CN103878121B - 一种桑枝皮芯分离成粒联合机 - Google Patents

Abstract

一种桑枝皮芯分离成粒联合机，包括皮芯分离装置与桑枝成粒装置，所述皮芯分离装置与桑枝成粒装置之间设有转移罗拉。本发明皮、芯分离质量好，分离率可达90%以上。并且，分离的桑皮形态较完整，其纤维损伤小、含木屑等杂质少；制成的芯杆粒料颗粒大小较均匀，灰分、大颗粒材料少，可同时满足利用桑皮提取纤维和利用芯杆粒料直接用作生产桑枝纤维板、造纸、菌类培养基等对原料的工艺要求，桑枝综合利用率高；本发明机械连续化程度高，除桑枝由人工喂入外，生产过程中的产品传输、桑枝皮芯分离、桑皮收集、芯杆成粒与收集以及工序间的衔接等均由设备自动连续完成，用工少，生产效率高。

Description

一种桑枝皮芯分离成粒联合机

技术领域

本发明涉及桑枝条加工领域，具体是指一种桑枝皮芯分离成粒联合机。

背景技术

桑树在我国已有几千年的种植历史，是一种多年生草本植物，在桑树每一季桑叶收获之后，为了保持桑树和土地的养分，都要对桑树进行夏伐、冬整，每年剪枝2次。资料显示，每亩桑田的废弃桑枝可剥取鲜桑皮约700kg，用以制备桑皮纤维。而剥皮后的桑枝芯杆可以用作造纸、优质家具板、高强度复合地板的原料，以及食用菌的培养基等。现有的桑枝剥皮方法或采用人工剥皮，劳动强度大，效率低，剥皮质量差；或采用现有机械剥皮，因其结构设计缺陷对桑皮损坏较大，桑枝条过度破碎，皮与桑枝碎屑不易分离，纤维损伤大。并且现有机械大都不具备桑枝取皮和芯杆成粒一步进行的功能。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够完成桑枝取皮和芯杆成粒功能的一体化联合机，只需人工喂入桑枝原料即可，全程无需人工操作，大大降低了劳动强度，提高了产品（桑皮、桑枝粒料）质量和生产效率，节约了原料和人工成本。

本发明通过下述技术方案实现：一种桑枝皮芯分离成粒联合机，包括皮芯分离装置与桑枝成粒装置，所述皮芯分离装置与桑枝成粒装置之间设有转移罗拉。

进一步地，所述皮芯分离装置包括剥皮装置以及位于剥皮装置出口处下方的原皮仓，所述桑枝成粒装置包括截断装置，以及截断装置出口处设置的成粒仓，所述截断装置包括上部的截断罗拉，以及下部的与截断罗拉相匹配的光面罗拉，所述成粒仓内部设有成粒打手。

进一步地，所述剥皮装置包括两组螺旋罗拉，每组上、下螺旋罗拉外圆表面分别设有螺距为8—10 mm，螺旋角为20°的左、右旋向的螺纹齿，第一组上下罗拉常态间距为5—8mm，第二组上下罗拉常态间距为4—5mm。

进一步地，所述截断罗拉表面设有轴向加工齿高为4—6mm、齿间距6—10mm的三角形直齿，所述光面罗拉设有横向位移装置，位移距离3—5 mm，所述截断罗拉与光面罗拉常态间距为1～2mm。

进一步地，所述剥皮装置入口处设有送料槽，且剥皮装置出口、以及原皮仓上部设有归料槽，归料槽上部设有振动器，且归料槽出口处下方、原皮仓的上方设有牵引罗拉。

进一步地，所述转移罗拉位于截断装置入口处，截断装置与成粒仓之间还连接有导料槽，导料槽上部、截断罗拉一侧设有防粘清洁器，导料槽上部还设有喂料器。

本发明与现有技术相比，具有的优点及有益效果为：

（1）皮、芯分离质量好，分离率可达90%以上。并且，分离的桑皮形态较完整，其纤维损伤小、含木屑等杂质少；制成的芯杆粒料颗粒大小较均匀，灰分、大颗粒材料少，可同时满足利用桑皮提取纺织纤维和利用芯杆制作纤维板材及造纸等原料的使用要求；

（2）机械连续化程度高，本设备除桑枝由人工喂入外，生产过程中各工序的产品传输、桑枝皮芯分离、桑皮收集、芯杆成粒与收集以及工序间的衔接均由设备自动完成，产品质量稳定，用工少，生产效率高。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

其中：1—送料槽；2—剥皮装置；3—归料槽；4—牵引罗拉；5—振动器；6—原皮仓；7—转移罗拉；8—截断罗拉；9—光面罗拉；10—防粘清洁器；11—喂料器；12—导料槽；13—成粒打手；14—成粒仓。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此，在不脱离本发明上述技术思想情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本发明的范围内。

实施例1：

将数根桑条大端在前并排喂送料槽1，在剥皮罗拉作用下，进入剥皮装置2。剥皮装置2由两组螺旋罗拉组成。每组上、下罗拉外圆表面分别设置有左、右旋向的螺纹齿，两组螺旋罗拉均设有压力可调的弹簧。喂入桑枝在螺旋罗拉的适度压力和左、右旋向齿体的反向捻搓力、分撕作用下，使桑皮从枝杆上开裂、剥脱，又不因作用力过大造成枝杆过度破碎，使皮和枝杆不易分开。皮、杆初步分离后的桑枝在罗拉作用下前行进入归料槽3，在归料仓上部设置的振动器5的上、下振动作用下使皮、杆进一步剥离。桑皮自重下垂进入下方一对牵引罗拉4中，在牵引罗拉4作用下，使部分未完全分离的桑皮在继续前行过程中从前方转移罗拉7握持的枝杆上撕落，进入原皮仓6，枝杆由转移罗拉7送入截断装置。截断装置主要由截断罗拉8和光面罗拉9构成，及防粘清洁器10组成。光面罗拉9设横向位移装置。在截断罗拉8作用下将枝杆截成6－10mm的均匀短节，再进入导料槽12。导料槽12上部设旋转式喂料器11，在其辅助作用下将原料喂入设有成粒打手13的成粒仓14，由成粒打手13将其中少量未完全断裂的原料补充击打断裂达工艺要求规格，桑枝粒料可供制作纤维板、造纸、或菌类培养基材使用。

实施例2：

为了更好地发挥本发明的技术优势，本实施例在实施例1的基础上，进一步通过多项试验，对该桑枝皮芯分离成粒联合机中皮芯分离装置的结构参数进行了优化设计，包括剥皮装置2中螺旋罗拉表面螺纹的螺距、螺旋角、第一、第二组罗拉的常态间距等。

为了得到最优的螺旋罗拉螺纹的螺距参数，本发明试制了螺旋角为20°、螺距分别为5mm、8mm、10mm、12mm的螺旋罗拉，在桑枝皮芯分离成粒联合机上进行螺旋罗拉螺距对桑枝皮芯分离效果的影响实验。第一、二组螺旋罗拉常态间距分别采用5mm和4mm。实验过程中保持送入桑枝的速度一定，实验结果如下表所示：

表一 螺旋罗拉螺距与桑枝皮芯分离率

螺距（mm）	5	8	10	12
					皮芯分离率（%）	85.2	90.3	89.8	83.3

    由表一可知，螺旋罗拉螺纹的螺距在8－10 mm时桑枝皮芯分离效果最好，而螺距达到12mm时，因部分桑枝较细易局部嵌入齿间而影响剥皮效果。因此确定本发明剥皮装置2中螺旋罗拉的螺距为8－10 mm。

为了得到最优的罗拉表面螺纹的螺旋角参数，本发明试制了螺距为8mm、螺旋角分别15°、20°、25°的螺旋罗拉，进行螺旋罗拉螺旋角对桑枝皮芯分离效果的影响实验。实验过程中保持送入桑枝的速度一定，第一、二组螺旋罗拉常态间距分别采用5mm和4mm。实验结果下表所示：

表二  螺旋罗拉螺旋角与桑枝皮芯分离率

螺旋角（度）	15°	20°	25°
				皮芯分离率（%）	82.2	90.1	88.6

由表二可知，螺旋罗拉的螺旋角在20°左右时桑枝皮芯分离效果最好，15°时因左右旋向齿体的反向捻搓力不足而影响剥皮效果，20°以上时虽然剥取效果较好，但罗拉加工难度大，因此确定本发明剥皮装置2中螺旋罗拉表面的螺旋角为20°。

为了得到第一组罗拉的最优间距，本发明做了第一组罗拉常态间距对皮芯分离效果和桑皮破碎率的影响实验。实验时采用螺旋角为20°、螺距为8mm的螺旋罗拉，第二组罗拉间距为4mm，第一组罗拉常态的间距分别采用3mm、5mm、8mm和10mm。实验过程中保持送入桑枝杆的速度一定，实验结果如下表所示：

表三  第一组罗拉常态间距与皮芯分离率

第一组罗拉间距（mm）	3	5	8	10
					皮芯分离率（%）	92.4	90.2	89.7	80.6
桑皮破碎率（%）	17.8	10.1	8.9	7.3

由表三可知，第一组罗拉常态的间距在5mm－8mm时，桑枝皮芯分离效果最佳，当间距小于5 mm时，桑皮破碎率增大，而大于8mm时，皮芯分离率下降，因此本发明第一组罗拉常态的间距确定为5mm－8mm。

为了得到第二组罗拉最优间距，本发明做了第二组罗拉常态间距对皮芯分离效果和桑皮破碎率的影响实验。实验时采用螺旋角为20°、螺距为8mm的螺旋罗拉，第一组罗拉间距为5mm，第二组罗拉常态的间距分别采用2mm、4mm、6mm和8mm。实验过程中保持送入桑枝杆的速度一定，实验结果如下表所示：

表四  第二组罗拉常态间距与皮芯分离率

第二组罗拉间距（mm）	2	4	6	8
					皮芯分离率（%）	92.2	91.3	88.6	82.7
桑皮破碎率（%）	20.3	13.2	11.7	8.5

由表四可知，第二组罗拉常态的间距在4mm－5mm时，桑枝皮芯分离效果最佳，当间距小于4mm时，桑皮破碎率增大，而在6mm及以上时，皮芯分离率逐步下降，因此本发明第二组罗拉常态的间距确定为4mm－5mm。

实施例3：

本实施例在实施例1的基础上，通过多项具体试验，进一步对该桑枝皮芯分离成粒联合机成粒装置的结构参数进行了优化设计，包括截断罗拉8表面的轴向齿高，齿间距、光面罗拉9的横向位移距离，以及截断罗拉8与光面罗拉9的常态间距等。

为了得到最优的截断罗拉8表面轴向三角直齿的齿高参数，本实施例试制了齿间距为8mm、齿高分别为2mm、4mm、6mm、8mm的截断罗拉，进行轴向齿高对成粒效果的影响实验。光面罗拉9的横向位移距离设计为3mm，截断罗拉8与光面罗拉9常态间距为1mm，实验过程中保持送入枝干的速度一定，实验结果如下表所示：

表五  截断罗拉齿高与桑枝成粒率

齿高（mm）	2	4	6	8
					成粒率（%）	96.2	98.3	97.9	98.1

由表五可知，截断罗拉表面轴向三角直齿的齿高在4mm－6mm时，成粒效果最好，齿高在2mm时细小颗粒较多，而齿高过大会对齿体强度有一定影响，因此本发明截断罗拉表面轴向三角直齿的齿高确定为4mm－6mm。

为了得到最优的齿间距参数，本实施例试制了齿高为6mm、齿间距分别为5mm、8mm、12mm的截断罗拉，进行齿间距对成粒效果的影响实验。光面罗拉9的横向位移距离设计为3mm，截断罗拉8与光面罗拉9常态间距为1mm，实验过程中保持送入枝干的速度一定，实验结果如下表所示：

表六  截断罗拉齿间距与桑枝成粒率

齿间距（mm）	5	8	12
				成粒率（%）	98.1	97.7	96.9

由表六可知，齿间距对成粒率影响不大，而主要应根据桑枝颗粒的用途来确定，本发明选择适用于制作桑枝纤维板的材料规格6－10mm。

为了得到最优的光面罗拉9的横向位移距离，本实施例做了光面罗拉的横向位移距离与成粒率的影响实验，实验时采用齿间距为8mm、齿高为6mm的截断罗拉，截断罗拉8与光面罗拉9的间距设计为1mm，光面罗拉的横向位移距离分别采用1mm、3mm、5mm、7mm，实验过程中保持送入桑枝杆的速度一定，实验结果如下表所示：

表七  光面罗拉横向位移与桑枝成粒率

位移距离（mm）	1	3	5	7
					成粒率（%）	93.8	98.1	97.5	98.0

由表七可知，光面罗拉9的横向位移距离在1mm时，一次成粒效果不良，达到3mm以上，成粒效果均较好，但位移过大造成设备功能浪费，因此本发明确定光面罗拉的横向位移距离在3mm－5mm。

为了得到最优的截断罗拉8与光面罗拉9常态间距，本实施例做了截断罗拉与光面罗拉的间距对成粒率的影响实验，实验时采用齿间距为8mm、齿高为6mm的截断罗拉，光面罗拉的横向位移设计为3mm，截断罗拉8与光面罗拉9的间距分别采用0.5mm、1mm、2mm、2.5mm，实验过程中保持送入桑枝杆的速度一定，实验结果如下表所示：

表八  截断罗拉与光面罗拉常态间距与桑枝成粒率

常态间距（mm）	0.5	1	2	2.5
					成粒率（%）	96.8	98.4	98.2	94.3

由表八可知，截断罗拉8与光面罗拉9常态间距为小于2mm时，一次成粒效果均较好，但低于1mm后桑枝细小颗粒增多，因此本发明确定截断罗拉与光面罗拉常态间距为1mm －2mm。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种桑枝皮芯分离成粒联合机，其特征在于：包括皮芯分离装置与桑枝成粒装置，所述皮芯分离装置与桑枝成粒装置之间设有转移罗拉（7），所述皮芯分离装置包括剥皮装置（2）以及位于剥皮装置（2）出口处下方的原皮仓（6），所述桑枝成粒装置包括截断装置，以及截断装置出口处设置的成粒仓（14），所述截断装置包括上部的截断罗拉（8），以及下部与截断罗拉（8）相匹配的光面罗拉（9），所述成粒仓（14）内部设有成粒打手（13）。

2.根据权利要求1所述的一种桑枝皮芯分离成粒联合机，其特征在于：所述剥皮装置（2）包括两组螺旋罗拉，每组上、下螺旋罗拉外圆表面分别设有螺距为8—10 mm，螺旋角为20°的左、右旋向的螺纹齿，第一组上下罗拉常态间距为5—8mm，第二组上下罗拉常态间距为4—5mm。

3.根据权利要求2所述的一种桑枝皮芯分离成粒联合机，其特征在于：所述截断罗拉（8）表面设有轴向加工齿高为4—6mm、齿间距6—10mm的三角形直齿，所述光面罗拉（9）设有横向位移装置，位移距离3—5 mm，所述截断罗拉（8）与光面罗拉（9）常态间距为1～2mm。

4.根据权利要求1或2所述的一种桑枝皮芯分离成粒联合机，其特征在于：所述剥皮装置（2）入口处设有送料槽（1），且在剥皮装置（2）出口、以及原皮仓（6）上部设有归料槽（3），归料槽（3）上部设有振动器（5），且归料槽（3）出口处下方、原皮仓（6）的上方设有牵引罗拉（4）。

5.根据权利要求1或2所述的一种桑枝皮芯分离成粒联合机，其特征在于：所述转移罗拉（7）位于截断装置入口处，截断装置与成粒仓（14）之间还连接有导料槽（12），导料槽（12）上部、截断罗拉（8）一侧设有防粘清洁器（10），导料槽上部还设有喂料器（11）。