超聲波換能器與木材之間的距離為0，減少了超聲波的衰減，使所述超聲波換能器下表面與待處理木材的上表面直接接觸,對(duì)木材進(jìn)行超聲波處理。尤其是，所述超聲波換能器沿著待處理木材的厚度方向垂直放置，并且與木材表面接觸。特別是，步驟I)中在木段上鉆孔，然后將溫度傳感器安裝在所述木段的小孔內(nèi)。尤其是，在木段長度和厚度方向組成的平面鉆孔，沿木段厚度方向每隔l-2cm鉆孔；沿木段長度方向每隔l-4cm鉆孔。特別是，所述溫度傳感器的直徑為1_。在木段上鉆孔將溫度傳感器安裝在木段內(nèi)部，使得測(cè)定的木材內(nèi)部的溫度更準(zhǔn)確。本發(fā)明在真空狀態(tài)下采用超聲波處理方法處理木材，由于超聲波作用過程中的機(jī)械作用產(chǎn)生的攪動(dòng)和流動(dòng)，空化作用過程中產(chǎn)生的局部高溫、高壓區(qū)，以及由于空化泡閉合后產(chǎn)生局部沖擊波，使得木材內(nèi)部的很多水分通道(如導(dǎo)管，管胞，紋孔)被打通，從而使得經(jīng)過超聲波預(yù)處理的木材的水分的滲透性增強(qiáng)，有利于干燥過程中木材內(nèi)部水分的遷移，從而加快了木材干燥過程，縮短干燥周期；另外由于處理后的木材滲透性增強(qiáng)，使得木材干燥過程中內(nèi)部水分移動(dòng)速度和木材表面水分蒸發(fā)速度差值減小，使得含水率梯度減小，從而使得干燥過程中的應(yīng)力減小，減少了干燥缺陷。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:1、采用本發(fā)明方法處理的木材的透氣性增強(qiáng)，本發(fā)明方法打通了木材內(nèi)部的水分通道，使木材在干燥過程中其內(nèi)部水分揮發(fā)時(shí)通道暢通，改善了木材的透氣性，為透氣性差的木材的后續(xù)利用提供了一種預(yù)處理方法。2、本發(fā)明不僅僅使得難干材的干燥周期縮短，改善了木材干燥品質(zhì)，而且還大大減少了干燥過程中的干燥缺陷。3、本發(fā)明方法處理后的木材干燥去除相同含水量所需時(shí)間短，經(jīng)本發(fā)明方法處理后的木材的干燥速率是未經(jīng)處理木材的干燥速率的1.12倍以上，達(dá)到3.17倍，顯著提高了木材的干燥速度和效率。4、本發(fā)明的預(yù)處理設(shè)備對(duì)于設(shè)備木材處理室空腔內(nèi)的壓力，超聲波處理的功率，頻率可以進(jìn)行無極調(diào)節(jié)，適宜處理各種性質(zhì)的木材。5、本預(yù)處理設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，預(yù)處理方法操作方便，處理過程中工藝控制條件易控，適合處理各種木材，適宜大規(guī)模推廣應(yīng)用。


圖1是本發(fā)明木材預(yù)處理設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1中沿A-A的剖視圖。附圖標(biāo)記說明:1、木材處理室；11、封閉門；2、超聲波處理裝置；21、超聲波發(fā)生
器；22、超聲波換能器；3、抽真空裝置；31、真空導(dǎo)出口 ；32壓力表；33、壓力控制器；34、真空泵；35、壓力傳感器；4、裝材組件；5、溫度檢測(cè)裝置；51傳感器；52溫度記錄器；6、木段；
7、底座
具體實(shí)施例方式下面參照附圖，詳細(xì)描述實(shí)施本發(fā)明提高木材透氣性的處理方法的設(shè)備和提高木材透氣性的方法的具體實(shí)施例。如圖1所示，本發(fā)明的提高木材透氣性的處理設(shè)備由內(nèi)部具有空腔的木材處理室
1、超聲波處理裝置2、對(duì)木材處理室I的空腔內(nèi)抽真空的抽真空裝置3、安置待處理木材的裝材組件4和檢測(cè)木材溫度的檢測(cè)裝置5組成。參照?qǐng)D1、2，處理設(shè)備的木材處理室I呈橫臥的圓柱體形，其內(nèi)部形成截面為圓形的圓柱形空腔，空腔的一端封閉，另一端設(shè)可開閉的封閉門11，木材處理室I固定在底座7上，使木材處理室空腔的軸線與地面平行。本發(fā)明中木材處理室的形狀除了為橫臥的圓柱體形之外，其他任何形狀均適用于本發(fā)明，例如球形、立方體形、長方體形等均適用于本發(fā)明。如圖1所示，木材處理室I內(nèi)部空腔內(nèi)安置有平板狀裝材組件4，裝材組件4水平放置，其左右兩端分別與木材處理室空腔的內(nèi)壁相接觸，以便將裝材組件4支撐在空腔內(nèi)，將內(nèi)部空腔分成上下兩部分，裝材組件4以上的部分形成放置待處理木材的空間。
本發(fā)明具體實(shí)施方式
中選用平板狀的裝材組件4，裝材組件除了為平板狀之外，還可以在平板狀裝材組件4的底部固定支腳，裝材組件4通過支腳支撐在木材處理室的空腔內(nèi)壁上；或者在平板狀裝材組件4的底部安裝滾輪，裝材組件4通過滾輪支撐。在裝材組件4上設(shè)置呈孔狀或狹縫狀通道，例如在裝材組件上開設(shè)小孔、小縫隙等，利于木材處理室I空腔內(nèi)空氣的流通和循環(huán)。如圖1、2所示，在木材處理室I的空腔內(nèi)安裝超聲波換能器22，超聲波換能器22安裝在裝材組件4的上部，超聲波換能器22沿著豎直方向安裝，與裝材組件4上放置的木材相互垂直。超聲波換能器22通過導(dǎo)線與放置在木材處理室I外部的超聲波發(fā)生器21相連接。超聲波換能器22均勻分布在待處理木材的上表面,與待處理木材上表面直接接觸。開啟超聲波處理裝置2的電源后，超聲波換能器對(duì)放置在裝材組件4上的木材施加超聲波，進(jìn)行超聲波處理。將超聲波換能器22沿著待處理木材的厚度方向垂直放置，并且與木材表面接觸。抽真空裝置3由壓力傳感器35，真空泵34、壓力控制器33、真空導(dǎo)出口 31和壓力表32組成，真空導(dǎo)出口開設(shè)在木材處理室I上，通過導(dǎo)管與真空泵34相連，實(shí)現(xiàn)抽真空裝置對(duì)木材處理室I的空腔進(jìn)行抽真空處理；壓力控制器33通過導(dǎo)管與真空泵34連接；壓力表32安裝在木材處理室上，用于測(cè)定木材處理室空腔內(nèi)的壓力，即觀察和測(cè)定木材處理室的空腔內(nèi)的真空度；壓力控制器33用于控制木材處理室內(nèi)部空腔的壓力，當(dāng)木材處理室內(nèi)壓力過高，通過壓力傳感器35的感應(yīng)，真空泵就開始抽真空，來保持內(nèi)部壓力。木材溫度檢測(cè)裝置5由溫度傳感器51通過導(dǎo)線與溫度記錄器52組成，溫度傳感器51均勻分布在待處理木段內(nèi)部，測(cè)定木段在超聲波處理過程中木段內(nèi)部的溫度，溫度記錄器52記錄并顯示溫度傳感器測(cè)定的木材內(nèi)部的實(shí)時(shí)溫度。本發(fā)明實(shí)施例中所處理的木材采用桉木(Eucalyptus grandisXE.urophylla.)、楸木(Carya illinoensis),其中，桉木采自廣西,平均氣干密度為0.60g/cm3,含水率為85-90%左右；楸木采自東北林區(qū)，平均氣干密度為0.52g/cm3，含水率為85-90%;將桉木和楸木制成尺寸分別為200mm (長度)X IOOmm (寬度)X 20_60mm (厚度方向)的木塊,按照國家標(biāo)準(zhǔn)GB1928-91鋸切。實(shí)施例1取尺寸為200mm (長度)X IOOmm (寬度)X 40mm (厚度)的桉木木段進(jìn)行超聲波處理，提高桉木木材的透氣性。1、在每個(gè)桉木木段的長度和厚度組成的平面內(nèi)上鉆孔，沿著木段的長度方向上相鄰兩個(gè)鉆孔之間的水平間距為4cm ;沿著厚度方向上相鄰兩個(gè)鉆孔之間的垂直間距為Icm ；然后將直徑為1_的溫度傳感器安裝在所述木段的小孔內(nèi)，在木段的厚度方向上均勻排列3層溫度傳感器51,在木段的長度方向上均勻排列4層溫度傳感器51。2、在裝材組件4上平行放置一塊桉木木段6，使桉木木段的厚度方向與木材處理室I的徑向(高度)方向相一致，即放置在裝材組件4上桉木木段的高度為40mm ；3、在桉木木段的厚度方向上垂直于桉木木段長度與寬度組成的平面內(nèi)均勻放置2個(gè)超聲波換能器22，并且使超聲波換能器22與在桉木木段6的上表面直接接觸。本實(shí)施例例中超聲波換能器22的安置個(gè)數(shù)為2個(gè)，放置超聲波換能器的個(gè)數(shù)根據(jù)待處理木材的面積確定，可以為I個(gè)或I個(gè)以上多個(gè)換能器，使得每平方厘米木段上施加的超聲波功率為1-3W。4、調(diào)節(jié)超聲波發(fā)生器21，使得每個(gè)超聲波換能器22的功率為100W，頻率為20kHz，即設(shè)置超聲波換能器22的功率為每平方厘米木段上施加的超聲波功率為IW ;5、關(guān)閉封閉門11后開啟真空泵34，對(duì)木材處理室空腔進(jìn)行抽真空處理，通過壓力控制器33使木材處理設(shè)備的木材處理室空腔內(nèi)的絕對(duì)壓力達(dá)到0.05MPa ；6、保持木材處理室空腔內(nèi)的絕對(duì)壓力為0.05MPa的狀態(tài)下，開啟超聲波處理裝置，對(duì)木材進(jìn)行超聲波處理，其中每平方厘米木段上施加的超聲波功率為1W。7、開啟溫度檢測(cè)裝置5，通過觀察溫度記錄器52上顯示的木段內(nèi)部溫度，直至木段內(nèi)部的溫度不在升高，處理結(jié)束，制得透氣性提高的木材。實(shí)施例2除了桉木木段的厚度為20mm，在木段的厚度方向上均勻排列I個(gè)溫度傳感器51之夕卜，其余與實(shí)施例1相同。實(shí)施例3除了超聲波處理過程中木材處理室空腔內(nèi)絕對(duì)壓力為0.03MPa，每個(gè)超聲波換能器的功率為150W，頻率為20kHz，每平方厘米木段上施加超聲波功率為1.5W之外，其余與實(shí)施例I相同。實(shí)施例4取尺寸為200mm (長度)X IOOmm (寬度)X 30mm (厚度)的楸木木段進(jìn)行超聲波處理，提高桉木木材的透氣性。1、在每個(gè)楸木木段的長度、寬度和厚度方向組成的平面內(nèi)上鉆孔，沿著木段的長度方向上相鄰兩個(gè)鉆孔之間的水平間距為4cm ;沿著厚度方向上相鄰兩個(gè)鉆孔之間的垂直間距為Icm ;然后將直徑為Imm的溫度傳感器安裝在所述木段的小孔內(nèi)，在木段的厚度方向上均勻排列2層溫度傳感器51，在木段的順紋方向上均勻排列4層溫度傳感器51。2、在裝材組件4上平行放置一塊楸木木段6，使得楸木木段的厚度與木材處理室I的徑向(高度)方向相一致，即放置在裝材組件4上楸木木段的高度為30mm。3、在楸木木段的厚度方向上垂直于楸木木段長度和寬度方向組成的平面內(nèi)均勻放置2個(gè)超聲波換能器22，并且使超聲波換能器22與楸木木段6直接接觸。4、調(diào)節(jié)超聲波發(fā)生器21，使得每個(gè)超聲波換能器22的功率為100W，頻率為25kHz，即設(shè)置超聲波換能器22的功率為每平方厘米木段上施加的超聲波功率為IW ;5、關(guān)閉封閉門11后開啟真空泵34，對(duì)木材處理室I的空腔進(jìn)行抽真空處理，通過壓力控制器33使木材處理設(shè)備的木材處理室空腔內(nèi)的絕對(duì)壓力達(dá)到0.05MPa。6、保持木材處理室空腔內(nèi)的絕對(duì)壓力為0.05MPa的狀態(tài)下，開啟超聲波處理裝置，對(duì)木材進(jìn)行超聲波處理，其中每平方厘米木段上施加的超聲波功率為1W。7、開啟溫度檢測(cè)裝置5，通過觀察溫度記錄器52上顯示的木段內(nèi)部溫度，直至木段內(nèi)部的溫度不在升高，處理結(jié)束，制得透氣性提高的木材。實(shí)施例5除了楸木木段的厚度為60mm，在木段的厚度方向上均勻排列5個(gè)溫度傳感器51，超聲波處理過程中木材處理室空腔內(nèi)絕對(duì)壓力為0.02MPa，每個(gè)超聲波換能器的功率為300W，頻率為28kHz，每平方厘米木段上施加的超聲波功率為3W之外，其余與實(shí)施例1相同。實(shí)施例6除了楸木木段的厚度為20mm，在木段的徑向方向上均勻排列I個(gè)溫度傳感器51，
超聲波處理過程中木材處理室空腔內(nèi)絕對(duì)壓力為0.03MPa，每個(gè)超聲波功率為100W，頻率
為20kHz，每平方厘米木段上施加的超聲波功率為IW之外，其余與實(shí)施例1相同。對(duì)照例I以實(shí)施例1的桉木木段作為對(duì)照例I。對(duì)照例2以實(shí)施例2的桉木木段作為對(duì)照例2。對(duì)照例3以實(shí)施例4的楸木木段作為對(duì)照例3。對(duì)照例4以實(shí)施例5的楸木木段作為對(duì)照例4。對(duì)照例5以實(shí)施例6的楸木木段作`為對(duì)照例5。試驗(yàn)例木材干燥實(shí)驗(yàn)將實(shí)施例1-6制備木材和對(duì)照例1-5木材置于真空干燥窯中進(jìn)行真空干燥，其中
干燥窯內(nèi)的干燥溫度為60°C，絕對(duì)壓力為0.05MPa，干燥過程中每隔兩小時(shí)測(cè)定木材的重
量，當(dāng)木材含水率達(dá)到10%時(shí)，結(jié)束真空干燥處理，統(tǒng)計(jì)木材從初始含水率為85-90%干燥
到含水率為10%的干燥時(shí)間，計(jì)算木材干燥速率。干燥時(shí)間和干燥速率如表I所示。表I木材干燥時(shí)間和干燥速率
干燥時(shí)間(h)~ 除濕平均含水率(％)干燥速率(％/h)
實(shí)施例1 Wl88 Γ20
實(shí)施例2 48Γ589LM
實(shí)施例 3 5678871753
實(shí)施例 4 58Γ 88ΙΤδ
實(shí)施例5 46 886LM
實(shí)施例 6 45Λ85 Γ87
對(duì)照例 I 105.787082
對(duì)照例 2 5δΓθ901764
對(duì)照例3 W987 7 0
權(quán)利要求
1.一種提高木材透氣性的處理設(shè)備，包括內(nèi)部具有空腔的木材處理室(I)、超聲波處理裝置(2)、對(duì)木材處理室(I)的空腔進(jìn)行抽真空處理的抽真空裝置(3)、放置待處理木材的裝材組件⑷和檢測(cè)木材溫度的檢測(cè)裝置(5)，其中: 所述超聲波處理裝置(2)由通過導(dǎo)線連接的超聲波發(fā)生器(21)和至少一個(gè)超聲波換能器(22)組成； 所述超聲波換能器(22)和裝材組件(4)安裝在木材處理室(I)的空腔內(nèi)，超聲波換能器(22)在真空狀態(tài)下對(duì)碼放在裝材組件(4)上的待處理木材進(jìn)行超聲波處理。
2.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征是所述木材處理室(I)與所述抽真空裝置(3)通過真空導(dǎo)出口(31)相連，實(shí)現(xiàn)抽真空裝置對(duì)所述木材處理室(I)的抽真空處理。
3.如權(quán)利要求1或2所述的設(shè)備，其特征是所述超聲波換能器(22)設(shè)置在裝材組件(4)的上部。
4.如權(quán)利要求1或2所述的設(shè)備，其特征是所述檢測(cè)裝置(5)由通過導(dǎo)線連接的溫度傳感器(51)和溫度記錄器(52)組成；其中，所述溫度傳感器(51)安裝在碼放在所述裝材組件(4)上的待處理木材的內(nèi)部,用于測(cè)量木材內(nèi)部的溫度。
5.如權(quán)利要求1或2所述的設(shè)備，其特征是所述超聲波換能器(22)均勻設(shè)置在待處理木材的上表面，且與待處理木材上表面直接接觸，為待處理木材施加超聲波，處理待處理木材。
6.一種利用如權(quán)利要求1-5任一所述木材處理設(shè)備提高木材透氣性的方法，包括如下順序進(jìn)行的步驟: 1)將待處理木材鋸切成要求厚度的木段(6)后碼放在裝材組件(4)上，并將溫度傳感器(51)安放在木段(6)里面； 2)根據(jù)待處理木材的長度和寬度方向組成的平面的面積設(shè)定超聲波換能器(22)的功率和頻率； 3)開啟抽真空裝置(3)對(duì)木材處理室(I)的空腔進(jìn)行抽真空處理，使木材處理設(shè)備的木材處理室(I)空腔內(nèi)的絕對(duì)壓力低于0.05MPa; 4)在保持木材處理室(I)空腔內(nèi)的真空狀下，開啟超聲波處理裝置(2)，通過超聲波換能器(22)對(duì)木材進(jìn)行超聲波處理； 5)利用檢測(cè)裝置(5)檢測(cè)木段內(nèi)部的溫度，并在檢測(cè)到木段(6)內(nèi)部溫度不再升高時(shí)，停止所述抽真空處理和超聲波處理。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征是步驟I)中所述木段的厚度為2-6cm。
8.如權(quán)利要求6或7所述的方法，其特征是步驟2)中所述超聲波換能器(22)的功率為每平方厘米木材上施加的超聲波的功率為1-3W，所述頻率為20-28KHZ。
9.如權(quán)利要求6或7所述的方法，其特征是步驟3)中所述抽真空處理過程中預(yù)處理設(shè)備木材處理室的空腔內(nèi)的絕對(duì)壓力為0.02-0.05MPa。
10.如權(quán)利要求6或7所述的方法，其特征是還包括步驟2A):在設(shè)定超聲波換能器功率和頻率之前，將超聲波換能器均勻設(shè)置在待處理木材的上表面。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種提高木材透氣性的預(yù)處理設(shè)備及處理方法，該裝置包括內(nèi)部具有空腔的木材處理室、超聲波處理裝置、安置待處理木材的裝材組件和檢測(cè)木材溫度的檢測(cè)裝置，超聲波處理裝置對(duì)碼放在裝材組件上的待處理木材進(jìn)行超聲波處理；本發(fā)明方法在真空狀態(tài)下對(duì)木材進(jìn)行的超聲波處理，改善了木材的透氣性，打通了木材內(nèi)部的水分通道，使木材在干燥過程中其內(nèi)部水分揮發(fā)時(shí)通道暢通，改善了木材干燥品質(zhì)，減少了干燥過程中的干燥缺陷，縮短了干燥周期，而且預(yù)處理設(shè)備簡單，操作方便，處理工藝條件(壓力，超聲波功率，頻率)可控，適宜處理各種木材。
文檔編號(hào)B27K5/00GK103112069SQ20121009055
公開日2013年5月22日 申請(qǐng)日期2012年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月30日
發(fā)明者何正斌, 李帆, 郭月紅, 伊松林, 高建民, 何正胤 申請(qǐng)人:北京林業(yè)大學(xué)