一种木质显色双气流氨水熏蒸系统的控制方法与流程

本发明属于木质显色领域，具体涉及一种木质显色双气流氨水熏蒸系统的控制方法。

背景技术：

木材显色是行业内对木材进行纹理强化加工的一种常规处理手段。

根据不同木质木材的染色难易程度，各自的染料酸碱性的差异，需选择不同的染色方式。木材染色效果是以染着率、均染性、水洗牢度等指标来衡量；根据木材的被染色的难易程度可分为:最难渗透树种、较难渗透树种、易于渗透树种、最易渗透树种。染色木材技术分为：一般木材内部染色(浸渍)和表面染色。

木质的显色反应原理的利用又是区别于上面的几种染色机理。现行利用的显色反应机理一般分为：Maule显色反应和Cross-Bevan反应。其基本方法是用高锰酸钾或是盐酸处理木材，再用氨水处理。阔叶木质素显现紫色；而Cross-Bevan的反应则是用氧气处理湿润状态下的无抽提物木材，木质素的反应生成氧化木质素，后用亚硫酸以及亚硫酸钠处理，阔叶木材显现红紫色。

一般的显色反应都是通过浸渍的方式使木质着色，这样既增加了染料的初投入量，又增加了染料过程的复杂性，染色的空间需求也更大；此外，一些工厂采用加压的方式促进染料进入被染木材中，此种方法虽然能相对提高着色的速率，但从能耗和工艺相关配套设施的投入角度考虑，不是最佳方案。

申请号为200810142046.1的发明申请，公开了一种木材染色的方法及其设备，要解决的技术问题是缩短染色时间，提高生产效率。该技术方案包括以下步骤：将木材至于容器中，抽真空，加入染色液体，向容器内加压、加热，循环染色液体。木材染色的设备具有可开启的密封容器，所述密封容器，分别连接真空系统、染色液体加入循环系统、加压加热系统、冷却系统、排气系统和测量控制及操作系统。

申请号为：2014100898749的发明申请，公开了一种氨水蒸发生产氨气的系统及其控制方法，包括氨水蒸发器，氨水调节阀、蒸汽调节阀、氨气出口调节阀、汽水分离器、氨气出口压力变送器、氨水温度计、氨气出口流量计、蒸汽疏水阀和氨水蒸发系统控制模块；氨水蒸发器设有7个接口与上述各元件相连，氨水蒸发系统控制模块则通过线缆分别与氨水调节阀、蒸汽调节阀、氨气出口调节阀、氨气出口压力变送器、氨水温度计和氨气出口流量计连接，同时该氨水蒸发系统控制模块与SCR脱硝控制系统通过通讯电缆连接，从SCR脱硝控制系统获取SCR脱硝系统所需氨气流量。

技术实现要素：

为解决以上问题，申请人提出一种木质显色双气流氨水熏蒸系统及其设备，取代现有的浸渍和加压系统，以此达到高效节能的目的。依据空气源热泵热水、热风系统，参照着色不同时期所需的热量系统自动调节熏蒸房内的温度；并根据着色度间断改变整个熏蒸房中的气流流向，以增进染色的深度，防止染色过程的不均匀性现象出现。为具体实现该系统及其设备的控制作业，申请人提出了一种木质显色双气流氨水熏蒸系统的控制方法，其技术方案具体如下：

一种木质显色双气流氨水熏蒸系统的控制方法，通过基础自动化控制机配合相应检测设备，完成对木质显色双气流氨水熏蒸系统的熏蒸控制作业，其特征在于：

所述熏蒸控制作业涉及的控制对象包括有：设于熏蒸房内的毛细管换热器、氨水槽、设于熏蒸房外的水盘管换热器，

所述的检测设备包括有：设于熏蒸房内的第一温度传感器、设于氨水槽进水口的压力传感器、设于水盘管换热器出水口的第二温度传感器；

在所述毛细管换热器的进气口设置开度可调的第一电磁阀，

在所述氨水槽的氨水进水口设置开度可调的第二电磁阀，

在所述水盘管换热器的进气口设置开度可调的第三电磁阀，

所述熏蒸控制作业通过基础自动化控制机对以上控制对象的动作控制完成，具体步骤如下：

S1：启动木质显色双气流氨水熏蒸系统，按照工艺设定要求提供毛细管换热器热辐射所需的冷媒量、提供氨水槽蒸发所需的氨水量、提供水盘管换热器热交换所需的冷媒量；

S2：第一温度传感器实时检测熏蒸房内的温度，并将当前温度信号T1传送至基础自动化控制机的相应信号接收端；

第二温度传感器实时检测水盘管换热器出水口的温度，并将当前温度信号T2传送至基础自动化控制机的相应信号接收端；

压力传感器实时检测氨水槽进水口的氨水压力，并将当前氨水压力信号P传送至基础自动化控制机的相应信号接收端；

S3：基础自动化控制机根据接收的信号值，按照工艺要求相应地调节第一电磁阀、第二电磁阀及第三电磁阀的开度，完成木质显色双气流氨水熏蒸系统的熏蒸作业。

根据本发明的一种木质显色双气流氨水熏蒸系统的控制方法，其特征在于：

所述的氨水槽呈三路等距分布于熏蒸房内，

在左边路氨水槽上方架设第一毛细管换热器，在所述第一毛细管换热器的进气口设置开度可调的1#电磁阀，

在中路氨水槽上方架设第二毛细管换热器，在所述第二毛细管换热器的进气口设置开度可调的2#电磁阀，

在右边路氨水槽上方架设第三毛细管换热器，在所述第三毛细管换热器的进气口设置开度可调的3#电磁阀，在以上基础上的步骤3具体控制步序如下：

SA1：开启1#电磁阀、3#电磁阀、第二电磁阀及第三电磁阀，关闭2#电磁阀；

SA2：根据温度传感器实时传递的信号，按照工艺要求调节1#电磁阀、3#电磁阀、第二电磁阀及第三电磁阀的相应开度，以形成由两边向中间聚拢型的第一气流回路；

SA3：根据工艺设定的时间点关闭1#电磁阀、3#电磁阀，开启2#电磁阀、第二电磁阀及第三电磁阀；

SA4：根据温度传感器实时传递的信号，按照工艺要求调节2#电磁阀、第二电磁阀及第三电磁阀的相应开度，以形成由中路向两边挥散型的第二气流回路；

SA5：回到步骤SA1，构成由SA1至SA3的循环交替控制步序，直至设定的结束时间点。

根据本发明的一种木质显色双气流氨水熏蒸系统的控制方法，其特征在于：

所述第三电磁阀的开度设置为十级可调式，用以适配氨水0.3％-6％的挥发提升率。

根据本发明的一种木质显色双气流氨水熏蒸系统的控制方法，其特征在于：

所述输入毛细管换热器与所述水盘管换热器的制冷剂基于以制冷剂为工质的热力循环，所述热力循环包括有压缩机、气液分离器、毛细管换热器、水盘管换热器、膨胀阀及翅片式换热器；

所述压缩机的出气口通过总管路连接至毛细管换热器的进气口及水盘管换热器的进气口，

在所述总管路上设置总开关阀；

所述毛细管换热器的出口端管路通过膨胀阀连接至翅片式换热器的进口端；

所述翅片式换热器的出口端管路连接至气液分离器的进口端；

所述气液分离器的出气口连接至压缩机的进气口。

根据本发明的一种木质显色双气流氨水熏蒸系统的控制方法，其特征在于：

在所述的毛细管换热器、水盘管换热器与翅片式换热器之间还依次设置有储液器及干燥过滤器；

所述毛细管换热器的出口端、水盘管换热器的出口端依次经由储液器及干燥过滤器后，再经膨胀阀连接至翅片式换热器的进口端。

根据本发明的一种木质显色双气流氨水熏蒸系统的控制方法，其特征在于：

在所述翅片式换热器的水流道的中心设置有风机；在所述翅片式换热器的出气口设置感温包；

所述风机与感温包通过基础自动化控制机实现协作作业，用以调节出口温度在工艺要求的范围内。

根据本发明的一种木质显色双气流氨水熏蒸系统的控制方法，其特征在于：

所述氨水0.3％-6％的挥发提升率与加热热水温度的关系具体为：

30度的水温对应0.3％的提升率；

31度的水温对应0.35％的提升率；

32度的水温对应0.35％的提升率；

33度的水温对应0.39％的提升率；

34度的水温对应0.4％的提升率；

35度的水温对应0.5％的提升率；

36度的水温对应1％的提升率；

37度的水温对应1.6％的提升率；

38度的水温对应3.4％的提升率；

39度的水温对应4.5％的提升率；

40度的水温对应6％的提升率。

本发明的一种木质显色双气流氨水熏蒸系统的控制方法，基于基础自动化控制机，首先通过第一温度传感器配合第一电磁阀，用以实现向氨水熏蒸房提供工艺要求的环境温度(25℃-32℃)，以满足不同时期板材着色工艺温度要求；其次通过第二温度传感器配合第三电磁阀，用以实现向氨水槽提供30℃-40℃的加热氨水用热水，以满足不同着色期对氨水蒸发速率变化的要求；最后，通过对呈三路等距分布于熏蒸房内的氨水槽及设置于各自上方的毛细管换热器的交替控制，向熏蒸房提供两种模式的气流流道，用以均匀着色板材，防止染色过程的不均匀性现象。

附图说明

图1为本发明的步骤流程图；

图2为本发明中三路氨水槽相互协作的步序流程图；

图3为本发明中热力循环的结构示意图；

图4为本发明中第一气流回路的流向示意图；

图5为本发明中第二气流回路的流向示意图；

图6为本发明中氨水加热温度与氨水挥发提升率的关系图。

具体实施方式

下面，根据说明书附图和具体实施方式对本发明的一种木质显色双气流氨水熏蒸系统的控制方法作进一步具体说明。

如图1所示的一种木质显色双气流氨水熏蒸系统的控制方法，通过基础自动化控制机配合相应检测设备，完成对木质显色双气流氨水熏蒸系统的熏蒸控制作业，所述熏蒸控制作业涉及的控制对象包括有：设于熏蒸房内的毛细管换热器、氨水槽、设于熏蒸房外的水盘管换热器，

所述的检测设备包括有：设于熏蒸房内的第一温度传感器、设于氨水槽进水口的压力传感器、设于水盘管换热器出水口的第二温度传感器；

在所述毛细管换热器的进气口设置开度可调的第一电磁阀，

在所述氨水槽的氨水进水口设置开度可调的第二电磁阀，

在所述水盘管换热器的进气口设置开度可调的第三电磁阀，

所述熏蒸控制作业通过基础自动化控制机对以上控制对象的动作控制完成，具体步骤如下：

S1：启动木质显色双气流氨水熏蒸系统，按照工艺设定要求提供毛细管换热器热辐射所需的冷媒量、提供氨水槽蒸发所需的氨水量、提供水盘管换热器热交换所需的冷媒量；

S2：第一温度传感器实时检测熏蒸房内的温度，并将当前温度信号T1传送至基础自动化控制机的相应信号接收端；

第二温度传感器实时检测水盘管换热器出水口的温度，并将当前温度信号T2传送至基础自动化控制机的相应信号接收端；

压力传感器实时检测氨水槽进水口的氨水压力，并将当前氨水压力信号P传送至基础自动化控制机的相应信号接收端；

S3：基础自动化控制机根据接收的信号值，按照工艺要求相应地调节第一电磁阀、第二电磁阀及第三电磁阀的开度，完成木质显色双气流氨水熏蒸系统的熏蒸作业。

其中，

所述的氨水槽呈三路等距分布于熏蒸房内，

在左边路氨水槽上方架设第一毛细管换热器，在所述第一毛细管换热器的进气口设置开度可调的1#电磁阀，

在中路氨水槽上方架设第二毛细管换热器，在所述第二毛细管换热器的进气口设置开度可调的2#电磁阀，

在右边路氨水槽上方架设第三毛细管换热器，在所述第三毛细管换热器的进气口设置开度可调的3#电磁阀，在以上基础上的步骤3具体控制步序如下：

SA1：开启1#电磁阀、3#电磁阀、第二电磁阀及第三电磁阀，关闭2#电磁阀；

SA2：根据温度传感器实时传递的信号，按照工艺要求调节1#电磁阀、3#电磁阀、第二电磁阀及第三电磁阀的相应开度，以形成由两边向中间聚拢型的第一气流回路(如图4所示)；

SA3：根据工艺设定的时间点关闭1#电磁阀、3#电磁阀，开启2#电磁阀、第二电磁阀及第三电磁阀；

SA4：根据温度传感器实时传递的信号，按照工艺要求调节2#电磁阀、第二电磁阀及第三电磁阀的相应开度，以形成由中路向两边挥散型的第二气流回路(如图5所示)；

SA5：回到步骤SA1，构成由SA1至SA3的循环交替控制步序，直至设定的结束时间点。(如图2所示)

其中，

所述第三电磁阀的开度设置为十级可调式，用以适配氨水0.3％-6％的挥发提升率。

其中，

所述输入毛细管换热器与所述水盘管换热器的制冷剂基于以制冷剂为工质的热力循环，所述热力循环包括有压缩机、气液分离器、毛细管换热器、水盘管换热器、膨胀阀及翅片式换热器；

所述压缩机的出气口通过总管路连接至毛细管换热器的进气口及水盘管换热器的进气口，

在所述总管路上设置总开关阀；

所述毛细管换热器的出口端管路通过膨胀阀连接至翅片式换热器的进口端；

所述翅片式换热器的出口端管路连接至气液分离器的进口端；

所述气液分离器的出气口连接至压缩机的进气口(如图3所示)。

其中，

在所述的毛细管换热器、水盘管换热器与翅片式换热器之间还依次设置有储液器及干燥过滤器；

所述毛细管换热器的出口端、水盘管换热器的出口端依次经由储液器及干燥过滤器后，再经膨胀阀连接至翅片式换热器的进口端。

其中，

在所述翅片式换热器的水流道的中心设置有风机；在所述翅片式换热器的出气口设置感温包；

所述风机与感温包通过基础自动化控制机实现协作作业，用以调节出口温度在工艺要求的范围内。

其中，

所述氨水0.3％-6％的挥发提升率与加热热水温度的关系具体为：

30度的水温对应0.3％的提升率；

31度的水温对应0.35％的提升率；

32度的水温对应0.35％的提升率；

33度的水温对应0.39％的提升率；

34度的水温对应0.4％的提升率；

35度的水温对应0.5％的提升率；

36度的水温对应1％的提升率；

37度的水温对应1.6％的提升率；

38度的水温对应3.4％的提升率；

39度的水温对应4.5％的提升率；

40度的水温对应6％的提升率。(如图6所示)

实施例

根据工艺要求完成各个设备环节的安装，并开启控制系统，首先，按照工艺设定要求提供毛细管换热器热辐射所需的冷媒量、提供氨水槽蒸发所需的氨水量、提供水盘管换热器热交换所需的冷媒量；

其次，第一温度传感器实时检测熏蒸房内的温度，并将当前温度信号T1传送至基础自动化控制机的相应信号接收端；

第二温度传感器实时检测水盘管换热器出水口的温度，并将当前温度信号T2传送至基础自动化控制机的相应信号接收端；

压力传感器实时检测氨水槽进水口的氨水压力，并将当前氨水压力信号P传送至基础自动化控制机的相应信号接收端；

再次，开启1#电磁阀、3#电磁阀、第二电磁阀及第三电磁阀，关闭2#电磁阀；

根据温度传感器实时传递的信号，按照工艺要求调节1#电磁阀、3#电磁阀、第二电磁阀及第三电磁阀的相应开度，以形成由两边向中间聚拢型的第一气流回路(如图4所示)；

然后，根据工艺设定的时间点关闭1#电磁阀、3#电磁阀，开启2#电磁阀、第二电磁阀及第三电磁阀；

根据温度传感器实时传递的信号，按照工艺要求调节2#电磁阀、第二电磁阀及第三电磁阀的相应开度，以形成由中路向两边挥散型的第二气流回路(如图5所示)；

最后，回到步骤SA1，构成由SA1至SA3的循环交替控制步序，直至设定的结束时间点，完成整个控制作业。

相应运行模式阐述如下：

功能1：维持环温稳定

基于基础自动化控制机，通过相应检测设备及相应被控设备的协作，保证氨气蒸发所需的环境温度，具体为：压缩机压缩后的高温高压的制冷剂气体在毛细管辐射换热器内进行热交换，热量传递给管外环境，以获得25℃-32℃环境温度控制。保证受热板材在不同着色时期的细胞壁扩张力，从而利于氨水向其内的扩散和渗透作用。

功能2：向氨水槽提供热源水

基于基础自动化控制机，通过相应检测设备及相应被控设备的协作，保证氨气蒸发的蒸发速率，具体为：从排气出的高温高压冷剂气体在水盘管换热器中进行热交换，使得进入水盘管内的水温得以提升，再进入氨水槽中给其升温以达到控制氨水挥发速率的作用。

功能3：交互运行的双气流系统

所述的第一气流回路与第二气流回路的配合控制，用以用以均匀着色板材，防止染色过程的不均匀性现象。

本发明的一种木质显色双气流氨水熏蒸系统的控制方法，

1、采用空气源热泵系统作为系统热源，并实现了温度的智能控制且降低能耗的作用。

2、采用熏蒸的方式取代原先的浸渍或加压工艺，从而能够极大地提高了原料的利用率，并节约运行成本。

3、通过控制氨水槽内温度以控制氨水的蒸发速率，来满足不同时期木材对氨水的需求量的平衡。

4、创造出新型的氨气熏蒸房内气流流向方式，并采用交互运行新模式以实现全方位的木材熏蒸以提高其显色的深度和均匀度。

本发明的一种木质显色双气流氨水熏蒸系统的控制方法，基于基础自动化控制机，首先通过第一温度传感器配合第一电磁阀，用以实现向氨水熏蒸房提供工艺要求的环境温度(25℃-32℃)，以满足不同时期板材着色工艺温度要求；其次通过第二温度传感器配合第三电磁阀，用以实现向氨水槽提供30℃-40℃的加热氨水用热水，以满足不同着色期对氨水蒸发速率变化的要求；最后，通过对呈三路等距分布于熏蒸房内的氨水槽及设置于各自上方的毛细管换热器的交替控制，向熏蒸房提供两种模式的气流流道，用以均匀着色板材，防止染色过程的不均匀性现象。