CN103331802B - 内设纬筋的植物纤维挤出制品及挤出机和生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了内设纬筋的植物纤维挤出制品及挤出机和生产方法，所述挤出制品包括制品本体，所述本体内设有纵向通孔，通孔外围的本体内设有纬筋；或者所述本体内设有纵筋，纵筋外围的本体内设有纬筋；或者所述本体内设有纵向通孔，通孔外围的本体内设纵筋，纵筋外围的本体内设有纬筋。本发明内设有纬筋和/或纵筋，解决了植物纤维挤出制品结构强度差的关键技术问题。加强筋可自动化、连续化布入，可实现连续化生产。使得具有结构强度大、平整度高等优越特性的植物纤维挤出制品，得到广泛推广与应用，缓解了我国木材资源严重短缺的现状，而且秸秆类植物纤维成本低廉，同时为秸秆高效利用开辟新的途径，增加农民收入。

Description

内设纬筋的植物纤维挤出制品及挤出机和生产方法

技术领域

本发明涉及植物纤维挤出制品及其生产设备和生产工艺领域，具体涉及内设纬筋的植物纤维挤出制品、生产内设纬筋的植物纤维挤出制品的挤出机和生产方法。

背景技术

我国是一个农业大国，每年的农作物秸杆有7亿吨之多，因目前没有找到转化为经济效益的合适路径，多数被焚烧处理，带来了极其严重的环境污染问题。同时我国的木材资源又严重短缺，近年来科研人员通过不断探索，研制出用挤出法生产如板材、木方、柱体、管材之类的植物纤维挤出制品，以期替代木材资源的消耗。但是植物纤维挤出制品强度较低，无法与木材、混凝土材质制品相比，无法大力推广。

本发明人申请过“设置有加强筋的植物纤维托盘及其制备方法”（申请号为200810018462.0）的专利项目，该申请将竹、木片或金属材质的片或杆摆放呈平面网格状，然后固定连接后置入盘板型腔内，再向盘板型腔内加入植物纤维与胶的混合物压制、固化成托盘。网格状加强筋设置于托盘盘板上下表面中间，该托盘在不增加植物纤维托盘盘板厚度的情况下，盘板承载提高一倍以上，但是此方法只能运用平压法制作的植物纤维压制品，加强筋也只能使用像竹、木片或金属材质的片或杆类型的硬质加强筋，不易实现连续化生产，像板材、木方、柱体、管材之类的长度长、连续性生产的设有加强筋的植物纤维挤出制品则无法实现。因此此类制品也因其强度问题无法解决而制约其推广和应用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种内设纬筋的植物纤维挤出制品，其结构强度高、平整度高，可实现连续化生产。同时本发明还提供了用于生产内设纬筋的植物纤维挤出制品的挤出机和生产方法。

本发明通过以下技术方案实现：

内设纬筋的植物纤维挤出制品，包括制品本体，所述本体内设有纵向通孔，通孔外围的本体内设有纬筋；或者所述本体内设有纵筋，纵筋外围的本体内设有纬筋；或者所述本体中心部位设有纵向通孔，通孔外围的本体内设纵筋，纵筋外围的本体内设有纬筋。

本发明进一步改进方案是，所述纬筋沿本体纵向间隔设置。

本发明更进一步改进方案是，所述纬筋沿通孔或纵筋外围环绕30至360度，错位设置于本体内不同截面位置。

本发明更进一步更改进方案是，所述纬筋为纤维丝、绳、钢丝。

本发明更进一步更改进方案是，所述纵筋为纤维丝、绳、钢丝、金属杆、竹杆或芦苇杆。

本发明更进一步更改进方案是，所述本体为农作物秸杆纤维和胶粘结挤压而成。

用于生产内设纬筋的植物纤维挤出制品的挤出机，包括挤压头和由模板围成的模腔，挤压头在模腔冲程腔内作往复运动，所述挤压头后侧设有摩擦夹持件，挤压头上开设加强筋穿过孔，模腔出口端设有固定件，纬筋依次穿过摩擦夹持件、加强筋穿过孔、模腔，固定在固定件上，所述模腔内安装有挤孔模芯，冲程腔的模板分截成两段，通过中间的转动模板活动连接，转动模板上开设插孔，伸缩装置的伸缩杆设于插孔内，转动模板与驱动装置传动连接。

本发明的另一种方案是，包括挤压头和由模板围成的模腔，挤压头在模腔冲程腔内作往复运动，所述挤压头后侧设有摩擦夹持件，挤压头上开设加强筋穿过孔，模腔出口端设有固定件，纬筋和纵筋依次穿过摩擦夹持件、加强筋穿过孔、模腔，固定在固定件上，纬筋处于纵筋的外围，冲程腔的模板分截成两段，通过中间的转动模板活动连接，转动模板上开设插孔，伸缩装置的伸缩杆设于插孔内，转动模板与驱动装置传动连接。

本发明的另一种方案是，包括挤压头和由模板围成的模腔，挤压头在模腔冲程腔内作往复运动，所述挤压头后侧设有摩擦夹持件，挤压头上开设加强筋穿过孔，模腔出口端设有固定件，纬筋和纵筋依次穿过摩擦夹持件、加强筋穿过孔、模腔，固定在固定件上，纬筋处于纵筋的外围，所述模腔内安装有挤孔模芯，冲程腔的模板分截成两段，通过中间的转动模板活动连接，转动模板上开设插孔，伸缩装置的伸缩杆设于插孔内，转动模板与驱动装置传动连接。

本发明的进一步改进方案是，所述摩擦夹持件与挤压头之间设有施胶装置，纵筋和纬筋活动贯穿过施胶装置。

内设纬筋的植物纤维挤出制品的生产方法，包括以下步骤：

（1）将一根纬筋依次活动贯穿过挤出机的摩擦夹持件、挤压头上的加强筋穿过孔、模腔后，固定于模腔出口端的固定件上，使纬筋拉紧处于紧绷状态；

或者将多根纵筋及一根纬筋分别依次活动贯穿过挤出机的摩擦夹持件、压头上的加强筋穿过孔、模腔后，固定于模腔出口端的固定件上，使纬筋拉紧处于紧绷状态，纬筋位于纵筋外围；

（2）将植物纤维与胶按60～97：3～40重量比例混合均匀，装于挤出机的进料斗中，在挤压头每次返回行程时，植物纤维与胶的混合物借助拨料器依靠重力落入冲程腔，挤压头向前行程时，将植物纤维与胶的混合物在模腔内推向出口端方向，每隔一段，伸缩装置的伸缩杆向模腔内伸入，勾住纬筋沿挤孔模芯或纵筋外围环绕30至360度，挤压头推动物料前行，待植物纤维与胶的混合物挤压到一定强度，足以使纬筋定型时，伸缩杆缩回复位，堵在转动模板的插孔内，待下一回程重复动作，反复作用下形成连续胚体，固化成型，并推出模腔，由横截锯截成预定长度的制品。

本发明进一步改进方案是，所述纬筋和纵筋在贯穿挤压头之前其上涂覆有胶。

本发明与现有技术相比，具有以下明显优点：

一、本发明内设有纬筋和/或纵筋，解决了植物纤维挤出制品结构强度差的关键技术问题。加强筋可自动化、连续化布入，使得具有结构强度大、平整度高等优越特性的设有加强筋的植物纤维挤出制品，实现自动化生产，得到广泛推广与应用，缓解了我国木材资源严重短缺的现状，而且秸秆类植物纤维成本低廉，同时为秸杆高效利用开辟新的途径，增加农民收入。

二、本发明的本体可以是板材、木方、柱体等多种横截面形状的挤出制品，本体的中心部位沿纵筋方向设有通孔，减轻了制品重量，但是由于纬筋与纵筋的设置，强度却提高很多。

三、本发明采用挤出法，生物质胶能满足连接农作物秸杆纤维挤出制品的结构要求，避免使用具有甲醛残留释放的普通“三醛胶”，本发明甲醛残留释放量近似于零。

四、本发明生产方法中，所述纵筋和纬筋在贯穿挤压头之前其上涂覆有胶，使得制品本体与纵筋和纬筋的粘接更好。

附图说明

图1为本发明挤出机结构图。

图2为本发明中仅设有纬筋的方管立体图。

图3为本发明中设有纬筋与纵筋的柱体立体图。

图4为本发明中设有纬筋与纵筋的圆管立体图。

具体实施方式

实施例1

如图1所示，本发明包括挤压头41和由模板40围成的模腔43，挤压头41在模腔43冲程腔内作往复运动，所述挤压头41后侧设有摩擦夹持件45（本实施例为摩擦轮），挤压头41上开设加强筋穿过孔42，模腔43出口端设有固定件44，纬筋3和纵筋2依次穿过摩擦夹持件45、加强筋穿过孔42、模腔43，固定在固定件44上，纬筋3处于纵筋2的外围，所述模腔43内安装有挤孔模芯47，冲程腔的模板40分截成两段，中间的转动模板48活动卡装在两侧的模板40内的卡槽50内，转动模板48可沿卡槽50进行360度旋转，转动模板48上开设插孔，伸缩装置49（本实施例中为气缸）的伸缩杆设于插孔内，转动模板48外周面设有轮齿，与驱动装置5（电机）转轴上的齿轮啮合传动。

上述挤出机用于生产本体内同时设有纵筋和纬筋的空芯植物纤维挤出制品，生产方法包括以下步骤：

（1）将四根纵筋2（纤维丝、或绳、或钢丝、金属杆、竹杆或芦苇杆）和一根纬筋3（纤维丝、或绳、或钢丝）分别依次活动贯穿过挤出机的摩擦夹持件45、挤压头41上的加强筋穿过孔42、模腔43后，固定于模腔41出口端的固定件44上，使纵筋2和纬筋3拉紧处于紧绷状态，纬筋3位于纵筋2外围，纵筋2位于挤孔模芯47外围；

（2）将植物纤维与胶按60～97：3～40重量比例混合均匀，装于挤出机的进料斗51中，在挤压头41每次返回行程时，植物纤维与胶的混合物借助拨料器52依靠重力落入冲程腔，挤压头41向前行程时，将植物纤维与胶的混合物在模腔43内推向出口端方向，每隔一段，伸缩装置49的伸缩杆向模腔43内伸入，勾住纬筋3沿纵筋2外围环绕360度，挤压头41推动物料前行，待植物纤维与胶的混合物挤压到一定强度，足以使纬筋3定型时，伸缩杆缩回复位，堵在转动模板48的插孔内，待下一回程重复动作，反复作用下形成连续胚体，固化成型，并推出模腔43，由横截锯截成预定长度的制品。

所述纬筋3和纵筋2在贯穿挤压头41之前穿过施胶装置46，其上涂覆有胶。

当生产的挤出制品本体内只设置纬筋时，步骤（2）中伸缩装置49的伸缩杆向模腔43内伸入，勾住纬筋3沿挤孔模芯47外围环绕30～360度。

实施例2

如图2所示，本发明为植物纤维挤出制品方管，所述方管中心部位的通孔2外围的本体1内设有纬筋3，所述纬筋3沿本体1纵向间隔设置，所述纬筋3沿通孔2外围环绕360度。所述纬筋3为钢丝，所述本体1为麦杆纤维和淀粉类胶粘接挤压而成。

实施例3

如图3所示，本发明为植物纤维挤出制品圆柱，所述圆柱本体1内设有四根纵筋4，纵筋4外围的本体1内设有纬筋3，所述纬筋3沿本体1纵向间隔错位设置，所述纬筋3沿纵筋4外围环绕180度。所述纬筋3、纵筋4为塑料绳，所述本体1为稻草纤维和木质素基胶粘接挤压而成。

实施例4

如图4所示，本发明为植物纤维挤出制品圆管，所述圆管本体1中心部位设有纵向通孔2，通孔2外围的本体1内设八根纵筋4，纵筋4外围的本体1内设有纬筋3，所述纬筋3沿本体1纵向间隔错位设置，所述纬筋3沿纵筋4外围环绕90度，所述纵筋2为金属棒，纬筋3为纤维丝，所述本体1为稻草纤维和淀粉类胶粘接挤压而成。

本发明所述植物纤维挤出制品不限于实施列举范围，其他各种横截面形状的挤出制品均落入本发明的保护范围。

Claims (5)

1.内设纬筋的植物纤维挤出制品，包括制品本体（1），其特征在于：所述本体（1）内设有纵向通孔（2），通孔（2）外围的本体（1）内设有纬筋（3）；或者所述本体（1）内设有纵筋（4），纵筋（4）外围的本体（1）内设有纬筋（3）；或者所述本体（1）内设有纵向通孔（2），通孔（2）外围的本体（1）内设纵筋（4），纵筋（4）外围的本体（1）内设有纬筋（3）；

所述本体（1）为农作物秸杆纤维和胶粘结挤压而成；

所述纬筋（3）为纤维丝、绳、钢丝；所述纵筋（4）为纤维丝、绳、竹杆或芦苇杆；

所述纬筋（3）沿本体（1）纵向间隔设置；纬筋（3）沿通孔（2）或纵筋（4）外围环绕30至360度，错位设置于本体（1）内不同截面位置；

所述植物纤维挤出制品是通过以下步骤生产的：

（1）将一根纬筋依次活动贯穿过挤出机的摩擦夹持件、挤压头上的加强筋穿过孔、模腔后，固定于模腔出口端的固定件上，使纬筋拉紧处于紧绷状态；或者将多根纵筋及一根纬筋分别依次活动贯穿过挤出机的摩擦夹持件、挤压头上的加强筋穿过孔、模腔后，固定于模腔出口端的固定件上，使纬筋拉紧处于紧绷状态，纬筋位于纵筋外围；

（2）将植物纤维与胶按60～97：3～40重量比例混合均匀，装于挤出机的进料斗中，在挤压头每次返回行程时，植物纤维与胶的混合物借助拨料器依靠重力落入冲程腔，挤压头向前行程时，将植物纤维与胶的混合物在模腔内推向出口端方向，每隔一段，伸缩装置（49）的伸缩杆向模腔（43）内伸入，勾住纬筋（3）沿挤孔模芯或纵筋（4）外围环绕30至360度，挤压头（41）推动物料前行，待植物纤维与胶的混合物挤压到一定强度，足以使纬筋（3）定型时，伸缩杆缩回复位，堵在转动模板（48）的插孔内，待下一回程重复动作，反复作用下形成连续胚体，固化成型，并推出模腔，由横截锯截成预定长度的制品，所述纬筋和纵筋在贯穿挤压头之前其上涂覆有胶。

2.用于生产内设纬筋的植物纤维挤出制品的挤出机，包括挤压头（41）和由模板（40）围成的模腔（43），挤压头（41）在模腔（43）冲程腔内作往复运动，其特征在于：所述挤压头（41）后侧设有摩擦夹持件（45），挤压头（41）上开设加强筋穿过孔（42），模腔（43）出口端设有固定件（44），纬筋（3）依次穿过摩擦夹持件（45）、加强筋穿过孔（42）、模腔（43），固定在固定件（44）上，所述模腔（43）内安装有挤孔模芯（47），冲程腔的模板（40）分截成两段，通过中间的转动模板（48）活动连接，转动模板（48）上开设插孔，伸缩装置（49）的伸缩杆设于插孔内，转动模板（48）与驱动装置（5）传动连接；

或者所述挤压头（41）后侧设有摩擦夹持件（45），挤压头（41）上开设加强筋穿过孔（42），模腔（43）出口端设有固定件（44），纬筋（3）和纵筋（4）依次穿过摩擦夹持件（45）、加强筋穿过孔（42）、模腔（43），固定在固定件（44）上，纬筋（3）处于纵筋（4）的外围，冲程腔的模板（40）分截成两段，通过中间的转动模板（48）活动连接，转动模板（48）上开设插孔，伸缩装置（49）的伸缩杆设于插孔内，转动模板（48）与驱动装置（5）传动连接；

或者所述挤压头（41）后侧设有摩擦夹持件（45），挤压头（41）上开设加强筋穿过孔（42），模腔（43）出口端设有固定件（44），纬筋（3）和纵筋（4）依次穿过摩擦夹持件（45）、加强筋穿过孔（42）、模腔（43），固定在固定件（44）上，纬筋（3）处于纵筋（4）的外围，所述模腔（43）内安装有挤孔模芯（47），冲程腔的模板（40）分截成两段，通过中间的转动模板（48）活动连接，转动模板（48）上开设插孔，伸缩装置（49）的伸缩杆设于插孔内，转动模板（48）与驱动装置（5）传动连接。

3.根据权利要求2所述的用于生产内设纬筋的植物纤维挤出制品的挤出机，其特征在于：所述摩擦夹持件（45）与挤压头（41）之间设有施胶装置（46），纵筋（4）和纬筋（3）活动贯穿过施胶装置（46）。

4.内设纬筋的植物纤维挤出制品的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将一根纬筋依次活动贯穿过挤出机的摩擦夹持件、挤压头上的加强筋穿过孔、模腔后，固定于模腔出口端的固定件上，使纬筋拉紧处于紧绷状态；或者将多根纵筋及一根纬筋分别依次活动贯穿过挤出机的摩擦夹持件、挤压头上的加强筋穿过孔、模腔后，固定于模腔出口端的固定件上，使纬筋拉紧处于紧绷状态，纬筋位于纵筋外围；

（2）将植物纤维与胶按60～97：3～40重量比例混合均匀，装于挤出机的进料斗中，在挤压头每次返回行程时，植物纤维与胶的混合物借助拨料器依靠重力落入冲程腔，挤压头向前行程时，将植物纤维与胶的混合物在模腔内推向出口端方向，每隔一段，伸缩装置（49）的伸缩杆向模腔（43）内伸入，勾住纬筋（3）沿挤孔模芯或纵筋（4）外围环绕30至360度，挤压头（41）推动物料前行，待植物纤维与胶的混合物挤压到一定强度，足以使纬筋（3）定型时，伸缩杆缩回复位，堵在转动模板（48）的插孔内，待下一回程重复动作，反复作用下形成连续胚体，固化成型，并推出模腔，由横截锯截成预定长度的制品。

5.根据权利要求4所述的生产方法，其特征在于：所述纬筋和纵筋在贯穿挤压头之前其上涂覆有胶。