一种木材的高压真空处理装置及方法与流程

本发明涉及木材加工技术领域，尤其涉及一种木材的高压真空处理装置及方法。

背景技术：

原木在我国木材产业发展过程中具有基础性作用，近二十年来我国原木进口量和贸易额不断攀升。以2018年为例，2018年我国共进口5975.10万立方米，相较于1997年增加了12.1倍。另外原木的进口额与进口量的变化趋势相当，2018年原木进口额超过100亿美元。

在木材大量进口的同时，我国也面临着众多有害生物入侵的风险，据统计，2005～2015年我国进口原木共计41,173万立方米，截获有害生物种类共计3,655种，639,977种次，其中检疫性有害生物194种，86,711种次。进口原木截获有害生物种类和种次数逐年增长，与2005年相比，2015年截获有害生物种类和次数分别增长2.62和12.64倍，其中截获种类和次数高度相关(r2＝0.9477)。2005～2015年我国原木上截获的有害生物包含昆虫、螨类、杂草、线虫、真菌、细菌、软体动物、老鼠以及树蛙等活体动物。截获种类和次数最多的是昆虫类有害生物，截获种类共计2,952种，594,329种次，其中检疫性昆虫种类共计143种，84,830种次。截获昆虫类有害生物主要包括11大类：天牛、小蠹、象虫、白蚁、长蠹、吉丁虫、树蜂、粉蠹、窃蠹、蛾类及其他，以鞘翅目钻蛀性害虫为主。综上可知，检疫处理在木材进境贸易和防止有害生物入侵方面发挥着不可替代的作用。

目前，木材运输方式有：陆运铁路货车运输、海运集装箱运输、海运船舶运输。木材常用的检疫处理技术有：熏蒸处理、热处理、辐照处理。

利用熏蒸剂熏蒸处理除害是一种较为成熟的技术，但也具有明显的缺点。熏蒸剂对人体以及环境具有危害性。比如帐幕熏蒸，其气密性不高，易造成熏蒸剂泄漏。对于气密性较好的熏蒸处理方法，其空间受限无法大规模使用或工作效率降低。由此可见，我国进口检疫部门正面临进口原木数量大，检疫除害工作任务重的问题，需要一种高效环保的检疫处理方法。

目前最常用的是常压窑处理法，但是由于木材的装卸、运输需要耗费大量时间，效率较低。

熏蒸处理作为国际木材贸易检疫处理中最常用方法，溴甲烷在熏蒸处理方面具有得天独厚的优势。但自20世纪80年代发现溴甲烷会对大气臭氧层造成严重破坏以来，其减量控制便受到世界各国的广泛关注。在处理环节中，需要对其尾气进行回收。磷化氢处理时间长，时效性差，在口岸的大规模熏蒸处理上存在局限性。氰在处理过程中不会对环境造成污染，却价格昂贵，检疫处理成本较高。

技术实现要素：

为了解决上述相关领域中的不足，本发明提供一种木材的高压真空处理装置及方法。

本发明的一种木材的高压真空处理装置及方法是通过以下技术方案实现的：

一种木材的高压真空处理装置，包括防护墙，

所述防护墙内设有下沉铁轨，所述下沉铁轨与所述防护墙左右两侧面平行，所述下沉铁轨的上表面低于所述防护墙底端的高度；所述防护墙与所述下沉铁轨之间设有供铁路货车进入的空腔；

所述防护墙前后两侧相对设有舱门，所述舱门与所述下沉铁轨之间设有充气气囊；

所述防护墙上端焊接有真空压力释放阀；

所述防护墙外左右两侧相对设有真空处理装置；

所述防护墙内左右两侧相对设有蒸汽发生器和风机；

所述防护墙上还设有控制装置，所述控制装置与所述真空处理装置、蒸汽发生器、风机和真空压力释放阀电连接；

所述防护墙后端设有排水口。

进一步地，所述控制装置电连接有监测装置，所述监测装置包括第一压力传感器、第二压力传感器和若干温度传感器；

所述第一压力传感器设置在所述防护墙内侧；

所述第二压力传感器设置在所述充气气囊的内部；

所述防护墙内部顶端正对于所属铁轨中间的位置设有滑轨，所述滑轨内设有若干个滑块，所述滑块下端设有电动伸缩杆，所述温度传感器设置在所述电动伸缩杆上，所述滑块上还设有用于驱动所述滑块在所述滑轨内滑动的驱动电机；

所述电动伸缩杆与所述驱动电机均分别与所述控制装置电连接。

进一步地，所述防护墙上设有滑槽，所述舱门通过所述滑槽与所述舱门活动连接；所述舱门上设有密码锁，所述密码锁与所述控制装置电连接。

进一步地，所述充气气囊固定在所述下沉铁轨之间，所述充气气囊上设有进气阀和出气阀，所述进气阀和出气阀分别与所述控制装置电连接；

所述进气阀通过导气管螺纹连接有气罐，所述出气阀通过导气管螺纹连接有废弃罐。

进一步地，所述控制装置包括操作面板，所述操作面板电连接有电路板，所述电路板(92)电连接有电源(93)；

所述电路板上包括数据接收模块，所述数据接收模块电连接有处理器，所述处理器电连接有数据传递模块。

进一步地，所述真空处理装置为真空泵，所述真空泵一端与所述真空缓冲罐相连，所述真空泵另一端通过管道与所述防护墙内部连通。

进一步地，所述排水口设置在后端可遥控舱门两侧防护墙下方近地处；所述排水口上设有排水阀，所述排水阀与所述控制装置电连接。

进一步地，所述防护墙的剖面结构成呈冂型。

进一步地，所述舱门为定气密双开自动平推门。

进一步地，所述蒸汽发生器为电热蒸汽发生器。

一种木材的高压真空处理方法，包括：

步骤1，安全检查：监测高压真空处理装置是否处于正常运作状态；若处于非正常运作状态，排除故障后，再进入步骤2；若属于正常运作状态，则直接进入步骤2；

步骤2，放置待处理样品：将装载有待处理样品的铁路货车经轨道经下沉轨道驶入高压真空处理装置内，停好后清扫真空高压蒸汽舱内杂物；

步骤3，关闭舱门：确认高压真空处理装置内无人作业后，通过操作面板关闭舱门；

步骤4，密闭空间：确认舱门关闭后，通过操作面板开启进气阀，使气罐对充气气囊进行充气，从而使高压真空处理装置成为密闭的空间；

步骤5，第一次抽气：充气完成后，通过操作面板开启真空泵，使真空缓冲罐对高压真空处理装置内进行气体抽取，直至高压真空处理装置内的压力降至0.006～0.01mpa，通过操作面板关闭真空泵停止抽气；

步骤6，第一次通汽：完成第一次抽气后，通过操作面板开启蒸汽发生器向高压真空处理装置内通入蒸汽，同时打开风机，加快蒸汽在高压真空处理装置内的扩散，直至高压真空处理装置内压力在0.055～0.1mpa，通过操作面板关闭真空泵停止通入蒸汽；

步骤7，第二次抽气：完成第一次通入蒸汽后，对高压真空处理装置通过真空泵再次进行空气抽取，使高压真空处理装置内的压力降至0.04mpa；

步骤8，第二次通汽及第三次抽气：完成第二次抽气后，继续往高压真空处理装置内通入蒸汽，同时打开风机和温度传感器；将高压真空处理装置内的压力升高但不超于0.07mpa，且若干温度传感器的数值平均值大于75℃时，通过操作面板关闭蒸汽发生机和风机；并再一次通过开启真空泵进行对高压真空处理装置进行抽气，抽至高压真空处理装置内压力降至0.04mpa停止；

步骤9，第三次通汽：再次往高压真空处理装置内通入蒸汽，至高压真空处理装置内压力维持在0.06mpa左右，且若干温度传感器的数值平均值达到56℃时，通过操作面板关闭蒸汽发生机和风机，使木芯温度通过木材导热性能充分上升；

步骤10，第四次抽气：对高压真空处理装置再次进行抽气，使其内部压力降至0.04mpa，静置10min，即可开舱门移出所述待处理样品。

本发明相较于现有技术而言，具备以下有益效果：

1)本发明的温度传感器通过滑槽滑块在防护墙顶部活动连接，可以满足检测不同位置待处理物品的温度；

2)本发明的电动伸缩杆的设置实现了温度传感器相对于待处理物品的高度可调节，满足不同高度的待处理物品的温度检测；

3)本发明的充气气囊可充气可放气，实现了本发明装置的可选择性密闭；

4)本发明的控制装置的设置可以通过直接通过操作面板即可实现对本装置的操控，操作简单，省时省力；

5)本发明的装置可以使原木在铁路运输到达目的地后，免去卸载搬运步骤，直接驶入真空高压蒸汽舱，实现杀灭林木害虫的检疫处理，从而达到防止这些危险性有害生物在一个新的地方定殖、传播或扩散的目的；

6)本发明的方法具有绿色环保、操作简单、成本低廉的优势；

7)本发明通过真空—高压蒸汽双系统协同运作，在保证检疫处理质量的前提下，大大提高了处理效率，省时高效；

8)本发明方法的真空抽取大大缩减检疫处理的时间，提高了检疫处理效率；检疫处理成本清洁低廉，取材便捷，操作原理简单；

9)本发明方法为今后的商业化应用提供科学的技术储备。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。

图1为本发明实施例1的整体结构正视图；

图2为本发明实施例1的整体内部结构俯视图；

图3为本发明实施例1的整体结构剖视图；

图4为本发明实施例1控制装置的连接关系示意图；

其中：

1、防护墙，11、舱门，12、排水口，121、排水阀，13、滑轨，14、滑块，15、电动伸缩杆，16、驱动电机，17、滑槽，18、密码锁；

2、下沉铁轨；3、空腔；

4、充气气囊，41、进气阀，42、出气阀，43、气罐；44、废弃罐；

5、真空压力释放阀；6、真空处理装置；7、蒸汽发生器；8、风机；

9、控制装置，91、操作面板，92、电路板，921、数据接收模块，922、处理器，923、数据传递模块，93、电源；

101、第一压力传感器，102、第二压力传感器，103、温度传感器。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。本发明中未详细说明的结构或工作原理属于现有技术和本领域的公知常识，本技术领域的技术人员应当知晓。

请参阅图1-4。

实施例1

本实施例提供一种木材的高压真空处理装置，其特征在于，包括防护墙1，

所述防护墙1内设有下沉铁轨2，所述下沉铁轨2与所述防护墙1左右两侧面平行，所述下沉铁轨2的上表面低于所述防护墙1底端的高度；所述防护墙1与所述下沉铁轨2之间设有供铁路货车进入的空腔3；

所述防护墙1前后两侧相对设有舱门11，所述舱门11与所述下沉铁轨2之间设有充气气囊4；

所述防护墙1上端焊接有真空压力释放阀5；

所述防护墙1外左右两侧相对设有真空处理装置6；

所述防护墙1内左右两侧相对设有蒸汽发生器7和风机8；

所述防护墙1上还设有控制装置9，所述控制装置9与所述真空处理装置6、蒸汽发生器7、风机8和真空压力释放阀5电连接；

所述防护墙1后端设有排水口12。

进一步地，所述控制装置9还电连接有监测装置，所述监测装置包括第一压力传感器101、第二压力传感器102和3个温度传感器103；

所述第一压力传感器101设置在所述防护墙1内侧；

所述第二压力传感器102设置在所述充气气囊4的内部；

所述防护墙1内部顶端设有滑轨13，所述滑轨13内设有若干个滑块14，所述滑块14下端设有电动伸缩杆15，所述温度传感器103设置在所述电动伸缩杆15上，所述滑块14上还设有用于驱动所述滑块15在所述滑轨13内滑动的驱动电机16；

所述电动伸缩杆15与所述驱动电机16均分别与所述控制装置9电连接。

进一步地，所述防护墙1上设有滑槽17，所述舱门11通过所述滑槽17与所述舱门11活动连接；所述舱门11上设有密码锁18，所述密码锁18与所述控制装置9电连接。

进一步地，所述充气气囊4固定在所述下沉铁轨2中间，所述充气气囊4上设有进气阀41和出气阀42，所述进气阀41和出气阀42分别与所述控制装置9电连接；

所述进气阀41通过导气管螺纹连接有气罐43，所述出气阀42通过导气管螺纹连接有废弃罐44。

进一步地，所述控制装置9包括操作面板91，所述操作面板91电连接有电路板92，所述电路板92电连接有电源93；

所述电路板92上包括数据接收模块921，所述数据接收模块921电连接有处理器922，所述处理器922电连接有数据传递模块923。

进一步地，所述真空处理装置6为真空泵，所述真空泵一端与所述真空缓冲罐61相连，所述真空泵另一端通过管道与所述防护墙1内部连通。

进一步地，所述排水口12上设有排水阀121，所述排水阀121与所述控制装置9电连接。

进一步地，所述防护墙1的剖面结构成呈冂型。

进一步地，所述舱门11为定气密双开自动平推门。

本实施例的工作原理：

首先通过控制装置9的操作面板91输入密码锁18的相应密码，进而控制装置9控制开启舱门11，工作人员将铁路货车沿着下沉铁轨2开进并将其停在本实施例的高压真空处理装置内，如图2中间阴影区域的位置，然后工作人员根据铁路货车所停放的位置，通过操作面板91驱动电机16，使滑块14在滑轨13上移动，使三个温度传感器103分别停留在铁路货车的前中后三个位置所对应的上方，然后再通过操作面板91驱动电动伸缩杆15伸长，使温度传感器103的位置靠近铁路货车上所承载的物品，然后确认本实施例的高压真空处理装置内没有杂物后，然后通过操作面板91控制关闭舱门11。

当开启舱门11的同时，操控出气阀42打开，将充气气囊4中的气体排放到废弃罐44中；当关闭舱门11时，通过操作面板91控制出气阀42关闭，同时打开进气阀41，对充气气囊4进行充气，当充气气囊4中的第二压力传感器102实时检测充气气囊4中的压力达到所设置的压力值时，便会自动关闭进气阀41停止进气，此时，本实施例的高压真空处理装置为密闭状态。

然后可以通过真空泵进行抽取气体，通过操作面板91开启蒸汽发生器7和风机8进行蒸汽输入。

第一压力传感器101、第二压力传感器102和温度传感器103所检测到的数据均会通过数据接收模块921传递到处理器922上，处理器922再将数据反馈到操作面板91上并通过操作面板91显示出来便于工作人员查看，同时，处理器922会数据或指令再分别传递到排水阀121，电动伸缩杆15，驱动电机16，密码锁18，进气阀41，出气阀42，进而驱动其开关，完成所需要的动作。

实施例2

本实施例提供一种基于木材的高压真空处理装置的木材高压真空处理方法，包括：

步骤1，安全检查：监测高压真空处理装置是否处于正常运作状态；若处于非正常运作状态，排除故障后，再进入步骤2；若属于正常运作状态，则直接进入步骤2；

步骤2，放置待处理样品：将装载有待处理样品的铁路货车经轨道经下沉轨道驶入高压真空处理装置内，停好后清扫真空高压蒸汽舱内杂物；

步骤3，关闭舱门：确认高压真空处理装置内无人作业后，通过操作面板关闭舱门；

步骤4，密闭空间：确认舱门关闭后，通过操作面板开启进气阀，使气罐对充气气囊进行充气，从而使高压真空处理装置成为密闭的空间；

步骤5，第一次抽气：充气完成后，通过操作面板开启真空泵，使真空缓冲罐对高压真空处理装置内进行气体抽取，直至高压真空处理装置内的压力降至0.006mpa，通过操作面板关闭真空泵停止抽气；

步骤6，第一次通汽：完成第一次抽气后，通过操作面板开启蒸汽发生器向高压真空处理装置内通入蒸汽，同时打开风机，加快蒸汽在高压真空处理装置内的扩散，直至高压真空处理装置内压力在0.055mpa，通过操作面板关闭真空泵停止通入蒸汽；

步骤7，第二次抽气：完成第一次通入蒸汽后，对高压真空处理装置通过真空泵再次进行空气抽取，使高压真空处理装置内的压力降至0.04mpa；

步骤8，第二次通汽及第三次抽气：完成第二次抽气后，继续往高压真空处理装置内通入蒸汽，同时打开风机和温度传感器；将高压真空处理装置内的压力为0.07mpa，且若干温度传感器的数值平均值为75℃时，通过操作面板关闭蒸汽发生机和风机；并再一次通过开启真空泵进行对高压真空处理装置进行抽气，抽至高压真空处理装置内压力降至0.04mpa停止；

步骤9，第三次通汽：再次往高压真空处理装置内通入蒸汽，至高压真空处理装置内压力维持在0.06mpa，且若干温度传感器的数值平均值达到56℃时，通过操作面板关闭蒸汽发生机和风机，使木芯温度通过木材导热性能充分上升；

步骤10，第四次抽气：对高压真空处理装置再次进行抽气，使其内部压力降至0.04mpa，静置10min，即可开舱门移出所述待处理样品。

实施例3

本实施例提供一种基于木材的高压真空处理装置的木材高压真空处理方法，包括：

步骤1，安全检查：监测高压真空处理装置是否处于正常运作状态；若处于非正常运作状态，排除故障后，再进入步骤2；若属于正常运作状态，则直接进入步骤2；

步骤2，放置待处理样品：将装载有待处理样品的铁路货车经轨道经下沉轨道驶入高压真空处理装置内，停好后清扫真空高压蒸汽舱内杂物；

步骤3，关闭舱门：确认高压真空处理装置内无人作业后，通过操作面板关闭舱门；

步骤4，密闭空间：确认舱门关闭后，通过操作面板开启进气阀，使气罐对充气气囊进行充气，从而使高压真空处理装置成为密闭的空间；

步骤5，第一次抽气：充气完成后，通过操作面板开启真空泵，使真空缓冲罐对高压真空处理装置内进行气体抽取，直至高压真空处理装置内的压力降至0.008mpa，通过操作面板关闭真空泵停止抽气；

步骤6，第一次通汽：完成第一次抽气后，通过操作面板开启蒸汽发生器向高压真空处理装置内通入蒸汽，同时打开风机，加快蒸汽在高压真空处理装置内的扩散，直至高压真空处理装置内压力在0.08mpa，通过操作面板关闭真空泵停止通入蒸汽；

步骤7，第二次抽气：完成第一次通入蒸汽后，对高压真空处理装置通过真空泵再次进行空气抽取，使高压真空处理装置内的压力降至0.04mpa；

步骤8，第二次通汽及第三次抽气：完成第二次抽气后，继续往高压真空处理装置内通入蒸汽，同时打开风机和温度传感器；将高压真空处理装置内的压力升高为0.06mpa，且若干温度传感器的数值平均值为76℃时，通过操作面板关闭蒸汽发生机和风机；并再一次通过开启真空泵进行对高压真空处理装置进行抽气，抽至高压真空处理装置内压力降至0.04mpa停止；

步骤9，第三次通汽：再次往高压真空处理装置内通入蒸汽，至高压真空处理装置内压力维持在0.06mpa，且若干温度传感器的数值平均值达到56℃时，通过操作面板关闭蒸汽发生机和风机，使木芯温度通过木材导热性能充分上升；

步骤10，第四次抽气：对高压真空处理装置再次进行抽气，使其内部压力降至0.04mpa，静置10min，即可开舱门移出所述待处理样品。

实施例4

步骤1，安全检查：监测高压真空处理装置是否处于正常运作状态；若处于非正常运作状态，排除故障后，再进入步骤2；若属于正常运作状态，则直接进入步骤2；

步骤2，放置待处理样品：将装载有待处理样品的铁路货车经轨道经下沉轨道驶入高压真空处理装置内，停好后清扫真空高压蒸汽舱内杂物；

步骤3，关闭舱门：确认高压真空处理装置内无人作业后，通过操作面板关闭舱门；

步骤4，密闭空间：确认舱门关闭后，通过操作面板开启进气阀，使气罐对充气气囊进行充气，从而使高压真空处理装置成为密闭的空间；

步骤5，第一次抽气：充气完成后，通过操作面板开启真空泵，使真空缓冲罐对高压真空处理装置内进行气体抽取，直至高压真空处理装置内的压力降至0.01mpa，通过操作面板关闭真空泵停止抽气；

步骤6，第一次通汽：完成第一次抽气后，通过操作面板开启蒸汽发生器向高压真空处理装置内通入蒸汽，同时打开风机，加快蒸汽在高压真空处理装置内的扩散，直至高压真空处理装置内压力在0.1mpa，通过操作面板关闭真空泵停止通入蒸汽；

步骤7，第二次抽气：完成第一次通入蒸汽后，对高压真空处理装置通过真空泵再次进行空气抽取，使高压真空处理装置内的压力降至0.04mpa；

步骤8，第二次通汽及第三次抽气：完成第二次抽气后，继续往高压真空处理装置内通入蒸汽，同时打开风机和温度传感器；将高压真空处理装置内的压力升高为0.05mpa，且若干温度传感器的数值平均值为76℃时，通过操作面板关闭蒸汽发生机和风机；并再一次通过开启真空泵进行对高压真空处理装置进行抽气，抽至高压真空处理装置内压力降至0.04mpa停止；

步骤9，第三次通汽：再次往高压真空处理装置内通入蒸汽，至高压真空处理装置内压力维持在0.06mpa，且若干温度传感器的数值平均值达到56℃时，通过操作面板关闭蒸汽发生机和风机，使木芯温度通过木材导热性能充分上升；

步骤10，第四次抽气：对高压真空处理装置再次进行抽气，使其内部压力降至0.04mpa，静置10min，即可开舱门移出所述待处理样品。

本发明的原理是以温度感应器和压力感应器反馈数值为依据，通过真空抽取装置改变压强，达到提高了饱和蒸汽释放后扩散的均匀度和速度的目的；通过蒸汽发生器释放饱和蒸气，使温度达到我国对原木热处理技术的要求(木芯温度应达到71.1℃，并且需要保持75min以上)，达到驱害目的。通过交替操作真空装置和蒸汽装置的运行，在检疫质量合格的基础上，还大大提高了检疫处理速度，并相较常规方式更加节能环保，独具生态效益。

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