CN102166828A

CN102166828A - 对模滚压生物质固化成型机组

Info

Publication number: CN102166828A
Application number: CN2011100286293A
Authority: CN
Inventors: 王如汉; 孙圣鉴; 刘志国; 远俊海
Original assignee: Guangzhou Sinobaron Environmental Protection & Heating Power Equipment Co Ltd; LIAONING BEILONG COUNTRY ENERGY ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: Guangzhou Sinobaron Environmental Protection & Heating Power Equipment Co Ltd; LIAONING BEILONG COUNTRY ENERGY ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2011-01-27
Filing date: 2011-01-27
Publication date: 2011-08-31

Abstract

本发明属生物质燃料成型设备领域，尤其涉及一种对模滚压式生物质固化成型机组，包括主电机（21）、横向输送装置（4）、预压紧装置（5）及对模滚压成型装置（10）；预压紧装置（5）包括锥形工作仓（16）及配于锥形工作仓（16）内的螺旋输送机构（18）；横向输送装置（4）的出料口与锥形工作仓（16）的上部相通；对模滚压成型装置（10）包括第一模辊（19）及与之相对转动的第二模辊（20）；在所述第一模辊（19）与第二模辊（20）上设有凹窝（22）；锥形工作仓（16）的出料口与对模滚压成型装置（10）的入料端相对应。本发明机械化、自动化程度高，物料适应性强，环保效能显著，设备耗能低，生产率高。

Description

对模滚压生物质固化成型机组

技术领域

本发明属生物质燃料成型设备领域，尤其涉及一种对模滚压式生物质固化成型机组。

背景技术

现有的生物质燃料挤压成型机，从动力上分为两大类：一是机械类；二是液压类。机械类有环模、平模、螺杆挤压等机型。液压类为活塞挤压形式。机械类设备普遍存在耗能高、主要易损件使用寿命短、维修成本高等缺点。比如螺杆挤压机型物料在挤压成型过程中，挤压螺杆与成型套筒处于200～340度高温和几百兆帕的高压下，螺旋前部和成型筒磨损极快。如果用中碳钢制造这两个部件，经热处理后一般状态下也只能正常工作10几个小时，需频繁拆卸修复。目前有些已用合金钢制造这些易损部件，虽然寿命可延长至500小时左右，维修间隔时间长了一些，但维修成本高。为了保证成型块的强度和形状，有的机型在成型过程中对工作部件加温而导致设备耗能提高或在物料中添加粘合剂而导致燃烧时起不到环保作用。

总之，目前很多生物质燃料固化设备技术落后，依靠消耗大量电能进行生产，多数耗电都在60kW/t以上，有的甚至达到80kW/t以上。固化设备所存在的维修周期短，成本高，生产中耗电高等问题是业内普遍关注的热点问题。

发明内容

本发明旨在克服现有技术的不足之处而提供一种机械化、自动化程度高，结构紧凑，物料适应性强，环保效能显著，设备耗能低，生产率高，维修方便的对模滚压生物质固化成型机组。

为达到上述目的，本发明是这样实现的：一种对模滚压生物质固化成型机组，它包括主电机、配有入料口的横向输送装置、预压紧装置及对模滚压成型装置；所述预压紧装置包括锥形工作仓及配于锥形工作仓内的螺旋输送机构；所述横向输送装置的出料口与锥形工作仓的上部相通；所述对模滚压成型装置包括第一模辊及与之相对转动的第二模辊；所述主电机的输出动力经传动机构传输至第一模辊及第二模辊；在所述第一模辊与第二模辊上设有凹窝；所述锥形工作仓的出料口与对模滚压成型装置的入料端相对应。

作为一种优选方案，本发明还设有斜式上料装置；所述斜式上料装置的出料口与横向输送装置的入料口相通。

作为另一种优选方案，本发明在所述预压紧装置锥形工作仓的下端部固定配有预压紧管。

进一步地，本发明第一模辊及第二模辊分别包括轮毂及外圈模辊；所述轮毂与外圈模辊以可拆卸方式配接。

更进一步地，本发明还设有控制部分；在所述斜式上料装置的出料口处固定设有传感器；所述控制部分的端口依次分别接传感器、横向送料电机、预压紧电机及斜式送料电机的端口；所述传感器采集相关给料数据，并将所述数据送入控制部分进行处理；所述控制部分通过获取给料、传动部分转速及扭矩参数，经PLC逻辑运算后，最终由执行部件完成对系统的自动调节。

另外，本发明在所述第一模辊及第二模辊上分别设有多排凹窝。

其次，本发明在所述对模滚压成型装置的出料口处设有成品升运装置。

再次，本发明所述凹窝的底部可呈圆弧状。

本发明与现有技术相比具有如下特点：1、机械化、自动化程度高。从进料到成型全部为机械操作，电器自动控制、调节，产品成型快，质量有保证。

2、结构紧凑占地面积小，灵活机动。可单台或多台联合使用，节省投资费用。

3、物料适应性强，含水率适中的生物质原料只要粉碎成粉状均可预压紧、滚压成型。

4、在常温下作业，物料不用加热、不需添加任何粘结剂，加工成本低。

5、物料在预压紧、滚压成型过程中不发生化学变化，生产的块状产品通过密度调整即可作燃料块又可作牲畜的饲料块。做燃料块清洁、环保、再生节能。做饲料块有利于消化吸收，提高采食率。

6、成型块体积小易储存，运输方便，能够满足市场商品化的需求。

7、设备耗能低，生产率高。易损件使用寿命长，维修方便成本低。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

图1为本发明整体结构示意图。

图2为本发明图1的A向侧视图。

图3为本发明预压紧装置及对模滚压成型装置结构示意图。

图4为本发明对模滚压成型装置结构示意图。

图5为本发明第一模辊及第二模辊结构示意图。

图6为本发明物料粉碎系统结构示意图。

图7为本发明控制部分部分电路原理框图。

图8为本发明控制部分部分具体电路原理图。

图中：1为粉碎系统；2为斜式上料装置；3为传动机构；4为横向输送装置；5为预压紧装置；6为料斗垂直部分；7为锥体部分；8为预压紧管；9为压缩腔；10为对模滚压成型装置；11为外圈模辊；12为轮毂；14为成品升运装置；15为入料口；16为锥形工作仓；18为螺旋输送机构；19为第一模辊；20为第二模辊；21为主电机；22为凹窝；23为传感器；24为横向送料电机；25为预压紧电机；26为斜式送料电机；27为喂料口。

具体实施方式

如图所示，对模滚压生物质固化成型机组，它包括主电机21、配有入料口15的横向输送装置4、预压紧装置5及对模滚压成型装置10；所述预压紧装置5包括锥形工作仓16及配于锥形工作仓16内的螺旋输送机构18；所述横向输送装置4的出料口与锥形工作仓16的上部相通；所述对模滚压成型装置10包括第一模辊19及与之相对转动的第二模辊20；所述主电机21的输出动力经传动机构3传输至第一模辊19及第二模辊20；在所述第一模辊19与第二模辊20上设有凹窝22；所述锥形工作仓16的出料口与对模滚压成型装置10的入料端相对应。

为便于连续生产，本发明还设有斜式上料装置2；所述斜式上料装置2的出料口与横向输送装置4的入料口15相通。

为提高成品的挤压效果，本发明在所述预压紧装置5锥形工作仓16的下端部固定配有预压紧管8。

本发明第一模辊19及第二模辊20分别包括轮毂12及外圈模辊11；所述轮毂12与外圈模辊11以可拆卸方式配接。

根据实际需要，本发明还设有控制部分；在所述斜式上料装置2的出料口处固定设有传感器23；所述控制部分的端口依次分别接传感器23、横向送料电机24、预压紧电机25及斜式送料电机26的端口；所述传感器23采集相关给料数据，并将所述数据送入控制部分进行处理；所述控制部分通过获取给料、传动部分转速及扭矩参数，经PLC逻辑运算后，最终由执行部件完成对系统的自动调节。

本发明在所述第一模辊19及第二模辊20上分别设有多排凹窝22。

本发明在所述对模滚压成型装置10的出料口处设有成品升运装置14。为使成品顺利分离，本发明所述凹窝22的底部可设计成圆弧状。

本机组主要由原料粉碎系统、传动机构、“西门子”PLC程序自动控制上料系统（含斜式上料装置、横向输送装置）、预压紧装置，对模滚压成型装置、成品升运装置及碎料回收系统等组成（示意图）。

1、物料粉碎系统：主要由粉碎机和沙克龙出料装置等组成（参见图6所示）。该粉碎机设置了颗粒及块状物料、不同生物质秸秆两个喂料斗。并配备了大小不同粒度的筛网，以适应对模滚压成型装置对物料的要求。

2、自动控制上料系统：自动控制上料系统由斜式上料装置和横向输送装置或任意形式、结构的上料装置组成（参见图1及图2）。为了确保斜式上料装置既能输送通畅，又能满足下道工序（横向输送装置）物料需求，在斜式上料装置的出料口处安装了光电开关或其他控制装置（传感器23），以保证给横行输送装置供料的自动控制。为满足预压紧装置的供料要求，横向输送装置由变频技术自动控制供料。

3、预压紧装置：预压紧装置（参见图3）由锥形工作仓16及配于锥形工作仓16内的螺旋输送机构18组成；横向输送装置4的出料口与锥形工作仓16的上部喂料口27相通。锥形工作仓16包括料仓及强制输送部分；料仓为垂直输送部分（参见图3中的6）；强制输送部分为锥体部分（参见图3中的7），使物料顺利进入预紧管8里；强制物料向下输送，不允许物料在输送中原地打转。此时，物料经预压紧装置强行进入压缩腔9。压缩腔9是预压紧装置与对模滚压成型装置之间的过渡部件，经过压缩腔9的物料密度将进一步提高而后进入到对模滚压成型装置滚压成型。

自物料由斜式上料装置提升到预压紧装置到压缩腔压缩，整个工序由PLC编程控制，通过变频器自动调节。

4、对模滚压成型装置：对模滚压成型装置其传动由一级或多级齿轮传动或其他任何传动形式组成。对模由一组或多组相对转动的两个相同任意直径的模辊组成（第一模辊19及第二模辊20）。每个模辊直径及模辊上的半凹窝模具形状及数量任意设置。第一模辊19及第二模辊20相对转动冷滚压成型。第一模辊19及第二模辊20设计为可拆卸结构，即由外圈模辊11和轮毂12（参见图5）用螺栓连接组成。外圈模辊11采用合金结构钢制造，这种经调质后具有良好综合力学性能的调质钢，其模具的机械强度、硬度、韧性、耐磨性、抗冲击力和抗疲劳极限都可大大提高。显而易见这种可拆卸结构的对模具明显不同于和优于市场上常见的平模或环模的模具。一旦对辊上的凹窝磨损严重不能正常工作时，可只更换外圈模辊11而保留轮毂，即节约材料和加工成本，也缩短更换时间。这种可拆卸结构的轮毂可以与多种不同直径的外圈模辊11匹配，而传动机构则不需做大的改动即可生产不同形状、不同尺寸的块状生物质燃料或饲料。

第一模辊19及第二模辊20相对旋转，其上的半个凹窝模，在转动中形成一个完整模具。一周就有N个成型块产生。因此第一模辊19及第二模辊20的相对旋转速度要保证上一级来料在这些凹窝模里的充满度，并要有一定的余量。经对模强迫的滚挤压、均实、致密、最后变成具有一定强度和刚度成型块，并且能靠自重克服其在凹窝上的黏着力自动脱模。（凹窝模底部呈现出的圆弧形会使这一脱模变的更加容易）。第一模辊19及第二模辊20之间只有相对转动（转动速度较低）和挤压，因此对模辊在挤压过程中不存在物料与模具之间的磨损，使模辊的使用寿命大大提高。

5、电控部分：对模滚压生物质固化成型机组，其电气控制核心采用SIEMENS的S7-200 PLC和TD400C文本显示器，低压电气控制元件采用SCHNEIDER品牌，变频器采用ABB品牌。

本控制部分采用PLC作为电气控制核心，通过与文本显示器、变频器等交换信息、采集各传动部分转速、扭矩等参数，经PLC逻辑运算后由电气控制元件对固化成型机运行自动调节。该系统由机械主体、电气控制、监控和显示系统组成并有手动与自动转换、报警、急停等多项功能。基本形成控制与机械一体化、智能化。为目前国内较高档次秸秆固化设备的电控系统，使秸秆固化设备的水平上升了一个较大的台阶。

本发明上料系统是满足预压紧装置和对模滚压成型装置用料需求匹配的关键。为了确保斜式上料装置既能输送通畅，又能满足下道工序（横向输送装置）物料需求，在斜式上料装置的出料口处安装了光电开关（传感器23）或其他控制装置，以保证给横向输送装置供料的自动控制。为满足预压紧装置的供料要求，横向输送装置由变频技术自动控制供料。

为减轻滚压成型工作部件磨损提高其使用寿命，在滚压成型前增设物料预压紧装置。

预压紧装置（参见图3）由锥形工作仓16及配于锥形工作仓16内的螺旋输送机构18组成；横向输送装置4的出料口与锥形工作仓16的上部相通。锥形工作仓16包括料仓及强制输送部分；料仓为垂直输送部分（参见图3中的6）；强制输送部分为锥体部分（参见图3中的7），使物料顺利进入预紧管8里；强制物料向下输送，不允许物料在输送中原地打转。此时，物料经预压紧装置强行进入压缩腔9。压缩腔9是预紧机构与对模滚压机构之间的过度部件，经过压缩腔9的物料密度将进一步提高而后进入到对模滚压成型装置滚压成型。

预压紧装置和对模滚压装置是整个机组的核心部件。也是主要易损件。

核心部件好与坏直接影响到整个机组的技术性和可靠性能。第一模辊19及第二模辊20设计为可拆卸结构，既由外圈模辊和轮毂用螺栓连接组成。外圈模辊采用合金结构钢制造，这种经调质后具有良好综合力学性能的调质钢，其模具的机械强度、硬度、韧性、耐磨性、抗冲击力和抗疲劳极限都可大大提高。这种可拆卸结构的对模明显不同于和优于市场上常见的平模或环模的模具。一旦对辊上的凹槽磨损严重不能正常工作时，可只更换外圈模辊而保留轮毂，即节约材料和加工成本，也缩短更换时间。这种可拆卸结构的轮毂可以与多种不同直径的外圈模辊匹配，而传动机构则不需做大的改动即可生产不同形状、不同尺寸的块状生物质燃料或饲料。

物料由斜式上料装置提升、横向输送、预压紧、对模滚压成型，整个工序由PLC编程控制，通过变频器自动调节。经过这样的连锁反应实现自动控制连续作业。成型后的产品由产品升运装置（参见图1）输送装袋或进入仓房。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种对模滚压生物质固化成型机组，其特征在于，包括主电机（21）、配有入料口（15）的横向输送装置（4）、预压紧装置（5）及对模滚压成型装置（10）；所述预压紧装置（5）包括锥形工作仓（16）及配于锥形工作仓（16）内的螺旋输送机构（18）；所述横向输送装置（4）的出料口与锥形工作仓（16）的上部相通；所述对模滚压成型装置（10）包括第一模辊（19）及与之相对转动的第二模辊（20）；所述主电机（21）的输出动力经传动机构（3）传输至第一模辊（19）及第二模辊（20）；在所述第一模辊（19）与第二模辊（20）上设有凹窝（22）；所述锥形工作仓（16）的出料口与对模滚压成型装置（10）的入料端相对应。

2.根据权利要求1所述的对模滚压生物质固化成型机组，其特征在于：还设有斜式上料装置（2）；所述斜式上料装置（2）的出料口与横向输送装置（4）的入料口（15）相通。

3.根据权利要求2所述的对模滚压生物质固化成型机组，其特征在于：在所述预压紧装置（5）锥形工作仓（16）的下端部固定配有预压紧管（8）。

4.根据权利要求3所述的对模滚压生物质固化成型机组，其特征在于：第一模辊（19）及第二模辊（20）分别包括轮毂（12）及外圈模辊（11）；所述轮毂（12）与外圈模辊（11）以可拆卸方式配接。

5.根据权利要求4所述的对模滚压生物质固化成型机组，其特征在于：还设有控制部分；在所述斜式上料装置（2）的出料口处固定设有传感器（23）；所述控制部分的端口依次分别接传感器（23）、横向送料电机（24）、预压紧电机（25）及斜式送料电机（26）的端口；所述传感器（23）采集相关给料数据，并将所述数据送入控制部分进行处理；所述控制部分通过获取给料、传动部分转速及扭矩参数，经PLC逻辑运算后，最终由执行部件完成对系统的自动调节。

6.根据权利要求1～5之任一所述的对模滚压生物质固化成型机组，其特征在于：在所述第一模辊（19）及第二模辊（20）上分别设有多排凹窝（22）。

7.根据权利要求6所述的对模滚压生物质固化成型机组，其特征在于：在所述对模滚压成型装置（10）的出料口处设有成品升运装置（14）。

8.根据权利要求7所述的对模滚压生物质固化成型机组，其特征在于：所述凹窝（22）的底部呈圆弧状。