CN102077731A - 变频超导锥压环磨秸秆成型联合收获一体机 - Google Patents

Abstract

变频超导锥压环磨秸秆成型联合收获一体机：突破平压、环磨秸秆成型的单一结构，将：平压轮、锥压轮、环磨轮统一运行在R型壳体之上，生物废料，经平压、锥压、环磨成型，制成生物质棵粒；该装置，以柴油发电机为动力，在大田，与4YZT-2008等型联合收获机配套，在收割玉米、小麦的同时，也将秸秆粉碎并挤压成型；在陆地，可与大型秸秆粉碎机配套，挤压、环磨生物粉料而成型；该设备内的两级超导电加热系统，使高含水量生物粉料，均可挤压成型；该设备内：废除齿轮箱或皮带轮传动，用变频电机，直接与驱动平压轮、锥压轮、环磨轮的主轴系统相联。如此，可实现麦、秋季和其他时间的生物质废料成型，生产更多、高效的生物质新能源。

Description

变频超导锥压环磨秸秆成型联合收获一体机

所属技术领域：

属于农业机械的再生生物能源制造系统中的设备。

本发明系利用变频、超导、平压、锥压、环磨成型的设备，与联合收获机组合成一体机，实施对大田里的玉米、小麦进行收割外，还将其作物秸秆，进行粉碎、成型收集，依此实现粮食、秸秆双丰收。

背景技术：随着农业现代化发展的进程，玉米联合收获机械进入了大发展时期。我国小麦的机收率已超过85％，水稻机收率也在55％左右，但是，作为我国三大主要粮食作物之一的玉米机收率仅为9～10％。实现玉米秸秆粉碎还田的约占8％左右；实现秸秆收集的作业，不足2％；在大田里，采用玉米收获、秸杆收割、粉碎、再挤压成型，一次进行机械化作业的，尚无先例。目前，已成为我国农业机械化发展的瓶颈。这样，将使3.8亿吨(全国秸秆总量约7亿余吨)的玉米秸秆资源，被散落在大田中被浪费；部份玉米秸秆，由于小麦种植时间的紧廹，而将其焚烧，已造成大气的严重污染；同时也造成农民的收入：增产不增收，秸秆资源不能再利用的境地。因此实现玉米收获全程序的机械化收割方式，实现生物资源的环保再利用，提高农业劳动生产率，增加农民收入，实现产业化经营，具有重要意义。

公知的：

一、国外：玉米联合专用收获机：其代表机型为乌克兰生产的KCKY-6型六行、法国布尔贡公司生产的JLD610型10行自走式玉米收割机。这种机具：大马力、自走式，可同时完成摘穗.果穗收集、茎杆粉碎还田(或收集)作业。

二、国内：玉米收割机通用的设备是：

一种方式是：老式的、仅能对玉米棒进行收割，不能实现对秸秆收割、粉碎、收集等功能。

另一种方式是：引进、合作、技术开发，适合中国特点的、多行自走式玉米联合收割机型。该机由乌克兰赫尔松康拜因公司制造方提供摘穗机构、剥皮机构等方面的部件，而发动机、行走系统、液压部件、电器元件等由中方在本地采购，再进行组装，逐渐实现国产化。其主要机型：4YZ-3(4)型、改进后的4YZT-2008型(本机更换收割机头，即可收割小麦)，其大部份机型为摘穗板式摘穗机构，并配置80～110kW(100-140HP)的发动机，可以实现玉米、小麦的摘穗、集箱和秸秆粉碎的功能。

其特点：1、摘穗装置：采用拉茎辊结构；2、发动机：选用双向输出的发动机为动力机构，主动力与行走动力分开操作；3、实现了对收获区内玉米、小麦的不对行收获；4、果穗箱采用液压翻转卸粮。4YZT-2008型自走式玉米联合收获机技术参数：收割4行、适应行距550～700(mm)、割幅2700(mm)、生产率6～10亩/小时、外形尺寸8430×2890×3790(mm)、整机质量7800(Kg)、发动机功率110KW、秸秆切碎装置形式：甩刀式或锤爪式、留茬高度≤80(mm)、秸秆切碎长度≤100(mm)、粮仓容积4.3(m3)。

国外的玉米收割机，存在如下不足：

乌克兰的KCKY-6型六行、法国布尔贡公司的JLD610型10行自走式专用玉米收获机，不适应中国的玉米种植现状；尽管可实现秸秆的粉碎、还田、收集的功能，但仍不能实现对秸秆的收集、成型。其设备造价高，影响其投入产出比。

国内的玉米收割机：不能实现对秸秆的收集、成型。目前国内主要的机种，只是对国外机型的仿制、改进，并没有突破专用玉米收获机：粮食、秸秆成型的双收获机制。尽管设备价格适中，但其产品质量相对的较差，常出现停机、需维修的问题，投入产出比也不高。

三、国外联合收获、秆秸成型一体机概况：经多方查证，暂无相关资料。

四、国内联合收获、秆秸成型一体机概况：经多方查证，也无相关资料。但是，国内制造秸秆成型机的企业较多。全是用于固定点的秸秆成型。该类成型机，开始于中国科学院的相关单位，制造了秸秆环磨机，但其效率很低，耗能大。在其基础之上，河南某大学可再生能源实验室改进设计了；PB-V型生物质燃料成型机，“生产效率：400～600kg/h，总功率：48.85KW，密度：1.0～1.4吨/立方米”。随后，国内的企业，研发了一种平压式的秸秆成型机，风行全国。如河南某重工公司所产的JMX-IV型秸秆成型机，产能1500公斤/小时，功率22千瓦；适应于秸秆从粉状至55mm长度之间，含水率5--30％之间。设电加热装置，可解决不成型的问题。

可是，现实的情况是：农作物收割期非常短，人工收割能力有限。秸秆的收储问题，成了亿万农民的难心事！要么花大钱，请收割机进行机械收割，进行秸秆还田；要么人工收割后存放于田边地头，村沟道旁，任其腐烂污染环境！

通过上述分析，目前，无论国内或国外的联合收获机，均未实现：在大田里，在收割粮食的同时，也将价值很高的秸秆，同步实现粉碎、挤压成型，成为生物新能源；另一方面，地面上的、固定式的、所有的秸秆成型机，无论质量上、节能降耗上、优其是成型机单机产量上、均来实现高产。

因此，只有设计一种高速成型机：即能适应：高含水量(例如40～45％)的青棵玉米、小麦等秸秆；又能与大型收获机的收获速度相匹配，实现秸秆成型并收集起来，才算真正意义上的实现粮食、秸秆双丰收！

发明内容：

鉴于上述不足，我们开发设计出：高适应性、高效、低耗的大田(含固定式)作业的秸秆成型系统，即：“变频超导锥压环磨秸秆成型联合收获一体机。”。

一、“秸秆燃料”的基本概况：

1、“秸秆燃料”的成份：秸杆燃料是利用农作物的玉米秸杆、麦草、棉花杆、树枝、锯末等固体废弃物为原料，经过粉碎、加压、增密、成型，成为棒状、或颗粒状的固体燃料。

2、“秸秆燃料”的特点：

生物质成型燃料，挥发成份高，碳活性好，易燃，灰分少，点火快。成型后的秸秆块，体积小，比重大，耐燃烧，便于储存和运输。

3、“秸秆燃料”的应用范围：

“秸秆燃料”可以代替木柴、原煤、液化气等，广泛用于生活炉灶、取暖炉、热水锅炉、工业锅炉、生物质电厂等。

4、“秸秆燃料”成型后的主要技术参数：

密度：1000-1400千克/立方米；热值：3500-5000大卡/千克；灰分：1～6％；水分≤12％。

5、燃烧后的废气排放：

CO含量：零排放；NO₂含量：14毫克/立方米(微量)，远低于国家标准；SO₂含量：46毫克/立方米，远低于国家标准；烟尘浓度：低于123毫克/立方米，远低于国家标准。

6、生物质燃料燃烧后的灰分处理：

生物质燃料燃尽率可达96％，剩余4％的灰分，可以回收做钾肥，实现了“秸秆→成型→燃料→肥料→粮食、秸秆”的有效循环。

二、秸秆成型研发的方向：

1、解决产量低，规模小问题：可改变秸秆成型机系统的内部结构，将单项挤压成型结构，设计成：复合型、多轮、多角度的挤压秸秆成型结构；

2、解决大田里的秸秆高含水量不能成型的关键问题：

A：在收获机内将秸秆粉碎后，抛向成型机内部之前，设置一台电加热螺旋输送机，使秸秆内的高含水量降低。

B：在本成型壳体的背面内部，设置电加热系统。

经上述两次电加热后，使含水量，降低到：可使秸秆成型的程度。

3、解决秸秆成型中灰份高的问题：在电加热螺旋输送机系统内，设计一套除尘排灰的结构，即在电加热、螺旋输送机的下部，设计成：漏灰除尘结构。

4、解决成型机能耗高的问题：在设计成型机转动系统与传动系统时，将齿轮或皮带传动机构废除，改为电机直接带动成型机主轴的结构，以此降低能耗。

5、解决成型机转速问题：成型机的转速在50～70/分转之间，而电机的转速在980转/分以上，为此可将变频控制系统，直接应用于对电机的速度控制。

三、秸秆压块成型的原理：秸秆等生物质料中，含有一定量的纤维素和木质素，其木质素是物料中的结构单体，属于苯丙烷型的高分子化合物。它具有增强细胞壁、粘结纤维素的作用。木质素属非晶体，主要分布在纤维之间。在常温下，不溶于任何溶剂，没有熔点，但有软化点。当温度达到一定值时，木质素开始软化，粘结力增强。当其在一定压力作用下，其纤维素分子团错位、变形、延展。纤维素与内部相邻的生物质颗粒，在木质素粘结力的作用下，相互进行啮接重新组合。利用这一特性，采用升高温度、挤压的方式，使秸秆变形、塑化。当使其进入一定形状的孔腔时，就构成了成型燃料的块、棒、粒等形状。

技术实施方案：

按上述研发秸秆成型的方向、原理：经我们多年的研究，在理念上予以突破，改变大田里：玉米联合收获机，只能使秸秆粉碎，不能直接成型的状况；突破在陆地可以成型，但是，又不能达到相应的生产规模的实际，用现代科学技术，设计出：变频、超导、锥压、环磨秸秆成型、联合收获一体机。利用该机中的R型壳体结构，在外部温度、动力的作用下，压轮、环磨轮与之相互作用，实施对秸秆的挤压、摩擦，使得物料在孔内成型。见图1。

一、平压、锥压、环磨成型壳体基本结构设计：该结构，是一个大R型体，是本设备的核心部位。

在R型体的上部：

1、最内圈的压轮部位：压轮与两排排料孔、切料凸台，采用平磨挤压结构。

2、中圈压轮部位：锥压轮与两排排料孔、切料凸台，均设计成一定角度，即设计成小R型锥形挤压结构；

3、外圈压轮部位：锥压轮与两排排料孔、切割凸台，均设计成较大R锥型挤压结构。

4、外圈上部环磨轮部位：外圈锥压成型孔结构的外沿上部圆环上，设计成上、下双排环磨孔，使环磨轮与两排排料孔、切割凸台，相切、推压成型的结构模式，详见图2。

二、加热系统的设计：

1、超导螺旋输送机的设计：大田中的玉米秸秆，在收割期间，大都处于青棵状态，含水量在30～45％之间。为此，在玉米联合收获机，将秸秆粉碎并抛向成型机前，设置一套超导螺旋输送机，即在该机筒状壳体的内壁，设置与功率相适应的圈数：环绕圆周的电超导加热管；并自动进行恒温控制，使进入的秸秆粉料，在输送机内，进行中温超导电加热，秸秆粉料中的水份，将被部份的降低。

2、R型平压、锥压、环磨成型壳体背面的超导电加热半圆型槽、管的设计：在该成型壳体结构的背面，即切割凸台相对应的背面或与排料孔相邻的部位，设计成半圆型沟槽。在每个沟槽内，采用超导材料，制成超导电加热圆形管路，再加之自动化控温系统的管理，实施对该成型壳体、秸杆粉料的恒温加热。使秸秆粉料，处在100～110℃之间，含水量处在30％以内的状态，即：使秸秆中的苯丙烷型高分子化合物，处在软化、塑性的状况。见图3-1(主图放大图)、图3-2(主图的剖视放大图)、图3-3(主图、主图剖视图的原图)。

三、十字：平压、锥压轮轴、环磨轮支架的设计：按照平压、锥压、环磨的壳体结构，相应设计了平压、锥压轮的轴和环磨轮的支架，即十字架式的轴和架。其中在轴上，从轴根部向外部延伸，制成三种不同的轴径，对称设置：

1、其最内圈，与壳体内圈排料孔的中间部位相对应，轴上设置可安装两个平压轮的轴径；

2、中圈，与壳体上中圈排料孔的中间部位相对应，设置两个：可安装两个锥压轮的轴径；

3、外圈，与壳体上外圈排料孔的中间部位相对应，设置安装两个小锥压轮的轴径；

4、无论平压或锥压轮轴内，均设置具有高弹性的推力轴承，使其适应不断变化的秸秆量。

5、与安装平压、锥压轮的阶梯轴成直角的平面部位上，设计成可安装环磨轮的支架。安装环磨轮的轴孔上，设置轴承和在轴承内侧面、设置具有可平行移动的弹簧压板。

十字平压、锥压、环磨轮轴、支架，整体精密铸造，精加工而成。见图4。

四、动力与传动系统的设计：按常规，动力与主轴之间，要设置齿轮或皮带轮传动机构。为了节能降耗，预以废除。为此，实施变频器控制的、电机轴与主轴直接相联的结构体系；设置在玉米、小麦联合收获机上的成型机，不直接使用收获机上的动力，而在底盘上，独立设置具有变压功能的、全天候型的、柴油发电机，来提供：动力和超导电加热电源。(注：当使用在有电源的农村、固定加工点时，可省去柴油发电机系统。)。

平压、锥压、环磨成型一体机的生产工艺：

一、一体机，在大田里的生产工艺：将与玉米、小麦联合收获机相匹配的、已经质量捡验无问题的平压、锥压、环磨成型机，组装在玉米联合收获机的后部，在进入大田前，先将柴油发电机起动，运行正常后，再给平压、锥压、环磨成型壳体、螺旋超导输送机内的电加热系统送电，当加热体的温度升到120～140℃后，开动成型机；最后，再开动整机。当运行无异常时，即可进入大田作业。

二、一体机，在农村的生产工艺：当一体机运行在农村时，行走、收获的两功能可分开的联合收获机，只需开动粮食收获、秸秆粉碎的功能，停止行走功能，用秸秆传送机或人工，将秸秆送入收获机的进料口即可。其工艺：当有电源时，将柴油发电机改为电网电源起动，先给平压、锥压、环磨成型壳体和螺旋超导输送机内的电加热系统送电，使温度升到120～140℃，再开动成型机、秸秆输送机、收获机，即可将秸杆成型。此工艺省去了秸秆粉碎设备，使本联合收获机，除了麦、秋两季到大田里作业外，继而可常年累月的进行秸秆成型加工，只是，耗能要大些。

三、平压、锥压、环磨成型机，设置在陆地上或其他机载上的运行工艺：当本成型机，单独设置在陆地上或其他机载上，需配备与之生产能力相适应的秸秆粉碎机。有电源时，直接进行秸秆粉碎、成型的生产；无电源的农村，要设置比原来的柴油发电机大20～30KW的发电机，以满足粉碎机动力的需求。生产的基本工艺同上。

附图的说明：

先对整个系统加以说明：本成型收获一体机，从设计上，可使大田里的青棵秸秆，尽管是在高含水量的情况下，也能使其继续成型，变为秸秆棵粒；4YZT-2008型玉米、小麦联合收获机的生产能力：5～8亩/h；本成型机可以达到：与之相匹配的能力，即秸秆成型量在7～8吨/h的水平上；该一体机同时具有高效、节能、环保的特点。

对图1的说明：本图所显示的是：变频、超导、锥压、环磨、秸秆成型、联合收获一体机的整体结构。

图中：(1)本机的支撑底盘，由槽钢、角铁焊制；(2)承载主电机，并焊接于支撑底盘上的120号角铁；(3)两条150号槽钢，其下部焊接在角铁上，上部用螺栓将主电机的基座与槽钢相互联接；(4)引导式万向转动承重胶轮；(5)牵引成型机的联接鼻子(可将本机的底盘与收获机的支撑底盘，焊接成整体。)；(6)主电机与超导螺旋输送电机的变频控制系统；(7)露天变压式柴油发电机，60KW，转速980转/分；(8)四个支撑主壳体的120号槽钢支架，上部焊接于主轴外壳的支撑圆柱上，下部焊接于底盘上；(9)秸秆棵粒双边下料斗；(10)平压、锥压、环磨成型机主壳体，直径￠1099*高439mm；(11)秸秆粉料储料仓；(12)秸秆料进料口；(13)螺旋输送机的输料圆筒、筒内超导电加热系统、漏灰排尘筛板和下部的粉尘排出软袋；(14)螺旋输送机的主轴；(15)超导螺旋输送机的上部排气口，椭圆型；(16)联合收获机将秸秆粉碎后，将粉料抛向超导螺旋输送机的抛料口；(17)螺旋输送机的电机；(18)螺旋输送电机的支撑架，角铁制作；(19)成型的秸秆棵粒储料仓，椭圆结构，计两个；(20)安装于：支撑后部底盘下面的两个承重胶轮；(21)成型机主轴与支撑该轴的壳体；(22)主电机与成型机主轴联接的联接器；(23)主电机。

图1秸秆成型的实施方式：

起动露天变压式柴油发电机(7)；接通：通往平压、锥压、环磨成型机壳体上的超导电加热系统(10)和螺旋输送机圆筒内的超导电加热系统(13)，其温度控制在120～140℃；再接通主电机(23)，通过主电机的联轴器与成型机主轴联接器(22)的联接，输送动力，转动成型机的主轴(21)，推动设置在主轴上端的平压锥压轮的轴、环磨轮支架，进而推动该轴与支架上的压轮、环磨轮转动，在变频控制系统(6)的作用下，适当控制主电机的转速；接通螺旋进料机的电机(17)，驱动螺旋输料机的主轴(14)；再用变频控制系统(6)，将超导螺旋输送电机(17)的转速，控制在适当的范围内；当整机无异常时，该收获一体机即可进入大田内开始作业；这样，联合收获机在收获玉米、小麦的同时，也将秸秆予以收割并粉碎，通过收获机的秸秆排料口(16)，抛入超导加热螺旋输送机的进料圆筒(13)内；超导加热后的秸秆，在螺旋、除尘的输送中，粉尘通过下部的筛板孔、软袋排出，之后，秸秆粉料进入进料口(12)；当秸秆料料落在转动中的主轴上端的压轮、环磨轮时，将其打散，分别落到压轮之下和环磨轮之外的壳体上；分别设置在平压、锥压、环磨轮之下、之外的切割凸台，对＞60mm的秸秆长料，在运动中，将其再次切割、粉碎；这样，秸秆粉料在平压、锥压、环磨轮的挤压力、磨察力的作用下，将秸秆粉料挤入平压、锥压、环磨成型机壳体(10)中的各个排料孔，进而通过秸秆棵粒双边下料斗(9)，落到秸秆棵粒储料仓(19)内；这样就完成：秸秆的粉碎---秸秆的超导加热降水---秸秆的螺旋除尘输送---秸秆粉料的再加热---秸秆粉料的挤压成型---秸秆棵粒排入储料仓内的尼龙袋中---吊装---汽车运到电厂等单位。

对图2的说明：

该图为变频、超导、锥压、环磨、秸秆成型一体机中的主机。主要配置：(1)一体机基座与120号角铁，角铁的上部与150号槽钢焊接，下部与框架基体焊接；(2)固定主电机的150号槽钢；(3)电机基座；(4)主轴电机；(5)电机上的键槽；(6)电机轴；(7)电机轴上的联轴器；(8)工作主轴上的联轴器与电机轴上的联轴器相互联接的孔；(9)主轴上端的轴承封盖；(10)超导电加热管安装槽；(11)横向环磨轮，轴承钢精铸。用高温离子喷涂机，将碳化硅粉料，喷涂在环磨轮的耐磨工作面上；(12)安装在环磨轮上的轴承；在轴承壳体的内侧面，设置高弹R型活动弹簧板；(13)环磨轮上的水平支撑架，与平压、锥压轮轴一起，整体由高性能的结构钢铸造，环磨轮轴，进行精镗并用高温离子喷涂机，将碳化硅粉料，喷涂在环磨轮的耐磨工作面上后使用；(14)最内圈，垂直方向，最大直径的平磨压轮，轴承钢精铸。用高温离子喷涂机，将碳化硅粉料，喷涂在平压轮的耐磨工作面上；(15)中圈中径的锥压轮，轴承钢精铸。用高温离子喷涂机，将碳化硅粉料，喷涂在锥压轮的耐磨工作面；(16)最外圈小径锥压轮，轴承钢精铸，用高温离子喷涂机，将碳化硅粉料，喷涂在锥压轮的耐磨工作面上；(17)秸秆粉料进料口，Q235钢板制造，同时，要求该进料口底部，设置滚珠数粒，使其具有圆周转动功能；(18)显示的是：一个平压轮、两个锥压轮三种不同的轴径位置；(19)压在：主轴托盘上四个方位的挡铁、十字轮轴支架之上的固紧压板，45号钢制造；(20)8个固紧：最上部的压板、主立轴之上的托盘之间的螺栓，高强度的结构钢所制造；(21)平压锥压轮轴、环磨轮支架与主立柱上的托盘挡铁之相交，内圈所显示的安装位置；(22)主立柱上的托盘挡铁外沿，所处的位置；(23)焊接于主立柱上的托盘，结构钢制造或与主轴联体铸造；(24)秸秆粉料储料槽外壳，Q235钢板制造；((25)储料槽底部与主壳体联接的直角形钢板，Q235钢板制造；(26)储料槽下部与平压、锥压、环磨壳体的上部相互联接的孔；(27)环磨挤压成型的秸秆棵粒排料孔；用高温离子喷涂机，将碳化硅粉料，喷涂在环磨排料孔内壁工作面上；(28)平压、锥压、环磨成型机的主壳体，轴承钢精铸；(29)、(30)、(31)平压、锥压成型排料孔，用高温离子喷涂机，将碳化硅粉料，喷涂在各个排料孔的内壁工作面上；(32)支撑主立轴的铸钢支撑框架壳体；(33)固定在铸钢支撑框架壳体与主立轴上、下部位的两组轴承；(34)精铸或棒材精加工而成的主立轴，高强结构钢材质；(35)设置在主轴上的、并与电机轴上的联轴器互相联接的联轴器，45号钢制造；(36)电机变频调速器及相应的电器控制柜，厂商供应；(37)具有变压功能的露天柴油发电机，厂商供应。

图2中，秸秆粉料成型的实施方式：

起动柴油发电机(37)，向安装于(10)槽内的超导电加热管送电；使平压、锥压、环磨成型机主壳体(28)的温度，升高到一定温度时，开动主轴电机(4)；通过电机轴(6)和电机轴上的联轴器(7)，将动能传递到主轴(34)；主轴的转动，带动平压锥压轮轴、环磨支架(13)的运动，进而转动内圈的平磨压轮(14)、中圈中径的锥压轮(15)、最外圈小径的锥压轮(16)和水平横向设置的环磨轮(11)的共同转动；收获机所粉碎后的秸秆，被抛送入秸秆进料口(17)后，由变频调速器(36)所控制转速的电机，所产生的挤压、环磨的动力，将秸秆粉料，挤压到：平压、锥压、环磨成型机主壳体中间的平压、锥压成型排料孔(29)、(30)、(31)和环磨挤压成型排料孔(27)中，即可实现秸秆粉料变为秸秆棵粒的程序。

对图3-1(放大的主图)、图3-2(放大的主图剖视图)、图3-3(图3的原图)的说明：

为了对图2的结构，进一步的详述，特将R型平压、锥压、环磨成型机的主壳体详述如下：该壳体采用轴承钢精密铸造而成，经退火处理后，对各个排料孔进行精镗，并用碳化硅粉料，进行高温离子喷涂，调质处理后使用。

其主要部位、功能：(1)本R型壳体圆周内沿与料仓圆型周边外沿，设为相互联接的位置及安装孔；(2)壳体外沿，环磨成型与外圈锥压成型之间的R型电加热超导管的安装槽；(3)外圈：两圈秸秆锥压成型的排料孔；(4)外圈，秸秆长料切割的R型凸台；(5)外圈秸秆成型孔与中圈秸秆成型孔之间的R型电加热超导管安装槽；(6)中圈锥压成型的两圈排料孔；(7)中圈，长料切割的R型凸台；(8)中圈的排料孔与内圈的排料孔之间的R型电加热超导管安装槽；(9)内圈：平压成型的两圈排料孔；(10)内圈的平压轮与之切割秸秆长料的R型凸台；(11)内圈排料孔与轴套之间的R型超导电加热管安装槽；(12)轴套内的主轴安装孔；(13)轴承盖的安装孔；(14)最外圈，环磨轮挤压秸秆料成型的两圈排料孔；(15)最外圈，环磨壳体处，正面为秸秆长料的切割凸台，背面为电加热超导管的R型安装槽。

其秸秆粉料成型的实施方式，如图2的说明。

对图4的说明：

为了对图2的结构，再进一步的详述，特将平压、锥压、环磨成型机上的十字平压、锥压轴与环磨支架，显示在图4上，其主要结构如下：本轴、架采用合金结构钢材料精铸而成，退火后，在其轴上，需要安装平压轮、锥压轮的部位，进行精车加工，并对其表面，进行高温离子喷涂耐磨粉料；对其环磨支撑架中的环磨轮轴孔，进行精镗加工，并对其表面，进行高温离子喷涂耐磨粉料。上述工序完成后，再进行调质处理。

其主要结构：(1)平压轮、键条安装在轴上之后，用双螺母固紧平压轮的螺纹部位；(2)平压轮所安装的光轴部位；(3)阻挡平压轮横向移动的凸台；(4)平压轮与中圈的锥压轮之间的排料槽；(5)阻挡中圈锥压轮横向移动的凸台；(6)中圈的，安装锥压轮的光轴部位；(7)将中圈的锥压轮、键条安装后，用双螺母固紧锥压轮的螺纹部位；(8)将外圈的锥压轮、键条安装就位后，双螺母固紧锥压轮的螺纹部位；(9)外圈，安装锥压轮的光轴部位；(10)阻挡外圈锥压轮横向移动的凸台；(11)中圈与外圈锥压轮之间的排料槽；(12)安装环磨轮的轴孔与设置于内侧的R型弹簧钢板的位置；(13)为十字平压、锥压轮轴、环磨轮支架的铸造主体；(14)安装平压轮、锥压轮的轴上：所设的三个键槽位置。

秸秆棵粒成型的实施方式，如图2的说明。

本发明专利有益成果是：

1、本发明：突破公知的，单一的平压轮、单一的环磨轮挤压秸秆成型的设备结构、工艺模式，而将：平压轮结构、锥压轮结构、环磨轮结构，综合在一个壳体结构、工艺模式中，用平压轮、锥压轮、环磨轮，将各种秸杆、生物质废料，挤压、环磨成型各种生物质棵粒。

2、本发明：所制成的大功率秸秆成型装置，在自动化控制下，可与中国最先进的4YZT-2008型联合玉米(小麦)收获机配套，在收割的大田里，实现玉米、小麦收割、秸秆粉碎并挤压成型的功能。为规模化的玉米、小麦收割、秸秆成型的联合收获机械的实施，将创造条件。

3、本发明；突破：国内、国外的秸秆成型设备，在含水量＞30％的时候，不能挤压成型的禁区。经两次超导电加热的设备结构作用下，可将秸秆中的水份部份地被排出，即：使高含水量的青棵秸秆，仍可实现秸秆粉料后的成型。

4、本设备系统：废除中间传动机构，采用最具现实意义的电机变频技术，使主电机系统直接与驱动平压轮、锥压轮、环磨轮的主轴系统相联接。这样，它突破了联合玉米、小麦收获机中的设备和使用于陆地上的各种秸秆挤压成型设备，无电机变频技术应用的状况。

5、本设备系统：由于废除齿轮箱变速或皮带传动变速装置，实施变频电机直接驱动挤压成型的主轴结构，这样，不但可降低设备的造价，而且将节约大量的电能。以本设备用电量与市场上单一的平压或单一的环磨挤压成型设备的用电量，进行能耗分析：本设备设计总用功率：60KW，其中：电加热用电8～9KW/h，输送机1KW/h，挤压成型主电机用电50KW/h，单产8吨/h，平均吨耗电：7.5KW/吨；单一的平压秸秆成型机用电：22KW/1.5吨＝14.7KW/吨；单一环磨秸秆成型的各种型机，综合平衡用电量：约40KW/吨；这样，本机分别比：单一的平压秸秆成型机节电：49％；比单一环磨秸秆成型机节电：81.25％。

6、本设备系统：如与联合收获机或与大型秸秆粉碎机配套，所粉碎的秸秆，在输送机将其输送到成型机前的进程中，输料圆桶的下部，设置了除尘露灰设施。秸秆棵粒中的灰份降低，将提高秸秆棵粒的发热量。尤其是对发电厂的效能提高，将创造有利的条件。

7、本设备系统：由于实施超导电加热系统，无论在什么状态下的生物质，均可挤压成型；由于本设备的生产能力，可与中国境内最先进的玉米、小麦联合收获机相匹配。为此，在大田里，不管麦季、秋季，均可实施秸秆成型的加工；在完成大田作业后，本机又可在秸秆集中点或装在机载上，到无电农村，进行常年累月的生产，这样，终年可生产加工，无形中，经济效益可观。

总之，大量的秸秆生物质废料将被回收利用，变成新能源。农民也将从秸秆的销售中，获得实实在在的实惠；电厂和其他用煤大户，也将会减少原煤的使用量，降低对环境的污染，社会效益好！

Claims (6)

1.变频超导锥压环磨秸秆成型联合收获一体机系统，系利用变频控制的、具有变压功能的柴油发电机为动力，可设置在：单机收获能力5～10亩/h的4YZT-2008型玉米、小麦联合收获机上，于之配套，进入大田作业，在收获玉米、小麦时，将联合收获机所粉碎的秸秆，进行超导、平压、锥压、环磨成型；本系统也可设置在：机载、陆地上；以柴油发电机为动力(也可以电网为动力)，再配置：与该设备生产能力相匹配的粉碎机，即可实施对所有的生物质成型。

2.根据权利要求一，变频超导锥压环磨秸秆成型联合收获一体机系统，其特征在于：平压、锥压、环磨成型主壳体，采用多角度、立体、多功能、大功率的综合在一起的结构模式，在平压轮、锥压轮、环磨轮相对应的壳体位置上，设置切割凸台，实施轮与凸台，对长秸秆等生物质的切割；平压轮、锥压轮的轴、环磨轮的支撑支架，采用十字一体化的复合结构，在一个或多个平压轮的下部，平压轮的转动，可实施对秸秆粉料的正向挤压，使粉料进入下部排料孔而成型；在两个或多个R型锥压轮下部，锥压轮的转动，实施对粉料的斜向挤压，使粉料进入下部排料孔而成型；在其环磨轮的外部圆周平面，一个或多个环磨轮的转动，实施对粉料水平方向的环磨、挤压做功，使粉料进入圆周的排料孔而成型。

3.根据权利要求一，变频超导锥压环磨秸秆成型联合收获一体机系统，其特征在于：平压、锥压、环磨成型主壳体的切割凸台的背面、或排料孔的侧面，设置：电能为热源，超导材料所制成的中温超导系统，作为加热载体，实施对平压、锥压、环磨成型主壳体、秸杆等生物质粉料，超导加热，使秸秆木质素中的化合物软化、塑化，再经平压轮、锥压轮、环磨轮的挤压、环磨作用，进入各自的排料孔而成型。

4.根据权利要求一，变频超导锥压环磨秸秆成型联合收获一体机系统，其特征在于：平压、锥压、环磨成型机的动力源，采用变频控制、调压柴油发电机系统；柴油发电机所驱动的、变频器所控制转速的电机，与本机的工作主轴实施直接联接的方式，废除多级的、齿轮传动或皮带轮传动的结构模式，工作主轴又直接带动平压轮、锥压轮、环磨轮的轴、架，进而推动平压轮、锥压轮、环磨轮，在电加热系统配合下，生物粉料，在挤压、环磨、节能、环保中成型。

5.根据权利要求一，变频超导锥压环磨秸秆成型联合收获一体机系统，其特征在于；与平压、锥压、环磨成型主壳体中的电能中温超导加热系统，相配套的另一系统，即：联合收获机将秸秆粉料抛向螺旋、输送机的系统，其系统内，设置超导材料所制成的中温超导加热系统，用电能加热载体，对生物质粉料，实施辅助的除湿、降水；上述的两组合超导电加热系统，可确保生物质粉料，在加热、挤压、环磨过程中成型。

6.根据权利要求一，变频超导锥压环磨秸秆成型联合收获一体机系统，其特征在于：在该一体机中的超导、螺旋、输料机系统中，其壳体下部的圆周面，设置相应长度、相应R型面的落尘漏灰筛板，使系统在输送生物质粉料时，将粉尘、灰份经软质料袋，落到地面上；生物质中的灰份降低，发热量提高，对发电厂等用户的热效率提高极为有利。

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