[發(fā)明專利]基于水射流的毛竹竹筒高效去竹青裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910320959.6
• 申請(qǐng)日: 2019-04-21
• 公開（公告）號(hào): CN109968476A
• 公開（公告）日: 2019-07-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳吉朋;施明宏;陳青;蔣雪松;周宏平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京林業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): B27J1/00
• 分類號(hào): B27J1/00;B27L1/14;B24C1/04;B24C3/02;B24C7/00;B24C9/00
• 代理公司: 南京樂羽知行專利代理事務(wù)所(普通合伙) 32326
• 代理人: 孫承堯

本發(fā)明公開了一種基于水射流的毛竹竹筒高效去竹青裝置，該去竹青裝置包括水射流發(fā)生單元、定位支撐單元、夾持旋轉(zhuǎn)推進(jìn)單元；水射流發(fā)生單元用于形成切割竹青（201）的水射流（110），水射流（110）的噴射方向相切于竹青（201）的內(nèi)壁側(cè)且靠近竹肉（203）外壁側(cè)的圓柱面；定位支撐單元用于支撐定位竹筒（200）并提供竹筒（200）行進(jìn)的通道；夾持旋轉(zhuǎn)推進(jìn)單元用于夾持定位竹筒（200）的端部并沿竹筒（200）的軸向旋轉(zhuǎn)推進(jìn)竹筒（200）行進(jìn)，使得水射流（110）能夠持續(xù)切割竹青（201）。本發(fā)明的裝置利用水射流的高性能切割特性，提高竹筒去竹青的加工效率、降低表面粗糙度并解決加工精準(zhǔn)性和穩(wěn)定性的難題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及生物質(zhì)材料的加工技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種新型的綠色切割加工裝置，具體地說是一種基于水射流的毛竹竹筒高效去竹青裝置。

背景技術(shù)

毛竹是我國(guó)種植面積最廣、利用價(jià)值最大的竹種，其采伐周期短、產(chǎn)量高，在人造板、建筑、家具、醫(yī)藥衛(wèi)生等行業(yè)具有廣闊的應(yīng)用前景，是代替木材、緩解我國(guó)木材供需矛盾的重要可再生資源。毛竹竹筒沿徑向從外至內(nèi)分別為竹青，竹肉和竹黃。其中，竹青部分維管束組織致密、硬度大，難以軟化、噴涂和膠合，在竹材人造板等成形工藝中首先需將之切除。

毛竹去竹青是實(shí)現(xiàn)毛竹進(jìn)一步加工利用的基礎(chǔ)工序，現(xiàn)階段對(duì)竹青常采用手工剝離或者機(jī)械切削剝離，竹青去除效率低、加工表面粗糙。對(duì)毛竹竹筒去竹青加工關(guān)鍵需解決的問題是如何提高加工效率、保證加工表面質(zhì)量以及如何克服毛竹竹筒自身的彎曲、非規(guī)則圓柱的外形結(jié)構(gòu)等。

現(xiàn)有技術(shù)對(duì)竹青去除主要通過鋼絲刷手工刮削剝離或者采用刨削加工，前者人工成本高、刮削效率較低，后者一般適用于竹條。此外，也有利用車削、磨削、浮動(dòng)切削等方式去除竹青，切削加工往往導(dǎo)致刀具/磨料磨損或堵塞嚴(yán)重，加工表面粗糙等缺點(diǎn)，特別是，切削加工所采用的參數(shù)往往不能過大，過大的切削參數(shù)易引起軸向脆裂。文獻(xiàn)(劉紅征, 王新洲, 李延軍. 竹筒無裂紋展平生產(chǎn)技術(shù)[J].林產(chǎn)工業(yè),2018,v.45；No.273(05):41-45)和文獻(xiàn)（CN201610804312.7、一種竹筒去竹青竹黃的加工方法）報(bào)道了用于竹筒無裂紋展平生產(chǎn)的浮動(dòng)切削去青方法，所采用的組合浮動(dòng)刀具可實(shí)現(xiàn)加工速率5-10m/min的竹青材料切除，該浮動(dòng)切削加工大大提高了傳統(tǒng)切削加工的工作效率，克服了毛竹彎曲和非規(guī)整外形對(duì)加工的影響，但存在著表層竹纖維撕裂嚴(yán)重，加工表面粗糙及刀具損耗量大等不足。此外，還有文獻(xiàn)(徐兆軍.激光處理竹青表面的研究[J].木材加工機(jī)械,2017(05):16-18.)研究利用激光去除竹青，其效率低成本高，如當(dāng)激光移動(dòng)速度0.15m/min時(shí)，切削竹青的厚度為45μm，尚難達(dá)到大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用要求。 文獻(xiàn)（CN201820432532.6、自適應(yīng)型竹青去除器）報(bào)道的自適應(yīng)型竹青去除器，該裝置也屬于機(jī)械切削加工，同樣存在著加工效率有限和加工表面粗糙等問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種基于水射流的毛竹竹筒高效去竹青裝置；該去竹青裝置利用水射流的高性能切割特性，能夠提高竹筒去竹青的加工效率并解決毛竹竹筒的彎曲和非規(guī)則圓柱特性影響去青皮加工精準(zhǔn)性和穩(wěn)定性的難題。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案解決的：

一種基于水射流的毛竹竹筒高效去竹青裝置，其特征在于：該去竹青裝置包括水射流發(fā)生單元、定位支撐單元、夾持旋轉(zhuǎn)推進(jìn)單元；其中：水射流發(fā)生單元，用于形成切割竹青的水射流，水射流的噴射方向相切于竹青的內(nèi)壁側(cè)且靠近竹肉外壁側(cè)的圓柱面；定位支撐單元，用于支撐定位竹筒并提供竹筒行進(jìn)的通道；夾持旋轉(zhuǎn)推進(jìn)單元，用于夾持定位竹筒的端部并沿竹筒的軸向旋轉(zhuǎn)推進(jìn)竹筒行進(jìn)，使得水射流能夠持續(xù)切割竹青。

所述的定位支撐單元包括構(gòu)成竹筒行進(jìn)通道的弧形底座和拱形架，所述的弧形底座用于支撐竹筒且弧形底座的半徑R大于被切割的竹筒的半徑R；所述的拱形架上設(shè)有能夠給竹筒施加徑向作用力并用于定位竹筒的定位壓緊機(jī)構(gòu)。