一种植物纤维制粒机

本发明属于制粒机械设备技术领域，具体涉及一种植物纤维制粒机。

随着塑料工业的快速发展，由塑料制品造成的“白污染”对人类的生产和生活环 境带来了极大的危害。为了解决原料短缺和环境问题，人们逐渐把目光转移到地球上的可 再生资源上。

植物纤维环保材料是利用稻壳、稻草、麦秸、玉米秸秆、棉花秆、木屑、竹屑等农作 物秸秆或其它植物的秆茎，先制成10-200目的植物纤维粉料，再用特殊工艺制成混合原料， 然后模压或注塑成型的一种新型环保材料。

植物纤维环保材料的天然成份可达60-90%以上，可制成一次性餐饮容器具、可控 降解容器、工艺品、日用品、建筑板材、工业包装等物品。

植物纤维环保材料具有强度高，表面纹理天然、质朴，颜鲜艳，质感新颖等诸多 特点，适合制作成多次、反复使用的物品，可以替代部分塑料、玻璃、陶、瓷等制品，可以大大 节省石油资源和能耗，用后弃于自然环境可生物降解，是一种新型绿环保材料。

植物纤维用于复合材料的潜在优势越来越引起人们的注意，而在现有技术中，还 没有专门设备可将植物纤维粉末制作成高密度的植物纤维颗粒，因此，迫切的需要一种植 物纤维制粒设备。

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述缺点，提供一种结构设计巧妙、使 用安全、方便、高效的植物纤维制粒机，该制粒机可将植物纤维粉末制作成植物纤维颗粒， 利用该制粒机制作的植物纤维颗粒密度高、颗粒之间不会相互粘结。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种植物纤维制粒机，包括一级 成型机构和二级成型机构，一级成型机构包括由第一电机驱动的第一齿轮减速器，第一齿 轮减速器的传动轴末端通过联轴器衔接有第一传动轴，第一传动轴外侧套装有第一轴承 套，第一传动轴末端套装有变径螺杆，该变径螺杆位于第一传动轴和第一轴承套之间，变径 螺杆和第一轴承套之间设有与变径螺杆相对应配合的反剪切螺套，变径螺杆和反剪切螺套 形成第一成型腔，第一轴承套上设有与第一成型腔相连通的进料口，第一轴承末端套装有 法兰，法兰内设有与第一成型腔相连通的下料通道；

二级成型机构包括由第二电机驱动的第二传动轴，第二传动轴外侧套装有第二轴承 套，第二传动轴末端套装有出料螺杆，该出料螺杆位于第二传动轴和第二轴承套之间，出料 螺杆和第二轴承套之间设有与出料螺杆相对应配合的出料螺套，第二轴承套、出料螺套上 均设有与下料通道相连通的下料通孔，出料螺杆和出料螺套配合形成与下料通孔相连通的 第二成型腔，第二轴承套末端套装有出料模板，该出料模板上设有多个与第二成型腔相连 通的出料口。

在本发明中，进一步的，为了便于控制被挤压的植物纤维物料的软化程度，第一轴 承套末端外侧壁上设有第一螺旋槽，第一轴承套末端径向上套装有冷却套，冷却套内侧壁 上设有与第一螺旋槽相对应的第二螺旋槽，第一螺旋槽和第二螺旋槽配合形成呈螺旋状的 冷却管道；法兰的外端面上设有连接温控器的多个电热圈。

在本发明中，进一步的，为了使植物纤维物料最终被挤压成型为颗粒状，出料模板 上设有切料旋转机构，该切料旋转机构包括固定在出料模板中心的主轴，主轴上套装有可 沿主轴径向旋转的刀座，靠近出料口的刀座一端设有多个刀具。

在本发明中，进一步的，变径螺杆为等螺槽深度变螺距的变径螺杆套，自进料口端 至下料通道端，变径螺杆的螺距逐渐减小。

在本发明中，进一步的，与变径螺杆相对应配合的反剪切螺套为变螺槽深度等螺 距的反剪切螺套，自进料口端至下料通道端，反剪切螺套的螺槽深度逐渐减小，反剪切螺套 的螺距从中间分段，反剪切螺套左侧的螺距大于反剪切螺套右侧的螺距。

在本发明中，进一步的，出料螺杆为等螺距变螺槽深度的出料螺杆，自下料通孔端 至出料口端，出料螺杆的螺槽深度逐渐减小。

在本发明中，进一步的，与出料螺杆相对应配合的出料螺套为变螺槽深度变螺距 的出料螺套，自下料通孔端至出料口端，出料螺套的螺槽深度、螺距均逐渐减小。

在本发明中，进一步的，出料模板上设有下料机构，该下料机构包括连接在出料模 板端部的下料外罩和与下料外罩相连通的出料管道，下料外罩与出料管道之间设有冷风 机。

在本发明中，进一步的，靠近出料模板一侧的第二轴承套径向上设有连接温控器 的多个电热圈。

第一电机驱动第一齿轮减速器转动，第一齿轮减速器通过联轴器带动第一传动轴 和变径螺杆转动，由进料口喂料进入的植物纤维粉末配料进入第一成型腔内，在变径螺杆 和反剪切螺套的挤压下，植物纤维粉末配料被初步挤压成线状料进入下料通道，线状料通 过下料通孔进入第二成型腔，在出料螺杆和出料螺套的第二次挤压下，线状料的密度进一 步增大，通过出料口挤出的物料最终由切料旋转机构切成颗粒，植物纤维颗粒在下料外罩 中，由冷风机吹冷风冷却的同时，被冷风机从出料管道中吹出。

本发明的有益效果是：1.本发明的植物纤维制粒机结构设计巧妙、使用安全、方 便，该植物纤维制粒机能大规模生产植物纤维颗粒，生产效率高，自动化程度高；2.本发明 的植物纤维制粒机能将植物纤维粉末配料加工成颗粒，可大规模的推广使用，从而减少塑 料制品造成的“白污染”；3.本发明的植物纤维制粒机采用螺杆与螺套配合旋转挤压的方 式，对植物纤维粉末配料进行两次挤压，从而增大所生产的植物纤维颗粒的密度；4.本发明 的植物纤维制粒机中采用冷风机对所制成的颗粒进行冷却，在保证颗粒物形状的同时，降 低了颗粒物之间相互粘结的概率，增大了所生产的植物纤维颗粒的合格率；5.本发明的植 物纤维制粒机采用螺旋状的冷却管道和多个电热圈对被加工的植物纤维粉末配料进行温 度控制，从而降低不合格率。

为了更清楚地说明本发明中的技术方案，下面对实施例描述中所使用的附图及附 图标记做简单介绍。

图1为本发明实施例实施例的结构示意图；

图2为图1的左视结构示意图；

图3为图1中A处的放结构示意大图；

图4为图1中B处的放结构示意大图。

附图标记说明：101-第一齿轮减速器、102-第一电机、103-联轴器、104-第一传动 轴、105-第一轴承套、106-变径螺杆、107-反剪切螺套、1-第一成型腔、108-进料口、109-法 兰、110-下料通道、201-第二传动轴、202-第二电机、203-第二轴承套、204-出料螺杆、205- 出料螺套、206-下料通孔、2-第二成型腔、207-出料口、208-出料模板、301-第一螺旋槽、 302-冷却套、303-第二螺旋槽、3-冷却管道、40-切料旋转机构、401-主轴、402-刀座、403-刀 具、50-下料机构、501-下料外罩、502-出料管道、503-冷风机。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图及实施例，对 本发明进行进一步详细说明，但是应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发 明，并不是对本发明权利要求的限制。

参见图1至图4所示，本发明实施例的植物纤维制粒机包括一级成型机构和二级成 型机构。

一级成型机构包括第一齿轮减速器101，该第一齿轮减速器由第一电机102通过皮 带、皮带轮驱动，第一齿轮减速器101的传动轴末端通过联轴器103衔接有第一传动轴104， 第一传动轴104外侧通过轴承套装有第一轴承套105，第一传动轴104末端套装有变径螺杆 106，该变径螺杆106位于第一传动轴104和第一轴承套105之间，变径螺杆106和第一轴承套 105之间设有与变径螺杆106相对应配合的反剪切螺套107，变径螺杆106和反剪切螺套107 形成第一成型腔1，第一轴承套105上设有与第一成型腔1相连通的进料口108，第一轴承套 105末端套装有法兰109，该法兰109内设有与第一成型腔1相连通的下料通道110。

在上述一级成型机构中，变径螺杆106为等螺槽深度变螺距的变径螺杆，自进料口 108端至下料通道110端，变径螺杆106的螺距逐渐减小；与变径螺杆106相对应配合的反剪 切螺套107为变螺槽深度变螺距的反剪切螺套，自进料口108端至下料通道110端，反剪切螺 套107的螺槽深度逐渐减小，反剪切螺套107的螺距从中间分段，反剪切螺套107左侧的螺距 大于反剪切螺套107右侧的螺距。

二级成型机构包括第二传动轴201，该第二传动轴201由第二电机202驱动，第二传 动轴201外侧通过轴承套装有第二轴承套203，第二传动轴201末端套装有出料螺杆204，该 出料螺杆204位于第二传动轴201和第二轴承套203之间，出料螺杆204和第二轴承套203之 间设有与出料螺杆204相对应配合的出料螺套205，在第二轴承套203、出料螺套204上均设 有与下料通道110相连通的下料通孔206，出料螺杆204和出料螺套205形成与下料通孔206 相连通的第二成型腔2，第二轴承套203末端套装有出料模板208，该出料模板208上设有多 个与第二成型腔2相连通的出料口207。

在上述二级成型机构中，出料螺杆204为等螺距变螺槽深度的出料螺杆，自下料通 孔206端至出料口207端，出料螺杆204的螺槽深度逐渐减小；与出料螺杆204相对应配合的 出料螺套205为变螺槽深度变螺距的出料螺套，自下料通孔206端至出料口207端，出料螺套 205的螺槽深度、螺距均逐渐减小。

为了便于控制被挤压的植物纤维物料的软化程度，第一轴承套105末端外侧壁上 设有第一螺旋槽301，第一轴承套105末端径向上套装有冷却套302，冷却套302内侧壁上设 有与第一螺旋槽301相对应的第二螺旋槽303，第一螺旋槽301和第二螺旋槽303配合形成呈 螺旋状的冷却管道3；法兰109的外端面上设有连接温控器的多个电热圈。

为了使植物纤维物料最终被挤压成型为颗粒状，出料模板208上设有切料旋转机 构40，该切料旋转机构40包括固定在出料模板208中心的主轴401，主轴401上套装有可沿主 轴401径向旋转的刀座402，靠近出料口207的刀座402一端设有多个刀具403。

为了方便收集加工形成的植物纤维颗粒物料，出料模板208上设有下料机构50，该 下料机构50包括连接在出料模板208端部的下料外罩501和与下料外罩相连通的出料管道 502，下料外罩501与出料管道502之间设有冷风机503。

在本发明实施例中，靠近出料模板208一侧的第二轴承套203的径向上设有连接温 控器的多个电热圈。

本发明实施例的工作原理是：由第一电机102驱动的第一齿轮减速器101通过联轴 器103带动第一传动轴104转动，变径螺杆106随第一传动轴104转动，待加工的植物纤维粉 末配料从进料口108进入第一成型腔1中，随着变径螺杆106的转动，第一成型腔1中的温度 升高，伴随着电热圈的加热，第一成型腔1中的植物纤维粉末配料逐渐被软化，在变径螺杆 106和反剪切螺套107的相互挤压下，软化的植物纤维粉末配料被挤压成线状料进入下料通 道110中；线状料通过下料通孔206进入第二成型腔2，由第二电机202驱动的第二传动轴201 带动出料螺杆204转动，线状料在出料螺杆204和出料螺套205的相互挤压下，被挤压成高密 度线状料从出料口207出料，由切料旋转机构40切成颗粒，植物纤维颗粒在下料外罩501中 由冷风机503冷却的同时，被冷风机503吹出出料管道502，从而形成相互之间不黏连、且高 密度的植物纤维颗粒。

在上述过程中，自进料口108端至下料通道110端，变径螺杆106和反剪切螺套107 的螺槽深度、螺距相互对应配合；自下料通孔206端至出料口207端，出料螺杆204和出料螺 套205的螺槽深度、螺距也相互对应配合，两次挤压过程保证了加工形成的植物纤维颗粒的 密度。

在上述过程中，呈螺旋状的冷却管道3内填充有用于冷却的自来水或冷却水，用于 控制因挤压形成的热膨胀，防止变径螺杆106、反剪切螺套107开裂。

应该指出，以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明的保护范围， 凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的 保护范围之内。