伴(ban)隨(sui)著(zhe)家(jia)具(ju)業(ye)在(zai)國(guo)內(nei)外(wai)市(shi)場(chang)上(shang)的(de)快(kuai)速(su)穩(wen)定(ding)發(fa)展(zhan),木(mu)材(cai)加(jia)工(gong)業(ye)經(jing)曆(li)了(le)一(yi)相(xiang)對(dui)快(kuai)速(su)發(fa)展(zhan)的(de)曆(li)史(shi)階(jie)段(duan)。改(gai)革(ge)開(kai)放(fang)以(yi)來(lai),我(wo)國(guo)形(xing)成(cheng)了(le)以(yi)常(chang)規(gui)蒸(zheng)汽(qi)幹(gan)燥(zao)為(wei)主(zhu).常規爐氣與熱水幹燥,除濕、真zhen空kong幹gan燥zao,微wei波bo與yu高gao頻pin幹gan燥zao及ji太tai陽yang能neng幹gan燥zao等deng多duo種zhong幹gan燥zao方fang法fa同tong時shi發fa展zhan的de比bi較jiao完wan整zheng的de產chan業ye體ti係xi。但dan這zhe並bing不bu能neng完wan全quan滿man足zu新xin形xing勢shi下xia社she會hui對dui幹gan燥zao技ji術shu的de要yao求qiu,而er且qie,幹gan燥zao技ji術shu領ling域yu還hai存cun在zai著zhe許xu多duo未wei知zhi或huo知zhi之zhi不bu多duo的de問wen題ti。如ru今jin,提ti高gao幹gan燥zao質zhi量liang、減少木材降等、降低能耗、提高設備生產率、改善勞動環境和減少環境汙染、jiangdiganzaochengbenyichengweimucaiganzaojishufazhandezhuti。weiyingduixindeganzaojishufazhan,zuoweiyanfazhulijundegaoxiaokeyandanweiheyanjiusuodengjigouyinggengjinyibuzengjiazaishiyanjichushangdelilunyanjiu,danyitaiganzaoshebeizaojiabufei,erqieshiyankenengxuyaobutongleixingdeganzaohongganji,suoyiyanjiuyizhongduogongnengshiyanyongganzaohongganjishifeichangbiyaode。duogongnengshiyanyongganzaohongganjibujinkeyiweikeyanjigoutigongyigeduozhongleixingganzaodeshiyanpingtai,erqiekeyishixiangezhongganzaojishuxianghuzuhe,zongheliyonggezideyoudiandadaoyouhuaxiaoguo,congerweilianheganzaojishudeyanjiuchuangzaoletiaojian。
1、試驗機的功能設計
因為幹燥罐體結構上的限製,本設計木材幹燥功能包括常規蒸汽幹燥、高溫幹燥、真空幹燥、自定義幹燥等。試驗機預實現的工藝流程為:首先選擇某一幹燥方式,然後設置幹燥溫度、終(zhong)含(han)水(shui)率(lv)等(deng)工(gong)藝(yi)參(can)數(shu),然(ran)後(hou)選(xuan)擇(ze)一(yi)千(qian)燥(zao)基(ji)準(zhun),設(she)置(zhi)基(ji)準(zhun)參(can)數(shu),幹(gan)燥(zao)烘(hong)幹(gan)機(ji)根(gen)據(ju)所(suo)選(xuan)幹(gan)燥(zao)方(fang)式(shi)自(zi)動(dong)提(ti)取(qu)幹(gan)燥(zao)工(gong)藝(yi)流(liu)程(cheng),幹(gan)燥(zao)烘(hong)幹(gan)機(ji)開(kai)始(shi)工(gong)作(zuo)。試(shi)驗(yan)機(ji)內(nei)部(bu)溫(wen)度(du)、濕度、壓力等達到設置的工藝參數或基準參數時會自動控製蒸汽發生器、電加熱管、真空泵、隔膜泵、電磁閥等設備的開啟和關閉,從而控製各個流程的轉換,當達到設置的終含水率要求後幹燥烘幹機所有設備自動關閉。
本設計的多功能改性功能包括木材改性和熱處理。木材改性包含防腐、防黴、染色、脫脂等。改性處理時先選擇處理液進入木材的方式:壓注法、浸(jin)泡(pao)法(fa)。通(tong)過(guo)這(zhe)些(xie)改(gai)性(xing)方(fang)法(fa)可(ke)以(yi)改(gai)善(shan)一(yi)些(xie)材(cai)質(zhi)較(jiao)差(cha)木(mu)材(cai)的(de)性(xing)能(neng),增(zeng)加(jia)這(zhe)些(xie)木(mu)材(cai)原(yuan)木(mu)不(bu)具(ju)備(bei)的(de)性(xing)能(neng),為(wei)社(she)會(hui)提(ti)供(gong)低(di)價(jia)格(ge)高(gao)性(xing)能(neng)的(de)木(mu)材(cai)製(zhi)品(pin),甚(shen)至(zhi)是(shi)特(te)殊(shu)性(xing)能(neng)的(de)木(mu)材(cai)製(zhi)品(pin),從(cong)而(er)提(ti)高(gao)木(mu)材(cai)的(de)利(li)用(yong)價(jia)值(zhi)。高(gao)溫(wen)熱(re)處(chu)理(li)木(mu)材(cai)時(shi),選(xuan)擇(ze)高(gao)壓(ya)或(huo)真(zhen)空(kong)環(huan)境(jing)條(tiao)件(jian),用(yong)160—230℃(常用180—212℃)的溫度加熱處理木材,改良木材的品質,降低木材的吸濕性和吸水性,提高尺寸穩定性、生物耐腐性和耐氣候性,得到一種性能優良、顏色美觀且環境友好的木材產品。富通新能源不但生產銷售木屑烘幹機等鋸末木屑成型機械設備,而且還大量銷售顆粒機、木屑顆粒機等生物質燃料成型機械設備。
2、試驗機硬件係統設計與總體布置
為實現上述功能,多功能試驗用幹燥烘幹機需設有幹燥罐、真空係統、加熱係統、加濕係統、除濕係統、風機、電控部分、閥門及連接管道等部件,固定於底座上,總體布置如圖1所示。
(1)幹燥罐設計。幹燥罐上設有安全閥口、真空接口、溫度傳感器接口、壓力傳感器接口、濕度傳感器接口、噴濕除濕接口、換氣閥接口、蒸汽接口、出水口等可分別通過管道或直接連接真空泵、傳感器、隔膜泵、蒸汽發生器、閥門等,內部設有電加熱管、風扇,外部有石棉保溫層,幹燥罐結構簡圖如圖2所示。
幹燥罐是對木材進行幹燥和熱處理的主要工作場所.因為要進行真空幹燥和高溫高壓熱處理等,所以幹燥罐體要耐高壓、耐高溫、耐nai真zhen空kong,且qie對dui密mi封feng的de要yao求qiu也ye很hen高gao。幹gan燥zao罐guan體ti采cai用yong真zhen空kong狀zhuang態tai抵di抗kang外wai界jie大da氣qi壓ya力li性xing能neng最zui佳jia的de圓yuan柱zhu罐guan體ti形xing式shi,水shui平ping安an袈jia。為wei了le保bao證zheng幹gan燥zao罐guan體ti的de承cheng壓ya能neng力li,罐guan體ti用yong一yi定ding厚hou度du的de鋼gang板ban輕qing滾gun壓ya、焊接製成,兩端各有一曲率半徑是連續變化、yalizhuangtaixiayinglifenbubijiaojunyuntuoyuanxingfengtou,qizhongyigefengtoushejiweikekaiguandedamen,damengudingzaiguanmenzhijiashang,zhijiayuguantifalanjiantongguozuoyouyixiaolianjie,guanmenfengtoushangsigangluomujigouyongyusuojinguantiheguanmen。guantifalanyuguanmenfalanzhijianyongshuangcengnairexiangjiaoquanzuomifengdian。weijiejueguantineibukongjianxiaobunenganzhuangzhouliufengjidewenti,womenshejiyifengshanzhuangjinguantinei,waimianlianjiechanglun,dailunzhoutongguoyufengtoulianjiedetaotongyufengshanxianglian,taotongneibuzhuangyouyijiechushijixiemifengjigou。
(2)其它輔助係統設計。其它輔助係統包括真空係統、加濕係統、除濕係統、jiarexitongdeng。zhenkongxitongcaiyongshuihuanshizhenkongbengchouquzhenkong,bingzaiqiqianchusheyoulengningqi,yongyixishouqihuaqianrefangzhizhenkongbengyepianfushi,gaowenshuiqijinglengningbianweishuijinruchushuiguan:加濕係統包括蒸汽發生器、隔膜泵、水箱及噴頭、閥門等配件。加濕包括噴濕和噴蒸兩個各過程,噴濕是通過隔膜泵從水箱抽出水加壓後噴到幹燥罐內木材表麵.噴蒸是經蒸汽發生器加熱加壓後的水蒸氣噴到幹燥罐內;除濕係統主要包括一台除濕機;加熱係統有電加熱和蒸汽加熱兩種方式,幹燥罐體內部裝有電加熱管,可使罐內溫度達到400℃,且各電加熱管可分別控製,罐體外麵連有18kW的蒸汽發生器,蒸汽可直接噴到罐內進行直接接觸加熱也可通過散熱管間接加熱。
(3)電控部分設計。電控部分包含幹濕球溫度傳感器、壓力傳感器、濕度傳感器、含水率測量儀、水位傳感器、電磁閥、diankongguideng。mucaiganzaoguochengzhonggejianceshuzhichuansongdaokongzhigui,douyujisuanjishurushedingzhiheganzaojizhuncanshuzhixiangbijiao,ranhoukongzhiqitiaojiekongzhiyuanjiandeqibi,shigongzuoanyuxuanchengxujinxing。
3、試驗機的功能參數設計
在試驗機進行工作之前,工作人員需向計算機輸入預設功能參數和幹燥基準參數,使蒸煮、幹gan燥zao等deng作zuo業ye按an照zhao定ding義yi要yao求qiu進jin行xing。通tong過guo對dui各ge個ge過guo程cheng分fen別bie進jin行xing實shi驗yan,結jie合he試shi驗yan機ji承cheng受shou能neng力li,總zong結jie歸gui納na出chu試shi驗yan機ji預yu設she功gong能neng參can數shu範fan圍wei。木mu材cai幹gan燥zao預yu設she參can數shu及ji範fan圍wei值zhi見jian表biao1;多功能改性預設參數及範圍值見表2。
幹(gan)燥(zao)基(ji)準(zhun)是(shi)木(mu)材(cai)人(ren)工(gong)幹(gan)燥(zao)過(guo)程(cheng)中(zhong)調(tiao)節(jie)幹(gan)燥(zao)介(jie)質(zhi)溫(wen)度(du)和(he)濕(shi)度(du)變(bian)化(hua)的(de)程(cheng)序(xu)表(biao),為(wei)幹(gan)燥(zao)過(guo)程(cheng)調(tiao)節(jie)的(de)依(yi)據(ju)。在(zai)實(shi)際(ji)幹(gan)燥(zao)過(guo)程(cheng)中(zhong),正(zheng)確(que)執(zhi)行(xing)幹(gan)燥(zao)基(ji)準(zhun)表(biao),就(jiu)可(ke)以(yi)合(he)理(li)地(di)控(kong)製(zhi)木(mu)材(cai)的(de)幹(gan)燥(zao)過(guo)程(cheng).從而保證木材的幹燥質量。多功能實驗用幹燥烘幹機可選的幹燥基準有:含水率基準、時間幹燥基準、連lian續xu升sheng溫wen幹gan燥zao基ji準zhun和he幹gan燥zao梯ti度du基ji準zhun。在zai試shi驗yan機ji工gong作zuo前qian選xuan擇ze某mou一yi幹gan燥zao基ji準zhun,輸shu入ru幹gan燥zao基ji準zhun參can數shu,使shi實shi驗yan過guo程cheng按an照zhao基ji準zhun自zi動dong運yun行xing。本ben設she計ji可ke通tong過guo多duo次ci實shi驗yan來lai製zhi定ding基ji準zhun參can數shu表biao存cun於yu計ji算suan機ji中zhong,同tong時shi也ye為wei木mu材cai幹gan燥zao廠chang家jia等deng提ti供gong基ji準zhun參can數shu依yi據ju。
4、試驗機控製係統的設計
木材幹燥的過程是一非線性係統,很難建立其準確的數學模型.但可以用模糊規則來描述這種複雜的對象。本文所設計的數控多功能實驗用幹燥烘幹機的模糊控製係統采用高性價比單片機,溫度、壓力、濕度分別對應一模糊控製係統,融合智能化控製思想中的模糊控製技術,大大提高了幹燥過程的智能化水平。係統主要由模糊控製器、輸入輸出接口(A/D、D/A轉換器)、檢測對象、執行機構和被控對象五部分組成,如圖3所示。
多功能幹燥烘幹機中,檢測對象為壓力、溫度、濕度等傳感器,執行機構為真空泵、電加熱管、隔膜泵、蒸汽發生器、除濕機及電磁閥等。計算機經過采樣獲取被控製量的精確值,然後將此量與給定量比較得到誤差信號E.同時,取E對時間的一階導數EC,即誤差變化率,把E和EC的精確值進行模糊化後變成模糊量並用相應的模糊語言表示。至此,得到了E和EC的模糊語言集
通過表3的控製規則進行模糊推理,得到一模糊集合,通過所輸入的控製量U的論域獲得最終加到被控對象的設計控製量的精確值,並對其圓整優化,從而分別得出溫度、壓力、濕度的模糊控製表。
多功能幹燥烘幹機通過模糊控製係統的使用減少了人工複雜的操作,提高智能化水平的同時也提過了工作效率。
5、結論
數控多功能試驗用幹燥烘幹機能夠實現多種木材幹燥方式,且能進行木材改性和熱處理等功能。通過模糊控製,實現了幹燥過程中溫度、壓力、濕(shi)度(du)的(de)精(jing)確(que)控(kong)製(zhi),提(ti)高(gao)了(le)木(mu)材(cai)幹(gan)燥(zao)過(guo)程(cheng)控(kong)製(zhi)的(de)智(zhi)能(neng)化(hua)程(cheng)度(du)。具(ju)有(you)自(zi)定(ding)義(yi)幹(gan)燥(zao)功(gong)能(neng),可(ke)多(duo)種(zhong)幹(gan)燥(zao)進(jin)行(xing)組(zu)合(he),從(cong)而(er)進(jin)行(xing)創(chuang)新(xin)性(xing)實(shi)驗(yan),可(ke)以(yi)廣(guang)泛(fan)應(ying)用(yong)於(yu)高(gao)校(xiao)研(yan)究(jiu)所(suo)等(deng)科(ke)研(yan)單(dan)位(wei)的(de)實(shi)驗(yan)研(yan)究(jiu)。



