CN110171051B - 一种秸秆纤维有序混合装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种秸秆纤维有序混合装置及方法，包括进料区、铺装区、切割区、装模区、烘干区、脱模区以及打包区，所述进料区与铺装区之间设有混料机构与搅拌机构；所述混料机构包括混料管道、固定连接在混料管道侧壁上的第一纤维送料机构、固定连接在混料管道后端的第二纤维送料机构以及设于混料管道上端的无机物输送机构。该秸秆纤维有序混合装置及方法，采用无机物改性材料对秸秆纤维进行混合处理，同时在进行秸秆纤维原料输送时采用了多维度、多梯度的输送方式，使得无机物改性材料和秸秆纤维原料的混料制造更加的充分，可以改善秸秆原料的结构布局和排列，使其排列紧凑和有序，从而有效的提高原料本身的强度、韧性等性能。

Description

一种秸秆纤维有序混合装置及方法
技术领域
本发明属于秸秆再生制造板材领域，具体涉及一种秸秆纤维有序混合装置及方法。
背景技术
我国是农业大国，每年农作物秸秆资源数量巨大，约有近8亿吨，是一种巨大的可再生资源，据统计，目前被利用的秸秆仅占秸秆资源总量的30%，其余秸秆被焚烧，每年农作物收货季节，大量的秸秆由于无法循环利用，在农田中被直接焚烧，既造成空气污染，破坏土壤结构、农田质量下降，也造成极大的浪费。
相比实木板材，目前现有秸秆板材存在强度低，韧性差的性能问题，在替代实木板材的市场中，缺少有利竞争力，目前，能有效提高秸秆板材强度和韧性的方法，是提高生产原料本身的性能，如何提高生产原料本身的性能，成为亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种结构简单，设计合理的一种秸秆纤维有序混合装置及方法。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
一种秸秆纤维有序混合装置及方法，包括进料区、铺装区、切割区、装模区、烘干区、脱模区以及打包区，所述进料区与铺装区之间设有混料机构与搅拌机构，上述进料区、铺装区、切割区、装模区、烘干区、脱模区以及打包区均为本领域常规的技术手段，在此不再进行赘述；
所述混料机构包括混料管道、固定连接在混料管道侧壁上的第一纤维送料机构、固定连接在混料管道后端的第二纤维送料机构以及设于混料管道上端的无机物输送机构，无机物输送机构进行输送无机物改性材料，无机物改性材料是有几种化工原料形成一定的配方而组成；
所述搅拌机构包括设于混料管道正下方的搅拌室、焊接在搅拌室上端的上挡板、贯穿设于搅拌室内的旋转轴、固定安装在旋转轴上的搅拌棒、设于搅拌室外壁上的控制面板以及焊接在搅拌室下端的下挡板。
作为本发明的进一步优化方案，所述第一纤维送料机构包括送料管道以及设于送料管道出料口处的若干个导流板，所述第一纤维送料机构与第二纤维送料机构结构相同，且第一纤维送料机构与第二纤维送料机构均与混料管道连通，秸秆纤维原料通过两个相互交叉垂直的送料管道输送至混料管道中，秸秆纤维以垂直交叉融合的方式进行充分的混料，同时秸秆纤维在从送来管道输送至混料管道时，会被多层的导流板进行分层，可以使的秸秆纤维能够更加均匀紧密的在混料管道中进行混合排列。
作为本发明的进一步优化方案，所述导流板上设有斜板区与平板区，斜板区与平板区之间的夹角定义为β，β的数值为170°～175°，斜板区与水平面之间的夹角定义为α，α的数值为5°～10°，将斜板区与平板区之间的角度设置在170°～175°，可以使的导流板最大化的疏导秸秆纤维，并达到改变秸秆纤维初始速度的效果，所述斜板区的一端焊接有导流圆柱，导流圆柱为中空式封闭圆柱，导流圆柱为两端封闭、内部中空的圆柱，可以起到分割秸秆纤维以及引流的作用，所述导流板等距分布在送料管道的出料口处，带有导流圆柱的导流板可以将送料管道输出的纤维分割成不同分层，并且利用其不同高度以及导流板与秸秆纤维之间的摩擦力作用，可以使得从上至下各分层纤维离开导流板时的初始速度逐渐增大，可以使得纤维在输送进混料管道中时，能够逐层、等距的均匀分布在混料管道中，最上方的秸秆纤维在接触到水雾化无机物后，会加快下落，以此类推，每一层的秸秆纤维接触水雾化无机物的时间不同，可以使得最终每一层的秸秆纤维均保持在一定的水平高度范围内，并使得每一层的纤维都能够接触到水雾化无机物，并在无机物的作用下，使得纤维的排列更加的有序紧凑。
作为本发明的进一步优化方案，所述无机物输送机构包括输送盒、设于输送盒入口处的斜板以及贯穿设于输送盒底部的雾化喷管，所述输送盒与混料管道连通，无机物改性材料输送至无机物输送机构中后，改性材料向下方输送的同时，装置底端设有的水雾喷送装置可以喷射水雾，水雾与无机改性材料融合形成雾化无机物，使得秸秆纤维与无机物改性材料能够更加充分的混料，同时可以使得纤维原料下落混料时排列有序。
作为本发明的进一步优化方案，所述旋转轴与外接电机连接，外接电机、控制面板与外接电源电性连接，控制面板可以控制旋转轴的旋转状态。
作为本发明的进一步优化方案，所述第一纤维送料机构与第二纤维送料机构的上料口均与鼓风机连接，所述上挡板与下挡板的倾斜角度相同，上挡板的开口向外，使得混合材料在下料过程中不会落在搅拌室的外部，下挡板的开口向内，使得搅拌后的混合材料能够缓慢的落在铺装区。
根据上述装置进行秸秆纤维混合的方法，包括以下步骤：
步骤S1：通过鼓风机将秸秆纤维从两个交叉分布的送料管道均匀的输送进混料管道中，同时通过无机物输送机构输送无机物改性材料进入混料管道；
步骤S2：无机物改性材料在混料管道中与秸秆纤维接触后充分混合，当无机物改性材料与秸秆纤维接触混合后下落至搅拌机构中；
步骤S3：搅拌机构对落入其中的无机物改性材料与秸秆纤维接触混合物进行充分的搅拌，搅拌后的混合物从搅拌室落入铺装区；
步骤S4：落入铺装区的混合物经过后续一系列的加工后形成秸秆板材。
作为本方法的进一步优化方案，所述步骤S3中搅拌室中的搅拌过程是下料与搅拌同时进行，可以使得整个生产过程的效率。
作为本方法的进一步优化方案，所述搅拌机构的上料速度大于下料速度，可以使得混合物的充分搅拌。
本发明的有益效果在于：本发明采用无机物改性材料对秸秆纤维进行混合处理，同时在进行秸秆纤维原料输送时采用了多维度、多梯度的输送方式，使得无机物改性材料和秸秆纤维原料的混料制造更加的充分，并且使得秸秆纤维在排布分列时形成交叉式分布结合，可以改善秸秆原料的结构布局和排列，使其排列紧凑和有序，从而使得生产出的纤维复合板相较于常规的纤维复合板，可以提高百分之七十左右的强度以及韧性等性能；
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是本发明纤维送料机构与混料管道的相配合视图；
图3是本发明无机物输送机构的结构示意图；
图4是本发明无机物输送机构的剖视图；
图5是本发明搅拌机构结构示意图；
图6是本发明纤维送料机构的内部结构示意图；
图7是本发明导流板的结构示意图；
图8是本发明导流板上斜板区与平板区的夹角示意图；
图9是本发明的流程图；
图10是本发明的装置图；
图11是常规纤维分布的结构示意图；
图12是混合纤维分布的结构示意图。
图中：1、第一纤维送料机构；11、送料管道；12、导流板；120、斜板区；121、平板区；122、导流圆柱；2、第二纤维送料机构；3、混料管道；4、无机物输送机构；41、输送盒；42、雾化喷管；43、斜板；5、搅拌机构；51、搅拌室；52、上挡板；53、旋转轴；54、搅拌棒；55、控制面板；56、下挡板；6、铺装区。
具体实施方式
下面结合附图对本申请作进一步详细描述，有必要在此指出的是，以下具体实施方式只用于对本申请进行进一步的说明，不能理解为对本申请保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述申请内容对本申请作出一些非本质的改进和调整。
实施例1
如图1-10所示，一种秸秆纤维有序混合装置，包括进料区、铺装区6、切割区、装模区、烘干区、脱模区以及打包区，进料区与铺装区6之间设有混料机构与搅拌机构5。
混料机构包括下料管道3、固定连接在下料管道3侧壁上的第一纤维送料机构1、固定连接在下料管道3后端的第二纤维送料机构2以及设于下料管道3上端的无机物输送机构4。
搅拌机构5包括设于下料管道3正下方的搅拌室51、焊接在搅拌室51上端的上挡板52、贯穿设于搅拌室51内的旋转轴53、固定安装在旋转轴53上的搅拌棒54、设于搅拌室51外壁上的控制面板55以及焊接在搅拌室51下端的下挡板56。
第一纤维送料机构1包括送料管道11以及设于送料管道11出料口处的若干个导流板12，第一纤维送料机构1与第二纤维送料机构2结构相同，且第一纤维送料机构1与第二纤维送料机构2均与混料管道3连通，导流板12上设有斜板区120与平板区121，斜板区120与平板区121之间的夹角定义为β，β的数值为170°～175°，斜板区120与水平面之间的夹角定义为α，α的数值为5°～10°，将斜板区120与平板区121之间的角度设置在170°～175°，可以使的导流板12最大化的疏导秸秆纤维，并达到改变秸秆纤维初始速度的效果，所述斜板区120的一端焊接有导流圆柱122，导流圆柱122为中空式封闭圆柱，导流圆柱122为两端封闭、内部中空的圆柱，可以起到分割秸秆纤维以及引流的作用，导流板12等距分布在送料管道11的出料口处，带有导流圆柱122的导流板12可以将送料管道11输出的秸秆纤维分割成不同分层，并且利用其不同高度以及导流板12与秸秆纤维之间的摩擦力作用，可以使得从上至下各分层纤维离开导流板12时的初始速度逐渐增大，可以使得纤维在输送进混料管道3中时，能够逐层、等距的均匀分布在混料管道3中，最上方的秸秆纤维在接触到水雾化无机物后，会加快下落，以此类推，每一层的秸秆纤维接触水雾化无机物的时间不同，可以使得最终每一层的秸秆纤维均保持在一定的水平高度范围内，并使得每一层的纤维都能够接触到水雾化无机物，并在无机物的作用下，使得纤维的排列更加的有序紧凑，无机物输送机构4包括输送盒41、设于输送盒41入口处的斜板43以及贯穿设于输送盒41底部的雾化喷管42，输送盒41与混料管道3连通。
旋转轴53与外接电机连接，外接电机、控制面板55与外接电源电性连接，第一纤维送料机构1与第二纤维送料机构2的上料口均与鼓风机连接，上挡板52与下挡板56的倾斜角度相同；
如图11与12所述，本发明生产出的纤维复合板中的秸秆纤维的排列方式为混合纤维排列方式，生产出的生物质秸秆高密度代木板材具有较好的强度，相较于常规的纤维复合板中的纤维排列方式，本发明中的的纤维复合板具有更佳的强度以及韧性等性能。
需要说明的是，在使用时，包括以下步骤，
步骤S1：通过鼓风机将秸秆纤维从两个交叉分布的送料管道均匀的输送进混料管道中，同时通过无机物输送机构输送无机物改性材料进入混料管道；
步骤S2：无机物改性材料在混料管道中与秸秆纤维接触后充分混合，当无机物改性材料与秸秆纤维接触混合后下落至搅拌机构中；
步骤S3：搅拌机构对落入其中的无机物改性材料与秸秆纤维接触混合物进行充分的搅拌，搅拌后的混合物从搅拌室落入铺装区，搅拌室中的搅拌过程是下料与搅拌同时进行，所述搅拌机构的上料速度大于下料速度；
步骤S4：落入铺装区的混合物经过后续一系列的加工后形成秸秆板材，后续加工均为现有技术，在此不再进行赘述。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种秸秆纤维有序混合装置，包括进料区、铺装区(6)、切割区、装模区、烘干区、脱模区以及打包区，其特征在于：所述进料区与铺装区(6)之间设有混料机构与搅拌机构(5)；
所述混料机构包括混料管道(3)、固定连接在混料管道(3)侧壁上的第一纤维送料机构(1)、固定连接在混料管道(3)后端的第二纤维送料机构(2)以及设于混料管道(3)上端的无机物输送机构(4)；
所述搅拌机构(5)包括设于混料管道(3)正下方的搅拌室(51)、焊接在搅拌室(51)上端的上挡板(52)、贯穿设于搅拌室(51)内的旋转轴(53)、固定安装在旋转轴(53)上的搅拌棒(54)、设于搅拌室(51)外壁上的控制面板(55)以及焊接在搅拌室(51)下端的下挡板(56)；
所述第一纤维送料机构(1)包括送料管道(11)以及设于送料管道(11)出料口处的若干个导流板(12)；
所述第一纤维送料机构(1)与第二纤维送料机构(2)结构相同，且第一纤维送料机构(1)与第二纤维送料机构(2)均与混料管道(3)连通；
所述导流板(12)上设有斜板区(120)与平板区(121)，斜板区(120)与平板区(121)之间的夹角为170°～175°，斜板区(120)与水平面之间的夹角为5°～10°，所述斜板区(120)的一端焊接有导流圆柱(122)，导流圆柱(122)为中空式封闭圆柱，所述导流板(12)等距分布在送料管道(11)的出料口处。
2.根据权利要求1所述的一种秸秆纤维有序混合装置，其特征在于：所述无机物输送机构(4)包括输送盒(41)、设于输送盒(41)入口处的斜板(43)以及贯穿设于输送盒(41)底部的雾化喷管(42)，所述输送盒(41)与混料管道(3)连通。
3.根据权利要求1所述的一种秸秆纤维有序混合装置，其特征在于：所述旋转轴(53)与外接电机连接，外接电机、控制面板(55)与外接电源电性连接。
4.根据权利要求1所述的一种秸秆纤维有序混合装置，其特征在于：所述第一纤维送料机构(1)与第二纤维送料机构(2)的上料口均与鼓风机连接，所述上挡板(52)与下挡板(56)的倾斜角度相同。
5.根据权利要求1-4任一所述装置进行秸秆纤维混合的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1：通过鼓风机将秸秆纤维从两个交叉分布的送料管道均匀的输送进混料管道中，同时通过无机物输送机构输送无机物改性材料进入混料管道；
步骤S2：无机物改性材料在混料管道中与秸秆纤维接触后充分混合，当无机物改性材料与秸秆纤维接触混合后下落至搅拌机构中；
步骤S3：搅拌机构对落入其中的无机物改性材料与秸秆纤维接触混合物进行充分的搅拌，搅拌后的混合物从搅拌室落入铺装区；
步骤S4：落入铺装区的混合物经过后续一系列的加工后形成秸秆板材。
6.根据权利要求5所述的秸秆纤维混合的方法，其特征在于：所述步骤S3中搅拌室中的搅拌过程是下料与搅拌同时进行。
7.根据权利要求5所述的秸秆纤维混合的方法，其特征在于：所述搅拌机构的上料速度大于下料速度。
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