木材刨花及顆粒單元質(zhì)量分析儀的制作方法
【專利摘要】本技術(shù)提供一種能夠自動檢測出木材刨花及顆粒的含水率、篩分值、堆積密度等質(zhì)量指標(biāo)，結(jié)構(gòu)簡單、使用方便的木材刨花及顆粒單元質(zhì)量分析儀，它包括外殼，在外殼內(nèi)設(shè)置有能夠振動的振動源，在振動源上設(shè)置有篩分單元；所述篩分單元包括支撐座、位于支撐座上方的篩盤、力傳感器；用于檢測篩盤重量的力傳感器設(shè)置在篩盤與支撐座之間；力傳感器的輸出接控制器，在外殼外部的顯示屏與控制器相連；篩盤的底部為具有篩孔的篩面，周邊為擋板；支撐座下部通過彈性元件設(shè)置在振動源上；在外殼內(nèi)具有用于對物料進(jìn)行烘干的加熱源。
【專利說明】
木材刨花及顆粒單元質(zhì)量分析儀
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本技術(shù)涉及對木材刨花及顆粒單元的質(zhì)量進(jìn)行分析的木材刨花及顆粒單元質(zhì)量分析儀。
【背景技術(shù)】
[0002]刨花板(又名“實(shí)木顆粒板”)是將木材等原材料切削成一定規(guī)格的碎片，經(jīng)過干燥，拌以膠粘劑、硬化劑、防水劑，在一定的溫度下壓制而成的一種人造板材。因原料來源廣泛、造價(jià)低廉、表面平整適合貼面而具有觀賞性，耐污耐老化等優(yōu)點(diǎn)，使刨花板行業(yè)迅速躥升，生產(chǎn)刨花板不需要水洗，有利于環(huán)保生產(chǎn)刨花板的設(shè)備投資少，這樣就帶來了一系列的成木優(yōu)勢。從這一角度來講，發(fā)展刨花板生產(chǎn)更符合我國的節(jié)能減排和資源綜合利用的發(fā)展方向。歐洲大量生產(chǎn)刨花板證明，刨花板的用途是沒有疑問的。問題是生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量能否適應(yīng)其用途，刨花板生產(chǎn)必須滿足市場的需求才能發(fā)展。家具和木地板的生產(chǎn)對刨花板的外觀質(zhì)量和力學(xué)強(qiáng)度都有較高的要求，生產(chǎn)辦公家具、廚房家具等板式家具，需要刨花板有較好的機(jī)械加工性能和外觀質(zhì)量;而作木地板基材則要求刨花板有一定的強(qiáng)度和密度，沒有足夠強(qiáng)度和良好加工性的刨花板，在很多的場合是不適合使用的。
[0003]刨花作為生產(chǎn)刨花板的重要原料，原料是木質(zhì)原料和非木質(zhì)原料。通常將刨花分為特制刨花(寬平刨花、棒狀刨花、微型刨花、纖維刨花)和廢料刨花(工廠刨花、顆粒狀刨花及木粉)。刨花種類的形成，由加工刨花的機(jī)械設(shè)備和本身的樹種含水率共同決定。廣義的刨花包括顆粒。但人們在提及木材刨花與顆粒時(shí)，含義稍有區(qū)別，狹義的刨花，其長度和寬度較大、厚度較小;而顆粒，其長度、寬度、厚度基本相等。
[0004]刨花的形狀、尺寸直接影響刨花板的靜曲強(qiáng)度、內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度、握螺釘力以及生產(chǎn)工藝等物理力學(xué)性能。對于刨花，主要檢測其如下指標(biāo)。
[0005]含水率:刨花形態(tài)的好壞很大程度上取決于刨花含水率指標(biāo)，含水率過低，易出現(xiàn)過多的碎肩，可能導(dǎo)致刨花板表芯層比例失調(diào)，從而影響產(chǎn)品質(zhì)量;含水率過高，木塑性增大，木材的彈性形變增大，木材橫向纖維不易斷裂，往往出現(xiàn)厚大刨花。刨花干燥就是通過熱介質(zhì)供熱使刨花水分蒸發(fā)，達(dá)到所要求的終含水率的過程。
[0006]篩分值:把粒度范圍較寬的物料按粒度分為若干個(gè)級別。實(shí)驗(yàn)用篩網(wǎng)通過手工篩分的方法測定。
[0007]堆積密度:實(shí)驗(yàn)測堆積密度是把待測刨花自由填充于某一容器中，在剛填充完成后所測得的單位體積質(zhì)量，通過測量堆積密度得到其孔隙率，通過孔隙率的大小粗略判斷刨花的級配等指標(biāo)，顆粒大小分布越好，孔隙率越小。
[0008]由此能看出，現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)方法和設(shè)備雖然能滿足各個(gè)測量要求，但是并不能簡化測試環(huán)節(jié)，且精確度也遠(yuǎn)達(dá)不到科研的需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本技術(shù)的目的是提供一種能夠自動檢測出木材刨花及顆粒的含水率、篩分值、堆積密度等質(zhì)量指標(biāo)，結(jié)構(gòu)簡單、使用方便的木材刨花及顆粒單元質(zhì)量分析儀。
[0010]本技術(shù)所述的木材刨花及顆粒單元質(zhì)量分析儀，包括外殼，在外殼內(nèi)設(shè)置有能夠振動的振動源，在振動源上設(shè)置有篩分單元;所述篩分單元包括支撐座、位于支撐座上方的篩盤、力傳感器;用于檢測篩盤重量的力傳感器設(shè)置在篩盤與支撐座之間；力傳感器的輸出接控制器，在外殼外部的顯示屏與控制器相連;篩盤的底部為具有篩孔的篩面，周邊為擋板;支撐座下部通過彈性元件設(shè)置在振動源上;在外殼內(nèi)具有用于對物料進(jìn)行烘干的加熱源。
[0011 ]本技術(shù)的有益效果:使用時(shí)，把木材刨花或顆粒自由填充于篩盤中，填滿后，篩盤的容積V就是填充的刨花或顆粒體積；同時(shí)，力傳感器測得的篩盤和刨花或顆粒的重量等信息傳送給控制器進(jìn)行處理得到刨花或顆粒的質(zhì)量m，然后根據(jù)堆積密度t=m/v即可計(jì)算出刨花或顆粒的堆積密度t并輸出到顯示器顯示。
[0012]測量含水率:在篩盤上填滿刨花或顆粒后，打開加熱源對刨花或顆粒進(jìn)行干燥，在干燥過程中，力傳感器將篩盤和篩盤上物料的重量等信息不斷傳輸給控制器，經(jīng)控制器處理后實(shí)時(shí)顯示物料重量S。如果篩盤上物料重量s不再變化，說明干燥結(jié)束。然后根據(jù)控制器根據(jù)物料干燥前后的重量n、s即可計(jì)算出刨花或顆粒的含水率，并送顯示器顯示。
[0013]測量篩分值的過程:振動源振動，通過彈性元件連接在振動源上的支撐座和篩盤即振動。篩盤內(nèi)的小尺寸刨花或小顆粒由于間隙小，大顆?；虼蟪叽缗倩ú荒艽┻^，因此大顆?；虼蟪叽缗倩ㄔ谶\(yùn)動中位置不斷升高。于是原來雜亂無章排列的顆粒群發(fā)生分離，即按顆粒大小進(jìn)行了分層，形成了按小顆粒和小尺寸刨花在下，大顆粒和大尺寸刨花在上的規(guī)則排列。到達(dá)篩面的小顆?；蛐〕叽缗倩ǎ?jīng)過與篩孔進(jìn)行大小比較，小于篩孔者透篩，最終實(shí)現(xiàn)粗細(xì)粒分離，完成了篩分過程。在篩分過程中，力傳感器將篩盤和篩盤上剩余物料的重量等信息不斷傳輸給控制器，經(jīng)控制器處理后實(shí)時(shí)顯示篩盤上剩余的物料重量η。如果篩盤上剩余的物料重量η不再變化，說明篩分結(jié)束。然后根據(jù)控制器根據(jù)篩盤上剩余的物料重量η、初始測得的刨花或顆粒的重量m等信息即可計(jì)算出對于特定大小篩孔的篩分值，并送顯示器顯示。
[0014]本分析儀能夠?qū)崟r(shí)計(jì)算并顯示出刨花和顆粒含水率、篩分值、堆積密度等信息，自動化程度高，基本無需人工干涉，使用方便。
[0015]上述的木材刨花及顆粒單元質(zhì)量分析儀，它還與控制器相連的用于檢測外殼內(nèi)部溫度的溫度傳感器，控制器與加熱源的加熱控制裝置相連。通過溫度傳感器對加熱溫度的反饋，控制器對加熱源的功率大小進(jìn)行控制，使得物料保持在一個(gè)相對穩(wěn)定的干燥溫度，進(jìn)而控制物料的濕度(含水率)。
[0016]上述的木材刨花及顆粒單元質(zhì)量分析儀，所述支撐座包括限位環(huán)和位于限位環(huán)底部的輻條;篩盤位于限位環(huán)內(nèi)部，篩盤外周與限位環(huán)內(nèi)壁之間有間隙。
[0017]上述的木材刨花及顆粒單元質(zhì)量分析儀，所述彈性元件為螺旋壓縮彈簧。
【附圖說明】
[0018]圖1是木材刨花及顆粒單元質(zhì)量分析儀的示意圖。
[0019]圖2是圖1中的支撐座的俯視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]參見圖1所示的木材刨花及顆粒單元質(zhì)量分析儀，包括外殼11，在外殼內(nèi)的底部設(shè)置有能夠振動的振動源10，在振動源上設(shè)置底盤4。
[0021]三個(gè)篩分單元1、2、3上下排列。各篩分單元均包括支撐座8、位于支撐座上方的篩盤6、力傳感器7。
[0022]篩盤的底部為具有篩孔61的篩面62，周邊為擋板63。參見圖2，支撐座包括限位環(huán)81和位于限位環(huán)底部的輻條82;篩盤位于限位環(huán)內(nèi)部，擋板外周與限位環(huán)內(nèi)壁之間有間隙。
[0023]相鄰兩個(gè)篩分單元中的支撐座之間、以及最下方篩分單元中的支撐座與底盤之間均設(shè)置螺旋壓縮彈簧9。
[0024]從上到下，上方篩分單元中的篩孔孔徑大于下方篩分單元中的篩孔孔徑。
[0025]用于檢測篩盤重量的力傳感器7設(shè)置在輻條上部與篩面下部之間。各篩分單元中的力傳感器的輸出均與控制器(未示出)電連接接，在外殼外部設(shè)置的顯示屏(未示出)與控制器相連。
[0026]在外殼內(nèi)下部一側(cè)具有用于對物料進(jìn)行烘干的紅外加熱源5，在外殼上部遠(yuǎn)離紅外加熱源5的另一側(cè)設(shè)置出氣口 12。
[0027]振動源可以是電動機(jī)帶動的激振器，篩分單元在振動源的作用下，產(chǎn)生圓形，橢圓形或者直線軌跡的振動。
[0028]伸入外殼內(nèi)、用于檢測外殼內(nèi)部溫度的溫度傳感器與控制器電連接，控制器與加熱源的加熱控制裝置電連接。通過控制器可以設(shè)定對刨花或顆粒的干燥溫度，使得外殼內(nèi)的溫度穩(wěn)定在干燥溫度左右。
[0029]使用時(shí)，把木材刨花(或顆粒)自由填充于最上面的篩分單元中的篩盤中，填滿后，篩盤的容積V就是在填充的刨花(或顆粒)體積；同時(shí)，力傳感器測得的篩盤和刨花(或顆粒)的重量等信息傳送給控制器進(jìn)行處理得到刨花(或顆粒)的質(zhì)量m，然后根據(jù)堆積密度t=m/v即可計(jì)算出刨花(或顆粒)的堆積密度t并輸出到顯示器顯示。
[0030]測量含水率:在篩盤上填滿刨花(或顆粒)后，打開加熱源對刨花(或顆粒)進(jìn)行干燥，在干燥過程中，力傳感器將篩盤和篩盤上物料的重量等信息不斷傳輸給控制器，經(jīng)控制器處理后實(shí)時(shí)顯示物料重量S。如果篩盤上物料重量s不再變化，說明干燥結(jié)束。然后根據(jù)控制器根據(jù)物料干燥前后的重量n、s即可計(jì)算出刨花(或顆粒)的含水率，并送顯示器顯示。[0031 ]測量篩分值的過程:振動源振動，各篩分單元均振動，篩分結(jié)束(各篩盤上的刨花(或顆粒)質(zhì)量不再變化)后，自上向下排列的各篩盤中的刨花(或顆粒)，其粒徑也由大到小，實(shí)現(xiàn)了刨花(或顆粒)分級，控制器根據(jù)篩分結(jié)束后各篩盤上物料的重量n、初始測得的刨花(或顆粒)的重量m等信息即可計(jì)算出對于不同大小篩孔的篩分值，并送顯示器顯示。
[0032]該木材刨花及顆粒單元質(zhì)量分析設(shè)備，可適時(shí)的對木材刨花及顆粒的質(zhì)量及水分進(jìn)行監(jiān)測，同時(shí)可利用溫度來改變刨花和顆粒的環(huán)境進(jìn)行含水率與堆積密度關(guān)系的研究，具有很強(qiáng)的創(chuàng)造性，簡化現(xiàn)有刨花顆粒測試的方法和繁雜的操作。在測量過程中，無需將刨花和顆粒取出，避免了外部環(huán)境對刨花和顆粒質(zhì)量的影響，計(jì)量準(zhǔn)確，操作方便，自動化程度高。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.木材刨花及顆粒單元質(zhì)量分析儀，包括外殼，在外殼內(nèi)設(shè)置有能夠振動的振動源，在振動源上設(shè)置有篩分單元;其特征是:所述篩分單元包括支撐座、位于支撐座上方的篩盤、力傳感器;用于檢測篩盤重量的力傳感器設(shè)置在篩盤與支撐座之間；力傳感器的輸出接控制器，在外殼外部的顯示屏與控制器相連;篩盤的底部為具有篩孔的篩面，周邊為擋板;支撐座下部通過彈性元件設(shè)置在振動源上;在外殼內(nèi)具有用于對物料進(jìn)行烘干的加熱源。2.如權(quán)利要求1所述的木材刨花及顆粒單元質(zhì)量分析儀，其特征是:所述支撐座包括限位環(huán)和位于限位環(huán)底部的輻條;篩盤位于限位環(huán)內(nèi)部，篩盤外周與限位環(huán)內(nèi)壁之間有間隙。3.如權(quán)利要求1所述的木材刨花及顆粒單元質(zhì)量分析儀，其特征是:所述彈性元件為螺旋壓縮彈簧。4.如權(quán)利要求1所述的木材刨花及顆粒單元質(zhì)量分析儀，其特征是:它還與控制器相連的用于檢測外殼內(nèi)部溫度的溫度傳感器，控制器與加熱源的加熱控制裝置相連。
【文檔編號】G01N15/00GK205426713SQ201620162784
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年3月3日
【發(fā)明人】賈翀, 崔舉慶, 程秀才, 張洋, 徐德良, 徐朝陽, 周兆兵, 韓書廣, 劉彬
【申請人】南京林業(yè)大學(xué)