CN102653694A - 可移动式的制作固化成型产品的自动化系统与方法 - Google Patents

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Abstract

一种可移动式的制作固化成型产品的自动化系统包含原料槽，用以放置原料；预处理装置，对原料进行切割、干燥、粉碎的处理；筛选机，对预处理后的原料进行筛选；储料供给机，储存筛选过后的原料并定量配送入料；固化成型机，挤压制成生质固型物并具有可置入移动式货柜；以及多个输送机，将原料由原料槽利用输送机经预处理装置、筛选机、储料供给机至固化成型机间输送以成全自动化的作业系统；以及控制器，控制预处理装置、储料供给机、固化成型机、各单元间的传送作业和针对不同原料进行不同条件的自动调控。本发明还提供一种制作固化成型产品的方法。

Description

可移动式的制作固化成型产品的自动化系统与方法
技术领域
本发明有关于一种可移动式的制作生质固型物的自动化系统与方法，此生质固化成型物可供工业或一般家庭暖房与蒸气、发电的燃料或农、工原料使用。
背景技术
在能源日益短缺的现代，农作废弃物除作为农地的堆肥或焚化掩埋之外，现在也开始有许多人致力于将这些庞大的农作废弃物转变为更有价值的生质能源或农工原料。如能源局核准的“稻壳气化发电厂”计划为例，利用稻壳经气化后发电，透过4,000千瓦的发电机组，每年约可产生3,000万度的电力，处理6万吨的农业废弃物，灰烬还可成为回归土地的肥料、钢铁或水泥业等高附加价值原料并可降低环境污染，但燃烧稻壳产生的高温气体却难以储存，必须马上利用，同时必须先将农作废弃物集中应用，对于部分地区如山区等，则有一定的困难性。
科学发展期刊第383期第20～27页化腐朽为能源-物尽其用的生质能源专题报导中提到：固态废弃物衍生燃料是把生质物或废弃物在热转换前先进行粉碎、分选、干燥、混合添加剂及成型的过程，而制成固态锭形燃料。其中并提到该生质物泛指由生物产生的有机物质，可为木材等林业废弃物的木屑或农作废弃物的稻壳、蔗渣、豆荚或玉米穗轴等，但由于该农作生质废弃物水分含量不一。若含水量太高，则其容易发霉而不易保存，且含水量太高也不容易燃烧，需耗费能源将水分蒸发。但若含水量太低，则成型不易，且运送时容易因为晃动而造成粉碎，且一般添加剂皆为化学有机高分子聚合物(如石蜡或聚乙烯等)，以提供较佳黏结效果，但此化学有机高分子聚合物燃烧时会产生有毒气体，伤害环境及生物。
一般生质燃料始终无法充分应用的原因在于：1.分散广泛不易集中运送、就地加工；2.得配合农作物收获产期；3.原料性质复杂，无充分节能的弹性制程可供选用；4.生质原料储存不易且易生火灾；5.工业加工前易质变且能源应用的燃烧效率低并有空气污染之虞；6.集中化后磨粉造锭又需极大投资而且浪费能源。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种可移动式的制作固化成型产品的系统与方法，可移至村庄的集团、产销班或代耕业者处加工生产。其利用草类等禾本科作物、农产收割后的生质废弃物(稻草秸秆、玉米秆、桑秆、棉秆、芝麻秆、麻秆、蔗渣等)、食品厂的废渣(咖啡渣、棕榈油空果串、棕榈油渣、豆渣、茶渣等)、纸厂或纺织厂的废渣、林地枝条枯叶或更新木等富含纤维素、半纤维素、木质素等生质或热可塑性原料或加热可固化含木质碳原料，可在不必籍助任何高温加热或黏剂的添加之下，即可通过弹性入料系统将生质、可再固化成型原料分丝化预处理成均匀分散材料，再定量饲入主固化成型机台中加工、截切成固化成型产品、燃料棒或燃料片，而供农、工业再加工或一般家庭暖房与工业蒸汽、发电的应用。
达到上述目的的制作生质物、可塑物、可分散再制物的固化成型产品的系统，包含一移动式货柜，供以置放系统设备与发电系统，一原料槽，用以放置一原料；一预处理装置，具有一切割机、干燥机及粉碎机，以对该原料进行切割、干燥、粉碎的处理；一筛选机，用以将预处理后的原料进行筛选，以选择符合制作固型物的尺寸与品质；一储料供给机，用以储存筛选过后的原料与均质安定供量；一固化成型机，将该储料槽内搅拌分散和定量后的原料定量传送入特殊耐震、耐磨、节能结构设计的自动化固化成型机，通过挤压、截断制成一生质成型固化物；以及多个输送机，用以将该原料由该原料槽利用该输送机经该预处理装置、该筛选机、该储料供给机至该固化成型机间的输送以形成一全自动化的操作系统。一PLC控制器，用以控制该预处理装置、该储料供给机、该固化成型机、全制程的连接输送系统、锥模温度与尺寸系统、润滑温控系统、原料品质系统、水份系统、马达负载系统、速度产能动力负载最佳化调控系统、安全与定时维修系统、停机自动诊断系统，针对不同原料的特性进行不同程度的连系与调控处理。
该控制器针对不同原料的特性进行不同程度的预处理和与固化成型机以及其间各单元机台的调控。由筛选至成型固化的系统可全置于货柜内自动加工作业。
较佳地，该原料槽中的原料包含禾本科植物的秆、叶，该秆、叶为稻草秆、玉米秆、桑秆、棉秆、芝麻秆、麻秆。
较佳地，该原料槽中的原料包含食品厂的废渣，该废渣为蔗渣、咖啡渣、棕榈油空果串、棕榈油渣、豆渣、茶渣。
较佳地，该原料槽中的原料包含：纸厂或纺织厂的废渣、富含纤维素、半纤维素、木质素的生质原料，该生质原料为林地枝条枯叶或更新木。
较佳地，该原料槽中的原料包含：预处理后的非纤维性或可塑性或加热可成型木质碳的原料，该原料为低质碳、泥碳、废塑料。
较佳地，固化成型产品可供生质燃料再生能源工业、农业草饲料棒、农业肥料棒、工业提炼化工原料使用。
较佳地，该储料供给机包含有均质搅拌机、可弹性调节导槽、多螺旋防止纠缠架桥与静电结团的定量传送机、PLC衔接的侦测调控器与动力，经过去污、水份与粒径调适处理后的原料或添加物被送入均质搅拌机做最后一次均质化与入料前的缓冲处理，其后再进入多螺旋定量传送机以防止结团架桥，然后再进入弹性调节导槽，将原料依其不同的膨松度做随机调节以防止料源传送入固化成型机的最终过程再受压力而导致堵塞或定量不稳定，入料量与固化成型机间的动力调节通过PLC来做机动调控，以便在不同料源之下达到安定化的品质。
较佳地，该固化成型机包含新颖的特殊耐震、节能、耐磨、可符合料源变异下品质安定的耐震高刚性结构设计的固化成型结构，利用其温控特殊耐磨成型锥套与延伸锥套、耐磨耗材质、双边螺旋进料系统、节能偏心曲柄活塞推进系统、特殊滚柱轴承、双飞轮稳定系统、高耐冲击与磨耗撞轴、自动定温冷却润滑系统、出料冷却系统、变化产品尺寸的片状截断系统、配合供料与产品质和产能的最佳化调控的可编程逻辑控制器，以达到自动化作业下量产的安定品质。
较佳地，进一步包含一除金属机，对进行切割、干燥、粉碎处理后的原料中所夹杂的铁质、金属物、石头重物予以去除。
较佳地，进一步包含一除尘机，对进行切割、干燥、粉碎处理后的原料中所夹杂的尘土或沙石等予以去除。
较佳地，进一步包含一特殊材质和结构设计的储料供应器，对进入的原料加以均质搅拌、弹性且可调控式定量分配、防止任何长质纤维与静电作用产生的架桥结团后的堵塞等不安定现象。
一种制作生质固化成型产品的方法，包含：(a)将不同原料进行不同程度的切割、干燥、粉碎等处理；(b)将预处理过后的原料进行筛选作业，以选择符合制作固化成型物的尺寸与品质；以及(c)将筛选后的原料通过输送机传送入储料供给机，以防止料源变异、纠缠、架桥结团的不安定供料；(d)通过双螺旋和高速活塞挤压制成一可供能源和农工再利用的固化成型物；(e)通过PLC控制器来控制各单元机台的操作参数、单元间传送，以达永远维持在最佳作业品质和产量。
较佳地，该原料包含禾本科植物的叶、秆，该叶、秆为稻草秆、玉米秆、桑秆、棉秆、芝麻秆、麻秆。
较佳地，该原料包含食品厂的废渣，该废渣为蔗渣、咖啡渣、棕榈油空果串、棕榈油渣、豆渣、茶渣。
较佳地，该原料包含：纸厂或纺织厂的废渣、富含纤维素、半纤维素、木质素的生质原料，该生质原料为林地枝条枯叶或更新木。
较佳地，该原料包含：预处理后的非纤维性、可塑性、可热结合木质碳的原料，该原料为低质碳、泥碳、废塑料。
较佳地，其原料尺寸在长度＜30mm，直径＜5mm，水份在16～10％，成型温度在150～260℃，锥模温度在120～70℃，活塞式冲击撞轴的冲击力＞1650Kgf/cm2。
较佳地，其锥套锥度在2～5度之间、热膨胀系数小于1.2e-6/℃。
较佳地，其进料系统采用低比容积料源专用的双边耐磨螺旋进料系统。
较佳地，该PLC控制器用以控制原料槽、预处理装置、储料供给机、固化成型机、全制程的连接输送系统、锥模温度与尺寸系统、润滑温控系统、原料品质控制系统、水份控制系统、马达负载控制系统、速度产能动力负载最佳化调控系统、安全与定时维修系统、停机自动诊断系统，针对不同原料的特性进行不同程度的连系与调控处理。
较佳地，进一步包含一截断打片机，该截断打片机由在线上出料产品上方直接接触的齿状滑轮、可调压式弹簧和落差式导槽所组成。
较佳地，该储料供给机包含有均质搅拌机、可弹性调节导槽、多螺旋防止纠缠架桥与静电结团的定量传送机、PLC衔接的侦测调控器与动力，经过去污、水份与粒径调适处理后的原料或添加物被送入均质搅拌机做最后一次均质化与入料前的缓冲处理，其后再进入多螺旋定量传送机以防止结团架桥，然后再进入弹性调节导槽，将原料依其不同的膨松度做随机调节以防止料源传送入固化成型机的最终过程再受压力而导致堵塞或定量不稳定，入料量与固化成型机间的动力调节通过PLC来做机动调控，以便在不同料源之下达到安定化的品质。
较佳地，该固化成型机包含新颖的特殊耐震、节能、耐磨、可符合料源变异下品质安定的高刚性耐震结构设计的固化成型结构，利用其温控特殊耐磨成型锥套与延伸锥套、耐磨耗材质双边螺旋进料系统、节能偏心曲柄活塞推进系统、特殊滚柱轴承、双飞轮稳定施力系统、高耐冲击与磨耗撞轴、自动定温冷却润滑系统、出料冷却系统、变化产品尺寸的片状截断系统、配合供料与产品质和产能的最佳化调控的可编程逻辑控制器。
较佳地，筛选机、混料搅拌定量机、储料供给机、固化成型机、配电控制系统、供电系统等皆可配置在可移动式的定位耐震货柜车上，以便机动性地移赴原料产地附近加工。
较佳地，以该方法所制作出来的固化成型产品的尺寸可为直径在55～90mm，长度20mm以上，并且可截断成圆形或方形的柱状物或打成20～50mm的圆薄片与1/4圆弧片或一般直径在10mm～30mm的圆柱形小粒锭，产品密度可依目标用途和原料特性控制在0.8～1.3g/cm3，原料/产品压缩比至少在5.5～6.7，产能可达每小时500～2000Kg。
较佳地，固化成型物可供生质燃料等再生能源工业、农业草饲料棒、农业肥料棒、工业提炼化工原料等使用
较佳地，在(a)将不同原料进行不同程度的切割、干燥、粉碎的预处理之后，再将该原料中所夹杂的铁、其它金属异物予以去除。
较佳地，在将该原料中所夹杂的铁、金属予以去除之后，可再对该原料中所夹杂的尘土或沙石等予以去除。
本发明制作固化成型物的系统与方法的优点特色在于：
1.原料入料非常弹性化，可依不同的原料而调整其安定入料与管制系统。任何富含纤维素、木质素的生质原料或具热可塑性的塑料或木质碳料源仅需粉碎至小于长度30mm和小于直径5mm，水份控制在10～16％之间即可进行作业。即使富含灰份与石碏质的稻壳、稻草、泥煤、低质煤等原料，经筛选后可不必再经细磨粉机处理至2mm以下即可固化成型达到1～1.3的密度，可节省相当多的能耗。
2.全线机台、控制与供电系统和品管仪器皆可置入于一耐震货柜基础内，以便作野外移动式自动化加工的应用。
3.生质燃料的固化成型机可采用超高抗张刚性结构和耐高冲击培林与其固定的结构设计，并配合特殊耐磨耗合金成型锥状铸模组成。
4.一般富含木质素的作物皆可不必添加任何黏剂或药品即可安定化地达欧盟DIN的燃料棒标准。
5.可依需求添加如CaCO3、粉煤、泥炭等木质、矿石粉添加物、纸厂废塑料或其它防锅炉结渣与腐蚀的化学药剂或生化助燃剂、养生用途天然芳香材等供生质共固化产品使用。也可在生质废料中添加肥料组成份供农业肥料棒的生产应用。另，也可应用来生产畜牧饲料或农工成型固化产品。
6.全制程采用计算机全自动控制，以安定每小时500～2000公斤(Kg)高产能下的品质、改善固化后体积与燃烧热质、节省人力、维护人员作业安全并兼顾机体运作的安全性管控，以供定时维修与保养之需。
7.摒除传统固化成型机械动力大、震动大、耗损极大、生产密度低、品质不安定、产量低、需要季节性原料的极大储存空间、前置处理设备要求繁琐的缺点。
8.每一机台于最大产能之下可生产直径55～90mm，长度20mm以上的任意长度的圆、方柱型固型物或圆片型固型物或1/4弧片状固型片或直径10～30mm的圆柱粒锭，可供工业锅炉特性的弹性使用。
附图说明
图1是显示本发明制作固化成型物的系统的方块图。
图2是显示本发明制作固化成型物的系统第一实施例的方块图。
图3是显示本发明制作固化成型物的系统第二实施例的方块图。
图4是显示本发明制作固化成型物的方法的流程图。
图5A是显示固化成型机的结构示意图。
图5B是显示固化成型机的结构分解示意图。
图6A-6B是显示多螺旋定量传送机的俯视图和侧视图。
图6C是显示储料供给机的出料控制系统示意图。
图7是显示产品出口线上截断打片机的示意图。
元件符号说明
1……原料槽                   2……预处理装置
3……PLC控制器                4……筛选机
5、31、47……储料供给机       6、33、49……固化成型机
7、8、9、10、22、24、26、28、30、32、42、44、46、48……输送机
11……切割机                  12……干燥机
13、25……粉碎机              14……可移动耐震货柜
21……棕榈渣原料槽            23……脱水机
25……粉碎机                  27……除金属机、除尘机
29……干燥机                  41……稻壳原料槽
43……除金属机                45……搅拌机
51……特殊成型锥套            52……双边螺旋进料系统
53……节能偏心曲柄活塞推进系统
54……双飞轮稳定施力系统       55……高耐冲击的撞轴
56……多螺旋定量传送机         57……可弹性调节导槽
60……齿状滑轮
61……可调压式弹簧
62……落差式导槽
具体实施方式
虽然本发明将参阅含有本发明较佳实施例的所附附图予以充分描述，但在此描述之前应了解熟悉本领域技术人员可修改本文中所描述的发明，同时获致本发明的功效。因此，须了解以上的描述对熟悉本领域的技术人员而言为一广泛的揭示，且其内容不在于限制本发明。
请参考图1，是显示本发明制作生质固化成型物的系统的方块图。本发明制作生质固化成型物的系统，包含一原料槽1，用以放置一原料，该原料作为一生质成型固型物的来源；一预处理装置2，具有一切割机11、干燥机12及粉碎机13，可用以分别对该原料进行切割、干燥、粉碎的处理；一控制器3，用以连锁控制该预处理装置2与置于货柜内的筛选机4、储料供给机5与固化成型机6针对不同原料的特性进行不同程度的预处理，该控制器3可以是PLC控制器；一筛选机4，用以将预处理后的原料进行筛选，以选择符合制作生质固型物的尺寸与除尘、除铁；一储料供给机5，用以储存筛选过后的原料供分散与定量添加；一固化成型机6，将该储料供给机5内筛选后的原料通过挤压成型而制成一生质固化成型物；以及多个输送机7、8、9、10，用以将该原料由该原料槽1利用该输送机7、8、9、10经该预处理装置2、该筛选机4、该储料供给机5至该固化成型机6输送以形成一全自动化的作业系统。其中，该输送机7将该原料槽1中的原料输送至该预处理装置2；该输送机8将该预处理装置2处理过后的原料输送至该筛选机4；该输送机9将该筛选机4筛选过后的原料输送至该储料供给机5；该输送机10将该储料供给机5内所储存的原料输送至该固化成型机6，以便该固化成型机6制成一生质固化成型物。其中，该筛选机4，储料供给机5，固化成型机6及该输送机9，10等皆置于一可移动耐震货柜14内。
其中，该原料槽1中的原料可包含：稻草秆、玉米秆、桑秆、棉秆、芝麻秆、麻秆等禾本科植物的叶、秆。或者是，蔗渣、咖啡渣、棕榈油空果串、棕榈油渣、豆渣、茶渣等食品厂的废渣。或者是，纸厂或纺织厂的废渣、林地枝条枯叶或更新木等富含纤维素、半纤维素、木质素等生质原料。或者是，低质碳、泥碳、废塑料等处理后的非纤维性、热可塑性、加热可结合富含木质碳原料。
本发明制作固化成型物的系统进一步可包含一除金属机，对进行切割、干燥、粉碎处理后的原料中所夹杂的铁或金属予以去除；以及，进一步可包含一除尘机，对进行切割、干燥、粉碎处理后的原料中所夹杂的尘土或沙石等予以去除。
实施方式一
请参阅图2，是显示本发明制作固化成型物的系统第一实施例的方块图。在此一实施例中，采用“棕榈渣”的原料以制成固化成型物。一棕榈渣原料槽21中的棕榈渣通过一输送机22输送至一脱水机23，利用该脱水机23对该棕榈渣进行脱水以除去水分。脱水之后的棕榈渣再通过一输送机24输送至一粉碎机25，利用该粉碎机25对脱水之后的棕榈渣进行粉碎。接着，粉碎之后的棕榈渣再通过一输送机26输送至一除金属机、除尘机27，利用该除金属机、除尘机27对粉碎之后的棕榈渣去除铁、金属、尘土、沙石等。之后，再通过一输送机28将其输送至一干燥机29，利用该干燥机29对其进行干燥处理。将干燥后的棕榈渣通过一输送机30输送至一储料供给机31先行储存再通过一定量输送机32将储存于该储料供给机31中的棕榈渣输送至一固化成型机33，使棕榈渣挤压成型为一固化成型物，供农工业与能源业的再加工利用。
实施方式二
请参阅图3，是显示本发明制作生质燃料固化成型棒的系统第二实施例的方块图。在此一实施例中，是采用“稻壳”的原料以制成生质燃料固化成型棒。一稻壳原料槽41中的稻壳通过一输送机42输送至一除金属机，利用该除金属机43对稻壳去除铁与金属。之后，再通过一输送机44输送去除铁与金属之后的稻壳至一搅拌机45，通过该搅拌机45搅拌混和均匀调湿稻壳。接着再通过一输送机46输送至一储料供给机47先行储存，再通过一定量分配输送机48将储存于该储料供给机47中的稻壳输送至一固化成型机49，使稻壳挤压成型为一生质固型物。
上述二实施例的全线产能可依每小时500～2000公斤的产能分别24小时不停机连续运作。于原料长度控制在小于30mm，直径＜5mm，水份＜12％下，固化成型机动力在45～50kwh/吨皆可达DIN成型燃料棒的品质标准，其压缩比、密度和热值的提升如下附表：
Figure BDA0000048579880000081
Figure BDA0000048579880000091
请参考图4，是显示本发明制作生质固化成型燃料棒的方法的流程图。本发明一种制作生质固化成型燃料棒的方法，包含以下步骤：
人机选择原料：该机器可针对各种不同的原料作不同作业参数的修正，并借助一PLC(可编程逻辑控制器)计算机人机接口将原料和成品品质特性与作业参数人工或自动建档后，于下次可再依此条件做不同原料的生产参数的修正。
PLC以诸多线上参数来作自动控制，其中包括原料组成、含水份、马达电流、马达转速、成型锥模锥度、成型锥模温度、机台油温、线上产量、作业安全设定值等依电流、原料与进料参数作各种比例积分微分运算与连锁安定化控制，以使系统生产永远维持在安全的最佳化产能与品质状态，并依机台累积使用时数来自动调整各运动参数与产能，使机台作业和品质稳定并供定期维修的依据，以便确保生产出来的固型物的品质，降低因制程偏差的不良率与对产量的影响，并且使生质固化成型机达到全线自动化制程作业，即使在无人操作之下也永远处在最高产能的最佳作业状态。
原料预处理：对不同的原料进行不同程度的切割、干燥、粉碎的预处理，更进一步地，去除其中所含的杂物。
筛选：对上述预处理过后的原料进行筛选作业，以选择符合制作固化成型物的尺寸，并将其储存于储料供给机中。
固化成型：使用该储料供给机中所储存的原料，通过机械将其挤压制成一固化成型物，以供农、工业再加工或一般家庭暖房与工业蒸汽、发电的应用。
其中，本发明制作固化成型物所制作出来的固化成型产品，其尺寸可为直径在55～90mm，长度20mm以上，并且可依客户要求截断成必要尺寸的圆形或方形的柱状物或打成20～50mm的圆薄片与1/4圆弧片或一般直径在10mm～30mm的圆柱形小粒锭，产品的密度可依目标用途和原料特性控制在0.8～1.3g/cm3，原料/产品的压缩比至少在5.5～6.7，产能可达每小时500～2000Kg。
请参阅图5，是显示本发明的固化成型机的结构示意图。该固化成型机包含：一特殊成型锥套51，该成型锥套51的锥度在1～5度之间，优选在2～5度之间，前端直筒管为保型区，提供足够磨擦力与成型温度控制区域。该特殊成型锥套51的热膨胀系数在1.2e-6/℃以下，高强度特殊钢材耐磨损寿命长。于高水份含量或成型不易的原料时，可通过具温控的特殊锥角设计延伸锥套来提升产品于高温成型下的滑润性，以防止产品的汽爆而呈现龟裂或鱼鳞的现象。一低比容积料源专用双边螺旋进料系统52，由于农业废弃物多属于低比容积材料，采单口入料则容易造成入料不均或堵塞，因此研发该双边螺旋进料系统52，直接送至成型指定区域，并预施与原料的致密挤压以提高成型前的前置密度。一节能偏心曲柄活塞推进系统53，利用偏心曲柄回旋运动，带动撞轴往复运动，且在偏心曲柄轴上安装特殊固定结构的耐高压、低磨耗特殊滚柱培林与润滑系统，防止培林因施压或震动而松脱损坏。一双飞轮稳定施力系统54，由于本发明固化成型机成型冲击反作用力非常大，每次活塞成型动作皆造成相当大震动，双飞轮能提供稳定机台垂直与平行移动能力，且利用飞轮转动惯量减少飞轮旋转波动系数并增加瞬间冲击力量。一高耐冲击的撞轴55，该高耐冲击的撞轴经过精密计算推出必要长度，以达到节能撞击深度为要求，本体由特殊高钢性材质构成，撞击面分为单轴与多轴凸缘设计，且撞击面经过特殊材质表面电镀以强化硬度。
活塞冲压式固化成型机的成型是靠活塞的快速往复运动来实现，让活塞附近的内部原料产生150～260℃间的高温，而使原料软化后再因冷却而固化成型。机械式冲压固化成型机是利用飞轮储存的能量带动冲压活塞，本机型充分利用往复运动特性，以双曲柄同轴方式让飞轮旋转一周期带动两次活塞运动，提升产量，活塞室采双边入料系统，专为比容积较小的生物质设计；设计双飞轮质量以便用来减小冲压波动系数，且连动机密结合的构件，大幅削减培林的震动负载，让原料在简单的30mm长度内的粗粉碎状态下即可以固化成型使用。专为生质原料设计的双边进料系统，改善了一般成型部件磨损严重的问题，且辅助成型物密度品质通过标准、产量达经济规模。而冲压活塞的特殊金属配方提供强大的耐冲击特性，活塞撞击原料区域更使用特殊表面镀膜处理，提高表面硬度增加使用寿命。由于双飞轮系统抵销振动负荷，所以机器运作稳定性好，不需设置地表机座，可安装于活动式货柜，噪音较小而且润滑油污染也轻微。
固化成型机的特性说明：
1.机台采一体式焊接，并且经退火烧钝处理，以完全消除内部残留应力，其为一超高刚性机台，可大幅降低冲压时震动的发生，且机身内具完美动力平衡机构，可以确保在长期使用情况下，滑块与模具间高速往复滑行的寿命与精度。
2.机构采用高刚性驱动轴以连结连杆、曲轴、滑块、蓄能飞轮。利用飞轮吸收滑块高速冲压下所产生的动能量，使滑块可于高速下料动作时得以完美配合。
3.精密的合金钢曲轴，通过热处理使表面达到硬化目的，如此材料具备了外硬内软的性质，达到需要耐磨耗但又需要吸震的机械环境要求，通过特殊设计的滚柱轴承支撑联结曲轴两端跨距，可以确实承受较大的偏心负荷。
4.精心设计的肘柱连结机构与特殊滚柱轴承，可以有效消除不同热应变所衍生的间隙变化，并强化曲轴旋转冲压时产生前后方向负荷的抗力。
5.模具与滑块的设计以特殊合金材料打造，提供防震效率及机械安定性最佳组合，使用寿命周期长并且具有优异的耐磨耗及润滑散热的特性。
6.精密的喂料机构、采用分离式设计、使昂贵耐磨材料适得其所，减少制作成本的优点下又可以在磨耗后简易分解下来，再次施以特殊焊材焊接后再使用，以便减少备品件的库存，降低生产成本。
7.可自行吸震的结构体设计，因此可安装于经过防震与定位补强的移动式货柜基础上，供自动化连续作业。
8.特殊结构设计的固化成型系统，客户使用生质材料需求不同时，(因为燃烧系统、密度要求不同，所以尺寸长短质与成型模的锥度需求也各有不同)，所以特别设计固化成型系统设备模块化、通过模块的更换来达到客户对各种生质原料、燃烧方式、密度、尺寸、成本和产量的需求。
请参阅图6，是显示储料供给机5的出料控制系统示意图。为了均匀控制固化成型机6的入料稳定，在储料区备有均质搅拌机45，储料供给机5出口端设置多螺旋定量传送机56，并以可编程控制器来辅助控制固化成型机6处理速度与均匀送料，以便防止长短纤维的纠缠、架桥而造成团粒堵塞，并可依料性的变化，可弹性调节导槽57采可移动式设计，灵活配合固化成型机产能和纤维性质不同的变异。
请参阅图7，是显示产品出口线上截断打片机的示意图。该设备乃由在线上出料产品上方直接接触的齿状滑轮60、可调压式弹簧61和落差式导槽62所组成，藉助固化成型机6出料的冲击滑动力来带动齿状滑轮60对产品的施压与切断，不必任何额外动力。其长度可依齿状滑轮60的直径大小与压力来调整。出口线上截断打片机可依工业客户对长度品质的需求做适当调整。
本发明制作固化成型物系统与方法的优点特色在于：
1.原料入料非常弹性化，可依不同的原料而调整其安定入料与管制系统。任何富含纤维素、木质素的生质原料或具热可塑性的塑料或木质碳料源仅需粉碎至小于长度30mm和小于直径5mm，水份控制在16～10％之间即可进行作业。即使富含灰份与石碏质的稻壳、稻草、泥煤、低质煤等原料，经筛选后可不必再经细磨粉机处理至2mm以下即可固化成型达到1～1.3的密度，可节省相当多的能耗。
2.全线机台、控制与供电系统和品管仪器皆可置入于一耐震货柜基础内，以便作野外移动式自动化加工的应用。
3.生质燃料的固化成型机可采用超高抗张刚性结构和耐高冲击培林与其固定的结构设计，并配合特殊耐磨耗合金成型锥状铸模组成。
4.一般富含木质素的作物皆可不必添加任何黏剂或药品即可安定化地达欧盟DIN的燃料棒标准。
5.可依需求添加如CaCO3、粉煤、泥炭等木质、矿石粉添加物、纸厂废塑料或其它防锅炉结渣与腐蚀的化学药剂或生化助燃剂、养生用途天然芳香材等供生质共固化产品使用。也可在生质废料中添加肥料组成份供农业肥料棒的生产应用。另，也可应用来生产畜牧饲料或农工成型固化产品。
6.全制程采用计算机全自动控制，以安定每小时500～2000公斤高产能下的品质、改善固化后体积与燃烧热质、节省人力、维护人员作业安全并兼顾机体运作的安全性管控，以供定时维修与保养之需。
7.摒除传统固化成型机械动力大、震动大、耗损极大、生产密度低、品质不安定、产量低、需要季节性原料的极大储存空间、前置处理设备要求繁琐的缺点。
8.每一机台于最大产能之下可生产直径55～90mm，长度20mm以上的任意长度的圆、方柱型固型物或圆片型固型物或1/4弧片状固型片或直径10～30mm的圆柱粒锭，可供工业锅炉特性的弹性使用。
在详细说明本发明的较佳实施例之后，熟悉该项技术人员可清楚的了解，在不脱离权利要求范围与精神下可依料源的变异进行各种变化与改变，且本发明也不受限于说明书中所举实施例的实施方式。

Claims (24)

1.一种制作固化成型产品的系统，其特征在于，包含：
一原料槽，用以放置一原料；
一预处理装置，具有一切割机、干燥机及粉碎机，以对该原料进行切割、干燥、粉碎的处理；
一筛选机，用以将预处理后的原料进行筛选，以选择符合制作燃料棒的尺寸与品质；
一储料供给机，用以储存筛选过后的原料与均质安定供量；
一固化成型机，将该储料供给机送出的原料通过挤压成型制成一固化成型产品；
多个输送机，用以将该原料由该原料槽利用该输送机经该预处理装置、该筛选机、该储料供给机至该固化成型机输送以形成一全自动化的作业系统；以及
一PLC控制器，用以控制该预处理装置、该储料供给机、该固化成型机、全制程的连接输送系统、锥模温度与尺寸系统、润滑温控系统、原料品质系统、水份系统、马达负载系统、速度产能动力负载最佳化调控系统、安全与定时维修系统、停机自动诊断系统，针对不同原料的特性进行不同程度的连系与调控处理。
2.如权利要求1所述的制作固化成型产品的系统，其特征在于，该原料槽中的原料包含禾本科植物的秆、叶，该秆、叶为稻草秆、玉米秆、桑秆、棉秆、芝麻秆、麻秆。
3.如权利要求1所述的制作固化成型产品的系统，其特征在于，该原料槽中的原料包含食品厂的废渣，该废渣为蔗渣、咖啡渣、棕榈油空果串、棕榈油渣、豆渣、茶渣。
4.如权利要求1所述的制作固化成型产品的系统，其特征在于，该原料槽中的原料包含：纸厂或纺织厂的废渣、富含纤维素、半纤维素、木质素的生质原料，该生质原料为林地枝条枯叶或更新木。
5.如权利要求1所述的制作固化成型产品的系统，其特征在于，该原料槽中的原料包含：预处理后的非纤维性或可塑性或加热可成型木质碳的原料，该原料为低质碳、泥碳、废塑料。
6.如权利要求1所述的制作固化成型产品的系统，其特征在于，该固化成型产品可供生质燃料再生能源工业、农业草饲料棒、农业肥料棒、工业提炼化工原料使用。
7.如权利要求1所述的制作固化成型产品的系统，其特征在于，该储料供给机包含有均质搅拌机、可弹性调节导槽、多螺旋防止纠缠架桥与静电结团的定量传送机、PLC衔接的侦测调控器与动力，经过去污、水份与粒径调适处理后的原料或添加物被送入均质搅拌机做最后一次均质化与入料前的缓冲处理，其后再进入多螺旋定量传送机以防止结团架桥，然后再进入弹性调节导槽，将原料依其不同的膨松度做随机调节以防止料源传送入固化成型机的最终过程再受压力而导致堵塞或定量不稳定，入料量与固化成型机间的动力调节通过PLC来做机动调控，以便在不同料源之下达到安定化的品质。
8.如权利要求1所述的制作固化成型产品的系统，其特征在于，该固化成型机包含新颖的特殊耐震、节能、耐磨、可符合料源变异下品质安定的耐震高刚性结构设计的固化成型结构，利用其温控特殊耐磨成型锥套与延伸锥套、耐磨耗材质、双边螺旋进料系统、节能偏心曲柄活塞推进系统、特殊滚柱轴承、双飞轮稳定系统、高耐冲击与磨耗撞轴、自动定温冷却润滑系统、出料冷却系统、变化产品尺寸的片状截断系统、配合供料与产品质和产能的最佳化调控的可编程逻辑控制器。
9.如权利要求1所述的制作固化成型产品的系统，其特征在于，进一步包含一除金属机，对进行切割、干燥、粉碎处理后的原料中所夹杂的铁、金属予以去除。
10.如权利要求9所述的制作固化成型产品的系统，其特征在于，进一步包含一除尘机，对进行切割、干燥、粉碎处理后的原料中所夹杂的尘土或沙石予以去除。
11.一种制作固化成型产品的方法，其特征在于，包含：
(a)将不同原料进行不同程度的切割、干燥、粉碎的预处理；
(b)将预处理过后的原料进行筛选作业，以选择符合制作燃料棒的尺寸与品质；
(c)将筛选后的原料通过输送机传送入储料供给机，以防止料源变异、纠缠、架桥结团的不安定供料；
(d)通过双螺旋和高速活塞挤压制成一固化成型产品；以及
(e)通过PLC控制器来控制各单元机台的操作参数、单元间传送，以达永远维持在最佳作业品质和产量。
12.如权利要求11所述的制作固化成型产品的方法，其特征在于，该原料包含禾本科植物的叶、秆，该叶、秆为稻草秆、玉米秆、桑秆、棉秆、芝麻秆、麻秆。
13.如权利要求11所述的制作固化成型产品的方法，其特征在于，该原料包含食品厂的废渣，该废渣为蔗渣、咖啡渣、棕榈油空果串、棕榈油渣、豆渣、茶渣。
14.如权利要求11所述的制作固化成型产品的方法，其特征在于，该原料包含：纸厂或纺织厂的废渣、富含纤维素、半纤维素、木质素的生质原料，该生质原料为林地枝条枯叶或更新木。
15.如权利要求11所述的制作固化成型产品的方法，其特征在于，该原料包含：预处理后的非纤维性或可塑性或加热可成型木质碳的原料，该原料为低质碳、泥碳、废塑料。
16.如权利要求11所述的制作固化成型产品的方法，其特征在于，其原料尺寸在长度＜30mm，直径＜5mm，水份在16～10％，成型温度在150～260℃，锥模温度在120～70℃，活塞式冲击撞轴的冲击力＞1650Kgf/cm2。
17.如权利要求11所述的制作固化成型产品的方法，其特征在于，其锥套锥度在2～5度之间、热膨胀系数小于1.2e-6/℃。
18.如权利要求11所述的制作固化成型产品的方法，其特征在于，其进料系统采用低比容积料源专用的双边耐磨螺旋进料系统。
19.如权利要求11所述的制作固化成型产品的方法，其特征在于，该PLC控制器用以控制原料槽、预处理装置、储料供给机、固化成型机、全制程的连接输送系统、锥模温度与尺寸系统、润滑温控系统、原料品质控制系统、水份控制系统、马达负载控制系统、速度产能动力负载最佳化调控系统、安全与定时维修系统、停机自动诊断系统，针对不同原料的特性进行不同程度的连系与调控处理。
20.如权利要求11所述的制作固化成型产品的方法，其特征在于，进一步包含一截断打片机，该截断打片机由在线上出料产品上方直接接触的齿状滑轮、可调压式弹簧和落差式导槽所组成。
21.如权利要求11所述的制作固化成型产品的方法，其特征在于，该储料供给机包含有均质搅拌机、可弹性调节导槽、多螺旋防止纠缠架桥与静电结团的定量传送机、PLC衔接的侦测调控器与动力，经过去污、水份与粒径调适处理后的原料或添加物被送入均质搅拌机做最后一次均质化与入料前的缓冲处理，其后再进入多螺旋定量传送机以防止结团架桥，然后再进入弹性调节导槽，将原料依其不同的膨松度做随机调节以防止料源传送入固化成型机的最终过程再受压力而导致堵塞或定量不稳定，入料量与固化成型机间的动力调节通过PLC来做机动调控，以便在不同料源之下达到安定化的品质。
22.如权利要求11所述的制作固化成型产品的方法，其特征在于，该固化成型机包含新颖的特殊耐震、节能、耐磨、可符合料源变异下品质安定的高刚性耐震结构设计的固化成型结构，利用其温控特殊耐磨成型锥套与延伸锥套、耐磨耗材质双边螺旋进料系统、节能偏心曲柄活塞推进系统、特殊滚柱轴承、双飞轮稳定施力系统、高耐冲击与磨耗撞轴、自动定温冷却润滑系统、出料冷却系统、变化产品尺寸的片状截断系统、配合供料与产品质和产能的最佳化调控的可编程逻辑控制器。
23.如权利要求11所述的制作固化成型产品的方法，其特征在于，筛选机、混料搅拌定量机、储料供给机、固化成型机、配电控制系统、供电系统等皆可配置在可移动式的定位耐震货柜车上，以便机动性地移赴原料产地附近加工。
24.如权利要求11所述的制作固化成型产品的方法，其特征在于，以该方法所制作出来的固化成型产品的尺寸可为直径在55～90mm，长度20mm以上，并且可截断成圆形或方形的柱状物或打成20～50mm的圆薄片与1/4圆弧片或一般直径在10mm～30mm的圆柱形小粒锭，产品密度可依目标用途和原料特性控制在0.8～1.3g/cm3，原料/产品压缩比至少在5.5～6.7，产能可达每小时500～2000Kg。
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