CN101966924B - 螺旋强制喂料装置及包括其的成型加工系统、及脱气方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于粉状物料成型加工的螺旋强制喂料装置，包括有料斗(1)、驱动装置(2)、与驱动装置耦接的螺旋轴(3)和附着在该螺旋轴(3)上的螺旋叶片(3-2)，以及可选地螺旋筒体(4)，其中螺旋轴(3)为中空轴，在该螺旋轴(3)的轴体(3-1)上设置有与该中空轴的中空通道(3-4)连通的多个排气小孔(3-5)。可选地，螺旋筒体(4)的筒壁上设置有多个排气通孔。本发明还涉及一种包括这样的螺旋强制喂料装置的成型加工系统、一种使用这样的螺旋强制喂料装置或成型加工系统对粉状物料的成型加工进行脱气的方法。本发明在强制喂料的同时能排出物料中的空气，消除或减少了成型过程中的气爆现象，从而使成型产品质量稳定、成型率提高。

Description

螺旋强制喂料装置及包括其的成型加工系统、及脱气方法

技术领域

本发明涉及一种喂料装置，更具体地涉及一种用于粉状物料成型加工的强制喂料装置。本发明还涉及一种包括这样的强制喂料装置的成型加工系统，以及一种利用这样的强制喂料装置或成型加工系统对粉状物料的成型加工进行脱气的方法。 

背景技术

目前我国粉状物料成型加工普遍采用高压对辊成型机，即将粉状物料加入到平行布置的两个对辊的辊缝之间，在一个或两个辊子的圆周面上加工有按一定规律排列的凹坑，在电机的驱动下两个辊子相向转动，加入到辊缝之间的粉状物料随着对辊的转动逐渐被压缩成型，变成一个个与凹坑形状对应的块状物料。为了达到预期的压缩比，现有的高压对辊成型机一般都带有螺旋喂料装置，但存在的不足是：粉状物料在压缩过程中要排出大量的空气，现有的螺旋喂料装置无法解决排气问题，导致物料带着空气进入辊缝之间，在逐渐压缩过程中造成气爆现象，引起设备剧烈震动，严重时根本无法成型。 

发明内容

本发明的目的是为了克服上述现有技术的不足而设计了一种既能强制喂料又能排出空气，且结构合理的螺旋强制喂料装置，以 及包括这样的螺旋强制喂料装置的成型加工系统，以及这样的螺旋强制喂料装置和成型加工系统在粉状物料的成型加工中的应用。 

在一个方面，以上目的通过提供一种新型的螺旋强制喂料装置而达到。 

在一个实施方式中，本发明提供了一种用于粉状物料成型加工的螺旋强制喂料装置，包括料斗、驱动装置和与驱动装置连接的螺旋轴和附着在该螺旋轴上的螺旋叶片并且螺旋叶片的直径与料斗相适应，其中，该螺旋轴为具有中空通道的中空轴，且在螺旋轴的轴体上设置有与该中空轴的中空通道连通的多个排气小孔。 

在一个实施方式中，本发明提供了一种用于粉状物料成型加工的螺旋强制喂料装置，包括料斗、驱动装置、与驱动装置连接的螺旋轴和附着在该螺旋轴上的螺旋叶片，以及与料斗下端连接的螺旋筒体。 

在一个优选的实施方式中，料斗是由斗子和上盖通过例如螺栓连接而成的锥形容器，上盖上至少设置有进料口和排气出口。 

在一个优选实施方式中，螺旋筒体为具有中空部分的夹层结构，其中排气通孔设置在螺旋筒体的内壁上并与该夹层结构之间的中空部分连通，同时在螺旋筒体的外壁上部设置有排气出口。 

在一个优选实施方式中，螺旋轴上的排气小孔设置为里高外低且孔道轴线与螺旋轴中心线之间的夹角为锐角，例如小于50°。 

在进一步优选的实施方式中，螺旋筒体内壁上的排气孔设置为外高里低且孔道轴线与筒体中心线之间的夹角为锐角，例如小于50°。 

在一个优选实施方式中，螺旋叶片位于螺旋轴体的下部，且螺旋叶片的直径与料斗和螺旋筒体的内径分别相适应，并且在料斗和螺旋筒体内分别存在至少1圈的螺旋叶片，例如至少有3圈的螺旋叶片，其中1圈在于料斗内，而另外2圈在螺旋筒体内。 

在进一步优选的实施方式中，螺旋叶片为等径等螺距螺旋结构。 

在一个实施方式中，螺旋叶片通过焊接而附着在螺旋轴下部外表面上。 

在一个实施方式中，螺旋叶片例如通过焊接而设置在与螺旋轴的轴体之间为可拆卸连接的轴套上，且在该轴套上设置有多个排气孔，其中轴套上的排气孔的位置与螺旋轴轴体上的孔道对应。 

在一个实施方式中，螺旋筒体与料斗下端通过法兰用螺栓连接。 

在一个实施方式中，螺旋轴通过焊接在其上端的联轴器与驱动装置连接。 

在进一步优选的实施方式中，上盖和螺旋轴体外壁上的排气出口连接外部的抽气装置。 

在另一方面，本发明还提供了一种包括上述螺旋强制喂料装置的成型加工系统。 

在另一方面，本发明还提供了上述螺旋强制喂料装置或成型加工系统在粉状物料的成型加工中的应用。 

由于在强制喂料过程中排除了粉状物料中存在的气体，本发明从而具有以下的一个或多个优点：(1)消除或减少了成型过程中的气爆现象，提高了安全性；(2)延长了压缩过程，成型质量更稳定；和(3)成型率进一步提高。 

附图说明

本发明的其他方面、特点和优点通过以下结合附图的描述将会显而易见，附图中：

图1是根据本发明一个实施方式的一种螺旋强制喂料装置的结构示意图。 

图2是图1所示的螺旋轴的纵剖视图。 

图3是图1所示的螺旋筒体的纵剖面图。 

具体实施方式

下面将参考附图详细描述本发明的具体实施方式，但本领域技术人员应当理解，这样的描述仅是举例说明性的，并不用于限制本发明的范围。 

总体上，本发明的螺旋强制喂料装置主要用于粉状物料的成型加工，但并不限于此，例如还可以用于细颗粒状物料的进料。在本发明中，粉状物料优选是无粘结剂或具有极少量的粘结剂的粉状物料，或者粉状物料本身是无粘性或粘性非常小的粉状物料。粉状物料的实例可以提及例如但不限于粉煤、粉状煤渣等。 

参照图1，图1示例性地示出了根据本发明一个实施方式的一种螺旋强制喂料装置的结构示意图。如图1所示，该螺旋强制喂料装置主要包括料斗1、驱动装置2、螺旋轴3以及可选的螺旋筒体4。 

在图1中，料斗是由斗子1-1和上盖1-2通过例如螺栓连接而成的锥形容器。料斗设置为上大下小形式的锥形形状是为了方便喂料或进料，本领域技术人员理解，料斗并不限于这样的形状，例如也可以为圆筒形或下端开口小于上端开口的其他形状。 

在上盖1-2上设有进料口1-2-1和排气出口1-2-2以及其他开口，例如用于螺旋轴3通过或连接的开口(未示出)，并且上盖1-2例如用螺栓与驱动装置2连接。可选地，排气出口1-2-2与排气装置例如抽气机连接以排出喂料装置和物料中的气体。应当理解，虽然本发明中料斗的上端优选装有上盖，但是应当理解，只要能够实现螺旋强制喂料，也就是说只要带有螺旋叶片的螺旋轴体能够在料斗和螺旋筒体内实现螺旋强制喂料的情况下，即使料斗上端没有上盖也是可能的。例如，在料斗、驱动装置、螺旋轴和螺旋筒体的轴心线重合的情况下通过单独固定料斗和驱动装置以使螺旋轴体在料斗和螺旋筒体内转动，也可达到本发明的目的。 

在料斗1的上方装有驱动装置2，只要能够使螺旋轴3在螺旋轴体在料斗和螺旋筒体内转动，该驱动装置2可以为本领域已知的任何驱动装置，如电机。 

装有螺旋轴3在料斗1的内部并且螺旋轴3的上端与驱动装置2耦接，例如通过用半联轴器相互耦接。 

在料斗1的下端可以装有螺旋筒体4，该螺旋筒体4与料斗1例如通过法兰用螺栓进行连接。 

参照图2，图2是图1中所示的螺旋轴3沿轴向的剖面结构。如图2所示，螺旋轴3的轴体3-1为带有中空通道3-4的中空轴，在轴体3-1的外表面上加工有与中空通道3-4连通的多个排气小孔3-5，该排气小孔可以均匀或非均匀分布在整个螺旋轴的轴体上，数量为例如至少5个、10个、100个，甚至更多，取决于设计需要以及螺旋轴的长短和大小。通常，这样的排气小孔的孔径大小为0.01～1mm。优选地，为了防止工作过程中排气小孔被粉状物料堵塞，而将排气小孔3-5设置为里高外低(即排气小孔在轴体3-1外表面上的开口朝下)，且孔道轴线与轴体3-1的中心线之间的夹角布置为锐角，例如小于50°，优选为45°。轴体3-1的上端例如通过焊接而装有联轴器3-2用于连接驱动装置2。 

如图2所示的，在靠近轴体3-1的下部外表面上例如通过焊接而设置有螺旋叶片3-3。螺旋叶片3-3的直径与料斗1形状以及螺旋筒体4的内径相适应。优选地，在轴体3-1外表面上的螺旋叶片3-3不少于3圈，例如为4圈、5圈。优选地，螺旋叶片3-3的上端至少有一圈螺旋叶片位于料斗1内，且该圈螺旋叶片的直径较大，其叶片外缘形成的锥角与料斗1相匹配，其余螺旋叶片位于螺旋筒体4内且为等径螺旋叶片，直径与螺旋筒体相适应。可替换地，螺旋叶片可以为变螺距结构，优选其螺距按上大下小变化，也可以为等径等螺距结构。螺旋叶片在本领域是熟知的，例如为连续螺旋向下焊接在轴体外表面上的螺旋叶片。 

可替换地，螺旋叶片是例如通过焊接而连接在与轴体3-1之间为可拆卸的轴套上的套装结构(未示出)，且在轴套上加工有位置和数量与轴体3-1上的排气孔孔道相对应的多个排气小孔。轴套可以通过本领域中已知的任何方式例如螺栓连接到轴体3-1上。 

可替换地，可以通过在轴体3-1上形成螺旋槽来代替螺旋叶片3-3。 

在工作状态下，粉状物料随着螺旋叶片的转动而被向下推送，物料的体积逐渐被压缩，物料中的空气被挤出到料到上部并通过排气出口1-2-2排出；同时靠近螺旋轴3的空气通过轴体3-1上的排气小孔3-5而进入到轴体的中空通道3-4中，然后通过螺旋轴的中空通道3-4上升到料斗1的上部，例如从螺旋轴轴体3-1上部的排气小孔3-5出来，然后再通过上盖1-2上的排气出口1-2-2排出，从而使得加入到成型加工系统中的粉状物料中没有或有很少量空气，因而可以防止成型加工中的气爆现象，防止装置震动，提高安全性和成型率。 

参照图3，图3是图1所示的螺旋筒体4的纵剖面图。如图3所示，在一个优选实施方式中，螺旋筒体4为带有中空部分4-4的夹层结构，即具有外壁和内壁以及它们之间的中空部分，并且两端带有连接机构，例如通过法兰用螺栓连接至料斗1下端。在螺旋筒体4的内壁4-1上加工有与该夹层结构的中空部分4-4连通的多个排气通孔4-3，该排气通孔可以为例如5个、10个、100个甚至更多，取决于设计需要和螺旋筒体的内壁的面积大小，并且在螺旋筒体4的外壁4-2上部设置有与该夹层筒体结构的中空部分4-4连通的排气出口4-5。可选地，排气出口4-5与抽气装置例如抽气机连接以排出气体。为了防止通孔4-3被物料堵塞，优选地，内壁4-1上的通孔4-3为外高里低(即通孔4-3在内壁4-1上的开口朝下)且孔道轴线与筒体中心线之间的夹角为锐角，优选小于50°，例如为45°。这里的排气通孔大小可以与螺旋轴轴体上的排气小孔相同也可以不同，例如内径为约0.1～1mm。可以理解，本发明中的螺旋筒体的结构并不限于此，例如可以，只要能够在完成喂料的同时排出其中的气体，螺旋筒体4可以为任何适当的其他结构。 

由于料斗1下方装有螺旋筒体4，所以进一步延长了压缩过程，所以成型质量更稳定。在工作状态下，粉状物料随着螺旋叶片的转 动而被向下推送到螺旋筒体中，物料的体积逐渐被进一步压缩，如上所述，挤出的空气一部分通过螺旋轴上的排气小孔排出，而另一部分由螺旋筒体筒壁上的排气通孔排出。由于螺旋筒体4进一步排出了用于成型加工的物料中的空气，所以进一步防止了气爆现象，同时防止喂料装置的震动，提高了生产的安全性和成型率。 

在这里要注意的是，在本发明的螺旋强制喂料装置中，螺旋筒体4是一个可选部件，但是本发明的螺旋喂料装置优选包括有螺旋筒体4。 

在另一个实施方式中，提供了一种包括根据本发明的螺旋强制喂料装置的成型加工系统。再次参照图1，如图1所示的，该成型加工系统还包括辊缝位于螺旋强制喂料装置正下方的平行布置的两个对辊。在该两个对辊的一个(左成型辊或右成型辊，如图1所示出的)或两个的圆周面上加工有按一定规律排列的凹坑，在电机的驱动下两个辊子相向转动，使得通过螺旋强制喂料装置及融入到辊缝之间的粉状物料随着对辊的转动逐渐被压缩成型，变成一个个与凹坑形状对应的块状物料。 

对于本发明的螺旋强制喂料装置、其部件或元件的制成材料或形成方式没有特别的限制。例如可以由本领域技术人员以适当的材料例如钢、铁、不锈钢板、铝板等制成，而其中的排气通孔或排气小孔可以例如用相应尺寸的钻机形成。 

以上参考附图描述了本发明的一种优选实施方式，但本领域技术人员应当理解本发明的范围并不局限于此。基于以上的披露内容，本领域技术人员可以做出相应的修改、变形和/或替换而不背离本发明的范围。 

Claims (10)

1.一种用于粉状物料成型加工的螺旋强制喂料装置，包括：

料斗(1)，包括斗子(1-1)；

驱动装置(2)；

螺旋轴(3)，其上端与所述驱动装置(2)耦接并且在所述料斗内；

螺旋叶片(3-2)，附着在所述旋转轴(3)上，并且所述螺旋叶片(3-2)的直径与所述料斗(1)相适应；

其中，所述螺旋轴(3)为带有中空通道(3-4)的中空轴，并且在所述螺旋轴(3)的轴体(3-1)上设置有与所述中空轴的中空通道连通的多个排气小孔(3-5)；

所述螺旋强制喂料装置，还包括与所述料斗下端通过法兰用螺栓连接的螺旋筒体(4)；

所述螺旋筒体(4)为具有中空部分(4-4)的夹层结构，其中在所述螺旋筒体(4)的内壁(4-1)上设置有与所述中空部分(4-4)连通的排气通孔(4-3)，而在所述螺旋筒体(4)的外壁(4-2)上部设置有与所述中空部分(4-4)连通的排气出口(4-5)；

所述螺旋筒体(4)的内壁(4-1)上的排气通孔(4-3)设置为外高里低且所述排气通孔(4-3)的孔道轴线与所述螺旋筒体(4)的中心线之间的夹角为锐角。

2.根据权利要求1所述的螺旋强制喂料装置，其中，所述料斗(1)为由所述斗子(1-1)和与所述斗子(1-1)的上端连接的上盖 (1-2)构成的锥形容器，并且在所述上盖(1-2)上至少设置有进料口(1-2-1)和排气出口(1-2-2)。

3.根据权利要求1所述的螺旋强制喂料装置，其中，所述螺旋轴(3)上的排气小孔(3-5)设置为里高外低且所述排气小孔(3-5)的孔道轴线与所述螺旋轴(3)的中心线之间的夹角为锐角。

4.根据权利要求1所述的螺旋强制喂料装置，其中，所述螺旋叶片(3-2)的直径与所述料斗(1)和所述螺旋筒体(4)的内径分别相适应，并且在所述料斗(1)和所述螺旋筒体(4)中分别存在至少1圈的所述螺旋叶片(3-2)。

5.根据权利要求1所述的螺旋强制喂料装置，其中，所述螺旋叶片(3-2)设置在与所述螺旋轴(3)的轴体(3-1)之间为可拆卸连接的轴套上，并且在所述轴套上设置有位置与所述轴体(3-1)上的排气小孔(3-5)的孔道对应的多个排气孔。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的螺旋强制喂料装置，其中，

所述螺旋叶片(3-2)为等径等螺距结构。

7.根据权利要求1-5中任一项所述的螺旋强制喂料装置，其中，所述螺旋叶片(3-2)为变螺距结构，其螺距按上大下小的方式变化。

8.一种包括权利要求1-7中任一项所述的螺旋强制喂料装置的成型加工系统，所述成型加工系统至少还包括辊缝位于所述螺旋强制喂料装置下方的平行布置的两个对辊。 

9.一种用于在粉状物料的成型加工中进行脱气的方法，所述方法包括使用权利要求1-7中任一项所述的螺旋强制喂料装置进行喂料，或使用权利要求8所述的成型加工系统进行成型加工。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述粉状物料是粉煤。 

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