适用于超高压强化木材的密封装置及方法与流程

本发明涉及一种超高压的密封装置及方法，尤其是一适用于超高压强化木材的密封装置及方法。

背景技术：

在现在人们的生活中，对木材的质量要求越来越高。现有的低品质木材可以通过超高压强化作用使木材硬度增高，将普通木材改性为高强度、高质量的高档木材。但现有的超高压强化过程都是在密封的高压腔体内，以液体作为压力传递介质(通常以水为压力传递介质)，实现对物料的强化。而将木材通过软薄膜材料真空包装后直接放置在高压腔体内进行强化处理，存在薄膜包装袋被木材的棱角刺破的风险，从而导致强化失败。因此，需要对现有技术进行改进。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单、使用效果佳的适用于超高压强化木材的密封装置及方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种适用于超高压强化木材的密封装置，包括中空的腔体及压盖；腔体顶部开口，腔体顶部开口处的内侧壁设置有内螺纹；压盖外侧壁上设置有与腔体的内螺纹相吻合的外螺纹；压盖的底部设置有凹槽，凹槽内设置有弹簧，在腔体的内腔中从上至下依次设置有水平板、活塞和膨胀受压袋；弹簧的一端与凹槽的顶部相连、另一端固定连接水平板；活塞与腔体的内壁密封滑动相连；所述腔体底部设置有连通内腔的进液口；所述膨胀受压袋的开口外翻后套设在进液口的外侧面；所述进液口处设置有用于将膨胀受压袋的开口与进液口紧密相连的螺帽。

作为本发明的适用于超高压强化木材的密封装置的改进：凹槽内对称的设置有两个完全相同的弹簧，此两个弹簧均满足：一端与凹槽的顶部相连、另一端固定连接水平板；从而保持该水平板始终水平。

作为本发明的适用于超高压强化木材的密封装置的进一步改进：所述水平板的横截面小于(略小于即可)凹槽的横截面，从而使水平板能在凹槽内上下移动。

作为本发明的适用于超高压强化木材的密封装置的进一步改进：所述腔体为柔性腔体(例如由硅胶、橡胶等材料制成)。

作为本发明的适用于超高压强化木材的密封装置的进一步改进：压盖上端设置有盖柄。

作为本发明的适用于超高压强化木材的密封装置的进一步改进：腔体及压盖之间设有密封圈。

在本发明中，膨胀受压袋也是由柔性腔体(例如硅胶、橡胶等材料)制成。

本发明的密封装置中的所有零部件均要求能承受超高压，而不会发生破损、泄露现象。

本发明还同时提供了利用上述装置进行的适用于超高压强化木材的密封方法，包括以下步骤：

1)、选用只设有活塞的腔体；将木材从腔体的顶部开口处放入内腔中，木材落在活塞的顶面；旋紧压盖，使压盖与腔体压紧密封；此时，木材位于连接水平板与活塞之间；

2)、当步骤1)的木材放置成功后，通过工具或者手工穿过进液口调整内腔中活塞的位置，使活塞向上移动，直至活塞推动下的木材与水平板相接触(自由接触即可)；

3)、当步骤2)调整好活塞后，将膨胀受压袋沿着进液口放入腔体的内腔中，且膨胀受压袋的开口外翻套在进液口的外侧面处，然后旋紧螺帽，将膨胀受压袋的开口压紧并固定在进液口处；此时，膨胀受压袋位于活塞的下方；

4)、将步骤3)所得的整个装置放入超高压容腔中，充入超高压工作液，超高压工作液从套装在进液口的膨胀受压袋开口处流入膨胀受压袋内；然后增加超高压容腔的压力，膨胀受压袋在内腔中随之膨胀，从而推动活塞向上移动，传递压力给内腔中的木材底面，使木材连同水平板一起向上移动，弹簧被压缩，此时整个水平板以及部分的木材伸入凹槽中；与此同时超高压工作液对腔体的外侧壁有压力，由于腔体为柔性腔体，因此能传递压力给内腔中的木材侧面；使木材的各个面都受到压力，被压缩强化；直至内腔中的压力与超高压容腔中的压力一致为止，从而完成对木材的强化处理；

5)、将装置从超高压容腔中取出，此时，膨胀受压袋中的超高压工作液自然流出，旋开腔体上的压盖，使压盖连同水平板与腔体分离，然后将内腔中的木材取出。

作为本发明的适用于超高压强化木材的密封方法的改进：所述步骤4)中，弹簧被压缩至极致时，木材伸入凹槽中的深度不超过整个凹槽深度的1/2。

作为本发明的适用于超高压强化木材的密封方法的改进：木材的横截面略小于或等于水平板的横截面。

作为本发明的适用于超高压强化木材的密封方法的改进：所述步骤1)中，先将活塞下推至内腔的底部，然后再将木材从腔体的顶部开口处放入内腔中。

本发明具有如下技术优势：

1、本发明在进行超高压强化时，由于是通过膨胀受压袋的膨胀来传递压力给木材，使得超高压工作液不会与木材接触，很好的起到了密封作用。

2、木材放入腔体内通过带弹簧的水平板与活塞之间的间隙进行定位，在进行超高压强化时，木材可以进行定型，可有效控制超高压强化后木材出现的变形，如翘曲等，有效的提高了木材后期的利用率。

3、膨胀受压袋不与木材直接接触，避免了被木材的棱角刺破的风险。

4、腔体为柔性腔体，能在压力作用下产生相应形变，因此能确保木材的侧面也能均匀受压。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。

图1为本发明的适用于超高压强化木材的密封装置的整体结构示意图；

图2为图1的剖面示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此。

实施例1、一种适用于超高压强化木材的密封装置，如图1～2所示，包括中空的腔体1及压盖2，腔体1顶部开口，腔体1顶部开口处的内侧壁设置有内螺纹。压盖2的外侧壁上设置有与腔体1的内螺纹相吻合的外螺纹，在腔体1及压盖2之间设有密封圈；压盖2可以旋入腔体1的顶部开口中，从而密封腔体1的内腔11。压盖2底部设置有凹槽21。腔体1的内腔11中从上至下依次设置有水平板4、活塞5和膨胀受压袋6。

凹槽21内对称的设置有两个完全相同的弹簧3，即，两个弹簧3的弹力系数、圈数均一样；此两个弹簧3均满足：一端与凹槽21的顶部相连、另一端固定连接同一个水平板4；从而保持该水平板4水平。水平板4能在两个弹簧3的弹力作用下处于水平自由状态，确保木材被压缩时保持平整。水平板4的横截面略小于凹槽21的横截面，即，两者之间有一定的间隙，从而使水平板4能在凹槽21内上下移动。

活塞5与腔体1的内壁密封滑动相连。腔体1底部设置有连通内腔11的进液口12，膨胀受压袋6的开口外翻，套设在腔体1的进液口12的外侧面。进液口12处设置有用于将膨胀受压袋6的开口与进液口12紧密相连的螺帽7。具体为：进液口12外侧壁设置有外螺纹，螺帽7设置有相应的内螺纹，螺帽7旋紧将膨胀受压袋6的开口压紧在腔体1的进液口12的外侧面，防止膨胀受压袋6滑落。

腔体1、弹簧3和压盖2组成一个可传递压力并可靠密封的受压筒，压力传递介质利用膨胀受压袋6的膨胀传递压力对木材进行强化：压力传递介质可以从套设在进液口12的膨胀受压袋6的开口外流入膨胀受压袋6内，膨胀受压袋6充入压力传递介质后膨胀，可以推动活塞5向上移动，传递压力给内腔11中的木材底面，使木材得到强化，同时腔体1、压盖2、活塞5和膨胀受压袋6完全密封了木材，隔绝了压力传递介质对木材的影响，起到了很好的密封效果。

腔体1为柔性腔体，在压缩过程中可以传递压力给被加工的木材的侧面。

被加工木材的最大长度为当活塞5下推至腔体1(即，内腔11)的底部、且弹簧3处于自由状态下时，活塞5与水平板4之间的距离。木材的横截面等于水平板4的横截面；木材的横截面略小于内腔11的内壁，从而确保腔体1受压时能将压力传递给内腔11中的木材。

通过选用合适弹簧3，使弹簧3被压缩至极致时，木材伸入凹槽21中的深度较小，即，不超过整个凹槽21的深度的1/2。这样可减小后期加工浪费的材料。这是由于伸入凹槽21内的木材的侧面不能均匀受压。

压盖2上端设置有盖柄22，方便操作。压力传递介质可选用超高压工作液。

利用上述装置进行的适用于超高压强化木材的密封方法，依次进行以下步骤：

1)、选用只设有活塞5的腔体1，视木材的长度考虑活塞5的下推位置，从而满足装入木材盖上压盖2后，弹簧3仍能处于自由状态；活塞5最大下推程度为推到内腔11的底部；

旋开腔体1上的压盖2，使压盖2连同水平板4与腔体1分离，然后将木材从腔体1的顶部开口处放入内腔11中，木材落在活塞5的顶面；重新旋紧压盖2，使压盖2与腔体1压紧密封；此时，木材位于连接水平板4与活塞5之间。

2)、当木材放置成功后，通过工具或者手工穿过进液口12调整内腔中活塞5的位置，使活塞5向上移动；直至活塞5推动下的木材与水平板4相接触(水平板4与木材上表面自由接触即可)。

3)、调整好活塞5后，将膨胀受压袋6沿着进液口12放入内腔11中，且膨胀受压袋6的开口外翻套设在进液口12的外侧面处，然后旋紧螺帽7，将膨胀受压袋6的开口压紧固定在进液口12处；此时，膨胀受压袋6位于活塞5的下方。

4)、将步骤3)所得的装置放入超高压容腔中，充入超高压工作液，超高压工作液从套装在进液口12的膨胀受压袋6开口处流入膨胀受压袋6内；然后增加超高压容腔的压力，膨胀受压袋6在腔体1的内腔11中随之膨胀，从而推动活塞5向上移动，传递压力给腔体1的内腔11中的木材底面，使木材连同水平板4一起向上移动。通过选用合适弹簧3，保证木材伸入凹槽21内的部分仅有很小一段，这样可减小后期加工浪费的材料。同时超高压工作液对腔体1的外侧壁也有压力，传递压力给腔体1的内腔11中的木材侧面；使木材的各个面都有受到压力，木材被压缩强化；直到腔体1的内腔11中的压力与超高压容腔中的压力一致为止，完成对木材的强化处理。

5)、强化完成后将本装置从超高压容腔中取出，此时，膨胀受压袋6中的超高压工作液自然流出，旋开腔体1上的压盖2，使压盖2连同水平板4与腔体1分离，然后将内腔11中的木材取出。旋松螺帽7，从进液口12取出已经瘪掉的膨胀受压袋6，并且使活塞5回到内腔11的底部，重新旋紧压盖2，完成整个压缩流程。

超高压强化过程中由于是通过膨胀受压袋6的膨胀对活塞5进行作用，且压盖2与腔体1旋紧，在超高压作用下使腔体1开口完全处于密封状态，使得压缩过程中不会有超高压工作液进入腔体1的内腔11中，实现了超高压作用下对木材的密封，同时达到了强化的目的。

对比例1：取消实施例1中的膨胀受压袋6和螺帽7，其余等同于实施例1。

以此对比例1所得的装置进行适用于超高压强化木材的密封方法时，由于没有膨胀受压袋6的保护，存在超高压液体进入腔体1的内腔11中与木材接触的缺陷。

对比例2：取消实施例1中的弹簧3和水平板4，其余等同于实施例1。

以此对比例2所得的装置进行适用于超高压强化木材的密封方法时，不便于调整木材的位置。

因为放置木材时，由于连接水平板4的弹簧3是处于自然状态至少是处于未被完全压缩状态，可以预先就调整好活塞5的位置，便于放置木材，而不需要木材放置好后再调整活塞5的位置来定型木材，这样避免了压盖2盖好后再调整活塞5时压盖2与腔体1之间产生空隙。

对比例3：取消实施例1中的活塞5，其余等同于实施例1。

以此对比例3所得的装置进行适用于超高压强化木材的密封方法时，由于取消活塞5，直接由膨胀压缩袋6与木材接触，由于膨胀压缩袋6是柔性材料制成，不能很好的对木材进行预定型。

对比例4：将实施例1中的两个弹簧3改成一个弹簧3，此时弹簧3的底端与水平板4的中间位置处固定相连；其余等同于实施例1。

以此对比例4所得的装置进行适用于超高压强化木材的密封方法时，由于只一个弹簧3，要托起一块水平板4，需要弹簧3的弹力较大，从而造成弹簧3的直径、圈数增多不便于压缩，且只有一个弹簧3的情况下水平板4不易保持平衡；而采用两根弹簧3，可合理的分配弹力，便于压缩，并且能更好的保持水平板4的水平。

对比例5：取消实施例1中压盖2的凹槽21，使两个弹簧3对称的设置在压盖2的底部，其余等同于实施例1。

以此对比例5所得的装置进行适用于超高压强化木材的密封方法时，即使增加弹簧3的长度及圈数，也不能很好的达到本发明的效果，且还会增加制造费用。

最后应说明的是：以上各实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照签署各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前处各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离发明各实施例。