CN104888912B - 植物纤维切碎机及其切碎方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及植物纤维加工领域，特别为植物纤维切碎机及其切碎方法和应用。植物纤维切碎包括机架以及分别设置于机架上的切料装置、推料装置、动力传动装置和进料装置，所述切料装置包括刀辊、安装于刀辊圆周上的动刀以及安装在机架上刀辊旁侧位置的定刀；所述刀辊的轴向两侧设有两组螺旋方向相反的螺纹；所述进料装置设于推料装置向刀辊行进通道的上方。切碎方法分两步，利用推料装置将植物纤维物料推向刀辊；在方形动刀片的刀刃与定刀刀口的剪切配合下将植物纤维物料剪切成小段。植物纤维切碎机用于切碎植物纤维物料。本发明具有避免物料堵塞进料通道、刀具发热量低、使用寿命长、维护成本低廉、切料长度齐整、结构简单的优点，切削效果好。

Description

植物纤维切碎机及其切碎方法和应用

技术领域

本发明涉及植物纤维加工领域，特别为植物纤维切碎机及其切碎方法和应用。

背景技术

目前用于切碎如油棕空果柄等高韧性植物纤维物料，如专利ZL201320234454.6《结构改良的软性纤维切碎机》一般采用由机架1、进料输送装置、喂料传送装置和物料切断装置构成，该机器可用来对油棕果柄等软性纤维物料进行切碎加工，但主要存在以下几个问题：1、进料输送装置易咬料，导致送料出现卡死现象；2、植物纤维切碎装置通常采用飞刀旋转切割方式进行碎料工作，其飞刀长度较长，在遇到块状原料的时候容易折断，因而在切断物料之前还需打散装置打散物料；3、飞刀转速较快，影响轴承寿命，刀具发热温度高、影响刀具的使用寿命，刀具维护成本高；4、换刀时需要调整间隙，更换困难；5、物料的切碎长度主要是由飞刀的转速与进料输送的速度两个参数共同控制，难以控制物料的切碎长度，切碎后的物料长度差异性大，给有机肥发酵带来很大的难度。

发明内容

本发明的目的在于：提供了一种植物纤维切碎机及其切碎方法和应用，其能够解决上述所存在的问题，具有避免物料堵塞进料通道、刀具发热量低、使用寿命长、维护成本低廉、切料长度齐整、结构简单的优点、切削效果好、使得切削出的纤维物料长短齐整。

本发明一个发明目的通过如下技术方案实现：一种植物纤维切碎装置，它包括机架以及分别设置于机架上的切料装置、推料装置、动力传动装置和进料装置，其特征在于：所述切料装置包括安装于机架上的能在动力传动装置带动下旋转的刀辊、安装于刀辊圆周上的动刀以及安装在机架上刀辊旁侧位置并能与旋转的动刀配合剪切植物纤维物料的定刀；所述刀辊的轴向两侧设有两组螺旋方向相反的螺纹，两组螺纹的螺旋倾斜方向形成的夹角开口方向与刀辊旋转方向一致以在刀辊旋转过程中使推向刀辊的植物纤维物料从两端向中间聚拢；

所述推料装置可沿垂直刀辊轴线的方向进行往复运动；

所述进料装置设于推料装置向刀辊行进通道的上方。

本方案还存在如下优化方案：

进一步的，所述刀辊的外周壁沿轴向依次连续设置有多道径向向外凸出并且环绕刀辊外周壁布设的刀盘，各个刀盘垂直于刀辊的辊轴，各刀盘的圆周上均匀布设有至少两个向刀盘体内凹陷的动刀安装槽和多个分别位于各动刀安装槽旋转方向后侧并且也向刀盘体内凹陷的螺栓安装槽，动刀安装槽和螺栓安装槽之间的刀盘壁形成用于安装动刀的刀座，刀座中部设有由动刀安装槽通往螺栓安装槽的用于锁螺栓组件的螺栓连接孔；

所述定刀的刀口处呈连续锯齿状；所述动刀为方形动刀片，方形动刀片朝向刀辊圆周外侧的两个侧面为用来与定刀的相邻两个锯齿齿面形成剪切配合的侧切削面，方形动刀片朝向刀辊圆周内侧的两个侧面为用来与动刀安装槽的两个槽壁配合定位的定位面，方形动刀片位于旋转方向后侧的一面为与刀座前侧面配合的安装面，方形动刀片位于旋转方向前侧的一面为前切削面，该前切削面为向内凹陷的球面并与侧切削面形成弧形上凹的刀刃。

进一步的，所述刀盘上的刀座经由刀辊辊体的中部分别向辊体的两侧依次错开，从而在刀辊的圆周面上形成多条沿刀辊辊轴方向延伸的V形刀座阵列，V形刀座阵列的开口方向与刀辊的旋转方向相一致

进一步的，所述方形动刀片在刀座的安装面上旋转90度、180度或270后，方形动刀片新朝向刀辊圆周外侧的两个侧面为新的侧切削面，方形动刀片新朝向刀辊圆周内侧的两个侧面为新的定位面。

进一步的，所述刀座的安装面沿刀辊径向设置且与刀辊旋转方向相垂直，所述动刀安装槽为一个由刀座的安装面向前槽深逐渐变小的v形槽。

进一步的，所述推料装置包括设置在机架上的导轨、可在导轨上前后滑动的推料箱以及驱动推料箱往复运动的油缸。

进一步的，所述刀辊与动力传动装置之间还设有减速器。

本发明另一个发明目的通过如下技术方案实现：

一种植物纤维切碎方法包括以下步骤：

步骤1：利用推料装置将植物纤维物料推向刀辊；

步骤2：在旋转刀辊的带动下，利用方形动刀片露出的两个相邻侧切削面底部刀刃的弧形上凹部勾住植物纤维物料送至定刀刀口和刀刃缝隙之间，在方形动刀片的刀刃与定刀刀口的剪切配合下将植物纤维物料剪切成小段。

此外，所述植物纤维切碎机用于切碎植物纤维物料。

进一步的，所述植物纤维切碎机用于切碎植物纤维物料。

较之前技术而言，本发明的有益效果为：

1、进料无需输送装置，物料可以通过进料装置从任意方向送入机架箱体内进行切碎，不产生咬料现象，从而大大降低制造成本和设备故障概率，提高生产率；

2、无需使用打散装置将物料打散即可直接进行碎料操作，使得结构简单，制造成本降低；

3、刀具发热量低、使用寿命长，无需磨刀，大大降低了有机肥工厂停产时间；

4、能严格控制切碎果丝的长度，差异性小，只要更换刀片尺寸还能获得更细更短的物料，对于果丝堆肥发酵大有益处，可以大大缩短发酵时间，为做小颗粒等高品质有机肥奠定很好的基础。

附图说明

图1为本发明立体结构示意图；

图2为本发明局部截面示意图；

图3为本发明局部俯视示意图；

图4为刀辊与定刀配合立体示意图；

图5为图4中A处局部放大图；

图6为方形动刀片立体示意图；

图7为定刀立体示意图。

标号说明：1机架、2切料装置、2-1刀辊、2-11螺纹、2-12刀盘、2-2方形动刀片、2-21刀刃、2-3刀座、2-31动刀安装槽、2-32螺栓安装槽、2-4定刀、2-5减速器、3推料装置、3-1导轨、3-2推料箱、3-3油缸、4动力传动装置、5进料装置。

具体实施方式

下面结合附图说明对本发明做详细说明：

如图1-7所示，本发明包括机架1以及分别设置于机架1上的切料装置2、推料装置3、动力传动装置4和进料装置5，其特征在于：所述切料装置2包括安装于机架1上的能在动力传动装置4带动下旋转的刀辊2-1、安装于刀辊2-1圆周上的动刀以及安装在机架1上刀辊2-1旁侧位置并能与旋转的动刀配合剪切植物纤维物料的定刀；所述刀辊2-1的轴向两侧设有两组螺旋方向相反的螺纹2-11，两组螺纹2-11的螺旋倾斜方向形成的夹角开口方向与刀辊2-1旋转方向一致以在刀辊2-1旋转过程中使推向刀辊2-1的植物纤维物料从两端向中间聚拢；

所述推料装置3可沿垂直刀辊2-1轴线的方向进行往复运动；

所述进料装置5设于推料装置3向刀辊2-1行进通道的上方。

植物纤维经过切碎等加工以后能制作成良好的肥料，由于植物组织的特性，因此植物纤维材料和其他材料相比具有特殊性，丝状的植物纤维容易缠绕道具，易结块，不易切断的问题，本发明专门针对植物纤维的物料进行了针对性的发明创造，使之完全适合植物纤维物料的切削。

刀辊2-1上设置的两组螺旋方向相反的螺纹2-11是为了将从上方进料装置5中落到刀辊2-1辊体两侧的植物纤维原料向辊体的中部聚拢以提高植物纤维的有效切割率。

为了更好的适应植物的纤维切碎工作，还能采用以下的改进结构：

所述刀辊2-1的外周壁沿轴向依次连续设置有多道径向向外凸出并且环绕刀辊2-1外周壁布设的刀盘2-12，各个刀盘2-12垂直于刀辊2-1的辊轴，各刀盘2-12的圆周上均匀布设有至少两个向刀盘2-12体内凹陷的动刀安装槽2-31和多个分别位于各动刀安装槽2-31旋转方向后侧并且也向刀盘2-12体内凹陷的螺栓安装槽2-32，动刀安装槽2-31和螺栓安装槽2-32之间的刀盘2-12壁形成用于安装动刀的刀座2-3，刀座2-3中部设有由动刀安装槽2-31通往螺栓安装槽2-32的用于锁螺栓组件的螺栓连接孔；

所述定刀2-4的刀口处呈连续锯齿状；所述动刀为方形动刀片2-2，方形动刀片2-2朝向刀辊2-1圆周外侧的两个侧面为用来与定刀2-4的相邻两个锯齿齿面形成剪切配合的侧切削面，方形动刀片2-2朝向刀辊2-1圆周内侧的两个侧面为用来与动刀安装槽2-31的两个槽壁配合定位的定位面，方形动刀片2-2位于旋转方向后侧的一面为与刀座2-3前侧面配合的安装面，方形动刀片2-2位于旋转方向前侧的一面为前切削面，该前切削面为向内凹陷的球面并与侧切削面形成弧形上凹的刀刃2-21。

本领域现有的动刀的安装座通常与刀辊辊体是分离式的，并通螺丝或焊接的方式固定，这样的弊端是在制造时刀座的定位误差大，同时在长期高速的工作环境下很容易使得刀座的固定位置产生偏移造成刀具错位从而大大降低了了动刀与定刀的配合效果。

更重要的问题在于针对所切削的物料不同对刀辊的转速及扭力的要求是不同的，例如对于橡胶、塑料、铁皮等大块状的、质地较硬的物料来说其需要的转速相对较低、而对扭力的要求较高，而本发明专门针对于植物纤维物料的切削所设计，植物纤维是丝状的、质地较为柔软、同时容易发生缠绕，正所谓“快刀斩乱麻”，因而本发明对刀辊的转速要求更高，而对扭力的要求相对较低，若本发明也采用普通的动刀安装刀座，那么在长时间的超高速工作状态下就更加容易使得刀座发生错位偏移大大降低动刀与定刀之间的剪切配合效果、甚至造成无法切断植物纤维、卡刀等严重的问题。

为了克服上述的问题，本发明创造性的设计出了刀盘2-12结构，刀盘2-12向外凸起，并且相邻的刀盘2-12相互独立开来，刀盘2-12与刀辊2-1辊体形成一个整体，在刀盘2-12上在前后设置动刀安装槽2-31和螺栓安装槽2-32从而直接形成一个供动刀安装的安装面，由于该安装面与刀辊2-1辊体浑然一体，因而即使在超高速的转速下也不会发生刀座易位的现象，为动刀提供了更加稳定、更加精确的安装位置、同时安装时不容易滑动，安装定位更加方便、精确。

同时，动刀安装槽2-31还有类似储料仓的作用，在推料装置3将植物纤维物料推送至刀辊2-1上面时，一部分的物料就被留在动刀安装槽2-31内便于纤维物料下一步的切削。

为了针对植物纤维进行更好的切割，本发明还对方形动刀片2-2进行了改进，将方形动刀片2-2的前切削面设计成向内凹陷的球面并与侧切削面形成弧形上凹的刀刃2-21，这样设计的目的在于：

1.在方形动刀片2-2露出的两个相邻侧切削面底部刀刃2-21的弧形上凹部能够勾住植物纤维物料送至定刀2-4刀口和刀刃2-21缝隙之间，从而在在方形动刀片2-2的刀刃2-21与定刀2-4刀口的剪切配合下将植物纤维物料剪切成小段，对于丝状的物料来说具有非常好的切割效果；

2.由于是丝状的物料，弧形的刀刃2-21在切作业时，刀头、刀腹、刀脚是先后接触到纤维丝的，因此就形成了一个很好的进刀行程，相当于锯切的动作，从而能够很好的切断这样丝状的植物纤维，而且能有效的减小切割时候的阻力，使得刀具切割时发热量低、刀刃2-21不易发钝、使用寿命延长。

进一步的，所述刀盘2-12上的刀座2-3经由刀辊2-1辊体的中部分别向辊体的两侧依次错开，从而在刀辊2-1的圆周面上形成多条沿刀辊2-1辊轴方向延伸的V形刀座阵列，V形刀座阵列的开口方向与刀辊2-1的旋转方向相一致，使刀辊受力更加均匀。

植物纤维物料还有一个特性在于容易分散，而V形刀座阵列的作用就在于能共很好的将分散的原料聚拢起来，以更便于切割。

进一步的，所述方形动刀片2-2在刀座2-3的安装面上旋转90度、180度或270后，方形动刀片2-2新朝向刀辊2-1圆周外侧的两个侧面为新的侧切削面，方形动刀片2-2新朝向刀辊2-1圆周内侧的两个侧面为新的定位面。

在方形动刀片2-2位于外侧的刀刃2-21发钝后，只需要旋转方形动刀片2-2将锋利的刀刃2-21旋转到外侧即可从新使用，延长了动刀的使用寿命。

进一步的，所述刀座2-3的安装面沿刀辊2-1径向设置且与刀辊2-1旋转方向相垂直，所述动刀安装槽2-31为一个由刀座2-3的安装面向前槽深逐渐变小的v形槽。

这样的形状更有利于物料进入动刀安装槽2-31内部，同时旋转中的方形动刀片2-2在与定刀2-4接触时能够垂直穿过定刀2-4的刀口使得切割时的力度更大。

进一步的，所述推料装置3包括设置在机架1上的导轨3-1、可在导轨3-1上前后滑动的推料箱3-2以及驱动推料箱3-2往复运动的油缸3-3。

进一步的，所述刀辊2-1与动力传动装置4之间还设有减速器2-5。

这是为了更好的调整刀辊2-1的转速和扭矩。

一种植物纤维切碎方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：利用推料装置3将植物纤维物料推向刀辊2-1；

步骤2：在旋转刀辊2-1的带动下，利用方形动刀片2-2露出的两个相邻侧切削面底部刀刃2-21的弧形上凹部勾住植物纤维物料送至定刀2-4刀口和刀刃2-21缝隙之间，在方形动刀片2-2的刀刃2-21与定刀2-4刀口的剪切配合下将植物纤维物料剪切成小段。

所述植物纤维切碎机用于切碎植物纤维物料。

进一步的，所述植物纤维物料为油棕空果柄。

尽管本发明采用具体实施例及其替代方式对本发明进行示意和说明，但应当理解，只要不背离本发明的精神范围内的各种变化和修改均可实施。因此，应当理解除了受随附的权利要求及其等同条件的限制外，本发明不受任何意义上的限制。

Claims (9)

1.一种植物纤维切碎机，它包括机架(1)以及分别设置于机架(1)上的切料装置(2)、推料装置(3)、动力传动装置(4)和进料装置(5)，其特征在于：所述切料装置(2)包括安装于机架(1)上的能在动力传动装置(4)带动下旋转的刀辊(2-1)、安装于刀辊(2-1)圆周上的动刀以及安装在机架(1)上刀辊(2-1)旁侧位置并能与旋转的动刀配合剪切植物纤维物料的定刀；所述刀辊(2-1)的轴向两侧设有两组螺旋方向相反的螺纹(2-11)，两组螺纹(2-11)的螺旋倾斜方向形成的夹角开口方向与刀辊(2-1)旋转方向一致以在刀辊(2-1)旋转过程中使推向刀辊(2-1)的植物纤维物料从两端向中间聚拢；

所述推料装置(3)可沿垂直刀辊(2-1)轴线的方向进行往复运动；

所述进料装置(5)设于推料装置(3)向刀辊(2-1)行进通道的上方；

所述刀辊(2-1)的外周壁沿轴向依次连续设置有多道径向向外凸出并且环绕刀辊(2-1)外周壁布设的刀盘(2-12)，各个刀盘(2-12)垂直于刀辊(2-1)的辊轴，各刀盘(2-12)的圆周上均匀布设有至少两个向刀盘(2-12)体内凹陷的动刀安装槽(2-31)和多个分别位于各动刀安装槽(2-31)旋转方向后侧并且也向刀盘(2-12)体内凹陷的螺栓安装槽(2-32)，动刀安装槽(2-31)和螺栓安装槽(2-32)之间的刀盘(2-12)壁形成用于安装动刀的刀座(2-3)，刀座(2-3)中部设有由动刀安装槽(2-31)通往螺栓安装槽(2-32)的用于锁螺栓组件的螺栓连接孔；

所述定刀(2-4)的刀口处呈连续锯齿状；所述动刀为方形动刀片(2-2)，方形动刀片(2-2)朝向刀辊(2-1)圆周外侧的两个侧面为用来与定刀(2-4)的相邻两个锯齿齿面形成剪切配合的侧切削面，方形动刀片(2-2)朝向刀辊(2-1)圆周内侧的两个侧面为用来与动刀安装槽(2-31)的两个槽壁配合定位的定位面，方形动刀片(2-2)位于旋转方向后侧的一面为与刀座(2-3)前侧面配合的安装面，方形动刀片(2-2)位于旋转方向前侧的一面为前切削面，该前切削面为向内凹陷的球面并与侧切削面形成弧形上凹的刀刃(2-21)。

2.根据权利要求1所述的植物纤维切碎机，其特征在于：所述刀盘(2-12)上的刀座(2-3)经由刀辊(2-1)辊体的中部分别向辊体的两侧依次错开，从而在刀辊(2-1)的圆周面上形成多条沿刀辊(2-1)辊轴方向延伸的V形刀座阵列，V形刀座阵列的开口方向与刀辊(2-1)的旋转方向相一致。

3.根据权利要求1所述的植物纤维切碎机，其特征在于：所述方形动刀片(2-2)在刀座(2-3)的安装面上旋转90度、180度或270度后，方形动刀片(2-2)新朝向刀辊(2-1)圆周外侧的两个侧面为新的侧切削面，方形动刀片(2-2)新朝向刀辊(2-1)圆周内侧的两个侧面为新的定位面。

4.根据权利要求1所述的植物纤维切碎机，其特征在于：所述刀座(2-3)的安装面沿刀辊(2-1)径向设置且与刀辊(2-1)旋转方向相垂直，所述动刀安装槽(2-31)为一个由刀座(2-3)的安装面向前槽深逐渐变小的v形槽。

5.根据权利要求1所述的植物纤维切碎机，其特征在于：所述推料装置(3)包括设置在机架(1)上的导轨(3-1)、可在导轨(3-1)上前后滑动的推料箱(3-2)以及驱动推料箱(3-2)往复运动的油缸(3-3)。

6.根据权利要求1所述的植物纤维切碎机，其特征在于：所述刀辊(2-1)与动力传动装置(4)之间还设有减速器(2-5)。

7.根据权利要求1-6任意一项所述的一种植物纤维切碎方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：利用推料装置(3)将植物纤维物料推向刀辊(2-1)；

步骤2：在旋转刀辊(2-1)的带动下，利用方形动刀片(2-2)露出的两个相邻侧切削面底部刀刃(2-21)的弧形上凹部勾住植物纤维物料送至定刀(2-4) 刀口和刀刃(2-21)缝隙之间，在方形动刀片(2-2)的刀刃(2-21)与定刀(2-4)刀口的剪切配合下将植物纤维物料剪切成小段。

8.根据权利要求1-6任意一项所述的一种植物纤维切碎机的应用：所述植物纤维切碎机用于切碎植物纤维物料。

9.根据权利要求8所述的一种植物纤维切碎机的应用：所述植物纤维物料为油棕果空果柄。