CN102019708B - 一种生物质桔杆固化成型装置 - Google Patents
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Abstract
一种生物质秸秆成型装置，主要由机架(1)、液压系统总成、冲压成型系统总成、承力架系统总成、螺旋送料预压系统总成构成，冲压成型系统总成由冲压杆总成、滑座总成、模座总成组成，其特征在于：液压系统总成与冲压成型系统总成相连，承力架总成与模座总成由拉杆锁紧于双出油缸，螺旋送料预压系统置于模座总成和滑座总成之间，冲压杆总成与滑座总成相连并可沿滑座总成向两端运动，滑座总成固装机架(1)上，模座总成置于机架(1)上。具有结构合理，受力合理，固化成型能力高，易损件制造简单、成本低、更换方便、维护费用低，成型质量提高，单位能耗低，节能降耗等效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种生物质秸秆成型装置，尤其是涉及一种将生物质秸秆液压冲压固化成型的装置，可广泛应用于木屑、玉米秸秆、麦秆、豆类秸秆等禾草类植物秸秆的固化成型。
背景技术
能源是人类赖以生存的基础，是社会经济可持续发展的重要物质保障。开发利用新能源和可再生能源，是我国能源可持续发展的基本方向。生物质能具有普遍存在、用之不竭、无环境污染等优越性，在世界和我国能源可持续发展中发挥越来越大的作用。开发新能源和可再生能源的新技术、新材料、新工艺与新的装备是提高能源转化效率、降低生产成本，推动可再生能源规模化发展的关键。生物质固体燃料致密加工成型技术与装置研发是我国重点支持领域。
生物质固体燃料致密加工成型装置所依据的成型原理是植物细胞中除含有纤维素、半纤维素还含有木质素，木质素属非晶体，没有熔点但有软化点，木质素在适当温度下会软化、液化，此时加以一定的压力使其与纤维素紧密粘接并与相邻颗粒互相胶接，冷却后即可固化成型。
生物质秸秆压块成型技术传统的工艺路线为粉碎-烘干-压块-炭化，其设备能耗大，成本高，效率低，易损件寿命低，不利于普及和推广。在实际使用过程中，由于生物质秸秆自身的物理和化学性质的多样性，因此在固化成型的过程中所涉及的技术问题相当复杂，其中固化成型能力、模具磨损、动力消耗为三个主要方面。现有机械冲压和液压冲压式秸秆成型机，模具及功率消耗虽然优于平环模成型方式，但仍然存在功率消耗大，模具磨损快，秸秆成型制品制造成本居高不下。
专利号200610017153.2、授权公告号CN10522585C公开了一种生物质秸杆成型机，由送料装置、成型装置、挤头、双出油缸、液压系统、电控系统组成，辊压密实进料装置包括上排和下排进料辊筒、挤压辊筒、出料辊筒，挤压头固装在双出油缸两个活塞杆的端部，远红外线加热器固装在成型装置中锥筒的外表面。该专利将生物质秸杆成型工艺变为送料-成型，简化了工艺工程，降低了功率消耗，但仍存成型装置中锥筒与挤压头匹配不合理，固化成型能力低；成型装置中锥筒、挤压头为整体加工磨损后须整体更换，模具磨损大，维护成本高；远红外线加热器固装在成型装置中锥筒的外表面导致能耗高等缺点，有待进一步改进。
发明内容
本发明针对现有技术中冲压成型关键问题深入研究，提供一种生物质秸秆固化成型装置，以解决生物质秸秆固化成型装置中模具损耗及功率消耗过大的问题，降低了生物质秸秆固化成型装置对秸秆含水率的严格限制，提高生物质秸秆成型质量。
为达成上述目的，本发明的解决方案是：
一种生物质秸秆成型装置，主要由机架(1)、液压系统总成、冲压成型系统总成、承力架系统总成、螺旋送料预压系统总成构成，液压系统总成与冲压成型系统总成相连。
机架(1)为框架结构，机架(1)上设有机架板(4)。机架(1)上置有液压系统总成之油箱(23)，机架(1)之机架板(4)上置有液压系统总成之双出油缸(11)及冲压成型系统总成、螺旋送料预压系统总成、承力架系统总成。
液压系统总成由液压站总成(22)、油箱(23)、双出油缸(11)、油缸杆(8)组成。
冲压成型系统总成由冲压杆总成、滑座总成、模座总成组成，冲压杆总成与滑座总成相连并可沿滑座总成向两端运动，滑座总成固装于机架(1)上，模座总成通过承力架总成4个拉杆(10)、锁紧螺母(21)的拉紧作用固装为一体，并同时固装于机架(1)上面。
冲压杆总成由冲压杆座(7)、冲压杆压板(6)、冲压杆(2)、冲压头(27)、密度调整螺栓(28)组成，冲压杆(2)端部装有冲压头(27)，密度调整螺栓(28)安装于冲压头(27)上。冲压杆座(7)置于双出油缸(11)之两端油缸杆(8)端部。
滑座总成由滑座体(5)滑套(29)组成。
模座总成由模座体(26)、成型筒(24)、定型筒(25)、下料仓(18)、加热器(20)组成，加热器(20)置于模座体(26)上，成型筒(24)、定型筒(25)装于模座体(26)孔内。成型筒(24)、定型筒(25)可以为单孔，也可以为多孔，为多孔时形成成型模组(19)。成型筒(24)外部为圆柱体，内部由二个不同锥度的锥孔(棱锥孔)和一个柱状直孔(多棱孔)组成。定型筒(25)外部为圆柱体，内部由二个柱状直孔组成，定型筒(25)柱状直孔进料端小于出料端。成型筒(24)定型筒(25)内孔根据需求可设计为圆柱状或多棱孔状。
螺旋送料预压系统总成由送料电机(14)、联轴器(15)、螺旋送料预压器(16)、上料仓(17)、传动轴(12)、皮带轮(13)组成，送料电机(14)为调速电机，通过调整转速实现秸秆颗粒推送量控制和预压。
承力架系统总成由承力架(3)、承力板(9)、拉杆(10)、锁紧螺母(21)组成，承力板(9)固装于双出油缸(11)两端，承力架(3)固装于承力板(9)上，拉杆(10)通过模座体(26)上之孔洞后在锁紧螺母(21)作用下将模座体(26)锁紧在承力架上。
承力架系统总成由双出油缸(11)两端固装承力板(9)，承力板(9)、承力架(3)、模座体(26)通过4个拉杆(10)、锁紧螺母(21)的拉紧作用固装为一体，并同时固装于机架(1)上面。双出油缸(11)两端油缸杆(8)端部分别装有冲压杆座(7)，冲压杆座(7)上固装有冲压杆压板(6)，冲压杆(2)通过冲压杆压板(6)固装于冲压杆座(7)上。
工作时，液压站总成(22)驱动双出油缸(11)、油缸杆(8)向两端运动，油缸杆(8)向两端运动带动冲压杆总成沿滑座总成向两端运动，冲压杆总成沿滑座总成向两端运动的过程中将下料仓(18)中贮存的生物质秸秆颗粒送入置于模座体(26)上的成型筒(24)中，通过冲压头(27)挤压产生形变和化学变化，生物质秸秆颗粒黏结为柱状体，通过冲压头(27)后续不断挤压进入定型筒(25)，实现定型并被挤出定型筒(25)。置于模座体(26)上的加热器(20)将模座体(26)上的成型筒(24)、定型筒(25)、下料仓(18)加热，热量传递于生物质秸秆颗粒并在压力作用下使生物质秸秆颗粒纤维素紧密粘接并与相邻颗粒互相胶接，冷却后即可固化成型。冲压头(27)将秸秆颗粒不断挤压进入定型筒(25)，实现定型并被挤出定型筒(25)，送料电机(14)通过旋转将秸秆颗粒推送进下料仓(18)以备下一冲压行程用，送料电机(14)为调速电机，通过调整转速实现秸秆颗粒推送量控制和预压。
本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：
1、成型筒(24)、定型筒(25)分别设置，共同置于模座体内，制造简单、成本低、更换方便、维护费用低。
2、承力架总成通过4个拉杆(10)、锁紧螺母(21)的拉紧作用将二个模座体(26)固装于双出油缸(11)上成为一体，结构简单，受力合理。
3、冲压头(27)将秸秆颗粒不断挤压进入定型筒(25)，实现定型并被挤出定型筒(25)，送料电机(14)通过旋转将秸秆颗粒推送进下料仓(18)以备下一冲压用，送料电机(14)为调速电机，保证秸秆颗粒推送量控制和预压控制，迅速补充冲压杆总成返回行程空隙，并保持一定压力使生物质秸秆颗粒推送量最大，具有提高产量降低能耗的显著效果。
4、成型筒(24)外部为圆柱体，内部由二个不同锥度的锥孔(棱锥孔)和一个柱状直孔组成，可根据秸秆颗粒不同形状不同加工条件不同含水率进行调整，适应秸秆颗粒不同形状不同加工条件不同含水率要求。
5、定型筒(25)由二个直孔组成，定型筒(25)进料端小于出料端，实现秸秆块定型保型于一体，制造简单、成本降低、更换方便、维护费用低，成型质量提高。
6、置于模座体(26)上的加热器(20)将模座体(26)上的成型筒(24)、定型筒(25)、下料仓(18)加热，热量首先传入模座体(26)上的成型筒(24)、定型筒(25)、保证成型、定型所需温度，余热传入下料仓，可最大限度利用加热器热量，节能降耗效果明显。
7、冲压头更换方便、维护费用低，冲压头装有密度调整螺栓，可根据需要决定长度用于调整秸秆成型块密度。
附图说明
图1为本发明生物质桔杆固化成型装置主视图；
图2为本发明生物质桔杆固化成型装置俯视图；
图3为本发明生物质桔杆固化成型装置冲压杆总成外观示意图；
图4为本发明生物质桔杆固化成型装置冲压杆总成密度调整螺栓与冲压头结构关系示意图；
图5为本发明生物质桔杆固化成型装置滑座总成结构示意图；
图6为本发明生物质桔杆固化成型装置模座体外观示意图；
图7为本发明生物质桔杆固化成型装置成型筒、定型筒、模座体结构关系示意图。
图中：
机架(1)、冲压杆(2)、承力架(3)、机架板(4)、滑座体(5)、冲压杆压板(6)、冲压杆座(7)、油缸杆(8)、承力板(9)、拉杆(10)、双出油缸(11)、传动轴(12)、皮带轮(13)、送料电机(14)、联轴器(15)、螺旋送料预压器(16)、上料仓(17)、下料仓(18)、成型模组(19)、加热器(20)、锁紧螺母(21)、液压站总成(22)、油箱(23)、成型筒(24)、定型筒(25)、模座体(26)、冲压头(27)、密度调整螺栓(28)、滑套(29)。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：
机架(1)为框架结构，机架(1)上设有机架板(4)，机架(1)底部置有液压站总成(22)、油箱(23)，机架板(4)上置有双出油缸(11)、2个模座总成。双出油缸(11)两端固装有承力板(9)，承力板(9)、承力架(3)、模座体(26)通过4个拉杆(10)、锁紧螺母(21)的拉紧作用固装为一体，并同时固装于机架(1)上双出油缸(11)端面，模座体(26)被拉紧。双出油缸(11)两端油缸杆(8)端部分别装有冲压杆座(7)，冲压杆座(7)上固装有冲压杆压板(6)，冲压杆(2)通过冲压杆压板(6)固装于冲压杆座(7)上。冲压杆(2)端部装有冲压头(27)，冲压头(27)端部装有密度调整螺栓(28)，冲压杆座(7)、冲压杆压板(6)、冲压杆(2)、冲压头(27)、密度调整螺栓(28)组成冲压杆总成。冲压头(27)有圆形、多边形等多种几何形状。密度调整螺栓(28)的作用就是调整冲压头(27)的位置，利用密度调整螺栓长度调整空间，其结果是产品密度可调整。在双出油缸(11)与模座总成之间固装有滑座体(5)，用于定位冲压杆(2)。模座总成由模座体(26)、成型筒(24)、定型筒(25)、下料仓(18)、加热器(20)组成，加热器(20)置于模座体(26)上，成型筒(24)、定型筒(25)装于模座体(26)孔内。成型筒(24)内部由二个不同锥度的柱状孔和一个柱状直孔组成，柱状直孔由所需成型秸秆块尺寸确定，不同锥度的柱状孔和柱状直孔可有圆形多边形等多种几何形状。在滑座体(5)与模座体(26)间沿冲压杆(2)周边形成下部包围冲压杆的若干半圆、竖直面为直边、上部开口的下料仓(18)用于进料，下料仓(18)下部包围冲压杆的半圆，保证不残留秸秆颗粒。在下料仓(18)上方置有螺旋送料预压器(16)，螺旋送料预压器(16)下部开口用于出料，上部开口用于进料。螺旋送料预压器(16)左右各一个，左螺旋送料预压器为左旋，右螺旋送料预压器为右旋。螺旋送料预压器(16)用于秸秆粉碎后物料的推送与初步密实，经初步密实的生物质秸秆颗粒在螺旋送料预压器(16)的推送下迅速补充冲压杆总成返回行程空隙，并保持一定压力使生物质秸秆颗粒推送量最大。在2个螺旋送料预压器(16)之间用联轴器(15)和传动轴(12)实现旋动，在传动轴(12)上固装有皮带轮(13)，皮带轮(13)用皮带与送料电机(14)相连，送料电机(14)为调速电机，用于秸秆粉碎后物料的推送量控制与初步密实。
工作时，双出油缸(11)带动油缸杆(8)向两端运动，油缸杆(8)向两端运动带动冲压成型系统总成沿滑座总成向两端运动，冲压成型系统总成沿滑座总成向两端运动的过程中将下料仓(18)中贮存的生物质秸秆颗粒送入置于模座体(26)上的成型筒(24)中，通过挤压产生形变和化学变化，生物质秸秆颗粒黏结为柱状体，后通过后续不断挤压进入定型筒(25)，实现定型并被挤出定型筒(25)。置于模座体(26)上的加热器(20)将模座体(26)成型筒(24)、定型筒(25)、下料仓(18)加热，同时热量传递于生物质秸秆颗粒并在压力作用下使生物质秸秆颗粒纤维素紧密粘接并与相邻颗粒互相胶接，冷却后即可固化成型。
上述为本发明的具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均属于侵犯本发明保护范围的行为。
Claims (5)
1.一种生物质秸秆成型装置，主要由机架(1)、液压系统总成、冲压成型系统总成、承力架系统总成、螺旋送料预压系统总成构成，冲压成型系统总成由冲压杆总成、滑座总成、模座总成组成，其特征在于：液压系统总成与冲压成型系统总成相连，承力架总成与模座总成由拉杆锁紧于双出油缸，螺旋送料预压系统置于模座总成和滑座总成之间，冲压杆总成与滑座总成相连并可沿滑座总成向两端运动，滑座总成固装机架(1)上，模座总成置于机架(1)上，在双出油缸(11)与模座总成之间固装有滑座体(5)；
模座总成由模座体(26)、成型筒(24)、定型筒(25)、下料仓(18)、加热器(20)组成，加热器(20)置于模座体(26)上，成型筒(24)、定型筒(25)装于模座体(26)孔内；
承力架系统总成由承力架(3)、承力板(9)、拉杆(10)、锁紧螺母(21)组成，承力板(9)固装于双出油缸(11)两端，承力架(3)固装于承力板(9)上，拉杆(10)通过模座体(26)上之孔洞后在锁紧螺母(21)作用下将模座体(26)锁紧在承力架上；
螺旋送料预压系统总成由送料电机(14)、联轴器(15)、螺旋送料预压器(16)、上料仓(17)、传动轴(12)、皮带轮(13)组成，送料电机(14)为调速电机，通过调整转速实现秸秆颗粒推送量控制和预压。
2.如权利要求1所述的一种生物质秸秆成型装置，其特征在于：定型筒(25)外部为圆柱体，内部由二个柱状直孔组成，定型筒(25)柱状直孔进料端小于出料端。
3.如权利要求1所述的一种生物质秸秆成型装置，其特征在于：成型筒(24)外部为圆柱体，内部由二个不同锥度的锥孔和一个柱状直孔组成。
4.如权利要求1所述的一种生物质秸秆成型装置，其特征在于：在滑座体(5)与模座体(26)间沿冲压杆(2)周边形成下部包围冲压杆的若干半圆、竖直面为直边、上部开口的下料仓(18)用于进料。
5.如权利要求1所述的一种生物质秸秆成型装置，其特征在于：冲压杆总成由冲压杆座(7)、冲压杆压板(6)、冲压杆(2)、冲压头(27)、密度调整螺栓(28)组成，冲压杆(2)端部装有冲压头(27)，密度调整螺栓(28)安装于冲压头(27)上。
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