色彩畫面的干燥裝置設(shè)計研究*

郎超男 ， 陳洪峰

（江蘇師范大學(xué)，江蘇 徐州 221116）

使用水粉或水彩作畫的色彩畫面含有一定量的水分。未干透的畫面疊壓在一起就會出現(xiàn)粘連現(xiàn)象，容易造成畫面污損等問題，進(jìn)而影響畫面的質(zhì)量與藝術(shù)效果。這就要求色彩畫面能夠盡快干燥，且畫面不受污損。目前，美術(shù)專業(yè)考試或比賽中，色彩畫面的干燥方式主要有兩種：一是自然吹干，二是使用干燥工具。就方式一來說，自然吹干過程緩慢，且受限于溫度、濕度、風(fēng)力等氣候條件，容易造成考生延遲交卷的情況，從而擾亂考場秩序[1-2]。就方式二來說，部分考生會自帶手持小風(fēng)扇或電吹風(fēng)來加快色彩卷面的干燥速度。然而，手持小風(fēng)扇電量有限、風(fēng)量小且沒有加熱功能，因而不能持續(xù)吹風(fēng)干燥，冷風(fēng)干燥緩慢且效果不明顯。而使用電吹風(fēng)熱風(fēng)吹干容易導(dǎo)致畫面起皺、顏料過干而開裂脫落，甚至吹焦卷面。另外，考場內(nèi)大量使用電吹風(fēng)會造成噪聲污染，還存在著嚴(yán)重的用電安全隱患。針對上述問題，課題組研究了一種專門用于色彩畫面的快速干燥裝置，該裝置對美術(shù)專業(yè)考試和比賽有著重要意義。

1 研究背景與現(xiàn)狀

干燥是利用熱能使物品中的水分被吸走或氣化，使物品干燥，其目的是使物品便于運輸、貯藏和使用，或維護(hù)物品的穩(wěn)定性、保證物品質(zhì)量。目前，干燥方法主要分為兩類：自然干燥法與人工干燥法。自然干燥法是將物品存放于露天或通風(fēng)的室內(nèi)，借助陽光、風(fēng)力等自然條件去除水分，使物品得以干燥。如曬干、晾干等，就屬于自然干燥法。這種干燥方法與空氣中的溫度、濕度、風(fēng)速等氣候條件息息相關(guān)。人工干燥法則是將物品放在專門設(shè)備中進(jìn)行加熱，使物品中的水分蒸發(fā)或被抽走，從而使物品得以干燥，如電吹風(fēng)、烘干機、工業(yè)烘箱、干燥箱等。這一方法突破了氣候條件的限制，干燥速率得到大大提升。

目前，許多人員就如何利用人工干燥法加速色彩畫面干燥展開了探討與研究。有人提出以導(dǎo)熱快的鋁合金畫板代替原來的木質(zhì)畫板，畫板背面添加風(fēng)扇裝置，正面添加出風(fēng)口，畫板上布置多個微小孔。利用充電電池為風(fēng)扇提供電源并加熱，自由選擇對畫面的正面與背面吹風(fēng)，加快畫面周圍空氣的對流，以達(dá)到快速干燥的目的[3-4]。還有人提出在畫板中空位置添加干燥劑，中間隔板設(shè)置多個孔，便于吸收畫面中的水分。以上方法可以在一定程度上加快畫面干燥，但同時也帶來一些新的問題，例如，材質(zhì)不合理且存在危險性，風(fēng)扇運行會產(chǎn)生一定的噪聲，裝置損壞無法及時恢復(fù)或更換，干燥劑使用需謹(jǐn)慎、時效較短、不易更換等。針對存在的問題和現(xiàn)有的研究，課題組旨在研究一種操作安全方便、噪聲污染小的快速干燥裝置，該裝置能夠適用于美術(shù)專業(yè)考試或比賽等場合，便于考生或工作人員隨時、快速、有序地進(jìn)行畫面干燥。

2 結(jié)構(gòu)設(shè)計

色彩畫面的干燥裝置整體設(shè)計為三層式干燥箱結(jié)構(gòu)，其外殼采用1.2 mm優(yōu)質(zhì)冷軋鋼，經(jīng)防銹處理后噴塑，也可采用不銹鋼。內(nèi)部則由控制系統(tǒng)、干燥系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、循環(huán)風(fēng)系統(tǒng)、外吹風(fēng)系統(tǒng)五個部分組成[5-6]。加熱室與干燥室之間設(shè)置了夾層，一方面，夾層中填充了保溫材料，起到了隔熱保溫的效果；另一方面，夾層將加熱室與干燥室分離，避免畫紙離熱源太近而出現(xiàn)烤焦、燒損等現(xiàn)象，從而確保色彩畫面干燥的質(zhì)量和安全性。

2.1 干燥箱的控制系統(tǒng)

干燥箱的控制系統(tǒng)位于箱體的最上層，主要由電源控制、溫度控制、時間控制、風(fēng)機控制組成[7]。首先，操作控制面板上的電源開關(guān)并觀察指示燈來開啟或關(guān)閉干燥箱。其次，通過手動設(shè)置溫度值、點擊加熱開關(guān)或循環(huán)風(fēng)開關(guān)，觀察指示燈，精準(zhǔn)控制與顯示加熱室、干燥室的溫度。此外，定時器是確保畫面干燥安全進(jìn)行的又一保障。用戶可以根據(jù)需要精準(zhǔn)設(shè)置所需時長，設(shè)定時間到達(dá)時，加熱器電源自動切斷，停止加熱。

2.2 干燥箱的加熱系統(tǒng)

加熱系統(tǒng)位于箱體的底層，由加熱器、溫度控制器、溫度傳感器來實現(xiàn)加熱室溫度的精準(zhǔn)控制。開啟開關(guān)，加熱器開始通電加熱。綠色指示燈表示溫度在設(shè)定的正常范圍內(nèi)。當(dāng)溫度達(dá)到設(shè)定的上限值，紅色指示燈亮，加熱器斷電并停止加熱。當(dāng)溫度值下降至設(shè)定的下限值時，綠色指示燈亮，加熱器繼續(xù)加熱。

2.3 干燥箱的干燥系統(tǒng)

干燥系統(tǒng)位于箱體的上層，由干燥室、溫度控制器、溫度傳感器來實現(xiàn)干燥室溫度的精準(zhǔn)控制。干燥室中的熱風(fēng)來源于循環(huán)風(fēng)機從加熱室向干燥室輸送的熱風(fēng)。干燥室對應(yīng)的綠色指示燈亮表示溫度處于正常范圍內(nèi)[8-9]。當(dāng)干燥室溫度值達(dá)到設(shè)定的上限值時，紅色指示燈亮，循環(huán)風(fēng)機將自動斷電并停止運轉(zhuǎn)，也將停止向干燥室內(nèi)輸送熱風(fēng)。當(dāng)溫度值下降至所設(shè)最低下限溫度值時，綠色指示燈亮，循環(huán)風(fēng)機繼續(xù)運轉(zhuǎn)并向干燥室輸送熱風(fēng)。關(guān)閉加熱開關(guān)，并點擊循環(huán)風(fēng)按鈕時，循環(huán)風(fēng)機運轉(zhuǎn)并向干燥室輸送常溫冷風(fēng)，這時就是常溫冷風(fēng)的干燥模式。另外，干燥室中設(shè)置了15個網(wǎng)格狀置物架，可逐層水平放入畫紙進(jìn)行干燥，既避免了畫面的相互污染，也達(dá)到了集中、快速干燥的目的。

2.4 干燥箱的循環(huán)風(fēng)系統(tǒng)

循環(huán)風(fēng)系統(tǒng)主要由循環(huán)風(fēng)機、管道、抽風(fēng)管、分流罩、導(dǎo)風(fēng)罩、導(dǎo)風(fēng)孔、回風(fēng)口等組成。點擊開關(guān)，循環(huán)風(fēng)機開始運轉(zhuǎn)，加熱室內(nèi)的熱空氣由吸風(fēng)口吸入，經(jīng)抽風(fēng)管至分流罩，分別流入左、右、前、下四個方向的導(dǎo)風(fēng)罩內(nèi)，再由多個導(dǎo)風(fēng)孔吹入干燥室。此外，一部分的風(fēng)則由回風(fēng)口再進(jìn)入到加熱室，其目的是縮短加熱時間。

2.5 干燥箱的外吹風(fēng)系統(tǒng)

外吹風(fēng)系統(tǒng)主要由外吹風(fēng)風(fēng)機、環(huán)形風(fēng)道、吹風(fēng)口、外吹風(fēng)軟管等組成。點擊按鈕，外吹風(fēng)風(fēng)機開始運轉(zhuǎn)，并將干燥室內(nèi)的熱風(fēng)從外吸風(fēng)口吸至環(huán)形風(fēng)道，再經(jīng)吹風(fēng)口吹出。吹風(fēng)口安裝閥門，并連接外吹風(fēng)軟管?？忌墒殖滞獯碉L(fēng)軟管對色彩畫面實施吹風(fēng)干燥，并通過閥門來調(diào)節(jié)所需風(fēng)量的大小，或關(guān)閉吹風(fēng)。同時，外吹風(fēng)系統(tǒng)可彌補干燥室排濕不足的缺點。

3 運行方式

課題組所設(shè)計的色彩畫面的干燥箱適用于美術(shù)專業(yè)考試或比賽，即需求量較大的集中式干燥場合。為了進(jìn)一步方便考生與工作人員的操作，此干燥箱設(shè)計了三種使用模式：集中干燥模式、外接吹干模式、冷風(fēng)干燥模式，具體使用過程如下所述。

3.1 集中干燥模式

干燥箱的集中干燥模式主要適用于考試或比賽過程中或結(jié)束后多個考生畫紙的集中干燥，可有效縮短干燥時長，提高干燥效率。該模式一般情況下由工作人員操作或協(xié)作考生進(jìn)行。具體使用流程如下所述：

首先，啟動、預(yù)熱。點擊電源按鈕，電源指示燈亮。按下加熱開關(guān)，并手動設(shè)置加熱室上限和下限溫度值[10]。為了保證色彩畫面干燥的質(zhì)量與安全性，并且考慮到用電安全與節(jié)約電能，一般溫度值在90 ℃~130 ℃之間。設(shè)置完后，加熱器開始加熱，加熱室內(nèi)空氣將持續(xù)升溫，加熱室溫控器顯示當(dāng)前溫度值。

其次，輸送熱風(fēng)。按下循環(huán)開關(guān)，綠色溫控指示燈亮。手動設(shè)置干燥室溫控器的上限溫度值至40 ℃，下限溫度值至38 ℃。干燥室溫控器啟動并顯示干燥室的當(dāng)前溫度值，同時循環(huán)風(fēng)機運轉(zhuǎn)，把加熱室的熱風(fēng)輸送至干燥室各個方向上的導(dǎo)風(fēng)罩內(nèi)，經(jīng)導(dǎo)風(fēng)面板上的數(shù)個導(dǎo)風(fēng)孔吹出。

最后，集中干燥。打開干燥室門，把需要干燥的色彩畫面以正面向上的方式逐份放置在每一層置物架上，關(guān)閉干燥室門。啟動定時器，設(shè)置定時時間（約3 min~5 min），進(jìn)而對色彩畫面進(jìn)行集中熱風(fēng)干燥。

3.2 外接吹干模式

在美術(shù)專業(yè)考試或比賽過程中，當(dāng)考生需要對自己畫板上的色彩畫面隨時進(jìn)行吹風(fēng)干燥，或者繪制完成后交卷前需要吹風(fēng)干燥時，可以使用外接吹干模式。干燥箱共設(shè)置有5個外接吹風(fēng)口，可同時供5名使用者進(jìn)行吹風(fēng)干燥，改變了以往5臺電吹風(fēng)同時運轉(zhuǎn)的情形。這一功能大大減小了考場內(nèi)的用電負(fù)載，保證了用電安全，節(jié)約了大量電能。同時也提升了整體的干燥速率，有利于考試順利有序進(jìn)行。具體使用過程如下所述：

首先，啟動、預(yù)熱，并按下循環(huán)開關(guān)，輸送熱風(fēng)。

其次，打開外吹風(fēng)開關(guān)，選擇5個外接吹風(fēng)口中的任意一個。通過手動調(diào)節(jié)閥門控制風(fēng)量大小，然后手持吹風(fēng)軟管，將風(fēng)口對準(zhǔn)色彩畫面進(jìn)行吹風(fēng)干燥。干燥完成后，關(guān)閉外吹風(fēng)開關(guān)。

3.3 冷風(fēng)干燥模式

在美術(shù)專業(yè)考試或比賽過程中，當(dāng)考生不需要熱風(fēng)干燥時，可以使用冷風(fēng)干燥模式。具體使用過程如下所述：

首先，關(guān)閉加熱開關(guān)，啟動循環(huán)開關(guān)，循環(huán)風(fēng)機運轉(zhuǎn)，并向干燥室輸送常溫冷風(fēng)。

其次，可以對干燥室內(nèi)的色彩畫面進(jìn)行冷風(fēng)循環(huán)干燥。同樣，在加熱開關(guān)關(guān)閉時，打開外吹風(fēng)開關(guān)，外吹風(fēng)風(fēng)機輸出的也是常溫冷風(fēng)，手持吹風(fēng)軟管可對色彩畫面進(jìn)行冷風(fēng)吹干干燥。

4 結(jié)論

設(shè)計制造源于社會生產(chǎn)生活，同時又服務(wù)于社會生產(chǎn)生活。每一個良好設(shè)計的提出和實現(xiàn)，都意味某些現(xiàn)實問題的有效解決以及社會生活的又一大進(jìn)步。課題組提出的三層式干燥箱可有效解決美術(shù)專業(yè)考試或比賽中存在的許多問題。首先，它可對美術(shù)考試或比賽中的色彩畫面進(jìn)行集中、快速的干燥，有效解決色彩畫面干燥緩慢而導(dǎo)致的交卷不及時等問題。多個外接吹風(fēng)口，可實現(xiàn)多人多用。其次，干燥箱總功率設(shè)定在1.5 kW左右，大大減小了整個考場的用電負(fù)荷，保證了用電安全。此外，干燥箱設(shè)置了三種干燥模式，使用者可根據(jù)需要自由選擇，有效提升色彩畫面的干燥質(zhì)量?？傮w來說，此干燥箱可實現(xiàn)快速干燥的目的，并且能提升色彩畫面干燥的質(zhì)量和安全性，操作簡單、安全。