氣流擾動式木材浸漬裝置及木材浸漬方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種能夠縮短浸漬時間、提高浸漬速度，同時能夠使得浸膠后木材表層和中心密度基本一致的木材浸漬方法和氣流擾動式木材浸漬裝置。該裝置包括浸漬罐，在浸漬罐內(nèi)有與壓縮氣體源相通的旋風(fēng)管，旋風(fēng)管上有出風(fēng)孔，經(jīng)出風(fēng)孔進(jìn)入浸漬罐的氣體形成向同一方向旋轉(zhuǎn)的氣流，以吹動浸漬樹脂向同一方向旋轉(zhuǎn)。該木材浸漬方法，向浸漬罐內(nèi)通入樹脂液體；隨著浸漬過程的進(jìn)行，若浸漬罐內(nèi)壓力p＜x，則通過壓縮氣體源向旋風(fēng)管通入氣體，使得氣體經(jīng)出風(fēng)孔進(jìn)入浸漬罐內(nèi)形成向同一方向旋轉(zhuǎn)的渦流，吹動浸漬樹脂向同一方向旋轉(zhuǎn)，直到浸漬罐內(nèi)壓力p等于y時停止向旋風(fēng)管通入氣體。
【專利說明】氣流擾動式木材浸漬裝置及木材浸漬方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本技術(shù)涉及木材浸潰裝置和浸潰方法。
【背景技術(shù)】
[0002]木材浸潰樹脂(膠液)能夠增加木材的密度，提高力學(xué)性能。樹脂一般采用分子量小于400的脲醛樹脂。小分子樹脂可以進(jìn)入木材細(xì)胞壁內(nèi)間隙，增強(qiáng)細(xì)胞壁強(qiáng)度。木材浸樹脂時，一般選用壓力浸潰罐。先把木材放到支架上，然后把支架推進(jìn)浸潰罐內(nèi)，關(guān)閉浸潰罐蓋子，接著將裝有木材的浸潰罐抽真空，再通過樹脂輸入管向浸潰罐內(nèi)注滿樹脂，并保持壓力為0.4MPa。對于厚度約3cm的楊木板來說，在壓力為0.4MPa時，一般經(jīng)過4小時可以完成浸潰，能夠使得楊木的平均密度由0.4g/cm3提高到0.6 g/cm3。但經(jīng)過測試發(fā)現(xiàn)，浸潰后的楊木板在厚度方向上的密度相差較大，在靠近楊木板的表層處密度最大，達(dá)到0.7g/cm3以上，在靠近楊木板的中心處密度較小，一般只有0.5g/cm3。由于密度差的存在，導(dǎo)致木材性質(zhì)的不均勻，還容易引起木材變形。要減小木材表面和內(nèi)部的密度差值，就需要延長更多的時間，
造成上述密度差較大現(xiàn)象的原因， 申請人:分析，除了與木材厚度和浸潰時間有關(guān)外，可能還有如下原因:浸潰樹脂時，盡管采用分子量< 400的樹脂，但樹脂中總是含有少量分子量> 400的大分子。在浸注時這些大分子很難進(jìn)入木材內(nèi)部，就會附著在木材表面，附著的大分子樹脂阻礙了木材表層孔隙，影響了其它小分子繼續(xù)進(jìn)入木材內(nèi)部的速度；另外準(zhǔn)備浸潰的木材表面一般是粗加工板材，木材表面會有很多細(xì)小纖維(木毛)，在浸潰時細(xì)小纖維也會吸附在木材表面，阻礙了膠進(jìn)入木材內(nèi)部的速度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本技術(shù)的目的是提供一種能夠縮短浸潰時間、同時能夠使得浸膠后木材表層和中心密度基本一致的氣流擾動式木材浸潰裝置。
[0004]本技術(shù)的氣流擾動式木材浸潰裝置，包括浸潰罐，與浸潰罐相通的樹脂輸入管，設(shè)置在浸潰罐下部的用于放置木材的支架，在浸潰罐內(nèi)設(shè)置有與浸潰罐外的壓縮氣體源相通的旋風(fēng)管，旋風(fēng)管的管壁上設(shè)置出風(fēng)孔，出風(fēng)孔的軸線方向滿足:經(jīng)旋風(fēng)管上的出風(fēng)孔進(jìn)入浸潰罐的氣體形成向同一方向旋轉(zhuǎn)的氣流，以吹動浸潰罐內(nèi)的浸潰樹脂向同一方向旋轉(zhuǎn)。
[0005]上述的氣流擾動式木材浸潰裝置，旋風(fēng)管平行于浸潰罐的軸線。旋風(fēng)管有兩根以上，設(shè)置在浸潰罐內(nèi)的支架上部。
[0006]上述的氣流擾動式木材浸潰裝置，出風(fēng)孔有多個，沿著旋風(fēng)管的軸線設(shè)置。
[0007]上述的氣流擾動式木材浸潰裝置，在浸潰罐外設(shè)置有用于反映浸潰罐內(nèi)的浸潰樹脂液面高低的液位顯示器。
[0008]上述的氣流擾動式木材浸潰裝置，支架的底部設(shè)置滾輪。
[0009]本發(fā)明同時還提供了一種能夠縮短浸潰時間、提高浸潰速度，同時能夠使得浸膠后木材表層和中心密度基本一致的木材浸潰方法。[0010]本木材浸潰方法，使用上述的氣流擾動式木材浸潰裝置，先向浸潰罐內(nèi)通入樹脂液體，且樹脂的量要能夠淹沒木材；隨著浸潰過程的進(jìn)行，如果浸潰罐內(nèi)壓力P低于X，則通過壓縮氣體源向旋風(fēng)管通入氣體，使得氣體經(jīng)旋風(fēng)管上的出風(fēng)孔進(jìn)入浸潰罐內(nèi)形成向同一方向旋轉(zhuǎn)的渦流，并吹動浸潰樹脂向同一方向旋轉(zhuǎn)，直到浸潰罐內(nèi)壓力P等于y時停止向旋風(fēng)管通入氣體。
[0011]上述木材浸潰方法，y=0.42 MPa, χ=0.38 MPa。
[0012]本技術(shù)的有益效果:在浸潰過程中，如果壓力低于設(shè)定值，就通過旋風(fēng)管向浸潰罐內(nèi)吹入壓縮氣體，使得浸潰罐內(nèi)的浸潰樹脂向同一方向旋轉(zhuǎn)，流動的樹脂會把附著在木材表面的大分子樹脂帶走，同時木材表面的木毛也會隨流動的樹脂而飄動，使得木材表面孔隙暢通，這樣就加速了樹脂進(jìn)入木材的速度，縮短了浸潰時間，同時使得浸潰后木材的表里密度更加均勻一些。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是實施例1的氣流擾動式木材浸潰裝置截面圖(示意圖)。
[0014]圖2是實施例1的主視示意圖(圖1的右視圖，省略木材等)。
【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本技術(shù)作進(jìn)一步說明。
[0016]參見圖1、2所示的氣流擾動式木材浸潰裝置，包括具有端蓋11的浸潰罐I，與浸潰罐相通的具有閥門的樹脂輸入管2、具有閥門的抽真空管12、壓力表14，設(shè)置在浸潰罐下部的用于放置木材4的支架3，支架的底部設(shè)置滾輪5。在浸潰罐內(nèi)設(shè)置有兩根與浸潰罐外的壓縮氣體源相通的旋風(fēng)管6，在旋風(fēng)管6與壓縮氣體源相通的管路上設(shè)置有閥門13。旋風(fēng)管6設(shè)置支架上部，并平行于浸潰罐的軸線。
[0017]沿著旋風(fēng)管的軸線在旋風(fēng)管的管壁上設(shè)置多個出風(fēng)孔7，出風(fēng)孔的軸線方向滿足:經(jīng)旋風(fēng)管上的出風(fēng)孔進(jìn)入浸潰罐的氣體形成繞浸潰罐軸線向同一方向旋轉(zhuǎn)的渦流，以吹動浸潰罐內(nèi)的浸潰樹脂繞浸潰罐軸線向同一方向旋轉(zhuǎn)，木板表面的大分子量的樹脂隨旋轉(zhuǎn)的樹脂移動并離開木板表面。同時木材表面的木毛也會隨流動的樹脂而飄動，使得木材表面孔隙暢通。
[0018]在浸潰罐外設(shè)置有用于反映浸潰罐內(nèi)的浸潰樹脂液面高低的液位顯示管8，液位顯示管的上下端分別與浸潰罐的上下部相通。
[0019]厚度為3cm的楊木板進(jìn)行浸潰時,把楊木板材防置在支架上,然后打開浸潰罐端的端蓋11，沿著浸潰罐的軸線把支架推入浸潰罐內(nèi)，把端蓋11關(guān)閉并保持與浸潰罐密封。先通過抽真空管對浸潰罐內(nèi)抽真空，再通過樹脂輸入管2向浸潰罐內(nèi)通入分子量< 400的樹脂9，且樹脂的量要能夠淹沒木材。然后使得浸潰罐內(nèi)壓力P保持在0.4 MPa (壓力波動范圍0.38-0.42 MPa)。隨著浸潰的進(jìn)行，浸潰罐內(nèi)壓力會逐漸降低，當(dāng)壓力低于0.38 MPa,則通過壓縮氣體源向旋風(fēng)管通入壓力為0.6MPa的氣體，使得氣體經(jīng)旋風(fēng)管上的出風(fēng)孔進(jìn)入浸潰罐內(nèi)形成向同一方向旋轉(zhuǎn)的潤流，并吹動浸潰樹脂向同一方向旋轉(zhuǎn)，直到浸潰罐內(nèi)壓力P=0.42 MPa時停止向旋風(fēng)管通入氣體。浸潰過程中，在沒有通過旋風(fēng)管通入氣體時，如果通過浸潰液位顯示管觀察到樹脂液面低于某一數(shù)值而不能淹沒木材時，要通過樹脂輸入管2及時添加樹脂。
[0020]當(dāng)浸潰罐內(nèi)通入樹脂達(dá)到4 MPa壓力時開始計時，經(jīng)過4小時保壓可完成浸潰，再放出多余的浸潰樹脂液體就可卸出罐內(nèi)木材，對經(jīng)浸潰的楊木板材干燥后進(jìn)行測試，平均密度0.6 g/cm3。在靠近楊木板的表層處密度達(dá)到0.67g/cm3，在靠近楊木板的中心處密度達(dá)到0.55g/cm3以上。
【權(quán)利要求】
1.氣流擾動式木材浸潰裝置，包括浸潰罐，與浸潰罐相通的樹脂輸入管，設(shè)置在浸潰罐下部的用于放置木材的支架，其特征是:在浸潰罐內(nèi)設(shè)置有與浸潰罐外的壓縮氣體源相通的旋風(fēng)管，旋風(fēng)管的管壁上設(shè)置出風(fēng)孔，出風(fēng)孔的軸線方向滿足:經(jīng)旋風(fēng)管上的出風(fēng)孔進(jìn)入浸潰罐的氣體形成向同一方向旋轉(zhuǎn)的潤流，以吹動浸潰罐內(nèi)的浸潰樹脂向同一方向旋轉(zhuǎn)。
2.如權(quán)利要求1所述的氣流擾動式木材浸潰裝置，其特征是:旋風(fēng)管平行于浸潰罐的軸線。
3.如權(quán)利要求2所述的氣流擾動式木材浸潰裝置，其特征是:旋風(fēng)管有兩根以上，設(shè)置在浸潰罐內(nèi)的支架上部。
4.如權(quán)利要求1、2或3所述的氣流擾動式木材浸潰裝置，其特征是:出風(fēng)孔有多個，沿著旋風(fēng)管的軸線設(shè)置。
5.如權(quán)利要求1、2或3所述的氣流擾動式木材浸潰裝置，其特征是:在浸潰罐外設(shè)置有用于反映浸潰罐內(nèi)的浸潰樹脂液面高低的液位顯示器。
6.如權(quán)利要求1、2或3所述的氣流擾動式木材浸潰裝置，其特征是:支架的底部設(shè)置滾輪。
7.木材浸潰方法，其特征是:使用權(quán)利要求1-6任一所述的氣流擾動式木材浸潰裝置，先向浸潰罐內(nèi)通入樹脂液體，且樹脂的量要能夠淹沒木材；隨著浸潰過程的進(jìn)行，如果浸潰罐內(nèi)壓力P低于X值，則通過壓縮氣體源向旋風(fēng)管通入氣體，使得氣體經(jīng)旋風(fēng)管上的出風(fēng)孔進(jìn)入浸潰罐內(nèi)形成向同一方向旋轉(zhuǎn)的潤流，并吹動浸潰樹脂向同一方向旋轉(zhuǎn)，直到浸潰罐內(nèi)壓力P等于y值時停止向旋風(fēng)管通入氣體。
8.如權(quán)利要求7所述的木材浸潰方法，其特征是:y=0.42 MPa, x=0.38 MPa。
【文檔編號】B27K3/08GK103963126SQ201410215398
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年5月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月21日
【發(fā)明者】蔡家斌, 鄒國政, 趙宮軒, 蔡晨陽, 白軍杰, 康曉偉 申請人:南京林業(yè)大學(xué)