一种竹材击打开纤机

1.本发明涉及竹材加工和利用领域，尤其涉及一种竹材击打开纤机。

背景技术：

2.竹材属茎秆类植物，竹材中的维管束沿长度方向平行排列，维管束中包含纤维束，竹材可以看成是由纤维束和薄壁基体组织组成的复合材料，属于单向纤维增强复合材料。竹材软化后，纤维束强度远大于基体组织强度，且纤维束和基体之间属弱界面连接。竹纤维指的是由单纤维连接成的束纤维或纤维束。竹原纤维作为新型天然纤维，已开始应用于床垫、汽车内饰等复合材料领域。
3.目前竹纤维机械分离方法主要是梳解法、碾压法，这些方法主要通过对软化后的竹材施加拉、压载荷破坏竹材基体组织来分离竹纤维。
4.梳解设备简单、体积小，但是梳解法加工出的竹纤维长短不一。碾压法通过成对辊连续挤压来分离竹纤维，再通过后续加工能获得长度一致的纤维，纤维分离效果较好，已开始在国内竹纤维生产线中得到应用。现有的碾压开纤技术，采用的碾压开纤机一般通过上下成对压辊对竹片施加挤压载荷，实现竹纤维的分离，主要有以下缺点：
5.1)施加的挤压载荷破坏基体的同时，对竹纤维束的物理结构和强度也有不同程度的损伤。
6.2)基体组织由于挤压力的作用，附着于纤维束表面不易脱落，增加了纤维后处理的负担。
7.3)加工中，随着纤维分离，会出现纤维缠绕压辊及其导致的纤维断裂现象。
8.而竹材纤维的梳解和碾压设备都是在麻类加工设备基础上改造的，其存在的弊病也是显而易见的。目前在市场上，还没有竹纤维的专用加工设备。近年来公开的一些专利，如“一种分层提取竹纤维的方法”、“一种脱层成纤的装置及方法”及“竹筒锥模开纤机”，都试图提出新的竹纤维的机械分离方法，以提高纤维机械分离技术，但是效果均不太理想。
9.竹片手工敲击开纤是实验室制备纤维束的一种方法，通过对软化处理的竹片进行反复敲击，达到破坏基体组织来分离束纤维的目的，该方法通过对适度软化竹片进行反复敲击，可以获得分离均匀的纤维束，而且由于敲击力不大，对纤维损伤小。
10.本发明依据竹片手工敲击开纤的方法，结合以上竹材结构及特性分析，发现：敲击竹片时，由于竹材两相的强度差异，通过敲击力可破坏基体组织；同时反复击打竹片使其基体裂纹扩展，恰好符合竹材两相间的弱界面特性，从而导致了纤维束脱粘分离；所以，敲击法分离竹纤维是科学合理的。
11.因此，本发明依据实验室手工敲击开纤法，提出击打竹片的开纤机，充分利用竹材结构和性能特点，改变了开纤加载方式；通过对竹片径向连续击打开纤，最大限度地保持竹纤维物理结构和强力，同时击打振动有助于基体脱落；而且运用链板传送竹片配合连续击打，从根本上解决现有碾压开纤中纤维缠辊及纤维断裂的问题。

技术实现要素：

12.本发明要解决的技术问题，在于提供一种竹材击打开纤机，以提高竹纤维的加工质量。
13.本发明是这样实现的：
14.一种竹材击打开纤机，包括机架、进料装置、传输装置和击打装置，所述传输装置为链板式输送结构，包括安装于所述机架两端的链轮以及由所述链轮带动的链板传输带，所述链板传输带由间隔设置于所述机架上的滚轴支撑；所述进料装置包括进料架以及设置于所述进料架上的进料导板，所述进料装置位于所述传输装置的前端，且所述进料导板的位置与上链板相适应；所述击打装置位于所述传输装置的上方，所述击打装置包括间隔安装于所述机架上的击打架、若干个联排设置于所述击打架上的可上下移动的击打锤，所述击打锤的排数与所述滚轴的数目相同，且击打面中心对应于上层滚轴(支撑上链板的滚轴)的轴线。
15.进一步地，所述进料导板表面开设有若干个平行的导向槽，所述导向槽与所述滚轴垂直且位置与所述击打锤相对应，所述导向槽的宽度小于所述击打锤的直径。优选地，所述进料导板呈一定角度向所述上链板方向倾斜。
16.进一步地，所述击打锤的击打头为圆柱形(或方柱形)，所述击打头的击打面上间隔设置矩形齿或梯形齿，且方向与竹片进料顺纹方向垂直；所述矩形齿或梯形齿的中间齿端面对称于击打面中心线，其余齿按中间齿对称分布。
17.进一步地，所述击打锤通过气缸活塞杆驱动机构连接于所述击打架。
18.更进一步地，所述气缸活塞驱动机构包括设置于所述击打架顶梁的气缸、气缸内的活塞杆，所述活塞杆的端部连接有移动横梁，所述击打锤联排设置于所述移动横梁下方，所述移动横梁在气缸活塞杆的推动下带动所述击打锤上下移动。
19.更进一步地，所述击打架的两侧梁柱相对面设有导轨，所述移动横梁通过在两端设置滚轮使滚轮沿所述导轨上下移动。
20.更进一步地，所述活塞杆端部与固定在所述移动横梁上的耳板通过销轴连接。
21.更进一步地，每排所述击打锤以所述活塞杆端部为中心在所述移动横梁上对称分布。
22.更进一步地，所述击打锤与所述移动横梁通过螺纹连接，并通过螺母和防松垫片紧固。所述移动横梁上螺纹孔的螺纹起始点位置相同，以保证每排击打锤齿向一致时，与链板间隙相同。
23.进一步地，所述传输装置包括减速电机、联轴器、主动链轮、从动链轮、链板和链条，所述减速电机通过所述联轴器带动所述主动链轮转动，所述链轮通过所述链条带动所述从动链轮运动，使装在所述链条上的所述链板连续运动，从而完成竹片的连续直线输送；所述主动链轮及所述从动链轮均通过带轴承的支座安装在所述机架上。
24.本发明具有如下优点：
25.1)本发明提出的竹材击打开纤机，可实现竹材的连续击打从而开纤，符合竹材结构特点和力学原理，利用竹材横向加载纵向开裂特性，能有效减轻开纤过程中对纤维的损伤，保持纤维组织完整。击打震动力还有助于基体组织的脱落。
26.2)本发明通过链板传输竹片，从根本上避免了目前竹材碾压开纤过程中，出现的
纤维缠辊、拉断等现象。由于该设备对竹片无刚度要求，对竹片去黄后加工，可以减少现有工艺开纤后的除尘除杂设备。
27.3)加载部分运用气动装置，可以根据进料竹片的厚度，通过调整活塞行程来调节击打面与链板的间隙，改变了碾压设备中对辊开纤间隙不可调的状况，提高加载力的精度即是提高开纤质量；同时单排独立击打头便于更换。
28.4)本发明应用链板传输方式，不但链板可以承受一定冲击力，而且可以在击打架之间增加辅助循环压力水冲击开纤，能进一步提高开纤效果，同时减少生产线中纤维清洗设备，优化加工工艺，提高加工效率。
29.5)该设备对竹片长度不限制，可以按使用要求对定长竹片加工，获得定长纤维；可以去除目前碾压工艺中的纤维切断工序及设备。对定长竹片加工时，竹片可横向进料，用方柱形打击锤，便于纤维的后续整理。
附图说明
30.下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。
31.图1为本发明的结构示意图。
32.图2为图1的后视图。
33.图3为省略击打装置的结构示意图。
34.图4为图3的正视图。
35.图5为单排击打装置的结构示意图。
36.图6为击打锤的结构示意图。
37.图7为图6击打锤的仰视图。
具体实施方式
38.一种竹材击打开纤机，由进料部分1、传输装置2、击打装置3、机架4组成，如图1、图2所示。进料部分1由进料架11及进料导板12组成，进料导板12上开有若干平行导向槽121。进料架11高度与传输带适应，导向槽121个数为双数，位置与下述的击打锤36对应，且宽度小于击打锤直径。
39.竹片传输装置2如图3、图4所示，由电机通过链传动带动链板传送带，使竹片连续运动。减速电机21通过联轴器带动链板25两侧的主动链轮22转动，主动链轮22通过链条23带动从动链轮24运动，使装在链条23上的链板25连续运动，从而完成竹片的连续直线输送。主动链轮22及从动链轮24均通过带轴承的支座安装在机架4上。传输链板25上下面均由滚轴26支撑。滚轴26通过轴承座27安装在机架4上(图3)。滚轴26沿链板运动方向平行安装，数目与击打头排数相同，且上层滚轴轴线与下述的击打锤36中心须对应，以保证击打力由滚轴26承担。
40.击打装置3如图5所示，击打架31安装在机架4上，气缸32底部通过螺栓连接安装在击打架31顶部梁上，活塞杆33端部与焊接在移动横梁34上的耳板35通过销轴连接，击打锤36连接端与移动横梁34通过螺纹连接，并用螺母361及一对楔形防松垫片362紧固。击打架31可用槽钢焊接，两面侧梁柱开口相对作为导轨37，击打架31两侧导轨下端焊接连接板38并通过螺栓与机架4连接。移动横梁34两端装有滚轮39，可沿导轨37上下移动。气缸32通过
安装在移动横梁34上的击打锤36上下往复运动敲击竹片。
41.具体设置如下：
42.1)机械击打装置。击打架31沿机架4均匀排列，且在满足安装的条件下紧密排列，数量20-30个或更多。击打架31上击打锤36的数量2-8个且为双数，按气缸32对称分布，击打锤36的击打头为圆柱形，直径为80mm-150mm，击打面为平面；击打面中心应对应上链板支撑辊26的轴线，使竹片在持续击打下逐渐开纤。击打时，每排击打锤应分别依次击打，使链板传输带受到的阻力最小。
43.如图6、图7所示，击打锤36的击打面设有3-5个平行矩形齿363(或梯形齿)，且方向与竹材进料方向垂直(竹片顺纹方向)。矩形齿363的中间齿端面对称于击打面中心线，使中间齿下方的滚轴26相应承力，其余齿则按中间齿对称分布。齿顶厚度3-5mm，间距10-15mm，齿高5-8mm。
44.2)气缸活塞推动移动横梁沿击打架导轨37上下移动，带动击打锤36击打竹片。加载装置运用气动加击打头组合，击打面与链板最小间隙可调整，加载力根据进料竹片的厚度和软化程度可调控。击打载荷按竹材运动开纤方向逐渐减小。机械击打频率为30-50次/min。
45.3)链板传输与击打配合的方式。链板传输带运动速度为慢速，大约为3-5m/min，不影响击打锤的冲击作用，同时与击打频率相配合，使竹片连续受载。
46.利用上述竹材击打开纤机进行竹材击打开纤的工艺如下：
47.首先对整竹去竹根、竹稍后再去除竹节心，接着将整竹在开片机上分片，一般不少于4片，然后对竹片100进行碱处理或水热处理，软化后的含水率不低于60％，将竹片放置于导向槽121内，在上述设备上进行击打开纤加工，使竹材基体破坏，竹纤维分离。
48.虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。

技术特征：

1.一种竹材击打开纤机，其特征在于：包括机架、进料装置、传输装置和击打装置，所述传输装置为链板式输送结构，包括安装于所述机架两端的链轮以及由所述链轮带动的链板传输带，所述链板传输带由间隔设置于所述机架上的滚轴支撑；所述进料装置包括进料架以及设置于所述进料架上的进料导板，所述进料装置位于所述传输装置的前端，且所述进料导板的位置与上链板相适应；所述击打装置位于所述传输装置的上方，所述击打装置包括间隔安装于所述机架上的击打架、若干个联排设置于所述击打架上的可上下移动的击打锤，所述击打锤的排数与所述滚轴的数目相同，且击打面中心对应于上层滚轴的轴线。2.根据权利要求1所述的竹材击打开纤机，其特征在于：所述进料导板表面开设有若干个平行的导向槽，所述导向槽与所述滚轴垂直且位置与所述击打锤相对应，所述导向槽的宽度小于所述击打锤的直径。3.根据权利要求1所述的竹材击打开纤机，其特征在于：所述击打锤的击打头为圆柱形或方柱形，所述击打头的击打面上间隔设置矩形齿或梯形齿，且方向与进料时竹片顺纹方向垂直；所述矩形齿或梯形齿的中间齿端面对称于击打面中心线，其余齿按中间齿对称分布。4.根据权利要求1所述的竹材击打开纤机，其特征在于：所述击打锤通过气缸活塞杆驱动机构连接于所述击打架。5.根据权利要求4所述的竹材击打开纤机，其特征在于：所述气缸活塞驱动机构包括设置于所述击打架顶梁的气缸、气缸内的活塞杆，所述活塞杆的端部连接有移动横梁，所述击打锤联排设置于所述移动横梁下方，使所述移动横梁在气缸活塞杆的推动下带动所述击打锤上下移动。6.根据权利要求5所述的竹材击打开纤机，其特征在于：所述击打架的两侧梁柱相对面设有导轨，所述移动横梁通过在两端设置滚轮使滚轮沿所述导轨上下移动。7.根据权利要求5所述的竹材击打开纤机，其特征在于：所述活塞杆端部与固定在所述移动横梁上的耳板通过销轴连接。8.根据权利要求5所述的竹材击打开纤机，其特征在于：每排所述击打锤以所述活塞杆端部为中心在所述移动横梁上对称分布。9.根据权利要求5所述的竹材击打开纤机，其特征在于：所述击打锤与所述移动横梁通过螺纹连接，并通过螺母和防松垫片紧固；所述移动横梁上螺纹孔的螺纹起始点位置相同。10.根据权利要求1所述的竹材击打开纤机，其特征在于：所述传输装置包括减速电机、联轴器、主动链轮、从动链轮、链板和链条，所述减速电机通过所述联轴器带动所述主动链轮转动，所述链轮通过所述链条带动所述从动链轮运动，使装在所述链条上的所述链板连续运动，从而完成竹片的连续直线输送；所述主动链轮及所述从动链轮均通过带轴承的支座安装在所述机架上。

技术总结

本发明涉及竹材加工和利用领域，尤其涉及一种竹材击打开纤机。包括机架、进料装置、传输装置和击打装置，所述传输装置为链板式输送结构；所述进料装置位于所述传输装置的前端，包括进料架以及设置于所述进料架上的进料导板；所述击打装置位于所述传输装置的上方，包括间隔安装于所述机架上的击打架、若干个联排设置于所述击打架上的可上下移动的击打锤。本发明充分利用竹材结构和性能特点，改变了开纤加载方式；通过从竹片径向连续击打开纤，最大限度地保持竹纤维物理结构和强力，同时击打振动有助于基体脱落；而且运用链板传送竹片配合连续击打，从根本上解决现有碾压开纤中纤维缠辊及纤维断裂的问题。纤维断裂的问题。纤维断裂的问题。