專利名稱：一種木材的干燥方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及木材干燥的方法，具體是一種通過木材應(yīng)力控制木材干燥過程的干燥方法。
背景技術(shù)：
木材干燥過程控制，是指在保證木材干燥質(zhì)量的前提下，調(diào)整干燥介質(zhì)溫、濕度， 控制木材的干燥速度。干燥基準(zhǔn)是用來控制干燥過程的程序表，常用的干燥基準(zhǔn)是含水率基準(zhǔn)，即根據(jù)被干材在干燥窯內(nèi)含水率的大小來規(guī)定不同干燥階段干燥介質(zhì)的溫度、濕度。 而影響木材干燥質(zhì)量的直接原因是木材干燥過程中所產(chǎn)生的應(yīng)力。因此通過含水率基準(zhǔn)控制的木材干燥過程，不能直接反映被干材在干燥過程中的應(yīng)力大小，故在干燥過程的控制容易出現(xiàn)干燥質(zhì)量問題。目前，經(jīng)常使用的簡介測試木材干燥應(yīng)力的方法主要是梳齒法，這種方法測試值只反映了木材的干燥應(yīng)力指標(biāo)，不能實(shí)時(shí)在線檢測，且測試值要滯后于當(dāng)時(shí)的干燥情況，時(shí)效性比較差；近20年來，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，又出現(xiàn)了一些新的木材干燥應(yīng)力的測試方法，聲發(fā)射法測試木材干燥應(yīng)力，通過測定木材的介電常數(shù)來反映木材的干燥應(yīng)力，柵格接觸式傳感器用于木材應(yīng)力檢測。但這些技術(shù)由于種種原因都很不成熟，有各自的局限性。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種可實(shí)時(shí)在線檢測且干燥質(zhì)量好的木材的干燥方法。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種木材的干燥方法，其特點(diǎn)是通過木材應(yīng)力控制木材干燥過程的方法，包括以下步驟
a)木材干燥之前從未進(jìn)入干燥窯的被干材上鋸制出兩個(gè)應(yīng)力試件，將其中一個(gè)應(yīng)力試件的五個(gè)面密封住形成第一應(yīng)力試件，將另一個(gè)應(yīng)力試件同樣五個(gè)面密封后再將這五個(gè)面用固定套固定而形成第二應(yīng)力試件；
b)木材干燥初期隨時(shí)觀察第一應(yīng)力試件的彎曲度，根據(jù)其彎曲度調(diào)整干燥介質(zhì)的溫、 濕度；
c)木材干燥中、后期隨時(shí)觀察第二應(yīng)力試件的彎曲度，結(jié)合第一應(yīng)力試件的彎曲度， 調(diào)整干燥介質(zhì)的溫、濕度。其中，上述步驟a)中從被干材上鋸制的應(yīng)力試件為被干材的中間部分，將中間部分的木材在厚度方向的一半處沿纖維方向均分成兩部分，這兩部分即為第一應(yīng)力試件和第二應(yīng)力試件。為了使試件在測試時(shí)能從單一個(gè)面的變形情況得出較為準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，上述步驟a) 中第一應(yīng)力試件和第二應(yīng)力試件通過錫箔紙膠帶將除了木材表面外其余的五個(gè)面密封，使這五個(gè)面與空氣隔絕而實(shí)現(xiàn)在干燥過程中這五個(gè)面的水分不會(huì)蒸發(fā)。為了方便拆卸和安裝固定套，上述步驟a)中的固定套包括壓條、固定板、緊固槽和
3緊固螺絲，其中所述固定板貼緊第二應(yīng)力試件中與未密封面相對(duì)的面，所述壓條共設(shè)四條并分別緊貼第二應(yīng)力試件中另外四個(gè)密封面，所述緊固槽扣置于第二應(yīng)力試件的四周并通過緊固螺絲旋緊固定而實(shí)現(xiàn)第二應(yīng)力試件在干燥過程中不變形。上述步驟b)中第一應(yīng)力試件的彎曲度為木材干燥過程中表面拉應(yīng)力的表征，根據(jù)第一應(yīng)力試件彎曲度的大小調(diào)整干燥介質(zhì)的溫、濕度以保持被干材的表面拉應(yīng)力不大于被干材的橫紋抗拉強(qiáng)度；上述步驟c)中在觀察第二應(yīng)力試件的彎曲度前需先將固定套去除， 此時(shí)第二應(yīng)力試件將沿橫紋方向未密封面的相對(duì)面方向彎曲，第二應(yīng)力試件的彎曲度為大木材干燥過程中內(nèi)部橫紋拉應(yīng)力的表征，根據(jù)第二應(yīng)力試件彎曲度的大小調(diào)整干燥介質(zhì)的溫、濕度以保持被干材的內(nèi)部拉應(yīng)力不大于被干材的橫紋抗拉強(qiáng)度。本發(fā)明由于將從被干材上鋸制下來的木材制作成第一應(yīng)力試件和第二應(yīng)力試件， 將第一應(yīng)力試件的其中五個(gè)表面密封，第二應(yīng)力試件除了其中五個(gè)表面密封外還在所有密封面外套設(shè)固定套，干燥時(shí)將這兩應(yīng)力試件隨被干材一起放入干燥窯內(nèi)，置于干燥窯內(nèi)干燥速度最快的地方，在干燥初期，第一應(yīng)力試件只有未密封面能夠蒸發(fā)水份，木材內(nèi)部含水率分布在厚度方向上不對(duì)稱，木材內(nèi)部的含水率梯度使第一應(yīng)力試件發(fā)生橫紋彎曲，根據(jù)彎曲度的大小可判斷木材表面拉應(yīng)力的大小，從而調(diào)整干燥介質(zhì)的溫、濕度來保證木材表面所受的拉應(yīng)力不大于木材的橫紋抗拉強(qiáng)度，以防止木材產(chǎn)生表裂，到了干燥中后期，木材表面產(chǎn)生塑性橫紋拉伸變形，表面出現(xiàn)硬化現(xiàn)象，使木材呈現(xiàn)出內(nèi)部受拉應(yīng)力作用，將第二應(yīng)力試件松開固定，此時(shí)第二應(yīng)力試件將沿橫紋方向向未密封面的相對(duì)面方向彎曲，根據(jù)彎曲度大小可判斷木材內(nèi)部橫紋拉應(yīng)力的大小，從而調(diào)整干燥介質(zhì)的溫、濕度，對(duì)木材進(jìn)行高溫、高濕處理，消除或減少木材表面的硬化程度，以防止木材產(chǎn)生內(nèi)裂。綜上所述，通過觀察第一應(yīng)力試件和第二應(yīng)力試件的彎曲度，即可判斷干燥過程中被干材的表面應(yīng)力和內(nèi)部應(yīng)力的大小，從而調(diào)整干燥介質(zhì)溫、濕度，故可有效提高干燥質(zhì)量，而且可實(shí)時(shí)在線檢測，測試值精準(zhǔn)，保證了制成品的質(zhì)量，同時(shí)提高了制成品的使用壽命，這種木材干燥方法是最直接的、最有效的、最能保證木材不開裂的方法，而且該方法特別適用于難干樹種的干燥。下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。


圖1本發(fā)明兩應(yīng)力試件取材的立體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2本發(fā)明第一應(yīng)力試件部分剖視剖的立體結(jié)構(gòu)示意圖。圖3本發(fā)明第二應(yīng)力試件部分剖視剖的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式如圖1至圖3所示，本發(fā)明提供的一種木材的干燥方法，主要是通過木材應(yīng)力控制木材干燥過程的方法，包括以下步驟a)木材干燥之前從未進(jìn)入干燥窯的被干材上鋸制出兩個(gè)應(yīng)力試件，將其中一個(gè)應(yīng)力試件的五個(gè)面密封住形成第一應(yīng)力試件1，將另一個(gè)應(yīng)力試件同樣五個(gè)面密封后再將這五個(gè)面用固定套固定而形成第二應(yīng)力試件2 ；b)木材干燥初期隨時(shí)觀察第一應(yīng)力試件1的彎曲度，根據(jù)其彎曲度調(diào)整干燥介質(zhì)的溫、濕度；c)木材干燥中、后期隨時(shí)觀察第二應(yīng)力試件2的彎曲度，結(jié)合第一應(yīng)力試件1的彎曲度，調(diào)整干燥介質(zhì)的溫、濕度。
如圖1所示，該實(shí)施例的應(yīng)力試件制取過程如下其整體為被干材中的一塊木材， 將其沿木材長度方向上鋸解為三部分，取其中間的部分用于制取應(yīng)力試件，將鋸出的中間部分立即在厚度方向的一半處沿纖維方向均分成上下兩部分，其中上部分作為第一應(yīng)力試件1，其上表面為A面；下部分作為第二應(yīng)力試件2，其下表面為B面。如圖2所示，將第一應(yīng)力試件1和第二應(yīng)力試件2立即采用錫箔紙膠帶3的密封材料將除了 A面和B面以外的五個(gè)面密封住，防止這五個(gè)面在干燥過程中蒸發(fā)水分。如圖3所示，該實(shí)施例的固定套為不銹鋼固定套，其包括有不銹鋼壓條41、不銹鋼固定板42、不銹鋼緊固槽43和不銹鋼緊固螺絲44，將密封好的第二應(yīng)力試件2的面的相對(duì)面與不銹鋼固定板42緊密貼緊，B面四周與不銹鋼壓條41緊密貼緊，貼緊不銹鋼后再在四周用帶有不銹鋼緊固螺絲44的不銹鋼緊固槽43扣上，同時(shí)旋緊不銹鋼緊固螺絲44，使不銹鋼壓條41壓緊于第二應(yīng)力試件2的四周，目的是保證第二應(yīng)力試件2在干燥過程中不變形。在被干材入窯干燥時(shí)，將第一應(yīng)力試件1和第二應(yīng)力試件2隨被干材一起放置在干燥窯內(nèi)干燥速度最快的地方，第一應(yīng)力試件1是用于測試干燥過程中含水率應(yīng)力的大小，即由于含水率梯度引起的應(yīng)力。第二應(yīng)力試件2是用于測試干燥過程中殘余應(yīng)力和含水率應(yīng)力合成的大小，殘余應(yīng)力是指木材在干燥過程中殘余變形引起的應(yīng)力。在干燥過程中，木材表面水分蒸發(fā)使木材內(nèi)部產(chǎn)生內(nèi)高外低的含水率梯度。其中，在干燥初期，含水率梯度導(dǎo)致木材表面受拉應(yīng)力，內(nèi)部受壓應(yīng)力，木材表面所受的拉應(yīng)力大于木材的橫紋抗拉強(qiáng)度，則木材會(huì)產(chǎn)生表裂。為了防止木材產(chǎn)生表裂，只有使木材表面的拉應(yīng)力不大于木材的橫紋抗拉強(qiáng)度，而木材表面的拉應(yīng)力通過第一應(yīng)力試件1彎曲度的大小來反映，在干燥過程中，第一應(yīng)力試件1只有表面A能夠蒸發(fā)水分，木材內(nèi)部含水率分布在厚度方向上不對(duì)稱，木材內(nèi)部的含水率梯度使第一應(yīng)力試件1發(fā)生橫紋彎曲，根據(jù)彎曲度的大小判斷木材表面拉應(yīng)力的大小，從而根據(jù)第一應(yīng)力試件1彎曲度調(diào)整干燥介質(zhì)的溫、濕度，使應(yīng)力試件的彎曲度不大于臨界彎曲度，臨界彎曲度即反映木材橫紋抗拉強(qiáng)度。測試完第一應(yīng)力試件 1的彎曲度后，立即把第一應(yīng)力試件1放回到干燥窯原來的位置。隨著干燥程度的深入，由于干燥初期木材表面的拉應(yīng)力的存在，在溫度的作用下， 使木材表面產(chǎn)生塑性橫紋拉伸變形，出現(xiàn)表面硬化現(xiàn)象，同時(shí)木材的含水率逐漸減少，含水率梯度逐漸減少，第一應(yīng)力試件1的彎曲度在干燥介質(zhì)狀態(tài)不變的情況下逐漸減少。當(dāng)木材內(nèi)部含水率降低到纖維飽和點(diǎn)以下時(shí)，內(nèi)部開始干縮，由于木材表面的硬化，使木材呈現(xiàn)出內(nèi)部受拉應(yīng)力作用，外部受壓應(yīng)力作用。內(nèi)部拉應(yīng)力大于木材的橫紋抗拉強(qiáng)度時(shí)，木材會(huì)產(chǎn)生內(nèi)裂。為了防止內(nèi)裂的產(chǎn)生，使木材內(nèi)部拉應(yīng)力不大于木材的橫紋抗拉強(qiáng)度，只有消除或降低木材的表面硬化，才使木材不產(chǎn)生內(nèi)裂。通過調(diào)整干燥介質(zhì)的溫、濕度對(duì)木材進(jìn)行高溫高濕處理，使木材表層軟化，在壓應(yīng)力的作用下，消除或減少木材表面的硬化，達(dá)到消除或減少木材內(nèi)部拉應(yīng)力的作用。當(dāng)?shù)谝粦?yīng)力試件1的彎曲度開始減少到一定程度時(shí)，木材內(nèi)部的含水率低于纖維飽和點(diǎn)時(shí)，將第二應(yīng)力試件2上的緊固螺絲旋松，取出第二應(yīng)力試件2，這時(shí)，第二應(yīng)力試件2將沿橫紋方向向B面的相對(duì)面方向彎曲，此彎曲度大小反映木材內(nèi)部橫紋拉應(yīng)力的大小。根據(jù)第二應(yīng)力試件2的彎曲度調(diào)整干燥介質(zhì)的溫、濕度，對(duì)木材進(jìn)行高溫、高濕處理，使木材表層軟化，在壓應(yīng)力的作用下，消除或減少木材表面的硬化程度， 達(dá)到消除或減少木材內(nèi)部拉應(yīng)力的作用。硬化程度即為木材表層橫紋拉伸殘余變形程度，通過調(diào)整干燥介質(zhì)的溫、濕度保證使第二應(yīng)力試件2的彎曲度小于臨界彎曲度，臨界彎曲度即反映木材橫紋抗拉強(qiáng)度。測試完第二應(yīng)力試件2彎曲度大小后，把第二應(yīng)力試件2重新用不銹鋼固定架固定后放入到干燥窯的原來位置。通過以上的實(shí)施即可達(dá)到本發(fā)明通過應(yīng)力控制木材干燥過程的目的。 本發(fā)明是通過實(shí)施例來描述的，但并不對(duì)本發(fā)明構(gòu)成限制，參照本發(fā)明的描述，所公開的實(shí)施例的其他變化，如對(duì)于本領(lǐng)域的專業(yè)人士是容易想到的，這樣的變化應(yīng)該屬于本發(fā)明權(quán)利要求限定的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種木材的干燥方法，其特征在于通過木材應(yīng)力控制木材干燥過程的方法，包括以下步驟a)木材干燥之前從未進(jìn)入干燥窯的被干材上鋸制出兩個(gè)應(yīng)力試件，將其中一個(gè)應(yīng)力試件的五個(gè)面密封住形成第一應(yīng)力試件(1)，將另一個(gè)應(yīng)力試件同樣五個(gè)面密封后再將這五個(gè)面用固定套固定而形成第二應(yīng)力試件(2)；b)木材干燥初期隨時(shí)觀察第一應(yīng)力試件(1)的彎曲度，根據(jù)其彎曲度調(diào)整干燥介質(zhì)的溫、濕度；c)木材干燥中、后期隨時(shí)觀察第二應(yīng)力試件(2)的彎曲度，結(jié)合第一應(yīng)力試件的彎曲度，調(diào)整干燥介質(zhì)的溫、濕度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的木材的干燥方法，其特征在于上述步驟a)中從被干材上鋸制的應(yīng)力試件為被干材的中間部分，將中間部分的木材在厚度方向的一半處沿纖維方向均分成兩部分，這兩部分即為第一應(yīng)力試件(1)和第二應(yīng)力試件(2)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的木材的干燥方法，其特征在于上述步驟a)中第一應(yīng)力試件 (1)和第二應(yīng)力試件(2)通過錫箔紙膠帶(3)將除了木材表面外其余的五個(gè)面密封，使這五個(gè)面與空氣隔絕而實(shí)現(xiàn)在干燥過程中這五個(gè)面的水分不會(huì)蒸發(fā)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的木材的干燥方法，其特征在于上述步驟a)中的固定套包括壓條(41)、固定板(42)、緊固槽(43)和緊固螺絲(44)，其中所述固定板(42)貼緊第二應(yīng)力試件(2)中與未密封面相對(duì)的面，所述壓條(41)共設(shè)四條并分別緊貼第二應(yīng)力試件(2)中另外四個(gè)密封面，所述緊固槽(43)扣置于第二應(yīng)力試件(2)的四周并通過緊固螺絲(44)旋緊固定而實(shí)現(xiàn)第二應(yīng)力試件(2)在干燥過程中不變形。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的木材的干燥方法，其特征在于上述步驟b)中第一應(yīng)力試件 (1)的彎曲度為木材干燥過程中表面拉應(yīng)力的表征，根據(jù)第一應(yīng)力試件(1)彎曲度的大小調(diào)整干燥介質(zhì)的溫、濕度以保持被干材的表面拉應(yīng)力不大于被干材的橫紋抗拉強(qiáng)度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的木材的干燥方法，其特征在于上述步驟c)中在觀察第二應(yīng)力試件(2)的彎曲度前需先將固定套去除，此時(shí)第二應(yīng)力試件(2)將沿橫紋方向未密封面的相對(duì)面方向彎曲，第二應(yīng)力試件(2)的彎曲度為大木材干燥過程中內(nèi)部橫紋拉應(yīng)力的表征， 根據(jù)第二應(yīng)力試件(2)彎曲度的大小調(diào)整干燥介質(zhì)的溫、濕度以保持被干材的內(nèi)部拉應(yīng)力不大于被干材的橫紋抗拉強(qiáng)度。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種木材的干燥方法，是通過木材應(yīng)力控制木材干燥過程的方法，干燥過程中應(yīng)力試件的彎曲度表征應(yīng)力值的大小而控制干燥窯的溫度和濕度，實(shí)現(xiàn)對(duì)木材干燥過程的控制。在被干材上鋸制一定長度的木材，將鋸出的木材在厚度方向的一半處沿纖維方向均分成兩部分，即第一應(yīng)力試件和第二應(yīng)力試件，兩應(yīng)力試件除了木材表面外將其余的五個(gè)面密封住與空氣隔開，再將第二應(yīng)力試件的五個(gè)密封面用固定套緊固，將兩應(yīng)力試件隨被干材一起放入干燥窯內(nèi)干燥速度最快的地方，根據(jù)兩應(yīng)力試件彎曲度判斷被干材應(yīng)力的大小，觀察應(yīng)力試件彎曲度控制干燥窯干燥介質(zhì)的溫度和濕度，從而保證木材的干燥質(zhì)量，提高被干材的使用壽命，該方法特別適用于難干樹種的干燥。
文檔編號(hào)B27K5/00GK102554990SQ20121001871
公開日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2012年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月20日
發(fā)明者吳周陽, 孫宏南, 杜洪雙, 陶濤, 黃瓊濤 申請(qǐng)人:汕頭市宜華家具有限公司