CN102079147A - 一种高产生物质压制成型装置与方法 - Google Patents

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高亮
张曙光
郝永俊
张秀璋
董珂
董楠
王刚
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    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B11/00—Presses specially adapted for forming shaped articles from material in particulate or plastic state, e.g. briquetting presses, tabletting presses
    • B30B11/20—Roller-and-ring machines, i.e. with roller disposed within a ring and co-operating with the inner surface of the ring
    • B30B11/201—Roller-and-ring machines, i.e. with roller disposed within a ring and co-operating with the inner surface of the ring for extruding material

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Abstract

本发明公开一种高产生物质压制成型装置与方法，由旋转系统、环模系统和入料系统组成；旋转系统由主旋系统和滚压系统组成，主旋系统由主旋轴、上下两组旋转臂和两个汇臂圈构成，每组旋转臂各设有三条旋转臂；滚压系统由三组子滚压系统组成，每组子滚压系统均由一个滚压轮和支轴套构成，滚压轮由压轮内芯和压轮外衬组成；环模系统呈圆柱桶形状，由筒顶盖、圆柱筒和筒下底组成，在圆柱筒的筒壁上设有若干圈均匀排布的成型孔，筒顶盖是一个带有同心圆孔的圆盘；入料系统由进料斗和支撑杆组成。该装置成功地解决了生物质产率低的问题，可有效降低能耗与磨损。

Description

一种高产生物质压制成型装置与方法
技术领域
本发明涉及废物处理技术，尤其是一种高产生物质压制成型装置与方法。
背景技术
我国是农业大国，每年可产生农作物秸秆达6亿多吨，其中大约0.28亿吨用于造纸，1.13亿吨用作饲料，1.08亿吨还田，3.5亿吨用作燃料或就地荒烧。近年来，季节性秸秆焚烧问题已成为危害城乡生态环境的一大公害，它不仅造成资源浪费和环境污染，而且引发火灾、交通受阻、机场关闭、人员伤亡等重大社会问题，严重影响人民的生活和工农业生产。
秸秆具有产生量大、分布广、可再生且清洁环保等优点，其硫含量(约0.1％)与灰分含量(约9％)均远低于煤炭，可谓一种良好的清洁可再生能源，有望成为未来常规化石能源的替代物之一。但是，由于秸秆具有季节性、密度小、能量低、分布分散等缺点，使得秸秆收集、运输、储存和使用均十分不便，许多秸秆利用企业不仅承受高昂的运输费用、举步维艰，而且面临严重的火灾隐患考验、如履薄冰。在此情况下，秸秆压制成型技术应运而生，其技术原理是：在一定温度和压力作用下，秸秆中的木质素软化粘结力增强，纤维素分子团错位、变形和延展，使得内部相邻的颗粒相互啮进，重新组合成型。该技术可将秸秆压缩到原来体积的1/10，压缩密度达到0.9-1.1吨/立方米。
根据秸秆压制成型方式，可将成型设备分为辊模碾压式、螺旋挤压式和活塞冲压式三类。但现有成型设备普遍存在生产能耗过高、使用寿命短和生产率低等问题，使秸秆成型技术的发展受到限制。本装置利用滚压轮挤压秸秆出成型孔，由于滚压轮同时对应圆柱筒上若干排成型孔，使产量大大提高了。
发明内容
本发明开发出一种高产生物质压制成型装置与方法，成功地解决了一般秸秆压制成型机产率低的问题。
本发明的技术方案：
一种高产生物质压制成型装置与方法，由旋转系统、环模系统和入料系统组成；旋转系统由主旋系统和滚压系统组成，主旋系统由主旋轴、上下两组旋转臂和两个汇臂圈构成，每组旋转臂各设有三条旋转臂，每条旋转臂均固定在主旋轴上，旋转臂随着主旋轴的转动而转动，汇臂圈在上下两组旋转臂交汇处的主旋轴外，使旋转臂更加稳定；滚压系统由三组子滚压系统组成，每子组滚压系统均由一个滚压轮和支轴套构成，滚压轮由压轮内芯和压轮外衬组成，支轴套支撑滚压轮；环模系统呈圆柱桶形状，由筒顶盖、圆柱筒和筒下底组成，筒顶盖是一个带有同心圆孔的圆盘，圆盘外径与圆柱桶外径相等且二者通过若干颗固定螺丝相连，在圆柱筒的筒壁上贯穿有有若干圈均匀排布的成型孔，成型孔呈外小内大的圆台状，在筒下底的正中央设有主轴套II，主轴套II用于支撑主旋轴，主旋轴的下端穿过主轴套II后连接减速器和电动机；入料系统由进料斗和支撑杆组成，进料斗呈圆台形状且上端口大于下端口，进料斗下端口穿过筒顶盖的圆盘的同心圆孔且二者固定在一起，在进料斗下端口内壁设有三(或四)根共面且相邻夹角为120°(或90°)的支撑杆。
所述的三条旋转臂共面且两两呈120度分布，两组旋转臂的垂直投影恰好相互重合，六条旋转臂的形状与尺寸均相同，旋转臂的厚度一致但宽度由内向外逐渐缩小，以增大旋转臂对物料产生的外推力，旋转臂的横截面呈椭圆形，椭圆形的水平轴为长轴、竖直轴为短轴，以减小旋转臂的旋转阻力，在旋转臂的另一端沿厚度方向设有旋转孔。
所述的滚压轮的压轮外衬表面均匀分布若干排的小齿轮，齿轮与圆柱筒壁的摩擦力，带动做圆周运动的滚压轮同时自转，挤压秸秆出成型孔。
所述的支撑杆与圆盘处于同一高度，三条支撑杆共面且两两呈120度分布，在支撑杆的交汇处设有主轴套，主轴套I与主轴套II共同支撑主旋轴。
本发明的优点和有益效果：
本发明开发出一种高产生物质压制成型装置与方法，利用滚压轮挤压秸秆出成型孔，由于滚压轮对应圆柱筒上若干排成型孔，使产量大大提高，成功地解决了一般秸秆压制成型机产率低的问题，效果明显。
附图说明
图1为本发明的正视图(左半部分为剖视图，右半部分为外观图)
图2为图1的旋转系统的内部结构图
图3图1的A-A剖视图
图4为图1的进料系统俯视图
图中：1.汇壁圈I  2.旋转臂I  3.支轴套I  4.滚压轮  5.支轴套II  6.旋转臂II7.汇壁圈II  8.主轴套I  9.主轴套II  10.主旋轴  11.进料斗  12.圆柱筒  13.筒顶盖14.筒下底  15.成型孔  16.压轮内芯  17.压轮外衬  18.支撑杆
具体实施方式
本发明通过以下实施例并结合附图进一步详述，但本实施例所叙述的技术内容是说明性的，而不是限定性的，不应依次来局限本发明的保护范围。
一种高产生物质压制成型装置与方法，由旋转系统、环模系统和入料系统组成；旋转系统由主旋系统和滚压系统组成，主旋系统由主旋轴10和上下两组旋转臂2、6构成，每组旋转臂2、6各设有三条旋转臂2、6，每条旋转臂2、6均固定在主旋轴10上，旋转臂2、6随着主旋轴10的转动而转动，三条旋转臂2、6共面且两两呈120度分布，两组旋转臂2、6的垂直投影恰好相互重合，六条旋转臂2、6的形状与尺寸均相同，旋转臂2、6的厚度一致但宽度由内向外逐渐缩小，以增大旋转臂2、6对物料产生的外推力，旋转臂2、6的横截面呈椭圆形，椭圆形的水平轴为长轴、竖直轴为短轴，以减小旋转臂2、6的旋转阻力，在旋转臂2、6的另一端沿厚度方向设有旋转孔，在旋转孔处设有支轴套3、5，使滚压轮4更加牢靠。旋转臂2、6在主旋轴10的交汇处由汇臂圈1、7固定住，这样使旋转臂2、6更加稳定；滚压系统由三组子滚压系统组成，每子组滚压系统均由一个滚压轮4及相应的部件构成，滚压轮4由压轮内芯16和压轮外衬17组成，滚压轮外衬17表面均匀分布若排小齿轮，齿轮较小，旋转时增大滚压轮4的摩擦力，推动滚压轮4自转，挤压秸秆出成型孔15；环模系统呈圆柱桶形状，由筒顶盖13、圆柱筒12和筒下底14组成，筒顶盖13是一个带有同心圆孔的圆盘，圆盘外径与圆柱筒12外径相等且二者通过若干颗固定螺丝相连，在筒下底14的正中央设有主轴套8、9，主轴套II 9用于支撑主旋轴10，主旋轴10的下端穿过主轴套II 9后连进减速器和电动机，在圆柱筒12的筒壁上设有若干圈均匀排布的成型孔15，成型孔15贯穿桶壁且呈外小内大的圆台形状；入料系统由进料斗11和支撑杆18组成，进料斗11呈圆台形状且上端口大于下端口，进料斗11下部圆筒穿过筒顶盖13圆盘的同心圆孔且二者固定在一起，在进料斗11下部圆筒内壁设有三(或四)根共面且相邻夹角为的支撑杆18，三条支撑杆18共面且两两呈120°(或90°)分布，在根支撑杆18的交汇处设有主轴套10，主轴套I 5与主轴套II 6共同支撑主旋轴。
本发明的使用方法：
电动机启动以后，经过减速器的调节作用，主旋轴10以适当转速转动起来并带动旋转臂2、6转动，旋转臂2、6再带动滚压轮4作圆周运动，由于小齿轮的阻力，使得滚压轮4的圆周运动受阻，进而促成滚压轮4绕着自转，这样滚压轮4挤压秸秆出成型孔15。生物质物料通过进料斗11进入圆柱桶12内部，进入圆柱桶12内部的物料一方面依靠重力作用向下移动，另一方面依靠旋转臂2、6的外推力向圆柱桶12壁移动，进着被滚压轮4卷带并挤进成型孔15，被挤进成型孔15的物料受到压缩而产生热量，热量使得物料的化学成分变软、变粘，再加上污泥自身的粘性与挤压塞的压力，使物料粘结成块并被后续压入的物料推出成型孔15，降温后形成坚硬致密的生物质成型燃料。

Claims (4)

1.一种高产生物质压制成型装置与方法，其特征在于：由旋转系统、环模系统和入料系统组成；旋转系统由主旋系统和滚压系统组成，主旋系统由主旋轴、上下两组旋转臂和两个汇臂圈构成，每组旋转臂各设有三条旋转臂，每条旋转臂均固定在主旋轴上，旋转臂随着主旋轴的转动而转动，汇臂圈在上下两组旋转臂交汇处，使旋转臂更加稳定；滚压系统由三组子滚压系统组成，每子组滚压系统均由一个滚压轮和支轴套构成，滚压轮由压轮内芯和压轮外衬组成，支轴套支撑滚压轮；环模系统呈圆柱桶形状，由筒顶盖、圆柱筒和筒下底组成，筒顶盖是一个带有同心圆孔的圆盘，圆盘外径与圆柱桶外径相等且二者通过若干颗固定螺丝相连，在圆柱筒的筒壁上贯穿有有若干圈均匀排布的成型孔，成型孔呈外小内大的圆台状，在筒下底的正中央设有主轴套II，主轴套II用于支撑主旋轴，主旋轴的下端穿过主轴套II后连接减速器和电动机；入料系统由进料斗和支撑杆组成，进料斗呈圆台形状且上端口大于下端口，进料斗下端口穿过筒顶盖的圆盘的同心圆孔且二者固定在一起，在进料斗下端口内壁设有三(或四)根共面且相邻夹角为120°(或90°)的支撑杆。
2.根据权利I所述的高产生物质压制成型装置与方法，其特征在于：所述的三条旋转臂共面且两两呈120度分布，两组旋转臂的垂直投影恰好相互重合，六条旋转臂的形状与尺寸均相同，旋转臂的厚度一致但宽度由内向外逐渐缩小，以增大旋转臂对物料产生的外推力，旋转臂的横截面呈椭圆形，椭圆形的水平轴为长轴、竖直轴为短轴，以减小旋转臂的旋转阻力，在旋转臂的另一端沿厚度方向设有旋转孔。
3.根据权利I所述的高产生物质压制成型装置与方法，其特征在于：所述的滚压轮的压轮外衬表面均匀分布若干排的小齿轮，齿轮与圆柱筒壁的摩擦力，带动做圆周运动的滚压轮同时自转，挤压秸秆出成型孔。
4.根据权利I所述的高产生物质压制成型装置与方法，其特征在于：所述的支撑杆与圆盘处于同一高度，三条支撑杆共面且两两呈120度分布，在支撑杆的交汇处设有主轴套，主轴套I与主轴套II共同支撑主旋轴。
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