一种木材热处理方法及装置
阅读说明：本技术 一种木材热处理方法及装置 (Wood heat treatment method and device ) 是由 钟世禄 蒋明月 张钰 于 2021-08-04 设计创作，主要内容包括：一种木材热处理方法,将木材浸没于乙醇中,加热至温度T1并持续一段时间；再超声震动浸没于乙醇中的木材后排出溶液；在流动氮气保护下,以温度T2热烘木材后,冷却。本发明以充分改善木材内的渗透通道为前提,在恒温状态下浸泡木材,溶解木材表面的油脂,置换生木材内的水分,并溶解部分木材内的抽提物,通过改善渗透通道以改善木材的渗透性。通过超声波震动,加强了溶解的效率和效果,进一步改善了渗透通道；再通过热烘将木材内的乙醇蒸发。结合装置内的半导体电路,可同时实现乙醇的加热蒸发和冷凝回收,使得乙醇可循环利用,降低了能耗,节约了成本。结构简单,可实现自动化的热处理操作,节能效果好,具有很强的实用性和广泛的适用性。(A method for heat treatment of wood comprises immersing wood in ethanol, heating to temperature T1 for a period of time; ultrasonically vibrating the wood immersed in the ethanol and then discharging the solution; after the wood was heat baked at a temperature T2 under flowing nitrogen, it was cooled. The invention takes the premise of fully improving the permeation channel in the wood, soaks the wood in a constant temperature state, dissolves the grease on the surface of the wood, replaces the water in the raw wood, dissolves the extract in part of the wood, and improves the permeability of the wood by improving the permeation channel. Through ultrasonic vibration, the dissolving efficiency and effect are enhanced, and the permeation channel is further improved; and then the ethanol in the wood is evaporated by hot baking. The heating evaporation and condensation recovery of the ethanol can be realized simultaneously by combining a semiconductor circuit in the device, so that the ethanol can be recycled, the energy consumption is reduced, and the cost is saved. The device has the advantages of simple structure, capability of realizing automatic heat treatment operation, good energy-saving effect, strong practicability and wide applicability.)
技术领域
本发明涉及一种木材热处理方法，具体涉及一种木材热处理方法及装置。
背景技术
随着生活水平的逐渐提高，人们越来越追求生活上的享受，木质产品因其耐用、自然美观、质感好且绿色健康，已经融入生活的方方面面，但其生长的速度慢，因此我们需要合理有效的利用木材。
现有的木材经常由于干燥方法不当造成弯曲变形、断裂，利用率低、浪费资源，造成严重的损失。因此，需要提出一种干燥速度快、产品不变形、不开裂，使用率高的干燥方法。
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种木材热处理方法及装置。
为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：
一种木材热处理方法，包括以下步骤：
S1、将木材浸没于乙醇中，加热至温度T1并持续一段时间；
S2、在温度T1下，超声震动上述浸没于乙醇中的木材后，排出溶液；
S3、在流动氮气保护下，以温度T2热烘木材后，冷却。
上述步骤S1中乙醇浸没的时间为3-7天，温度T1为50-60℃。
上述步骤S2中超声的频率为20-30KHz，时间为3-5h。
上述步骤S3中温度T2为130-150℃，加热方式为5℃/10min的梯度式；热烘时间为20-30h。
一种木材热处理装置，适用于上述的木材热处理方法，包括由第一铜基片、第二铜基片、N型半导体、P型半导体、冷端和散热基座构成的中空箱体；
其中，冷端为箱体的顶面，散热基座为箱体的底面，箱体的一侧面由顶接N型半导体的第一铜基片构成，N型半导体顶接冷端，第一铜基片底接散热基座；对侧面由顶接P型半导体的第二铜基片构成，P型半导体顶接冷端，第二铜基片底接散热基座；
所述第一铜基片、第二铜基片、N型半导体、P型半导体、冷端串接成基于帕尔帖原理的半导体电路，所述第一铜基片接电源正极，第二铜基片接电源负极；
两端接N型半导体和P型半导体的隔板将箱体的内腔分隔为冷凝腔和烘腔；烘腔的顶侧设有接冷凝腔的带冷凝阀的冷凝管，冷凝腔设有接烘腔的导液阀；烘腔的底侧设有排液阀。
上述烘腔的底部设有蓄液腔，烘腔通过排液阀接蓄液腔。
超声波发生器设于所述烘腔的背侧面。
进一步的，上述蓄液腔和烘腔共用散热基座。
进一步的，上述蓄液腔顶侧设有接冷凝管的蒸汽管。
上述烘腔的顶侧设有带单向阀的进气管，带单向阀的出气管设于冷凝腔的顶侧。
上述箱体内设有液位传感器、温度传感器，分别与控制装置连接；
控制装置根据液位传感器的反馈控制导液阀的启闭，根据温度传感器的反馈经与电源连接的PWM电流调制器控制电路中的电流强度。
本发明的有益之处在于：
本发明的一种木材热处理方法及装置，以充分改善木材内的渗透通道为前提，在恒温状态下浸泡木材，通过乙醇对木材进行预处理，溶解木材表面的油脂，置换生木材内的水分，并溶解部分木材内的抽提物，通过改善渗透通道以改善木材的渗透性。一定的温度，使得木材内的纤维细胞处于活跃状态，活化细胞内壁和细胞膜，提高置换、溶解的效率，同时为热烘做预备。通过超声波震动，加强了溶解的效率和效果，进一步改善了渗透通道；再通过热烘将木材内的乙醇蒸发，经过疏导的渗透通道加速了乙醇蒸发的速度和彻底性，降低了乙醇在木材内的滞留量。结合装置内的半导体电路，可同时实现乙醇的加热蒸发和冷凝回收，使得乙醇可循环利用，降低了能耗，节约了成本。
本发明的一种木材热处理方法及装置，结构简单，步骤清晰连贯，结合控制装置，可实现自动化的热处理操作，节能效果好，具有很强的实用性和广泛的适用性。
附图说明
图1为木材热处理装置的结构示意图。
附图中标记的含义如下：1、氮气源，2、冷端，3、N型半导体，4、第一铜基片，5、P型半导体，6、第二铜基片，7、散热基座，8、导液阀，9、排液阀，10、冷凝管，11、蒸汽管，12、出气管，13、进气管，14、风机。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。
一种木材热处理装置，包括中空箱体和基于帕尔帖原理的半导体电路。
半导体电路由串接的第一铜基片4、第二铜基片6、N型半导体3、P型半导体5、冷端2、电源组成；电源设有PWM电流调制器，第一铜基片4接电源正极，第二铜基片6接电源负极。
冷端2置于箱体的顶面，散热基座7置于箱体的底面，顶接N型半导体3的第一铜基片4置于箱体的一侧面，顶接P型半导体5的第二铜基片6置于箱体的对侧面；N型半导体3、N型半导体3的顶端分别顶接冷端2，第一铜基片4、第二铜基片6的底端分别底接散热基座7。
隔板将箱体的内腔分隔为顶部的冷凝腔和底部的烘腔；隔板的两端分别接N型半导体3和P型半导体5；冷凝腔和烘腔的腔壁均设有绝缘导热层。隔板设有接通冷凝腔和烘腔的导液阀8，烘腔的顶侧设有接通冷凝腔的冷凝管10，冷凝管10内置冷凝阀。
蓄液腔设于烘腔的底部，并与烘腔共用散热基座7，蓄液腔的腔壁设有绝缘导热层。烘腔底的排液阀9透过散热基座7接入蓄液腔。蓄液腔的顶侧设有蒸汽管11，蒸汽管11的端口驳接冷凝管10。
烘腔的顶侧还设有进气管13，出气管12设于冷凝腔的顶侧。且，冷凝管10、进气管13、出气管12均内置单向阀。优选的，出气管12的进口还设有透气隔液膜。
优选的，出气管12的出口驳接进气管13，进气管13的进口接氮气源1，进气管13还驳接风机14。
箱体内还设有液位传感器、温度传感器；液位传感器、温度传感器、冷凝阀、导液阀8、排液阀9分别与控制装置连接。
控制装置根据液位传感器的反馈控制导液阀8、排液阀9的启闭，根据温度传感器的反馈通过PWM电流调制器控制电路中的电流强度，进而实现温度的调节。
超声波发生器设于烘腔的背侧面，由控制装置驱动，正(侧)面为箱体门。
一种木材热处理方法，包括以下步骤：
S1、将木材堆叠于烘腔内，闭合箱体门。控制装置打开导液阀8，冷凝腔内的乙醇流入烘腔内，使得木材浸没于乙醇中，再根据液位传感器的反馈闭合导液阀8；同时闭合冷凝阀；启动电源，半导体电路的热端(第一铜基片4、第二铜基片6、散热基座7)加热使得烘腔内的温度至50-60℃，并维持3-7天。
S2、在50-60℃下，启动超声波发生器，超声震动乙醇及浸没于乙醇中的木材，超声频率为20-30KHz，时间为3-5h，打开导液阀8，将烘腔内的溶液排入蓄液腔。
S3、打开氮气源1，向烘腔内充入氮气；打开冷凝阀，在流动氮气保护下，控制装置调节电路中的电流强度，调节烘腔内的温度至130-150℃，热烘木材，温度的调节为5℃/10min的梯度式；热烘时间为20-30h，然后冷却。
热烘时，木材内的乙醇受热蒸发随氮气沿冷凝管10流入冷凝腔，受冷端2降温后凝结成液体落入冷凝腔蓄积。氮气继续沿出气管12流出，经进气管13再进入烘腔，依次循环。
散热基座7为双面散热，蓄液腔内的乙醇受热蒸发，经蒸汽管11汇入冷凝管10后进入冷凝腔，经冷凝凝结成乙醇液体蓄积在冷凝腔内，待循环使用。蓄液腔内的溶液受热，形成蒸馏效果，将木材中溶于乙醇的物质滞留于蓄液腔内，提纯了乙醇，使得乙醇可重复使用。
受热的乙醇蒸汽在冷热腔之间可实现气流自动流动，进一步可通过风机向进气管吹入流动风，加速气流的流动，加速乙醇蒸发、凝结的效果。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。