CN115024190A - 一种节能型固化基质的生产工艺和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种节能型固化基质的生产工艺和装置，所述节能型固化基质包含纤维培养土、骨架；所述骨架包括框架本体以及设置在框架本体上的多个支撑柱，所述框架本体为网状结构，框架本体设置于固化基质的底部；所述支撑柱贯通纤维培养土层厚度；所述框架本体的底部设有多个凸起部，所述凸起部与所述支撑柱的位置相适配，在码垛时有利于上下层之间形成空气对流；所述框架本体与纤维培养土层之间设有过滤层。本发明所述节能型固化基质的生产过程不需烘干处理，具有重量轻、排水性能出色、施工简便、有利于植物生长、绿色环保的特点，成为了立体绿化行业的急需。

Description

一种节能型固化基质的生产工艺和装置

技术领域

本发明涉及绿化领域，涉及一种节能型固化基质的生产工艺和装置。

背景技术

近几年，国内大中城市雾霾日益严重，为了促进绿化和保护环境，在屋顶、人造斜坡、道路隔离带、高层墙面等地方开始做绿化。在绿化时，目前比较普遍的方法是：首先将培养土放置于塑料托盘或者无纺布袋子里面，然后在培养土里放入植物的种子，植物培育成长后，将植物连同塑料托盘或者无纺布袋子转移至屋顶、人造斜坡上等地方。但是，这样施工后，由于基质重量大，底座的受力非常沉重，容易产生安全隐患，而且水土容易流失，排水性能不好，大雨天气则容易板结，天气晴朗则尘土飞扬，不利于植物的生长和环境保护。

现有技术中，有研究者提出采用固化基质(其原料包括基土、植物纤维、营养组分和粘结剂等)，由于制备过程需经过蒸汽加热，导致固化基质水分含量很高，因此传统的固化基质都需要烘干处理，烘干成本高，生产周期长，不利于规模化生产；由于固化基质硬度不够，码垛时容易塌陷变形，降低空间利用率，不利于机械化加工；在固化基质脱模过程，常采用翻转模具取模的方式或者顶出取模方式，翻转取模需要翻转模具，模具重量小，精度低；顶出取模需要设计顶出机构，模具结构复杂，可靠性差。

由于制备过程需经过蒸汽加热，导致固化基质的厚度不能太厚，现有工艺中，纤维土无法固化突破5cm的极限，单块固化基质的厚度限制了其应用范围，不利于固化基质的大规模推广应用。

基于此，有必要开发一种节能型固化基质的生产工艺和装置，从根本上解决上述问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种节能型固化基质的生产工艺和装置，该固化基质的生产过程不需烘干处理，固化基质具有重量轻、排水性能出色、施工简便、有利于植物生长、绿色环保的特点，成为了立体绿化行业的急需。

为了达到上述目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供一种节能型固化基质，所述节能型固化基质包含纤维培养土、骨架；

所述骨架包括框架本体以及设置在框架本体上的多个支撑柱，所述框架本体为网状结构，框架本体设置于固化基质的底部；所述支撑柱贯通纤维培养土层厚度；

所述框架本体的底部设有多个凸起部，所述凸起部与所述支撑柱的位置相适配，正向码垛时实现上下两层固化基质无缝贴合，反向码垛时在上下层固化基质之间形成对流间隙；

所述框架本体与纤维培养土层之间设有过滤层。通过设置过滤层，可防止纤维土掉渣堵塞排水孔、排水管道。

所述凸起部的直径小于支撑柱的内径，支撑柱为空心结构，正向码垛时，上层固化基质的凸起部刚好嵌入到下层固化基质的支撑住中，实现上下两层固化基质无缝贴合；反向码垛时，上下层固化基质的凸起部相互接触，在上下层固化基质之间形成对流间隙，有利于空气对流。

所述过滤层采用无纺土工布。

所述骨架采用注塑工艺制成，所述骨架的材料为金属、树脂、塑料中的一种或多种。

所述支撑柱为四根，固化基质的上表面设有倒钩结构，所述倒钩结构与四根支撑柱的顶端固定连接。通过设置倒钩结构，可以快速提起骨架，以将固化基质产品从模具中取出。

所述骨架的相邻单元之间设有连接结构，增加拼接时的稳定性。

所述框架本体的侧面设有扣接头，相邻的框架本体设有与之适配的凹槽，形成卡扣连接结构。便于将多个固化基质拼在一起，实现屋顶整体安装。

所述纤维培养土的原料包括基土、植物纤维、营养组分和粘结剂；本发明所述纤维培养土采用现有技术制成，或者通过商业途径获得，所述纤维培养土根据培养的植物特性需要进行调整。

本发明还提供所述节能型固化基质的生产工艺，包括以下步骤：

(1)利用注塑工艺制备得到骨架；

(2)将纤维培养土的原料混合均匀，得到纤维培养土；

(3)将骨架置于模具底部，保持支撑柱朝上，在框架本体的上表面铺设过滤层，加入纤维培养土，装满后刮平，依次进行合模、热压处理，使纤维培养土、过滤层、骨架固化成型；

模具主体底部设有多个凹槽，所述凹槽与框架本体的底部的凸起部相适配；

(4)最后进行脱模处理，得到所述固化基质。

所述模具的压块设有高温蒸汽加热系统。

所述模具底板上均匀分布有多个出水孔。

一种节能型固化基质的生产装置，所述模具包括模具主体和压块，所述模具主体顶端敞口；所述压块位于所述模具主体正上方，压块与压力机构相连接，在所述压力机构的作用下，所述压块沿着所述模具主体内壁上下移动；

所述模具主体底部设有多个凹槽，所述凹槽与框架本体底部的凸起部相适配；

所述模具主体底板上均匀分布有多个出水孔；

所述压块设有高温蒸汽加热系统，压块面板上均匀分布有多个蒸汽孔。

与现有技术相比，本发明的有益技术效果：

(1)本发明提供的节能型固化基质，通过设置凸起部、支撑柱和连接结构，正向码垛时实现上下两层固化基质无缝贴合，可以得到超厚固化基质，解决了传统纤维土层无法突破5cm极限的问题，固化基质可以拼接成花箱、魔方，实现了整体基质固化；超厚固化基质在北方极寒地区，可以增强植物的御寒能力，拓宽应用范围。

(2)本发明提供的节能型固化基质，反向码垛时在上下层固化基质之间形成对流间隙，有助于纤维土中的水分蒸发晾干，不需要烘干处理；通过设置凸起部，在铺装时相当于在固化基质底面设置蓄水排水板，有利于固化基质排出积水，防止固化基质蓄水过重导致屋顶过载。

(3)本发明提供的节能型固化基质，将纤维培养土和骨架通过粘合、缠绕的方式相互结合，码垛重量由骨架的支撑柱承受，从而不会压坏纤维培养土，码垛时不易塌陷变形，有利于机械化作业。

(4)本发明提供的节能型固化基质，固化基质复合了“纤维土层+过滤层+排蓄水板”的功能，实现了功能“合三为一”，铺装作业效果更高，更方便。

(5)本发明提供节能型固化基质的生产工艺，在固化基质内嵌所述骨架结构，利用自然晾干降低纤维土中水分含量，就能直接拿取、码垛，大大降低了运输成本，不仅省去烘干能耗及烤箱成本，而且突破了烘干这个产能瓶颈，具有重大经济意义。

(6)本发明提供节能型固化基质的生产装置，由于骨架上设有取模结构，可以快速提起骨架，将固化基质产品从模具中取出，取模更加省力高效；相比翻转取模的方式，不用翻转模具，模具重量可以大一点，模具结构设计的限制较小，精度就能提高，模具可靠性提高；相比顶出取模方式，不用设计顶出机构，模具结构简化，可靠性更高。

附图说明

图1为固化基质的结构示意图。

图2为固化基质的侧视图。

图3为框架本体的结构示意图。

图4为节能型固化基质的生产装置的主视图。

图5为模具主体的俯视图。

图6为压块的仰视图。

图7为固化基质正向码垛的结构示意图。

图8为固化基质正向码垛堆成花箱的示意图。

图9为固化基质反向码垛的结构示意图。

图中：1-纤维培养土；2-骨架；201-框架主体；202-支撑柱；203-凸起部；3-过滤层；4-连接结构；401-扣接头；402-凹槽；5-模具主体；6-压块；7-凹槽；8-出水孔；9-蒸汽孔；10-倒钩结构。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面通过具体实施例和附图对本发明进一步的说明。

实施例1

如图1-3所示，一种节能型固化基质，固化基质包含纤维培养土1和骨架2；

骨架2包括框架本体201以及设置在框架本体上的四个支撑柱202，框架本体201为网状结构，设置于固化基质的底部；支撑柱202贯通纤维培养土层厚度；

框架本体201的底部设有多个凸起部203，凸起部与支撑柱202的位置相适配，在码垛时有利于上下层之间形成空气对流；

框架本体201与纤维培养土层之间设有过滤层3，过滤层采用无纺土工布，可防止纤维土掉渣堵塞排水孔、排水管道。

骨架2采用注塑工艺制成，骨架的材料为ABS塑料。

支撑柱202为四根，固化基质的上表面设有倒钩结构10，倒钩结构10与四根支撑柱202的顶端固定连接。

如图4-6所示，一种节能型固化基质的生产装置，模具包括模具主体5和压块6，模具主体顶端敞口；压块位于所述模具主体正上方，压块与压力机构相连接，在压力机构的作用下，压块沿着模具主体内壁上下移动；

模具主体5底部设有4个凹槽7，凹槽7与框架本体底部的凸起部203相适配；

模具主体5底板上均匀分布有多个出水孔8；

压块6设有高温蒸汽加热系统，压块面板上均匀分布有多个蒸汽孔9。

一种节能型固化基质的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：

(1)利用注塑工艺制备得到骨架；

(2)将纤维培养土的原料混合均匀，得到纤维培养土；

纤维培养土的原料包括基土(25wt％)、植物纤维(30wt％)、营养组分(35wt％)和粘结剂(10wt％)，营养组分为珍珠岩28wt％、泥炭土2wt％、植物肥料5wt％，粘结剂为热塑性聚合物；

(3)将骨架置于模具底部，保持支撑柱朝上，在框架本体的上表面铺设过滤层(无纺土工布)，加入纤维培养土，装满后刮平，依次进行合模、热压处理，热压处理的温度为120℃，热压时间为30min；使纤维培养土、过滤层、骨架固化成型；

(4)提起骨架上的倒钩结构10，将固化基质产品从模具中取出，得到所述固化基质。

在固化基质内嵌骨架结构，利用自然晾干降低纤维土中水分含量，就能直接拿取、码垛，大大降低了运输成本，节约烘干成本20元/平方，不仅省去烘干能耗及烤箱成本，而且突破了烘干这个产能瓶颈，具有重大经济意义。

实施例1所得节能型固化基质的物理特性如表1

表1固化基质的物理特性

实施例2

本发明提供的固化基质产品，应用场景细化为屋顶绿化，坡度小于30度。屋顶绿化时，骨架位于固化基质的底部，纤维培养土位于表面，表面种植草皮。

骨架设有相邻单元之间的连接结构4，增加固化基质在屋顶拼接时的稳定性；框架本体的侧面设有扣接头401，相邻的框架本体设有与之适配的凹槽402，形成卡扣连接结构，便于在屋顶安装形成一个稳定的整体。

框架本体201与纤维培养土层之间设有过滤层3，过滤层采用无纺土工布，可防止纤维土掉渣堵塞排水孔、排水管道。在框架本体底部设置了凸起部，在铺装时用于蓄水排水板，有利于固化基质排出积水，防止固化基质蓄水过重导致屋顶过载。

实施例3

本发明提供的固化基质产品，如图7所示，正向码垛时，上层固化基质的凸起部刚好嵌入到下层固化基质的支撑住中，实现上下两层固化基质无缝贴合；横向左右相邻的固化基质通过骨架上的连接结构，形成一个花箱，如图8所示。可以在纤维土表面直接钻孔，然后种植植物。

如图9所示，反向码垛时，上下层固化基质的凸起部相互接触，在上下层固化基质之间形成对流间隙，有助于纤维土中的水分蒸发晾干，不需要另行烘干处理。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例。对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明技术构思前提下所得到的改进和变换也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种节能型固化基质，其特征在于，所述节能型固化基质包含纤维培养土、骨架；

所述骨架包括框架本体以及设置在框架本体上的多个支撑柱，所述框架本体为网状结构，框架本体设置于固化基质的底部；所述支撑柱贯通纤维培养土层厚度；

所述框架本体的底部设有多个凸起部，所述凸起部与所述支撑柱的位置相适配，正向码垛时实现上下两层固化基质无缝贴合，反向码垛时在上下层固化基质之间形成对流间隙；

所述框架本体与纤维培养土层之间设有过滤层。

2.根据权利要求1所述的节能型固化基质，其特征在于，所述凸起部的直径小于支撑柱的内径，支撑柱为空心结构，正向码垛时，上层固化基质的凸起部刚好嵌入到下层固化基质的支撑住中，实现上下两层固化基质无缝贴合；反向码垛时，上下层固化基质的凸起部相互接触，在上下层固化基质之间形成对流间隙，有利于空气对流。

3.根据权利要求1所述的节能型固化基质，其特征在于，所述过滤层采用无纺土工布；所述骨架采用注塑工艺制成，所述骨架的材料为金属、树脂、塑料中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的节能型固化基质，其特征在于，所述支撑柱为四根，固化基质的上表面设有倒钩结构，所述倒钩结构与四根支撑柱的顶端固定连接。

5.根据权利要求1所述的节能型固化基质，其特征在于，所述骨架的相邻单元之间设有连接结构。

6.根据权利要求5所述的节能型固化基质，其特征在于，所述框架本体的侧面设有扣接头，相邻的框架本体设有与之适配的凹槽，形成卡扣连接结构。

7.根据权利要求1～6中任一项所述节能型固化基质的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：

(1)利用注塑工艺制备得到骨架；

(2)将纤维培养土的原料混合均匀，得到纤维培养土；

(3)将骨架置于模具底部，保持支撑柱朝上，在框架本体的上表面铺设过滤层，加入纤维培养土，装满后刮平，依次进行合模、热压处理，使纤维培养土、过滤层、骨架固化成型；

模具主体底部设有多个凹槽，所述凹槽与框架本体的底部的凸起部相适配；

(4)最后进行脱模处理，得到所述固化基质。

8.根据权利要求7所述节能型固化基质的生产工艺，其特征在于，所述模具的压块设有高温蒸汽加热系统。

9.根据权利要求7所述节能型固化基质的生产工艺，其特征在于，所述模具底板上均匀分布有多个出水孔。

10.一种节能型固化基质的生产装置，其特征在于，所述模具包括模具主体和压块，所述模具主体顶端敞口；所述压块位于所述模具主体正上方，压块与压力机构相连接，在所述压力机构的作用下，所述压块沿着所述模具主体内壁上下移动；

所述模具主体底部设有多个凹槽，所述凹槽与框架本体底部的凸起部相适配；

所述模具主体底板上均匀分布有多个出水孔；

所述压块设有高温蒸汽加热系统，压块面板上均匀分布有多个蒸汽孔。

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