专利名称：一种竹材帚化碾压设备的制作方法
一种竹材帚化碾压设备技术领域
本发明提供了一种竹材帚化碾压设备，适于毛竹、慈竹、绿竹、水竹等杆茎的反复帚化、捶打和碾压以制取用于竹材人造板加工的定向竹纤维束。
背景技术：
我国竹材资源丰富，竹林面积已达538. I万公顷，竹子具有易于种植、生长速度快、周期短、一次造林可永续利用的特点。随着我国竹材产业的发展，竹材在家具、装修、地板、运输和建筑等领域得到广泛应用，但工业化利用过程中过分依靠毛竹的单一模式，致使毛竹材原料短缺，价格飙升，产品成本增加。
近年来，我国竹材板材化利用已经逐渐从竹条、竹片、竹篾或竹束等结构单元，过渡到竹纤维束或纤维化竹束，竹材加工设备也已经从只能加工大径级散生竹的毛竹设备逐渐拓展到小径级丛生竹的慈竹设备，但还存在大量手工操作、竹束纤维化不均匀、杂细胞过多等问题，最终造成生产的重组竹密度过大、施胶量过多等弊端。发明内容
本发明的目的是提供一种竹材帚化碾压设备，其可以弥补现有竹材板材化利用基本单位纤维化竹束加工设备的缺陷，可以高效的制取横向强度低且保留纵向强度的竹纤维束。
为实现上述目的，本发明采取以下设计方案
一种竹材帚化碾压设备，其包含有
—机架，为设备整体的支撑框架，该机架中具有可完成帚化、碾压和捶打的作业区域，所述的帚化、碾压和捶打的作业区域位于同一水平位置；
一帚化机构，至少包括一个固定在帚化作业区域的帚化辊组，该帚化辊组由上、下级两个成对的帚化辊构成，其中上级帚化辊上带有疏解齿，下级帚化辊为光辊或其上亦带有疏解齿；
一碾压机构，为固定在碾压作业区域的单个或成对组碾压辊；
—捶打机构,包括若干固定在捶打作业区域的敲打捶；
一可将待加工竹材传递输送而横穿帚化、碾压和捶打作业区域的传输机构；
一动力机构组，分别或共同为帚化机构、碾压机构、捶打机构和传输机构提供动力源。
所述竹材帚化碾压设备的帚化机构、碾压机构和捶打机构各为集中独立设置的单元，或该三个机构相互交叉混合设置。
所述竹材帚化碾压设备中，还可以进一步在机架中增设可完成去青的作业区域， 在所述帚化机构、碾压机构和捶打机构整合单元的前部加设一去青机构，该去青机构的主体功能部件采用金属丝刷辊或刨刀结构辊；所述的传输机构可将待加工竹材传递输送而横穿帚化、碾压、捶打和去青作业区域；所述的动力机构组分别或共同为帚化机构、碾压机构、捶打机构、去青机构和传输机构提供动力源。所述竹材帚化碾压设备中，所述帚化辊上的疏解齿为直角梯形齿或螺旋刀型齿；其为直角梯形齿时，齿斜腰的斜度为25 65°，各齿的下底长与两齿根部间距比为1/3 3/1。
所述竹材帚化碾压设备中，所述帚化辊上的疏解齿的齿高为待加工竹材壁厚的O. 3-0. 75倍；当上下级帚化辊同时具有疏解齿时，疏解齿的齿高为待加工竹材壁厚的0.3-0. 5 倍。
所述竹材帚化碾压设备中，所述帚化辊组的上、下级帚化辊采用速度差转动；所述加工材料的传递输送采取0-30°可调的曲线进料结构。
所述竹材帚化碾压设备中，对于未配设去青机构的竹材帚化碾压设备来说所述的动力机构组至少包括一个马达组，所述的传输机构为钢带或皮带传输机构，该马达组的输出端与帚化机构、碾压机构、捶打机构和传输机构的主动轴联动；或单独分离出捶打机构的动力机构，增加气压传动装置作为捶打机构的驱动机构。
所述竹材帚化碾压设备中，对于配设了去青机构的竹材帚化碾压设备来说所述的动力机构组包括一个可带动所有机构的大功率马达组；或包括若干马达组，分别驱动各单个机构或混合组合机构；各马达组的输出端与帚化机构、碾压机构、捶打机构、去青机构和传输机构中对应带动的机构的主动轴联动；或单独分离出捶打机构的动力机构，增加气压传动装置作为捶打机构的驱动机构
所述竹材帚化碾压设备中，所述成对组的帚化辊和成对组的碾压辊中，各对组的上下辊间距离为可调。所述竹材帚化碾压设备中，可以将去青机构、碾压机构、帚化机构和捶打机构各自装配成一个独立可拆卸的模块。
所述竹材帚化碾压设备中，所述竹材为去除竹节的竹杆。
本发明的优点是该设备通过对去节后的竹材杆茎帚化、捶打和碾压，可实现横向强度降低、纵向强度保留的竹纤维束的制取，同时对去除了竹节后的竹杆又进一步的去除了杂细胞，能解决竹青和竹黄不易胶合的弊病，可提高终极产品竹材人造板的力学强度和胶合强度。
图I为本发明竹材帚化碾压设备一实施例的构成示意图(主视)。
图2为图I所示实施例的构成示意图(侧视，局部剖)。
图3为本发明竹材帚化碾压设备帚化辊一优选实施例结构示意图。
图4为本发明竹材帚化碾压设备帚化辊的梯形疏解齿结构示意图。
图5为本发明竹材帚化碾压设备另一实施例的构成示意图(主视)。
下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步详细说明。
具体实施方式
参阅图I、图2所示，为本发明竹材帚化碾压设备一基础型的实施例，包括有机架1、传输机构2、帚化机构3、捶打机构4和碾压机构5。
首先，本发明竹材帚化碾压设备的主要用途是用于对竹材的进一步深加工(帚化、 捶打和碾压)，在进入本发明设备前，应将待加工的竹材进行先期处理去除竹节，可以采用“箭杆”去除竹材内横隔，对于小径的竹杆不必进行去除竹节。
所述的机架I为设备整体的支撑框架，其上设计了可容置帚化机构3、捶打机构4 和碾压机构5的帚化、捶打和碾压的作业区域，将这些作业区域设置于同一水平位置上。
所述的帚化机构、碾压机构和捶打机构可以是各为集中独立设置的单元，即若干个成对组的帚化辊相互挨着排列构成帚化作业区，随其后是由若干个单个或成对组的碾压辊挨着排列构成碾压作业区或是由若干个敲打捶挨着排列构成捶打作业区。
所述的帚化机构、碾压机构和捶打机构亦可以是相互交叉混合设置，如图I所示， 不限定个数的成对组的帚化辊和碾压辊相互间隔设置，在每两个辊(帚化辊和帚化辊；或帚化辊和碾压辊；或碾压辊和碾压辊)之间设立一个敲打捶。
所述的帚化机构3用于竹材的帚化分丝，可以是由一个或多个成对的帚化辊组成，固定在帚化作业区域。各组的上下级帚化辊即可是同时是具有疏解齿的结构，亦可是采用一优选方案上级的帚化辊具有疏解齿，而将下级帚化辊制为类似“钢锉”的“光辊”结构， 这样上下级帚化辊共同作用，下级帚化辊起到驱动作用，上级帚化辊起到帚化作用。所述的帚化辊31的疏解齿311—般设计为直角梯形或螺旋刀型，优选为前者。对于采用直角梯形的疏解齿，参见图3和图4，其几何参数的选定是齿斜腰的斜度(Z a)为25 65°，各齿的下底长LI与两齿根部间距L2比为1/3 3/1。这样的设计，梯形齿的的直角边具有矩形齿的垂直剪切力的效果，可以将竹材沿着维管束方向将竹材帚化开a保持合适的范围能防止竹材帚化开后的竹束挤压在缝隙处而造成竹材撕裂或不宜拔出；同时，LI和L2保持合理的比例能保证竹材帚化的效率和帚化后最终竹束的细度。
所述帚化辊的疏解齿的齿高可为输入的代加工材(竹杆)壁厚的O. 3 O. 75倍，且优选设计是让上下级帚化辊采用速度差(速度差控制在O lm/min范围内)运转，起到剪切作用。如果采用的是多组成对的帚化辊，前后组帚化辊上的疏解齿既可以采用同形状的齿，亦可采用不同形状的齿。
当上、下级的帚化辊同时具有疏解齿时，疏解齿的齿高h要小于输入的代加工材 (竹杆)壁厚 δ 的 O. 5 倍(O. 3 δ < h < O. 5 δ )。
这样的设计，使得在帚化分丝时，无论是上下级帚化辊同时都具有疏解齿，还是单一的上级帚化辊具有疏解齿，都可以保证分丝后的加工材宽度方向上逐级松散，厚度方向上错落分布，而在长度方向上保持纤维连续性的横向相连、纵向连续的“松散型”竹纤维束。
所述的捶打机构4包括若干固定在捶打作业区域的敲打捶，可以是由橡胶捶打头和驱动臂组成。一般处在帚化辊作业区域后，经过轻敲碎打，可以去除帚化过程中散落的薄壁细胞、石细胞等杂细胞，减少竹材人造板加工的用胶。
所述的碾压机构5用于竹束定向定厚整平作用，由单个或多个成对碾压辊组成， 碾压辊可均为光辊。
所述的传输机构2可以将待加工材料传递输送而横穿帚化、碾压和捶打作业区域，本实施例中，可以采用钢带或皮带运输。整个传输过程采取0-30°可调的曲线进料结构，可以通过将钢带或皮带运输的传动轮采用偏心轮结构或将前后的棍组设置的水平位置闻低略不同而实现。
在图I所示的实施例中，所述竹材帚化碾压设备的动力组(变速器)可以直接采用一个或多个马达，该马达组的输出端与帚化机构、碾压机构、捶打机构和传输机构的主动轴5联动，通过链条或齿轮直接驱动帚化机构、捶打机构、碾压机构和传输机构；如果是同时利用一组变速器驱动帚化机构、捶打机构、碾压机构和传输机构，传动轮应选择偏心轮，或将捶打机构单独驱动。
图5示出了本发明的又一实施例，其是在上述实施例的基础结构上又加入了一去青机构6，其设置在帚化机构、碾压机构和捶打机构整合单元的前面，该去青机构的主体功能部件采用金属丝刷辊或刨刀结构辊(螺旋刨刀装置、旋刨式刨刀或磁吸式刨刀)，目的是去除竹材外表面蜡质薄层。此结构下的动力机构组可以是一个可带动所有机构的大功率马达组；或是若干个马达组，分别驱动各单个机构或混合组合机构，混合组合机构是指这些机构的任何组合形式，如第一个马达组驱动帚化机构3和碾压机构5，第二个马达组驱动捶打机构4，第三个马达组驱动去青机构6，第四个马达组驱动加工材的传输机构2 ;各马达组的输出端与帚化机构、碾压机构、捶打机构、去青机构和传输机构中对应带动的机构的主动轴联动。
所述成对组的帚化辊和成对组的碾压辊中，各对组的上下辊间距为可调。实现其可调的具体结构方式可以采用手轮7 (如图2中所示)或电动螺旋结构，可以分为粗调和细调。
另外，本发明竹材帚化碾压设备可以采用模块化设计和装配，可以是将去青机构、 碾压机构、帚化机构和捶打机构单独装配成一个独立可拆卸的模块，根据生产需要按一定顺序排列组合他们的级数。模块化设计的目的是方便设备的加工、运输、装配和维修，到现场根据生产线需要装配设备长度。同时，针对具体竹种特性可以将每个机构单一标准化，有利于设备的生产和推广。
在上述两主形式的设备中，对于图I所示的基础型竹材帚化碾压设备中，所述的动力机构组至少包括第一马达组201，所述的传输机构为钢带或皮带传输机构，该马达组的输出端与帚化机构3、碾压机构5、捶打机构4和传输机构2的主动轴联动；或单独分离出捶打机构的动力机构，增加气压传动装置203作为捶打机构的驱动机构。对于图3所示的竹材帚化碾压设备中，所述的动力机构组至少包括第一和第二两个马达组201、202，所述的传输机构为钢带或皮带传输机构，第一马达组201的输出端与帚化机构3、碾压机构5、捶打机构4和传输机构2的主动轴联动；或单独分离出捶打机构的动力机构，增加气压传动装置作为捶打机构的驱动机构；所述的第二马达组202的输出端通过钢带或皮带传输机构与去青机构7的主动轴联动。
上述各实施例可在不脱离本发明的范围下加以若干变化，故以上的说明所包含及附图中所示的结构应视为例示性，而非用以限制本申请专利的保护范围。
权利要求
1.一种竹材帚化碾压设备，其特征在于包含有一机架，为设备整体的支撑框架，该机架中具有可完成帚化、碾压和捶打的作业区域， 所述的帚化、碾压和捶打的作业区域位于同一水平位置；一帚化机构，至少包括一个固定在帚化作业区域的帚化辊组，该帚化辊组由上、下级两个成对的帚化辊构成，其中上级帚化辊上带有疏解齿，下级帚化辊为光辊或其上亦带有疏解齿；一碾压机构，为固定在碾压作业区域的单个或成对组碾压辊；一捶打机构，包括若干固定在捶打作业区域的敲打捶；一可将待加工竹材传递输送而横穿帚化、碾压和捶打作业区域的传输机构；一动力机构组，分别或共同为帚化机构、碾压机构、捶打机构和传输机构提供动力源。
2.根据权利要求I所述的竹材帚化碾压设备，其特征在于所述的帚化机构、碾压机构和捶打机构各为集中独立设置的单元，或该三个机构相互交叉混合设置。
3.根据权利要求2所述的竹材帚化碾压设备，其特征在于在机架中增设可完成去青的作业区域，在所述帚化机构、碾压机构和捶打机构整合单元的前部加设一去青机构，该去青机构的主体功能部件采用金属丝刷辊或刨刀结构辊；所述的传输机构可将待加工竹材传递输送而横穿帚化、碾压、捶打和去青作业区域；所述的动力机构组分别或共同为帚化机构、碾压机构、捶打机构、去青机构和传输机构提供动力源。
4.根据权利要求I或3所述的竹材帚化碾压设备，其特征在于所述帚化辊上的疏解齿为直角梯形齿或螺旋刀型齿；其为直角梯形齿时，齿斜腰的斜度为25 65°，各齿的下底长与两齿根部间距比为1/3 3/1。
5.根据权利要求I或3所述的竹材帚化碾压设备，其特征在于所述帚化辊上的疏解齿的齿高为待加工竹材壁厚的O. 3-0. 75倍；当上下级帚化辊同时具有疏解齿时，疏解齿的齿高为待加工竹材壁厚的O. 3-0. 5倍。
6.根据权利要求I或3所述的竹材帚化碾压设备，其特征在于所述帚化辊组的上、下级帚化辊采用速度差转动；所述加工材料的传递输送采取0-30°可调的曲线进料结构。
7.根据权利要求I所述的竹材帚化碾压设备，其特征在于所述的动力机构组至少包括一个马达组，所述的传输机构为钢带或皮带传输机构，该马达组的输出端与帚化机构、碾压机构、捶打机构和传输机构的主动轴联动；或单独分离出捶打机构的动力机构，增加气压传动装置作为捶打机构的驱动机构。
8.根据权利要求3所述的竹材帚化碾压设备，其特征在于所述的动力机构组包括一个可带动所有机构的大功率马达组；或包括若干马达组，分别驱动各单个机构或混合组合机构；各马达组的输出端与帚化机构、碾压机构、捶打机构、去青机构和传输机构中对应带动机构的主动轴联动。
9.根据权利要求I或3所述的竹材帚化碾压设备，其特征在于所述成对组的帚化辊和成对组的碾压辊中，各对组的上下辊间距离为可调。
10.根据权利要求I或3所述的竹材帚化碾压设备，其特征在于将去青机构、碾压机构、帚化机构和捶打机构各自单独装配成一个可拆卸的模块。
全文摘要
一种竹材帚化碾压设备，包含一机架，具有可完成帚化、碾压、捶打和去青的作业区域；一帚化机构，至少包括一个帚化辊组，该帚化辊组由上、下级两个成对的帚化辊构成，其中上下级两个帚化辊中至少是上级帚化辊上带有疏解齿；一碾压机构，为单个或成对组碾压辊；一捶打机构，包括若干敲打捶；一去青机构，采用金属丝刷辊或刨刀结构去青；一可将待加工材料传递输送而横穿帚化、碾压和捶打作业区域的传输机构；一动力机构组，分别或共同为帚化机构、碾压机构、捶打机构、去青机构和传输机构提供动力源。该设备能高效制取横向强度低且保留纵向强度的竹纤维束。去青机构、碾压机构、帚化机构和捶打机构均采用模块化设计，可根据设计成套拆装。
文档编号B27L11/00GK102909767SQ20121041386
公开日2013年2月6日 申请日期2012年10月25日 优先权日2012年10月25日
发明者程海涛, 王戈, 罗金海, 费本华 申请人:国际竹藤中心