CN102092070A - 离心高效木屑制粒机 - Google Patents

Abstract

一种离心高效木屑制粒机，是一种颗粒制造设备。它包括机架、静止固定安装在机架上的模具、与动力机构连接的旋转主轴、安装在旋转主轴上的压轮总成；压轮总成上的压轮调节装置可以保证压轮和模具内表面始终相内切。木屑等物料自制粒机上端进料，创造了模具静止的造粒模式，使压缩腔内的物料处于压缩和离心状态，制粒效果好；模具与旋转主轴轴线重合且处于竖直状态，模具设计独特，提高了治理效率和治理效果。

Description

离心高效木屑制粒机

技术领域

本发明涉及一种颗粒制造设备，具体地说是一种利用木屑等植物纤维制造燃料颗粒的离心高效木屑制粒机。

背景技术

可再生生物燃料是指把秸秆、木屑、杂草、灌木枝条乃至果壳果皮等农林废弃物在常温或高温下压缩形成的高密度燃料棒或颗粒。这种颗粒的燃烧值比传统的燃烧方式燃烧值高4倍，是一种燃烧方式和热值均接近煤炭却基本无污染物排放的高品位清洁能源，为城市、农村生活用能及工业用能提供了一种既环保又经济、安全的绿色消费方式，是国家提倡的新能源。

在世界范围内，生物燃料应用的瓶颈主要是储运、压缩成本过高。所以各种制粒设备成为了相关机械设备厂的研发重点。

例如中国专利200910033585.6中公布的一种《环模制粒机》，是一种粮食饲料颗粒机械，该机为卧式。它包括机架、环模、环模支承轴、压辊组件、压辊支撑轴，压辊组件位于环模中，与环模构成一个压制腔，环模安装在环模支撑轴的一端，环模支撑轴的另一端设有环模动力轮，压辊组件安装在压辊支承轴的一端，环模支承轴通过环模轴承座安装在压制腔一侧的机架上，压辊支承轴通过压辊轴承座安装在压制腔另一侧的机架上。在该设备中，环模是和环模支撑轴一体的，在工作中环模必须旋转，而压辊可以选择的选择静止还是运动。

该种结构的制粒机存在以下缺点：

①由于环模的布置方式导致环模制粒机进料口必须侧置，需要强制推力装置向环模内填料，即使这样，比重轻的物料进压缩腔还是困难；

②环模的布置方式导致压缩腔不能及时散热，降低了整机的使用寿命；

③环模旋转，压缩腔内的物料容易起拱，造成进料不均，影响产量和压缩效率；同时环模旋转，物料没有离心力可言，造成物料分布不均。

④环模和压辊分别需要独立的驱动电机驱动，动力消耗大，且增加了制造难度和成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于生产高密度生物燃料棒的离心高效木屑制粒机，模具静止，压轮即自传又随旋转主轴公转，提高压制效果。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：该种离心高效木屑制粒机，包括机架，所述机架上至少具有一个用于容纳并压缩物料的压缩腔，一压缩挤出装置的压缩部件设置在所述压缩腔内，其特征是，所述的压缩挤出装置至少包括动力传动机构、旋转主轴、压轮总成及成型模具，所述动力传动机构的动力输出轴连接到旋转主轴，所述旋转主轴可旋转的竖直安装在机架内，在所述旋转主轴的上端面具有向上延伸的至少两个支撑块，在所述支撑块上安装一块支撑板，在所述旋转主轴和支撑板之间设有至少两组压轮总成；所述压轮总成是由压轮轴和套置在压轮轴的压轮构成的，所述压轮轴两端分别可旋转的安装在支撑板和旋转主轴上端面的安装槽内，所述压轮的侧面具有突起花纹；在所述旋转主轴上方设有一个与旋转主轴同心的环形的成型模具，所述模具固定安装在机架上且模具内侧面与所述压轮是贴合相切的，模具相对于机架是静止的，所述模具周向壁上至少具有一组通孔阵列，用于颗粒成型，所述压轮既能绕压轮轴自传，又能随旋转主轴公转。

进一步地，所述的压轮轴为偏心轴，且在所述支撑板上还安装一可以驱动压轮轴旋转的压轮调节装置，调节压轮调节装置可以使压轮和模具相内切，用于补偿压轮磨损造成的压轮与模具不相切。

进一步地，所述的压轮调节机构为二连杆机构，在所述压轮轴的上端固定安装一个摇杆，所述摇杆的另一端铰接一连杆，所述连杆另一端有螺纹，所述连杆螺纹段卡放在U形调节座内，所述调节座固定在支撑板上端面上。在螺纹段上旋合两个螺母，两个螺母一前一后将连杆固定在调节座内，通过调节连杆相对于调节座的位置，可以达到旋转压轮轴的目的。

进一步地，还包括一颗粒打断装置，所述颗粒打断装置至少包括可旋转的安装在机架上的环形拨料架，所述拨料架在驱动装置的驱动下旋转，所述拨料架与模具同轴设置，所述拨料架周向均匀安装刮刀阵列，形成集料腔，拨料架飞速旋转可以将自模具侧壁上挤出的棒状物料打断，形成燃料颗粒。

所述刮刀阵列中的刮刀上具有可以调节位置的长条孔，可以在拨料盘径向方向上调节，可以得到不同长度的颗粒燃料。

进一步地，还包括一润滑系统，所述润滑系统包括设置在机架内可以向旋转主轴轴承供油的第一油路，还包括向压轮轴轴承供油的第二油路，所述的第二油路包括一安装在支撑板上的旋转接头，所述支撑板内有油路贯通到旋转主轴内的油路内，所述旋转主轴内的油路出口位于压轮轴安装槽内，所述压轮轴内的油孔连接到压轮轴轴承处。

所述模具上的通孔阵列包括上通孔阵列和下通孔阵列。

所述上通孔阵列中的通孔直径大于或小于下通孔阵列中的通孔直径。

本发明的有益效果是：

本发明创造了模具静止的造粒模式，至少具有以下八大优点：

①模具轴线处于竖直状态，压缩腔正对进料口，木屑等物料垂直进入料仓后，在重力的作用下直接达到压缩腔，不需要其他助力装置，进一步降低了能耗。

②开创了模具静止、压轮旋转的压缩新模式，压缩腔内的物料处于压缩和离心状态，且在压缩腔周向上不存在重力的影响，使得物料均布四周，物料无堆积现象；同时，压轮总成既存在自传又随旋转主轴公转，且只有一个动力源，大大简化了动力系统设计，且有用功明显增加。

③对模具进行了优化设计，使磨具分为上下两个使用工位，一物两用，降本增效；又可双用，高产节能；如果将上下通孔阵列中的孔径制成两种不同的规格，通过互换工位可以实现压制不同规格的燃料棒；当压制黏结性好的物料时，可用加高压轮至模具上侧，产量达到四倍的效果，这是任何现有平模、环模是做不到的。

④环形模具的轴线竖直布置，利于压缩腔的散热降温。

⑤独特的润滑系统设计，有效延长轴承的使用寿命。

⑥压轮调节机构的应用，在压轮磨损的时候可以及时调正压轮和模具的间隙，降低设备维护成本。

⑦独特的拨料盘刀具设计，通过调节刀具的位置，可以产生不同长度的燃料棒，保证燃料颗粒的成型率。

⑧由于模具结构是静止的，所以在压制大直径的棒时，可将模盘通孔阵列中的孔径外口丝接圆管，加大行程，体积小，低成本，也可增强成品的密实度(成品棒的密实度可通过改变圆管的长短来调整)。现有的环模颗粒机的模盘是旋转的，无法丝接圆管。

附图说明

图1为实施例一的主视图；

图2为图1中A--A剖视图；

图3图2中B处局部放大图；

图4实施例一的局部俯视图；

图5为压轮总成视图；

图6为实施例一的局部结构示意图之二；

图7实施例二的结构示意图；

图8图7的俯视图；

图中：1机架，11料仓，12压缩腔，13旋转主轴轴室，14减速器，15电机，21旋转主轴，22安装槽，23支撑块，24支撑板，31压轮轴，32压轮，41旋转接头，51摇杆，52连杆，53调节座，61模具，62通孔阵列，63凹槽，7拨料盘，71刀具，72驱动装置，73落料口，74除尘口，81驱动轴，82摆动杆，83第一油缸，84主齿轮，85从齿轮，86锁紧机构。

具体实施方式

实施例一，

如图1～图6所示，该种离心高效木屑制粒机，包括铸造成型的机架1，机架分为上中下三部分，最上方为料仓11和压缩腔12，中部为旋转主轴轴室13，下部为旋转主轴动力传动机构。在机架的下部安装一个减速器14，减速器14的动力输入轴连接到电机15上，本处所用减速器的动力输出轴和输入轴呈90度布置，减速器14的动力输出轴连接到旋转主轴21，旋转主轴21竖直安装在机架1上，旋转主轴21位于减速器14的上面，且旋转主轴的两端轴颈设有轴承，轴承处设计润滑系统，即在机架内设计向旋转主轴轴承供油的第一油路即可实现。

所述旋转主轴21下端面与减速器14动力输出轴通过键连接，旋转主轴21上端面有两个圆形的用于安装压轮轴的安装槽22，两安装槽均布在以上端面圆心为中心的虚拟圆上，故两安装槽相对于上端面圆心的距离是相等的。安装槽22用于安装压轮轴31，在旋转主轴21的上端面上还具有向上延伸的支撑块23，支撑块23与旋转主轴是一体的。支撑块23为三个，在支撑块23的上端面上安装一块用于固定安装压轮轴的支撑板24，支撑板24是与旋转主轴的上端面平行设置的平板，支撑板24上具有安装孔，是用于安装其他零部件的安装板，支撑板24为压轮轴31提供上支撑点，同时为旋转接头41、压轮调节机构提供安装平台。

所述的压轮轴31上通过轴承安装压轮32，压轮32和压轮轴31之间为滚动轴承，构成压轮总成，且所述的压轮轴31为偏心轴，所以当压轮轴31旋转时，压轮32相对于旋转主轴21的空间位置就会调正。压轮32在随旋转主轴一块旋转的同时也在自转。

压轮32和压轮轴31之间的轴承需要润滑，在压轮轴31内设有油道，油道一端通到压轮轴轴承，另一端与支撑板24内的油道贯通，支撑板24内油道的另一端与安装在支撑板上的油路旋转接头41贯通连接，旋转接头的另一端供油系统，形成第二油路。

在支撑板24上还安装有二连杆机构，在压轮轴31的上端固定安装一个摇杆51，摇杆51的自由端铰接一连杆52，连杆52另一端有螺纹，螺纹段卡放在调节座53内，调节座53固定在支撑板上端面，调节座53为一U形座，在螺纹段上旋合两个螺母，两个螺母一前一后将连杆固定在调节座53内，通过调节连杆相对于调节座的位置，可以达到旋转压轮轴的目的。

在旋转主轴21上端面上方设有一个与旋转主轴同心的环形模具61，模具通过螺栓固定安装在机架1上，相对于机架是静止的。模具61内侧面与压轮32是贴合相切的，内切。所述的模具61具体结构为：环形模具的上下两部分分别具有通孔阵列62，压轮32贴合在模具61下部分的通孔阵列上，压轮32的宽度小于模具宽度的二分之一，且大于下通孔阵列的宽度。上下通孔阵列具有相同的功能，是为与互换而设计的，当模具磨损后可以进行倒头互换。为防止压轮磨损不均匀，通孔阵列62的两侧还可以开设凹槽63，两相邻凹槽之间的宽度正好等于压轮32的宽度。在旋转主轴21旋转的情况下，压轮32和模具61之间通过摩擦产生相对运动，所以压轮相对于旋转主轴也是可以自由转动的。在压轮和模具相对运动的过程中，会产生磨损，压轮和模具磨损到一定程度，两者会产生间隙，间隙增大到一定的程度，使得压轮无法自传，就无法达到挤压物料的目的，这是就需要调正压轮和模具之间的间隙。具体的调整操作过程为：调正二连杆机构上的螺母，使压轮轴31旋转，压轮轴是偏心轴，带动压轮32空间位置的变化，进而使压轮32和模具61内侧实现无间隙贴合。为增大压轮的工作效果，在压轮的外侧设有齿状突起。

在模具的外侧设有一个同心设置拨料盘7，拨料盘可以相对模具自由旋转，拨料盘7下侧安装刀具71，若干刀具局部在拨料盘7的周向，形成环形刀具阵列，所述刀具阵列与压轮32相对应的处于同一水平位置。在拨料盘7的周向设有链齿，且在与拨料盘7对应的位置的机架上安装驱动装置72，驱动装置72与拨料盘7之间为链连接。该处的驱动装置为小型电机及减速器。

拨料盘上的刀具与拨料盘之间是通过螺栓连接的，且在刀具71上具有可以调节的长条孔，通过长条孔可以调节刀具与模具外侧面之间的距离。为起到打断并拨料的作用，刀具设置成一定的斜度。

所述的压轮32和模具61被包覆在料仓内，在料仓周围设置可以开启的观察窗。在模具61外侧为出料仓，拨料盘7位于出料仓内，出料仓上设有落料口73。在料仓和出料仓上分别设有除尘口74，除尘口74通过管道连接到负压风机。

工作过程为：木屑被添加到料仓内，料仓内的木屑在旋转主轴自传和压轮自传的双重作用下被搅拌和压缩，压缩后的木屑在压轮的作用下进一步从模具的通孔阵列中被挤出，挤出到模具外侧的木屑棒料被拨料盘上的刀具打断，形成5cm左右的短棒料，短棒料在拨料盘的作用下自落料口被收集起来。

实施例二

如图7、图8所示，与实施例一不同之处在于，所述的压轮调节机构为液压自动调节，该压轮调节机构包括安装在旋转主轴21上端面的驱动轴81，驱动轴81上端固定安装一个摆动杆82，摆动杆82受安装在支撑板上的第一油缸83的驱动；驱动轴81上固定安装一个主齿轮84，主齿轮84分别与安装在压轮轴31上的从齿轮85相啮合，通过油缸驱动主齿轮实现调节三个压轮空间位置的目的。

在摆动杆82的外侧设有齿，摆动杆在锁紧机构86的控制下可以实现锁紧功能，防止在工作期间压轮空间位置发生改变。

上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域相关技术人员对本发明的各种变形和改进，均应扩如本发明权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (8)

1.一种离心高效木屑制粒机，包括机架，所述机架上至少具有一个用于容纳并压缩物料的压缩腔，一压缩挤出装置的压缩部件设置在所述压缩腔内，其特征是，所述的压缩挤出装置至少包括动力传动机构、旋转主轴、压轮总成及成型模具，所述动力传动机构的动力输出轴连接到旋转主轴，所述旋转主轴可旋转的竖直安装在机架内，在所述旋转主轴的上端面具有向上延伸的至少两个支撑块，在所述支撑块上安装一块支撑板，在所述旋转主轴和支撑板之间设有至少两组压轮总成；所述压轮总成是由压轮轴和套置在压轮轴的压轮构成的，所述压轮轴两端分别可旋转的安装在支撑板和旋转主轴上端面的安装槽内，所述压轮的侧面具有突起花纹；在所述旋转主轴上方设有一个与旋转主轴同心的环形的成型模具，所述模具固定安装在机架上且模具内侧面与所述压轮是贴合相切的，模具相对于机架是静止的，所述模具周向壁上至少具有一组通孔阵列。

2.根据权利要求1所述的离心高效木屑制粒机，其特征是，所述的压轮轴为偏心轴，且在所述支撑板上还安装一可以驱动压轮轴旋转的压轮调节装置。

3.根据权利要求2所述的离心高效木屑制粒机，其特征是，所述的压轮调节机构为二连杆机构，在所述压轮轴的上端固定安装一个摇杆，所述摇杆的另一端铰接一连杆，所述连杆另一端有螺纹，所述连杆螺纹段卡放在U形调节座内，所述调节座固定在支撑板上端面上，在螺纹段上旋合两个螺母，两个螺母一前一后将连杆固定在调节座内。

4.根据权利要求1或2所述的离心高效木屑制粒机，其特征是，还包括一颗粒打断装置，所述颗粒打断装置至少包括可旋转的安装在机架上的环形拨料架，所述拨料架在驱动装置的驱动下旋转，所述拨料架与模具同轴设置，所述拨料架周向均匀安装刮刀阵列。

5.根据权利要求4所述的离心高效木屑制粒机，其特征是，所述刮刀阵列中的刮刀上具有可以调节位置的长条孔，可以在拨料盘径向方向上调节。

6.根据权利要求1或4所述的离心高效木屑制粒机，其特征是，还包括一润滑系统，所述润滑系统包括设置在机架内可以向旋转主轴轴承供油的第一油路，还包括向压轮轴轴承供油的第二油路，所述的第二油路包括一安装在支撑板上的旋转接头，所述支撑板内有油路贯通到旋转主轴内的油路内，所述旋转主轴内的油路出口位于压轮轴安装槽内，所述压轮轴内的油孔连接到压轮轴轴承处。

7.根据权利要求1所述的离心高效木屑制粒机，其特征是，所述模具上的通孔阵列包括上通孔阵列和下通孔阵列。

8.根据权利要求7所述的离心高效木屑制粒机，其特征是，所述上通孔阵列中的通孔孔径大于或小于下通孔阵列中的通孔孔径。

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