CN101791582A

CN101791582A - 生物质固体成型燃料预处理装置

Info

Publication number: CN101791582A
Application number: CN 201010126441
Authority: CN
Inventors: 姚宗路; 赵立欣; 田宜水; 孟海波; 孙丽英
Original assignee: Chinese Academy of Agricultural Engineering CAAE
Current assignee: Chinese Academy of Agricultural Engineering CAAE
Priority date: 2010-03-18
Filing date: 2010-03-18
Publication date: 2010-08-04

Abstract

本发明公开了一种生物质固体成型燃料预处理装置，属于农业机械技术领域。技术方案包括：安装在机架(1)上的电动机(2)和粉碎装置(4)，以及安装在切削粉碎装置(4)中的切削刀盘(10)和粉碎装置(11)，其特征在于不同组合的切削刀(12)呈圆周分布在切削刀盘(10)环行孔上，并与旁刀(15)、底刀(16)组成一个密闭切削粉碎室；叶片(13)和锤片(14)呈圆周安装在粉碎装置(11)上，形成粉碎室和排出室。本生物质固体成型燃料预处理装置能够通过调节粉碎刀的组合实现切削、粉碎农作物秸秆和林业剩余物等生物质原料，有效解决各种原料在成型前的粉碎问题，本发明能够为生物质原料固体燃料成型提供技术保障。

Description

生物质固体成型燃料预处理装置

技术领域

本发明属于农业机械技术领域，是一种生物质固体成型燃料预处理装置，具体是将农作物秸秆、林业剩余物等生物质原料在成型前进行粉碎、混合，达到成型的要求。

背景技术

我国具有丰富的农作物秸秆资源和森林资源，据统计农作物年产量每年6亿吨左右，约折合3亿吨标准煤，林业剩余物约1.5亿吨。生物质固体成型燃料技术是在一定温度与压力作用下，将原来分散的、没有一定形状的生物质经干燥和粉碎压制成具有一定形状的、密度较大的各种成型燃料的高新技术，体积缩小6～8倍，密度为1.0～1.4t/m3，能源密度相当于中质烟煤，使用时火力持久，炉膛温度高，燃烧特性明显得到了改善，既可作为农村居民的炊事和取暖燃料，也可作为城市区域供热和发电厂的燃料，近年来越来越受到人们的广泛关注。在我国资源条件等适宜的地区推广生物质固体成型燃料技术，促进生物质能源的清洁、高效利用，让广大的城镇居民使用上清洁能源，有利于减少化石燃料消费，改善生态环境。

由于农作物秸秆和林业剩余物成分复杂，特性各异，如在不同季节，不同作物秸秆的含水率、硬度、抗破碎性等有很大差别，另外林业剩余物直径较大，切削粉碎难度大，这将影响固体成型机的成型率，因此需要在成型前将农作物秸秆、林业剩余物进行充分粉碎、混合，达到成型要求。目前的生物质固体成型燃料预处理装置主要是秸秆粉碎机，能够粉碎玉米秸秆、麦秸等易粉碎的农作物秸秆，但对于棉秆、林业剩余物等较硬的生物质原料，粉碎效果差、功耗大，而且对于直径大的树枝、树杈难以粉碎，如专利号为CN2436284Y(申请日2001年6月27日)介绍了一种残枝树叶粉碎机，采用刀盘、刀片、锤片组合粉碎，仅有一个粉碎空间，而且仅仅能粉碎小直径的树枝。

发明内容

本发明的目的是在农作物秸秆、林业剩余物等生物质原料挤压成型前，解决农作物秸秆、林业剩余物的切削粉碎问题。保证在成型前，能够将各种生物质原料切削、粉碎，达到成型要求，同时能够解决大直径的树枝、树杈等，本发明能够为生物质原料固体燃料成型提供技术保障。

为达到这一目的所采取的技术方案包括安装在机架上的电动机和粉碎装置，以及安装在切削粉碎装置中的切削刀盘和粉碎装置，其特征在于不同组合的切削刀呈圆周分布在切削刀盘的环行孔上，并与旁刀、底刀组成一个密闭切削室；叶片和锤片呈圆周安装在粉碎装置上，形成粉碎室和排出室。

上述的生物质固体成型燃料预处理装置中，从进料口方向，在切削粉碎刀轴上依次安装切削刀盘和粉碎装置，形成切削室、粉碎室和排出室，生物质原料先进行切削、再粉碎，然后再由叶片吹出。

上述的生物质固体成型燃料预处理装置中，切削刀盘上开有3组长环行孔和3组短环行孔，切削刀能够固定在环行孔上，可以根据切削要求安装不同数量的切削刀。

上述的生物质固体成型燃料预处理装置中，切削刀呈圆周分布在切削刀盘上，按照生物质原料的种类的不同，可以安装2个、3个、5个切削刀，即相邻切削刀之间的角度分别为180°、120°、72°，能够切削粉碎不同的生物质原料，提高了适应性。

上述的生物质固体成型燃料预处理装置中，切削刀有刃口，磨损后能够刃磨，刃口安装方向与切削刀盘的旋转方向一致，同时磨损后可以更换。

上述的生物质固体成型燃料预处理装置中，粉碎装置上安装4组叶片，且对称排列，能够将粉碎后的物料吹到筛板，叶片回转半径比锤片回转半径低10mm，在这广告粉碎装置中形成负压，有利于排料。

上述的生物质固体成型燃料预处理装置中，粉碎装置上安装4组锤片，且呈圆周分布在切削粉碎刀轴上，即每组间隔角度为90°，能够对物料进行粉碎。

上述的生物质固体成型燃料预处理装置中，每组锤片装有3个锤片，相邻锤片之间用间隔套隔开。

上述的生物质固体成型燃料预处理装置中，在切削粉碎装置侧面安装旁刀，在底面安装底刀，旁刀和底刀的夹角为锐角，角度为75°，形成切削空间。

上述的生物质固体成型燃料预处理装置中，在切削粉碎装置的底端装有筛板，根据粉碎原料粒度要求不同，筛板孔直径分为5mm、7mm、9mm三种。

具有以上结构的生物质固体成型燃料预处理装置所具有的优点如下：本装置对生物质原料先切削后粉碎，切削刀盘上的切削刀成圆周排列，与底刀、旁刀形成密闭的切削室，能够农作物秸秆、林业剩余物等生物质原料切削；粉碎装置中的叶片和锤片形成粉碎、排出室，能够将切削后的原料进行粉碎，达到成型要求。同时按照原料的不同，在切削刀盘上可以安装2个、3个、5个切削刀，即相邻切削刀之间的角度分别为180°、120°、72°，能够切削粉碎不同的生物质原料，提高了适应性，这样能够解决不用原料的粉碎问题。同时使生物质原料在切削时受到切刀的拉力，不需进料装置即可自动进料。

因此本发明能够通过调节粉碎刀的组合实现切削、粉碎农作物秸秆和林业剩余物等生物质原料，有效解决了各种原料在成型前的粉碎问题，能够适应各种生物质原料，为生物质固体燃料成型机的成型提供了技术保障。

附图说明：

图1为生物质固体成型燃料预处理装置主视图；

图2为生物质固体成型燃料预处理装置俯视图；

图3为切削粉碎装置示意图；

图4为切削刀盘示意图；

图5为切削粉碎底刀旁刀示意图；

图6为粉碎刀盘环行孔示意图；

图7为2组切削刀示意图；

图8为3组切削刀示意图；

图9为5组切削刀示意图；

具体实施方式：

下面结合附图对本发明的实施例进行描述：

如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9所示：1为机架，2为电动机，3为进料口，4为切削粉碎装置，5为粉碎轴承座，6为出料口，7电动机皮带轮，8为粉碎皮带轮，9为切削粉碎刀轴，10为切削刀盘，11为粉碎装置，12为切削刀，13为叶片，14为锤片，15为旁刀，16为底刀，17为筛板。

电动机2安装在机架1上，通过电动机皮带轮7将动力传到粉碎皮带轮8，然后带动切削粉碎装置4中的切削粉碎刀轴9，其中的切削粉碎刀轴9安装在粉碎轴承座5上。

切削刀盘10和粉碎装置11安装在切削粉碎刀轴9上，其中切削刀盘10上安装切削刀12，如图5在切削刀盘10的侧面安装旁刀(15)，在底面安装底刀(16)，切削刀盘10与旁刀15和底刀16组成一个密闭的切削室，旁刀15和底刀16之间的夹角为75°，在这个切削空间中首先将喂入的生物质原料切削成片，由于进料口3与刀盘平面有一定倾角，避免了横向切削，减小了切削阻力，进而降低了动力消耗。木料在切削时受到切刀的拉力，不需进料装置即可自动进料，同时叶片回转半径低于锤片回转半径，能够形成负压，有利于物料从进料口向粉碎室、排出室移动。切削刀12呈圆周排列在刀盘上，且刃口方向与刀盘工作时的转动方向一致，如图7，工作时刀盘转动方向为逆时针，切削刀安装要保证刃口方向为逆时针。

本发明切削刀盘10上开有环行孔，可以安装2组、3组、5组切削刀，如图6，在粉碎刀盘上有3组长环行孔和3组短环行孔，且长、短环行孔间隔排列，能够安装不同数量的切削刀，同时切削后的生物质原料能够从环行孔中进入粉碎室。

根据试验情况，对不同的喂料采用不同的切削刀数量：如果切削粉碎玉米秸秆、麦秸、稻杆等农作物秸秆时，采用2组切削刀，切削刀成对称排列，如图7；如果切削棉秆、向日葵秆等抗破碎性较强的农作物秸秆，采用3组切削刀，每组切削刀之间的间距为120°，如图8；如果切削林业剩余物，如树枝、树杈、大直径的原木等，则采用5组切削刀，切削能力能力强，每组切削刀之间的间距为72°，如图9。3种组合方式能够切削目前所有的生物质原料，提高本装置的适应性。

通过切削装置切成片状的生物质原料，经位于切削刀盘上切刀刃口处的槽口或环行孔进入粉碎装置11，在粉碎装置上，有粉碎锤片14和叶片15。粉碎锤片14能够将生物质原料进一步粉碎成粒度符合要求的碎料，粉碎好的碎料再由叶片15所产生的风力向下排出。碎料通过安装在底部的筛板17，其中筛板17有三种规格，根据成型的要求，筛板孔径分为5mm、7mm、9mm，对于生产块状成型燃料，可以采用9mm，对于生产颗粒成型燃料，可以采用5mm或7mm。

因此，在农作物秸秆、林业剩余物等生物质原料切削粉碎过程中，安装在机架1上的电机2将动力传动到切削粉碎装置4，生物质原料通过进料口3喂入，先在切削刀盘11和旁刀15、底刀16组成的密闭的切削室中将物料切成片状，然后经位于切削刀盘上切刀刃口处的槽口或环行孔进入粉碎装置11，进行粉碎，达到要求的碎料通过筛板17排出。本发明装置设计合理，自动喂料，动力消耗小，能够适应不同的生物质原料，先切削后粉碎，达到成型要求。

最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims

1.一种生物质固体成型燃料预处理装置，其特征在于：安装在机架(1)上的电动机(2)和粉碎装置(4)，以及安装在切碎装置(4)中的切削刀盘(10)和切削粉碎装置(11)，其特征在于不同组合的切削刀(12)呈圆周分布在切削刀盘(10)的环行孔上，并与旁刀(15)、底刀(16)组成一个密闭切削室，叶片(13)和锤片(14)呈圆周安装在粉碎装置(11)上，分别形成粉碎室和排出室。

2.根据权利要求1所述的生物质固体成型燃料预处理装置，其特征在于从进料口(3)方向，在切削粉碎刀轴(9)上依次安装切削刀盘(10)和粉碎装置(11)中的锤片(14)、叶片(13)，形成切削室、粉碎室和排出室。

3.根据权利要求1所述的生物质固体成型燃料预处理装置，其特征在于切削刀盘(10)上开有3组长环行孔和3组短环行孔，切削刀(12)安装在环行孔上。

4.根据权利要求1或3所述的生物质固体成型燃料预处理装置，其特征在于切削刀(12)呈圆周分布在切削刀盘(10)上，按照生物质原料的种类的不同，安装2个、3个或5个切削刀(12)，即相邻切削刀之间的角度分别为180°、120°或72°。

5.根据权利要求1或3所述的生物质固体成型燃料预处理装置，其特征在于切削刀(12)有刃口，磨损后能够刃磨，刃口安装方向与切削刀盘(10)的旋转方向一致。

6.根据权利要求1所述的生物质固体成型燃料预处理装置，其特征在于粉碎装置(11)上安装4组叶片(13)，且对称排列，叶片回转半径比锤片回转半径小10mm。

7.根据权利要求1所述的生物质固体成型燃料预处理装置，其特征在于粉碎装置(11)上安装4组锤片，且呈圆周分布在切削粉碎刀轴(9)上，即每组间隔角度为90°。

8.根据权利要求1或7所述的生物质固体成型燃料预处理装置，其特征在于每组锤片装有3个锤片(14)，相邻锤片之间用间隔套隔开。

9.根据权利要求1所述的生物质固体成型燃料预处理装置，其特征在于在切削粉碎装置(4)侧面安装旁刀(15)，在底面安装底刀(16)，旁刀(15)和底刀(16)的夹角为锐角，为75°。

10.根据权利要求1所述的生物质固体成型燃料预处理装置，其特征在于在切削粉碎装置(4)的底端装有筛板(17)，根据粉碎原料粒度要求不同，筛板孔直径分为5mm、7mm、9mm三种。