[發明專利]木質纖維再生型材成型裝置

有效

• 申請號: 201310737342.7
• 申請日: 2013-12-26
• 公開（公告）號: CN103722765A
• 公開（公告）日: 2014-04-16
• 發明（設計）人: 馮彥洪;馬鵬濤;瞿金平;何和智;鄒新良
• 申請（專利權）人: 華南理工大學;廣州華新科實業有限公司
• 主分類號: B30B11/24
• 分類號: B30B11/24;B30B15/34;B30B15/00
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 謝偉;王朔

技術領域

本發明涉及再生型材成型技術領域，特別是涉及一種木質纖維再生型材成型裝置。

背景技術

近年來，焚燒農林廢棄物引起的環境問題受到人們越來越多的關注，農林廢棄物主要來自于農林作物在收獲和加工過程中產生的廢棄物，我國每年產生的各種農林廢棄物總量達15億噸，除一部分用于造紙、發電、農村生活能源等，其中絕大部分都未能得到有效、充分的利用，如能將這些寶貴的生物質資源轉化為材料，其經濟、社會效益將是十分顯著的。

目前我國對含有大量木質纖維的農林廢棄物的利用主要是將長條的木質纖維做切斷和烘干處理后，通過壓輥式顆粒成型機、活塞沖壓式成型機和螺旋式成型機等制成生物質致密成型燃料，但由于含有大量木質纖維的農林廢棄物的含水量一般比較高，需要花費大量的人力和物力將其烘干并切斷處理后才能進行生產。其次，其生成生物質致密成型燃料做燃燒之用，含有大量木質纖維的農林廢棄物亦未能得到有效、充分的利用。

發明內容

基于此，有必要針對現有技術缺陷，提供一種能將大量木質纖維的農林廢棄物生產為可用型材使其得到有效、充分利用，結構簡單，對原料適應范圍廣，能耗低，效率高，生產的再生型材綜合性能好，可進行大規模工業生產的木質纖維再生型材成型裝置。

其技術方案如下。

一種木質纖維再生型材成型裝置，包括對再生型材進行加工的擠出成型機構和對該擠出成型機構進行驅動的驅動機構；該擠出成型機構包括具有內腔的機筒，該機筒上設置有加熱器，機筒的側壁上設置有透氣通槽，該透氣通槽與該機筒的內腔相通。

本技術方案木質纖維再生型材成型裝置是在生物質壓縮成型基礎理論的基礎上提出來的，擠出成型機構在壓縮初期，較低的壓力傳遞至纖維中，使松散堆積的纖維排列結構開始改變，纖維內部空隙率減少。同時機筒保持一定的溫度，當在機筒內堆積的物料增多，壓力增大，纖維團在壓力作用下破裂，變成更加細小的纖維，并發生變形或塑性流動，充填空隙，纖維間更加緊密地接觸而互相嚙合。同時，纖維固有組分木質素是最好的內在粘結劑，當溫度為70～110℃時軟化具有黏性，140℃～180℃時塑化且粘結力增加，到200～300℃時軟化程度加劇，黏性增高，施加一定壓力，可使其與纖維素緊密粘結，機筒在各個不同的部位都設置有加熱器，在加熱型材將多余水分從透氣通槽排出以使得型材適合成型制作的同時，還可根據木質素的特性進行溫度調節，以配合擠出成型機構對型材進行處理。此外，纖維中的水分流動于纖維團間，在壓力作用下，與果膠質或糖類混合形成膠體，起粘結劑的作用，還可降低木質素的玻璃化轉變溫度的作用，使纖維在較低加熱溫度下成型，冷卻后即形成具有一定形狀、密度、表面緊密且無裂紋、挺直、密度均勻、具有連續式木質纖維的型材。

在其中一個實施例中，所述機筒包括相互連接的料筒和口模筒；料筒為內部設有擠壓腔的中空結構，擠壓腔內設置有螺桿組，料筒還設置有與擠壓腔相通的進料口和出料口，螺桿組沿擠壓腔內朝向出料口的方向布置，螺桿組包括至少兩根相互嚙合并異向旋轉工作的螺桿。采用相互嚙合并異向旋轉工作的雙螺桿輸送物料，主要特點是穩定的擠出成型，雙螺桿正位移輸送能力強，可輸送纖維長度較長的木質纖維材料，物料停留時間分布較窄，而且物料受到剪切、摩擦、揉搓而混合更充分、熱傳遞更好；自潔效果好，減少物料局部過熱降解碳化。

在其中一個實施例中，所述螺桿的螺紋導程、螺槽深度沿加料口朝向出料口的方向上逐漸變小。螺桿在于加料口對應段的螺槽容積大，易加入較大體積的蓬松物料，在壓縮初期，較低的壓力傳遞至纖維中，使松散堆積的纖維排列結構開始改變，纖維內部空隙率減少；隨著螺槽容積沿輸送方向逐漸減小，采用連續漸變的壓縮比，保證物料連續平穩地輸送，同時當在機筒內堆積的物料增多，壓力增大，纖維團在壓力作用下破裂，變成更加細小的纖維，并發生變形或塑性流動，充填空隙，纖維間更加緊密地接觸而互相嚙合。

在其中一個實施例中，所述口模筒為內部設有成型腔的中空結構，該口模筒具有與成型腔相通的進口和出口，口模筒的進口與料筒的出料口相通，該成型腔沿進口朝向出口的方向上依次設置有錐形段和直筒段，該錐形段的內徑沿進口朝向出口的方向上收縮，所述出口處的直徑沿進口朝向出口的方向上逐漸變大。口模筒的尺寸可根據物料種類和產品需求調整，其采用系列化設計，增加了裝置對原料的適用性，同時增加產品的種類。同時，出口處的直徑有少許變大，使得型材有一定的應力恢復，當型材出來時不會因為水汽而膨化。