CN100581803C - 高效节能型气动挤压式煤棒机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种粉煤制棒的专用设备。它由挤压装置、筒体(4)、加料装置(5)、卡紧装置(6)、机头(7)、机座(8)组成，机头(7)设于筒体(4)出口处，加料装置(5)设于筒体(4)上方。其特征在于挤压装置为置于筒体(4)内的活塞(3)，活塞(3)在气动控制装置(2)控制下，由气缸(1)内的压缩空气驱动，在筒体(4)内作往返直线运动。它具有结构简单、体积小、重量轻、能耗低、易维护、单台生产能力大等优点。

Description

高效节能型气动挤压式煤棒机
技术领域
本发明涉及一种化工生产设备，特别涉及一种粉煤制棒的专用设备。它适用于各大中型化工(氮、磷、钾肥)、热电厂、冶炼、陶瓷、煤气企业粉煤制棒工艺。
背景技术
煤棒机是一种利用挤压原理，将拌有粘接剂的煤粉挤压成煤棒的型煤设备，曾于二十世纪八十年代初在我国的小型氮、磷、钾肥化工企业中广泛应用。但由于其产量小、效率低，不适应大规模的工业化生产，逐渐被淘汰。随着当今市场块煤价格的不断上涨，各氮、磷、钾肥化工企业迫于生存的压力，又纷纷重走成本相对较低型煤制气之路。但由于原有煤棒机机型单台生产能力太小，往往一个年产量八至十吨合成氨规模的小企业必需安装十多台煤棒机，设备单元多、占地面积大、操作人员多、维修管理难度大、能耗高、生产现场噪音大等等因素，各型煤设备的生产制造企业纷纷研究开发和生产制造出各种大型、高产量的螺旋挤压式煤棒机。螺旋挤压式煤棒机由大功率电动机、减速机、联轴器、轴承箱和螺旋叶轮等主要部件组成，其挤出动力是由螺旋叶轮在旋转中将粉煤向煤棒挤出孔推送的推送力；由于螺旋叶轮在旋转过程中仅有部分能量转化为轴向推送力，在机头处所产生的挤出力有限，因此通常螺旋挤压式煤棒机只在机头上设置一圈出料挤出孔以保证型煤的产品质量，当出料挤出孔磨损增大后，挤出力下降，型煤产品质量难以达标，需经常更换；且通常机头为整体式，需整体更换。由于螺旋挤压式煤棒机的大功率电动机、减速机、联轴器、轴承箱和螺旋叶轮等主要部件多且结构复杂，造成整机造价高；为降低成本，通常磨损严重的筒体和螺旋叶轮无法采用价格相对较高的耐磨材料，致使主要部件易损坏。因此螺旋挤压式煤棒机单台生产能力虽大大增强，但仍存在电能消耗量大、机械故障率高、设备造价高、易损件消耗量大、生产环境恶劣等问题，如由五台生产能力各为3～4t/h的螺旋挤压式煤棒机组成的机组，能耗为75kw/h/台，五台电耗达375kw/h，未从根本上解决型煤生产成本高的问题。综上所述，现有的煤棒机需进一步改进。
发明内容
本发明的目的是针对上述螺旋挤压式煤棒机的不足，提供一种高效节能型气动挤压式煤棒机，它具有结构简单、体积小、重量轻、能耗低、易维护、单台生产能力大等优点。
本发明的技术方案为：一种高效节能型气动挤压式煤棒机，由挤压装置、筒体4、加料装置5、卡紧装置6、机头7、机座8组成；机头7设于筒体4出口处，加料装置5设于筒体4上方；所述的挤压装置为置于筒体4内的活塞3，活塞3在气动控制装置2控制下，由气缸1内的压缩空气驱动，在筒体4内作往返直线运动。
作为对本发明的进一步改进，所述的机头7与筒体4由卡紧装置6联接；所述的卡紧装置6是两个相互吻合的、半圆形的、带有凹槽的开合式卡环6-5，机头7与筒体4分别设有凸台阶置于卡环6-5的凹槽内并同轴对接，两卡环6-5上端固定于筒体4上，下端可拆卸联接成一体而成整环状，将机头7与筒体4联接成一体。
作为对本发明的进一步改进，所述的卡环6-5是通过卡座6-1、连接板6-2、连接螺栓6-4和固定螺栓6-3固定在筒体4上，固定螺栓6-3将卡座6-1固定于筒体4上，连接板6-6的两端分别通过连接螺栓6-7将卡环6-5和卡座6-1联接，两卡环6-5下端通过可拆卸连接螺栓6-7联接成一体。
作为对本发明的进一步改进，所述的筒体4的内表面和活塞3的外表面均衬有耐磨层。
作为对本发明的进一步改进，所述的耐磨层为硬质合金材质。
作为对本发明的进一步改进，所述的耐磨层为粉末冶金烧结钢结合金材质。
作为对本发明的进一步改进，所述的机头7分为同轴叠置左机头7-1和右机头7-3部份，左机头7-1与筒体4联接，右机头7-3通过多个连接螺栓7-2固定联接于左机头7-1上，在机头7中设有多个由耐磨材料制成的挤出料套筒7-4。
作为对本发明的进一步改进，所述的挤出料套筒7-4呈径向均匀分布，根据筒体4的直径设置挤出料套筒7-4的圈数和总数量，筒体4内径为Φ30cm时，挤出料套筒7-4为3圈共29个，筒体4内径为Φ40cm时，挤出料套筒7-4为4圈共51个，筒体4为Φ50cm时，挤出料套筒7-4为5圈共80个，筒体(4)内径为Φ60cm时，挤出料套筒7-4为7圈共157个，筒体4内径为Φ80cm时，挤出料套筒7-4为9圈共295个，筒体4内径为Φ100cm时挤出料套筒7-4为11圈共385个。
作为对本发明的进一步改进，所述的气动控制装置2由速度控制器9、电磁阀10、消音器11、气源处理三联件12、快插接头13组成，所述的气源由空气压缩机提供。
本发明的工作原理是：启动气动控制装置，由气动控制装置输出的压缩空气推动气缸，带动活塞作来回高速挤压运动；同时将拌有粘接剂的煤粉，由加料装置加入筒体中，煤粉在活塞的作用下，从活动机头中嵌有的挤出料套筒的出料孔中挤出，形成具有一定机械强度(从2米的高空自由下落，70％不碎)、截面为圆形或梅花形的煤棒产品。
本发明的有益效果在于：
1、本发明与螺旋挤压式煤棒机相比，由于利用气动活塞高速挤压的工作原理，其煤棒机挤压成型的主要工作部件为气动活塞，无电动机、减速机和轴承等机械故障率高的部件，整机结构大大简化，其机械故障率比普通螺旋挤压式煤棒机降低80～90％，使得其整台机器具有结构简单、体小量轻的优点，比普通螺旋挤压式煤棒机体积小20～30％，重量轻60～70％，机械故障降低，单台生产能力提高，普通螺旋挤压式煤棒机只有25型、30型、45型三种机型，生产能力各为25型1.5～3t/h、30型3～4/h、45型10～13t/h，气动挤压式煤棒机有30型、40型、50型、60型、80型、100型六种机型，单台生产能力各为30型3～4t/h、40型5～7/h、50型8～10t/h、60型16～20t/h、80型26～32t/h、100型38～46t/h，为用户节约了大量的生产场地和机械维修费用，有效的提高生产效率和降低成本消耗。
2、由于无需采用复杂的传动机构，在整机造价不变的前提下，筒体等易损件的造价可相对提高，采用耐磨性能好的材料，提高整机的性能，易损件磨损小，使用寿命长，消耗低，所有易损件全部采用高耐磨性材料——硬质合金或粉末冶金烧结钢结合金等加工精制而成，经久耐用，比普通螺旋挤压式煤棒机提高10～20倍，有效的提高生产效率，降低成本消耗与操作人员的劳动强度。
3、由于采用气动活塞高速挤压的工作原理，其主动力为高速气缸，原动力为空气压缩机输出的压缩空气，由于活塞推动所产生的力均为轴向推动力，挤出效率大大提高，煤棒挤出孔可相应增加，有效的降低了电能消耗，例如由五台生产能力各为3～4t/h的螺旋挤压式煤棒机组成的机组，能耗为75kw/h/台，五台共375kw/h；而由五台生产能力各为3～4t/h的气动挤压式煤棒机组成的机组，其原动力只需一台电机功率为7.5kw空气压缩机，五台煤棒机的能耗共7.5kw/h，其电能消耗只有普通螺旋挤压式煤棒机的2％。，为用户节约了大量的能源消耗和降低可观的生产成本，直接带来了显著的经济效益。
4、由于机头与筒体的联接方式为卡环联接，1～2分钟可快速更换机头，操作方便，安全可靠，而普通螺旋挤压式煤棒机为螺栓联接方式，更换时间需10～15分钟。
5、由于机头为活动形式，内置高耐磨性材料--硬质合金或粉末冶金烧结的钢结合金等加工精制而成的挤出料套筒，挤出料套筒的出料孔磨损严重时可更换挤出料套筒，拆卸十分方便，并可降低机头的磨损、延长使用寿命，又可为用户节约消耗、降低生产成本，避免了普通螺旋挤压式煤棒机为整体型机头须整体更换的缺陷。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的剖面结构示意图；
图3为本发明的卡紧装置剖面结构示意图；
图4为本发明的卡紧装置的主视图；
图5为本发明的机头的结构示意图；
图6为本发明气动控制回路图。
图中：1-气缸、2-气动控制装置、3-活塞、4-筒体、5-加料装置、6-卡紧装置、7-活动机头、8-机座，6-1-固定座、6-2-连接板、6-3-固定螺栓、6-4-连接螺栓、6-5-卡环、6-6-连接板、6-7-连接螺栓、7-1-左机头、7-2-连接螺栓、7-3-右机头、7-4-挤出料套筒、9-速度控制器、10-电磁阀、11-消音器、12-气源处理三联件、13-快插接头。
具体实施方式
实施例1：一种高效节能型气动挤压式煤棒机，由挤压装置、筒体4、加料装置5、卡紧装置6、机头7、机座8组成。机头7设于筒体4出口处，方形斗状加料装置5设于筒体4上方，筒体4为Φ30cm(30型)，挤压装置为置于圆筒形筒体4内的活塞3，筒体4的内表面和活塞3的外表面均衬有硬质合金或粉末冶金烧结钢结合金材质耐磨层。活塞3在气动控制装置2控制下，由气缸1内的压缩空气驱动，在筒体4内作往返直线运动；气源由空气压缩机提供，空气压缩机输出的压缩空气经储气罐再送至气动控制装置2；气动控制装置2由速度控制器9、电磁阀10、消音器11、气源处理三联件12、快插接头13组成。机头7与筒体4由卡紧装置6联接，卡紧装置6是两个相互吻合的、半圆形的、带有凹槽的开合式卡环6-5，机头7与筒体4分别设有凸台阶置于卡环6-5的凹槽内并同轴对接，两卡环6-5通过卡座6-1、连接板6-2、连接螺栓6-4和固定螺栓6-3固定在筒体4上，固定螺栓6-3将卡座6-1固定于筒体4上，连接板6-6的两端分别通过连接螺栓6-7将卡环6-5和卡座6-1联接，两卡环6-5下端通过可拆卸联接螺栓6-7联接而成整环状，将机头7与筒体4联接成一体。机头7分为同轴叠置左机头7-1和右机头7-3两部份，左机头7-1与筒体4联接，右机头7-3通过8个连接螺栓7-2固定联接于左机头7-1上，机头7中设有呈径向均匀分布的为3圈共29个由耐磨材料制成的挤出料套筒7-4。
实施例2：
同实施例1，不同之处在于：筒体4内径为Φ40cm(40型)，挤出料套筒7-4的数量为4圈共51个。
实施例3：
同实施例1，不同之处在于：筒体4内径为Φ50cm(50型)，挤出料套筒7-4的数量为5圈共80个。
实施例4：
同实施例1，不同之处在于：筒体4内径为Φ60cm(60型)，挤出料套筒7-4的数量为7圈共157个。
实施例5：
同实施例1，不同之处在于：筒体4内径为Φ80cm(80型)，挤出料套筒7-4的数量为9圈共295个。
实施例6：
同实施例1，不同之处在于：筒体4内径为Φ100cm(100型)，挤出料套筒7-4的数量为11圈385个。
本发明包含不但限于上述实施方式，只要采用了由气缸推动活塞在筒体内挤压出料的结构形式，都属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1、一种高效节能型气动挤压式煤棒机，由挤压装置、筒体(4)、加料装置(5)、卡紧装置(6)、机头(7)、机座(8)组成，机头(7)设于筒体(4)出口处，加料装置(5)设于筒体(4)上方，挤压装置为置于筒体(4)内的活塞(3)，活塞(3)在气动控制装置(2)控制下，由气缸(1)内的压缩空气驱动，在筒体(4)内作往返直线运动，其特征是：机头(7)与筒体(4)由卡紧装置(6)联接，所述的卡紧装置(6)是两个相互吻合的、半圆形的、带有凹槽的开合式卡环(6-5)，机头(7)与筒体(4)分别设有凸台阶置于卡环(6-5)的凹槽内并同轴对接，两卡环(6-5)上端固定于筒体(4)上，下端可拆卸联接成一体而成整环状，将机头(7)与筒体(4)联接成一体。
2、按权利要求1所述的高效节能型气动挤压式煤棒机，其特征是：所述的卡环(6-5)是通过卡座(6-1)、连接板(6-2)、连接螺栓(6-4)和固定螺栓(6-3)固定在筒体(4)上，固定螺栓(6-3)将卡座(6-1)固定于筒体(4)上，连接板(6-6)的两端分别通过连接螺栓(6-7)将卡环(6-5)和卡座(6-1)联接，两卡环(6-5)下端通过可拆卸联接螺栓联接成一体。
3、按权利要求2所述的高效节能型气动挤压式煤棒机，其特征是：所述的机头(7)分为同轴叠置左机头(7-1)和右机头(7-3)部份，左机头(7-1)与筒体(4)联接，右机头(7-3)通过多个连接螺栓(7-2)固定联接于左机头(7-1)上，机头(7)中设有多个嵌有由耐磨材料制成的挤出料套筒(7-4)。
4、按权利要求3所述的高效节能型气动挤压式煤棒机，其特征是：所述的挤出料套筒(7-4)呈径向均匀分布，根据筒体(4)的直径设置挤出料套筒(7-4)的圈数和总数量，当筒体(4)的内径为Φ30cm时，挤出料套筒(7-4)为3圈共29个，当筒体(4)的内径为Φ40cm时，挤出料套筒(7-4)为4圈共51个，当筒体(4)的内径为Φ50cm时，挤出料套筒(7-4)为5圈共80个，当筒体(4)的内径为Φ60cm时，挤出料套筒(7-4)为7圈共157个，当筒体(4)的内径为Φ80cm时，挤出料套筒(7-4)为9圈295个，当筒体(4)的内径为Φ100cm时，挤出料套筒(7-4)为11圈共385个。
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