CN103028346A - 内齿式生物质燃料压粒机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种机械设备，即一种内齿式生物质燃料压粒机，包括环模（1）和配装在环模（1）里面的内压辊（3），其特点是：所说的环模（1）是内有多个轮齿的内齿轮（2），所说的内压辊（3）是与内齿轮（2）相啮合且直径小于内齿轮（2）齿根内径的外齿轮（4），内齿轮（2）和/或外齿轮（4）的各个齿间开有多个沿齿轮径向的通孔（5）。其有益效果是：物料的喂入性能好，空转率大幅下降，功率消耗大幅降低，且工作稳定、故障率低、生产效率高，挤出的生物质颗粒形状规则，结构紧密，可望成为生物质燃料的加工利用的首选机型。

Description

内齿式生物质燃料压粒机
技术领域
本发明涉及一种机械设备，即一种内齿式生物质燃料压粒机。
背景技术
农作物秸秆、杂草、木屑等生物质原料经粉碎压缩制成颗粒燃料，其密度和热值均接近了煤炭的指标，并已用于工业生产。生物质颗粒燃料的加工设备主要有对辊式和环模式两种。对辊式的挤压部件是两个外表面接触的平行管状压辊，管壁开有多个通孔，在相对转动中把粉碎的生物质物料从通孔由外向内挤出颗粒燃料。环模式是在一个筒状环模的侧壁上开有多个通孔，环模里面设有与环模内壁贴近的内压辊，物料进入环模后由内压辊从通孔向外挤出颗粒燃料。对辊式结构简单，造价低廉，可是，由于物料主要靠自重向挤压点的喂入，因挤压点压力高于周围压力，因而物料喂入性能不佳。为了解决这个问题，有人在对辊上方加设了推料搅龙，还有人在对辊的外面加设了外齿轮，可是，支撑对辊的外壳空间较大，强度较低，有的还没有外壳，仅靠支架支撑，物料的活动区间很大，难以控制，喂入性能的改善并不显著。与对辊式相比，环模的物料进入环模里面，空间有限，外围强度高，推料压力可以发挥较大的作用，喂入性能较好。可是，由于环模内壁和内压辊的表面为平面，虽然比较粗糙，但对物料的加持能力仍很有限，空转率较高，由此浪费了大量的功率。一台每小时压制1.5吨的环模压粒机配套电机达到110KW，吨耗电成本接近百元，提高了产品的造价。此外，现有设备故障率高，容易损坏，且对物料的大小、硬度、湿度等理化指标要求较严，适应性较差，限制了推广应用。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有环模设备的推料性能，且具有良好的物料夹持效果，喂入性能好，空转率低，动力消耗低，生产效率高，产品质量好，且故障率低、适应性强的生物质燃料压粒机。
上述目的是由以下技术方案实现的：研制一种内齿式生物质燃料压粒机，包括环模和配装在环模里面的内压辊，其特点是：所说的环模是内有多个轮齿的内齿轮，所说的内压辊是与内齿轮相啮合且直径小于内齿轮齿根内径的外齿轮，内齿轮和/或外齿轮的各个齿间开有多个沿齿轮径向的通孔。
所说的内齿轮里面的外齿轮至少有一个。
所说的内齿轮或外齿轮设有通孔，设有通孔的齿轮轮齿的外缘呈尖角状。
所说的内齿轮和/或外齿轮轮齿两侧开有通孔，同一轮齿两侧的通孔在轮齿内汇合为同一个孔。
所说的内齿轮前端开口且与喂入搅龙相对，后端有底板封闭且固定在抱箍内，抱箍与主轴前端相固连，主轴呈管状，其后端进入动力室且装有传动轮，传动轮通过传动部件与电机的动力输出轮相传动，内齿轮后端设有底板，底板中间开孔且与主轴管孔相通，支撑轴从开孔及主轴中穿过，支撑轴前端固定有连板，连板上面设有齿轮轴，齿轮轴上安装外齿轮，支撑轴后端固定在后支架上。
所说的主轴的外面装有惯性轮。
所说的外齿轮的各个齿间和/或齿的两侧开有多个沿齿轮径向的通孔，齿轮的轮盘呈管状，轮盘后端装配在连板的齿轮轴上，前端开口且接有出料管，出料管向前伸出外壳。
所说的外齿轮的出料管外面装有喂入搅龙的螺旋片。
所说的内齿轮开口向上，外周与底盘转动装配，内齿轮里面的外齿轮的出料管向下穿过底盘且装有传动轮，与电机的动力输出轮相传动。
所说的内齿轮的开口向上，外周与底盘转动装配，内齿轮里面的外齿轮的出料管向下穿过底盘，底盘上方设有电机，电机的动力输出轮与内齿轮相传动。
本实用新型的有益效果是：物料的喂入性能好，空转率大幅下降，功率消耗大幅降低，且工作稳定、故障率低、生产效率高，挤出的生物质颗粒形状规则，结构紧密，可望成为生物质燃料的加工利用的首选机型。
附图说明
图1是第一种实施例的结构原理图；
图2是第二种实施例的结构原理图；
图3是第三种实施例的结构原理图；
图4是第四种实施例的结构原理图；
图5是第五种实施例的主视图；
图6是第五种实施例的A-A左视图；
图7是第五种实施例的B-B左视图；
图8是第五种实施例的部件内压辊装配主视图；
图9是第五种实施例的部件内压辊装配左视图；
图10是第六种实施例的主视图；
图11是第六种实施例的左视图；
图12是第七种实施例的主视图；
图13是第七种实施例的左视图；
图14是第八种实施例的主视图；
图15是第八种实施例的俯视图；
图16是第九种实施例的主视图。
图中可见：环模1，内齿轮2，内压辊3，外齿轮4，通孔5，尖角6，底板7，出料口8，外壳9，喂入搅龙10，喂入口11，输料口12，输料管13，电机14，输入口15，动力室16，后支架17，支撑轴18，惯性轮19，主轴20，传动轮21，抱箍22，门轴23，电机架24，齿轮轴25，连板26，出料管27，底盘28。
具体实施方式
本发明总的构思，生物质燃料的挤压部件环模和内压辊分别改为内齿环和外齿轮，齿轮的齿间开有通孔，在啮合转动的过程中把生物质压过通孔而成颗粒。下面，围绕上述构思介绍九个实施例。
第一种实施例：如图1所示，这种生物质燃料压粒机的挤压部件也是由环模1和内压辊3组成，其中的环模1是一个内齿轮2，内压辊3是一个外齿轮4，外齿轮4装在内齿轮里面，且与内齿轮2相啮合。外齿轮4的外径小于内齿轮2的齿根直径，在一个内齿轮2里面至少装有一个外齿轮4。内齿轮2的各个轮齿之间开有多个通向环模1外侧的通孔5，而外齿轮4则没有通孔工作时，经过粉碎的生物质物料从内齿轮2的一端进入，内齿轮2和外齿轮在转动中将物料挤过通孔而压成颗粒。
第二种实施例：如图2所示，环模1是一个内齿轮2，内压辊3是两个外齿轮4。内齿轮2的各个轮齿之间以及各个轮齿两侧均开有多个通向环模1外侧的通孔5，而外齿轮4则没有通孔。工作时，经过粉碎的生物质物料从内齿轮2的一端进入，内齿轮2和外齿轮在转动中将物料挤过通孔而压成颗粒。图中可见，内齿轮2两侧的通孔5在齿内汇合成一个孔，这样便于加工，且能保证轮齿的强度。此外，内齿轮的齿顶呈尖角6状，这种尖角6可以使外齿轮4齿间的物料受到切割而顺利挤向通孔5，防止物料在外齿轮4的齿间积累。
第三种实施例：如图3所示，内齿轮2里面装有两个外齿轮4。内齿轮2和外齿轮的的各个轮齿之间分别开有多个通孔5。工作时，经过粉碎的生物质物料从内齿轮2的一端进入，在内齿轮2和外齿轮在转动中，一部分物料通过内齿轮2的通孔5挤出环模1外，另一部分物料通过外齿轮4的通孔5向内挤入外齿轮4的内孔中，再从内孔的一端挤出。
第四种实施例：如图4所示，一个内齿轮2里面装有三个外齿轮4，内齿轮2上没有通孔，外齿轮4的各个轮齿之间以及轮齿两侧开有多个通孔5。外齿轮4的轮齿顶部呈尖角6状。工作时，经过粉碎的生物质物料从内齿轮2的一端进入，内齿轮2和外齿轮在转动中挤过外齿轮4的通孔5挤入外齿轮4的内孔中，再从内孔的一端挤出。
第五种实施例：如图5、6所示，生物质燃料压粒机的上面设有输料管13，输料管13一端有输入口15，内有推料搅龙，另一端下方有输料口12，输料口12与压粒机外壳上方的喂入口11相对，喂入口11里面设有喂入搅龙10，喂入搅龙10与环模1的开口相对。环模1是一个内齿轮2，里面的内压辊3是与内齿环2相啮合的两个外齿轮4。内齿轮2的各个齿间以及轮齿两侧均开有多个通孔5。内齿环轮2的另一端由底板7封堵，底板7中间开孔，向后接出主轴20。主轴20呈管状，里面穿过支撑轴19。结合图8图9可见，支撑轴19前端经过内齿轮2底板7的中孔进入环模1，固定一片连板26，连板26上装有两个齿轮轴25，齿轮轴25上安装外齿轮4。支撑轴19向后穿过主轴套20固定在后支架17上。结合图7可见，在动力室16里面，通过电机架24固定有电机14，电机14的动力输出轮通过皮带与固定在主轴20外面的传动轮21相传动。主轴20上装有巨大的惯性轮19，可以储存大量动能，保证主轴20传递能量的连续性。
工作时，先把秸秆、杂草、碎木等生物质粉碎，经输入口15送入输料管13，再从输料口12送入喂入口11，再由喂入搅龙10压入内齿轮2。开动电机14，即可带动主轴20连同前端的抱箍22及内齿轮2转动，再由内齿轮2带动外齿轮4转动。即可把物料挤入啮合的轮齿之间，并且通过通孔5挤出，再从出料口8流出，经冷却后装袋即可。
经实验观察证明，物料挤入两个齿间的时候，空间比较大，容易进入，而后逐渐被夹紧，在轮齿完全啮合的瞬间，产生了极大的爆发力，完成一个挤压过程。和原来的圆柱式内压辊相比，动力消耗具有间歇性，而且齿轮的轮齿对物料强制裹挟，不会空转，因而可以节约大量的动力。每小时生产颗粒燃料1.5吨的机型仅需要55—75千瓦的电机，节约了大量的电能，降低了颗粒燃料的成本。压制的颗粒燃料直径6—12mm，长度20—50mm的，密度＞1.1吨/m3，热值＞3500kcal/kg，接近了煤炭的密度和热值。
以下是近期实验所测得的产品性能指标：
项目 木屑颗粒指标 秸秆颗粒指标 稻壳颗粒指标
热值 ＞4200kcal/kg ＞3800kcal/kg ＞4100kcal/kg
密度 ＞1.15t/m3 ＞1.15t/m3 ＞1.15t/m3
粒径 6mm 6mm 6mm
灰分 ≤2.5% ≤4% ≤8%
水分≤≥ ≤8% ≤12% ≤12%
燃烧率 ≥95% ≥95% ≥95%
热效率 ≥81.5% ≥81.5% ≥81.5%
排烟黑度 ＜1（林格曼级） ＜1（林格曼级） ＜1（林格曼级）
排尘浓度 ＜80vmg/m3 ＜80vmg/m3 ＜80vmg/m3
第六种实施例：图10图11所示的机具与第五种实施例的结构非常接近，所不同的是：内齿轮2和外齿轮4均开有通孔5，一部分压缩颗粒从内齿轮2挤出，一部分颗粒从外齿轮4挤出。内齿轮2挤出的颗粒还是从外壳9下面的出料口8排出，而两个外齿轮4挤出的颗粒则需要另设通道取出。为此，在外齿轮4前端接出出料管27，出料管27前端伸出外壳9，压缩的颗粒可以从再送出。
由于增加两个出料管27，喂入搅龙10须与出料管27错开。为了使物料获得均衡的推力，图中设有两个喂入搅龙10，与两支出料管27对称排列。同时，喂入口11和输料口也分别增为两个。
第七种实施例：图12图13所示的机具与第六种实施例的结构非常接近，外齿轮4前端也接出两支出料管27，出料管27前端伸出外壳9，压缩的颗粒可以从再送出。其改进是：在出料管27的外面套装喂入搅龙10的螺旋片，这样就把喂入搅龙10和出料管27合在一处，出料管27转动时喂入搅龙10同时转动，既省却了两部搅龙电机，又简化了结构，从而使结构更加紧凑合理。
第八种实施例：如图14图15所示，内齿环2和里面相啮合的外齿轮4的开口向上，内齿环2的下段与机架的底盘28转动装配，环模1内外齿轮4的出料管27向下穿过底盘28，颗粒可从中流下。内齿轮2的周围底盘28上面设有凸环，凸环内的底盘上开有出料口8，内齿轮2挤出的颗粒从出料口8中流下。在两个出料管27当中，有一个管外装有传动轮21，与电机14的动力输出轮通过皮带相传动。
第九种实施例：如图16所示，内齿环2和里面相啮合的外齿轮4的开口向上，内齿环2的下段与机架的底盘28转动装配，环模1内外齿轮4的出料管27向下穿过底盘28，颗粒可从中流下。内齿轮2的周围底盘28上面设有凸环，凸环内的底盘上开有出料口8，内齿轮2挤出的颗粒从出料口8中流下。电机14固定在底盘28的上方，电机的动力输出轮通过皮带与内齿轮2的外径相传动。

Claims (10)

1.一种内齿式生物质燃料压粒机，包括环模(1)和配装在环模(1)里面的内压辊(3)，其特征在于：所说的环模(1)是内有多个轮齿的内齿轮(2)，所说的内压辊(3)是与内齿轮(2)相啮合且直径小于内齿轮(2)齿根内径的外齿轮(4)，内齿轮(2)和/或外齿轮(4)的各个齿间开有多个沿齿轮径向的通孔(5)。
2.根据权利要求1所述的内齿式生物质燃料压粒机，其特征在于：所说的内齿轮(2)里面的外齿轮(4)至少有一个。
3.根据权利要求1所述的内齿式生物质燃料压粒机，其特征在于：所说的内齿轮(2)和外齿轮(4)之一设有通孔(5)，设有通孔(5)的齿轮轮齿的外缘呈尖角(6)状。
4.根据权利要求1所述的生物质燃料压粒机，其特征在于：所说的内齿轮(2)和/或外齿轮(4)轮齿两侧开有通孔(5)，同一轮齿两侧的通孔(5)在轮齿内汇合为同一个孔。
5.根据权利要求1所述的内齿式生物质燃料压粒机，其特征在于：所说的内齿轮(2)的前端开口且与喂入搅龙(10)相对，后端有底板封闭且固定在抱箍(22)内，抱箍(22)与主轴(20)前端相固连，主轴(20)呈管状，其后端进入动力室(16)且装有传动轮(21)，传动轮(21)通过传动部件与电机(14)的动力输出轮相传动，内齿轮(2)后端设有底板(7)，底板(7)中间开孔且与主轴(20)管孔相通，支撑轴(18)从开孔及主轴(20)中穿过，支撑轴(18)前端固定有连板(26)，连板(26)上面设有齿轮轴(25)，齿轮轴(25)上安装外齿轮(4)，支撑轴(18)后端固定在后支架(17)上。
6.根据权利要求5所述的内齿式生物质燃料压粒机，其特征在于：所说的主轴(20)的外面装有惯性轮(19)。
7.根据权利要求1所述的内齿式生物质燃料压粒机，其特征在于：所说的外齿轮(2)的各个齿间和/或齿的两侧开有多个沿齿轮径向的通孔(5)，齿轮的轮盘呈管状，轮盘后端装配在连板(26)的齿轮轴(25)上，前端开口且接有出料管(27)，出料管(27)向前伸出外壳(9)。
8.根据权利要求7所述的内齿式生物质燃料压粒机，其特征在于：所说的外齿轮(4)的出料管(27)外面装有喂入搅龙(10)的螺旋片。
9.根据权利要求1所述的内齿式生物质燃料压粒机，其特征在于：所说的内齿轮(2)开口向上，外周与底盘(28)转动装配，内齿轮(2)里面的外齿轮(4)的出料管(27)向下穿过底盘(28)且装有传动轮(21)，与电机(14)的动力输出轮相传动。
10.根据权利要求1所述的内齿式生物质燃料压粒机，其特征在于：所说的内齿轮(2)的开口向上，外周与底盘(28)转动装配，内齿轮(2)里面的外齿轮(4)的出料管(27)向下穿过底盘(28)，底盘(28)上方设有电机(14)，电机(14)的动力输出轮与内齿轮(2)相传动。
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