本发明涉及竹材开纤设备，具体地涉及一种竹筒开纤装置。
背景技术：
竹纤维是从竹子中提取的，通过一系列机械方法制备的天然绿色纤维产品。竹纤维具有天然抗菌性、优良的透气性、独特的回弹性、瞬间吸水性和防缩水性及较强的纵向和横向强度等优良特性，集天然纤维与人造纤维的优点于一体，是一种环保性纤维。
现有技术中对竹材的软化去隔处理，首先选用0.5-2.5年生的新鲜竹材，比如，慈竹、绿竹、青皮竹、毛竹等，再将竹材依据外径的粗细不同和是否带有明显缺陷进行分类，缺陷主要包括过度弯曲、折断等；选取外径区间相似的笔直度好的竹材进行去竹隔处理，即打通整个竹材中的各个竹隔。再将整竹进行蒸煮、火烤或碱液水浴等软化处理。
目前工业上获取竹纤维较为成熟的方式包括碾压法和梳解法。碾压法主要通过碾压方式处理软化后的竹材，使竹材产生龟裂，使纤维剥离成纤。该方法由于碾压力不能很好契合不同规格的竹材，导致竹材产生的裂纹分布不均匀，影响粗纤的获取率；而梳解法通常采用机械梳针滚轮将经过软化的竹片梳解成粗竹纤维，该方法对竹纤维的性能损伤较大。以上方法加工出的竹纤维长短不一，粗细不匀，纤维获得率低，纤维损伤强度较高。
技术实现要素：
为克服现有设备存在的缺陷，本发明在于提供一种竹筒开纤装置，竹筒放入管套中，锥模向下挤压竹筒，竹筒裂解成纤，从机具台的通孔收集竹纤维，竹筒均匀成纤，操作方便快捷。
本发明是这样实现的：
一种竹筒开纤装置，包括锥模与管套，所述管套开设有能容纳竹筒的通道，所述管套的下端设有能卡住竹筒的限位环，所述锥模能穿过所述通道与所述限位环。
进一步地，还包括机具台，所述机具台开设有通孔，所述管套固定连接于所述机具台，所述锥模还能穿过所述通孔。
进一步地，所述限位环设有倒角。
进一步地，所述锥模包括连接部与锥状部，所述连接部与锥状部的一端固定连接，所述锥状部的另一端成锥角，所述锥状部具有分段式的梯度面。
进一步地，所述锥状部的长度大于所述竹筒的长度。
进一步地，所述锥状部的表面设有第一螺纹线。
进一步地，所述第一螺纹线与所述锥状部是一体的。
进一步地，所述管套的内壁设有第二螺纹线。
进一步地，所述第二螺纹线与所述管套是一体的。
本发明的优点在于：本发明的竹筒开纤装置设计巧妙，制作简单，竹筒放入管套中，锥模向下挤压竹筒，竹筒裂解成纤，快速有效地将软化处理后的竹筒整段制备成优质定长的竹纤维，实现竹筒均匀成纤，大幅度节省了竹纤维的生产时间，提高了竹材利用率，提高了生产效率。
【附图说明】
下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。
图1是本发明的竹筒开纤装置的结构示意图。
图2是图1的竹筒开纤装置的剖视图。
图3是本发明中竹筒的结构示意图。
图4是本发明实施例一中锥模的结构示意图。
图5是本发明实施例一中管套的结构示意剖视图。
图6是本发实实施例二中锥模的结构示意图。
图7是本发明实施例三中管套的结构示意图。
图中附图标记表示为：
1-锥模，11-连接部，12-锥状部，121-锥角，122-第一螺纹线，2-管套，21-通道，22-限位环，221-倒角，212-第二螺纹线，3-机具台，31-通孔，4-竹筒。
【具体实施方式】
请参阅图1至图5，本发明的实施例一。
一种竹筒开纤装置，包括锥模1与管套2，所述管套2开设有能容纳竹筒4的通道，所述管套2的下端设有能卡住竹筒4的限位环22，所述锥模1能穿过所述通道21与所述限位环22。这样，将软化后的竹筒4放在管套2内，竹筒4卡在限位环22，锥模1抵住竹筒4，然后施加外载荷推动锥模1向下进给，软化后的竹筒4在管套2的环向约束力与锥模1的挤压力的作用下，开裂成竹纤维；管套2的设计，使得竹筒4在受到轴向压力的同时，也能防止竹筒4出现失稳现象，利于竹筒4在锥模1作用下顺利开纤，保证竹纤维的质量。
还包括机具台3，所述机具台3开设有通孔31，所述管套2固定连接于所述机具台3，所述锥模1还能穿过所述通孔31。其中，所述管套2通过螺纹固定连接于所述机具台3，管套2的通道21通过限位环22的开口与机具台3的通孔31连通。这样竹筒4开纤后，竹纤维落到机具台3，然后从通孔31收集竹纤维。
所述限位环22设有倒角221。这样竹筒4中各个纤维层在挤压下分层开裂，又便于竹纤维从管套2移动到机具台3。
所述锥模1包括连接部11与锥状部12，所述连接部11与锥状部12的一端固定连接，所述锥状部12的另一端成锥角121，所述锥状部12具有分段式的梯度面。其中连接部11连接于冲压机械的冲压头(未图示)，机具台3平放在冲压机械的冲压平台(未图示)上，锥模1的中轴线与机具台3的通孔31的中轴线重合。锥模1的分段式梯度设计符合竹材的几何结构特征，尤其适合竹材非均匀梯度的材料特性。竹筒4可视为由一系列竹纤维层叠合而成的层合结构，纤维层中竹纤维的密度从竹黄层到竹青层依次增大。锥模1的分段式梯度设计有利于竹纤维分层开裂，从而实现竹青层与竹黄层的分离，从而得到优质竹纤维。随着锥模1不断向下施加载荷，锥模1与软化处理后的竹筒4的接触面积不断增大；锥模1的梯度面不断挤压竹筒4上端面的竹黄层，由于竹青层和竹黄层纤维的含量与密度不同，致使竹筒4上端出现层状开裂。
所述锥状部12的长度大于所述竹筒4的长度。这样有利于竹筒4在锥模1轴向加载的过程中分散轴向力，尽可能多的使竹筒4内外壁受到挤压力，便于竹筒4开纤，且防止竹筒4轴向失稳。
本发明的竹筒开纤装置设计巧妙，制作简单，使用时，将竹筒4放入管套2中，锥模1向下挤压竹筒4，竹筒4裂解成纤，从机具台3的通孔31收集竹纤维；能快速有效地将软化处理后的竹筒4整段制备成优质定长的竹纤维，实现整段竹筒4均匀开纤，大幅度节省了竹纤维的生产时间，提高了竹材利用率，提高了生产效率；成本低廉，操作简便，突破了传统制纤的思维。
请再参阅图6，本发明的竹筒开纤装置的实施例二。
所述锥状部12的表面设有第一螺纹线122。所述第一螺纹线122与所述锥状部12是一体的。优选的，第一螺纹线122是通过刀具在锥状部12的表面加工而成；锥模1是金属材质的锥模1，尤其，锥模1是钢铁锥模1；这样，在锥模1向下挤压竹筒4时，第一螺纹线122使压力更加均匀地集中作用于竹筒4，使竹筒4的纤维层不断分离，竹筒4开纤。其中未述部分参考本发明的实施例一。
请再参阅图7，本发明的竹筒开纤装置的实施例三。
所述管套2的内壁设有第二螺纹线212。所述第二螺纹线212与所述管套2是一体的。优选的，第二螺纹线212是通过刀具在管套2的内壁加工而成；管套2是金属材质的管套2，尤其，管套2是钢铁管套2；这样，随着锥模1不断的向下进给，由于管套2的环向束缚，竹筒4外表面不断与管内壁的第二螺纹线212挤压，逐渐增大的层状纤维层被迫发生相对运动，纤维层脱粘滑移，纤维层不断分离，竹筒4产生裂纹，竹筒4壁层合结构破坏，竹筒4完成开纤。其他未述部分参考本发明的实施例一。
本发明的竹筒开纤装置的实施例四。
所述锥状部12的表面设有第一螺纹线122。所述第一螺纹线122与所述锥状部12是一体的。所述管套2的内壁设有第二螺纹线212。所述第二螺纹线212与所述管套2是一体的。
其他未述部分请参考本发明的实施例二与实施例三。
本发明的竹筒开纤装置的实施例五。
本发明的竹筒开纤装置安装在万能力学试验机上，锥模1的连接部11固定连接于万能力学试验机的冲压头(未图示)，机具台3放置在万能力学试验机的工作平台(未图示)上，锥模1的中轴线与机具台3的通口的中轴线重合。这样，通过与万能力学试验机相连的计算机研究不同载荷和加载速度等因素对竹筒4开纤的影响，以及研究竹筒4开纤过程中竹筒4表面的应力的变化情况，为竹筒4开纤的机理分析提供试验依据；当本发明的竹筒开纤装置安装在其他冲压机械上时，就能快速开纤，为以后优化设计竹筒开纤机械设备提供设计思路。其他未述部分请参考本发明的实施例一。
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。