CN110900769A - 一种用于提取绿竹茎杆纤维的加工设备及其加工方法 - Google Patents
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Abstract
一种用于提取绿竹茎杆纤维的加工设备及其加工方法，用于提取绿竹茎杆纤维的加工设备，包括设置在机架上的输送带，其结构特征是所述输送带包括位于上方的上输送带和位于下方的下输送带，经过破片且蒸煮后绿竹茎杆位于上输送带与下输送带之间，上输送带和下输送带中分别间隔的设置有柔性辊和刚性辊，其中，位于上输送带中的柔性辊或刚性辊与位于下输送带中的刚性辊上下对应设置。所述机架上还设置有用于驱动上输送带及下输送带正传或反转的变频驱动机构。所述上输送带中的柔性辊与第一压力机构相接；上输送带中的刚性辊与第二压力机构相接。本发明可用于毛竹、绿竹或石竹等竹种的竹原纤维生产。具有效率高、质量好的特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于提取绿竹茎杆纤维的加工设备及其加工方法。
背景技术
目前从绿竹茎杆中提取竹原纤维还处于研究试验阶段。现有大多是采用物理与化学相合的方法：有先进行物理机械成丝，而后再进行化学软化纤维；也有先进行化学软化竹茎长条，而后再物理机械成丝。
当采用先机械成丝时，由于原材料的强度、刚度大，后期获得的竹原纤维的脆性损伤严重，粗纤维得率低，仅为65％左右。不利于绿竹茎杆纤维提取加工的经济效益。
当采用单一的化学常温浸泡处理时，由于绿竹茎杆的分子的热运动低，渗透作力低，导致时间周期非常长，且采用单一的浸泡方法也无法使绿竹的茎杆长条成工艺粗纤维。
发明内容
本发明的目的旨在提供一种效率高、质量好的用于提取绿竹茎杆纤维的加工设备，以克服现有技术中的不足之处。
按此目的设计的一种用于提取绿竹茎杆纤维的加工设备，包括设置在机架上的输送带，其结构特征是所述输送带包括位于上方的上输送带和位于下方的下输送带，经过破片且蒸煮后绿竹茎杆位于上输送带与下输送带之间，上输送带和下输送带中分别间隔的设置有柔性辊和刚性辊，其中，位于上输送带中的柔性辊或刚性辊与位于下输送带中的刚性辊上下对应设置。
进一步，所述机架上还设置有用于驱动上输送带及下输送带正传或反转的变频驱动机构。
进一步，所述上输送带中的柔性辊与第一压力机构相接；上输送带中的刚性辊与第二压力机构相接。
进一步，所述机架包括上机架和下机架，上输送带和下输送带设置在上机架上，下机架上设置有限位柱，上机架滑动的套设在限位柱上，下机架上还设置有用于升降上机架的上机架升降机构。
进一步，所述上输送带的尾端设置有上刮刀；下输送带的尾端设置有下刮刀。
进一步，所述下输送带的起始端突出于上输送带的起始端，该突出的部分，构成下输送带的装料区。
进一步，所述下输送带及上输送带分别依次设置有整形区和揉搓区，下输送带的整形区与下输送带的装料区相接；
其中，上输送带的整形区内设置有按柔性辊、刚性辊依次布置的第一辊筒组合，下输送带的整形区内设置有刚性辊；
上输送带的揉搓区内设置有按刚性辊、柔性辊、刚性辊的第二辊筒组合；下输送带的揉搓区内设置有柔性辊。
进一步，所述下输送带及上输送带还共同设置有高压击溃区，该高压击溃区位于整形区与揉搓区之间；上输送带的高压击溃区内按柔性辊、刚性辊、柔性辊的第三辊筒组合，下输送带的高压击溃区内设置有刚性辊。
一种用于提取绿竹茎杆纤维的加工设备的加工方法，其特征是包括以下步骤：
步骤一，将物料送入下输送带的装料区，所述物料为经过破片、蒸煮后的绿竹茎杆；
步骤二，物料进入下输送带及上输送带的整形区进行初始预碾后的得到预碾料，预碾料中的游离水被部分驱除，经过初始预碾后的预碾料的干度＞30％，预碾料的厚度≤5mm；
步骤三，预碾料进入下输送带及上输送带的高压击溃区进行高压击溃后得到击溃料，击溃料的横向延展比为1：3～8，厚度达0.1mm以下，干度达45％以上；
步骤四，击溃料进入下输送带及上输送带的揉搓区进行揉搓后得到揉搓松解料。
进一步，当击溃料进入下输送带及上输送带的揉搓区时，位于机架上的变频驱动机构驱动上输送带及下输送带正传或反转；正传或反转的频率为进四退二。
本发明中的输送带包括位于上方的上输送带和位于下方的下输送带，经过破片且蒸煮后绿竹茎杆位于上输送带与下输送带之间，上输送带和下输送带中分别间隔的设置有柔性辊和刚性辊，其中，位于上输送带中的柔性辊或刚性辊与位于下输送带中的刚性辊上下对应设置；其中的上输送带与下输送带分别采用宽幅皮带作为物料载体，具有输料速度快、处理量大的特点。
本发明中的机架上还设置有用于驱动上输送带及下输送带正传或反转的变频驱动机构，该变频驱动机构既能提高本设备的稳定性能，还可以使本设备正反往复工作，达到搓柔纤维的目的。
本发明在工作时，不会产生物料堵塞、且噪声小、工作环境静谧，不会对环境构成噪声污染。
本发明具有工作可靠、操作故障少、劳动强度低、工作效率高的特点，单台每小时产量可达200～500Kg，产出的竹原纤维半成品的质量好。
本发明在位于出料口的上输送带与下输送带分别都设有上刮刀和下刮刀，以清洁所对应的上输送带和下输送带上的粘着料，从而保持各输送带的整洁，以防在上输送带与下输送带的工作面因累积而造成堵塞，从而提高设备的运行速度及效率，增大设备的单位时间处理量。
本发明可用于具有长条形且高温软化后的毛竹、绿竹或石竹等竹种的竹原纤维生产，获得的粗纤维率为92％～98％。
综上所述，本发明具有效率高、质量好的特点。
附图说明
图1为本发明一实施例的结构示意图。
图2为本发明的工作区俯视示意图。
图中：1为下机架，2为上机架升降机构，3为液压马达，4为传动轴，6为限位柱，7为下输送带，8为上输送带，9.1为第一压力机构，9.2为第二压力机构，10为柔性辊，11为刚性辊，12为压力表，13为上刮刀，14为下刮刀，15为变频控制柜，a为装料区，b为整形区，c为高压击溃区，d为揉搓区。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述。
参见图1-图2，本用于提取绿竹茎杆纤维的加工设备，包括设置在机架上的输送带，所述输送带包括位于上方的上输送带8和位于下方的下输送带7，经过破片且蒸煮后绿竹茎杆位于上输送带8与下输送带7之间，上输送带8和下输送带7中分别间隔的设置有柔性辊10和刚性辊11，其中，位于上输送带8中的柔性辊10或刚性辊11与位于下输送带7中的刚性辊11上下对应设置。
所述机架上还设置有用于驱动上输送带8及下输送带7正传或反转的变频驱动机构。
所述上输送带8中的柔性辊10与第一压力机构9.1相接；上输送带8中的刚性辊11与第二压力机构9.2相接。
所述机架包括上机架和下机架1，上输送带8和下输送带7设置在上机架上，下机架1上设置有限位柱6，上机架滑动的套设在限位柱6上，下机架1上还设置有用于升降上机架的上机架升降机构2。
上机架和下机架1通过涡轮升降分体，上机架和下机架1通过位于四角的钢性限位柱6，用于升降上机架的上机架升降机构2设置在下机架上，柔性辊10和刚性辊11及第一压力机构9.1、第二压力机构9.2位于上机架，驱动动力通过下机架上的传动轴及换向机构传递到上机架的工作区。
在本实施例中，包括上面为柔性辊10和下面为刚性辊11的刚柔结合辊，以及上面和下面都为刚性辊11的刚性结合辊。
所述上输送带8的尾端设置有上刮刀13；下输送带7的尾端设置有下刮刀14。
上刮刀用于清结上输送带8上附着的竹纤维素，下刮刀用于清理下输送带7上附着的竹纤维素，附着的竹纤维素在上刮刀或下刮刀的作用下，也具有一定的松散离解作用。
所述下输送带7的起始端突出于上输送带8的起始端，该突出的部分，构成下输送带7的装料区a。
所述下输送带7及上输送带8分别依次设置有整形区b和揉搓区d，下输送带7的整形区b与下输送带7的装料区a相接；其中，上输送带8的整形区b内设置有按柔性辊10、刚性辊11依次布置的第一辊筒组合，下输送带7的整形区b内设置有刚性辊11；上输送带8的揉搓区d内设置有按刚性辊11、柔性辊10、刚性辊11的第二辊筒组合；下输送带7的揉搓区d内设置有柔性辊10。
所述下输送带7及上输送带8还共同设置有高压击溃区c，该高压击溃区c位于整形区b与揉搓区d之间；上输送带8的高压击溃区c内按柔性辊10、刚性辊11、柔性辊10的第三辊筒组合，下输送带7的高压击溃区c内设置有刚性辊11。
经过破片、蒸煮后的绿竹茎杆一般可以称为竹条。
一种用于提取绿竹茎杆纤维的加工设备的加工方法，是包括以下步骤：
步骤一，将物料送入下输送带7的装料区a，所述物料为经过破片、蒸煮后的绿竹茎杆；
步骤二，物料进入下输送带7及上输送带8的整形区b进行初始预碾后的得到预碾料，预碾料中的游离水被部分驱除，经过初始预碾后的预碾料的干度＞30％，预碾料的厚度≤5mm；
步骤三，预碾料进入下输送带7及上输送带8的高压击溃区c行高压击溃后得到击溃料，击溃料的横向延展比为1：3～8，厚度达0.1mm以下，干度达45％以上；
步骤四，击溃料进入下输送带7及上输送带8的揉搓区d进行揉搓后得到揉搓松解料。
当击溃料进入下输送带7及上输送带8的揉搓区d时，位于机架上的变频驱动机构驱动上输送带8及下输送带7正传或反转；正传或反转的频率为进四退二。
在本实施例中，进四退二为前进四步，退后二步。每步的步长，可以根据辊筒的直径以及各输送带以及对应的工作区来具体确定。
通过变频驱动机构驱动上输送带8及下输送带7正传或反转时，可以通过啮合的蝶形齿轮的正传或反转来改变工作方向。
本发明的工作区是按功能作用分段，首先是装料区a，然后是进行初始预碾的整形区b，本区的功能是将厚薄不均的竹条经过初始预碾以适应物料在不同阶段所呈现的不同状态的处理作用，竹条经过柔性整形后，可以初步控制竹条的厚度，由于竹条为纤维物料，而纤维物料都具有一定的弹性回弹模量，因此仅经过一次初始整形是不够的，还需进行一次以上的刚性整形，也就是通过上下均为刚性辊的刚性结合辊对竹条进行刚性整形，在实际操作时，可以通过控制物料的输入通道的狭缝间距消除纤维的弹性模量以完成二次整形。
竹条在第一阶段的整形区b除了对竹条进行整形之外，竹条中所含的游离态水也会被部分驱除，竹条的干度提高到30％以上，竹条的厚度达5mm以下，竹条产生不完全变形。
接下来，竹条进入高压击溃区c。在高压击溃区c内，以柔性辊10接力来自整形区b的预碾料。
高压击溃区c内的刚性辊11承担击溃预碾料的任务，上输送带8的高压击溃区c的刚性辊11的第二压力机构9.2工作时采用阶梯升压的方式进行布置，其压力呈正态分布，第二压力机构9.2的最高压力达50MPa，此时的竹条完全变形为平面薄形纤维块，其横向延展比达1：5左右，厚度达0.1mm以下，干度达45％以上。
当预碾料走完高压击溃区后成为击溃料。
再接下来，击溃料被输送到揉搓区d，上输送带8的揉搓区d内设置有按刚性辊11、柔性辊10、刚性辊11的第二辊筒组合；下输送带7的揉搓区d内设置有柔性辊10。
击溃料在上下都是柔性辊10的作用下，进行微差滑移搓柔，由于外界的第一压力机构及第二压力机构的压力作用、柔性辊10自身的回弹力及击溃料反作用力的综合作用，击溃料自身的纤维素与胶料之间的分子间作用力已经减弱，呈块状纤维体的击溃料开始逐渐松解，柔性辊10作用在击溃料上的压力为脉冲正向力，柔性的揉搓区d输出的物料纤维基本成型。
位于出料口的上输送带8与下输送带7分别都设有上刮刀和下刮刀清洁所对应的上输送带8和下输送带7上的粘着料，从而保持上输送带8和下输送带7的整洁，以防在上输送带8与下输送带7的工作面因累积而造成堵塞，从而提高设备的运行速度及效率，增大设备的单位时间处理量。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (10)
1.一种用于提取绿竹茎杆纤维的加工设备，包括设置在机架上的输送带，其特征是所述输送带包括位于上方的上输送带(8)和位于下方的下输送带(7)，经过破片且蒸煮后绿竹茎杆位于上输送带(8)与下输送带(7)之间，上输送带(8)和下输送带(7)中分别间隔的设置有柔性辊(10)和刚性辊(11)，其中，位于上输送带(8)中的柔性辊(10)或刚性辊(11)与位于下输送带(7)中的刚性辊(11)上下对应设置。
2.根据权利要求1所述的用于提取绿竹茎杆纤维的加工设备，其特征是所述机架上还设置有用于驱动上输送带(8)及下输送带(7)正传或反转的变频驱动机构。
3.根据权利要求1所述的用于提取绿竹茎杆纤维的加工设备，其特征是所述上输送带(8)中的柔性辊(10)与第一压力机构(9.1)相接；上输送带(8)中的刚性辊(11)与第二压力机构(9.2)相接。
4.根据权利要求1所述的用于提取绿竹茎杆纤维的加工设备，其特征是所述机架包括上机架和下机架(1)，上输送带(8)和下输送带(7)设置在上机架上，下机架(1)上设置有限位柱(6)，上机架滑动的套设在限位柱(6)上，下机架(1)上还设置有用于升降上机架的上机架升降机构(2)。
5.根据权利要求1所述的用于提取绿竹茎杆纤维的加工设备，其特征是所述上输送带(8)的尾端设置有上刮刀(13)；下输送带(7)的尾端设置有下刮刀(14)。
6.根据权利要求1所述的用于提取绿竹茎杆纤维的加工设备，其特征是所述下输送带(7)的起始端突出于上输送带(8)的起始端，该突出的部分，构成下输送带(7)的装料区(a)。
7.根据权利要求6所述的用于提取绿竹茎杆纤维的加工设备，其特征是所述下输送带(7)及上输送带(8)分别依次设置有整形区(b)和揉搓区(d)，下输送带(7)的整形区(b)与下输送带(7)的装料区(a)相接；
其中，上输送带(8)的整形区(b)内设置有按柔性辊(10)、刚性辊(11)依次布置的第一辊筒组合，下输送带(7)的整形区(b)内设置有刚性辊(11)；
上输送带(8)的揉搓区(d)内设置有按刚性辊(11)、柔性辊(10)、刚性辊(11)的第二辊筒组合；下输送带(7)的揉搓区(d)内设置有柔性辊(10)。
8.根据权利要求7所述的用于提取绿竹茎杆纤维的加工设备，其特征是所述下输送带(7)及上输送带(8)还共同设置有高压击溃区(c)，该高压击溃区(c)位于整形区(b)与揉搓区(d)之间；上输送带(8)的高压击溃区(c)内按柔性辊(10)、刚性辊(11)、柔性辊(10)的第三辊筒组合，下输送带(7)的高压击溃区(c)内设置有刚性辊(11)。
9.一种根据权利要求1所述的用于提取绿竹茎杆纤维的加工设备的加工方法，其特征是包括以下步骤：
步骤一，将物料送入下输送带(7)的装料区(a)，所述物料为经过破片、蒸煮后的绿竹茎杆；
步骤二，物料进入下输送带(7)及上输送带(8)的整形区(b)进行初始预碾后的得到预碾料，预碾料中的游离水被部分驱除，经过初始预碾后的预碾料的干度＞30％，预碾料的厚度≤5mm；
步骤三，预碾料进入下输送带(7)及上输送带(8)的高压击溃区(c)进行高压击溃后得到击溃料，击溃料的横向延展比为1：3～8，厚度达0.1mm以下，干度达45％以上
步骤四，击溃料进入下输送带(7)及上输送带(8)的揉搓区(d)进行揉搓后得到揉搓松解料。
10.根据权利要求9所述的用于提取绿竹茎杆纤维的加工设备的加工方法，其特征是当击溃料进入下输送带(7)及上输送带(8)的揉搓区(d)时，位于机架上的变频驱动机构驱动上输送带(8)及下输送带(7)正传或反转；正传或反转的频率为进四退二。
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2019
- 2019-12-17 CN CN201911304699.XA patent/CN110900769A/zh active Pending
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