CN110126050B - 一种卷制式竹木吸管及其加工工艺和加工装置 - Google Patents

Abstract

本发明公布了一种卷制式竹木吸管及其加工工艺和加工装置，属于吸管生产技术领域，它是由浸泡软后的薄竹片或木片涂抹胶水后呈螺旋状卷制形成的圆柱管，工艺过程中将竹木原材料切断烘干后，进行软化处理，然后切成薄片，通过设备卷制成型；其中采用的卷制设备可以同时实现薄片的卷制、内外层多余薄片切断，卷制式竹木吸管成型后自动脱离，因此可以大大提高卷制式竹木吸管的生产效率。相对于传统的钻孔式竹吸管，本发明的竹吸管外壁更薄，长度可以更长，且节省原材料。

Description

一种卷制式竹木吸管及其加工工艺和加工装置

技术领域

本发明属于竹木吸管生产技术领域，具体为一种卷制式竹木吸管及其加工工艺和加工装置。

背景技术

当前食品市场中使用的大多数吸管是塑料吸管，其本身存在着耐高温性差、降解性差、不环保、使用寿命短等缺点，且在其制造过程中需要使用到相关的化学物质，对人体、生态环保和生态循环都有非常大程度的危害。随着社会发展的进步，人类对生态环境的保护意识越来越强，目前世界上大多数国家已经或计划推行“禁塑令”，塑料吸管即将遭遇市场的淘汰。

目前国外已经开始出现竹管或者木管用来代替塑料吸管，竹管或木管由于采用天然的竹子或木材加工成型，因此具有对环境污染小，易降解的优点。

但是目前的竹管或木管的加工方法主要通过采用钻头在原料上直接钻出吸管孔后，再对原料加工出管状外型。这种加工方法最简单直接，但是其也存在较大的缺陷，当吸管的管孔较小，而吸管较长，要求钻头非常细长，如此导致钻头在钻孔时，容易弯折和变形移位，最后导致加工出来的管孔成型度差，且钻头折损率较高，不但降低生产效率，同时提高了维护成本，因此也导致这种传统的加工方法无法加工出细孔的吸管或者长度非常长的吸管，同时由于管孔成型度差，因此导致加工出的吸管管壁厚薄不均，且由于对管外壁加工时，管孔处于空心状态，因此吸管容易挤压破裂导致产品报废，因此这种传统的加工方法对管壁厚度要求较高，不适合生产薄壁吸管。

发明内容

本发明的目的是针对以上问题，提供一种卷制式竹木吸管及其加工工艺和加工装置，它能使得制备出来的竹木吸管外壁更薄，管长更长，同时消耗原材料更少，且生产效率高。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种卷制式竹木吸管，它是由浸泡软后的薄竹片或木片涂抹胶水后呈螺旋状卷制形成的圆柱管。

一种卷制式竹木吸管的加工工艺，它包括如下加工步骤：

（1）材料加工：将符合质量要求的木材或竹子切成长度为10-60cm的段料；

（2）烘干处理：将段料放在烤房中进行烘干处理，烘干温度为50-90℃，烘干时间为3-5小时，烘干完成后，得到含水率低于15%的烘干段料；

（3）软化处理：将烘干段料用蒸汽直接软化或水煮软化；

（4）薄片加工：通过旋切刨刀将软化后的段料进行旋切刨成薄片状，薄片厚度为0.2-0.5mm；

（5）卷压加工：在薄片上涂抹胶水，将薄片呈顺时针或逆时针方向旋转缠绕在中心轴上，形成管状结构，待胶固化后分离取得管状竹木管；

（6）对卷制管进行消毒，分选，打包得到卷制式竹木吸管成品。

一种卷制式竹木吸管的加工工艺的加工装置，它包括外包筒杆，外包筒杆内套接有卷制轴套，卷制轴套内套接有驱动杆；外包筒杆外套接有外切筒；

所述驱动杆包括前端的驱动轴和尾端的驱动轮；所述驱动轮内端面上设置有限位片；所述驱动轴上设置有夹缝；

所述卷制轴套包括前端的卷制筒和尾端的从动轮；所述从动轮外端面上设置有与限位片配合的限位槽；所述驱动轮与从动轮之间设置有扭簧；所述卷制筒一侧设置有卷制缝；

所述外包筒杆包括前端的外包筒和尾端的筒座；所述外包筒一侧设置有入料缝；

所述外切筒一侧设置有外切缝；

所述夹缝、卷制缝、入料缝、外切缝相互贯通配合；

所述卷制筒上套有可前后移动的推环。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述筒座侧边安装有气缸；所述推环通过连杆与气缸连接；所述外包筒侧边设置有用于连杆活动的第一活动槽；所述外切筒侧边设置有用于连杆活动的第二活动槽；所述第一活动槽与第二活动槽相互贯通配合。

所述筒座尾端设置有第一电磁铁，第一电磁铁前端设置有刹车片，刹车片下端设置有压缩弹簧；所述刹车片位于从动轮后端。

所述筒座前端呈环形分布有第二电磁铁；所述外切筒内壁上呈环形分布有用于与第二电磁铁相配合的导磁片；所述外包筒侧壁设置有用于导磁片穿过的活动孔；所述筒座与外切筒之间设置有第二扭力弹簧。

所述驱动轮内端面上设置有第一安装槽；所述从动轮外端面上设置有第二安装槽所述扭簧的两个端部分别卡在第一安装槽和第二安装槽内。

所述夹缝前端设置有第一V型口；所述卷制缝前端设置有第二V型口；所述入料缝前端设置有第三V型口；所述外切缝前端设置有第四V型口。

所述驱动轮与伺服电机连接。

所述卷制轴套与筒座之间设置有轴承。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、相对于传统的钻孔加工竹木吸管，本发明采用先预先制成竹木薄片后在卷制成型，由于消除了传统的钻孔和外壁车圆产生的原材料消耗，因此原料利用率大大提高。

2、由于不需要钻孔或者开槽，因此在加工过程中，竹木吸管外壁厚度不会受到工艺限制，可以进一步提高竹木吸管外壁的薄度。

3、相对于传统的钻孔或者开槽时加工，本发明由于不需要钻孔或者开槽，而是通过缠绕在中心轴上卷制成型，因此竹木吸管长度可以制备的非常长。

4、本发明专门设计的竹木吸管加工装置专门用于竹木吸管卷制式加工，能够自动同时实现薄片的卷制、内外层多余薄片切断，卷制式竹木吸管成型后自动脱离，因此可以大大提高卷制式竹木吸管的生产效率。

附图说明

图1为卷制式竹木吸管加工装置整体剖视结构示意图；

图2为加工装置局部放大剖视结构示意图；

图3为图1中A-A剖视结构示意图；

图4为外切筒通过电磁铁驱动的结构示意图；

图5为驱动轮与从动轮的结合结构剖视图；

图6为驱动杆的结构示意图；

图7为卷制轴套的结构示意图；

图8为卷制轴套尾端的从动轮结构示意图；

图9为外包筒杆的结构示意图；

图10为外切筒结构示意图；

图11为推环与气缸连接的结构示意图。

图中：1、第一扭力弹簧；2、驱动杆；3、卷制轴套；4、刹车片；5、压缩弹簧；6、第一电磁铁；7、外包筒杆；8、外切筒；10、第二扭力弹簧；11、推环；12、连杆；14、气缸；15、第二电磁铁；21、驱动轮；22、驱动轴；23、夹缝；24、第一安装槽；25、限位片；26、第一V型口；31、从动轮；32、卷制筒；33、卷制缝；34、第二V型口；35、限位槽；36、第二安装槽；71、外包筒；72、筒座；73、入料缝；74、第一活动槽；75、活动孔；76、第三V型口；81、外切缝；82、第二活动槽；83、导磁片；84、第四V型口。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。

本发明一种卷制式竹木吸管，它是由浸泡软后的薄竹片或木片涂抹胶水后呈螺旋状卷制形成的圆柱管。

针对上述卷制式竹木吸管，提供一种卷制式竹木吸管的加工工艺，它包括如下加工步骤：

（1）材料加工：将符合质量要求的木材或竹子切成长度为10-60cm的段料；这里符合质量要求指：要求竹子或木材生产三年以上；段料截面为圆形；

（2）烘干处理：将段料放在烤房中进行烘干处理，烘干温度为50-90℃，烘干时间为3-5小时，烘干完成后，得到含水率低于15%的烘干段料；

（3）软化处理：将烘干段料用蒸汽直接软化或水煮软化；通过蒸汽高温熏制或者通过沸水蒸煮，来实现对段料材质的软化，便于后续旋切刨刀能切出完整的薄片；

（4）薄片加工：通过旋切刨刀将软化后的段料进行旋切刨成薄片状，薄片厚度为0.2-0.5mm；薄片整面为矩形；

（5）卷压加工：在薄片上涂抹胶水，将薄片呈顺时针或逆时针方向旋转缠绕在中心轴上，形成管状结构，待胶固化后分离取得管状竹木管；只需要在薄片一面涂抹胶水；卷压加工采用下述的一种卷制式竹木吸管的加工装置；所述胶粘剂为食品级标准的胶粘剂，如：虫胶、松香甘油酯和达玛树脂、硅胶粘接剂等；

（6）对卷制管进行消毒，分选，打包得到卷制式竹木吸管成品。

如图1-11所示，一种卷制式竹木吸管的加工装置，主要用于卷制式竹木吸管的卷压加工，它包括外包筒杆7，外包筒杆7内套接有卷制轴套3，卷制轴套3内套接有驱动杆2；外包筒杆7外套接有外切筒8；

如图6所示，所述驱动杆2包括前端的驱动轴22和尾端的驱动轮21；所述驱动轮21内端面上设置有限位片25；所述驱动轴22上设置有夹缝23；

如图7-8所示，所述卷制轴套3包括前端的卷制筒32和尾端的从动轮31；所述从动轮31外端面上设置有与限位片25配合的限位槽35；所述驱动轮21与从动轮31之间设置有扭簧1；所述卷制筒32一侧设置有卷制缝33；

如图9所示，所述外包筒杆7包括前端的外包筒71和尾端的筒座72；所述外包筒71一侧设置有入料缝73；

如图10所示，所述外切筒8一侧设置有外切缝81；

如图3所示，所述夹缝23、卷制缝33、入料缝73、外切缝81相互贯通配合；

如图1所示，所述卷制筒32上套有可前后移动的推环11。

在上述实施例的基础上进一步优化：

如图2所示，为了方便推环11与气缸14的连接，同时为了方便气缸14的安装，所述筒座72侧边安装有气缸14；所述推环11通过连杆12与气缸14连接；为了方便推环11的移动，连杆12需要活动空间，因此所述外包筒71侧边设置有用于连杆12活动的第一活动槽74；所述外切筒8侧边设置有用于连杆12活动的第二活动槽82；所述第一活动槽74与第二活动槽82相互贯通配合。当气缸14伸出时，带动推环11朝前移动，可以将胶固化后的卷制式竹木管从卷制筒32上推离出来。

如图2所示，为了对从动轮31产生制动效果，所述筒座72尾端设置有第一电磁铁6，第一电磁铁6前端设置有刹车片4，刹车片4下端设置有压缩弹簧5；所述刹车片4位于从动轮31后端。

如图5所示，当第一电磁铁6断电时，刹车片4在压缩弹簧5的弹力作用下压住从动轮31，对从动轮31产生制动，此时驱动杆2依然在旋转，因此驱动杆2与卷制轴套3发生相对的错位旋转，从而将卷制轴套3余驱动杆2之间的薄片剪断；

当第一电磁铁6通电时，第一电磁铁6吸住刹车片4，防止刹车片4对从动轮31产生制动，此时从动轮31与驱动轮21之间由于有限位片25和限位槽35的连接，因此驱动轮21旋转时可以带动从动轮31一起旋转，从而带动卷制轴套3一起旋转。

如图2、4所示，所述筒座72前端呈环形分布有第二电磁铁15；所述外切筒8内壁上呈环形分布有用于与第二电磁铁15相配合的导磁片83；所述外包筒71侧壁设置有用于导磁片83穿过的活动孔75；所述筒座72与外切筒8之间设置有第二扭力弹簧10。

如图5-8所示，为了便于第一扭力弹簧1的安装，所述驱动轮21内端面上设置有第一安装槽24；所述从动轮31外端面上设置有第二安装槽36所述第一扭力弹簧1的两个端部分别卡在第一安装槽24和第二安装槽36内。

如图6-10所示，为了提高薄片进入的稳定性，所述夹缝23前端设置有第一V型口26；所述卷制缝33前端设置有第二V型口34；所述入料缝73前端设置有第三V型口76；所述外切缝81前端设置有第四V型口84。

所述驱动轮21与伺服电机连接。驱动轮21可以采用直接与伺服电机连接的方式，也可以将驱动轮2设置为皮带轮，皮带轮通过皮带与伺服电机旋转轴上的皮带轮连接。

如图1、2所示，为了提高卷制轴套3在工作时旋转顺畅性，因此是又何止所述卷制轴套3与筒座72之间设置有轴承。

如图2所示，第二扭力弹簧10安装在外切筒8内，第二扭力弹簧10一端固定在筒座72上，另一端固定在外切筒8上；当第二电磁铁15通电或断电时，第二电磁铁15对导磁片83产生吸力或者失去吸力，在第二扭力弹簧10的配合下，外切筒8与外包筒杆7之间发生相对旋转，从而将卡在入料缝73和外切缝81之间的薄片切断。

本发明具体工作原理：

如图1、2所示，旋转刨刀切出软化后的竹木薄片后，竹木薄片从本装置前端的V型口顺利***进去，同时***在入料缝73、外切缝81、夹缝23、卷制缝33内；此时第一电磁铁6与第二电磁铁15同时处于通电状态，伺服电机带动驱动杆2旋转，驱动杆2带动卷制轴套3旋转，卷制轴套3旋转时对竹木薄片产生卷制呈管状，当薄片被卷制多层后，外层受到外包筒71的限制，无法继续卷制，此时外包筒71同时具有对卷制管的压制效果，可以进一步提高卷制层之间的结合力，提高胶水的固化效果，待胶水固化后，第一电磁铁6和第二电磁铁15同时断电，第一电磁铁6断电后，刹车片4在压缩弹簧5的伸出作用下，压向从动轮31，而此时驱动杆2依然在旋转，因此卷制轴套3余驱动杆2之间发生相对旋转位移，将卷制式竹木吸管内部多出的一截薄片剪断，而第二电磁铁15断电时，在第二扭力弹簧10的扭力作用下，外切筒8与外包筒杆7之间发生相对旋转，将卷制式竹木吸管外部多出的一截薄片剪断；

完成上述步骤后，伺服电机可以停机，驱动杆2停止旋转，此时气缸14伸出，带动推环11前进，从而将套在卷制轴套3上的卷制式竹木吸管推离出来。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种卷制式竹木吸管的加工装置，其特征在于，它包括外包筒杆（7），外包筒杆（7）内套接有卷制轴套（3），卷制轴套（3）内套接有驱动杆（2）；外包筒杆（7）外套接有外切筒（8）；

所述驱动杆（2）包括前端的驱动轴（22）和尾端的驱动轮（21）；所述驱动轮（21）内端面上设置有限位片（25）；所述驱动轴（22）上设置有夹缝（23）；

所述卷制轴套（3）包括前端的卷制筒（32）和尾端的从动轮（31）；所述从动轮（31）外端面上设置有与限位片（25）配合的限位槽（35）；所述驱动轮（21）与从动轮（31）之间设置有第一扭力弹簧（1）；所述卷制筒（32）一侧设置有卷制缝（33）；

所述外包筒杆（7）包括前端的外包筒（71）和尾端的筒座（72）；所述外包筒（71）一侧设置有入料缝（73）；

所述外切筒（8）一侧设置有外切缝（81）；

所述夹缝（23）、卷制缝（33）、入料缝（73）、外切缝（81）相互贯通配合；

所述卷制筒（32）上套有可前后移动的推环（11）；

所述筒座（72）侧边安装有气缸（14）；所述推环（11）通过连杆（12）与气缸（14）连接；所述外包筒（71）侧边设置有用于连杆（12）活动的第一活动槽（74）；所述外切筒（8）侧边设置有用于连杆（12）活动的第二活动槽（82）；所述第一活动槽（74）与第二活动槽（82）相互贯通配合；

所述筒座（72）尾端设置有第一电磁铁（6），第一电磁铁（6）前端设置有刹车片（4），刹车片（4）下端设置有压缩弹簧（5）；所述刹车片（4）位于从动轮（31）后端。

2.根据权利要求1所述的一种卷制式竹木吸管的加工装置，其特征在于，所述筒座（72）前端呈环形分布有第二电磁铁（15）；所述外切筒（8）内壁上呈环形分布有用于与第二电磁铁（15）相配合的导磁片（83）；所述外包筒（71）侧壁设置有用于导磁片（83）穿过的活动孔（75）；所述筒座（72）与外切筒（8）之间设置有第二扭力弹簧（10）。

3.根据权利要求1所述的一种卷制式竹木吸管的加工装置，其特征在于，所述驱动轮（21）内端面上设置有第一安装槽（24）；所述从动轮（31）外端面上设置有第二安装槽（36）所述第一扭力弹簧（1）的两个端部分别卡在第一安装槽（24）和第二安装槽（36）内。

4.根据权利要求1所述的一种卷制式竹木吸管的加工装置，其特征在于，所述夹缝（23）前端设置有第一V型口（26）；所述卷制缝（33）前端设置有第二V型口（34）；所述入料缝（73）前端设置有第三V型口（76）；所述外切缝（81）前端设置有第四V型口（84）。

5.根据权利要求1所述的一种卷制式竹木吸管的加工装置，其特征在于，所述驱动轮（21）与伺服电机连接。

6.根据权利要求1所述的一种卷制式竹木吸管的加工装置，其特征在于，所述卷制轴套（3）与筒座（72）之间设置有轴承。