CN1175966C - 稻草或麦草板及其生产方法和冲压成型机 - Google Patents

Abstract

一种稻草或麦草板，其内部有胶凝的增强减重蜂窝孔(1)，其外表面是防雨、阻燃、耐撞击、平整的胶凝纤维面(2)，其余为稻草自身胶结的板芯主体结构(3)。这种胶凝蜂窝稻(麦)草板的生产方法，是采用生产线成套设备连续作业方式。生产线主机是一台专门设计的、集冲压、喷胶、涂覆、加热、成型于一身的冲压成型机，其连续往复运动的冲头(6)把与其连锁运动的草帘(15)一束一束地冲切送入内腔设置有喷胶、加热管、涂覆环加热板的矩形孔道式冲压室。经喷胶、涂覆，逐渐压紧，达到额定压力后，再进入加热段固化成型，挤出连续板坯；再经快速冷却，按规格切割，封端而形成产品。

Description

稻草或麦草板及其生产方法和冲压成型机

技术领域

本发明属于新型建材领域。

背景技术

现将本发明技术背景略述于下：

1983年，中国新型建材总公司从英国引进两条加压稻草板生产线成套设备，分别在辽宁营口和大洼两地建厂投产。该生产线成套设备是根据1930年代初，瑞典人尼尔斯(Nils Ryberg)发明的工艺流程而设计成的，以成捆的散稻草为加工原料。成捆的散稻草从专设的堆料场运到生产车间，送上生产线，经散捆、清理、筛选等预处理工序后，进入高高耸立的立式料斗，稻草靠重力下落至喂料口，由曲柄轴带动的四个冲锤，反复一次次把一束束稻草冲入冲压室，在不添加任何胶粘剂的情况下，加热挤压成板芯，接着在覆面纸上涂胶，贴在板面上，制成纸面加压稻草板。这种产品用于建房做墙板、顶板，隔音、隔热效果很好；但其强度、特别是纵向强度较差，生产质量不够稳定，不能生产40mm厚度以下和60mm厚度以上的稻草板。

1986年，中国曾做出过最终要建成6000条生产线的规划，并对英国设备进行过测绘仿制，但至今尚未获得广泛的推广应用。

1987年，本人曾经对英国设备进行过国产化改进设计，由于当时我国不能生产宽幅覆面纸，只能生产一米左右的窄幅纸，故设计了生产900mm宽的稻草板，改冲锤式为平板整体式冲头，并制成样机，还进行了单机试验，获得了十分满意的实验样品。

1992年，本人提出了进一步改进设计方案，于1993年申报了发明专利，名称：增强稻草板及其生产方法，申请号：93105843.0，曾于1994年4月13日公开。增强稻草板的主要特点就是强度增强，特别是纵向强度大大增强：其生产工艺改用稻草帘和稻草绳为直接加工原料。但未得到实施。

1998年，中国发生大洪水后，“以草代木”呼声再起，稻草板再次得到人们关注。仿制英国的加压稻草板设备和国产化增强稻草板设备都相继上马，由于国产稻草板产量和质量都不能满足使用要求，上海大量进口澳大利亚稻草板，在上海盖起十五层的公寓楼和两层的康居民宅。东北地区也用大洼生产的稻草板盖了不少民房、办公楼、粮食仓库等建筑物。

国外相关技术也在不断发展，欧洲、亚洲、澳洲、南北美洲都在生产加压稻草板，而且生产技术和设备以及产品质量都比中国的好。以美国为例，1970年代，美国引进欧洲稻草板技术，1990年代改进的第三代设备在德克萨斯州投产，生产的稻草板用来建造民宅，把稻草板与木条作成类似蜂窝结构的组合板，用做承力墙板，在南方热带和北方寒带推广应用。参见“AgriboardIndustries”。另外，近年来美国发展了一种优质的麦草碎粒板。参见“Prime Board”。

发明内容

本发明之目的在于提供一种加压和增强的蜂窝稻草或麦草板、生产该蜂窝稻草或麦草板的方法及其设备，本发明蜂窝稻草或麦草板优于现有的加压稻草板和增强稻草板，能更有效取代木质板材，例如刨花板，能更有效利用稻草、麦草资源，节约木材资源，实现“以草代木”的理想。

一方面，本发明提供一种蜂窝稻草或麦草板，其具有靠稻草自身胶胶结和机械绞接而成的板芯，板芯的外表面为胶凝纤维面。

最好板芯的内部有至少一排蜂窝孔，蜂窝孔的表面覆盖有凝胶和胶混纤维膏。

另一方面，本发明提供一种生产稻草或麦草板的方法，包括步骤：a)将草帘置于供料架支承上并将草帘喂入牵引辊，从而将草帘送进到冲压室入口；b)利用往复运动的冲头，一段一段或一束一束地冲切喂给的运动草帘并将其冲入冲压室，使草的后束推前束；c)通过冲压室内壁环形涂复槽对冲入冲压室的草流施加胶混纤维膏，从而使草流与冲压室壁腔接触的外表面涂复有一层胶混纤维膏；d)通过挡板使草流的前锋受阻而将草流越压越紧；e)当达到额定压力时，松开挡板，使密实的草流进入加热段而加热固化成型为板坯，接着将其连续挤出；f)再经冷却、切割、封端，成为规格产品。

另一方面，本发明提供一种生产稻草或麦草板的冲压成型机，包括：往复移动的冲头，用于一段一段或一束一束地冲切喂入冲压室入口的稻草帘并将其冲入冲压室；冲压室，其内壁上设有环形涂复槽，用于对冲入冲压室的草流涂复胶混纤维膏而使草流与冲压室壁腔接触的外表面涂复有一层胶混纤维膏；第一胶混纤维膏供应系统，用于向环形涂复槽提供胶混纤维膏；挡板，位于冲压室末端，用于阻挡冲入冲压室的草流前锋，从而使草流被压紧；加热段，位于冲压室下游，用于使所述密实的草流加热固化。

本发明的积极效果：

1、新产品比现行相同规格尺寸的加压稻草板或增强稻草板的重量减轻1/4，也就是原材料节省1/4。例如，现行58毫米厚加压稻草板每平方米重量为25公斤，而新产品重量在20公斤以下；

2、通过本发明方法和冲压成型机生产的新产品稻草或麦草板表面凝固有胶混纤维膏，并且其内孔凝固有凝胶和胶混纤维膏，因此使产品的外观质量和内在结构以及强度、隔音、隔热、阻燃等性能都比加压稻草板和增强稻草板要好，可视为一种新型复合材料；

3、新工艺采取内外同时加热，加热速度和效率比加压稻草板和增强稻草板单从外表面加热要高近1倍，即生产效率可提高1倍；

4、新工艺不再用昂贵的覆面纸，省掉相关设备，降低了原始投资和生产成本；

5、新工艺可生产20mm厚的薄板，也可生产120mm厚的厚板。

附图说明

图1是本发明稻草或麦草板的透视图；

图2是本发明稻草或麦草板的生产工艺方法的示意图；

图3是本发明带孔稻草或麦草板透视图；

图4是制造本发明稻草或麦草板的冲压成型机的结构示意图；

图5是本发明无孔稻草或麦草板的透视图；

图6是本发明冲压成型机的一种冲压成型室的结构示意图；

图7是本发明冲压成型机的另一种冲压成型室的结构示意图；

具体实施方式

下面参照附图详细描述本发明，各附图中的相同标号表示相同或类似的结构或部件。

本发明的主要内容是：

1、生产一种胶凝蜂窝空心和胶凝纤维表面的稻草板或麦草板，以取代现行墙体材料，如砖石及木材，参见图1；

2、设计一种蜂窝稻草板和麦草板的生产工艺方法，即稻草帘或麦草帘——冲切冲压、冲孔喷涂、加热凝固、整体成型，参见图2；

3、设计一种实现上述生产工艺的设备，集自动喂料，冲切冲压、冲孔喷涂、加热定型于一体的专用的冲压成型机，参见图4：

如图1所示，本发明稻草板和麦草板，其内有纵向增强减重的胶凝蜂窝孔1，外表面是耐撞击、阻燃、防雨、平整的胶凝纤维面2，其余为稻草自身胶胶结和机械绞接的稻草板板芯3。

如图2和4所示，本发明稻草板和麦草板独特的生产方法是采用一种专门设计的冲压成型机21，利用该机往复运动的冲头6将与其冲头6同步运动的草帘15往复冲切、一束一束地冲切压入内腔设置有反向冲(孔)头及喷管8、板面涂复环9、压棍11和挡板12、孔加热管和面加热板的矩型孔道式冲压成型室，草流经冲孔喷胶、环面涂复、逐步压紧，达到额定压力，压棍11松开挡板，经过预压密实的草流，推动着挡板12，一起进入加热段13，孔加热管和面加热板同时加热，稻草或麦草内含胶质被挤出凝固，内孔面喷的胶及板外表面涂复混胶纤维膏也凝固，从而加热固化成型为蜂窝板坯，将其连续挤出，再经冷却、切割、封端，即成一种新型建材规格产品。

另外，可以采用冲压成型室和与其配合工作的冲头6的另一种结构形式生产本发明稻草板或麦草板。如图6所示，冲压成型室内腔设置的是一块带喷胶、涂复环和加热板的横隔板16；该横隔板16前端与冲头6配合对第一次冲切送入的草束，做第二次冲切，将其分成两束，分别送入上下两层矩型孔道，两层草流分别经喷胶涂复挤压加热固化后，成两块连续板坯，再经冷却、切割和封端，同时获得两块产品。

此外，如图1和图7表示了本发明稻草板和麦草板的另一实施例及其生产方法，其内部有两排增强减重蜂窝孔1，蜂窝孔外表面是胶凝蜂窝面，其余为稻草自身胶胶接和机械绞接板芯3；其生产方法是在冲压成型室内腔横向设置两排喷胶、加热管，相关部件也做相应修改配合，经过上述相同的工艺过程，生产出双排胶凝蜂窝孔稻(麦)草板产品。

下面详细说明本发明的三个实施方案：

实施方案1

产品规格：蜂窝稻草板，厚度60mm×宽度1200mm×长度2400mm，蜂窝孔直径30mm.参见图3产品结构示意图(标号1为蜂窝孔，标号2胶凝纤维面，标号3为自身胶接的稻草板芯)；图4，生产工艺和主要设备示意图。

1、利用手推车将稻草帘卷D置于供料架支承4上，并由人工把稻草帘牵引到供料架牵引机构，喂入牵引辊；

2、由15千瓦电机驱动的冲压成型机21，通过传动机构5带动冲头6，把与冲头连锁运动至冲压室入口7处的稻草帘，往复一段一段或一束一束地冲切和冲入冲压室，冲压室入口段内腔横向设置的一排头部为圆锥形的喷胶管8，把稻草流冲出一个个孔道，同时也喷洒由供胶系统J不断供给的热固型胶液；每一束被冲入的稻草都受胶，特别是沿喷胶管磨擦而过的那部分稻草，受胶更充足；稻草后束推前束，逐渐压紧，当经过喷胶管后段9到达冲压室内壁环形涂复槽10，稻草流与冲压室壁腔接触的外表面和与喷胶管接触的内表面，都将涂复一层均匀的热固型胶混纤维膏，胶混纤维膏供应系统R1和R2保持所需纤维膏的供应。在生产过程启动阶段，稻草流前锋到达被压棍11压着的挡板12时，稻草流暂时受阻，不能前进而聚集，越压越紧，当测压控制系统C测出已达到所需压力，压棍便松开挡板，前部被压紧、密实的稻草流继续前进，进入温度为摄氏200度左右的加热段13，稻草流逐渐受热，膨胀挤压，一方面，像加压和增强稻草板成型原理一样，稻草被挤压出自身固有的胶汁并固化，另一方面，人为添加的胶液和胶混纤维膏也固化，一并把稻草流凝固成稻草板坯；在加热挤压凝固过程中，压棍14测量控制着凝固压力；

3、连续板坯挤出加热段后，进入冷却器22，快速冷却至摄氏40度左右，出冷却器后，启动挡板便可取下保存，以备下一次重新启动时再用；

4、冷却了的连续板坯经切割机23，按产品规格2400mm长度，自动切割；

5、经封端机24，用涂复有热熔胶、印上产品规格、厂家名称的封端纸封端；

6、经检验合格，规为产品者，入库待售。

实施方案2

产品规格：厚度20mm×宽度1200mm×长度2400mm，蜂窝孔直径为0；参见图5，产品结构示意图(标号1为胶凝纤维面，标号2为自身胶结稻草板芯)；图6，冲压成型室结构示意图。

方案2与方案1的工艺方法和机理是一样的，只是冲压成型室和与其配合工作的冲头结构形式不同。把方案1的冲压成型室内腔中设置的喷胶管加热管改成一块带喷胶加热功能的隔板16，隔板前端与传动机构1带动的冲头2配合做两次冲切，第一次把稻草帘4冲切40mm高一束，进入冲压室后。冲头与隔板前端第二次冲切成20mm高上下两段，分别冲入隔板隔开的上下两层式冲压成型室3，经喷胶环9’喷胶，再经涂膏环9涂膏，至压棍11压着的挡板12，积聚密实，达到一定压力，压棍松开挡板，密实的稻草流推着挡板一道进入加热段13，双面加热固化，压棍11’测量控制固化成型压力，在额定压力和温度条件下，同步挤压出上下两块连续板坯，经冷却、切割和封端，成为产品。

实施方案3

产品规格：厚度120mm×宽度1200mm×长度2400mm，两排蜂窝孔，蜂窝孔直径30mm；参见图2，产品生产方法示意图，图7，冲压成型室结构示意图。

方案3与方案1的工艺方法和机理一样，只是冲压成型室及与其匹配工作的冲头结构形式不同，把方案一的冲压成型室加高，腔高度尺寸120mm，并在腔内多设一排喷胶加热管，参见图7，冲压成型室结构式意图：图中标号及工艺过程与方案2同，参见图1，产品结构示意图(标号1为胶凝蜂窝孔，标号2为自身胶结板芯，标号3为胶凝蜂窝面)，其它相关部件也做相应修改，就能生产出相应产品。

Claims (15)

1、一种稻草或麦草板，具有靠稻草自身胶胶结和机械绞接而成的板芯(3)，其特征在于板芯(3)的外表面为胶凝纤维面(2)。

2、如权利要求1所述的稻草或麦草板，其特征在于板芯(3)的内部有至少一排蜂窝孔(1)，所述蜂窝孔(1)的表面覆盖有凝胶和胶混纤维膏。

3、一种生产稻草或麦草板的方法，其特征在于包括以下步骤：

a)将草帘(D)置于供料架支承(4)上并将草帘喂入牵引辊，从而将草帘送进到冲压室入口(7)；

b)利用往复运动的冲头(6)，一段一段或一束一束地冲切喂给的运动草帘并将其冲入冲压室，使草的后束推前束；

c)通过冲压室内壁环形涂复槽(9)对冲入冲压室的草流施加胶混纤维膏，从而使草流与冲压室壁腔接触的外表面涂复有一层胶混纤维膏；

d)通过挡板(12)使草流的前锋受阻而将草流越压越紧；

e)当达到额定压力时，松开挡板(12)，使密实的草流进入加热段(13)而加热固化成型为板坯，接着将其连续挤出；

f)再经冷却、切割、封端，成为规格产品。

4、如权利要求3所述的生产稻草或麦草板的方法，其特征在于在进行步骤b)之后，通过冲压室内腔横向设置的喷胶管(8)将冲入冲压室的草流冲出至少一排孔道，并对所述孔道喷洒胶液。

5、如权利要求4所述的生产稻草或麦草板的方法，其特征在于在喷胶后还对孔道涂复胶混纤维膏。

6、如权利要求3至5任一所述的生产稻草或麦草板的方法，其特征在于在所述步骤d)中所述挡板(12)受到压辊(11)的挤压而阻挡草流；而在所述步骤e)中，当达到所述额定压力时，所述压辊(11)松开所挡板(12)。

7、如权利要求3所述的生产稻草或麦草板的方法，其特征在于所述步骤b)中，所述冲头(6)与设置在冲压室内腔中设置的隔板(16)配合，而将草帘冲切成上下两段，并将其冲入由隔板(16)隔开的上下两层冲压室中形成两层草流。

8、如权利要求7所述的生产稻草或麦草板的方法，其特征在于在所述步骤c)中通过隔板(16)上的喷胶环(9’)对草流表面喷胶，之后经隔板(16)上的涂膏环(9)对其进行施膏。

9、一种生产稻草或麦草板的冲压成型机，其特征在于包括：

往复移动的冲头(6)，用于一段一段或一束一束地冲切喂入冲压室入口(7)的稻草帘并将其冲入冲压室；

冲压室(17)，其内壁上设有环形涂复槽(9)，用于对冲入冲压室(9)的草流涂复胶混纤维膏而使草流与冲压室壁腔接触的外表面涂复有一层胶混纤维膏；

第一胶混纤维膏供应系统(R1)，用于环形涂复槽(9)提供胶混纤维膏；

挡板(12)，位于冲压室(17)末端，用于阻挡冲入冲压室的草流前锋，从而使草流被压紧；

加热段(13)，位于冲压室(17)下游，用于使所述密实的草流加热固化。

10、如权利要求9所述的冲压成型机，其特征在于所述冲压室(17)内腔中横向设置至少一排喷胶管(8)，用于将冲入冲压室的草流冲出至少一排孔道，并对所述孔道喷洒胶液。

11、如权利要求10所述的冲压成型机，其特征在于喷胶管(8)为两排。

12、如权利要求10或11所述的冲压成型机，其特征在于还包括第二胶混纤维膏供应系统(R2)和供胶系统(J)，用于分别向所述喷胶管孔道供应纤维膏和胶液

13、如权利要求9所述的冲压成型机，其特征在于所述冲压室内腔中设置隔板(16)，所述隔板(16)前端与所述冲头(6)配合做两次冲切，所述隔板上沿草流行进方向依次设有喷胶环(9‘)和涂膏环(9)，用于分别向所述草流表面喷胶和涂膏。

14、如权利要求9至13任一所述的冲压成型机，其特征在于还包括压辊(11)，用于挤压挡板(12)，以便使草流受阻而对其压紧。

15、如权利要求14所述的冲压成型机，其特征在于还包括测定额定压力的测压控制系统(C)，以便在达到所述额定压力时，使压辊(11)松开所述挡板(12)。

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