农林加工剩余物基无机复合材步级施胶装置及施胶方法 |
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| 申请号 | CN201710341272.1 | 申请日 | 2017-05-15 | 公开(公告)号 | CN106985255B | 公开(公告)日 | 2019-07-02 |
| 申请人 | 中南林业科技大学; | 发明人 | 李新功; 吴义强; 郑霞; 卿彦; 段家宝; 洪东方; 赵星; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种农林加工剩余物基无机复合材步级施胶装置及施胶方法，该施胶装置包括相互连接的一级环式 搅拌机 和二级环式搅拌机，一级环式搅拌机的一端设有农林加工剩余物进料管，另一端设有胶粘剂固态原料进料管，农林加工剩余物进料管上安装有用于向农林加工剩余物进料管内加入胶粘剂液态原料的液态原料进料装置，一级环式搅拌机上靠近胶粘剂固态原料进料管的一端设有一级搅拌机出料口；二级环式搅拌机的一端设有二级搅拌机进料口，另一端设有二级搅拌机出料管，一级搅拌机出料口和二级搅拌机进料口通过衔接管道连接。该施胶装置施胶均匀性好，所得 复合材料 的 力 学强度大，胶粘剂对生产设备的不良影响小。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种农林加工剩余物基无机复合材步级施胶装置，其特征在于：包括相互连接的一级环式搅拌机(1)和二级环式搅拌机(2)，所述一级环式搅拌机(1)的一端设有农林加工剩余物进料管(3)，另一端设有胶粘剂固态原料进料管(4)，所述农林加工剩余物进料管(3)上安装有用于向农林加工剩余物进料管(3)内加入胶粘剂液态原料的液态原料进料装置，所述一级环式搅拌机(1)上靠近所述胶粘剂固态原料进料管(4)的一端设有一级搅拌机出料口；所述二级环式搅拌机(2)的一端设有二级搅拌机进料口，另一端设有二级搅拌机出料管(5)，所述一级搅拌机出料口和所述二级搅拌机进料口通过衔接管道(6)连接；所述衔接管道(6)上对称设置有两根用于向衔接管道(6)内喷气的对冲管(11)，两根所述对冲管(11)分别连接一外部气源；所述一级搅拌机出料口开设于所述胶粘剂固态原料进料管(4)的正下方，胶粘剂固态原料进料管(4)与所述衔接管道(6)同轴线。 |
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| 说明书全文 | 农林加工剩余物基无机复合材步级施胶装置及施胶方法技术领域背景技术[0002] 农林加工剩余物基无机复合材料是以木材加工剩余物、农作物秸秆等农林加工剩余物碎料(纤维)为增强材料，硅系、镁系或钙系等无机胶粘剂为胶结材料通过一定的成型工艺制备的一种植物基无机复合材料。相对于普通植物纤维板或刨花板生产，植物基无机复合材料施胶量较大，其施胶均匀性难以控制，严重影响了植物基无机复合材料力学强度。另外，无机胶粘剂易磨损输送泵，影响输送泵使用寿命，且易堵塞输送管道，施胶过程故障频繁，严重影响植物基无机复合材料生产效率。因此，研发高效、安全、可靠、可提高复合材料力学强度、不影响设备使用寿命的无机胶黏剂施胶新装置、新方法具有重大的现实意义。 发明内容[0004] 为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为： [0005] 一种农林加工剩余物基无机复合材步级施胶装置，包括相互连接的一级环式搅拌机和二级环式搅拌机，所述一级环式搅拌机的一端设有农林加工剩余物进料管，另一端设有胶粘剂固态原料进料管，所述农林加工剩余物进料管上安装有用于向农林加工剩余物进料管内加入胶粘剂液态原料的液态原料进料装置，所述一级环式搅拌机上靠近所述胶粘剂固态原料进料管的一端设有一级搅拌机出料口；所述二级环式搅拌机的一端设有二级搅拌机进料口，另一端设有二级搅拌机出料管，所述一级搅拌机出料口和所述二级搅拌机进料口通过衔接管道连接。 [0006] 作为对上述技术方案的进一步改进： [0007] 优选的，所述液态原料进料装置包括套设于所述农林加工剩余物进料管上的胶粘剂液态原料喷射环，所述胶粘剂液态原料喷射环通过多根喷射管道与农林加工剩余物进料管连通。 [0010] 更优选的，所述增韧剂进入管和所述促/缓凝剂进入管设于所述二级环式搅拌机上距离所述衔接管道的轴线800～1000mm处，增韧剂进入管和促/缓凝剂进入管之间间隔100～200mm，增韧剂进入管和促/缓凝剂进入管的直径均为8～15mm。 [0011] 更优选的，所述增韧剂进入管和所述促/缓凝剂进入管的轴线与所述二级环式搅拌机的横截面之间形成40°～50°夹角；所述增韧剂进入管和所述促/缓凝剂进入管沿所述二级环式搅拌机的输料方向依次设置。 [0012] 优选的，所述衔接管道上对称设置有两根用于向衔接管道内喷气的对冲管，两根所述对冲管分别连接一外部气源；所述一级搅拌机出料口开设于所述胶粘剂固态原料进料管的正下方，胶粘剂固态原料进料管与所述衔接管道同轴线。 [0013] 优选的，所述一级环式搅拌机和所述二级环式搅拌机的筒体直径相同；二级环式搅拌机的筒体比一级环式搅拌机的筒体长1000～1500mm；二级环式搅拌机的驱动电机的功率比一级环式搅拌机的驱动电机的功率大15～20kW。 [0014] 作为一个总的技术构思，本发明另一方面提供了一种使用上述的农林加工剩余物基无机复合材步级施胶装置进行施胶的方法，主要包括以下步骤： [0015] S1、将农林加工剩余物由农林加工剩余物进料管送入一级环式搅拌机内，进料时，通过液态原料进料装置向农林加工剩余物中喷射无机胶粘剂液态原料，物料在一级环式搅拌机的搅拌爪的机械抛洒和轴向推力作用下由进料端向出料端行进，并使农林加工剩余物与无机胶粘剂液态原料搅拌、混合均匀； [0016] S2、通过胶粘剂固态原料进料管向一级环式搅拌机内通入胶粘剂固态原料，胶粘剂固态原料与添加了胶粘剂液态原料的农林加工剩余物混合，混合物料经衔接管道进入二级环式搅拌机内，混合物料经衔接管道时，两根对冲管交替向衔接管道内喷射压缩空气将混合物料冲散； [0017] S3、进入二级环式搅拌机内的混合物料在二级环式搅拌机的搅拌爪的作用下由进料端向出料端行进，同时，通过增韧剂进入管向二级环式搅拌机内通入增韧剂，通过促/缓凝剂进入管向二级环式搅拌机内通入促凝剂或缓凝剂；物料经搅拌、混合后从二级搅拌机出料管输出，完成施胶过程。 [0018] 上述的方法，优选的，步骤S3中，所述通过增韧剂进入管向二级环式搅拌机内通入增韧剂，通过促/缓凝剂进入管向二级环式搅拌机内通入促凝剂或缓凝剂的具体过程为：当施胶生产车间的气温低于25℃时，通过增韧剂进入管向二级环式搅拌机内通入增韧剂，并通过促/缓凝剂进入管向二级环式搅拌机内通入缓凝剂；当施胶生产车间的气温高于50℃时，通过增韧剂进入管向二级环式搅拌机内通入增韧剂，并通过促/缓凝剂进入管向二级环式搅拌机内通入促凝剂；当施胶生产车间的气温在25℃～50℃之间时，关闭增韧剂进入管和促/缓凝剂进入管。 [0019] 与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明的施胶装置通过在不同区段分别设置液态原料进料装置和胶粘剂固态原料进料管，对农林加工剩余物进行固、液联合分步、分级施胶(即将胶粘剂按照液态原料和固态原料分步添加)，避免了施胶的不均匀性，输送泵输送的是胶粘剂的液态原料，输送泵不易磨损，输送管道也不会堵塞。采用该施胶装置可提高农林加工剩余物基无机复合材料的力学强度30％以上，提高施胶生产效率20％以上。附图说明 [0020] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。 [0021] 图1为本发明施胶装置的结构示意图。 [0022] 图2为本发明施胶装置中二级环式搅拌机的侧视示意图。 [0023] 图例说明： [0024] 1、一级环式搅拌机；2、二级环式搅拌机；3、农林加工剩余物进料管；4、胶粘剂固态原料进料管；5、二级搅拌机出料管；6、衔接管道；7、增韧剂进入管；8、促/缓凝剂进入管；9、胶粘剂液态原料喷射环；10、喷射管道；11、对冲管。 具体实施方式[0026] 需要特别说明的是，当某一元件被描述为“固定于、固接于、连接于或连通于”另一元件上时，它可以是直接固定、固接、连接或连通在另一元件上，也可以是通过其他中间连接件间接固定、固接、连接或连通在另一元件上。 [0027] 除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明的保护范围。 [0028] 除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。 [0029] 实施例 [0030] 本发明农林加工剩余物基无机复合材步级施胶装置的一种实施例。该施胶装置主要应用于由农林加工剩余物(如：木材加工碎料、农作物秸秆碎料等)制备无机复合材料的施胶工序，以提高施胶均匀性，提高复合材料的力学强度，降低胶粘剂对生产设备的影响。该施胶装置的结构如图1和图2所示。由图1和图2可见，其主要包括相互连接的一级环式搅拌机1和二级环式搅拌机2。在一级环式搅拌机1的一端设有农林加工剩余物进料管3，用于向一级环式搅拌机1内投入农林加工剩余物；一级环式搅拌机1的另一端设有胶粘剂固态原料进料管4，用于向一级环式搅拌机1内投加胶粘剂固态原料(施胶所用胶粘剂由固态原料和液态原料混合形成)。在农林加工剩余物进料管3上安装有液态原料进料装置。在农林加工剩余物进料时，可通过该液态原料进料装置向农林加工剩余物进料管3内加入胶粘剂液态原料，使胶粘剂液态原料与农林加工剩余物混合。一级环式搅拌机1上靠近胶粘剂固态原料进料管4的一端设有一级搅拌机出料口。胶粘剂液态原料与农林加工剩余物混合后经搅拌爪搅拌推进至一级搅拌机出料口处再与胶粘剂固态原料混合。二级环式搅拌机2的一端设有二级搅拌机进料口，另一端设有二级搅拌机出料管5。一级搅拌机出料口和二级搅拌机进料口通过衔接管道6连接，混合有胶粘剂固态原料后的物料经衔接管道6进入二级环式搅拌机2内进行混合。该施胶装置采用两级搅拌机进行混合搅拌，将胶粘剂的液态原料和固态原料从不同区段先后分别加入到物料中，提高了施胶的均匀性，输送泵输送的是无机胶粘剂的液态原料，不易磨损输送泵，输送管道也不会堵塞，降低了胶粘剂对生产设备的不良影响。采用该施胶装置施胶可以提高农林加工剩余物基无机复合材料的力学强度30％以上，提高施胶生产效率20％以上。 [0031] 本实施例中，液态原料进料装置包括套设于农林加工剩余物进料管3上的胶粘剂液态原料喷射环9。该胶粘剂液态原料喷射环9通过多根喷射管道10与农林加工剩余物进料管3连通。通过多根喷射管道10向一级环式搅拌机1内通入胶粘剂液态原料。该喷射管道10为不锈钢管，多根喷射管道10绕农林加工剩余物进料管3周向均布设置，这样可使胶粘剂液态原料与农林加工剩余物混合得更加均匀。该喷射管道10的直径优选为5-20mm，喷射管道10插入农林加工剩余物进料管3的内部1.8～2.2mm处。 [0032] 本实施例中，在二级环式搅拌机2上于二级搅拌机进料口和二级搅拌机出料管5之间设有增韧剂进入管7和促/缓凝剂进入管8。混合物料在二级环式搅拌机2的搅拌爪的搅拌和推进作用下被输送至出料端，必要时(根据生产时的环境温度判断)可通过该增韧剂进入管7和促/缓凝剂进入管8分别向物料中添加增韧剂和促凝剂或缓凝剂。该增韧剂进入管7和促/缓凝剂进入管8设于二级环式搅拌机2上距离衔接管道6的轴线800～1000mm处，增韧剂进入管7和促/缓凝剂进入管8之间间隔100～200mm，增韧剂进入管7和促/缓凝剂进入管8的直径均为8～15mm。这样，可使施胶得到的复合材料具有良好的力学性能。增韧剂进入管7和促/缓凝剂进入管8沿二级环式搅拌机2的输料方向依次设置，增韧剂进入管7和促/缓凝剂进入管8的轴线与二级环式搅拌机2的横截面之间形成40°～50°夹角(图2中夹角α)。这样可使增韧剂和促/缓凝剂施加时与混合物料形成对冲效果，提高施加的均匀性。 [0033] 本实施例中，在衔接管道6上对称设置有两根用于向衔接管道6内喷气的对冲管11。两根对冲管11分别连接一外部气源。进入一级环式搅拌机1内的固态粉状原料和添加了胶粘剂液态原料的农林加工剩余物混合后通常容易结块，造成混合不均匀。通过气压传动电磁阀控制两根对冲管11向衔接管道6内交替喷射压缩空气，将结团的固态粉状原料和添加了胶粘剂液态原料的农林加工剩余物碎料冲散，形成松散混合物料进入二级环式搅拌机 2内，提高施胶的均匀性。 [0034] 本实施例中，优选将一级搅拌机出料口开设于胶粘剂固态原料进料管4的正下方，胶粘剂固态原料进料管4与衔接管道6同轴线。这样，一级环式搅拌机内的混合物料和胶粘剂固态原料可在重力作用下落入二级环式搅拌机2内，无需额外设置物料输送装置，简化了设备结构。一级环式搅拌机1和二级环式搅拌机2的筒体直径相同。二级环式搅拌机2的筒体比一级环式搅拌机1的筒体长1000～1500mm，二级环式搅拌机2的驱动电机的功率比一级环式搅拌机1的驱动电机的功率大15～20kW，这样可提高施胶均匀性。 [0035] 该农林加工剩余物基无机复合材步级施胶装置的施胶方法如下： [0036] 先将农林加工剩余物由农林加工剩余物进料管3送入一级环式搅拌机1内，进料时，通过液态原料进料装置向农林加工剩余物中喷射无机胶粘剂液态原料，物料在一级环式搅拌机1的搅拌爪的机械抛洒和轴向推力作用下由进料端向出料端行进，在此过程中使农林加工剩余物与无机胶粘剂液态原料搅拌、混合均匀； [0037] 通过胶粘剂固态原料进料管4向一级环式搅拌机1内通入胶粘剂固态原料，胶粘剂固态原料与添加了胶粘剂液态原料的农林加工剩余物混合，混合物料经衔接管道6进入二级环式搅拌机2内，混合物料经衔接管道6时，两根对冲管11交替向衔接管道6内喷射压缩空气将混合物料冲散，形成松散混合物料进入二级环式搅拌机2内； [0038] 进入二级环式搅拌机2内的混合物料在二级环式搅拌机2的搅拌爪的作用下由进料端向出料端行进，同时，根据生产车间的气温判断是否向二级环式搅拌机2内通入增韧剂和促凝剂或缓凝剂。当施胶生产车间的气温低于25℃时，通过增韧剂进入管7向二级环式搅拌机2内通入增韧剂，并通过促/缓凝剂进入管8向二级环式搅拌机2内通入缓凝剂；当施胶生产车间的气温高于50℃时，通过增韧剂进入管7向二级环式搅拌机2内通入增韧剂，并通过促/缓凝剂进入管8向二级环式搅拌机2内通入促凝剂；当施胶生产车间的气温在25℃～50℃之间时，关闭增韧剂进入管7和促/缓凝剂进入管8。物料经搅拌、混合后从二级搅拌机出料管5输出，完成施胶过程。 [0039] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。 |
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