WO2014201884A1

WO2014201884A1 - 新型植物纤维挤出机

Info

Publication number: WO2014201884A1
Application number: PCT/CN2014/073649
Authority: WO
Inventors: 李苏扬; 李苏伦; 李宁娜
Original assignee: 泗阳蓝阳托盘设备科技有限公司
Priority date: 2013-06-18
Filing date: 2014-03-19
Publication date: 2014-12-24
Also published as: CN103350442B; CN103350442A

Abstract

本发明公开了一种新型植物纤维挤出机，包括挤压头和由模板围成的模腔，挤压头在模腔冲程腔内作往复运动，所述模腔依次由冲程腔、挤压腔、成型涂层腔、加热固化腔组成。本发明是可用于生产内设有加强筋、外表面涂覆防水表层、纵向结构不分层、高效加热烘干的挤出机，挤出出的植物纤维挤出制品强度高、纵向结构不分层，表面光滑、防水性能好。而且防水表层溶液对制品生产同时还起到润湿的效果，微波加热烘干受热均匀，快速，极大的提高了生产效率。

Description

新型植物纤维挤出机

技术领域

[0001] 本发明涉及挤出机领域，具体涉及一种新型植物纤维挤出机，可用于生产内设有加强筋、外表面涂覆防水表层、纵向结构不分层、高效加热烘干的挤出机。

背景技术

[0002] 我国是一个农业大国，每年的农作物秸杆有 7亿吨之多，因目前没有找到转化为经济效益的合适路径，多数被焚烧处理，带说来了极其严重的环境污染问题。同时我国的木材资源又严重短缺，近年来科研人员通过不断探索，研制出用挤出法生产如板材、木方、柱体、管书

材之类的植物纤维挤出制品，以期替代木材资源的消耗。

[0003] 此类制品具有密度小、抗冲击性较强、保温隔热、质轻吸音、平整度高等优良特性，但是目前常规使用的挤出机生产出来的制品也存在众多的缺陷。一、植物纤维挤出制品强度低，特别纵向强度更差，无法与木材、混凝土材质制品相比，无法大力推广；二、由于目前挤出机模板围成的模腔始末端截面一致，挤出过程中只有挤压头施加的纵向压力，挤出出的制品纵向结构分层，密度不均匀；三、制品本体的外表面粗糙，不具有防水性能，如遇潮湿环境，易于变型，使用寿命大大折扣；四、制品在模腔内加热烘干，一般由热压板提供加热功能，但是热压板传递的热量从模腔外周向中心逐渐衰竭，热量不均匀，致使挤出制品在成型过程中受热不均匀，而且热压板的温度不能过高，否则胶会在挤出成型前预固化，影响制品强度，因此仅靠热压板加热缓慢，生产效率得不到提高。以上存在的质量问题严重影响制约了挤出制品的推广运用。

发明内容

[0004] 本发明针对以上存在的问题，提供一种新型植物纤维挤出机，挤出的制品可内设加强筋、纵向结构不分层，极大提高强度；表面具有防水层，适应潮湿环境使用，使用寿命长; 微波加热固化，生产效率高。

[0005] 本发明通过以下技术方案实现：新型植物纤维挤出机，包括挤压头和由模板围成的模腔，挤压头在模腔冲程腔内作往复运动，所述模腔依次由冲程腔、挤压腔、成型涂层腔、加热固化腔组成。

[0006] 本发明进一步改进方案是，所述挤压头后侧设有摩擦夹持件，挤压头上开设加强筋穿过孔，模腔出口端设有固定件，加强筋依次穿过摩擦夹持件、加强筋穿过孔、模腔，固定在固定件上。

[0007] 本发明更进一步改进方案是，所述冲程腔的模板分截成两段，通过中间的转动模板活动连接，转动模板上开设通孔，伸缩装置的伸缩杆设于通孔内，转动模板与驱动装置传动连接。

[0008] 本发明更进一步改进方案是，所述挤压腔的模板内壁逐渐向中心倾斜，形成斜壁，斜壁的坡度 a夹角为 20〜60度。

[0009] 本发明更进一步改进方案是，所述模腔内设有挤孔模芯，位于挤压腔内挤孔模芯为横截面逐渐变大的锥台体，锥台体坡度 b夹角为 20〜60度。

[0010] 本发明更进一步改进方案是，所述成型涂层腔上方模板开设有防水表层溶液进料口，防水表层溶液进料口位置的模板内周壁开设有 a凹槽和间隔轴向开设的 b凹槽， b凹槽与 a 凹槽连通， b凹槽向模腔出料口方向延伸， a凹槽与 b凹槽上覆盖有内衬板，内衬板上开设有轴向缝隙，缝隙与 b凹槽错位设置。

[0011] 本发明更进一步改进方案是，所述加热固化腔的模板上开设缺口，缺口内填充微波穿透板，微波穿透板外安装有微波加热装置，所述微波加热装置由腔内的微波管和防泄漏挡板组成。

[0012] 本发明更进一步改进方案是，所述缺口围绕模腔在模板上开设一周，所述微波穿透板内壁与模板内壁齐平，外壁周边卡固在模板外壁上、防泄漏挡板内，所述防泄漏挡板与模板通过焊接或螺栓固定连接。

[0013] 本发明更进一步改进方案是，所述微波穿透板前后段的加热固化腔内壁上开设有防微波泄漏槽，防微波泄漏槽内填有树脂。

[0014] 本发明与现有技术相比，具有以下明显优点：

一、本发明内设有纬筋和 /或纵筋，解决了植物纤维挤出制品结构强度差的关键技术问题。加强筋可自动化、连续化布入，使得具有结构强度大、平整度高等优越特性的设有加强筋的植物纤维挤出制品，实现自动化生产，得到广泛推广与应用，缓解了我国木材资源严重短缺的现状，而且秸秆类植物纤维成本低廉，同时为秸杆高效利用开辟新的途径，增加农民收入。

[0015] 二、本发明中模腔的挤压腔的模板内壁逐渐向中心倾斜，形成斜壁。挤出机的挤压头推动物料在模腔内前行，行至模腔的挤压腔段时，模板的斜壁对物料施加向中心的压力，物料在挤出成型过程中，同时受到向前的纵向压力和外围向中心的径向压力，物料挤出更加密实。在加工设有空芯的植物纤维挤出制品时，本发明位于挤压腔位置的挤孔模芯为横截面逐渐变大的锥台体，植物纤维和胶的混合物料在模腔内由挤压头推动向前挤出，行至挤压腔段时，物料顺着挤孔模芯的锥台体坡度向前挤出，物料不仅具有挤压头对其向前的纵向压力，挤孔模芯对物料还具有中心向四周径向的压力，结合模板斜壁对物料施加向中心的径向压力，三方同时施压，物料挤出更加密实，有效解决挤出制品纵向结构分层问题。

[0016] 三、本发明在生产过程中，防水表层溶液流入模腔内制品本体表面，能减少模腔与制品的摩擦阻力，挤使压出的植物纤维挤出制品具有光滑的表面和较好的防水性能，耐用，同时防水表层溶液还对挤出制品具有起滑润作用，提高生产效率。

[0017] 四、本发明由于在挤出机的模板上开设缺口，缺口内填充采用陶瓷、或玻璃、或树脂制成的微波穿透板，微波穿透板外安装有微波加热装置。微波透过微波穿透板，进入模腔内，对模腔内的物料进行加热，热量传递均匀、迅速，极大的提高了生产效率。本发明中微波穿透板内壁与模板内壁齐平，不改变模腔内部结构，微波管发射出的微波通过防泄漏挡板阻隔，防泄漏挡板与模板通过焊接或螺栓固定连接，阻挡了微波的向外泄漏，本发明所述微波穿透板前后段的模腔内壁上开设有防微波泄漏槽.将微波控制在模腔的加热烘干腔内，有效利用，防止微波在模腔内部向轴向两端泄漏，本发明结构简单，且安全性得到保证。本发明所述缺口围绕模腔在模板上开设一周，模腔内物料接收微波加热更加均匀。

附图说明

[0018] 图 1为本发明纵向剖视图。

具体实施方式

[0019] 如图 1所示，本发明包括挤压头 1和由模板 2围成的模腔 3，挤压头 1在模腔冲程腔 I内作往复运动，所述模腔 3依次由冲程腔 I、挤压腔 II、成型涂层腔 III、加热固化腔 IV组成。

[0020] 所述挤压头 1后侧设有摩擦夹持件 4，挤压头 1上开设加强筋穿过孔 5，模腔 3出口端设有固定件 6，加强筋 7 (包括纵筋和 /或纬筋）依次穿过摩擦夹持件 4、加强筋穿过孔 5、模腔 3，固定在固定件 6上。

[0021] 所述冲程腔 I的模板分截成两段，通过中间的转动模板 I I 活动连接，中间的转动模板 I 1活动卡装在两侧的模板内的卡槽 I 5内，转动模板 I 1可沿卡槽 I 5可进行 360度旋转，转动模板 I 1上开设通孔 I 2，伸缩装置 I 3 (本实施例中为气缸）的伸缩杆设于通孔 I 2内，转动模板 I 1外周面设有轮齿，与驱动装置 I 4 (电机）转轴上的齿轮啮合传动。

[0022] 所述挤压腔 II的模板内壁逐渐向中心倾斜，形成斜壁 II 1，斜壁 II 1的坡度 a夹角为 20〜 60度（本实施例为 30度），所述模腔 3内设有挤孔模芯 8，位于挤压腔 II内挤孔模芯为横截面逐渐变大的锥台体 112，锥台体 Π 2坡度 b夹角为 20〜60度（本实施例为 30度）。

[0023] 所述成型涂层腔 III上方模板开设有防水表层溶液进料口 1111，防水表层溶液进料口 III1 位置的模板内周壁开设有 a凹槽 ΠΙ2和间隔轴向开设的 b凹槽 1113， b凹槽 ΠΙ3与 a凹槽 ΠΙ2连通， b凹槽 ΠΙ3向模腔出料口方向延伸， a凹槽 ΠΙ2与 b凹槽 ΠΙ3上覆盖有内衬板 1114，内衬板 ΠΙ4上开设有轴向缝隙 1115，缝隙 ΠΙ5与 b凹槽 ΠΙ3错位设置。

[0024] 所述加热固化腔 IV的模板上开设缺口 IV 1，缺口 IV 1围绕模腔 3在模板 2上开设一周，缺口 IV 1 内填充微波穿透板 IV2，微波穿透板 IV2外安装有微波加热装置，所述微波加热装置由腔内的微波管 IV3和防泄漏挡板 IV4组成。所述微波穿透板 IV2内壁与模板 2内壁齐平，外壁周边卡固在模板 2外壁上、防泄漏挡板 IV4内，防泄漏挡板 IV4与模板 2通过焊接（或螺栓）固定连接。所述微波穿透板 IV2前后段的加热固化腔 IV内壁上开设有防微波泄漏槽 IV5，防微波泄漏槽 IV5内填有树脂。

[0025] 以运用本发明生产内设纵筋和纬筋、表面具有防水表层的空芯挤出制品为例，生产方法步骤如下：

( 1 )将四根纵筋（纤维丝、或绳、或钢丝、或金属棒）和一根纬筋（纤维丝、或绳、或钢丝）分别依次活动贯穿过挤出机的摩擦夹持件 4、挤压头 1上的加强筋穿过孔 5、模腔 3后，固定于模腔 3出口端的固定件 6上，使纵筋和纬筋拉紧处于紧绷状态，纬筋位于纵筋外围，纵筋位于挤孔模芯 8外围，所述纬筋和纵筋在贯穿挤压头 1之前穿过胶水盒 9，其上涂覆有胶。

[0026] (2) 将植物纤维与胶按 60〜97： 3〜40重量比例混合均匀，装于挤出机的进料斗 10 中，在挤压头 1每次返回行程时，植物纤维与胶的混合物借助拨料器 11依靠重力落入冲程腔

I，挤压头 1 向前行程时，将植物纤维与胶的混合物在模腔 3内推向挤压腔 II，每隔一段，伸缩装置 I 3的伸缩杆向冲程腔 I内伸入，勾住纬筋沿纵筋外围环绕 360度，挤压头 1推动物料前行，待植物纤维与胶的混合物挤压到一定强度，足以使纬筋定型时，伸缩杆缩回复位，堵在转动模板 I 1的通孔 I 2内，待下一回程重复动作，在挤压头反复作用下形成连续胚体；

(3 )植物纤维和胶的混合物料进入挤压腔 II后，物料顺着挤孔模芯 8的锥台体 II 2坡度向前挤出，挤孔模芯 8对物料具有中心向四周的径向压力，同时挤压腔 II模板内壁的斜壁 II 1部位对物料具有四周向中心的径向压力，纵向压力、中心向四周的径向压力、外围向中心的径向压力同时施压，物料挤出更加密实，有效解决挤出制品纵向结构分层和密度不均的问题；

(4)植物纤维挤出制品在挤压腔 II初步挤出成型后，进入成型涂层腔 III，防水表层溶液（如木质素、或石蜡、或不饱和树脂）从上方模板上开设的防水表层溶液进料口 III1进入模腔 3，顺着内周壁上的 a凹槽 ΠΙ2和 b凹槽 ΠΙ3流淌，从内衬板 ΠΙ4与模板 2内壁之间的缝隙 ΠΙ5流出涂覆在制品外表面，在挤出下形成防水外表层；

( 5 )挤出制品从成型涂层腔 III经过后，进入加热烘干腔 IV，通过微波和热压板制成的模板进行加热烘干，并推出模腔 3，由横截锯截成预定长度的制品。

Claims

权利要求书

1.新型植物纤维挤出机，包括挤压头（1)和由模板（2)围成的模腔（3)，挤压头（1)在模腔冲程腔（ I ) 内作往复运动，其特征在于：所述模腔（3)依次由冲程腔（ I )、挤压腔（11)、成型涂层腔（111)、加热固化腔（IV)组成。

2. 根据权利要求 1所述的新型植物纤维挤出机，其特征在于：所述挤压头（1)后侧设有摩擦夹持件（4)，挤压头（1)上开设加强筋穿过孔（5)，模腔（3) 出口端设有固定件（6)，加强筋（7)依次穿过摩擦夹持件（4)、加强筋穿过孔（5)、模腔（3)，固定在固定件（6)上。

3.根据权利要求 1或 2所述的新型植物纤维挤出机，其特征在于：所述冲程腔（ I ) 的模板分截成两段，通过中间的转动模板（ I 1)活动连接，转动模板（ I 1)上开设通孔（ 12)，伸缩装置（ 13) 的伸缩杆设于通孔（ 12) 内，转动模板（ I I)与驱动装置（ 14)传动连接。

4.根据权利要求 1所述的新型植物纤维挤出机，其特征在于：所述挤压腔（Π)的模板内壁逐渐向中心倾斜，形成斜壁（111)，斜壁（III) 的坡度 a夹角为 20〜60度。

5.根据权利要求 4所述的新型植物纤维挤出机，其特征在于：所述模腔（3) 内设有挤孔模芯（8)，位于挤压腔（Π) 内挤孔模芯为横截面逐渐变大的锥台体（112)，锥台体（Π2)坡度 b夹角为 20〜60度。

6.根据权利要求 1所述的新型植物纤维挤出机，其特征在于：所述成型涂层腔（III)上方模板开设有防水表层溶液进料口（1111)，防水表层溶液进料口（ΠΙ1)位置的模板内周壁开设有 a凹槽（ΠΙ2)和间隔轴向开设的 b凹槽（1113)， b凹槽（ΠΙ3)与 a凹槽（ΠΙ2)连通， b凹槽（ΠΙ3) 向模腔出料口方向延伸， a凹槽（ΠΙ2)与 b凹槽（ΠΙ3)上覆盖有内衬板（1114)，内衬板（ΠΙ4)上开设有轴向缝隙（1115)，缝隙（ΠΙ5) 与 b凹槽（ΠΙ3)错位设置。

7.根据权利要求 1所述的新型植物纤维挤出机，其特征在于：所述加热固化腔（IV)的模板上开设缺口（IV 1)，缺口（IV1) 内填充微波穿透板（IV2)，微波穿透板（IV2)外安装有微波加热装置，所述微波加热装置由腔内的微波管（IV3)和防泄漏挡板（IV4)组成。

8.根据权利要求 7所述的新型植物纤维挤出机，其特征在于：所述缺口（IV1)围绕模腔（3)在模板（2) 上开设一周，所述微波穿透板（IV2) 内壁与模板（2) 内壁齐平，外壁周边卡固在模板（2)外壁上、防泄漏挡板（IV4) 内，所述防泄漏挡板（IV4)与模板（2)通过焊接或螺栓固定连接。

9.根据权利要求 7所述的新型植物纤维挤出机，其特征在于：所述微波穿透板（IV2)前后段的加热固化腔（IV) 内壁上开设有防微波泄漏槽（IV5)，防微波泄漏槽（IV5) 内填有树脂。