CN114622447A - 基于植物纤维模压的聚合制品环保制备系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及植物纤维模压技术领域，尤其涉及一种基于植物纤维模压的聚合制品环保制备系统其包括模压单元，用以对制备过程中产品的状态参数进行检测的检测单元和分别与模压单元和检测单元中的各部件相连的中控单元；模压单元包括粉碎模块、搅拌模块、模压模块和烘干模块。本发明对植物纤维的模压过程无需通过外界烘干设备对湿坯进行烘干，使用烘干机之间为模具加热，以接触式的方式对湿坯进行烘干，提高了烘干的效率，且中控单元通过检测单元实时对产品的状态参数进行监测，并对工作过程进行控制，提高了聚合制品的质量，进一步提高了聚合制品制备系统的生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及植物纤维模压技术领域，尤其涉及一种基于植物纤维模压的聚合制品环保制备系统。
背景技术
随着人们环境保护意识的增强，消费者对产品包装不仅要求其外观新颖美观，还要求包装材料无污染、易回收、易分解。而传统包装材料不仅消耗大量的资源，而且污染严重，不利于环保。而在生活中小麦、稻草、芦苇等都是大家常见熟知的植物秸秆纤，大多被焚烧或者是还田，没有被真正的利用起来。
中国发明专利公开号CN103015273B公开了一种植物纤维模塑制品全自动制造方法及模塑成型切边一体机，植物纤维模塑制品全自动制造方法,其过程是：吸滤成型装置不断地将浆液制成制品的湿坯，再把湿坯交替送入左热压定型装置和右热压定型装置中加热到一定温度的热压模具内进行热压干燥定型，其特征在于：从左热压上模和右热压上模交替落下的干燥定型后的制品分别落到左定位接料托中和右定位接料托中，从热压上模落下的制品在定位接料托中定位。
由此可见，所述植物纤维模塑制品全自动制造方法及模塑成型切边一体机存在以下问题：其对植物纤维的模压过程需通过外界烘干设备对湿坯进行烘干，烘干效率低，且模压过程通过挤压排出水份，使湿坯中的含水量不均匀，不利于后续对湿坯进行烘干，且挤压排出的水份不易收集易造成污染。
发明内容
为此，本发明提供一种基于植物纤维模压的聚合制品环保制备系统，用以克服现有技术中通过外界烘干设备对湿坯进行烘干和通过挤压排出水份导致烘干效率低的问题。
为实现上述目的，本发明提供一种基于植物纤维模压的聚合制品环保制备系统，其中，包括：
模压单元，其包括用以对植物纤维进行粉碎制得纤维浆料的粉碎模块、用以将纤维浆料与凝固剂均匀混合制得湿浆料的搅拌模块、用以初步抽滤挤压出湿浆料中的水份制得湿坯的模压模块和用以进一步排出湿坯中的水份制得最终产品的烘干模块；所述模压单元中设有用以模压的第一模具、第二模具和第三模具；
检测单元，其与所述模压单元中的各部件相连，用以对制备过程中产品的状态参数进行检测，其中，产品的状态参数包括纤维浆料的浆料含水率、湿浆料的浆料均匀度、湿浆料的体积、所述第一模具、第二模具和第三模具的位置、第一模具和第二模具之间的压力、湿坯的含水率和烘干后的产品的密度；
中控单元，其分别与所述模压单元和检测单元中的各部件相连，用以根据检测单元测得的产品的状态参数对模压单元中各部件的工作参数并根据调节后的系统的运行情况控制模压单元中的部件以推动系统的运行。
进一步地，所述检测单元中设有水份传感器，其设置在所述粉碎箱的内部，用以检测纤维浆料的浆料含水率，所述中控单元中设有第一预设浆料含水率D1和第二预设浆料含水率D2，其中，D1＜D2，中控单元在粉碎完成时控制水份传感器检测纤维浆料的浆料含水率D、将D分别与D1和D2进行比较并根据比较结果判定纤维浆料中的含水量是否符合标准；
若D＜D1，所述中控单元判定纤维浆料中的含水量过低，中控单元控制向所述粉碎箱内加入预设质量的水并打开所述粉碎机运行预设时间，中控单元在粉碎完成后控制所述水份传感器重新检测纤维浆料的浆料含水率D；
若D1≤D≤D2，所述中控单元判定纤维浆料中的含水量符合标准并控制第二挡板打开以使纤维浆料进入所述搅拌箱；
若D＞D2，所述中控单元判定纤维浆料中的含水量过高，中控单元控制第二滤网打开运行预设时间后控制所述第二挡板打开以使纤维浆料进入所述搅拌箱；
进一步地，所述检测单元中设有均匀传感器，其设置在所述搅拌箱的内部，用以检测湿浆料的浆料均匀度，所述中控单元中设有第一预设浆料均匀度E1、第二预设浆料均匀度E2和转速调节系数α，其中，E1＜E2，中控单元在搅拌完成时控制均匀传感器检测湿浆料的浆料均匀度E、将E分别与E1和E2进行比较并根据比较结果判定湿浆料是否搅拌均匀；
若E≤E1，所述中控单元判定湿浆料已搅拌均匀并控制第三挡板打开以使湿浆料进入所述计量箱；
若E1＜E≤E2，所述中控单元判定湿浆料未搅拌均匀并使用α对搅拌机的转速进行调节，调节后的转速为N’=α×N，其中，N为调节前搅拌机的初始转速，中控单元控制搅拌机持续运行预设时间直至搅拌均匀并在搅拌均匀时控制第三挡板打开；
若E＞E2，所述中控单元判定湿浆料未搅拌均匀、控制所述搅拌机反转并持续运行预设时间，中控单元在搅拌机反转持续预设时间时控制所述均匀传感器重新检测湿浆料的浆料均匀度E’，将E’与E1进行比较并根据比较结果判定湿浆料是否搅拌均匀；若E’≤E1，所述中控单元判定湿浆料已搅拌均匀并控制所述第三挡板打开以使湿浆料进入所述计量箱；若E’＞E1，所述中控单元判定湿浆料未搅拌均匀、控制所述搅拌机持续运行预设时间直至搅拌均匀并在搅拌均匀时控制所述第三挡板打开；
进一步地，所述检测单元中设有计量计，其设置在所述计量箱的底部且与分料挡板相连，用以计量通过分料挡板流出的湿浆料的体积V，所述中控单元中设有预设单位体积V0，中控单元控制输送机将第二模具移动到滑轨的最左端，中控单元控制旋转轴以使第一模具呈垂直位置，中控单元控制分料挡板打开将预设单位体积V0的湿浆料落入第一模具。
进一步地，所述检测单元上设有第一视觉传感器，其设置在所述第二模具的一侧，用以对所述第一模具和第二模具的位置进行识别记录，所述中控单元中设有第一预设偏差值σ0，中控单元控制第一视觉传感器对第一模具和第二模具的位置进行识别记录并计算第一模具和第二模具的位置偏差值σ，中控单元将σ和σ0进行比较并根据比较结果判定第一模具和第二模具是否对齐；
若σ≤σ0，所述中控单元判定所述第一模具和第二模具已对齐并通过控制压杆伸长以对模具内的湿浆料进行挤压；
若σ＞σ0，所述中控单元判定所述第一模具和第二模具未对齐、判定所述输送机与所述滑轨的匹配性低并控制输送机重置与滑轨的匹配性；
进一步地，所述检测单元上设有压力传感器，其设置在第一模具和第二模具之间，用以检测第一模具和第二模具之间的压力，所述中控单元中设有第一预设压力F1、第二预设压力F2、第一预设压杆伸长量调节系数β1和第二预设压杆伸长量调节系数β2，其中，F1＜F2，β1＜0＜β2，中控单元在对模具内的湿浆料进行挤压时控制压力传感器检测第一模具和第二模具之间的压力F、将F分别与F1和F2进行比较并根据比较结果判定压杆的伸长量是否符合标准；
若F＜F1，所述中控单元判定所述压杆的伸长量不符合标准并使用β2对压杆的伸长量进行调节；
若F1≤F≤F2，所述中控单元判定所述压杆的伸长量符合标准；
若F＞F2，所述中控单元判定所述压杆的伸长量不符合标准并使用β1对压杆的伸长量进行调节；
中控单元在使用βi对所述压杆的伸长量进行调节时，设定i=1，2，调节后的压杆伸长量记为L’，设定L’=L×βi，其中，L为压杆的初始伸长量；
进一步地，所述检测单元中设有湿度传感器，其设置在所述第一模具和第二模具之间，用以检测湿坯的含水率，所述中控单元中设有第一预设湿坯含水率C1和第二预设湿坯含水率C2，其中，C1＜C2，中控单元在抽滤湿浆料完成时控制湿度传感器检测湿坯含水率C、将C分别与C1和C2进行比较并根据比较结果判定湿坯含水率是否符合标准；
若C≤C1，所述中控单元判定湿坯含水率符合标准、控制所述压杆回到初始位置并控制所述旋转轴旋转；
若C1＜C≤C2，所述中控单元判定湿坯含水率不符合标准并控制所述抽滤机持续运行预设时间直至湿坯含水率符合标准；
若C＞C2，所述中控单元判定湿坯含水率不符合标准、判定所述抽滤机故障并控制指示灯警示；
进一步地，所述检测单元上设有第二视觉传感器，其设置在所述第三模具的一侧，用以对所述第一模具和第三模具的位置进行识别记录，所述中控单元中设有第二预设偏差值τ0，中控单元控制第二视觉传感器对第一模具和第三模具的位置进行识别记录并计算第一模具和第三模具的位置偏差值τ，中控单元将τ和τ0进行比较并根据比较结果判定第一模具和第三模具是否对齐；
若τ≤τ0，所述中控单元判定所述第一模具和第三模具已对齐并通过控制压杆伸长以对模具内的湿浆料进行挤压；
若τ＞τ0，所述中控单元判定所述第一模具和第三模具未对齐、判定所述旋转轴与压杆的匹配性低并控制旋转轴重新对第三模具的位置进行调节直至第一模具和第三模具对齐；
进一步地，所述检测单元上设有密度传感器，其设置在所述第一模具和第三模具之间，用以检测烘干后的产品的密度，所述中控单元中设有第一预设密度ρ1、第二预设密度ρ2、第一预设烘干风速v1、第二预设烘干风速v2和单位烘干温度增加量ΔT，其中，ρ1＜ρ2，v1＜v2，中控单元在对湿坯的干燥完成时控制密度传感器检测烘干后的产品的密度ρ、将ρ分别与ρ1和ρ2进行比较并根据比较结果判定产品的密度是否符合标准；
若ρ≤ρ1，所述中控单元判定产品的密度符合标准并通过打开出料板输出；
若ρ1＜ρ≤ρ2，所述中控单元判定产品的密度不符合标准并将所述烘干机的烘干风速调节至v1；
若ρ＞ρ2，所述中控单元判定产品的密度不符合标准、将所述烘干机的烘干风速调节至v2并将烘干机的烘干温度增加ΔT；
进一步地，所述粉碎模块包括：粉碎箱，其设置在进料口的下方一侧，用以对植物纤维进行粉碎；粉碎机，其设置在粉碎箱的一侧且与粉碎刀片相连，用以带动粉碎刀片将植物纤维粉碎成纤维浆料；
所述搅拌模块包括：搅拌箱，其设置在粉碎箱的下方一侧，用以将纤维浆料与凝固剂均匀混合；搅拌机，其通过齿轮与搅拌棒相连，用以将纤维浆料与凝固剂均匀混合；
所述模压模块包括：第一模具，其设置在分料挡板的下方一侧且与旋转轴相连，用以与第二模具或第三模具相配合进行模压；第二模具，其设置在第一模具与计量箱之间的横杆上，其与第一模具的轮廓为互补的，且轮廓模板可通过螺旋钮更换；滑轨，其设置在第二模具与横杆之间，第二模具通过滑轨且在输送机的牵引下在横杆上移动；抽滤箱，其设置在第一模具远离第二模具的一侧，用以抽滤出湿浆料中的水份；抽滤机，其与抽滤箱通过软管相连，用以为抽滤箱的抽滤过程提供动力并将抽滤出的水排出；输送机，其设置在滑轨的一侧且与滑轨相连，用以牵引第二模具在滑轨上移动；
所述烘干模块包括：旋转轴，其设置在第一模具的一侧，用以带动第一模具进行旋转；第三模具，其设置在第一模具水平状态时对应的位置处，其与第一模具的轮廓为互补的；烘干机，其设置在第三模具远离第一模具的一侧，用以通过接触和吹风的方式进一步排出湿坯中的水份，制得最终产品；
与现有技术相比，本发明的有益效果在于，本发明对植物纤维的模压过程无需通过外界烘干设备对湿坯进行烘干，使用烘干机之间为模具加热，以接触式的方式对湿坯进行烘干，提高了烘干的效率，且中控单元通过检测单元实时对产品的状态参数进行监测，并对工作过程进行控制，提高了聚合制品的质量，进一步提高了聚合制品制备系统的生产效率。
进一步地，本发明通过水份传感器在粉碎阶段对纤维浆料中的含水量进行监测，并将纤维浆料的含水率控制在一个合理的区间，以便在后续操作中无需对浆料的含水率进行改变，提高了聚合制品的质量，进一步提高了聚合制品制备系统的生产效率。
进一步地，本发明通过均匀传感器在搅拌过程中对浆料的均匀度进行监测，目的在于使浆料可被充分搅拌，且不会搅拌过度，造成资源的浪费，节省了系统的运行成本，提高了聚合制品的质量，进一步提高了聚合制品制备系统的生产效率。
进一步地，本发明通过计量计控制每次滴落的浆料的体积，以使后续模压过程减少因体积不符导致的产品形状有误的情况，减少了对聚合制品进行切边的过程，提高了聚合制品的质量，进一步提高了聚合制品制备系统的生产效率。
进一步地，本发明通过高精度的视觉传感器对两相互模压的模具的相对位置进行矫正，提高了模压的精确度，提高了聚合制品的质量，进一步提高了聚合制品制备系统的生产效率。
进一步地，本发明实时通过压力传感器对两模具之间的压力进行监测并根据检测结果对压杆的伸长量进行调节，避免因压杆长时间运作发生形变导致的聚合制品产品的质量出现下降，提高了聚合制品的质量，进一步提高了聚合制品制备系统的生产效率。
进一步地，本发明通过在垂直方向上对湿坯进行挤压和烘干，避免了因水平方向水份在中心聚集导致的湿坯含水量不均的问题，提高了后续对均匀的湿坯的烘干效率，避免了因烘干程度不均导致了产品变形，并且本发明通过接触式烘干机对湿坯进行烘干，更加减少了烘干过程对产品形变量的影响，提高了聚合制品的质量，进一步提高了聚合制品制备系统的生产效率。
附图说明
图1为本发明实施例基于植物纤维模压的聚合制品环保制备系统烘干成型过程的结构示意图；
图2为本发明实施例基于植物纤维模压的聚合制品环保制备系统初次模压过程的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非在限制本发明的保护范围。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参阅图1所示，其为本发明实施例基于植物纤维模压的聚合制品环保制备系统的结构示意图，本发明提供一种基于植物纤维模压的聚合制品环保制备系统，包括：模压单元，其包括用以对植物纤维进行粉碎制得纤维浆料的粉碎模块、用以将纤维浆料与凝固剂均匀混合制得湿浆料的搅拌模块、用以初步抽滤挤压出湿浆料中的水份制得湿坯的模压模块和用以进一步排出湿坯中的水份制得最终产品的烘干模块；所述模压单元中设有用以模压的第一模具43、第二模具44和第三模具52；检测单元，其与所述模压单元中的各部件相连，用以对制备过程中产品的状态参数进行检测，其中，产品的状态参数包括纤维浆料的浆料含水率、湿浆料的浆料均匀度、湿浆料的体积、所述第一模具43、第二模具44和第三模具52的位置、第一模具43和第二模具44之间的压力、湿坯的含水率和烘干后的产品的密度；中控单元，其分别与所述模压单元和检测单元中的各部件相连，用以根据检测单元测得的产品的状态参数对模压单元中各部件的工作参数并根据调节后的系统的运行情况控制模压单元中的部件以推动系统的运行。
具体而言，模压单元包括：粉碎模块，其包括进料口1、第一挡板22、第一滤网21、粉碎箱23、粉碎机24、粉碎刀片25、第二滤网26和第二挡板27，用以对植物纤维进行粉碎制得纤维浆料；搅拌模块，其包括搅拌箱31、搅拌机32、齿轮33、搅拌棒34和第三挡板35，用以将纤维浆料与凝固剂均匀混合制得湿浆料；模压模块，其包括计量箱41、分料挡板42、第一模具43、第二模具44、滑轨45、抽滤箱471、抽滤机47和压杆46，用以初步抽滤挤压出湿浆料中的水份制得湿坯；烘干模块，其包括旋转轴51、第三模具52、烘干机53和出料板54，用以进一步排出湿坯中的水份制得最终产品。
具体而言，粉碎模块包括：进料口1，其设置在模压单元的上方，为一开口，用以放入浸泡后的植物纤维；第一挡板22，其设置在进料口1与粉碎箱23之间，用以分隔进料口1与粉碎箱23，且第一挡板22为倾斜挡板；第一滤网21，其设置在第一挡板22的倾斜下方一侧，用以排出浸泡后的植物纤维残余的水份；粉碎箱23，其设置在进料口1的下方一侧，用以对植物纤维进行粉碎；粉碎机24，其设置在粉碎箱23的一侧且与粉碎刀片25相连，用以带动粉碎刀片25将植物纤维粉碎成纤维浆料；粉碎刀片25，其设置在粉碎箱23的一侧且与粉碎刀片25相连，用以带动粉碎刀片25将植物纤维粉碎成纤维浆料；第二滤网26，其设置在粉碎箱23远离粉碎机24的一侧，用以排出粉碎过程产生的水份；第二挡板27，其设置在粉碎箱23与搅拌箱31之间，用以分隔粉碎箱23与搅拌箱31。
具体而言，搅拌模块包括：搅拌箱31，其设置在粉碎箱23的下方一侧，用以将纤维浆料与凝固剂均匀混合；搅拌机32，其通过齿轮32与搅拌棒34相连，用以将纤维浆料与凝固剂均匀混合；齿轮33，其设置在搅拌机32与搅拌棒34之间，用以使搅拌机32带动搅拌棒34旋转；搅拌棒34，其设置在搅拌箱31内部，用以将纤维浆料与凝固剂均匀混合；第三挡板35，其设置在搅拌箱31与计量箱41之间，用以分隔搅拌箱31与计量箱41。
具体而言，模压模块包括：计量箱41，其设置在搅拌箱31的下方一侧，为漏斗状，用以盛放待分放的湿浆料；分料挡板42，其设置在计量箱41漏斗的出口一侧，用以控制分放量；第一模具43，其设置在分料挡板42的下方一侧且与旋转轴51相连，用以与第二模具44或第三模具52相配合进行模压；第二模具44，其设置在第一模具43与计量箱41之间的横杆上，其与第一模具43的轮廓为互补的，且轮廓模板可通过螺旋钮441更换；滑轨45，其设置在第二模具44与横杆之间，第二模具44通过滑轨45且在输送机48的牵引下在横杆上移动；抽滤箱471，其设置在第一模具43远离第二模具44的一侧，用以抽滤出湿浆料中的水份；抽滤机47，其与抽滤箱471通过软管相连，用以为抽滤箱471的抽滤过程提供动力并将抽滤出的水排出；压杆46，其设置在抽滤箱471与旋转轴51之间，用以控制第一模具的伸长和缩短；输送机48，其设置在滑轨45的一侧且与滑轨45相连，用以牵引第二模具44在滑轨45上移动。
具体而言，烘干模块包括：旋转轴51，其设置在第一模具43的一侧，用以带动第一模具43进行旋转；第三模具52，其设置在第一模具43水平状态时对应的位置处，其与第一模具43的轮廓为互补的；烘干机53，其设置在第三模具52远离第一模具43的一侧，用以通过接触和吹风的方式进一步排出湿坯中的水份，制得最终产品；出料板54，其设置在第一模具43与第三模具52的下方，用以输出模压完成的最终产品。
具体而言，检测单元包括：水份传感器61，其设置在所述粉碎箱23的内部，用以检测纤维浆料的浆料含水率；均匀传感器62，其设置在所述搅拌箱31的内部，用以检测湿浆料的浆料均匀度；计量计（图中未标出），其设置在所述计量箱41的底部且与分料挡板42相连，用以计量通过分料挡板42流出的湿浆料的体积；第一视觉传感器（图中未标出），其设置在所述第二模具44的一侧，用以对所述第一模具43和第二模具44的位置进行识别记录；压力传感器（图中未标出），其设置在第一模具43和第二模具44之间，用以检测第一模具43和第二模具44之间的压力；湿度传感器（图中未标出），其设置在所述第一模具43和第二模具44之间，用以检测湿坯的含水率；第二视觉传感器（图中未标出），其设置在所述第三模具52的一侧，用以对所述第一模具43和第三模具52的位置进行识别记录；密度传感器（图中未标出），其设置在所述第一模具43和第三模具52之间，用以检测烘干后的产品的密度。
本领域技术人员可以理解的是，本实施例的检测单元中各部件的设定位置根据实际基于植物纤维模压的聚合制品环保制备系统的结构和形状设置即可，只需能够获取产品的状态参数即可，至于采用何种传感器类型，也可根据实际使用环境以及具体传输效率确定。
具体而言，请参阅图1和图2所示，图1为本发明实施例基于植物纤维模压的聚合制品环保制备系统烘干成型过程的结构示意图，图2为本发明实施例基于植物纤维模压的聚合制品环保制备系统初次模压过程的结构示意图。本发明实施例基于植物纤维模压的聚合制品环保制备系统的运行过程包括以下步骤：
步骤s1，粉碎过程，将浸泡后的植物纤维从进料口1放入所述模压单元，植物纤维浸泡残余的水份通过第一滤网21流出，中控单元控制第一挡板22打开以使植物纤维落入粉碎箱23，中控单元控制粉碎机24打开带动粉碎刀片25粉碎植物纤维并通过第二滤网26排出多余的水份，制得纤维浆料；
步骤s2，搅拌过程，中控单元控制第二挡板27打开以使纤维浆料进入搅拌箱31，向植物纤维浆料中添加凝固剂（生物质颗粒、施胶剂、增强剂、分散剂、助留助滤剂、消泡剂），中控单元控制搅拌机32打开通过齿轮33带动搅拌棒34旋转使浆料均匀混合，制得湿浆料；
步骤s3，初次模压过程，中控单元控制第三挡板35打开以使湿浆料进入计量箱41并打开分料挡板42使预设体积的湿浆料落入第一模具43的上方，中控单元控制第二模具44通过滑轨45移动到与第一模具43对应的位置并通过控制压杆46伸长以对模具内的湿浆料进行挤压，中控单元控制抽滤机47抽滤湿浆料中的水份，制得湿坯；
步骤s4，烘干成型过程，中控单元控制压杆46回到初始位置并控制旋转轴51旋转以使第一模具43旋转至与第三模具52对应的位置，中控单元控制压杆46伸长以对模具内的湿坯进行二次挤压并控制烘干机53打开以对湿坯进行干燥，制得成品并通过打开出料板54输出；
具体而言，本发明对植物纤维的模压过程无需通过外界烘干设备对湿坯进行烘干，使用烘干机53之间为模具加热，以接触式的方式对湿坯进行烘干，提高了烘干的效率，且中控单元通过检测单元实时对产品的状态参数进行监测，并对工作过程进行控制，提高了聚合制品的质量，进一步提高了聚合制品制备系统的生产效率。
具体而言，所述中控单元中设有第一预设浆料含水率D1和第二预设浆料含水率D2，其中，D1＜D2，中控单元在粉碎完成时控制水份传感器61检测纤维浆料的浆料含水率D、将D分别与D1和D2进行比较并根据比较结果判定纤维浆料中的含水量是否符合标准；
若D＜D1，所述中控单元判定纤维浆料中的含水量过低，中控单元控制向所述粉碎箱23内加入预设质量的水并打开所述粉碎机24运行预设时间，中控单元在粉碎完成后控制所述水份传感器61重新检测纤维浆料的浆料含水率D；
若D1≤D≤D2，所述中控单元判定纤维浆料中的含水量符合标准并控制第二挡板27打开以使纤维浆料进入所述搅拌箱31；
若D＞D2，所述中控单元判定纤维浆料中的含水量过高，中控单元控制第二滤网26打开运行预设时间后控制所述第二挡板27打开以使纤维浆料进入所述搅拌箱31；
具体而言，本发明通过水份传感器61在粉碎阶段对纤维浆料中的含水量进行监测，并将纤维浆料的含水率控制在一个合理的区间，以便在后续操作中无需对浆料的含水率进行改变，提高了聚合制品的质量，进一步提高了聚合制品制备系统的生产效率。
具体而言，所述中控单元中设有第一预设浆料均匀度E1、第二预设浆料均匀度E2和转速调节系数α，其中，E1＜E2，中控单元在搅拌完成时控制均匀传感器62检测湿浆料的浆料均匀度E、将E分别与E1和E2进行比较并根据比较结果判定湿浆料是否搅拌均匀；
若E≤E1，所述中控单元判定湿浆料已搅拌均匀并控制第三挡板35打开以使湿浆料进入所述计量箱41；
若E1＜E≤E2，所述中控单元判定湿浆料未搅拌均匀并使用α对搅拌机32的转速进行调节，调节后的转速为N’=α×N，其中，N为调节前搅拌机32的初始转速，中控单元控制搅拌机32持续运行预设时间直至搅拌均匀并在搅拌均匀时控制第三挡板35打开；
若E＞E2，所述中控单元判定湿浆料未搅拌均匀、控制所述搅拌机32反转并持续运行预设时间，中控单元在搅拌机32反转持续预设时间时控制所述均匀传感器62重新检测湿浆料的浆料均匀度E’，将E’与E1进行比较并根据比较结果判定湿浆料是否搅拌均匀；若E’≤E1，所述中控单元判定湿浆料已搅拌均匀并控制所述第三挡板35打开以使湿浆料进入所述计量箱41；若E’＞E1，所述中控单元判定湿浆料未搅拌均匀、控制所述搅拌机32持续运行预设时间直至搅拌均匀并在搅拌均匀时控制所述第三挡板35打开；
具体而言，本发明通过均匀传感器62在搅拌过程中对浆料的均匀度进行监测，目的在于使浆料可被充分搅拌，且不会搅拌过度，造成资源的浪费，节省了系统的运行成本，提高了聚合制品的质量，进一步提高了聚合制品制备系统的生产效率。
具体而言，所述中控单元中设有预设单位体积V0，中控单元控制输送机48将第二模具44移动到滑轨45的最左端，中控单元控制旋转轴51以使第一模具43呈垂直位置，中控单元控制分料挡板42打开将预设单位体积V0的湿浆料落入第一模具43。
具体而言，本发明通过计量计控制每次滴落的浆料的体积，以使后续模压过程减少因体积不符导致的产品形状有误的情况，减少了对聚合制品进行切边的过程，提高了聚合制品的质量，进一步提高了聚合制品制备系统的生产效率。
具体而言，所述中控单元中设有第一预设偏差值σ0，中控单元控制第一视觉传感器对第一模具43和第二模具44的位置进行识别记录并计算第一模具43和第二模具44的位置偏差值σ，中控单元将σ和σ0进行比较并根据比较结果判定第一模具43和第二模具44是否对齐；
若σ≤σ0，所述中控单元判定所述第一模具43和第二模具44已对齐并通过控制压杆46伸长以对模具内的湿浆料进行挤压；
若σ＞σ0，所述中控单元判定所述第一模具43和第二模具44未对齐、判定所述输送机48与所述滑轨45的匹配性低并控制输送机48重置与滑轨45的匹配性；
具体而言，本发明通过高精度的视觉传感器对两相互模压的模具的相对位置进行矫正，提高了模压的精确度，提高了聚合制品的质量，进一步提高了聚合制品制备系统的生产效率。
具体而言，所述中控单元中设有第一预设压力F1、第二预设压力F2、第一预设压杆伸长量调节系数β1和第二预设压杆伸长量调节系数β2，其中，F1＜F2，β1＜0＜β2，中控单元在对模具内的湿浆料进行挤压时控制压力传感器检测第一模具43和第二模具44之间的压力F、将F分别与F1和F2进行比较并根据比较结果判定压杆46的伸长量是否符合标准；
若F＜F1，所述中控单元判定所述压杆46的伸长量不符合标准并使用β2对压杆46的伸长量进行调节；
若F1≤F≤F2，所述中控单元判定所述压杆46的伸长量符合标准；
若F＞F2，所述中控单元判定所述压杆46的伸长量不符合标准并使用β1对压杆46的伸长量进行调节；
中控单元在使用βi对所述压杆46的伸长量进行调节时，设定i=1，2，调节后的压杆46伸长量记为L’，设定L’=L×βi，其中，L为压杆46的初始伸长量；
具体而言，本发明实时通过压力传感器对两模具之间的压力进行监测并根据检测结果对压杆46的伸长量进行调节，避免因压杆长时间运作发生形变导致的聚合制品产品的质量出现下降，提高了聚合制品的质量，进一步提高了聚合制品制备系统的生产效率。
具体而言，所述中控单元中设有第一预设湿坯含水率C1和第二预设湿坯含水率C2，其中，C1＜C2，中控单元在抽滤湿浆料完成时控制湿度传感器检测湿坯含水率C、将C分别与C1和C2进行比较并根据比较结果判定湿坯含水率是否符合标准；
若C≤C1，所述中控单元判定湿坯含水率符合标准、控制所述压杆46回到初始位置并控制所述旋转轴51旋转；
若C1＜C≤C2，所述中控单元判定湿坯含水率不符合标准并控制所述抽滤机47持续运行预设时间直至湿坯含水率符合标准；
若C＞C2，所述中控单元判定湿坯含水率不符合标准、判定所述抽滤机47故障并控制指示灯警示；
具体而言，所述中控单元中设有第二预设偏差值τ0，中控单元控制第二视觉传感器对第一模具43和第三模具52的位置进行识别记录并计算第一模具43和第三模具52的位置偏差值τ，中控单元将τ和τ0进行比较并根据比较结果判定第一模具43和第三模具52是否对齐；
若τ≤τ0，所述中控单元判定所述第一模具43和第三模具52已对齐并通过控制压杆46伸长以对模具内的湿浆料进行挤压；
若τ＞τ0，所述中控单元判定所述第一模具43和第三模具52未对齐、判定所述旋转轴51与压杆46的匹配性低并控制旋转轴51重新对第三模具52的位置进行调节直至第一模具43和第三模具52对齐；
具体而言，所述中控单元中设有第一预设密度ρ1、第二预设密度ρ2、第一预设烘干风速v1、第二预设烘干风速v2和单位烘干温度增加量ΔT，其中，ρ1＜ρ2，v1＜v2，中控单元在对湿坯的干燥完成时控制密度传感器检测烘干后的产品的密度ρ、将ρ分别与ρ1和ρ2进行比较并根据比较结果判定产品的密度是否符合标准；
若ρ≤ρ1，所述中控单元判定产品的密度符合标准并通过打开出料板54输出；
若ρ1＜ρ≤ρ2，所述中控单元判定产品的密度不符合标准并将所述烘干机53的烘干风速调节至v1；
若ρ＞ρ2，所述中控单元判定产品的密度不符合标准、将所述烘干机53的烘干风速调节至v2并将烘干机53的烘干温度增加ΔT；
具体而言，本发明通过在垂直方向上对湿坯进行挤压和烘干，避免了因水平方向水份在中心聚集导致的湿坯含水量不均的问题，提高了后续对均匀的湿坯的烘干效率，避免了因烘干程度不均导致了产品变形，并且本发明通过接触式烘干机对湿坯进行烘干，更加减少了烘干过程对产品形变量的影响，提高了聚合制品的质量，进一步提高了聚合制品制备系统的生产效率。
至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于植物纤维模压的聚合制品环保制备系统,其特征在于，包括：
模压单元，其包括用以对植物纤维进行粉碎制得纤维浆料的粉碎模块、用以将纤维浆料与凝固剂均匀混合制得湿浆料的搅拌模块、用以初步抽滤挤压出湿浆料中的水份制得湿坯的模压模块和用以进一步排出湿坯中的水份制得最终产品的烘干模块；所述模压单元中设有用以模压的第一模具、第二模具和第三模具；
检测单元，其与所述模压单元中的各部件相连，用以对制备过程中产品的状态参数进行检测，其中，产品的状态参数包括纤维浆料的浆料含水率、湿浆料的浆料均匀度、湿浆料的体积、所述第一模具、第二模具和第三模具的位置、第一模具和第二模具之间的压力、湿坯的含水率和烘干后的产品的密度；
中控单元，其分别与所述模压单元和检测单元中的各部件相连，用以根据检测单元测得的产品的状态参数对模压单元中各部件的工作参数并根据调节后的系统的运行情况控制模压单元中的部件以推动系统的运行。
2.根据权利要求1所述的基于植物纤维模压的聚合制品环保制备系统，其特征在于，所述检测单元中设有水份传感器，其设置在所述粉碎箱的内部，用以检测纤维浆料的浆料含水率，所述中控单元中设有第一预设浆料含水率D1和第二预设浆料含水率D2，其中，D1＜D2，中控单元在粉碎完成时控制水份传感器检测纤维浆料的浆料含水率D、将D分别与D1和D2进行比较并根据比较结果判定纤维浆料中的含水量是否符合标准；
若D＜D1，所述中控单元判定纤维浆料中的含水量过低，中控单元控制向所述粉碎箱内加入预设质量的水并打开所述粉碎机运行预设时间；
若D1≤D≤D2，所述中控单元判定纤维浆料中的含水量符合标准并控制第二挡板打开以使纤维浆料进入所述搅拌箱；
若D＞D2，所述中控单元判定纤维浆料中的含水量过高，中控单元控制第二滤网打开运行预设时间后控制所述第二挡板打开以使纤维浆料进入所述搅拌箱。
3.根据权利要求2所述的基于植物纤维模压的聚合制品环保制备系统，其特征在于，所述检测单元中设有均匀传感器，其设置在所述搅拌箱的内部，用以检测湿浆料的浆料均匀度，所述中控单元中设有第一预设浆料均匀度E1、第二预设浆料均匀度E2和转速调节系数α，其中，E1＜E2，中控单元在搅拌完成时控制均匀传感器检测湿浆料的浆料均匀度E、将E分别与E1和E2进行比较并根据比较结果判定湿浆料是否搅拌均匀；
若E≤E1，所述中控单元判定湿浆料已搅拌均匀并控制第三挡板打开以使湿浆料进入计量箱；
若E1＜E≤E2，所述中控单元判定湿浆料未搅拌均匀并使用α对搅拌机的转速进行调节，调节后的转速为N’=α×N，其中，N为调节前搅拌机的初始转速，中控单元控制搅拌机持续运行预设时间直至搅拌均匀并在搅拌均匀时控制第三挡板打开；
若E＞E2，所述中控单元判定湿浆料未搅拌均匀、控制所述搅拌机反转并持续运行预设时间，中控单元在搅拌机反转持续预设时间时控制所述均匀传感器重新检测湿浆料的浆料均匀度E’，将E’与E1进行比较并根据比较结果判定湿浆料是否搅拌均匀。
4.根据权利要求3所述的基于植物纤维模压的聚合制品环保制备系统，其特征在于，所述检测单元中设有计量计，其设置在所述计量箱的底部且与分料挡板相连，用以计量通过分料挡板流出的湿浆料的体积V，所述中控单元中设有预设单位体积V0，中控单元控制输送机将第二模具移动到滑轨的最左端，中控单元控制旋转轴以使第一模具呈垂直位置，中控单元控制分料挡板打开将预设单位体积V0的湿浆料落入第一模具。
5.根据权利要求4所述的基于植物纤维模压的聚合制品环保制备系统，其特征在于，所述检测单元上设有第一视觉传感器，其设置在所述第二模具的一侧，用以对所述第一模具和第二模具的位置进行识别记录，所述中控单元中设有第一预设偏差值σ0，中控单元控制第一视觉传感器对第一模具和第二模具的位置进行识别记录并计算第一模具和第二模具的位置偏差值σ，中控单元将σ和σ0进行比较并根据比较结果判定第一模具和第二模具是否对齐；
若σ≤σ0，所述中控单元判定所述第一模具和第二模具已对齐并通过控制压杆伸长以对模具内的湿浆料进行挤压；
若σ＞σ0，所述中控单元判定所述第一模具和第二模具未对齐、判定所述输送机与所述滑轨的匹配性低并控制输送机重置与滑轨的匹配性。
6.根据权利要求5所述的基于植物纤维模压的聚合制品环保制备系统，其特征在于，所述检测单元上设有压力传感器，其设置在第一模具和第二模具之间，用以检测第一模具和第二模具之间的压力，所述中控单元中设有第一预设压力F1、第二预设压力F2、第一预设压杆伸长量调节系数β1和第二预设压杆伸长量调节系数β2，其中，F1＜F2，β1＜0＜β2，中控单元在对模具内的湿浆料进行挤压时控制压力传感器检测第一模具和第二模具之间的压力F、将F分别与F1和F2进行比较并根据比较结果判定压杆的伸长量是否符合标准；
若F＜F1，所述中控单元判定所述压杆的伸长量不符合标准并使用β2对压杆的伸长量进行调节；
若F1≤F≤F2，所述中控单元判定所述压杆的伸长量符合标准；
若F＞F2，所述中控单元判定所述压杆的伸长量不符合标准并使用β1对压杆的伸长量进行调节；
中控单元在使用βi对所述压杆的伸长量进行调节时，设定i=1，2，调节后的压杆伸长量记为L’，设定L’=L×βi，其中，L为压杆的初始伸长量。
7.根据权利要求6所述的基于植物纤维模压的聚合制品环保制备系统，其特征在于，所述检测单元中设有湿度传感器，其设置在所述第一模具和第二模具之间，用以检测湿坯的含水率，所述中控单元中设有第一预设湿坯含水率C1和第二预设湿坯含水率C2，其中，C1＜C2，中控单元在抽滤湿浆料完成时控制湿度传感器检测湿坯含水率C、将C分别与C1和C2进行比较并根据比较结果判定湿坯含水率是否符合标准；
若C≤C1，所述中控单元判定湿坯含水率符合标准、控制所述压杆回到初始位置并控制所述旋转轴旋转；
若C1＜C≤C2，所述中控单元判定湿坯含水率不符合标准并控制所述抽滤机持续运行预设时间直至湿坯含水率符合标准；
若C＞C2，所述中控单元判定湿坯含水率不符合标准、判定所述抽滤机故障并控制指示灯警示。
8.根据权利要求7所述的基于植物纤维模压的聚合制品环保制备系统，其特征在于，所述检测单元上设有第二视觉传感器，其设置在第三模具的一侧，用以对所述第一模具和第三模具的位置进行识别记录，所述中控单元中设有第二预设偏差值τ0，中控单元控制第二视觉传感器对第一模具和第三模具的位置进行识别记录并计算第一模具和第三模具的位置偏差值τ，中控单元将τ和τ0进行比较并根据比较结果判定第一模具和第三模具是否对齐；
若τ≤τ0，所述中控单元判定所述第一模具和第三模具已对齐并通过控制压杆伸长以对模具内的湿浆料进行挤压；
若τ＞τ0，所述中控单元判定所述第一模具和第三模具未对齐、判定所述旋转轴与压杆的匹配性低并控制旋转轴重新对第三模具的位置进行调节直至第一模具和第三模具对齐。
9.根据权利要求8所述的基于植物纤维模压的聚合制品环保制备系统，其特征在于，所述检测单元上设有密度传感器，其设置在所述第一模具和第三模具之间，用以检测烘干后的产品的密度，所述中控单元中设有第一预设密度ρ1、第二预设密度ρ2、第一预设烘干风速v1、第二预设烘干风速v2和单位烘干温度增加量ΔT，其中，ρ1＜ρ2，v1＜v2，中控单元在对湿坯的干燥完成时控制密度传感器检测烘干后的产品的密度ρ、将ρ分别与ρ1和ρ2进行比较并根据比较结果判定产品的密度是否符合标准；
若ρ≤ρ1，所述中控单元判定产品的密度符合标准并通过打开出料板输出；
若ρ1＜ρ≤ρ2，所述中控单元判定产品的密度不符合标准并将所述烘干机的烘干风速调节至v1；
若ρ＞ρ2，所述中控单元判定产品的密度不符合标准、将所述烘干机的烘干风速调节至v2并将烘干机的烘干温度增加ΔT。
10.根据权利要求1所述的基于植物纤维模压的聚合制品环保制备系统，其特征在于，所述粉碎模块包括：粉碎箱，其设置在进料口的下方一侧，用以对植物纤维进行粉碎；粉碎机，其设置在粉碎箱的一侧且与粉碎刀片相连，用以带动粉碎刀片将植物纤维粉碎成纤维浆料；
所述搅拌模块包括：搅拌箱，其设置在粉碎箱的下方一侧，用以将纤维浆料与凝固剂均匀混合；搅拌机，其通过齿轮与搅拌棒相连，用以将纤维浆料与凝固剂均匀混合；
所述模压模块包括：第一模具，其设置在分料挡板的下方一侧且与旋转轴相连，用以与第二模具或第三模具相配合进行模压；第二模具，其设置在第一模具与计量箱之间的横杆上，其与第一模具的轮廓为互补的，且轮廓模板可通过螺旋钮更换；滑轨，其设置在第二模具与横杆之间，第二模具通过滑轨且在输送机的牵引下在横杆上移动；抽滤箱，其设置在第一模具远离第二模具的一侧，用以抽滤出湿浆料中的水份；抽滤机，其与抽滤箱通过软管相连，用以为抽滤箱的抽滤过程提供动力并将抽滤出的水排出；输送机，其设置在滑轨的一侧且与滑轨相连，用以牵引第二模具在滑轨上移动；
所述烘干模块包括：旋转轴，其设置在第一模具的一侧，用以带动第一模具进行旋转；第三模具，其设置在第一模具水平状态时对应的位置处，其与第一模具的轮廓为互补的；烘干机，其设置在第三模具远离第一模具的一侧，用以通过接触和吹风的方式进一步排出湿坯中的水份，制得最终产品。
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