CN104400863A - 用于将软木压密变硬木的设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于将软木压密变硬木的设备，设备包括压密支架、加热系统、加压组件以及热压盘；加压组件设于压密支架的上部，热压盘设于压密支架的下部，加压组件可向下运动对热压盘施压；热压盘为导热材质，加热系统连接热压盘并向其传递热源；热压盘包括盘体和压板，盘体的上表面设有用于盛放木材的矩形凹槽，凹槽的侧壁设有管口，用于排除冷却水；压板设于盘体的上方，压板通过设于压密支架的滑动机构可分别进行垂直方向的运动；使用时，压板从盘体上方下压扣合，使凹槽形成一个密封空间。该设备具有结构简单、成本低、压密成效好且生产效率高的特点；经其压密后的木材材质硬朗、强度高耐磨及承受力度大。

Description

用于将软木压密变硬木的设备

技术领域

本发明涉及木材加工领域，特别是涉及一种用于将软木压密变硬木的设备。

背景技术

目前，我国是当今世界上木制品制造的大国，所需木材的原料几乎来源于进口，在进口的木材原料当中硬木的比例大于软木，(通常把针叶材称为软木，如松木、杉木等；把阔叶材称硬木，如橡木、枫木、水曲柳等)硬木质地坚实但生长缓慢，木质结构细密紧致，一般这样的木材比重很大。这些木材坚硬细密，色泽华丽，花纹优美细腻，是做家具和木制品的上乘材料，因而价格也非常昂贵，而软木则是由许多辐射排列的扁平细胞组成。细胞腔内往往含有树脂和单宁化合物，细胞内充满空气，质地轻软，富有弹性，比重较轻，但生长周期短，价格比起硬木的价格要低廉实惠，一般用来做家具和木制品辅料或者芯材来使用。软木的花纹则粗犷豪放，透有一种山水画般的感觉。由于该木性的缺陷，往往木制品制造商几乎不采用软木来生产家具和木制品等产品，即使软木的产品价格再低廉且花纹再粗狂豪放也不会被市场看好，主要原因是该木材的质地轻软，承受力度小，只能充当硬木的配角。其附加值很低，利用价值不高，经济效益也不好；从而淡出了消费者的视野。

针对上述问题，申请人致力发明将软木的质地柔软，承受力度小，密度低及硬度低的缺陷改变成硬木的特性；且经过常年的研究和反复多次的实验并长期对该项目的观察，终于突破了从软性木材压密成硬性木材的工艺难关。研制出将软木压制成硬木的热压盘装置以及运用该热压盘的设备，该设备制备出来的软木质地柔软，承受力度小，密度低及硬度低的缺陷改变成硬木的特性，材质硬朗、强度高耐磨及承受力度大。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种用于将软木压密变硬木的设备，为利用压密变硬技术生产软木压密板的新型设备，实现全自动化操作，具有结构简单、成本低、压密成效好且生产效率高的特点；该设备的压密流程将软木质地柔软，承受力度小，密度低及硬度低的缺陷改变成硬木的特性，压密后的木材材质硬朗、强度高耐磨及承受力度大。

为解决上述技术问题，本发明包括以下的技术方案：

一种用于将软木压密变硬木的设备，设备包括压密支架、加热系统、加压组件以及热压盘；

加压组件设于压密支架的上部架体上，热压盘设于压密支架的下部架体上，加压组件可向下运动对热压盘施压；热压盘为导热材质，加热系统连接热压盘并向其传递热源；

热压盘包括盘体和压板，盘体的上表面设有用于盛放木材的矩形凹槽，凹槽的侧壁设有管口，用于排除冷却水；压板设于盘体的上方，压板通过设于压密支架的滑动机构可分别进行垂直方向的运动；使用时，压板从盘体上方下压扣合，使凹槽形成一个密封空间。

使用时，具有合适含水率的木材在密闭的凹槽内进行高温高压压密处理，木材内部细胞组织结构从蜂窝状态组织结构变成实芯线状组织细胞结构，其内部结构中的空气、树脂和单宁化合物等均匀排放出来；再续压后，木细胞组织结构变成线状条形的状态。

本发明的设备同时压密数块软木，具有高效率操作特性，热压盘的数量不少于2个，各热压盘沿垂直方向排列形成多层结构，且下层盘体的底面与上层压板的顶面固定连接，形成一体式板体；滑动机构为滑杆件，滑杆件的顶端固定于压密支架上，底端连接板体的侧边。

进一步对热压盘结构改进，加热系统为电加热导热油系统，盘体为内部带空腔的密封式结构，该空腔用于通入导热油；盘体的上表面环绕所述凹槽设有槽沟，槽沟内设有密封胶圈。该热压盘结构简单、使用方便，通过在压密过程中压力、温度、时间等参数的调节，达到软木具有硬木特性和稳定性的目的；此外，该热压盘压制的木材表面平整光滑如镜面，光泽度好，其表面无需加工便可使用。

进一步地，设备中的加压组件的具体改进方案为：加压组件包括若干个第一油缸以及设于第一油缸两侧端的第二油缸；

第一油缸的缸筒下压对热压盘进行施压，第二油缸的缸筒通过连接杆连接第一油缸，用于推动第一油缸向上运动。

本发明的第一油缸作向下滑动以进行软木的压密加工，为保证压密足够的压力，其重量一般较大。但是，在其工作完毕需要恢复原位时，往往因重量过大难以向上运动；为解决该问题，本发明通过设置第二油缸增加向上的推力来实现第一油缸的上移。

本发明还提供了设备的另一种改进：设备还包括预热支架和蒸汽注入系统；

预热支架为沿竖直方向排列有多层链轮传动机构的架体，链轮传动机构用于传送盛放木材的托盘至热压盘，托盘还连接有加热系统，为木材的预热提供热源；盘体的上方设有推手机构，将到位后的托盘抽离，木材落入热压盘的凹槽内；

蒸汽注入系统的蒸汽注入口连接所述热压盘，并将蒸汽注入至凹槽内。

该方案中的木材预热养压后，进入热压盘中通过循序渐进的有氧式让水蒸汽注入软木的内部窝状细胞，同时将内部结构中的空气、树脂和单宁化合物等杂质均匀排放出来。

相应的，本发明对具有预热支架和蒸汽注入系统的设备中的热压盘做进一步改进，在凹槽的槽底以及所述压板底面对应凹槽的位置均设有网状底托；盘体的侧壁开设有将蒸汽通入凹槽内的蒸汽入口。网状底托的使用能有效迅速的促进软木内部的细胞组织里的多余水分、空气和固有杂质排出，该方案的热压盘压密成的木材表面为磨砂状，该形态利于木材下一步的表面加工。

进一步地为实现自动化传输木材至预热支架，预热支架的两侧连接有传送机构，传动机构包括传送带和动力系统，传动带用于将托盘传送至预热支架或从预热支架上输出。

为使本发明的设备实现全自动化流水线操作，提高压密效率，设备还包括设于可进行上下运动的升降传动装置，设于设备的最前端，即放置于预热支架前侧或压密支架前侧；

升降传送装置包括底部交叉迂回设置的伸缩杆以及设于伸缩杆顶端的传送台面；升降传送装置的前端底部还设有马达。

本发明提供对热压盘的进一步改进，因压密机构的热压盘为特殊的模具，可将热压盘的凹槽内表面以及压板底面对应凹槽位置的表面为凹凸构造的花纹或图案，从而丰富压密后的板材的艺术感；这种压密后的木材不需要任何的涂漆粉饰必要。

本发明热压盘的数量以及具体尺寸根据实际情况进行设置，其中优选方案为，热压盘的数量为5～10块，其在热压盘两两间隔为135mm；热压盘的长度为2810mm，宽度为900mm，厚度为75mm；

第一油缸数量为4个，沿热压盘的长度方向排列，其直径为355mm；第二油缸数量为4个，分别两两设于连接杆的两端，第二油缸的直径为100mm。

采用上述技术方案后，本发明至少具有以下优点：

1.实现全自动化操作，压密成效高，通过滑动机构连接多层热压盘，同时压密数块软木，每层热压盘上均设有一个档位，可调节相对应热压盘的高度。

2.本发明的热压盘及设备可压制表面平整光滑的木材或表面磨砂状的木材；

(1)用于压制光滑面木材时的热压盘结构简单合理，能有效利用木材内部的水分保湿并通过高温高压调节下排除杂质；运用该热压盘的设备无需增加蒸汽注入系统和预热支架部分，降低了机械和生产成本，占地面积小；

(2)用于压制磨砂面木材时的热压盘结构增加了网状底托和凹槽蒸汽注入结构，实现循序渐进地水蒸汽通过热压板内的压力注入木材的内部窝状细胞，使其原内部结构的杂质排放出来；运用该热压盘的设备增加了蒸汽注入系统和预热支架部分，其中，压密部分与蒸汽注入系统的一体式装置，该设备可同时进行软木的预热养压、压密加工、蒸汽注入和降温恒压的工艺过程，实现压密全过程，具有结构简单、功能齐全以及机械加工效率高的优点。

3.经过本发明的热压盘及设备将软木内部窝状细胞变成扁平结构状态，制备出的软木产品各指标均达并超过硬性木材的指标，产品无污染、耐高温耐水煮，坚硬耐磨，硬度达到9H，表面光泽度好，用各种针叶的软木压密成的木材在生产制造木制品时无需喷漆、涂漆等工艺，是一种绿色环保的产品。

4.因压密后的木材具有硬木的特性，使得该木材应用范围极广，如因强度大可制作房梁立柱；因表面无需涂漆，可直接制作装饰板、墙板、木地板、家具及弯曲式的各种木制品。

5.压密后的板材制作出的各种木制品后的下脚料，可以反复多次以拼接或指接的方法继续利用生产处绿色环保产品。

6.利用该软木压密硬木的发明，可减小硬木的使用，而软木大量取材于人造林和速生林，如此可逐渐取代砍伐天然森林、原始森林，该技术利国利民，为保护大自然生态环境做出伟大贡献。

附图说明

上述仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

图1是本发明实施例1的热压盘的结构示意图；

图2是本发明实施例1的盘体和压板压合状态剖视图；

图3是本发明实施例1的上层盘体和下层压板一体化状态剖视图；

图4是本发明实施例1的多层热压盘压合状态剖视图；；

图5是本发明实施例1的设备的主视图；

图6是本发明实施例1的设备的俯视图；

图7是本发明实施例1的设备的纵向图；

图8是本发明实施例2的设备的主视图；

图9是本发明实施例3的热压盘的结构示意图；

图10是本发明实施例3的盘体和压板压合状态剖视图；

图11是本发明实施例3的上层盘体和下层压板一体化状态剖视图；

图12是本发明实施例3的设备的主视图；

图13是本发明实施例3的设备的俯视图；

图14是本发明实施例3的设备的纵向图。

具体实施方式

本发明的一种用于将软木压密变硬木的设备，为压密设备，该设备包括压密支架、加热系统、加压组件以及热压盘，加压组件设于压密支架的上部架体上，热压盘设于压密支架的下部架体上，加压组件可向下运动对热压盘施压。热压盘为导热材质，加热系统连接热压盘并向其传递热源；本发明给系统和装置不做限定，加热系统可以为电加热系统，加压组件可以为液压油缸机构。

实施例1

一种用于将软木压密变硬木的设备，图1所示，热压盘1选用不锈钢材质，热压盘1包括盘体10和压板11，盘体10的上表面设有用于盛放木材的矩形凹槽12，凹槽12的侧壁设有排出冷却水和杂质用的管口15，压板11设于盘体10的上方，压板11通过设于压密支架2的滑动机构可分别进行垂直方向的运动；使用时，压板11从盘体10上方下压扣合，见图2，凹槽12形成一个密封空间。而盘体10的上表面环绕凹槽12设有槽沟，槽沟内设有密封胶圈14，该密封胶圈14具有极佳的密闭性，以保证木材在密封式的凹槽12内进行高温高压压密过程。

本实施例优选使用电加热导热油系统，此时盘体10为内部带空腔的密封式结构，该空腔用于通入导热油，具体为通过锅炉8加热导热油，导热油通过管道连通热压盘1的空腔。

本实施例的热压盘1的数量不少于2个，图4所示，各热压盘1沿垂直方向排列形成多层结构，各个热压盘1的管口15汇集至主管道13上。该多层结构中下层盘体10的底面与上层压板11的顶面固定连接，形成一体式板体，见图3；该多层结构为多个压盘本体10和压板11交叉叠放。滑动机构为滑杆件20，滑杆件20的顶端固定于压密支架2上，底端连接板体的侧边。每个热压盘1的侧边均设有档位，用于分别控制对应热压盘1的位置。

图5～7所示，加压组件设于压密支架2的上部，热压盘1设于压密支架2的下部。加压组件包括若干个第一油缸30以及设于第一油缸30两侧端的第二油缸32；第一油缸30的缸筒下压对热压盘1进行施压，第二油缸32的缸筒通过连接杆33连接第一油缸30，用于推动第一油缸30向上运动。

本实施例的设备结构简单、机械成本低且占地小，通过在参数精密设计，使软木产品的各项指标均达到并超过硬性木材的指标。其工作过程为：将原木材进行含水率检测；含水率检测后，将木材送入在热压盘支架20上进行高温高压压密加工--续压--高温减压压制加工，完成整个压密工艺流程。

压密处理过程中，木材内部细胞组织结构从蜂窝状态组织结构变成线状条形的结构，其内部结构中的空气、树脂和单宁化合物等均匀排放出来并通过冷却水管的管口15排出；同时木材利用自身水分保湿的同时放湿，并且起到排出污染物杂质的作用。该热压盘压制的木材表面如镜面，光泽度高，其表面无需加工便可使用。

实施例2

本实施例为本发明用于将软木压密变硬木的设备的另一种实施方式，与实施例1不同之处在于，如图8所示，该实施例的设备还包括设于可进行上下运动的升降传动装置6，设于压密支架2的前端；升降传送装置6包括底部交叉迂回设置的伸缩杆60以及设于伸缩杆60顶端的传送台面61；升降传送装置60的前端底部还设有马达62。升降传送装置6通过伸缩杆60根据热压盘1所在的高度调节伸缩高低，并通过传送台面61进行水平向运动将预处理好的木材送至热压盘1上。

实施例3

本实施例为本发明用于软木压密硬木的设备的又一种实施方式，与实施例1不同之处在于，热压盘1的结构，以及该设备还具有预热支架4、蒸汽注入系统5和传送机构，升降传动装置6设于预热支架4的前端。

图9所示，本实施例的热压盘1的凹槽12槽底以及压板11底面对应凹槽12的位置均设有网状底托16；盘体10的侧壁开设有将蒸汽通入凹槽12内的蒸汽入口17。图10所示为压板11从盘体10上方下压扣合的状态图，图11所示为下层盘体10的底面与上层压板11的顶面固定形成一体式板体图。

如图12～14所示，本实施例的蒸汽注入系统5设于压密支架1的侧边，其蒸汽注入口连接热压盘1的蒸汽入口17，并将蒸汽注入至凹槽12内。

该热压盘1在压密过程中，通过循序渐进的有氧式让水蒸汽注入软木的内部窝状细胞，同时将内部结构中的空气、树脂和单宁化合物等杂质均匀排放出来；同时网状底托16有效迅速的促进软木内部的细胞组织里的多余水分、空气和固有杂质排出，该方案的热压盘压密成的木材表面为磨砂状，该形态利于木材下一步的表面加工。

此外，蒸汽注入系统5在压密过程中慢慢注入蒸汽的同时还可注入不同颜色的蒸汽，这样制备出的木材表面可变化出各式各样的颜色，也可散发出各种香气；例如紫檀木、花梨木以及各种红木等特有的味道。

预热支架4为沿竖直方向排列有多层链轮传动机构的架体，链轮传动机构用于传送盛放木材的托盘40至热压盘1，托盘40还连接有加热系统，为木材的预热提供热源。盘体10的上方设有推手机构，将到位后的托盘40抽离，木材落入热压盘1的凹槽12内；为有效盛放木材，该托盘40的面积必然比木材面积大，具体将其设计成与热压盘1大小相当的不锈钢托盘。

预热支架4的两侧连接有传送机构7，传动机构7包括传送带70和动力系统，传动带70用于将托盘40传送至预热支架4或从预热支架4上输出。

升降传动装置6设于预热支架4的前端。升降传送装置6通过伸缩杆60根据每层链轮传动机构所在的高度调节伸缩高低，并通过传送台面61进行水平向运动将预处理好的木材送至托盘40上。

举例说明木材进入热压盘1的方式为：

(1)传动机构7的传送带将托盘40运入预热支架4的链轮传动机构上；

(2)通过伸缩杆60根据预热支架4各层链轮传动机构所在的高度调节伸缩高低，并通过传送台面61进行水平向运动将预处理好的木材送至托盘40上；

(3)在热压盘1的后侧端对应托盘40的位置安装推手机构，且在对应木材的位置安装限位机构；托盘40进入到热压盘1上方，限位机构锁定木材，而后端的推手机构将托盘40往预热支架4推动，此时，预热支架4的链轮滑动机构发生反向运动，在其滑动力带动下，托盘40向预热支架4运动；

(4)归位至预热支架4的托盘40通过传动带70运出。

本实施例设备的工作过程为：软木进入预热支架4进行前期的蒸汽预热养压过程；预热养压后输送至热压盘1上，滑杆件20逐级下压后使凹槽12形成密封式空间，同时进行高温高压处理，并注入蒸汽使院内部结构中的原有空气和含树脂和单宁化合物的物质均匀排放出来；凹槽12内的木材随着外来压力的施加变得更为扁平，软木的内部窝状结构渐变成实芯线状结构。继续经过续压和注入空气排杂工艺后，进行高温减压压制以及降温恒压压制加工，让木细胞内部的线状条形态自然恢复到扁平结构状态，避免木材失去弹性，即完成整个压密工艺流程。

本发明的热压盘1为进一步丰富压密后的板材的艺术感，热压盘1的凹槽12内表面以及压板11底面对应凹槽12位置的表面还可装饰为凹凸构造的花纹或图案；这种压密后的木材不需要任何的涂漆粉饰必要。

本发明对设备的各部件不做具体限定，根据实际压制的木材尺寸作调整。本实施例中的热压盘1的数量为5～10块，优选为7块，其在热压盘支架20和预热支架4上两两间隔为135mm；热压盘1的长度为2810mm，宽度为900mm，厚度为75mm。

加压组件的优选方案为：第一油缸30数量为4个，沿热压盘1的长度方向排列，其直径为355mm；第二油缸32数量为4个，分别两两设于连接杆33的两端，第二油缸32的直径为100mm。

本发明的设备将软性木材压密成硬性木材，软木在热压盘1的凹槽内进行高温高压压密，木材内部结构从蜂窝状态组织结构变成实芯线状组织结构，同起到排出污染物杂质的作用；其制备出的木材没有任何棕眼和木孔，不惧怕水煮和水侵。将本发明设备压密获得的木材进行水泡试验，具体过程为将木材高温水煮，20分钟后，其横向收缩率为零，纵向收缩率为0.2％，水泡试验对压密后的板材没有任何负作用，硬度可达9H级。

本发明的设备成本低、机械自动化程度高，其压密过程无污染，制备的木材耐高温耐水煮，坚硬耐磨，表面光泽度好，可制成镜面和磨砂面的表面构造；用于制造木制品时无需喷漆、涂漆等工艺，是一种绿色环保的产品。

以上所述实施例仅仅是本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于将软木压密变硬木的设备，其特征在于，所述设备包括压密支架(2)、加热系统、加压组件以及热压盘(1)；

所述加压组件设于压密支架(2)的上部架体上，所述热压盘(1)设于压密支架(2)的下部架体上，所述加压组件可向下运动对热压盘(1)施压；所述热压盘(1)为导热材质，所述加热系统连接热压盘(1)并向其传递热源；

所述热压盘(1)包括盘体(10)和压板(11)，所述盘体(10)的上表面设有用于盛放木材的矩形凹槽(12)，所述凹槽(12)的侧壁设有管口(15)，所述压板(11)设于盘体(10)的上方，所述压板(11)通过设于压密支架(2)的滑动机构可分别进行垂直方向的运动；使用时，压板(11)从盘体(10)上方下压扣合，使凹槽(12)形成一个密封空间。

2.如权利要求1所述的用于将软木压密变硬木的设备，其特征在于，所述热压盘(1)的数量不少于2个，各热压盘(1)沿垂直方向排列形成多层结构，且下层所述盘体(10)的底面与上层压板(11)的顶面固定连接，形成一体式板体；所述滑动机构为滑杆件(20)，所述滑杆件(20)的顶端固定于压密支架(2)上，底端连接所述板体的侧边。

3.如权利要求1～2中任一项所述的用于将软木压密变硬木的设备，其特征在于，所述加热系统为电加热导热油系统，所述盘体(10)为内部带空腔的密封式结构，该空腔用于通入导热油；所述盘体(10)的上表面环绕所述凹槽(12)设有槽沟，所述槽沟内设有密封胶圈(14)。

4.如权利要求1所述的用于将软木压密变硬木的设备，其特征在于，所述加压组件包括若干个第一油缸(30)以及设于第一油缸(30)两侧端的第二油缸(32)；

所述第一油缸(30)的缸筒下压对所述热压盘(1)进行施压，所述第二油缸(32)的缸筒通过连接杆(33)连接所述第一油缸(30)，用于推动第一油缸(30)向上运动。

5.如权利要求3所述的用于将软木压密变硬木的设备，其特征在于，所述设备还包括预热支架(4)和蒸汽注入系统(5)；

所述预热支架(4)为沿竖直方向排列有多层链轮传动机构的架体，所述链轮传动机构用于传送盛放木材的托盘(40)至热压盘(1)，所述托盘(40)还连接有加热系统，为木材的预热提供热源；所述盘体(10)的上方设有推手机构，将到位后的托盘(40)抽离，木材落入热压盘(1)的凹槽(12)内；

所述蒸汽注入系统(5)的蒸汽注入口连接所述热压盘(1)，并将蒸汽注入至凹槽(12)内。

6.如权利要求5所述的用于将软木压密变硬木的设备，其特征在于，所述凹槽(12)的槽底以及所述压板(11)底面对应凹槽(12)的位置均设有网状底托(16)；所述盘体(10)的侧壁开设有将蒸汽通入凹槽(12)内的蒸汽入口(17)。

7.如权利要求5所述的用于将软木压密变硬木的设备，其特征在于，所述预热支架(4)的两侧连接有传送机构(7)，所述传动机构(7)包括传送带(70)和动力系统，所述传动带(70)用于将托盘(40)传送至预热支架(4)或从预热支架(4)上输出。

8.如权利要求1～7中任一项所述的用于将软木压密变硬木的设备，其特征在于，所述设备还包括设于可进行上下运动的升降传动装置(6)，设于所述设备的最前端；

所述升降传送装置(6)包括底部交叉迂回设置的伸缩杆(60)以及设于伸缩杆(60)顶端的传送台面(61)；所述升降传送装置(60)的前端底部还设有马达(62)。

9.如权利要求3所述的用于将软木压密变硬木的设备，其特征在于，所述凹槽(12)内表面以及所述压板(11)底面对应凹槽(12)位置的表面为凹凸构造的花纹或图案。

10.如权利要求4中所述的用于将软木压密变硬木的设备，其特征在于，所述热压盘(1)的数量为5～10块，其在热压盘(1)两两间隔为135mm；所述热压盘(1)的长度为2810mm，宽度为900mm，厚度为75mm；

所述第一油缸(30)数量为4个，沿热压盘(1)的长度方向排列，其直径为355mm；所述第二油缸(32)数量为4个，分别两两设于连接杆(33)的两端，所述第二油缸(32)的直径为100mm。