一种竹格填料的制造方法与流程

本发明涉及的是一种竹格填料的制造方法，属木材工业中的木材、竹材加工制造技术领域。

背景技术：

工业冷却塔淋水填料的作用在于将流经塔内的热水尽可能形成细小的水滴或水膜，增加热水和冷却空气的热交换接触面积和接触停留时间，以充分进行水气热交换，提高冷却效率，因此大的淋水面积和小的通风阻力是人们对淋水填料的追求。现有工业用冷却填料有：水泥网格填料、玻璃钢淋水填料、PVC塑料波形及斜坡淋水填料、竹格（木格）淋水填料，水泥网格填料因笨重、抗拉强度低、生产安装繁琐、不耐水热腐蚀以及表面粗糙等缺点，已逐渐被淘汰。PVC塑料淋水填料材质重量轻，生产安装方便，表面积大，冷却效果好等优点，被广泛用于各工业冷却系统中。但PVC塑料淋水填料也存在强度低、不耐腐蚀、生产成本高、不耐高温、易老化变脆等缺点，使用寿命不长、运行中塑料碎片带入冷却系统，会堵塞循环水系统，运行3~5年就需更换，造成使用成本增加。现在常用的竹格填料，其主要原材料为竹材，竹子是地球上生长速度最快、繁殖最容易、成熟期最短的木本植物，是人类的环境友好材料，它具有一次造林成功，就可年年择伐、永续利用而不破坏生态环境的特点。如毛竹这样的大型散生竹竹秆发育成熟只需4~5 年时间，小型竹和丛生竹竹材成熟时间更短，约为2~3年,具有材料来源可持续、表面密度大、耐磨、光洁阻力小、可长期耐100℃的热水和冰冻的优点，但也有不加防虫防霉处理会虫蛀和霉变腐朽的问题；为此在竹格填料现有生产技术的基础上，对其改进和提高，竹格填料全部采用竹材或少量其它材料，来提高强度、防虫防霉防腐性能和使用寿命。

因此，本发明设计了一种竹格填料的制作方法，选用符合直径和壁厚要求的新鲜竹筒经高温饱和蒸汽快速热处理，接着再高温快速干燥，随后再将其剖开，然后在其上钻孔；同时采用小径圆竹作为连接杆，将其通过刨削或在高温下压缩成一定径级的规格连接圆竹杆。另外选用竹管内径为连接圆竹杆外径±2mm的小径圆竹，将其锯断为一定长度的圆竹管，将其加工成内径比连接圆竹杆外径大0.5~1mm的隔断圆竹管；该阻断圆竹管将弧形竹片相互隔开和固定住，形成水流的空隙。

技术实现要素：

本发明提出的是一种竹格填料的制造方法，其目的旨在解决现有技术中的问题，提高竹格填料中竹片的强度和防虫防霉防腐性能，延长使用寿命。

本发明的技术解决方案：一种竹格填料，其结构包括弧形竹片1，连接圆竹杆2，隔离圆竹管3，竹销钉4；其中，连接圆竹杆2的一端压成扁平状，扁平状部位有穿孔；连接圆竹杆2上交替穿有若干弧形竹片1和隔离圆竹管3；连接圆竹杆2上所穿弧形竹片1的总数为隔离圆竹管3总数加一；连接圆竹杆2的另一端同样有穿孔；连接圆竹杆2上两端的穿孔内有竹销钉4。

竹格填料的制造方法，包括如下工艺步骤：

（一）、竹材增强和干燥；

（二）、连接圆竹杆的制作；

（三）、隔离圆竹管的制作；

（四）、竹格填料的组装。

本发明的优点：

1）强度高，环保；

2）竹类植物是地球上生长速度最快、繁殖最容易、成熟期最短的木本植物，是人类的环境友好材料，它具有一次造林成功，就可年年择伐、永续利用而不破坏生态环境的特点，全国现有竹林面积673万公顷，主要分布在全国16个省，为高强环保竹格填料的生产提供了丰富且可持续的原材料资源，并使小径竹和丛生竹等都能工业化利用；

3）该竹格填料不仅强度高和材料来源可持续，防虫防蛀和防腐，使用寿命长且完全环保，不会对环境产生任何影响，也为工业冷却塔的健康发展提供保障。

附图说明

附图1是竹格填料的结构示意图。

附图2是竹格填料的结构局部示意图。

附图3是竹格填料结构中的弧形竹片的结构示意图。

附图中1是弧形竹片，2是连接圆竹杆，3是隔离圆竹管，4是竹销钉。

具体实施方式

对照附图，竹格填料，其结构包括弧形竹片1，连接圆竹杆2，隔离圆竹管3，竹销钉4；其中，连接圆竹杆2的一端压成扁平状，扁平状部位有穿孔；连接圆竹杆2上交替穿有若干弧形竹片1和隔离圆竹管3；连接圆竹杆2上所穿弧形竹片1的总数为隔离圆竹管3总数加一；连接圆竹杆2的另一端上同样有穿孔；连接圆竹杆2上两端的穿孔内有竹销钉4。

所述弧形竹片1长1000mm~1600mm，宽30mm~45mm，弧形竹片两侧面平直，弧形竹片1上钻有2~6个孔，该孔用于穿进连接圆竹杆2。

所述连接圆竹杆2的扁平状部位长8mm，扁平状部位的穿孔处在距端头6mm处，扁平状部位的宽度大于弧形竹片1上孔的直径，方便组装时在连接圆竹杆2上交替穿有若干弧形竹片1和隔离圆竹管3，使得弧形竹片1和隔离圆竹管3不易从连接圆竹杆2端部脱落。

所述连接圆竹杆2两端穿孔的孔径为2.5mm或3mm。

所述隔离圆竹管3的长度35mm~50mm，内径比连接圆竹杆2外径大0.5mm~2mm。

所述隔离圆竹管3还可以替换为竹片或密度高于0.6g/cm³木材刨削制作的长度为35mm~50mm，内径比连接圆竹杆2外径大0.5mm~2mm的圆棒。

所述隔离圆竹管3还可以替换为长度为35mm~50mm，内径比连接圆竹杆2外径大0.5mm~2mm的塑料圆管。

所述竹销钉4呈中间细、两头粗的哑铃状，中间细的部位处在连接圆竹杆2上两端的穿孔内，两端处在穿孔外；中间细、两头粗的哑铃状有利于竹销钉4更加牢固、不易脱落。

所述中间细、两头粗的哑铃状竹销钉4，可通过先将粗细均匀的竹销插入穿孔，将竹销两端等长度露出穿孔，然后通过在竹销两端固定大于穿孔直径尺寸的钉帽形成中间细、两头粗的哑铃状竹销钉4。

所述隔离圆竹管3将弧形竹片1相互隔开和固定住，形成水流的空隙。

所述连接圆竹杆2上所穿弧形竹片1的弧形方向朝一个方向，有利于水流的均匀流动。

所述隔离圆竹管3表面有和隔离圆竹管3长度方向平行的凹槽，凹槽呈倒三角型，凹槽的深度为1mm~2mm, 凹槽的宽度为1mm~2mm,相邻凹槽的间距为2mm~3mm；凹槽的设计能够使流经塔内的热水尽可能形成细小的水滴或水膜，增加热水和冷却空气的热交换接触面积和接触停留时间，以充分进行水气热交换，提高冷却效率。

竹格填料的制造方法，包括如下工艺步骤：

（一）、竹材增强和干燥；

（二）、连接圆竹杆的制作；

（三）、隔离圆竹管的制作；

（四）、竹格填料的组装。

所述步骤（一）竹材增强和干燥：选用5~6年生，适宜外径φ50mm~130mm和壁厚4mm~12mm新鲜竹筒，锯裁成1000mm~1600mm长，经140℃~180℃高温饱和蒸汽高温热处理5min~40min，然后在温度90℃~105℃，经24~48h干燥至含水率15%~20%，再将其按宽度30mm~45mm剖开或锯开成弧形竹片1，要求弧形竹片两侧面平直，然后在弧形竹片1上钻2~6个孔。

所述步骤（二）连接圆竹杆2的制作：选用5~6年生，外径8mm~13mm的新鲜小径圆竹，锯裁成600mm~1100mm长，经140℃~180℃高温饱和蒸汽高温热处理5 min~40min，然后在加热模具中将其压缩成外径6mm~11mm的均匀圆竹杆，并将一端8mm长压成扁平状，并在扁平端距端头6mm处钻上孔径2.5mm或3mm的穿孔，然后气干。

所述步骤（三）隔离圆竹管3的制作：选取内径为连接圆竹杆外径±2mm的圆竹，将其锯断为35mm~50mm长的圆竹管，将其内径通过钻头加工成比连接圆竹杆2外径大0.5mm~2mm的隔离圆竹管3，内径符合要求的不用加工。

所述步骤（四）竹格填料的组装：先在连接圆竹杆2上扁平状一端的孔内插入竹销钉4，然后在连接圆竹杆2上从压成扁平状的一端开始间隔穿进若干弧形竹片1和隔离圆竹管3，最后再穿进一个弧形竹片1，并在露出最后穿进的弧形竹片1外的连接圆竹杆2上配作穿孔，穿孔直径为2.5 mm~3mm，然后同样插进竹销钉4将其变为一整体，这样一块高强环保竹格填料就制作完成。

所述隔离圆竹管的制作还可以是竹片或密度高于0.6g/cm³木材刨削制造的圆棒。

所述的隔离圆竹管，也可以是尺寸和结构相同的塑料圆管。

本发明利用经过快速热处理的竹材，该竹材经过处理后，密度和力学性能升高见表1，密度增加16.1%，静曲强度增加9.1%，弹性模量增加17.3%。尺寸稳定性也好（也就是平衡含水率变小），由于经过140~180℃高温短时间（5~40min）的热处理，有水热反应和热解反应，其中的半纤维素降解，竹材中营养物质降解，吸湿基团减少。竹材防蛀、防霉和防腐，提高了竹格填料中竹片的强度和使用寿命。

表1 高温饱和蒸汽处理前后毛竹竹材物理力学性能的变化

同时将原先使用的连接杆为竹材经过刨削加工的竹圆棒，改为强度更高和加工工艺更简单的小径圆竹，将其通过刨削或在高温下压缩成一定径级的规格连接圆竹杆2，该连接圆竹杆2比圆竹棒的耐磨性、强度也高、使用寿命更长。

将以前使用的塑料隔离圈改为采用圆竹，该圆竹的内径为连接圆竹杆外径±2mm，将其锯断为一定长度的竹管，其内径通过钻头加工成一定尺寸内径的隔断圆竹管3，内径符合要求的不用加工。

实施例1

制备规格为1000*1000*40 mm竹格填料的方法，包括如下步骤:

（1）竹材增强和干燥：选用5~6年生，外径范围φ60mm~120mm和壁厚5mm~10mm新鲜竹筒，锯裁成1000mm长，经140℃高温饱和蒸汽高温30min的快速热处理，再在温度96℃，经44h干燥至含水率16%~18%，然后再将其按宽度40mm锯开成弧形竹片1，最后在其距离两个端部150mm处以及中间部位共钻3个孔；

（2）连接圆竹杆2的制作：选用5~6年生，外径为φ8mm~11mm的新鲜小径圆竹，锯裁成1010mm长，经140℃高温饱和蒸汽高温40min的热处理，然后再一加热模具中将其压缩成直径为φ7mm的均匀圆竹杆，并将一端8mm长压成扁平状，并在扁平端距端头6mm钻上孔径为φ2.5 mm的穿孔，然后气干；

（3）隔离圆竹管3的制作：选取内径为φ7±2mm的圆竹， 锯裁成为40mm长的圆竹管，将其内径钻成φ7.5mm~9mm穿孔，隔离圆竹管3就制作而成；

（4）竹格填料的组装，将上述弧形竹片、连接圆竹杆和隔离圆竹管组装成相应规格的竹格填料，先在连接圆竹杆2上扁平状一端的孔内插入竹销钉4，然后在连接圆竹杆2上间隔穿进弧形竹片1和隔离圆竹管3，最后再穿进弧形竹片1，并在露出最后穿进的弧形竹片1外的连接圆竹杆2端部配作穿孔φ2.5mm，然后同样插进配作的竹销钉4，一块规格1000*1000*40 mm高强环保竹格填料就制作完成。

实施例2

制备规格为1200*650*40 mm竹格填料的方法，包括如下步骤:

（1）竹材增强和干燥：选用5~6年生，外径径范围φ80mm~120mm和壁厚6mm~11mm的新鲜竹筒，锯裁成1200 mm长，经180℃高温饱和蒸汽15min的快速热处理，再在温度100℃，经30h干燥至含水率15~20%，然后再将其按宽度40mm锯开成弧形竹片1，最后在其距离两个端部150mm处以及中间共钻3个孔；

（2）连接圆竹杆2的制作：选用5~6年生，外径为φ8mm~11mm的新鲜小径圆竹，锯裁成660 mm长，经180℃高温饱和蒸汽高温10min的快速热处理，然后再通过圆棒加工设备将其加工成直径φ7mm的均匀圆竹杆，并在一段距端头6mm处钻上孔径为φ3 mm的穿孔，然后气干；

（3）隔离圆竹管3的制作：选取内径为φ7±2mm的圆竹，锯断成40mm长的圆竹管，将其内径钻成φ7.5~9mm穿孔，隔离圆竹管3就制作而成；

（4）竹格填料的组装，将上述弧形竹片、连接圆竹杆和隔离圆竹管组装成相应规格的竹格填料，先在连接圆竹杆2上钻有穿孔的一端孔内插入竹销钉4，然后在连接圆竹杆2上间隔穿进弧形竹片1和隔离圆竹管3，最后再穿进弧形竹片1，并在露出最后穿进的弧形竹片1外的连接圆竹杆2端部配作穿孔φ3mm，然后插进配作的竹销钉4，一块规格1200*650*40 mm高强环保竹格填料就制作完成。

实施例3

制备规格为1000*1000*40 mm竹格填料的方法，有以下步骤组成:

（1）竹材增强和干燥：选用5~6年生，外径范围φ60mm~120mm和壁厚5~10新鲜竹筒，锯裁成1000mm长，经140℃高温饱和蒸汽高温短时间30min的快速热处理，再在温度105℃左右，经25h干燥至含水率15~20%，然后再将其按宽度40mm锯开成弧形竹片，最后在其距离两个端部150mm处以及中间共钻3个孔；

（2）连接圆竹杆的制作：选用5~6年生，直径φ8mm~11mm的新鲜小径圆竹，锯裁成1010mm长，经140℃高温饱和蒸汽高温40min的快速热处理，然后再一加热模具中将其压缩成直径φ7mm的均匀圆竹杆，并将一端8mm长压成扁平状，并在扁平端距端头6mm钻上孔径φ2.5 mm穿孔，然后气干；

（3）隔离圆竹管的制作：选取密度高于0.6g/cm³木块刨削成圆棒，并锯裁成为40mm长，将圆棒中间钻成内径为φ7.5mm~9mm穿孔，隔离圆竹管就制作而成；

（4）竹格填料的组装，将上述弧形竹片、连接圆竹杆和隔离圆竹管组装成相应规格的竹格填料，在连接圆竹杆间隔穿进弧形竹片和隔离圆竹管，最后再穿进一个弧形竹片，并在露出最后穿进的弧形竹片1外的连接圆竹杆2端部配作穿孔φ2.5mm，然后插进配作的竹销钉4，一块规格1000*1000*40 mm高强环保竹格填料就制作完成。

实施例4

制备规格为1200*650*40 mm竹格填料的方法，有以下步骤组成:

（1）竹材增强和干燥：选用5~6年生，外径范围φ80~120 mm和壁厚6~11新鲜竹筒，锯裁成1200 mm长，经180℃高温饱和蒸汽高温短时间10min的快速热处理，再在温度90℃左右，经48h干燥至含水率15~20%，然后再将其按宽度40mm锯开成弧形竹片，最后在其距离两个端部150mm处以及中间共钻3个孔；

（2）连接圆竹杆2的制作：选用5~6年生，直径φ8mm~11mm的新鲜小径圆竹，锯裁成660 mm长，经180℃高温饱和蒸汽高温10min的热处理，然后再通过圆棒加工设备将其加工成直径φ7mm的均匀圆竹杆，并在一段距端头6mm处钻上孔径为φ3 mm的穿孔，然后气干；

（3）隔离圆竹管3的制作：选取竹片刨削成圆棒，并锯裁成为40mm长，将圆棒中间钻成内径为φ7.5mm~9mm的穿孔，隔离圆竹管3就制作而成；

（4）竹格填料的组装，将上述弧形竹片、连接圆竹杆和隔离圆竹管组装成相应规格的竹格填料，在连接圆竹杆间隔穿进弧形竹片和隔离圆竹管，最后再穿进一个弧形竹片，并在露出最后穿进的弧形竹片1外的连接圆竹杆2端部配作穿孔φ3mm，然后插进配作的竹销钉4，一块规格1200*650*40 mm高强环保竹格填料就制作完成。

以上只是常用规格竹格填料的制作方法，至于其它规格的竹格填料都可以根据需要来制造。