CN103120915A - 生物质齿模锋刃压粒机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种机械，即一种生物质齿模锋刃压粒机，包括机架(1)和相互啮合的挤压齿轮(2)，挤压齿轮(2)呈筒状，其轮齿(3)之间开有齿间通孔(11)和/或轮齿的两侧开有齿侧通孔(12)，其特征是：所说的挤压齿轮(2)的轮齿(3)两侧齿根部与齿根圆(7)的交角为非圆弧连接的尖角。其有益效果是：轮齿棱角尖锐锋利，啮合间隙严密，齿间的物料会顺利挤出，不会粘连堆积，齿轮能保持良好的啮合关系，工作平稳、不易损坏，生产效率高、能耗小、成本低，提高了生物质齿模压粒机的实用价值，对于充分利用农作物秸秆、草木等生物质资源，节约煤电，增加农民收入，具有重要的意义。

Description

生物质齿模锋刃压粒机

技术领域

本发明涉及一种机械，即一种生物质齿模锋刃压粒机。

背景技术

近年来，农村电气化水平大幅提高，秸秆燃料用量骤减。同时，随着农业密植技术的成功推广和粮食产量的提高，农作物秸秆的产量也大幅提高。农作物秸秆运输需要成本，堆放需要场地，而且是来年病虫害的主要寄宿载体。因此，许多农民只好在野外集中焚烧秸秆，既浪费了能源，又造成空气污染，甚至引发火灾及航空事故。另一方面，随着我国工业化进程的快速推进，煤电能源日趋紧张。在这种情况下，把农作物秸秆、草木等生物质材料，经粉碎挤压而制成单位体积热值接近煤炭的颗粒燃料，解决了上述两种矛盾。因此，各地相继推出多种生物质颗粒机具。目前，市场上的生物质颗粒机多为螺杆式、环模式、平模式等类型，上述机具的共同优点是压力大，压缩的颗粒密度高，但生产率比较低，耗电量大，成本较高，难以普及应用。为了解决这个问题，本人提出齿模颗粒机，即采用相互啮合的对辊筒状齿轮，齿间沟槽及轮齿两侧开出多个通孔，生物质粉碎料挤过通孔而形成颗粒。实验表明，这种颗粒机用电少，效率高，成本低，颗粒密度也符合要求，可望替代其他类型的设备。可是，现有的标准齿轮轮齿的齿根与齿根圆之间为圆弧过渡，切割性能很差，加之齿轮啮合间隙过大，齿轮的多项结构参数也不适于物料的压缩，物料极易粘连而堆积在齿间，使齿轮的啮合间隙改变，加大传动负荷及功率消耗，提高作业成本，甚至造成齿轮轴弯曲或断裂故障，成为制约齿模颗粒机使用推广的一大难题。

发明内容

本发明的目的是提供一种齿轮轮齿之间不能堆积物料，从而保持良好的啮合关系，工作平稳、不易损坏，生产效率高、能耗小、成本低的生物质齿模压粒机。

上述目的是由以下技术方案实现的：研制一种生物质齿模锋刃压粒机，包括机架和相互啮合的挤压齿轮，挤压齿轮呈筒状，其轮齿之间开有齿间通孔和/或轮齿的两侧开有齿侧通孔，其特点是：所说的挤压齿轮的轮齿两侧齿根部与齿根圆的交角为非圆弧连接的尖角。

所说的挤压齿轮的结构参数为非标准专用参数，齿数17-100、模数8-50的挤压齿轮与标准齿轮相比，其齿根圆直径随模数依次增大2-25mm，齿高依次减少1.5-15mm，齿顶啮合间隙为0.10.5mm。

所说的齿数17-100，模数8-50的挤压齿轮齿顶啮合间隙为0.2mm。

所说的挤压齿轮轮齿之间的多个齿间通孔当中，位于两端的两个通孔其外边缘超出轮齿的外端面。

所说的挤压齿轮的轮齿顶端沿径向开有多个齿顶通孔。

所说的挤压齿轮相互啮合的轮齿上的齿侧通孔的中心线相互错开。

所说的相互啮合的挤压齿轮的齿轮轴上还串连有相互啮合的减压齿轮。

所说的相互啮合的挤压齿轮有两个或两个以上。

所说的挤压齿轮设有冷却水管。

本发明的有益效果是：轮齿棱角尖锐锋利，啮合间隙严密合理，齿间的物料会顺利挤出，不会粘连堆积，齿轮能保持良好的啮合关系，工作平稳、不易损坏，生产效率高、能耗小、成本低，提高了生物质齿模压粒机的实用价值，对于充分利用农作物秸秆、草木等生物质资源，节约煤电，增加农民收入，具有重要的意义。

附图说明

图1是第一种实施例的主视图；

图2是第一种实施例的俯视图；

图3是第一种实施例的主视图；

图4是第一种实施例的对照图；

图5是第二种实施例的部件挤压齿轮的主视图；

图6是第二种实施例的部件挤压齿轮的俯视图；

图7是第二种实施例的部件挤压齿轮的局部立体图；

图8是第三种实施例的主视图；

图9是第三种实施例的俯视图；

图10是第四种实施例的主视图；

图11是第四种实施例的俯视图；

图12是第五种实施例的主视图；

图13是第五种实施例的俯视图；

图14是第六种实施例的局部立体图；

图15是第六种实施例的另一结构图。

图中可见：机架1，挤压齿轮2，轮齿3，通孔4，齿轮轴5，动力机6，齿根圆7，齿根8，齿根角9，齿根圆角10，齿间通孔11，齿侧通孔12，齿端面13，齿顶通孔14，减压齿轮15，冷却水管16，齿轮轴承17。

具体实施方式

第一种实施例：如图1图2所示，这种生物质齿模压粒机的机架1通过两支齿轮轴5装有一对相互啮合的挤压齿轮2，挤压齿轮2成圆筒状，挤压齿轮2的轮齿3之间及轮齿3的两侧分别开有多个通孔4。工作时，挤压齿轮2在动力机6的带动下相对转动，粉碎的生物质物料喂入一对齿轮的啮合部，即可从通孔挤出成为紧密的颗粒燃料。结合图3可见挤压齿轮2的齿根角9，也就是轮齿3的齿根8与齿根圆9之间的交角α为尖角。尖角可以是≥90°的角，当然也可以是≤90°的角，但不是圆弧连接。结合图4可见，目前所有齿轮的齿根与齿根圆的相交处均为圆弧过渡，在端面上可见齿根圆角10。实验证明，有了这个齿根圆角10，轮齿3的切割性能不好，物料容易粘连，清除齿根圆角10，也就是去掉图4齿根涂黑的部分，齿根8和齿顶圆9即变成了尖角连接，更加锋利，消除了物料粘连现象。

实验证明，采用了这种锋刃齿轮的机具，原来齿轮轴变形以及齿轮损坏引发的故障基本消失，机具工作稳定，可连续作业300小时以上。以生产率1.5吨/小时的机型为例，所用的电机仅为30KW，比市场反应较好的环模式颗粒机同比降低了73.2％，压缩的颗粒燃料的质量符合要求，突破了秸秆压缩燃料耗电成本居高不下的瓶颈，深受实验地农民的好评。

由于挤压齿轮2的许多形状发生了变化，所以，原来的标准齿轮已经不是最佳选择。因此，推荐采用以下参数的非标准齿轮：齿数17-100，模数8-50的挤压齿轮与标准齿轮相比，其齿根圆直径随模数依次增大2-25mm，齿高依次减少1.5-15mm，齿顶啮合间隙为0.1-0.5mm，以0.2mm为优选齿顶啮合间隙。

其中，齿数30的挤压齿轮与标准齿轮的具体结构参数对照如下表：

第二种实施例：如图5图6图7所示，挤压齿轮2的轮齿3之间的齿根圆10及轮齿两侧分别开有一排通孔4，为了便于区别，分别称为齿间通孔11和齿侧通孔12。相互啮合的轮齿(3)上的齿侧通孔(12)的中心线相互错开。结合图7可见，齿间通孔11最外面的两个超出了挤压齿轮2齿端面13，一般来说应当超过半个孔。当然也可以采用其他形状的孔。这种结构也可以理解为把挤压齿轮2的轮齿3两端自齿根圆7以上的部分各去掉一小块，而使最外面的齿间通孔7突出轮齿3的外端面13。这一结构的变化虽然很小，可是，挤压齿轮2两端挤出的物料可以从这两个齿间通孔11中挤出，避免两端物料堆积阻碍挤压齿轮2的正常作业。

第三种实施例：如图8图9所示，挤压齿轮2的轮齿顶端面上沿径向朝内开有多个通孔4，称为齿顶通孔14。这种齿顶通孔14的作用是：当一个齿轮的齿顶接近另一齿轮的齿根时，物料即可从齿间通孔11挤出，也可以从齿顶通孔14挤出。这里最好把齿顶通孔14和齿间通孔11的位置错开，效果会更好。当然，也可以在同一齿轮上只开有其中一种通孔。

第四种实施例：如图10图11所示，这种生物质齿模压粒机的机架1上装有一对相互啮合的挤压齿轮2，挤压齿轮2成圆筒状，轮齿3之间及轮齿3的两侧分别开有多个通孔4。在两个挤压齿轮2的两支齿轮轴5上还装有一对相互啮合的减压齿轮15，减压齿轮15不进行颗粒挤压作业，其作用主要有两点：一是确定两个挤压齿轮2的安装位置，也就是限定两个挤压齿轮2之间的间隙，确保两个挤压齿轮2能够在最佳的间隙下进行作业。二是承受压力，挤压齿轮2因开有多个通孔4而强度大幅降低，在相互挤压时容易损坏，有了减压齿轮15，可以承受大部传动压力，缓解挤压齿轮2的压力和磨损，延长使用寿命，增强工作的稳定性。

第五种实施例：由图12图13可见，挤压齿轮2有三个，中间一个，两边各有一个。同样，减压齿轮15也有三个，结构原理与第一种实施例相同。此例说明，挤压齿轮2以及减压齿轮15的形式可以是多种多样的，不仅限于一对齿轮，可以推及到三个或更多，包括大小不一的行星齿轮等多种结构形式。

当然，采用多个挤压齿轮的机具，其喂入方式也需要相应的调整。如图12所示的三个齿轮，其喂入最好沿齿轮的轴向喂入，也可以采用搅龙等强制喂入机构。因属现有技术，在此没有详细画出。

第六种实施例：如图14所示，在挤压齿轮2的里面装有冷却水管16，作业时打入循环水，对挤出的颗粒进行冷却。对于环模颗粒机，因挤压力过大，挤出的颗粒温度很高，接近或超过物料的燃点，时常出现碳化现象，因而需要把挤出的颗粒提升然后抛下而进行散热，加大了设备成本和作业成本。本机具挤压力适中，颗粒温度相对较低，但还需要一定的散热时间和设备。采用了循环水冷之后，可以省略提升散热设备。在出料的同时即可达到包装温度，简化了结构，节省了时间，降低了成本。

当然，冷却水管16的形式可以是多种多样的。如图13所示，在挤压齿轮2的齿轮轴5内设置冷却水管16，可以避免齿轮轴承17过热。

上述冷却水管16须与水源和水泵相联系，才能工作，因属于现有技术，不再赘述。

Claims (10)

1.一种生物质齿模锋刃压粒机，包括机架(1)和相互啮合的挤压齿轮(2)，挤压齿轮(2)呈筒状，其轮齿(3)之间开有齿间通孔(11)和/或轮齿的两侧开有齿侧通孔(12)，其特征是：所说的挤压齿轮(2)的轮齿(3)两侧齿根部与齿根圆(7)的交角为非圆弧连接的尖角。

2.根据权利要求1所述的生物质齿模锋刃压粒机，其特征在于：所说的挤压齿轮(2)的结构参数为非标准专用参数，齿数17-100、模数8-50的挤压齿轮(2)与标准齿轮相比，其齿根圆直径随模数依次增大2-25mm，齿高依次减少1.5-25mm，齿顶啮合间隙为0.10.5mm。

3.根据权利要求2所述的生物质齿模锋刃压粒机，其特征在于：所说的齿数17-100，模数8-50的挤压齿轮(2)齿顶啮合间隙为0.2mm。

4.根据权利要求2所述的生物质齿模锋刃压粒机，其特征在于：所说的齿数30、模数8-50的挤压齿轮(2)具体结构参数与标准齿轮对照如下表：

5.根据权利要求1所述的生物质齿模锋刃压粒机，其特征在于：所说的挤压齿轮(2)轮齿(3)之间的多个齿间通孔(11)当中，位于两端的两个通孔(4)其外边缘超出轮齿(3)的外端面。

6.根据权利要求1所述的生物质齿模锋刃压粒机，其特征在于：所说的挤压齿轮(2)相互啮合的轮齿(3)上的齿侧通孔(12)的中心线相互错开。

7.根据权利要求1所述的生物质齿模锋刃压粒机，其特征在于：所说的挤压齿轮(2)的轮齿(3)顶端沿径向开有多个齿顶通孔(14)。

8.根据权利要求1所述的生物质齿模锋刃压粒机，其特征在于：所说的相互啮合的挤压齿轮(2)的齿轮轴(5)上还串连有相互啮合的减压齿轮(15)。

9.根据权利要求1所述的生物质齿模锋刃压粒机，其特征在于：所说的相互啮合的挤压齿轮(2)有两个或两个以上。

10.根据权利要求1所述的生物质齿模锋刃压粒机，其特征在于：所说的挤压齿轮(2)设有冷却水管(16)。

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