CN100446864C - 生物质破碎机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种生物质破碎机，其结构为，筒体沿轴向分成第一半筒体和第二半筒体，二者用法兰固定，在筒体中心轴向安装主轴，在与主轴垂直的方向上沿着主轴装有多层切刀，切刀与筒体壁之间留有间隙，切刀由直刃刀片组合而成，在筒体壁上装有多层环形板，在环形板上开有多个孔，在环形板与主轴之间留有间隙，两层切刀之间、两层环形板之间或切刀与环形板之间均留有间隙，进料口及出料口开在筒体的侧壁下部或顶面或底面。本发明结构紧凑，破碎产物粒径细小，其破碎产物粒径在250μm以下，大部分在100μm以下；由于装有多层切刀和多层孔板，因而破碎能耗低，生产率高；筒体由法兰紧固在一起，可方便地对刀片和孔板进行调换和检修。
Description
技术领域
本发明涉及一种破碎机，主要适用于生物质的破碎，特别适用于经粗破碎后的农林废弃物，如秸秆、树枝、树叶、废旧木材等。
背景技术
随着石化能源的日益枯竭及其燃烧对环境危害的日益严重，生物质能以其可再生、清洁性日益受到全世界的广泛重视。开发生物质不仅能将农林废弃物(如秸秆、树枝、树叶、废旧家具等)合理利用起来，防止能源浪费，增加经济效益，而且能减少CO2、SO2、NOX和烟尘等排放，缓解环境污染。
生物质能源来源广、价格低廉，无环境污染，但是没有得到广泛利用，其中最主要的原因是生物质目前的燃烧温度太低。生物质秸杆采用常规灶具燃烧方法，燃烧效率在10％～15％左右，燃烧温度只有600～700℃；生物质成型燃料的燃烧温度一般不超过1000℃。
铜的熔点1083℃，铁的熔点1300℃，再生铝的熔炼需在1100℃左右，在冶炼和加工这些金属时所需的燃料燃烧温度要高出其熔点200℃～300℃；耐火砖的烧制需在1150℃以上，大型工业发电和石油化工工业都要求能源的燃烧温度在1000℃以上。由此可见，目前生物质的燃烧温度都达不到这些工业对燃料燃烧温度的要求，只有燃气、天然气、重油、柴油、煤、焦炭能达到其燃烧温度的要求，因而这些化石能源被工业广泛采用，尽管化石能源价格高、有的甚至严重污染环境。
生物质液化和气化后燃烧温度高，能够达到一些工业燃料的要求，但由于生物质燃气不便运输，生物质直接液化技术上没有完全成熟，同时成本也较高，所以其应用受到限制。
生物质直接燃烧的成本是最低的，生物质直接燃烧在国内外的应用也是发展最快的。如果能解决生物质直接燃烧温度低的问题，将其燃烧温度提高到1400℃以上，甚至更高，将可广泛应用于工业能源领域，成为千万家工业企业的主导能源。所以，提高生物质直接燃烧的温度是生物质能源利用的重大科学问题。
申请人经多年努力研究开发了新一类能源材料，它是将各种植物纤维原料(如桔杆、芦苇、园林固废、野草、藤蔓等等所有非粮食植物)制备成粒径在250μm，大部分在100μm以下的生物质粉体燃料，简称为微米燃料。这种固体微米燃料在炉膛高温热分解，迅速完成固气转变，这样，微米燃料的燃烧实际上变为燃气的燃烧，在最大程度上比重油、柴油更容易在炉膛燃烧，在工业炉中燃烧温度可达到1400℃，燃料效率可达到93％。
生物质微米燃料作为一种工业燃料，用量巨大，而且是一次性消耗，所以要求能大批量生产，且生产成本低廉，这就需要一种能够达到生物质微米燃料粒径要求的破碎机。
现有破碎机破碎产物粒径多数在10mm以上，属于粗破碎的范围，如：实地作业的切碎灭茬还田机、青饲破碎机等。一般的锤式破碎机不能达到对破碎产物粒径的要求，且结构较复杂。
专利号为03205228.6的实用新型专利公开了一种秸秆破碎机，但该秸秆破碎机不能达到对破碎产物粒径的要求。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足之处，提出一种生物质破碎机，该破碎机破碎产物粒径细小，其破碎产物粒径在250μm以下，大部分在100μm以下。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是，筒体沿轴向分成第一半筒体和第二半筒体，二者用法兰固定，在筒体中心轴向安装主轴，在与主轴垂直的方向上沿着主轴装有多层切刀，切刀与筒体壁之间留有间隙，切刀由直刃刀片组合而成，直刃刀片的厚度为0.05mm～50mm，在筒体壁上装有多层环形板，在环形板上开有多个孔，在环形板与主轴之间留有间隙，切刀与环形板为交叉排列，切刀与环形板之间的间隙为4mm～20mm，进料口开在筒体的侧壁下部或顶面或底面，出料口开在筒体的侧壁下部或顶面或底面。
本发明相比现有破碎机，具有以下的优点：
(1)本发明结构紧凑，破碎产物粒径细小，其破碎产物粒径在250μm以下，大部分在100μm以下。
(2)由于装有多层切刀和多层孔板，因而破碎能耗低，生产率高。
(3)第一半筒体和第二半筒体由法兰紧固在一起，可方便地对切刀刀片进行调换，对环形板进行检修。
附图说明
图1为本发明生物质破碎机一种实施例的结构示意图。
图2为图1的A-A剖面图。
图3为图1的B-B剖面图。
图4为图1中第一半筒体的主视图。
图5为图1中第一半筒体的右视图。
图6为图1中第二半筒体的主视图。
图7为图1中第二半筒体的左视图。
图8为图1中切刀、孔板与主轴一种实施例的结构示意图。
图9为图1中直刃刀片、刀片架与主轴一种实施例的结构示意图。
图10～图12本发明生物质破碎机其它几种实施例的结构示意图。
具体实施方式
由图1～图3所示，本发明为立式安置或卧式安置，其筒体包括底面、顶面和侧壁，可为圆柱形，筒体沿轴向分成第一半筒体2和第二半筒体8，二者用法兰7固定，在筒体中心轴向安装主轴3，在与主轴3垂直的方向上沿着主轴装有多层切刀5，切刀5与筒体壁之间留有间隙，切刀5由直刃刀片10组合而成，在筒体壁上装有多层环形板4，在环形板4上开有多个孔9，在环形板4与主轴3之间留有间隙，两层切刀5之间、两层环形板4之间或切刀5与环形板4之间均留有间隙，进料口1开在筒体的侧壁下部，出料口6开在筒体的顶面。
由图4～图7所示，本发明的第一半筒体2和第二半筒体8均带有法兰7，在第一半筒体2和第二半筒体8内各设有多层半圆孔板，与筒体壁用焊接固定，半孔板一一对应在一个平面上，第一半筒体2和第二半筒体8沿与主轴垂直的方向相对合后用法兰7紧固，形成完整的筒体和多层环形板4。
由图8所示，两层切刀5之间、两层孔板4之间、切刀5与孔板4之间的间隙a为0.5mm～50mm。最好的情况是，切刀5与环形板4为由图1所示的交叉排列，切刀5与环形板4之间的间隙a为4mm～20mm。
直刃刀片10为对称的双面直刃刀，直刃刀片10在每层等分圆周设置，其个数为2～30，其厚度b为0.05mm～50mm，可采用市售的双面直刃刀即可。最好的情况是，直刃刀片10的个数为4～10个，其厚度b为3.0～16mm。
环形板4的厚度c为3mm～30mm，其上孔9的直径d为1mm～100mm。最好的情况是，环形板4的厚度c为5mm～15mm，其上孔9直径d为20mm～50mm。
由图9所示，本发明还包括刀片架11，直刃刀片10与刀片架11可拆连接，刀片架11与主轴3固定连接。具体说，直刃刀片10与刀片架11可用螺钉相固定，刀片架11与主轴3焊接固定。
由图10所示，本发明为立式安置，进料口1开在筒体的顶面，出料口6开在筒体的侧壁。进料口1最好开在筒体的圆周切线方向上。
由图11所示，本发明为卧式安置，进料口1开在筒体的底面，出料口6开在筒体的顶面。
由图12所示，本发明为卧式安置，进料口1开在筒体的顶面，出料口6开在筒体的底面。
出料口1通过管道与风机相连，管道上设有聚料袋，聚料袋的个数可为1～5个，最好为2～4个。
本发明生物质破碎机的工作过程如下：
由图1所示，经过粗破碎的生物质物料经进料口1进料，通过风机产生负压，使破碎机内部产生一个稳定的物料流向。工作时，生物质物料借破碎室内的负压从进料口1滑入破碎室，破碎过程由切刀5及环形板4完成，主轴3由电机带动，切刀5随主轴3的旋转而旋转，原料在破碎室中经切刀5高速剪切、磨削，并在切刀5和环形板4之间不断打击、碰撞及摩擦，使物料破碎成粉末状。同时，高速旋转的刀片5和风机形成稳定的空气流场，将破碎产物经出料口6吸入聚料袋，最后在聚料袋得到破碎产品。通过改变风机的风量可以控制产品的粒度和产量。
破碎机在工作过一段时间后，由于直刃刀片10的一面刃口磨损，通过电机可反转换另一面刃使用。如果直刃刀片10的两面都磨损，影响到破碎产物的粒径和破碎效率，这时就将第一半筒体2和第二半筒体8拆开，将直刃刀片10从刀片架11上拆下来更换。
本发明效果说明：一条生物质微米燃料生产线，由粗破碎机(电机功率15kw)，本发明破碎机(电机功率15kw)，微米燃料产品收集系统(由旋风除尘器、聚料袋等组成)，风机(功率1.5kw)，风管组成，进料速率为200kg/h。经本发明破碎机生产的微米燃料产品粒径分布为40～200目，经旋风除尘器处理上浮，进入布袋收集的极细微米燃料产品粒径分布可达120～200目。由本发明生成的微米燃料产品的燃烧实验：小于0.149mm(即100目)的粉体在燃烧炉中最高温度达到1230℃，炉膛温度达到992℃，综合考虑破碎成本和燃烧效果，采用粒径为0.177mm(即80目)生物质粉体燃烧最为经济合理，燃烧效率为87％～89％。
Claims (8)
1.一种生物质破碎机，筒体沿轴向分成第一半筒体(2)和第二半筒体(8)，二者用法兰(7)固定，在筒体中心轴向安装主轴(3)，在与主轴(3)垂直的方向上沿着主轴装有多层切刀(5)，切刀(5)与筒体壁之间留有间隙，切刀(5)由直刃刀片(10)组合而成，其特征在于：
直刃刀片(10)的厚度为0.05mm～50mm，在筒体壁上装有多层环形板(4)，在环形板(4)上开有多个孔(9)，在环形板(4)与主轴(3)之间留有间隙，切刀(5)与环形板(4)为交叉排列，切刀(5)与环形板(4)之间的间隙为4mm～20mm，进料口(1)开在筒体的侧壁下部或顶面或底面，出料口(6)开在筒体的侧壁下部或顶面或底面。
2.根据权利要求1所述的生物质破碎机，其特征在于：进料口(1)开在筒体的圆周切线方向上。
3.根据权利要求1或2所述的生物质破碎机，其特征在于：直刃刀片(10)为对称的双面直刃刀，直刃刀片(10)在每层等分圆周设置，其个数为2～30。
4.根据权利要求3所述的生物质破碎机，其特征在于：所述直刃刀片(10)在每一层中的个数为4～10个，其厚度为3～16mm。
5.根据权利要求4所述的生物质破碎机，其特征在于：环形板(4)的厚度为3mm～30mm，其上的孔(9)直径为1mm～100mm。
6.根据权利要求5所述的生物质破碎机，其特征在于：所述环形板(4)的厚度为5mm～15mm，其上的孔(9)直径为20mm～50mm。
7.根据权利要求1所述的生物质破碎机，其特征在于：还包括刀片架(11)，直刃刀片(10)与刀片架(11)可拆连接，刀片架(11)与主轴3固定连接。
8.根据权利要求1所述的生物质破碎机，其特征在于：该破碎机为立式安置或卧式安置。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20081231 |