CN102226318B - 一种秸秆分丝帚化机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种秸秆分丝帚化机，包括：驱动设备；与该驱动设备相连的螺旋杆；固定在机架上，且套设在所述螺旋杆外侧的螺旋套筒，该螺旋套筒的内壁上设有与所述螺旋杆的第一螺旋线对应的第二螺旋线；设置在所述螺旋套筒的出料端的振动筛；与所述螺旋套筒相连的送料机构，该送料机构上设有入料斗。本发明既可节能减排，又可使再生资源得到充分的利用，变废为宝，通过该技术的应用与草浆造纸传统工艺相比，每吨节水70％、节电50％、节煤50％。纸浆纤维得率蒸煮工艺为30％，新技术可达85％，彻底改变传统造纸工艺的高耗能、高污染、高成本的被动局面，真正实现资源节约型环境友好型社会，并同时可为农民创收，催生新的产业链条。
Description
技术领域
本发明涉及造纸技术领域，特别涉及一种秸秆分丝帚化机。
背景技术
目前的造纸工艺中必须经过蒸煮过程，蒸煮过程主要是脱除木素的工艺过程。蒸煮的目的就是利用碱性化学药剂，根据不同类型纸浆的需要尽可能地除去纤维原料中的木素，保留纤维素和半纤维素，并使纤维离解成浆。
在碱法制浆过程中，碱液中的碱主要消耗于：①与木素反应；②促使部分纤维素与半纤维素氧化或水解而发生降解；③对原料中的树脂起皂化作用。碱法制浆产生造纸黑液，从原料中分离出不溶于碱液的纸浆(即纤维素)后，剩下的为废液，因其颜色黑而被称为黑液，而其中约占25％的木质素与约占28％的半纤维素以及木糖、钾、氮磷等物质，则随黑液废弃。黑液中所含的污染物占到了造纸工业污染排放总量的90％以上，且具有高浓度和难降解的特性。
由于碱法制浆工艺造纸，产生大量黑液，但这一工艺是国际国内草浆造纸的唯一技术，由于其产生的黑液污染较严重，进而草浆造纸企业被迫关停，目前国内有近万家草浆造纸企业停产。而且可作为牲畜饲料25％的木质素与约占28％的半纤维素以及木糖、钾、氮磷等物质，随黑液废弃，造成资源的浪费。
因此，如何通过放弃使用碱法蒸煮工艺，同样可达到木素与纤维素分离，以降低造纸工艺的污染程度，是本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种秸秆分丝帚化机，以实现无需使用碱法蒸煮工艺，同样可达到木素与纤维素分离的目的，降低造纸工艺的污染程度。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种秸秆分丝帚化机，包括：
驱动设备；
与该驱动设备相连的螺旋杆；
固定在机架上，且套设在所述螺旋杆外侧的螺旋套筒，该螺旋套筒的内壁上设有与所述螺旋杆的第一螺旋线对应的第二螺旋线；
设置在所述螺旋套筒的出料端的振动筛；
与所述螺旋套筒相连的送料机构，该送料机构上设有入料斗。
优选的，在上述秸秆分丝帚化机中，所述螺旋杆通过键套装在主轴上，所述主轴与所述驱动设备相连，且其两端分别通过由螺栓固定在前壳体上的前轴承座和后瓦盒座支撑，所述第一螺旋线位于该螺旋杆的外周面上。
优选的，在上述秸秆分丝帚化机中，还包括壳体，所述螺旋杆至少包括设置在靠近出料端的前螺旋杆和位于该前螺旋杆后侧的后螺旋杆，所述前螺旋杆上的第一螺旋线的高度由靠近出料端的一端向另一端逐渐增高；
所述螺旋套筒镶入所述壳体内，其与所述前螺旋杆对应的一端为靠近出料端的一端向另一端渐扩渐扩的锥形前螺旋套筒，该锥形前螺旋套筒后端为后螺旋套筒；
所述锥形前螺旋套筒镶入所述壳体的锥形前壳体内，所述后螺旋套筒镶入所述壳体的后壳体内。
优选的，在上述秸秆分丝帚化机中，所述主轴上具有与所述后螺旋杆上开设的主轴扁键槽配合的主轴扁键。
优选的，在上述秸秆分丝帚化机中，所述前螺旋杆由轴向分布的两部分组成，其包括靠近出料端的锥形螺杆和位于该锥形螺杆后端的前螺杆。
优选的，在上述秸秆分丝帚化机中，还包括套设在所述主轴上的拨片套，该拨片套的外周面上设有若干拨片。
优选的，在上述秸秆分丝帚化机中，所述螺旋杆上的第一螺旋线为单螺旋线，且该单螺旋线的螺距由靠近出料端的一端向另一端逐渐增大。
优选的，在上述秸秆分丝帚化机中，所述拨片套和所述锥形螺杆之间设有两个左旋螺母。
优选的，在上述秸秆分丝帚化机中，还包括：
设置在靠近出料端的所述锥形前壳体内壁上的挤出嘴，所述前轴承座的止口压住所述挤出嘴，其与所述锥形螺杆的外表面形成物料挤出通道，且该物料挤出通道由靠近出料端的一端向另一端渐扩。
优选的，在上述秸秆分丝帚化机中，所述送料机构设置于所述螺旋套筒的一侧，且为螺旋送料机构，其入料方向与所述螺旋杆出料方向的夹角为70～85°。
从上述的技术方案可以看出，本发明提供的秸秆分丝帚化机，驱动设备用于驱动螺旋杆旋转，螺旋套筒固定在机架上，且套设在所述螺旋杆的外侧，该螺旋套筒的内壁上设有与螺旋杆的第一螺旋线对应的第二螺旋线。由于螺旋套筒是固定在机架上的，所以其是固定不动的，在螺旋杆旋转的过程中，螺旋杆上的第一螺旋线与螺旋套筒上的第二螺旋线发生相对转动，从而能够将投入到该螺旋套筒内的物料如玉米秸秆挤裂，通过第一螺旋线和第二螺旋线挤裂及推送过程，逐渐将秸秆的皮(纤维素)和髓(木素)分离，由于秸秆的髓不具备纤维特性，所以随着挤裂的进行，髓被挤裂成碎末状，而皮具有纤维特性，而被挤裂成丝帚化。当丝帚化的皮和碎末状的髓被推送至出料端的振动筛后，髓由振动筛漏出，而具有纤维素的皮则保留在振动筛中。通过本发明提供的秸秆分丝帚化机，将秸秆的皮髓分离，使纤维达到丝帚化，无需蒸煮便可直接作为造纸原料。本发明既可节能减排，又可使再生资源得到充分的利用，变废为宝，通过该技术的应用与草浆造纸传统工艺相比，每吨节水70％、节电50％、节煤50％。蒸煮工艺的纸浆纤维得率为30％，新技术可达85％，彻底改变了传统造纸工艺的高耗能、高污染、高成本的被动局面，真正实现资源节约型环境友好型社会，并同时可为农民创收，催生新的产业链条。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1本发明实施例提供的秸秆分丝帚化机的结构示意图；
图2为本发明另一实施例提供的秸秆分丝帚化机的结构示意图。
具体实施方式
本发明公开了一种秸秆分丝帚化机，以实现无需使用碱法蒸煮工艺，同样可达到木素与纤维素分离的目的，降低造纸工艺的污染程度。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，图1本发明实施例提供的秸秆分丝帚化机的结构示意图。
本发明提供的秸秆分丝帚化机，包括驱动设备、螺旋杆、螺旋套筒、振动筛11和送料机构。其中，螺旋杆与该驱动设备相连，通过该驱动设备驱动该螺旋杆转动。驱动设备可包括通过联轴节连接的主电动机1和主减速机3，主减速机3与螺旋杆相连，优选的可通过十字滑块联轴节实现主减速机3与螺旋杆的连接。螺旋套筒固定在机架上，且套设在螺旋杆的外侧，即螺旋杆的外侧，该螺旋套筒的内壁上设有与螺旋杆的第一螺旋线对应的第二螺旋线，第一螺旋线与第二螺旋线螺旋配合，且第一螺旋线与第二螺旋线螺旋之间的间距较小，因此通过第一螺旋线与第二螺旋线的挤压，可将秸秆的表皮挤裂，将表皮内部的髓与表皮分离，并通过连续挤压，将髓碾碎，而表皮由于具有纤维特性，而被丝帚化。振动筛11设置在螺旋套筒的出料端，被碾碎的髓和被丝帚化的秸秆表皮被第一螺旋线推送至螺旋套筒的出料端，并进入振动筛11内，由于髓(木素)不具有纤维特性，因此其被挤压成碎末状，从振动筛中落下。送料机构与螺旋套筒相连，该送料机构上设有入料斗16，秸秆原料由入料斗16中放入，在送料机构的推送下，将原料推送至螺旋套筒内，以参与挤压动作。
本发明提供的秸秆分丝帚化机，驱动设备用于驱动螺旋杆旋转，螺旋套筒固定在机架上，且套设在螺旋杆的外侧，该螺旋套筒的内壁上设有与螺旋杆的第一螺旋线对应的第二螺旋线。由于螺旋套筒是固定在机架上的，所以其是固定不动的，在螺旋杆旋转的过程中，螺旋杆上的第一螺旋线与螺旋套筒上的第二螺旋线发生相对转动，从而能够将投入到该螺旋套筒的物料如玉米秸秆挤裂，通过第一螺旋线和第二螺旋线的挤裂及推送过程，逐渐将秸秆的皮(纤维素)和髓(木素)分离，由于秸秆的髓不具备纤维特性，所以随着挤裂的进行，髓被挤裂成碎末状，而皮具有纤维特性，而被挤裂成丝帚化。当丝帚化的皮和碎末状的髓被推送至出料端的振动筛后，髓由振动筛漏出，而具有纤维素的皮则保留在振动筛中。通过本发明提供的秸秆分丝帚化机，将秸秆的皮髓分离，使纤维达到丝帚化，无需蒸煮便可直接作为造纸原料。本发明既可节能减排，又可使再生资源得到充分的利用，变废为宝，通过该技术的应用与草浆造纸传统工艺相比，每吨节水70％、节电50％、节煤50％。纸浆纤维得率蒸煮工艺为30％，新技术可达85％，彻底改变传统造纸工艺的高耗能、高污染、高成本的被动局面，真正实现资源节约型环境友好型社会，并同时可为农民创收，催生新的产业链条。
由于螺旋杆的第一螺旋线与物料之间发生摩擦作用，因此存在磨损后更换的要求，为了降低维护成本，本发明提供的螺旋杆过键套装在主轴15上，所述主轴15与所述驱动设备相连，且其两端分别通过前轴承座12和后瓦盒座5支撑，前轴承座12通过螺栓固定在前壳体上，所述第一螺旋线位于该螺旋杆的外周面上。在第一螺旋线磨损需要更换时，仅需更换螺旋杆即可，无需连同主轴15一同更换。
由于螺旋杆各位置处的磨损程度和速率不同，因此为了进一步降低维护成本，螺旋杆可至少包括设置在靠近其出料端的前螺旋杆和位于该前螺旋杆后侧的后螺旋杆71，即将螺旋杆分成前螺旋杆和后螺旋杆71两部分。前螺旋杆上的第一螺旋线的高度由靠近出料端(螺旋杆的出料端)的一端向另一端逐渐增高。
螺旋套筒与前螺旋杆对应的一端为靠近出料端的一端向另一端渐扩的锥形前螺旋套筒92。即锥形前螺旋套筒92与其对应的前螺旋杆均呈锥形结构，而后螺旋杆71与其对应的后螺旋套筒91均呈圆形结构，送料机构与该后螺旋套筒91相连，锥形前螺旋套筒92上的第二螺旋线与前螺旋杆上的第一螺旋线，相对于后螺旋套筒91上的第二螺旋线与后螺旋杆71上的第一螺旋线的间距较小，因此随着物料由后螺旋套筒91向锥形前螺旋套筒92方向移动的过程中，挤压力度逐渐增大。锥形前螺旋套筒92镶入所述壳体的锥形前壳体82内，所述后螺旋套筒91镶入所述壳体的后壳体81内。越靠近螺旋套筒出料端的第一螺旋线，也越易被磨损，在锥形前螺旋套筒92和前螺旋杆损坏后，可随时对其进行更换，无需更换后螺旋套筒91和后螺旋杆71。
前螺旋杆由轴向分布的两部分组成，例如其可包括靠近出料端的锥形螺杆73和位于该锥形螺杆73后端的前螺杆72，从而将靠近螺旋套筒出料端的锥形螺杆73和相对较远离螺旋套筒出料端的前螺杆72分离，因此可对更易磨损的锥形螺杆73单独更换，进一步降低了维护成本。
主轴15上具有与后螺旋杆71上开设的主轴扁键槽配合的主轴扁键6，即后螺旋杆71是通过主轴15上的主轴扁键实现定位的，该主轴扁键可对后螺旋杆71的轴向和径向同时定位。该主轴扁键可为在主轴15的端部设有高出其圆周面的凸起，后螺旋杆71上开设的主轴扁键槽与该凸起适配。
为了提高被分离后的秸秆皮和秸秆髓在振动筛11内的分布均匀程度，本发明还可包括套设在主轴15上的拨片套13，该拨片套13的外周面上设有若干拨片。主轴15的两端通过轴承支撑，用于支撑两端轴承的轴承座分别为前轴承座12和后瓦盒座5。主轴15带动拨片套13转动，拨片套13上的拨片将秸秆皮和秸秆髓扬起，以使秸秆皮和秸秆髓能够分散地落在振动筛11上，以提高筛选效果。
后螺旋杆71上的第一螺旋线优选为单螺旋线，且该单螺旋线的螺距由靠近出料端的一端向另一端逐渐增大，即后螺旋杆71采用单螺旋线变径变距推进。因此能够满足靠近螺旋套筒出料端处的挤压力度逐渐增大的技术要求。
拨片套13和前螺旋杆(即锥形螺杆73)之间设有两个左旋螺母14，以提供锥形螺杆73和拨片套13固定作用，同时兼具二者的轴向定位作用。本发明还可包括箱体和挤出嘴10。其中，箱体套设在螺旋套筒的外侧，相应的箱体为两部分，分别为套设在锥形前螺旋套筒92外侧的锥形前壳体82，和套设在后螺旋套筒91外侧的后壳体81，后壳体81和锥形前壳体82可通过卡子相连。
挤出嘴10设置在靠近螺旋套筒出料端的锥形前壳体内壁上，前轴承座12的止口压住所述挤出嘴10其与锥形螺杆73的外表面形成物料挤出通道，且该物料挤出通道由靠近出料端的一端向另一端渐扩，即出料口处的出料面积最小。挤出嘴10的轴向可调节，因此其通流面积可调，该挤出嘴10通过前轴承座12的止口压紧在锥形前壳体的端部，也可根据需求，更换不同通流面积的挤出嘴10。
送料机构17可为螺旋送料机构，其入料方向与螺旋杆出料方向的夹角为70～85°，即螺旋送料机构向螺旋杆的后方倾斜，能够提高物料的推送能力，防止物料在送料机构与螺旋杆连接处堵塞。送料机构可通过电机20驱动，电机20通过联轴节与减速器19相连，减速器19通过联轴器18与该送料机构17的主轴相连。
请参阅图2，图2为本发明另一实施例提供的秸秆分丝帚化机的结构示意图。
为了降低操作人员的劳动强度，本使用新型还可包括铡刀机21，该铡刀机21的出料端与入料斗16相连，长度较大的秸秆首先经过铡刀机21的粉碎，被粉碎后的物料由铡刀机21的出料口出来，并进入到入料斗16内。本发明集秸秆粉碎和秸秆皮髓分离与一体，提高的工作效率，降低了操作人员的劳动强度。
通过使用本发明提供的秸秆分丝帚化机，可不用蒸煮即可把秸秆中的纤维分离出来，纤维可直接用于造纸，造纸业因蒸煮工艺造成严重污染问题可得到解决，传统工艺吨耗碱14公斤，通过这一技术用酶制剂方法即可用于造纸。
经过验证，利用本发明提供的秸秆分丝帚化机对玉米秸秆原料除髓、膨化后制浆，在节约用碱、降低蒸汽消耗、提高纤维强度和长度方面效果显著。通过本发明制得的纤维易漂白、纤维长、滤水性较好，浆料经两段氧脱木素后白度达到52％ISO，完全满足抄造本色卫生纸和餐盒的要求，抄造的卫生纸色泽柔和、柔软度好、档次高；抄造的一次性餐盒挺度好、外观美，深受顾客好评。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (6)
1.一种秸秆分丝帚化机，其特征在于，包括：
驱动设备；
与该驱动设备相连的螺旋杆，所述螺旋杆至少包括设置在靠近出料端的前螺旋杆和位于该前螺旋杆后侧的后螺旋杆（71），所述前螺旋杆上的第一螺旋线的高度由靠近出料端的一端向另一端逐渐增高，所述螺旋杆通过键套装在主轴（15）上，所述主轴（15）与所述驱动设备相连，所述前螺旋杆由轴向分布的两部分组成，其包括靠近出料端的锥形螺杆（73）和位于该锥形螺杆（73）后端的前螺杆（72）；
固定在机架上，且套设在所述螺旋杆外侧的螺旋套筒，该螺旋套筒的内壁上设有与所述螺旋杆的第一螺旋线对应的第二螺旋线；
设置在所述螺旋套筒的出料端的振动筛（11）；
与所述螺旋套筒相连的送料机构，该送料机构上设有入料斗（16）；
壳体，所述螺旋套筒镶入所述壳体内，其与所述前螺旋杆对应的一端为靠近出料端的一端向另一端渐扩的锥形前螺旋套筒（92），该锥形前螺旋套筒（92）后端为后螺旋套筒（91），所述锥形前螺旋套筒（92）镶入所述壳体的锥形前壳体（82）内，所述后螺旋套筒（91）镶入所述壳体的后壳体（81）内；
套设在所述主轴（15）上的拨片套（13），该拨片套（13）的外周面上设有若干拨片，该拨片套（13）上的拨片将秸秆皮和秸秆髓扬起，以使秸秆皮和秸秆髓能够分散地落在所述振动筛（11）上；
设置在靠近出料端的所述锥形前壳体内壁上的挤出嘴（10），其与所述锥形螺杆（73）的外表面形成物料挤出通道，且该物料挤出通道由靠近出料端的一端向另一端渐扩。
2.如权利要求1所述的秸秆分丝帚化机，其特征在于，所述螺旋杆的两端分别通过由螺栓固定在前壳体上的前轴承座（12）和后瓦盒座（5）支撑，所述第一螺旋线位于该螺旋杆的外周面上，所述前轴承座（12）的止口压住所述挤出嘴（10）。
3.如权利要求1所述的秸秆分丝帚化机，其特征在于，所述主轴（15）上具有与所述后螺旋杆（71）上开设的主轴扁键槽配合的主轴扁键（6）。
4.如权利要求1所述的秸秆分丝帚化机，其特征在于，所述螺旋杆上的第一螺旋线为单螺旋线，且该单螺旋线的螺距由靠近出料端的一端向另一端逐渐增大。
5.如权利要求4所述的秸秆分丝帚化机，其特征在于，所述拨片套（13）和所述锥形螺杆（73）之间设有两个左旋螺母（14）。
6.如权利要求1所述的秸秆分丝帚化机，其特征在于，所述送料机构设置于所述螺旋套筒的一侧，且为螺旋送料机构，其入料方向与所述螺旋杆出料方向的夹角为70~85°。
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