CN1708667A - 通过高温热处理对由堆积构件组成的木质材装料特别是木材装料进行处理的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种通过高温热处理对由堆积构件组成的木质材装料——特别是木材装料进行处理的方法，所述方法使用一处理围腔，所述处理围腔包括：包装要处理的木质材装料(5)的包装装置，该木质材装料(5)在所述围腔内界定出一位于所述要处理的装料上游的第一体积(8)——称为“过压室”、和一位于所述装料下游的第二体积(9)——称为”恢复室”；加热一在所述围腔(1)中流动的载热流体的加热装置(10)；使所述载热流体连续流动的流动装置(11)；控制所述围腔的温度和湿度的控制装置；调节所述处理围腔的湿度和温度的调节装置(12)；和上、下密封所述材料装料的密封装置。

Description

通过高温热处理对由堆积构件组成的木质材装料特别是木材装料 进行处理的方法

技术领域

[01]本发明涉及一种通过高温热处理对由堆积构件组成的木质材装料(charge de matière ligneuse)进行处理的方法。

[02]本发明特别涉及一种通过热的方法处理木材的方法，使木材保持甚至强化它的所有特征，如它的机械特性、声学特性和绝缘特性，以及有湿度时的尺寸稳定性。这种热处理可以消除产生病菌和发霉的基础。

背景技术

[03]这种热处理另外可以在有控制的环境下和一个230度的最低温度下在木材成分的分子链之间建立一种化学交联。高温处理时得到的主要质量是尺寸稳定性和对导致老化和腐烂的侵蚀的抵抗能力明显增加。

[04]在现有技术状态中特别是通过本发明人提出的专利FR-A-2 790698已经了解到一个对一种木质材装料进行高温热处理的设备。这个专利描述了一个处理围腔，这个围腔包括对要处理的木质材装料进行包装的装置，这些木质材装料在所述围腔内形成一个位于要处理的木质材装料上游的第一体积，叫做“过压室”，和一个位于所述木质材装料下游的第二体积，叫做”恢复室”，还包括对一种在所述围腔中流动的载热流体加热的装置、使所述载热流体连续流动的装置、控制围腔的温度和湿度的装置，调节处理围腔的湿度和温度的装置和木质材装料的上、下密封装置。

[05]这种设备的运行原理是由载热流体的连续流动，载热流体由脱去氧并与燃烧气混合的空气形成，以便提供一种中性气体。在逐级加热到一个230摄氏度的最低温度后，这些级从要处理的木质材装料的参数形成，载热流体在整个处理周期中连续流动，从被加热装置加热的点向要处理的木质材装料移动，并穿过要处理的木质材装料，流动的流量和速度在它的任何流动点都是平衡的，使载热气体以均匀的方式携带热处理所需的热量。处理周期需要使流体几次穿过木质材装料。这个周期结束时，通过使高压冷水在过压室中的载热气体线路中雾化使温度逐级降低。通过到达的中性气体保持围腔内处理区中的压力，中性气体补偿这个冷却期间载热流体体积的减少。

[06]尽管这些热处理设备是已知的，它们继续是发展的目标，以便具有更大的安全性和对现有不同木质材装料的热处理质量和均匀性的水平。

[07]因此本发明的目的是提出一种通过高温热处理对一些堆积构件构成的木质材装料，特别是木材装料进行处理的方法，这种热处理可以考虑产品的热传导性和它们在高温下释放液体或可降解物质的抵抗能力。

发明内容

[08]为此，本发明的目标是一种通过高温热处理对一些堆积零件构成的木质材装料，特别是木质材装料进行处理的方法，这种方法使用一个处理围腔，该处理围腔包括对要处理的木质材装料进行包装的装置，这批木质材装料在所述围腔内形成一个位于要处理的木质材装料上游的第一体积，叫做“过压室”，和一个位于所述木质材装料下游的第二体积，叫做“恢复室”，还包括对一种在所述围腔中流动的载热流体加热的装置、使所述载热流体连续流动的装置、控制围腔的温度和湿度的装置，调节处理围腔的湿度和温度的装置和木质材装料的上、下密封装置，所述方法包括以下阶段：

[09]通过温度控制装置持续控制并测量所述每个室中的气体，然后将这些控制装置产生的数据进行比较，以便同时并且一致地作用在加热装置的功率模块上，并通过调节装置作用在载热气体的冷却上，因此保证热处理周期的展开，热处理周期的温度上升或者是线性的，或者是阶梯状的，温度梯级和它们持续的时间预先确定，因此根据木材木质材装料的热传导性和载热流体在二个室之间的流量和速度平衡管理温度的上升。

[10]根据一个有利的设置，处理周期的每个温度梯级通过过压室的温度与恢复室的温度平衡达到，所述平衡根据下面的公式确定：

[11]当处理周期的温度上升时为：T1＝T2-Δ℃

[12]当处理周期的温度下降时为：T2＝T1+Δ’℃，其中Δ和Δ’为在5和25摄氏度之间的温度常数。

[13]根据一个推荐实施例，常数Δ和Δ’分别等于5摄氏度和20摄氏度。

[14]还是根据本发明，只有围腔的体积包括的氧量低于3％时才允许过渡到一个至少等于100摄氏度的梯级。

[15]根据另一种设置，在检测出加热装置的平均温度超过120摄氏度的小故障的情况下，温度调节装置启动，直到检测出室的平均温度低于100摄氏度，然后才允许重新启动处理周期。

[16]根据另一个设置，炉子的电子管理装置另外与一些处理周期时可以打印位于围腔内的传感器的所有数据以及实时温度曲线的信息设备连接。

[17]根据另一个设置，通过对所述速度的控制和对所述流体推进装置的流量的动作使载热流体在处理围腔中的流动速度保持恒定。

附图说明

[18]通过下面对一个实施例的描述并参照唯一的附图，本发明的上述特征和其它特征将更加清楚，附图示意性地表示一个对一种木质材装料进行高温热处理的设备的垂直剖面。

具体实施方式

[19]图中可以看到，一个围腔1包括四个垂直壁2和一个顶部3。围腔的至少一个垂直壁2设有一个可以装填要处理的木质材装料5的门4。

[20]这些木质材装料5包括一些木板6，木板6互相重叠，基本形成一个用于位于围腔1内的平行六面体结构。

[21]另外，木板6的放置方法是使它们的长度位于围腔的纵向，并且通过一些处于木板横向的横梁7形状的分隔零件互相分开。横梁7的厚度根据要处理的木材的厚度、批量木质材装料的尺寸和流体在围腔1及所述木质材装料5中流动参数确定。

[22]要处理的木质材装料5在围腔1内形成一个位于木质材装料5的上游的第一体积8，叫做“过压室”，和一个位于木质材装料5的下游的第二体积9，叫做“恢复室”。

[23]另外，如作为本申请的整体参考部分的专利FR-A-2 790 698中所述，围腔1包括一种对在所述围腔1中流动的载热流体加热的装置10、使所述载热流体连续流动的装置11、控制围腔的温度和湿度的装置、调节处理围腔1的温度和湿度的装置12和避免载热流体优先流出木材装料的上、下密封装置。

[24]需要指出的是，为了表示上述装置，载热流体的加热装置10包括至少一个位于围腔1上部的一个加热室13中的气体燃烧器，而流动装置11由至少一个风扇构成，用于把载热流体吸入到恢复室9中，并且把载热流体输送到加热室13中。例如调节装置由一个位于过压室8中的高压水雾化水平喷射器12构成。这个水平喷射器12设有多个可以使大流量的冷水或冷却水雾化的喷嘴。

[25]图中未示的可编程电子管理装置可以管理温度变化梯级和处理围腔中的湿度。

[26]处理围腔1通过一个符合本发明的方法进行管理，该方法在于通过温度控制装置持续测量每个所述室中的气体温度，然后把从这些控制装置得出的数据进行比较，以便通过调节装置12同时和一致地作用在加热装置10的功率模块上和载热流体的冷却上，因此保证热处理周期的展开，热处理周期的温度梯级以及持续的时间已经根据木质材装料5的导热性和载热流体在二个室8和9之间的流量和速度的平衡预先确定。

[27]根据一个实施变型，人们知道，温度的上升可以以线性的方式实现。

[28]需要指出的是，控制装置是一些位于二个室8和9中的温度、压力、湿度和含氧分析传感器，这些传感器可以允许加热装置10和流体连续流动装置11的启动，或者相反，禁止这些装置，并在预先建立的处理周期的温度上升时，当恢复室的温度超过过压室的温度时启动温度和湿度调节装置12。

[29]穿过要处理的产品5时的负荷损失和载热气体与所述产品之间的热交换产生的不同压力和温度的区域可以很容易地准确管理处理的运行和参数。

[30]因此，通过二个室中的温度平衡确定一个处理周期过程中达到的梯级，这个处理周期是预先建立的并纳入电子管理装置中。温度上升时，这种平衡根据上升时T1＝T2-Δ℃的规则确定，当温度下降时根据T2＝T1+Δ’℃的规则确定，其中T1相当于过压室的温度，T2相当于恢复室的温度，Δ和Δ’为下面所示的温度常数。

[31]下面作为一个例子表示一个符合本发明的方法在一个湿度为12-14％的木质材装料5上的一个操作方式，例如木质材装料为木材。

[32]为了实施一个处理周期确定了温度梯级，温度梯级包括温度上升到230摄氏度，然后温度有控制地下降，如下表所示：

第一梯级	40℃	平衡后持续1小时	湿度60％
				第二梯级	60℃	平衡后持续2小时	湿度60％
第三梯级	100℃	平衡后持续2小时	湿度40％
				第四梯级	140℃	平衡后持续1小时	O2＜3并且湿度20％
第五梯级	170℃	平衡
				第六梯级	190℃	平衡
第七梯级	210℃	平衡
				第八梯级	230℃	平衡

[33]从炉子投入运行起，通过风扇使处理围腔中的空气流动，所述处理围腔的压力保持大于大气压力。

[34]在所述室内进行采样，以便收集与载热流体在围腔内的流量和速度有关的数据。

[35]保证空气的流动，直到在二个室8和9之间确定的流量和速度的平衡，因此保证木质材装料5的所有点均匀供热。

[36]最后，处理周期开始，启动载热流体的加热装置10。持续测量过压室8中载热流体的含氧量以及室8、9上部的一氧化碳CO含量可以在超过一个确定的氧含量O和一氧化碳CO含量时禁止加热装置10的运行。

[37]如果围腔的温度达到相当于室的第一梯级的阈值T1的45摄氏度，燃烧器10降低它们的功率，如果温度继续上升，喷洒器12进入动作，喷洒冷水，然后也可以喷洒冷却水。

[38]当过压室8的温度等于恢复室9的温度减去一个最好等于5摄氏度的温度常数Δ时，达到上述循环温度梯级。通过上述装置调节这个温度，使这个梯级在确定的持续时间内保持在它的温度水平上，该例中持续时间是一小时。

[39]从梯级的流动的时间开始，电子管理装置在相同的运行条件下相继启动，使温度上升到上梯级，直到达到230摄氏度。

[40]要指出的是，最好只要围腔的体积包括至少3％的氧，就经过100摄氏度的梯级。

[41]另外，炉子的围腔在处理周期期间保持一个4±1mmCE的压力。为此，所述围腔以已知的方式设有一个可以排出燃烧器10产生的过剩载热气体的破坏阀。

[42]达到处理温度后，通过使用喷洒器使冷水或冷却水在载热流体中的雾化使围腔1的温度阶梯式下降。例如这些温度下降梯级确定为200、170、130、90、50摄氏度。

[43]正如上面已经指出的，当恢复室9的温度T2等于过压室8中的升高温度T1加上温度常数Δ’时，从一个梯级过渡到另一个梯级，例如Δ’确定为20摄氏度。

[44]需要指出的是，温度下降时，电子管理装置提高围腔中的压力，通过自动提供氮气补偿载热气体体积减少产生的负压，以便保持围腔中的压力。

[45]为了保证围腔中的安全性，符合本发明的方法保证，在加热装置发生小故障的情况下，当室的平均温度高于120摄氏度时，围腔的温度通过喷洒器以和前面所述的类似方式下降，直到一个低于100摄氏度的平均室温，然后才允许开始一个处理周期。

[46]炉子的电子管理装置另外与一些可以在处理周期时打印位于围腔内的传感器的所有数据以及实时温度曲线的信息设备连接。

[47]要指出的是，为了得到热处理质量和湿度的良好结果，最好不要把厚度和性质不同的产品混在同一批木质材装料中。

[48]该技术的主要优点之一是炉子的运行原理，这个原理保证炉子根据产品的导热性和对高温下释放它们的液体物质或可降解物质的抵抗能力方面的性能有一个自然的进程。电子和信息组件只是作为各种安全零件的控制装置而起作用，允许或不允许要求的动作，并且报告有关炉子运行的信息。

[49]这种方法可以处理非常不同类型的材料，而没有形成特殊的程序。这种炉子的运行应该除了加入温度和梯级持续的时间外适应产品的要求。

[50]尽管联系一个特殊实施例对本发明进行了描述，本发明包括所述装置的所有等效技术。

[51]为了使一个符合本发明的处理设备的所有检测装置和管理装置带来期望的结果，通过在载热流体的推进装置的流量上的操控使载热流体处理围腔中和穿过木质材装料的流动速度保持恒定。

Claims (7)

1.通过高温热处理对由堆积构件组成的木质材装料——特别是木材装料进行处理的方法，所述方法使用一处理围腔，所述处理围腔包括：包装要处理的木质材装料(5)的包装装置，该木质材装料(5)在所述围腔内界定出一位于所述要处理的装料上游的第一体积(8)——称为“过压室”、和一位于所述装料下游的第二体积(9)——称为”恢复室”；加热一在所述围腔(1)中流动的载热流体的加热装置(10)；使所述载热流体连续流动的流动装置(11)；控制所述围腔的温度和湿度的控制装置；调节所述处理围腔的湿度和温度的调节装置(12)；和上、下密封所述材料装料的密封装置，

所述方法的特征在于包括以下阶段：

通过所述温度的控制装置持续控制并测量所述每个室中充满的空气，然后比较所述控制装置产生的数据，以便同时并一致地作用在所述加热装置(10)的功率的调制上，并通过所述调节装置(12)作用在载热气体的可能发生的冷却上，由此保证热处理周期的进行，所述热处理周期的温度上升或者是线性的、或者是阶梯状的，所述温度的梯级和它们持续的时间预先确定；因此该温度的升高是根据所述木质材装料(5)在导热性方面的特性和所述载热流体在所述两室(8、9)之间的流量和速度的平衡来管理的。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过所述过压室(8)的温度(T1)与所述恢复室(9)的温度(T2)的平衡达到处理周期的每个温度梯级，并且所述平衡根据下面的公式确定：

当处理周期的温度上升时为：T1＝T2-Δ℃

当处理周期的温度下降时为：T2＝T1+Δ’℃，其中Δ和Δ’为在5和25摄氏度之间的温度常数。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述常数Δ和Δ’分别等于5摄氏度和20摄氏度。

4.如上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，只有当所述围腔(1)的体积包括少于3％的氧气时才被允许过渡到一至少等于100摄氏度的梯级。

5.如上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，在检测出所述加热装置(10)的平均温度高于120摄氏度的小事故的情况下，在允许重新开始处理周期之前，所述温度的调节装置(12)启动，直到检测出所述室(8、9)的平均温度低于100摄氏度时。

6.如上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，炉子的电子管理装置另外与信息设备连接，所述信息设备能在处理周期时打印位于所述围腔内的传感器的所有数据，以及能打印实时温度曲线。

7.如上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，通过控制所述载热流体的所述速度和操控所述载热流体的推进装置的流量，所述载热流体在所述处理围腔中的流动速度保持恒定。