CN104441749B - 一种生物质多塔挤压成型机及其成型方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种挤压成型设备，尤其涉及一种生物质多塔挤压成型机，其包括模腔、主压油缸、出料通道、进料系统及料仓，特点是，所述模腔的上部并排设有至少两个填料塔，所述填料塔内分别设有填料压块，填料塔顶部分别设有填料塔油缸，所述填料塔油缸的活塞分别与所述填料压块固定连接；本发明还提供一种成型方法，包括步骤：1)在模腔中填入物料；2)在垂直方向对物料完成一级挤压，形成至少两块半成品挤压块；3)在水平方向进行二级挤压，使各个所述半成品挤压块连接为一体；4)推出成品挤压块。其有益效果是，提高了设备产能，在同等产能下降低了设备成本；而且填料均匀，压制力均衡，系统工作稳定，从而在同等效率下也提高了设备寿命。

Description

一种生物质多塔挤压成型机及其成型方法

技术领域

本发明涉及一种挤压成型设备，尤其涉及一种生物质多塔挤压成型机及其成型方法。

背景技术

生物质的成型加工是木加工剩余物、农作物秸杆、纸质废料等废物高效利用的主要途径。对于挤压成型设备，希望能节能、高效并稳定可靠的工作。目前国内外常用的挤压机结构包括模腔、设于所述模腔上方的填料压块以及推料油缸，通过填料压块挤压使物料压缩成型，并通过推料油缸与夹钳缸的配合送出产品挤压块。为提高挤压机的产能，一般有两种途径：

一是增大挤压块的横截面，机增大挤压块的高和宽，来增加挤压块的重量。用这种方法来增加设备产能，带来的问题是：当挤压块的横截面增大，为满足必须的成型压强,挤压成型油缸必须加大，在相同的出料频率下，液压站的排量必须加大，整机功率必然增大很多。这样设备制造成本、设备运行成本将大幅增加。同时为增大挤压块的横截面，相应的进料系统也必须加大。然而进料系统当增大到一定程度后，会带来进料的不稳定性，所以挤压块的横截面的增大有一定的限制；另外，挤压块本身尺寸也有规格限制，并不方便仅为增加产量而变化。

二是通过提高设备的出料频率，来增加单位时间内挤压块的数量，从而增大设备产能。但通过这种方法来增加设备产能，必须增大液压站的排量，这样整机功率必然增大很多。这种方法同样导致设备制造成本、设备运行成本大幅增加，而且频率提高的同时，容易导致设备过快磨损，进而影响寿命。

可以看出通过上述方法增大产能，都会大福增加设备制造成本和设备运行成本，并影响设备的工作稳定性。针对上述技术问题，目前行业还没有更好的解决方案，只能在上述思路上改进。

如果不增加挤压块的横截面，而增加挤压块的长度，也有利于提高产能。另外，增加产品的长度，一般不会影响产品使用，还有利于产品的储运。但要增加产品的长度必须增加填料塔的宽度，当填料塔加宽时会带来两个问题：1、填料塔加宽后，相应的进料系统也必须加大。然而进料系统当增大到一定程度后，会带来进料的不稳定性，所以挤压块长度的增大有一定的限制。2、填料塔加宽后，成型模腔也必须加宽，这给模腔的制造带来难题。另外，当填料塔加长时，由于填料并不能保证均匀，就会导致填料压块在长度方向受力差异大，长期工作并不稳定。

可以看出，如果能突破上述两个难题，通过增加挤压块的长度，来增加产能，将得到的效果是：设备产能成倍增加，而设备的制造成本和设备运行成本小幅增加。

发明内容

本发明针对上述现有技术的不足，提供一种高效率、低运行成本的生物质多塔挤压成型机。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种生物质多塔挤压成型机，包括模腔、主压油缸、出料通道、进料系统及料仓，其特征在于，所述模腔包括推料侧、出料侧、前部及后部，所述模腔的前部封闭、后部开口，所述主压油缸与所述模腔的推料侧固定连接，所述主压油缸包括主缸压块，所述主缸压块设于所述模腔的推料侧，所述模腔的出料侧与所述出料通道相连通，所述出料通道上设有夹钳缸，所述模腔的上部并排设有至少两个填料塔，所述填料塔内分别设有填料压块，所述填料塔顶部分别设有填料塔油缸，所述填料塔油缸的活塞分别与所述填料压块固定连接；

所述进料系统包括至少两个进料机，所述料仓设于所述进料系统上部，所述进料机的出口分别与所述模腔的后部相连通。

本发明的有益效果是：一是在不增大产品横截面？的前提下，只增加产品长度，因此主压油缸不用增大，所以在提高相同产能的前提下，本发明的设备成本的增加远远小于用传统方法增加的设备成本。以生产产品断面尺寸为80×80的秸秆挤压块设备为例，实验证明：将该设备的频率从8次/分钟提高到12次/分钟，其产能从150公斤/小时能提高到220公斤/小时，但液压站功率也需要从11千瓦提高到22千瓦。而采用本发明的双塔结构，在压制频率不变的情况下，产能从150公斤/小时能提高到250公斤/小时以上。由于主缸压块的面积相对于填料压块小很多，因此对液压站功率并无大的要求；二是由于采用多个进料机、填料塔，填料均匀，压制力均衡，系统工作稳定，从而在同等效率下也提高了设备寿命。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。。

进一步，所述相邻填料塔的相邻壁为共用壁。

采用上述进一步方案的有益效果是，可以减少各个半成品挤压块之间的空隙，保证单个半成品挤压块的内侧边密实度，从而保证半成品挤压块之间经过二级挤压后的连接强度。

进一步，所述模腔为多个小模腔固定连接构成。

采用上述进一步方案的有益效果是，便于模腔加工。

进一步，所述出料通道包括一级出料通道和二级出料通道，所述一级出料通道与所述模腔相连通，所述二级出料通道与所述一级出料通道相连通，所述夹钳缸设于所述二级出料通道上。

采用上述进一步方案的有益效果是，便于夹钳缸安装和夹紧、松开动作。

进一步，所述填料塔、填料塔油缸、填料压块、进料机分别设有两套。

采用上述进一步方案的有益效果是，这种双塔结构可以形成近似双培长度的挤压产品。

进一步，所述填料塔、填料塔油缸、填料压块、进料机分别设有三套。

采用上述进一步方案的有益效果是，可以使挤压块长度更长，并进一步提高成型效率。

进一步，所述进料机为螺旋进料机，所述螺旋进料机包括料筒、电机及转轴，所述电机设于所述料筒的后部，所述电机与转轴通过万向节连接。

采用上述进一步方案的有益效果是，螺旋进料机比较适合生物质材料的输送。

进一步，所述料仓包括料仓箱体，所述料仓箱体通过支架支撑在所述进料机上部。

进一步，所述主压油缸包括主缸体和延伸缸体。

采用上述进一步方案的有益效果是，延伸缸体便于主压油缸与模腔的连接。

本发明还提供一种生物质成型方法，其特征在于，包括以上所述的生物质多塔挤压成型机，成型步骤如下：

1).通过进料机在模腔中填入物料，此时夹钳缸夹紧；

2).所述填料塔油缸带动所述填料压块下压，对所述模腔内的物料完成

一级挤压，在所述模腔中形成至少两块半成品挤压块；

3).通过所述主压油缸从推料侧向出料侧进行二级挤压，使各个所述半成品挤压块在水平方向进一步挤压并连接为一体；

4).夹钳缸松开，所述主压油缸继续推进，从出料口送出成品挤压块；

5).重复步骤1)～4)完成连续挤压成型作业。

采用本发明成型方法的有益效果：一是通过主压油缸的二级挤压能将多个经过一级挤压后的半成品挤压块再次挤压连接为一体，从而得到足够长度的成品挤压块；二是采用两级挤压，使填料塔油缸工作负荷合理。如果采用一级挤压要得到足够的挤压块密实度，就需要较大压强，由于填料压块面积较大，必然需要液压站的功率大幅提高，而且填料压块在挤压过程中压力先小后大，变化巨大，工作稳定性较差。而采用二级挤压则可以大大降低对填料塔油缸的要求，而由主压油缸承担压力较大的二级挤压，由于主压油缸的主缸压块截面小，即使需要压强高，不仅不能造成对液压站的过大负载，而且由于填料塔油缸和主压油缸分时工作，使液压站的负荷更均衡。这样会大大提高设备的使用寿命。

附图说明

图1为现有技术的单塔挤压成型机结构示意图；

图2为本发明(双填料塔)结构示意图；

图3为本发明沿其中一个进料机中线的剖视结构示意图；

图4为本发明(双填料塔)俯视结构示意图；

图5为本发明(双填料塔)主视结构示意图；

图6为本发明(三填料塔)主视结构示意图。

在图1到图6中，个标号所表示的部件名称如下：

1、主压油缸；1-1、主缸压块；1-2、延伸缸；2、出料通道；2-1、一级出料通道；2-2、二级出料通道；3、模腔；3-1、推料侧；3-2、出料侧；4、夹钳缸；5、物料；6、填料压块；7、填料塔；8、填料塔油缸；9、料仓箱体；10、进料机；10-1、万向节；10-2、电机；10-3、转轴；11、相邻壁。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1所示，为现有技术的单塔挤压成型机结构示意图。在这种结构上提高产能一般采用如上背景技术所述的传统方法。

如图2到图6所示，一种生物质多塔挤压成型机，包括模腔3、主压油缸1、出料通道2、进料系统及料仓，所述模腔3包括推料侧3-1、出料侧3-2、前部及后部，所述模腔3的前部封闭、后部开口，所述主压油缸1与所述模腔的推料侧3-1固定连接，所述主压油缸1包括主缸压块1-1，所述主缸压块1-1设于所述模腔的推料侧3-1，所述模腔3的出料侧3-2与所述出料通道2相连通，所述出料通道2上设有夹钳缸4，所述模腔3的上部并排设有至少两个填料塔7，所述填料塔7内分别设有填料压块6，所述填料塔7顶部分别设有填料塔油缸8，所述填料塔油缸8的活塞分别与所述填料压块6固定连接；

所述进料系统包括至少两个进料机10，所述料仓9设于所述进料系统上部，所述进料机10的出口分别与所述模腔3的后部相连通。

所述相邻填料塔的相邻壁11为共用壁。即多个填料塔7可做为一体结构。采用多塔挤压其中一个核心问题就是如何保证半成品挤压块的两侧边密实度，并保证多个半成品挤压块紧密连接。因此在一级挤压中要减少物料向外扩展空间。采用一体结构的填料塔既可以保证各个填料压块独立稳定工作，又可以保证了产品挤压块的整体连接强度。

所述模腔3为多个小模腔固定连接构成。

所述出料通道2包括一级出料通道和二级出料通道，所述一级出料通道与所述模腔3相连通，所述二级出料通道与所述一级出料通道相连通，所述夹钳缸4设于所述二级出料通道上。

作为本发明的一种实施方式，所述填料塔7、填料塔油缸8、填料压块6、进料机10分别设有两套，如图2到图5所示。

作为本发明的另一种实施方式，所述填料塔7、填料塔油缸8、填料压块6、进料机10分别设有三套，如图6所示。

所述进料机10为螺旋进料机，所述螺旋进料机包括料筒、电机10-2及转轴10-3，所述电机10-2设于所述料筒的后部，所述电机10-2与转轴10-3通过万向节10-1连接。

所述料仓包括料仓箱体9，所述料仓箱体9通过支架支撑在所述进料机上部。

所述主压油缸1包括主缸体和延伸缸体。

本发明还提供一种生物质成型方法，包括以上所述的生物质多塔挤压成型机，成型步骤如下：这里所述为正常成型工作步骤，在设备启动阶段，需要在出料通道先形成挤压物料，以保证二级挤压正常工作。

1).通过进料机10在模腔3中填料，此时夹钳缸4夹紧；

2).所述填料塔油缸8带动所述填料压块6下压，对所述模腔内的物料

完成一级挤压，在所述模腔中形成至少两块半成品挤压块；

3).通过所述主压油缸1从推料侧3-1向出料侧3-2进行二级挤压，使各个所述半成品挤压块在水平方向进一步挤压并连接为一体；

4).夹钳缸4松开，所述主压油缸1继续推进，从出料口送出成品挤压

块；

5).重复步骤1)～4)完成连续挤压成型作业。

本发明还包括与所述填料塔油缸8、主压油缸1及夹钳缸4液路连接液压站和控制系统。

本发明的工作原理如下：如图2所示双填料塔挤压成型机为例，本发明的填料塔油缸8、主压油缸1、进料机10及夹钳缸4，在控制系统的控制下协调动作。两个填料塔油缸8及两个进料机10动作时要分别保持同步工作。开始状态填料塔油缸8、主压油缸1回复原位，夹钳缸4在夹紧状态，物料通过进料机10分别同时进入两个填料塔7，通过填料塔油缸8带动的填料压块6向下挤压物料进行一级压缩，当填料压块6到达预定位置后，填料压块6所为模腔3的上盖板并共同形成二级压缩空腔，再通过主压油缸1同时对空腔中的挤压物料进行二级压缩，通过二级压缩后使原来由两套填料塔形成的半成品挤压块结合成一体形成成品挤压块，此时夹钳缸4松开，并通过主压油缸1将挤压块从出料通道2推出。

成品挤压块的长度可以通过并联多个填料塔7和进料系统来任意加长，从而在不提高成型压力的条件下，增大设备产能。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，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 (8)

1.一种生物质多塔挤压成型机，包括模腔、主压油缸、出料通道、进料系统及料仓，其特征在于，所述模腔包括推料侧、出料侧、前部及后部，所述模腔的前部封闭、后部开口，所述主压油缸与所述模腔的推料侧固定连接，所述主压油缸包括主缸压块，所述主缸压块设于所述模腔的推料侧，所述模腔的出料侧与所述出料通道相连通，所述出料通道上设有夹钳缸，所述模腔的上部并排设有至少两个填料塔，所述填料塔内分别设有填料压块，所述填料塔顶部分别设有填料塔油缸，所述填料塔油缸的活塞分别与所述填料压块固定连接；

所述进料系统包括至少两个进料机，所述料仓设于所述进料系统上部，所述进料机的出口分别与所述模腔的后部相连通；

相邻所述填料塔的相邻壁为共用壁；

所述出料通道包括一级出料通道和二级出料通道，所述一级出料通道与所述模腔相连通，所述二级出料通道与所述一级出料通道相连通，所述夹钳缸设于所述二级出料通道上。

2.根据权利要求1所述的生物质多塔挤压成型机，其特征在于，所述模腔为多个小模腔固定连接构成。

3.根据权利要求1所述的生物质多塔挤压成型机，其特征在于，所述填料塔、填料塔油缸、填料压块、进料机分别设有两套。

4.根据权利要求1所述的生物质多塔挤压成型机，其特征在于，所述填料塔、填料塔油缸、填料压块、进料机分别设有三套。

5.根据权利要求1～4任一项所述的生物质多塔挤压成型机，其特征在于，所述进料机为螺旋进料机，所述螺旋进料机包括料筒、电机及转轴，所述电机设于所述料筒的后部，所述电机与转轴通过万向节连接。

6.根据权利要求1～4任一项所述的生物质多塔挤压成型机，其特征在于，所述料仓包括料仓箱体，所述料仓箱体通过支架支撑在所述进料机上部。

7.根据权利要求1所述的生物质多塔挤压成型机，其特征在于，所述主压油缸包括主缸体和延伸缸体。

8.一种生物质成型方法，其特征在于，采用权利要求1～7任一项所述的生物质多塔挤压成型机，成型步骤如下：

1).通过进料机在模腔中填入物料，此时夹钳缸夹紧；

2).所述填料塔油缸带动所述填料压块下压，对所述模腔内的物料完成一级挤压，在所述模腔中形成至少两块半成品挤压块；

3).通过所述主压油缸从推料侧向出料侧进行二级挤压，使各个所述半成品挤压块在水平方向进一步挤压并连接为一体；

4).夹钳缸松开，所述主压油缸继续推进，从出料口送出成品挤压块；

5).重复步骤1)～4)完成连续挤压成型作业。