CN112123735B - 一种适用于生物降解材料的吹膜设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种适用于生物降解材料的吹膜设备，包括：加热箱，所述加热箱内壁设置有若干加热棒，所述加热箱上设置有进料口与出料口，所述加热箱内部还设置搅拌轴，所述搅拌轴上设置有搅拌叶片，所述加热箱外部设置有第一电机，所述第一电机输出轴穿过所述加热箱外壁延伸至所述加热箱内部并与所述搅拌轴一端固定连接。本发明的目的在于提供一种适用于生物降解材料的吹膜设备，通过设置加热箱，在加热箱内设置搅拌轴及搅拌叶片，当加热箱加热时，第一电机带动搅拌轴转动，搅拌叶片对加热箱内的生物降解材料进行搅拌，使其混合均匀，从而保证生物降解材料充分受热并完全熔化，提高了吹膜质量。

Description

一种适用于生物降解材料的吹膜设备
技术领域
本发明涉及吹膜设备技术领域，具体涉及一种适用于生物降解材料的吹膜设备。
背景技术
吹膜机是将塑料粒子加热融化再吹成薄膜。吹膜机分很多种，有PE,POF,PVC等等。吹膜机用全新的粒子吹出的是新料，色泽均称，干净，袋子拉伸好。现有的吹膜机主要由挤出机、机头、吹膜模头、冷却装置、稳泡架、人字板、牵引辊、卷取装置等组成，吹膜机生产的是膜适用于各种高档薄膜包装。吹膜机的工作原理为将干燥的聚乙烯粒子加入下料斗中，靠粒子本身的重量从料斗进入螺杆，当粒料与螺纹斜棱接触后，旋转的斜棱面对塑料产生与斜棱面相垂直的推力，将塑料粒子向前推移，推移过程中，由于塑料与螺杆、塑料与机筒之间的摩擦以及粒子间的碰撞磨擦，同时还由于料筒外部加热而逐步溶化。熔融的塑料经机头过滤去杂质从吹膜模头模口出来，经风环冷却、吹胀经人字板，牵引辊，卷取将成品薄膜卷成筒这种膜由于其阻隔性好，保鲜，防湿，防霜冻，隔氧，耐油，可广泛用于轻重包装，如各种鲜果、肉食品、酱菜、鲜牛奶、液体饮料、医药用品等。
申请号201420463675.5的专利文件公开了一种适用于全生物降解塑料的吹膜设备，其中，该吹膜设备的吹膜模头内设有内加热装置，可以对生物降解材料进行加热，使生物降解材料熔化后再从吹膜模头挤出，但在使用加热棒对生物降解材料加热过程中，远离加热棒的生物降解材料受热程度小，吹膜模头内出现受热不均的问题，部分生物降解材料未充分熔化，影响吹膜质量。
发明内容
本发明提供一种适用于生物降解材料的吹膜设备，用以解决现有吹膜设备在使用加热棒对生物降解材料加热过程中，远离加热棒的生物降解材料受热程度小，吹膜模头内出现受热不均的问题，部分生物降解材料未充分熔化，影响吹膜质量的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案，一种适用于生物降解材料的吹膜设备，包括：
加热箱，所述加热箱内壁设置有若干加热棒，所述加热箱上设置有进料口与出料口，所述加热箱内部还设置搅拌轴，所述搅拌轴上设置有搅拌叶片，所述加热箱外部设置有第一电机，所述第一电机输出轴穿过所述加热箱外壁延伸至所述加热箱内部并与所述搅拌轴一端固定连接。
优选的，所述搅拌叶片安装在所述搅拌轴外围，所述搅拌叶片设置若干，若干所述搅拌叶片表面均设置有第一通孔。
优选的，所述进料口内设置第一单向阀，所述出料口内设置第二单向阀。
优选的，还包括挤出箱，所述挤出箱通过第一连接管与所述进料口连通，所述挤出箱上端设置有进料箱，所述进料箱下端与所述挤出箱上端连通。
优选的，所述挤出箱内设置挤出螺杆，所述挤出螺杆右端延伸至所述挤出箱外部并与第二电机输出端固定连接；所述进料箱内设置有进料螺杆，所述进料螺杆上端延伸至所述进料箱外部并与第三电机输出端固定连接。
优选的，所述进料箱左侧上方设置有料斗，所述料斗设置为漏斗状，所述料斗底部还设置有滤网，所述料斗底部通过第二连接管与所述进料箱连通。
优选的，所述加热箱设置为两个，两个所述加热箱的所述出料口均通过第三连接管与吹膜模头输入端连接；两个所述加热箱之间设置加压装置，所述加压装置包括：
连接板，所述连接板设置在两个所述加热箱之间，所述连接板上端与上方的所述加热箱底部固定连接，所述连接板下端与下方的所述加热箱顶部固定连接，所述连接板上设置有伺服电机，所述伺服电机输出端与第一转轴一端固定连接，所述第一转轴另一端设置有齿轮；
滑杆，所述齿轮上下两侧对称设置有两个滑杆，所述滑杆一端与所述加热箱右侧壁固定连接，所述滑杆另一端与所述挤出箱左侧壁固定连接；
第五滑块，所述滑杆上套设有第五滑块，所述第五滑块沿所述滑杆左右滑动，所述第五滑块朝向所述齿轮一端设置齿条，所述齿条朝向所述齿轮一侧带齿，所述齿条与所述齿轮齿形相啮合；
连接杆，所述第五滑块朝向所述加热箱一侧与连接杆一端固定连接，所述连接杆另一端贯穿所述加热箱右侧壁延伸至所述加热箱内部并设置活塞，所述活塞外侧壁与所述加热箱内侧壁贴合；
第一弹簧，所述连接杆上套设有第一弹簧，所述第一弹簧一端与所述加热箱右侧壁固定连接，所述第一弹簧另一端与所述滑块左侧壁固定连接。
优选的，还包括：转速传感器，所述转速传感器设置在所述第一电机输出端，用于检测所述第一电机的实际转速；
高度传感器，所述高度传感器设置在所述加热箱内，用于检测所述加热箱内生物降解材料的实际高度；
转速调节器，所述转速调节器设置在所述第一电机外壁，用于调节所述第一电机的实际转速；
若干压力传感器，分别设置在每个所述搅拌叶片上，用于检测其所在处压力；
若干振动传感器，分别设置在每个所述搅拌叶片上，用于检测其所在处振动频率；
控制器，所述控制器设置在所述第一电机外壁，所述控制器分别与所述转速传感器、所述高度传感器、所述转速调节器、所述压力传感器、振动传感器电性连接；
所述控制器基于所述转速传感器、所述高度传感器、压力传感器、振动传感器控制所述转速调节器工作，包括以下步骤：
步骤1：基于所述高度传感器的检测值，通过公式(1)计算所述第一电机(6)的目标转速：
Figure BDA0002679710780000041
其中，n1为所述第一电机的目标转速，μ1为所述第一电机的预设传动效率，P1为所述第一电机的额定功率，a1为所述加热箱的底面长度，b1为所述加热箱的底面宽度，h1为所述高度传感器检测的所述加热箱内生物降解材料的实际高度，ρ1为所述生物降解材料的密度，r1为所述搅拌轴的半径，f1所述搅拌叶片与生物降解材料之间的预设摩擦系数，π为圆周率，π取3.14,ln为自然对数；g为重力加速度，g取9.8m/s2；K为综合修正系数；
其中：
Figure BDA0002679710780000042
δ0为第一电机的输出轴的最大允许振动频率，A0为所述第一电机的输出轴的最大允许压力，N为搅拌叶片的总数量，Ai为第i个搅拌叶片的最大允许压力，
Figure BDA0002679710780000043
为N个搅拌叶片的最大允许压力的平均值，Bi为第i个搅拌叶片的最大允许振动频率，
Figure BDA0002679710780000044
为N个搅拌叶片的最大允许振动频率的平均值，e为自然常数，取值为2.72，η1为所述搅拌叶片的厚度，η2为搅拌轴的直径，h2为第一电机的输出轴的长度，V为所述加热箱中生物降解材料的最小混合速度，ω为所述第一电机的最大转速，L为搅拌叶片的长度，λ加热箱中生物降解材料的混合不均系数，第一电机的输出轴通过轴承与所述述加热箱外壁转动连接，μ为所述第一电机的输出轴与所述轴承之间的摩擦系数，A为所述第一电机以额定功率工作时，各压力传感器检测值的平均值；δ为所述第一电机以额定功率工作时，各振动传感器检测值的平均值；
步骤2：所述控制器控制所述转速调节器工作，使得所述转速传感器检测值为所述目标转速。
优选的，所述加热箱的所述出料口通过第四连接管与吹膜模头输入端连接，所述吹膜模头输出侧设置膜输送装置；
还包括：多功能辅助组件，所述多功能辅助组件包括：
固定箱，通过连接支架连接在所述膜输送装置一侧，所述固定箱上端设置第一滑槽，右侧壁设置第二滑槽；
水平移动杆，下端通过第一滑块滑动连接在所述第一滑槽上，所述固定箱上还连接有第一驱动件，用于驱动所述水平移动杆在固定箱上端滑动；
第一竖直连接杆，上端固定连接在所述水平移动杆右下端，所述第一竖直连接杆下端设置滚轮；
安装块，右侧为左高右低的斜面，所述安装块左侧通过第二滑块滑动连接在所述第二滑槽上，所述安装块下端设置第三滑槽，所述第三滑槽沿左右方向水平布置；
第一固定块，固定连接在所述固定箱右侧，所述第一固定块通过若干第二弹簧与所述第二滑块固定连接；
第三滑块，滑动连接在所述第三滑槽内；
第二竖直连接杆，固定连接在所述第三滑块下端；
驱动腔，所述固定箱下端右侧设置所述驱动腔，所述驱动腔内下端通过电机安装架安装有驱动电机，所述驱动电机的输出轴前后方向水平布置，所述驱动电机的输出轴固定连接有驱动齿轮；
水平齿条，固定连接在所述第二竖直连接杆左侧，所述水平齿条贯穿所述固定箱后伸入所述驱动腔内，且位于所述驱动齿轮正上方，所述固定箱右侧设置供所述水平齿条上下移动的移动通孔；
水平连接杆，所述水平连接杆右端固定连接在所述第二竖直连接杆左下部，所述水平连接杆位于所述水平齿条前侧或后侧；
第四滑块，滑动连接在所述固定箱下端；
第三竖直连接杆，通过弹性件固定连接在所述第四滑块上；
连接块，固定连接在所述第三竖直连接杆下端，所述连接块下端不同方位设置若干压力传感器，所述连接块前后方向尺寸不小于输送装置上的膜宽度；
吸附辊，固定连接在所述第二竖直连接杆下端；
距离传感器，设置在所述水平齿条上；
控制器，与所述第一驱动件、驱动电机、压力传感器、距离传感器电连接。
优选的，所述多功能辅助组件还包括：
第二固定块，固定连接在所述固定箱下端；
第三固定块，上端滑动连接在所述固定箱下端，且位于所述第二固定块右侧；
第二驱动件，通过安装支架固定连接在所述第二固定块上，所述第二驱动件与所述第三固定块固定连接；
所述连接块内设置进气腔，所述进气腔上端连接连接进气管，所述进气腔内下端连接若干可伸缩排气管，所述进气管连接有除尘气源，所述进气管和可伸缩排气管均连接有电磁阀；
水平滑杆，左端与所述第三固定块固定连接，右部贯穿至所述进气腔内；
密封活塞，滑动连接在所述进气腔内，所述密封活塞与所述水平滑杆右端固定连接；
第三弹簧，一端与所述第三固定块固定连接，另一端与所述第三竖直连接杆固定连接；
所述电磁阀、第二驱动件均与所述控制器电连接。
本发明的技术方案具有以下优点：
1、本发明公开了一种适用于生物降解材料的吹膜设备，包括：加热箱，所述加热箱内壁设置有若干加热棒，所述加热箱上设置有进料口与出料口，所述加热箱内部还设置搅拌轴，所述搅拌轴上设置有搅拌叶片，所述加热箱外部设置有第一电机，所述第一电机输出轴穿过所述加热箱外壁延伸至所述加热箱内部并与所述搅拌轴一端固定连接。本发明的目的在于提供一种适用于生物降解材料的吹膜设备，通过设置加热箱，在加热箱内设置搅拌轴及搅拌叶片，当加热箱加热时，第一电机带动搅拌轴转动，搅拌叶片对加热箱内的生物降解材料进行搅拌，使其混合均匀，从而保证生物降解材料充分受热并完全熔化，提高了吹膜质量。
2、本发明通过设置加压装置，通过活塞向出料口方向运动，能够为加热箱内增大压力，使生物降解材料液体快速从出料口排出，提高生产速度，同时，通过加压装置使两个加热箱分别向吹膜模头提供已熔化的生物降解材料，可以保证向吹膜模头提供的生物降解材料充分熔化，为加热箱提供了足够的加热时间，缩短了加热熔化的等待时间，进一步提高了生产效率。
3、本发明通过高度传感器监测加热箱内生物降解材料的高度控制第一电机的转速，提高了设备的自动化程度，使得设备更加智能，当第一电机转速较小时，控制器能控制转速传感器对第一电机转速调节，从而提高搅拌轴的转速，提高了生产效率，保证生产质量。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及说明书附图中所特别指出的装置来实现和获得。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明所提供的一种适用于生物降解材料的吹膜设备结构示意图；
图2为图1中A处放大图；
图3为图1中B处放大图；
图4为本发明的多功能辅助组件的一种实施例的结构示意图。
图5为本发明的多功能辅助组件的另一种实施例的结构示意图。
如下：1、加热箱；2、进料口；3、出料口；4、搅拌轴；5、搅拌叶片；6、第一电机；7、第一通孔；8、挤出箱；9、第一连接管；10、进料箱；11、第二电机；12、第三电机；13、料斗；14、第二连接管；15、第三连接管；16、吹膜模头；17、连接板；18、第一转轴；19、齿轮；20、滑杆；21、第五滑块；22、齿条；23、连接杆；24、活塞；25、第一弹簧；26、多功能辅助组件；261、固定箱；262、第一滑槽；263、第二滑槽；264、水平移动杆；265、第一滑块；266、第一竖直连接杆；267、安装块；268、第三滑槽；269、第二滑块；2610、第三滑块；2611、驱动腔；2612、驱动电机；2613、驱动齿轮；2614、水平齿条；2615、水平连接杆；2616、第四滑块；2617、第三竖直连接杆；2618、连接块；2619、吸附辊；2620、第二固定块；2621、第三固定块；2622、第二驱动件；2623、进气腔；2624、水平滑杆；2625、排气管；2626、密封活塞；2627、第一驱动件；2628、滚轮；2629、第二竖直连接杆；2630、第二弹簧；2631、第一固定块；2632、第三弹簧。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，并非特别指称次序或顺位的意思，亦非用以限定本发明，其仅仅是为了区别以相同技术用语描述的组件或操作而已，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案以及技术特征可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
实施例1
本发明实施例提供了一种适用于生物降解材料的吹膜设备，如图1-图3所示，包括：
加热箱1，所述加热箱1内壁设置有若干加热棒，所述加热箱1上设置有进料口2与出料口3，所述加热箱1内部还设置搅拌轴4，所述搅拌轴4上设置有搅拌叶片5，所述加热箱1外部设置有第一电机6，所述第一电机6输出轴穿过所述加热箱1外壁延伸至所述加热箱1内部并与所述搅拌轴4一端固定连接。
本发明适用于生物降解材料的吹膜制造，生物降解材料可为现有聚乳酸(PLA)、聚对苯二甲酸-己二酸-丁二醇酯(PBAT)。
上述技术方案的工作原理及有益效果：生物降解材料从进料口2进入加热箱1内，加热箱1设置为长方体形状，设置在加热箱1内壁的多个加热棒对生物降解材料进行加热，从而使生物降解材料熔化，将生物降解材料完全熔化后，从出料口3排出，当加热箱1加热时，第一电机6带动搅拌轴4转动，搅拌轴4上的搅拌叶片5对加热箱1内的生物降解材料进行搅拌，使其混合均匀，从而保证生物降解材料充分受热并完全熔化，避免出现受热不均匀的问题，提高了吹膜质量。
实施例2
在实施例1的基础上
如图2所示，所述搅拌叶片5安装在所述搅拌轴4外围，所述搅拌叶片5设置若干，若干所述搅拌叶片5表面均设置有第一通孔7。
上述技术方案的工作原理及有益效果为：若干搅拌叶片5均匀分布在搅拌轴4的外围，设置若干叶片，可以使加热箱1内的搅拌轴4搅拌更多的生物降解材料，在搅拌叶片5上设置第一通孔7，可以减小搅拌轴4转动时的阻力，加快搅拌速度，缩短混合均匀的时间，节省第一电机6的功率。
优选的，所述进料口2内设置第一单向阀，所述出料口3内设置第二单向阀。
上述技术方案的工作原理及有益效果：进料口2设置第一单向阀，使生物降解材料只能从进料口2进入加热箱1内，并且无法从进料口2流出加热箱1外，出料口3设置第二单向阀，加热箱1将生物降解材料熔化后，保证熔化后的生物降解材料只能从出料口3流出加热箱1。
实施例3
在实施例1或2的基础上
如图1所示，还包括挤出箱8，所述挤出箱8通过第一连接管9与所述进料口2连通，所述挤出箱8上端设置有进料箱10，所述进料箱10下端与所述挤出箱8上端连通；所述挤出箱8内设置挤出螺杆，所述挤出螺杆右端延伸至所述挤出箱8外部并与第二电机11输出端固定连接。其他，吹膜原理可参照201420463675.5，在此不再赘述。
上述技术方案的工作原理和有益效果为：生物降解材料由进料箱10进入挤出箱8内，然后由挤出箱8挤入加热箱1内，可以完成对生物降解材料的过滤及筛选，使挤入加热箱1的生物降解材料纯度更高。
挤出箱8内设置有挤出螺杆，第二电机11转动带动挤出螺杆转动，从而实现生物降解材料的挤出。
实施例4
在实施例1-3中任一项的基础上
如图1所示，所述进料箱10内设置有进料螺杆，所述进料螺杆上端延伸至所述进料箱10外部并与第三电机12输出端固定连接。
上述技术方案的工作原理和有益效果为：进料箱10内设置有进料螺杆，第三电机12转动带动进料螺杆转动，从而将生物降解材料从进料箱10输送至挤出箱8内。
实施例5
在实施例1-4中任一项的基础上，如图1所示，所述进料箱10左侧上方设置有料斗13，所述料斗13设置为漏斗状，所述料斗13底部还设置有滤网，所述料斗13底部通过第二连接管14与所述进料箱10连通。
上述技术方案的工作原理和有益效果为：料斗13设置为漏斗状，便于生物降解材料从料斗13流入进料箱10内，通过滤网可以过滤生物降解材料中的大颗粒杂质，提高生物降解材料的纯度。
实施例6
在实施例1-5中任一项的基础上
如图1所示，所述加热箱1设置为两个，两个所述加热箱1的所述出料口3均通过第三连接管15与吹膜模头16输入端连接。
图3所示，两个所述加热箱1之间设置加压装置，所述加压装置包括：
连接板17，所述连接板17设置在两个所述加热箱1之间，所述连接板17上端与上方的所述加热箱1底部固定连接，所述连接板17下端与下方的所述加热箱1顶部固定连接，所述连接板17上设置有伺服电机，所述伺服电机输出端与第一转轴18一端固定连接，所述第一转轴18另一端设置有齿轮19；
滑杆20，所述齿轮19上下两侧对称设置有两个滑杆20，所述滑杆20一端与所述加热箱1右侧壁固定连接，所述滑杆20另一端与所述挤出箱8左侧壁固定连接；
第五滑块21，所述滑杆20上套设有第五滑块21，所述第五滑块21沿所述滑杆20左右滑动，所述第五滑块21朝向所述齿轮19一端设置齿条22，所述齿条22朝向所述齿轮19一侧带齿，所述齿条22与所述齿轮19齿形相啮合；
连接杆23，所述第五滑块21朝向所述加热箱1一侧与连接杆23一端固定连接，所述连接杆23另一端贯穿所述加热箱1右侧壁延伸至所述加热箱1内部并设置活塞24，所述活塞24外侧壁与所述加热箱1内侧壁贴合；
第一弹簧25，所述连接杆23上套设有第一弹簧25，所述第一弹簧25一端与所述加热箱1右侧壁固定连接，所述第一弹簧25另一端与所述第五滑块21左侧壁固定连接。
上述技术方案的工作原理和有益效果为：加热箱1设置有两个，两个加热箱1都可以向吹膜模头16内输送已熔化的生物降解材料，加大供应，提高了生产效率。
在加热箱1加热时，伺服电机开始转动，伺服电机可以周期性正反转，当伺服电机正转即顺时针转动时，伺服电机输出端带动第一转轴18顺时针转动，第一转轴18带动齿轮19顺时针转动，并带动上方的齿条22向右运动，同时带动下方的齿条22向左运动，下方的齿条22带动下方的第五滑块21沿下方滑杆20向左运动，并通过连接杆23带动下方的活塞24在下方的加热箱1内从右向左运动，从而推动下方的加热箱1内的已熔化的生物降解材料液体向出料口3方向运动，将生物降解材料液体排出加热箱1内，上方的齿条22向右运动并带动上方的第五滑块21沿上方滑杆20方向向右运动，上方的第五滑块21带动上方的连接杆23向右运动，连接杆23带动上方加热箱1内的活塞24向右运动，使得挤出箱8内的生物降解材料从加热箱1的进料口2进入加热箱1内，从而开始对生物降解材料进行再次加热熔化，当上方加热箱1内的生物降解材料完全熔化后，伺服电机开始反转即逆时针转动，上方的活塞24向左运动将上方加热箱1内的生物降解材料液体从出料口3排出至吹膜模头16内，下方加热箱1内进入新的待加热熔化的生物降解材料，通过设置加压装置，通过活塞24向出料口3方向运动，能够为加热箱1内增大压力，使生物降解材料液体快速从出料口3排出，提高生产速度，同时，通过加压装置使两个加热箱1分别向吹膜模头16提供已熔化的生物降解材料，可以保证向吹膜模头16提供的生物降解材料充分熔化，为加热箱1提供了足够的加热时间，缩短了加热熔化的等待时间，进一步提高了生产效率。
实施例7
在实施例1-6中任一项的基础上
转速传感器，所述转速传感器设置在所述第一电机6输出端，用于检测所述第一电机6的实际转速；
高度传感器，所述高度传感器设置在所述加热箱1内，用于检测所述加热箱1内生物降解材料的实际高度；
转速调节器，所述转速调节器设置在所述第一电机6外壁，用于调节所述第一电机6的实际转速；
若干压力传感器，分别设置在每个所述搅拌叶片5上，用于检测其所在处压力；
若干振动传感器，分别设置在每个所述搅拌叶片5上，用于检测其所在处振动频率；
控制器，所述控制器设置在所述第一电机6外壁，所述控制器分别与所述转速传感器、所述高度传感器、所述转速调节器、所述压力传感器、振动传感器电性连接；
所述控制器基于所述转速传感器、所述高度传感器、压力传感器、振动传感器控制所述转速调节器工作，包括以下步骤：
步骤1：基于所述高度传感器的检测值，通过公式(1)计算所述第一电机6的目标转速：
Figure BDA0002679710780000131
其中，n1为所述第一电机6的目标转速，μ1为所述第一电机6的预设传动效率，P1为所述第一电机6的额定功率，a1为所述加热箱1的底面长度，b1为所述加热箱1的底面宽度，h1为所述高度传感器检测的所述加热箱1内生物降解材料的实际高度，ρ1为所述生物降解材料的密度，r1为所述搅拌轴4的半径，f1所述搅拌叶片5与生物降解材料之间的预设摩擦系数，π为圆周率，π取3.14,ln为自然对数；g为重力加速度，g取9.8m/s2
；K为综合修正系数；
其中：
Figure BDA0002679710780000141
δ0为第一电机6的输出轴的最大允许振动频率，A0为所述第一电机6的输出轴的最大允许压力，N为搅拌叶片5的总数量，Ai为第i个搅拌叶片5的最大允许压力，
Figure BDA0002679710780000142
为N个搅拌叶片5的最大允许压力的平均值，Bi为第i个搅拌叶片5的最大允许振动频率，
Figure BDA0002679710780000143
为N个搅拌叶片5的最大允许振动频率的平均值，e为自然常数，取值为2.72，η1为所述搅拌叶片5的厚度，η2为搅拌轴4的直径，h2为第一电机6的输出轴的长度，V为所述加热箱1中生物降解材料的最小混合速度(混合速度过小不容易混合均匀)，ω为所述第一电机6的最大转速，L为搅拌叶片5的长度，λ加热箱1中生物降解材料的混合不均系数(具体可为考虑加热箱中不容易搅拌到的拐点的体积与总体积的比例等因素，可取值为大于0小于1；可选的。该混合不均系数还可在上述因素的基础上考虑生物降解材料与加热箱内壁摩擦导致动能损失影响混合速度，进而影响混合效果)，第一电机6的输出轴通过轴承与所述述加热箱1外壁转动连接，μ为所述第一电机6的输出轴与所述轴承之间的摩擦系数，A为所述第一电机6以额定功率工作时，各压力传感器检测值的平均值；δ为所述第一电机6以额定功率工作时，各振动传感器检测值的平均值；
步骤2：所述控制器控制所述转速调节器工作，使得所述转速传感器检测值为所述目标转速。
上述技术方案的工作原理及有益效果为：第一电机6转动带动搅拌轴4转动，搅拌轴4通过搅拌叶片5在加热箱1内搅拌，通过设置在加热箱1内的高度传感器可以检测此时加热箱1内生物降解材料的实际高度，首先使得第一电机以额定功率工作，获取对应的振动传感器检测值和压力传感器检测值；然后通过公式(1)和(2)可以计算出第一电机6的目标转速，通过设置在第一电机6输出端上的转速传感器可以检测第一电机6的实际转速，然后所述控制器控制所述转速调节器工作，使得所述转速传感器检测值为所述目标转速，选择合适的转速，避免转速偏低，会使得搅拌时间增加，从而降低生产效率，转速过高可能会出现失衡或噪音较大；通过监测加热箱1内生物降解材料的高度、每个所述搅拌叶片5上压力、每个所述搅拌叶片5上振动频率控制第一电机6的转速，提高了设备的自动化程度，使得设备更加智能。
其中，公式(1)中综合考虑额定功率、加热箱尺寸参数和生物降解材料的密度高度、搅拌轴半径对搅拌能力的影响，传动效率、搅拌叶片和生物降解材料的摩擦因素导致的混合动能损失，以及修正系数，使得公式(1)计算结果更加可靠；公式(2)中修正系数综合考虑第一电机及的参数(第一电机6的输出轴的最大允许振动频率和压力、第一电机6的输出轴的长度、第一电机6的最大转速、第一电机6的输出轴与所述轴承之间的摩擦系数)、搅拌轴参数(搅拌轴4的直径)、搅拌叶片的参数(搅拌叶片5的厚度、长度、搅拌叶片5的最大允许压力、)、生物降解材料的最小混合速度、生物降解材料的混合不均系数等因素对整个装置稳定性、和产生的噪音的影响及对生物降解材料混合性能的影响，使得计算结果更加可靠，在保证以合适的速度保证混合性能的同时，能够避免噪音过大或稳定性过差。
实施例8
在实施例1-7中任一项的基础上，如图4所示，
所述加热箱1的所述出料口3通过第三连接管15与吹膜模头16输入端连接，所述吹膜模头16输出侧设置膜输送装置(如输送辊组，本发明可设置在输送辊组一侧，所述输送辊组可为输送膜至卷膜机上，或者输送切膜后的膜)；优选的，还可在吹膜模头16输出侧和膜输送装置之间设置压膜装置，如CN207859475U
还包括：多功能辅助组件26，所述多功能辅助组件26包括：
固定箱261，通过连接支架连接在所述膜输送装置一侧，所述固定箱上端设置第一滑槽262，右侧壁设置第二滑槽263；
水平移动杆264，下端通过第一滑块265滑动连接在所述第一滑槽262上，所述固定箱261上还连接有第一驱动件2627，用于驱动所述水平移动杆264在固定箱261上端滑动；优选的，所述第一驱动件可为电动伸缩杆或直线电机或其他可驱动水平移动的驱动件；
第一竖直连接杆266，上端固定连接在所述水平移动杆264右下端，所述第一竖直连接杆266下端设置滚轮2628；
安装块267，右侧为左高右低的斜面，所述安装块267左侧通过第二滑块269滑动连接在所述第二滑槽263上，所述安装块267下端设置第三滑槽268，所述第三滑槽268沿左右方向水平布置；
第一固定块，固定连接在所述固定箱261右侧，所述第一固定块通过若干第二弹簧2630与所述第二滑块269固定连接；
第三滑块2610，滑动连接在所述第三滑槽268内；
第二竖直连接杆2629，固定连接在所述第三滑块2610下端；
驱动腔2611，所述固定箱261下端右侧设置所述驱动腔2611，所述驱动腔2611内下端通过电机安装架安装有驱动电机2612，所述驱动电机2612的输出轴前后方向水平布置，所述驱动电机2612的输出轴固定连接有驱动齿轮2613；
水平齿条2614，固定连接在所述第二竖直连接杆左侧，所述第一齿条22贯穿所述固定箱261后伸入所述驱动腔2611内，且位于所述驱动齿轮2613正上方，所述固定箱261右侧设置供所述水平齿条2614上下移动的移动通孔；
水平连接杆2615，所述水平连接杆2615右端固定连接在所述第二竖直连接杆左下部，所述水平连接杆2615位于所述水平齿条2614前侧或后侧；
第四滑块2616，滑动连接在所述固定箱261下端；具体的可为，固定箱下端设置通孔，所述第四滑块前后侧通过辅助滑块滑动连接在所述通孔前后侧壁；或者，第四滑块下端滑动连接在所述固定箱下端内壁，所述第三竖直连接杆固定连接在所述第四滑块下端，所述固定箱下端设置供所述第三竖直连接杆滑动的水平通孔；
第三竖直连接杆2617，通过弹性件固定连接在所述第四滑块2616上；
连接块2618，固定连接在所述第三竖直连接杆2617下端，所述连接块2618下端不同方位设置若干压力传感器，所述连接块2618前后方向尺寸不小于输送装置上的膜宽度；
吸附辊2619，固定连接在所述第二竖直连接杆2629下端；优选的，，所述连接块2618前后方向尺寸不小于输送装置上的膜宽度；
距离传感器，设置在所述水平齿条2614上；
控制器，与所述第一驱动件2627、驱动电机2612、压力传感器、距离传感器电连接。
上述技术方案的工作原理和有益效果为：首先所述控制器控制所述第一驱动件工作，带动所述水平移动杆向左侧移动，滚轮推动安装块向下运动，安装块向下运动时，第二滑块在第二滑槽内移动，用于对安装块的运动进行导向，使得安装块运动稳定，且安装块向下运动时压缩第二弹簧，通过第二弹簧可以对第二滑块起到辅助支撑作用，使得整个结构稳定可靠，所述安装块向下运动时通过第二竖直连接杆带动水平齿条向下运动，且通过距离传感器检测水平齿条距离驱动齿轮的距离，当所述水平齿条到达与所述驱动齿轮啮合位置，且此时吸附辊到达膜输送装置上的膜的表面，同时连接块下端到达膜表面；然后所述控制器所述驱动电机转动，驱动电机转动带动水平齿条左右移动，水平齿条左右移动时带动第二竖直连接杆左右移动，且第二连接杆通过第三滑槽和第三滑块的配合对应所述第二竖直连接杆的左右移动进行导向，使得运动可靠稳定，第二竖直连接杆左右移动时带动其上的吸附辊在膜表面左右移动，对膜表面进行吸附除尘，避免膜输送环境中的灰尘影响后续卷膜工作或者对膜表面造成伤害；同时第二竖直连接杆左右移动时带动其上的水平连接杆上的连接块下端在膜表面左右移动，连接块下端在膜表面左右移动连接块下端的压力传感器用于检测其所在位置的压力信息，当任一压力传感器检测值异常时，控制器控制报警器报警，提醒膜表面异常(包括膜表面除尘不干净(用于对吸附辊的除尘效果的检测)或者膜表面存在异常凸起)，且水平连接杆上连接的第三竖直连接杆通过第四滑块在固定箱下端滑动，用于对连接块、水平连接杆的运动进行导向，使得运动可靠，且第三竖直连接杆可实现辅助支撑水平连接杆及其上的连接块，提高整个装置的结构稳定性；当不需要除尘时，控制器控制第一驱动件带动所述水平移动杆向右侧移动回位，安装在第二弹簧的弹力作用下向上运动回位；
上述技术方案实现除尘及检测功能的集成，本发明通过第一驱动件和驱动电机及可实现上述除尘及检测功能、及升降靠近膜和在膜上运动，减少了驱动件的使用，更加节能，且本发明运动结构如上述所述稳定可靠。
实施例9
在实施例8中任一项的基础上，如图5所示，
所述多功能辅助组件26还包括：
第二固定块2620，固定连接在所述固定箱261下端；
第三固定块2621，上端滑动连接在所述固定箱261下端，且位于所述第二固定块2620右侧；
第二驱动件2622(可为液压缸或气缸或电动伸缩杆)，通过安装支架固定连接在所述第二固定块2620上，所述第二驱动件2622与所述第三固定块2621固定连接,用于驱动所述第三固定块在所述固定箱下端滑动；
所述连接块2618内设置进气腔2623，所述进气腔2623上端连接连接进气管，所述进气腔2623内下端连接若干可伸缩排气管2625(可伸缩排气管下端位于所述连接下端上方，不影响压力传感器工作)，所述进气管连接有除尘气源(如高压除尘的气源)，所述进气管和可伸缩排气管2625(也可为现有排气管，不具有伸缩功能)均连接有电磁阀；
水平滑杆2624，左端与所述第三固定块2621固定连接，右部贯穿至所述进气腔2623内；
密封活塞2626，滑动连接在所述进气腔2623内，所述密封活塞与所述水平滑杆2624右端固定连接；
第三弹簧，一端与所述第三固定块固定连接，另一端与所述第三竖直连接杆固定连接；
所述电磁阀、第二驱动件2622均与所述控制器电连接。
上述技术方案的工作原理和有益效果为：
在实施例8的工作原理和有益效果的基础上，当连接块下端靠近膜表面时，所述控制器控制所述进气管的电磁阀打开，除尘气源通过进气管进入进气腔；
且初始状态下所述密封活塞位于所述进气腔左侧，所述控制器控制所述第二驱动件工作，通过第二驱动件带动水平滑杆向右运动，对进气腔内部的压缩气源进行二次压缩(其中，在除尘气源的压力充足时可不控制第二驱动件带动密封活塞加压)(优选的，上述向右运动过程，第三弹簧起到缓冲作用)，然后所述控制器控制所述可伸缩排气管上的电磁阀打开通过可伸缩气管排出二次压缩后的除尘气源，用于对膜表面进行高压除尘，实现在表面检测之前进行一次二次除尘，以保证对膜表面的除尘效果；且上述活塞的增压作用，可进一步保证除尘效果，避免除尘压力低影响除尘效果；且上述第三固定块在所述固定箱下端滑动，用于对所述水平滑杆的运动进行导向，进一步保证水平滑杆的运动可靠性。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种适用于生物降解材料的吹膜设备，其特征在于，包括：加热箱(1)，所述加热箱(1)内壁设置有若干加热棒，所述加热箱(1)上设置有进料口(2)与出料口(3)，所述加热箱(1)内部还设置搅拌轴(4)，所述搅拌轴(4)上设置有搅拌叶片(5)，所述加热箱(1)外部设置有第一电机(6)，所述第一电机(6)输出轴穿过所述加热箱(1)外壁延伸至所述加热箱(1)内部并与所述搅拌轴(4)一端固定连接；还包括：
转速传感器，所述转速传感器设置在所述第一电机(6)输出端，用于检测所述第一电机(6)的实际转速；
高度传感器，所述高度传感器设置在所述加热箱(1)内，用于检测所述加热箱(1)内生物降解材料的实际高度；
转速调节器，所述转速调节器设置在所述第一电机(6)外壁，用于调节所述第一电机(6)的实际转速；
若干压力传感器，分别设置在每个所述搅拌叶片(5)上，用于检测其所在处压力；
若干振动传感器，分别设置在每个所述搅拌叶片(5)上，用于检测其所在处振动频率；
控制器，所述控制器设置在所述第一电机(6)外壁，所述控制器分别与所述转速传感器、所述高度传感器、所述转速调节器、所述压力传感器、振动传感器电性连接；
所述控制器基于所述转速传感器、所述高度传感器、压力传感器、振动传感器控制所述转速调节器工作，包括以下步骤：
步骤1：基于所述高度传感器的检测值，通过公式(1)计算所述第一电机(6)的目标转速：
Figure FDA0002934024320000011
其中，n1为所述第一电机(6)的目标转速，μ1为所述第一电机(6)的预设传动效率，P1为所述第一电机(6)的额定功率，a1为所述加热箱(1)的底面长度，b1为所述加热箱(1)的底面宽度，h1为所述高度传感器检测的所述加热箱(1)内生物降解材料的实际高度，ρ1为所述生物降解材料的密度，r1为所述搅拌轴(4)的半径，f1所述搅拌叶片(5)与生物降解材料之间的预设摩擦系数，π为圆周率，π取3.14,ln为自然对数；g为重力加速度，g取9.8m/s2；K为综合修正系数；
其中：
Figure FDA0002934024320000021
δ0为第一电机(6)的输出轴的最大允许振动频率，A0为所述第一电机(6)的输出轴的最大允许压力，N为搅拌叶片(5)的总数量，Ai为第i个搅拌叶片(5)的最大允许压力，
Figure FDA0002934024320000022
为N个搅拌叶片(5)的最大允许压力的平均值，Bi为第i个搅拌叶片(5)的最大允许振动频率，
Figure FDA0002934024320000023
为N个搅拌叶片(5)的最大允许振动频率的平均值，e为自然常数，取值为2.72，η1为所述搅拌叶片(5)的厚度，η2为搅拌轴(4)的直径，h2为第一电机(6)的输出轴的长度，V为所述加热箱(1)中生物降解材料的最小混合速度，ω为所述第一电机(6)的最大转速，L为搅拌叶片(5)的长度，λ加热箱(1)中生物降解材料的混合不均系数，第一电机(6)的输出轴通过轴承与所述述加热箱(1)外壁转动连接，μ为所述第一电机(6)的输出轴与所述轴承之间的摩擦系数，A为所述第一电机(6)以额定功率工作时，各压力传感器检测值的平均值；δ为所述第一电机(6)以额定功率工作时，各振动传感器检测值的平均值；
步骤2：所述控制器控制所述转速调节器工作，使得所述转速传感器检测值为所述目标转速。
2.根据权利要求1所述的一种适用于生物降解材料的吹膜设备，其特征在于，所述搅拌叶片(5)安装在所述搅拌轴(4)外围，所述搅拌叶片(5)设置若干，若干所述搅拌叶片(5)表面均设置有第一通孔(7)。
3.根据权利要求1所述的一种适用于生物降解材料的吹膜设备，其特征在于，还包括挤出箱(8)，所述挤出箱(8)通过第一连接管(9)与所述进料口(2)连通，所述挤出箱(8)上端设置有进料箱(10)，所述进料箱(10)下端与所述挤出箱(8)上端连通。
4.根据权利要求3所述的一种适用于生物降解材料的吹膜设备，其特征在于，所述挤出箱(8)内设置挤出螺杆，所述挤出螺杆右端延伸至所述挤出箱(8)外部并与第二电机(11)输出端固定连接；
所述进料箱(10)内设置有进料螺杆，所述进料螺杆上端延伸至所述进料箱(10)外部并与第三电机(12)输出端固定连接。
5.根据权利要求3所述的一种适用于生物降解材料的吹膜设备，其特征在于，所述进料箱(10)左侧上方设置有料斗(13)，所述料斗(13)设置为漏斗状，所述料斗(13)底部还设置有滤网，所述料斗(13)底部通过第二连接管(14)与所述进料箱(10)连通。
6.根据权利要求3所述的一种适用于生物降解材料的吹膜设备，其特征在于，所述加热箱(1)设置为两个，两个所述加热箱(1)的所述出料口(3)均通过第三连接管(15)与吹膜模头(16)输入端连接；
两个所述加热箱(1)之间设置加压装置，所述加压装置包括：
连接板(17)，所述连接板(17)设置在两个所述加热箱(1)之间，所述连接板(17)上端与上方的所述加热箱(1)底部固定连接，所述连接板(17)下端与下方的所述加热箱(1)顶部固定连接，所述连接板(17)上设置有伺服电机，所述伺服电机输出端与第一转轴(18)一端固定连接，所述第一转轴(18)另一端设置有齿轮(19)；
滑杆(20)，所述齿轮(19)上下两侧对称设置有两个滑杆(20)，所述滑杆(20)一端与所述加热箱(1)右侧壁固定连接，所述滑杆(20)另一端与所述挤出箱(8)左侧壁固定连接；
第五滑块(21)，所述滑杆(20)上套设有第五滑块(21)，所述第五滑块(21)沿所述滑杆(20)左右滑动，所述第五滑块(21)朝向所述齿轮(19)一端设置齿条(22)，所述齿条(22)朝向所述齿轮(19)一侧带齿，所述齿条(22)与所述齿轮(19)齿形相啮合；
连接杆(23)，所述第五滑块(21)朝向所述加热箱(1)一侧与连接杆(23)一端固定连接，所述连接杆(23)另一端贯穿所述加热箱(1)右侧壁延伸至所述加热箱(1)内部并设置活塞(24)，所述活塞(24)外侧壁与所述加热箱(1)内侧壁贴合；
第一弹簧(25)，所述连接杆(23)上套设有第一弹簧(25)，所述第一弹簧(25)一端与所述加热箱(1)右侧壁固定连接，所述第一弹簧(25)另一端与所述第五滑块(21)左侧壁固定连接。
7.根据权利要求1所述的一种适用于生物降解材料的吹膜设备，其特征在于，所述加热箱(1)的所述出料口通过第四连接管与吹膜模头(16)输入端连接，所述吹膜模头(16)输出侧设置膜输送装置；
还包括：多功能辅助组件(26)，所述多功能辅助组件(26)包括：
固定箱(261)，通过连接支架连接在所述膜输送装置一侧，所述固定箱(261)上端设置第一滑槽(262)，右侧壁设置第二滑槽(263)；
水平移动杆(264)，下端通过第一滑块(265)滑动连接在所述第一滑槽(262)上，所述固定箱(261)上还连接有第一驱动件(2627)，用于驱动所述水平移动杆(264)在固定箱(261)上端滑动；
第一竖直连接杆(266)，上端固定连接在所述水平移动杆(264)右下端，所述第一竖直连接杆(266)下端设置滚轮(2628)；
安装块(267)，右侧为左高右低的斜面，所述安装块(267)左侧通过第二滑块(269)滑动连接在所述第二滑槽(263)上，所述安装块(267)下端设置第三滑槽(268)，所述第三滑槽(268)沿左右方向水平布置；
第一固定块(2631)，固定连接在所述固定箱(261)右侧，所述第一固定块(2631)通过若干第二弹簧(2630)与所述第二滑块(269)固定连接；
第三滑块(2610)，滑动连接在所述第三滑槽(268)内；
第二竖直连接杆(2629)，固定连接在所述第三滑块(2610)下端；
驱动腔(2611)，所述固定箱(261)下端右侧设置所述驱动腔(2611)，所述驱动腔(2611)内下端通过电机安装架安装有驱动电机(2612)，所述驱动电机(2612)的输出轴前后方向水平布置，所述驱动电机(2612)的输出轴固定连接有驱动齿轮(2613)；
水平齿条(2614)，固定连接在所述第二竖直连接杆(2629)左侧，所述水平齿条(2614)贯穿所述固定箱(261)后伸入所述驱动腔(2611)内，且位于所述驱动齿轮(2613)正上方，所述固定箱(261)右侧设置供所述水平齿条(2614)上下移动的移动通孔；
水平连接杆(2615)，所述水平连接杆(2615)右端固定连接在所述第二竖直连接杆(2629)左下部，所述水平连接杆(2615)位于所述水平齿条(2614)前侧或后侧；
第四滑块(2616)，滑动连接在所述固定箱(261)下端；
第三竖直连接杆(2617)，通过弹性件固定连接在所述第四滑块(2616)上；
连接块(2618)，固定连接在所述第三竖直连接杆(2617)下端，所述连接块(2618)下端不同方位设置若干压力传感器，所述连接块(2618)前后方向尺寸不小于输送装置上的膜宽度；
吸附辊(2619)，固定连接在所述第二竖直连接杆(2629)下端；
距离传感器，设置在所述水平齿条(2614)上；
控制器，与所述第一驱动件(2627)、驱动电机(2612)、压力传感器、距离传感器电连接。
8.根据权利要求7所述的一种适用于生物降解材料的吹膜设备，其特征在于，
所述多功能辅助组件(26)还包括：
第二固定块(2620)，固定连接在所述固定箱(261)下端；
第三固定块(2621)，上端滑动连接在所述固定箱(261)下端，且位于所述第二固定块(2620)右侧；
第二驱动件(2622)，通过安装支架固定连接在所述第二固定块(2620)上，所述第二驱动件(2622)与所述第三固定块(2621)固定连接；
所述连接块(2618)内设置进气腔(2623)，所述进气腔(2623)上端连接连接进气管，所述进气腔(2623)内下端连接若干可伸缩排气管(2625)，所述进气管连接有除尘气源，所述进气管和可伸缩排气管(2625)均连接有电磁阀；
水平滑杆(2624)，左端与所述第三固定块(2621)固定连接，右部贯穿至所述进气腔(2623)内；
密封活塞(2626)，滑动连接在所述进气腔(2623)内，所述密封活塞(2626)与所述水平滑杆(2624)右端固定连接；
第三弹簧(2632)，一端与所述第三固定块(2621)固定连接，另一端与所述第三竖直连接杆(2617)固定连接；
所述电磁阀、第二驱动件(2622)均与所述控制器电连接。
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