CN103350442A - 新型植物纤维挤出机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型植物纤维挤出机，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，所述模腔依次由冲程腔、挤压腔、成型涂层腔、加热固化腔组成。本发明是可用于生产内设有加强筋、外表面涂覆防水表层、纵向结构不分层、高效加热烘干的挤出机，挤出出的植物纤维挤出制品强度高、纵向结构不分层，表面光滑、防水性能好。而且防水表层溶液对制品生产同时还起到润湿的效果，微波加热烘干受热均匀，快速，极大的提高了生产效率。

Description

新型植物纤维挤出机

技术领域

本发明涉及挤出机领域，具体涉及一种新型植物纤维挤出机，可用于生产内设有加强筋、外表面涂覆防水表层、纵向结构不分层、高效加热烘干的挤出机。 

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。 

此类制品具有密度小、抗冲击性较强、保温隔热、质轻吸音、平整度高等优良特性，但是目前常规使用的挤出机生产出来的制品也存在众多的缺陷。一、植物纤维挤出制品强度低，特别纵向强度更差，无法与木材、混凝土材质制品相比，无法大力推广；二、由于目前挤出机模板围成的模腔始末端截面一致，挤出过程中只有挤压头施加的纵向压力，挤出出的制品纵向结构分层，密度不均匀；三、制品本体的外表面粗糙，不具有防水性能，如遇潮湿环境，易于变型，使用寿命大大折扣；四、制品在模腔内加热烘干，一般由热压板提供加热功能，但是热压板传递的热量从模腔外周向中心逐渐衰竭，热量不均匀，致使挤出制品在成型过程中受热不均匀，而且热压板的温度不能过高，否则胶会在挤出成型前预固化，影响制品强度，因此仅靠热压板加热缓慢，生产效率得不到提高。以上存在的质量问题严重影响制约了挤出制品的推广运用。 

发明内容

    本发明针对以上存在的问题，提供一种新型植物纤维挤出机，挤出的制品可内设加强筋、纵向结构不分层，极大提高强度；表面具有防水层，适应潮湿环境使用，使用寿命长；微波加热固化，生产效率高。 

本发明通过以下技术方案实现： 

新型植物纤维挤出机，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，所述模腔依次由冲程腔、挤压腔、成型涂层腔、加热固化腔组成。

本发明进一步改进方案是，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，加强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。 

本发明更进一步改进方案是，所述冲程腔的模板分截成两段，通过中间的转动模板活动连接，转动模板上开设通孔，伸缩装置的伸缩杆设于通孔内，转动模板与驱动装置传动连接。 

本发明更进一步改进方案是，所述挤压腔的模板内壁逐渐向中心倾斜，形成斜壁，斜壁的坡度a夹角为 20～60度。 

本发明更进一步改进方案是，所述模腔内设有挤孔模芯，位于挤压腔内挤孔模芯为横截面逐渐变大的锥台体，锥台体坡度b夹角为20～60度。 

本发明更进一步改进方案是，所述成型涂层腔上方模板开设有防水表层溶液进料口，防水表层溶液进料口位置的模板内周壁开设有a凹槽和间隔轴向开设的b凹槽，b凹槽与a凹槽连通， b凹槽向模腔出料口方向延伸，a凹槽与b凹槽上覆盖有内衬板，内衬板上开设有轴向缝隙，缝隙与b凹槽错位设置。 

本发明更进一步改进方案是，所述加热固化腔的模板上开设缺口，缺口内填充微波穿透板，微波穿透板外安装有微波加热装置，所述微波加热装置由腔内的微波管和防泄漏挡板组成。 

本发明更进一步改进方案是，所述缺口围绕模腔在模板上开设一周，所述微波穿透板内壁与模板内壁齐平，外壁周边卡固在模板外壁上、防泄漏挡板内，所述防泄漏挡板与模板通过焊接或螺栓固定连接。 

本发明更进一步改进方案是，所述微波穿透板前后段的加热固化腔内壁上开设有防微波泄漏槽，防微波泄漏槽内填有树脂。 

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、本发明中模腔的挤压腔的模板内壁逐渐向中心倾斜，形成斜壁。挤出机的挤压头推动物料在模腔内前行，行至模腔的挤压腔段时，模板的斜壁对物料施加向中心的压力，物料在挤出成型过程中，同时受到向前的纵向压力和外围向中心的径向压力，物料挤出更加密实。在加工设有空芯的植物纤维挤出制品时，本发明位于挤压腔位置的挤孔模芯为横截面逐渐变大的锥台体，植物纤维和胶的混合物料在模腔内由挤压头推动向前挤出，行至挤压腔段时，物料顺着挤孔模芯的锥台体坡度向前挤出，物料不仅具有挤压头对其向前的纵向压力，挤孔模芯对物料还具有中心向四周径向的压力，结合模板斜壁对物料施加向中心的径向压力，三方同时施压，物料挤出更加密实，有效解决挤出制品纵向结构分层问题。 

三、本发明在生产过程中，防水表层溶液流入模腔内制品本体表面，能减少模腔与制品的摩擦阻力，挤使压出的植物纤维挤出制品具有光滑的表面和较好的防水性能，耐用，同时防水表层溶液还对挤出制品具有起滑润作用，提高生产效率。 

四、本发明由于在挤出机的模板上开设缺口，缺口内填充采用陶瓷、或玻璃、或树脂制成的微波穿透板，微波穿透板外安装有微波加热装置。微波透过微波穿透板，进入模腔内，对模腔内的物料进行加热，热量传递均匀、迅速，极大的提高了生产效率。本发明中微波穿透板内壁与模板内壁齐平，不改变模腔内部结构，微波管发射出的微波通过防泄漏挡板阻隔，防泄漏挡板与模板通过焊接或螺栓固定连接，阻挡了微波的向外泄漏，本发明所述微波穿透板前后段的模腔内壁上开设有防微波泄漏槽.将微波控制在模腔的加热烘干腔内，有效利用，防止微波在模腔内部向轴向两端泄漏，本发明结构简单，且安全性得到保证。本发明所述缺口围绕模腔在模板上开设一周，模腔内物料接收微波加热更加均匀。 

附图说明

图1为本发明纵向剖视图。 

图2为图1的A-A剖视图。 

具体实施方式

如图1所示，本发明包括挤压头1和由模板2围成的模腔3，挤压头1在模腔冲程腔Ⅰ内作往复运动，所述模腔3依次由冲程腔Ⅰ、挤压腔Ⅱ、成型涂层腔Ⅲ、加热固化腔Ⅳ组成。 

所述挤压头1后侧设有摩擦夹持件4，挤压头1上开设加强筋穿过孔5，模腔3出口端设有固定件6，加强筋7（包括纵筋和/或纬筋）依次穿过摩擦夹持件4、加强筋穿过孔5、模腔3，固定在固定件6上。 

所述冲程腔Ⅰ的模板分截成两段，通过中间的转动模板Ⅰ1活动连接，中间的转动模板Ⅰ1活动卡装在两侧的模板内的卡槽Ⅰ5内，转动模板Ⅰ1可沿卡槽Ⅰ5可进行360度旋转，转动模板Ⅰ1上开设通孔Ⅰ2，伸缩装置Ⅰ3（本实施例中为气缸）的伸缩杆设于通孔Ⅰ2内，转动模板Ⅰ1外周面设有轮齿，与驱动装置Ⅰ4（电机）转轴上的齿轮啮合传动。 

所述挤压腔Ⅱ的模板内壁逐渐向中心倾斜，形成斜壁Ⅱ1，斜壁Ⅱ1的坡度a夹角为20～60度（本实施例为30度），所述模腔3内设有挤孔模芯8，位于挤压腔Ⅱ内挤孔模芯为横截面逐渐变大的锥台体Ⅱ2，锥台体Ⅱ2坡度b夹角为20～60度（本实施例为30度）。 

所述成型涂层腔Ⅲ上方模板开设有防水表层溶液进料口Ⅲ1，防水表层溶液进料口Ⅲ1位置的模板内周壁开设有a凹槽Ⅲ2和间隔轴向开设的b凹槽Ⅲ3，b凹槽Ⅲ3与a凹槽Ⅲ2连通， b凹槽Ⅲ3向模腔出料口方向延伸，a凹槽Ⅲ2与b凹槽Ⅲ3上覆盖有内衬板Ⅲ4，内衬板Ⅲ4上开设有轴向缝隙Ⅲ5，缝隙Ⅲ5与b凹槽Ⅲ3错位设置。 

所述加热固化腔Ⅳ的模板上开设缺口Ⅳ1，缺口Ⅳ1围绕模腔3在模板2上开设一周，缺口Ⅳ1内填充微波穿透板Ⅳ2，微波穿透板Ⅳ2外安装有微波加热装置，所述微波加热装置由腔内的微波管Ⅳ3和防泄漏挡板Ⅳ4组成。所述微波穿透板Ⅳ2内壁与模板2内壁齐平，外壁周边卡固在模板2外壁上、防泄漏挡板Ⅳ4内，防泄漏挡板Ⅳ4与模板2通过焊接（或螺栓）固定连接。所述微波穿透板Ⅳ2前后段的加热固化腔Ⅳ内壁上开设有防微波泄漏槽Ⅳ5，防微波泄漏槽Ⅳ5内填有树脂。 

以运用本发明生产内设纵筋和纬筋、表面具有防水表层的空芯挤出制品为例，生产方法步骤如下： 

（1）将四根纵筋（纤维丝、或绳、或钢丝、或金属棒）和一根纬筋（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4、挤压头1上的加强筋穿过孔5、模腔3后，固定于模腔3出口端的固定件6上，使纵筋和纬筋拉紧处于紧绷状态，纬筋位于纵筋外围，纵筋位于挤孔模芯8外围，所述纬筋和纵筋在贯穿挤压头1之前穿过胶水盒9，其上涂覆有胶。

（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10中，在挤压头1每次返回行程时，植物纤维与胶的混合物借助拨料器11依靠重力落入冲程腔Ⅰ，挤压头1向前行程时，将植物纤维与胶的混合物在模腔3内推向挤压腔Ⅱ，每隔一段，伸缩装置Ⅰ3的伸缩杆向冲程腔Ⅰ内伸入，勾住纬筋沿纵筋外围环绕360度，挤压头1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Ⅰ1的通孔Ⅰ2内，待下一回程重复动作，在挤压头反复作用下形成连续胚体； 

（3）植物纤维和胶的混合物料进入挤压腔Ⅱ后，物料顺着挤孔模芯8的锥台体Ⅱ2坡度向前挤出，挤孔模芯8对物料具有中心向四周的径向压力，同时挤压腔Ⅱ模板内壁的斜壁Ⅱ1部位对物料具有四周向中心的径向压力，纵向压力、中心向四周的径向压力、外围向中心的径向压力同时施压，物料挤出更加密实，有效解决挤出制品纵向结构分层和密度不均的问题；

（4）植物纤维挤出制品在挤压腔Ⅱ初步挤出成型后，进入成型涂层腔Ⅲ，防水表层溶液（如木质素、或石蜡、或不饱和树脂）从上方模板上开设的防水表层溶液进料口Ⅲ1进入模腔3，顺着内周壁上的a凹槽Ⅲ2和b凹槽Ⅲ3流淌，从内衬板Ⅲ4与模板2内壁之间的缝隙Ⅲ5流出涂覆在制品外表面，在挤出下形成防水外表层；

（5）挤出制品从成型涂层腔Ⅲ经过后，进入加热烘干腔Ⅳ，通过微波和热压板制成的模板进行加热烘干，并推出模腔3，由横截锯截成预定长度的制品。

Claims (9)

1.新型植物纤维挤出机，包括挤压头（1）和由模板（2）围成的模腔（3），挤压头（1）在模腔冲程腔（Ⅰ）内作往复运动，其特征在于：所述模腔（3）依次由冲程腔（Ⅰ）、挤压腔（Ⅱ）、成型涂层腔（Ⅲ）、加热固化腔（Ⅳ）组成。

2. 根据权利要求1所述的新型植物纤维挤出机，其特征在于：所述挤压头（1）后侧设有摩擦夹持件（4），挤压头（1）上开设加强筋穿过孔（5），模腔（3）出口端设有固定件（6），加强筋（7）依次穿过摩擦夹持件（4）、加强筋穿过孔（5）、模腔（3），固定在固定件（6）上。

3.根据权利要求1或2所述的新型植物纤维挤出机，其特征在于：所述冲程腔（Ⅰ）的模板分截成两段，通过中间的转动模板（Ⅰ1）活动连接，转动模板（Ⅰ1）上开设通孔（Ⅰ2），伸缩装置（Ⅰ3）的伸缩杆设于通孔（Ⅰ2）内，转动模板（Ⅰ1）与驱动装置（Ⅰ4）传动连接。

4.根据权利要求1所述的新型植物纤维挤出机，其特征在于：所述挤压腔（Ⅱ）的模板内壁逐渐向中心倾斜，形成斜壁（Ⅱ1），斜壁（Ⅱ1）的坡度a夹角为 20～60度。

5.根据权利要求4所述的新型挤出机，其特征在于：所述模腔（3）内设有挤孔模芯（8），位于挤压腔（Ⅱ）内挤孔模芯为横截面逐渐变大的锥台体（Ⅱ2），锥台体（Ⅱ2）坡度b夹角为20～60度。

6.根据权利要求1所述的新型植物纤维挤出机，其特征在于：所述成型涂层腔（Ⅲ）上方模板开设有防水表层溶液进料口（Ⅲ1），防水表层溶液进料口（Ⅲ1）位置的模板内周壁开设有a凹槽（Ⅲ2）和间隔轴向开设的b凹槽（Ⅲ3），b凹槽（Ⅲ3）与a凹槽（Ⅲ2）连通， b凹槽（Ⅲ3）向模腔出料口方向延伸，a凹槽（Ⅲ2）与b凹槽（Ⅲ3）上覆盖有内衬板（Ⅲ4），内衬板（Ⅲ4）上开设有轴向缝隙（Ⅲ5），缝隙（Ⅲ5）与b凹槽（Ⅲ3）错位设置。

7.根据权利要求1所述的新型植物纤维挤出机，其特征在于：所述加热固化腔（Ⅳ）的模板上开设缺口（Ⅳ1），缺口（Ⅳ1）内填充微波穿透板（Ⅳ2），微波穿透板（Ⅳ2）外安装有微波加热装置，所述微波加热装置由腔内的微波管（Ⅳ3）和防泄漏挡板（Ⅳ4）组成。

8.根据权利要求7所述的新型植物纤维挤出机，其特征在于：所述缺口（Ⅳ1）围绕模腔（3）在模板（2）上开设一周，所述微波穿透板（Ⅳ2）内壁与模板（2）内壁齐平，外壁周边卡固在模板（2）外壁上、防泄漏挡板（Ⅳ4）内，所述防泄漏挡板（Ⅳ4）与模板（2）通过焊接或螺栓固定连接。

9.根据权利要求7所述的新型植物纤维挤出机，其特征在于：所述微波穿透板（Ⅳ2）前后段的加热固化腔（Ⅳ）内壁上开设有防微波泄漏槽（Ⅳ5），防微波泄漏槽（Ⅳ5）内填有树脂。

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