CN105561872B - 一种环模制粒机模辊系统及工作方法 - Google Patents

Abstract

一种环模制粒机模辊系统，包括具有内齿的环模、在所述环模内设置的具有外齿的压辊，所述内齿与外齿相配合；所述内齿是沿环模内侧壁的轴向设置的，在相邻内齿之间齿槽中沿径向设置有多个出料孔；所述出料孔包括沿径向由内而外、且与齿槽相连的压制通道和扩径孔，所述压制通道的内径沿径向由内而外依次变大，所述扩径孔的内径沿径向由内而外依次变大。本发明所述环模制粒机模辊系统的产量高、易损件不易磨损，产品成型率高，技术性能优良，而且内齿和外齿相交替的设计更加容易散热，避免了制粒过程中压辊和环模之间相对滑动，减小了磨损。本发明适用于对木屑以及农作物秸秆如小麦、玉米、棉杆以及废弃食用菌棒等为原料进行制粒碾压。

Description

一种环模制粒机模辊系统及工作方法

技术领域

本发明涉及一种环模制粒机模辊系统及工作方法，属于制粒机械的技术领域。

背景技术

目前市场上大多数的环模制粒机的工作原理是经过喂料器处理后的木屑、秸秆等物料由导料机构送入制粒室机构内环模与压辊之间的工作区，环模以一定的转速顺时针旋转，压辊借助工作区内环模、压辊、物料之间的摩擦力开始顺时针旋转，物料被挤压、压紧，并在模孔保压一段时间后从模孔挤出，经切刀切断，形成所需颗粒。

如中国专利CN200945426公布了一种木材加工机械。该机械包括沿传动轴轴向对称的至少两个可转动碾压辊，碾压辊运动圈的外周向上有一个环模，环模的一端固定在机架上，环模径向上分布着内大外小的锥形孔，环模的外周有周向转动的切粒刀，切粒刀的外周有环模罩，环模罩的上部接有进料口，下面接有出料口。该加工机械环模的径向上设置内大外小的锥形孔，该结构锥形孔虽然能够使出料密度增加，但是容易增加环模的径向压力，从而造成机械磨损变形。

中国专利CN102248696公开了一种生物质颗粒成型模组，包括环模和压辊，其中：所述环模上设有颗粒成型孔；所述环模的压合面上设有环模啮合齿，所述压辊的压合面上设有与所述环模啮合齿相互啮合的压辊啮合齿，所述颗粒成型孔位于相邻的两个所述环模啮合齿之间。本发明提供的生物质颗粒成型模组中，环模啮合齿和压辊啮合齿之间的啮合配合避免了在物料挤压过程中环模与压辊之间的打滑现象。虽然该发明采用齿轮啮合形式挤压物料，但是其针对物料的特性具有较高要求。如对纤维较多、易结拱堵料类的物料，该发明的组合结构更不利于物料成粒，还会造成堵塞积压，从而增加工件之间的工作压力，对工件造成不可逆的损坏，从而增加维护成本。

综上，现阶段市场上的环模制粒机在工作时，仍然存在环模、压辊的磨损快以及使用寿命短等问题，而且由于木屑、秸秆等物料颗粒较大，环模、压辊的磨损更为严重。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种环模制粒机模辊系统。

本发明还提供一种制粒环模辊系统的工作方法。

本发明的技术方案如下：

一种环模制粒机模辊系统，包括具有内齿的环模、在所述环模内设置的具有外齿的压辊，所述内齿与外齿相配合；所述内齿是沿环模内侧壁的轴向设置的，在相邻内齿之间齿槽中沿径向设置有多个出料孔；所述出料孔包括沿径向由内而外、且与齿槽相连的压制通道和扩径孔，所述压制通道的内径沿径向由内而外依次变大，所述扩径孔的内径沿径向由内而外依次变大。

根据本发明优选的，所述压辊的数量至少为2个，其中至少一个设置在环模端面的三点方向与所述环模啮合，至少一个设置在环模端面的九点方向与所述环模啮合；或，其中至少一个设置在环模端面的六点方向与所述环模啮合，至少一个设置在环模端面的十二点方向与所述环模啮合。

根据本发明优选的，所述压辊的数量为2个：其中一个设置在环模端面的三点方向与所述环模啮合，另一个设置在环模端面的九点方向与所述环模啮合；或，其中一个设置在环模端面的六点方向与所述环模啮合，另一个设置在环模端面的十二点方向与所述环模啮合。

根据本发明优选的，所述压制通道和扩径孔的轴向长度比为：1:8-1:5。本发明所述压制通道和扩径孔的轴向长度比根据材料的不同而不同，常用的长径比有1:5，1:5.5，1:6，1:7，1:8。

根据本发明优选的，所述压制通道的轴向长度为其内径的5-10倍；所述扩径孔的轴向长度为其内径的2-5倍。

根据本发明优选的，所述环模的内径范围为Φ200mm-Φ1000mm；所述扩径孔的锥孔角度范围为5°-160°，所述压制通道的直径为Φ2mm-Φ100mm；所述内齿深度为1～8mm，内齿宽度为压制通道直径的100％～200％；所述单个齿槽中相邻所述出料孔间距大于0.5倍的压制通道的直径。

根据本发明优选的，所述压辊的外径范围为Φ50mm-Φ500mm。

根据本发明优选的，所述环模和压辊均选用20CrMnTi铬合金钢。淬火热处理后，20CrMnTi铬合金钢环模的洛氏硬度HRC可以达到55～60。

根据本发明优选的，在所述的环模内设置有挡料板。此处涉及的优点在于，便于将附着在环模内齿上的物料及时挡下，以免发生结拱，同时还防止物料过多堵塞出料孔从而造成部件磨损。

一种制粒环模辊系统的工作方法，包括步骤如下：

1)将待制粒的物料加入所述环模内，物料在环模的内齿和压辊的外齿的配合下被碾压；所述物料的含水量为15％—20％；所述的碾压压力为50MPa-100MPa；

2)被碾压后的物料沿所述出料孔挤出。

根据本发明优选的，首次使用时，所述压辊与环模之间有1mm～5mm间隙。

本发明的优势在于：

本发明所述环模制粒机模辊系统的产量高、易损件不易磨损，产品成型率高，技术性能优良，而且内齿和外齿相交替的设计更加容易散热，避免了制粒过程中压辊和环模之间相对滑动，减小了磨损。降低维修和保养的成本，为用户提高效益。本发明适用于对木屑以及农作物秸秆如小麦、玉米、棉杆以及废弃食用菌棒等为原料进行制粒碾压。

附图说明

图1为本发明所述环模制粒机模辊系统的结构剖视图；

图2为本发明的压辊的剖视图；

图3为本发明的环模的结构剖视图；

在图1-3中：1、环模，2、压辊，3、齿槽，4，出料孔的压制通道，5、压辊壳，6、张紧臂，7、压辊油箱，8、偏心轴，9、压辊的外齿，10、压辊密封座，11、出料孔的扩径孔，12、物料挡板，13、主轴压板；14、环模的内齿。

具体实施方式

下面结合实施例和说明书附图对本发明做详细的说明，但不限于此。

如图1-3所示。

实施例1、

一种环模制粒机模辊系统，包括具有内齿14的环模1、在所述环模1内设置的具有外齿9的压辊2，所述内齿14与外齿9相配合；所述内齿14是沿环模1内侧壁的轴向设置的，在相邻内齿14之间齿槽中沿径向设置有多个出料孔；所述出料孔包括沿径向由内而外、且与齿槽相连的压制通道4和扩径孔11，所述压制通道4的内径沿径向由内而外依次变大，所述扩径孔11的内径沿径向由内而外依次变大。

所述压辊2的数量为2个：其中一个设置在环模端面的三点方向与所述环模啮合，另一个设置在环模端面的九点方向与所述环模啮合；

实施例2、

如实施例1所述的一种环模制粒机模辊系统，其区别在于，所述压辊2的数量为2个，其中一个设置在环模端面的六点方向与所述环模啮合，另一个设置在环模端面的十二点方向与所述环模啮合。

实施例3、

如实施例1或2所述的一种环模制粒机模辊系统，其区别在于，所述压制通道4和扩径孔11的轴向长度比为：1:8-1:5。

实施例4、

如实施例1、2或3所述的一种环模制粒机模辊系统，其区别在于，所述压制通道4的轴向长度为其内径的5-10倍；所述扩径孔11的轴向长度为其内径的2-5倍。

所述环模1的内径范围为Φ200mm-Φ1000mm；所述扩径孔11的锥孔角度范围为5°-160°，所述压制通道4的直径为Φ2mm-Φ100mm；所述内齿14深度为1～8mm，内齿14宽度为压制通道4直径的100％～200％；所述单个齿槽中相邻所述出料孔间距大于0.5倍的压制通道4的直径。

所述压辊2的外径范围为Φ50mm-Φ500mm。

实施例5、

如实施例1-4所述的一种环模制粒机模辊系统，其区别在于，所述环模1和压辊2均选用20CrMnTi铬合金钢。淬火热处理后，20CrMnTi铬合金钢环模的洛氏硬度HRC可以达到55～60。

实施例6、

如实施例1-5所述的一种环模制粒机模辊系统，其区别在于，在所述的环模1内设置有挡料板12。

实施例7、

如实施例1-6所述制粒环模辊系统的工作方法，包括步骤如下：

1)将待制粒的物料加入所述环模1内，物料在环模1的内齿14和压辊2的外齿9的配合下被碾压；所述物料的含水量为15％—20％；所述的碾压压力为50MPa-100MPa；

2)被碾压后的物料沿所述出料孔挤出。

颗粒成型的物料粉碎长度以1mm-1.5mm为宜。

如图1，所述制粒环模辊系统工作时，环模1顺时针转动，物料进入环模1内部后，物料和环模1在摩擦力的作用下带动压辊2顺时针转动，压辊壳5发生滚动，同时压辊壳5上的压辊2的外齿9与环模的齿槽3相配合，将物料挤压进出料孔的压制通道4，环模1转动时，连接在主轴压板13上的物料挡板12会把粘附在环模1内表面的上的物料及时挡下。

如图2，所述压辊2包括压辊壳5，压辊油箱7，偏心轴8，压辊密封座10；压辊壳5上具有若干与齿槽3相对应的压辊的外齿9，通过压辊油箱7可以对压辊2内部轴承等零部件进行润滑、保养；图中6为张紧臂，用于控制压辊2与环模1之间的间距；张紧臂6、主轴压板13通过偏心轴8连接在一起。

如图3，经过挤压成型的物料容易通过出料孔的扩径孔11，达到制粒目的，提高制粒质量。

实施例8、

如实施例7所述的制粒环模辊系统的工作方法，其区别在于，首次使用时，所述压辊2与环模1之间有1mm～5mm间隙。

Claims (6)

1.一种环模制粒机模辊系统，其特征在于，该系统包括具有内齿的环模、在所述环模内设置的具有外齿的压辊，所述内齿与外齿相配合；所述内齿是沿环模内侧壁的轴向设置的，在相邻内齿之间齿槽中沿径向设置有多个出料孔；所述出料孔包括沿径向由内而外、且与齿槽相连的压制通道和扩径孔，所述压制通道的内径沿径向由内而外依次变大，所述扩径孔的内径沿径向由内而外依次变大；

所述压制通道和扩径孔的轴向长度比为：1:8-1:5；

所述压制通道的轴向长度为其内径的5-10倍；所述扩径孔的轴向长度为其内径的2-5倍；

所述环模的内径范围为Φ200mm-Φ1000mm；所述扩径孔的锥孔角度范围为5°-160°，所述压制通道的直径为Φ2mm-Φ100mm；所述内齿深度为1～8mm，内齿宽度为压制通道直径的100％～200％；所述单个齿槽中相邻所述出料孔间距大于0.5倍的压制通道的直径；

所述压辊的外径范围为Φ50mm-Φ500mm；

所述环模和压辊均选用20CrMnTi铬合金钢。

2.根据权利要求1所述的一种环模制粒机模辊系统，其特征在于，所述压辊的数量至少为2个，其中至少一个设置在环模端面的三点方向与所述环模啮合，至少一个设置在环模端面的九点方向与所述环模啮合；或，其中至少一个设置在环模端面的六点方向与所述环模啮合，至少一个设置在环模端面的十二点方向与所述环模啮合。

3.根据权利要求2所述的一种环模制粒机模辊系统，其特征在于，所述压辊的数量为2个：其中一个设置在环模端面的三点方向与所述环模啮合，另一个设置在环模端面的九点方向与所述环模啮合；或，其中一个设置在环模端面的六点方向与所述环模啮合，另一个设置在环模端面的十二点方向与所述环模啮合。

4.根据权利要求1所述的一种环模制粒机模辊系统，其特征在于，在所述的环模内设置有挡料板。

5.一种如权利要求1-4任意一项所述环模制粒机模辊系统的工作方法，其特征在于，该工作方法包括步骤如下：

1)将待制粒的物料加入所述环模内，物料在环模的内齿和压辊的外齿的配合下被碾压；所述物料的含水量为15％—20％；所述的碾压压力为50MPa-100MPa；

2)被碾压后的物料沿所述出料孔挤出。

6.如权利要求5所述环模制粒机模辊系统的工作方法，其特征在于，首次使用时，所述压辊与环模之间有1mm～5mm间隙。