[实用新型]基于水射流的毛竹竹筒高效去竹青装置

说明书

本实用新型公开了一种基于水射流的毛竹竹筒高效去竹青装置，该装置包括水射流发生单元、定位支撑单元、夹持旋转推进单元；水射流发生单元用于形成切割竹青（201）的水射流（110），水射流（110）的喷射方向相切于竹青（201）的内壁侧且靠近竹肉（203）外壁侧的圆柱面；定位支撑单元用于支撑定位竹筒（200）并提供竹筒（200）行进的通道；夹持旋转推进单元用于夹持定位竹筒（200）的端部并沿竹筒（200）的轴向旋转推进竹筒（200）行进，使得水射流（110）能够持续切割竹青（201）。本实用新型的装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决加工精准性和稳定性的难题。

技术领域

本实用新型涉及生物质材料的加工技术领域，尤其涉及一种新型的绿色切割加工装置，具体地说是一种基于水射流的毛竹竹筒高效去竹青装置。

背景技术

毛竹是我国种植面积最广、利用价值最大的竹种，其采伐周期短、产量高，在人造板、建筑、家具、医药卫生等行业具有广阔的应用前景，是代替木材、缓解我国木材供需矛盾的重要可再生资源。毛竹竹筒沿径向从外至内分别为竹青，竹肉和竹黄。其中，竹青部分维管束组织致密、硬度大，难以软化、喷涂和胶合，在竹材人造板等成形工艺中首先需将之切除。

毛竹去竹青是实现毛竹进一步加工利用的基础工序，现阶段对竹青常采用手工剥离或者机械切削剥离，竹青去除效率低、加工表面粗糙。对毛竹竹筒去竹青加工关键需解决的问题是如何提高加工效率、保证加工表面质量以及如何克服毛竹竹筒自身的弯曲、非规则圆柱的外形结构等。

现有技术对竹青去除主要通过钢丝刷手工刮削剥离或者采用刨削加工，前者人工成本高、刮削效率较低，后者一般适用于竹条。此外，也有利用车削、磨削、浮动切削等方式去除竹青，切削加工往往导致刀具/磨料磨损或堵塞严重，加工表面粗糙等缺点，特别是，切削加工所采用的参数往往不能过大，过大的切削参数易引起轴向脆裂。文献(刘红征, 王新洲, 李延军. 竹筒无裂纹展平生产技术[J].林产工业,2018,v.45；No.273(05):41-45)和文献（CN201610804312.7、一种竹筒去竹青竹黄的加工方法）报道了用于竹筒无裂纹展平生产的浮动切削去青方法，所采用的组合浮动刀具可实现加工速率5-10m/min的竹青材料切除，该浮动切削加工大大提高了传统切削加工的工作效率，克服了毛竹弯曲和非规整外形对加工的影响，但存在着表层竹纤维撕裂严重，加工表面粗糙及刀具损耗量大等不足。此外，还有文献(徐兆军.激光处理竹青表面的研究[J].木材加工机械,2017(05):16-18.)研究利用激光去除竹青，其效率低成本高，如当激光移动速度0.15m/min时，切削竹青的厚度为45μm，尚难达到大规模工业应用要求。文献（CN201820432532.6、自适应型竹青去除器）报道的自适应型竹青去除器，该装置也属于机械切削加工，同样存在着加工效率有限和加工表面粗糙等问题。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种基于水射流的毛竹竹筒高效去竹青装置；该去竹青装置利用水射流的高性能切割特性，能够提高竹筒去竹青的加工效率并解决毛竹竹筒的弯曲和非规则圆柱特性影响去青皮加工精准性和稳定性的难题。

本实用新型的目的是通过以下技术方案解决的：

一种基于水射流的毛竹竹筒高效去竹青装置，其特征在于：该去竹青装置包括水射流发生单元、定位支撑单元、夹持旋转推进单元；其中：水射流发生单元，用于形成切割竹青的水射流，水射流的喷射方向相切于竹青的内壁侧且靠近竹肉外壁侧的圆柱面；定位支撑单元，用于支撑定位竹筒并提供竹筒行进的通道；夹持旋转推进单元，用于夹持定位竹筒的端部并沿竹筒的轴向旋转推进竹筒行进，使得水射流能够持续切割竹青。

所述的定位支撑单元包括构成竹筒行进通道的弧形底座和拱形架，所述的弧形底座用于支撑竹筒且弧形底座的半径R大于被切割的竹筒的半径R；所述的拱形架上设有能够给竹筒施加径向作用力并用于定位竹筒的定位压紧机构。