CN106076567A - 一种弹压式生物质磨粉装置 - Google Patents

Abstract

一种弹压式生物质磨粉装置，涉及生物质燃料的前期处理技术，主要由磨头和磨腔壳体组成，在磨头的外表面上有磨削糙面，在磨头的壁体外侧分布有螺旋剪切槽；磨腔壳体内有弹簧室、粗磨腔和细磨腔，磨腔壳体的前端开口构成出料口，弹簧室和粗磨腔呈圆柱体空间结构，细磨腔呈圆锥台空间结构，在粗磨腔的内壁上水平分布有磨削直槽，在细磨腔的内壁上分布有螺旋裁剪槽；磨头设置在磨腔壳体的内空间之中，支撑盘安装在磨腔壳体的后端，顶压弹簧顶压在磨头的后端与支撑盘之间。本发明使磨头具有弹压磨削功能，自动调节磨粉间隙，避免磨头被卡住；避免生成纤维团而使磨粉持续进行，提高了磨粉效率，并且降低生物质原料的干燥要求，减少生物质原料的烘干成本。

Description

一种弹压式生物质磨粉装置

技术领域

本发明涉及生物质燃料的前期处理技术，特别涉及到生物质的制粉设备。

背景技术

生物质是一种可再生能源，生物质能在生长过程中吸收二氧化碳、再通过光合作用贮存的太阳能。生物质燃料在燃烧时几乎不产生污染，几乎没有二氧化硫产生，是二氧化碳中性的燃料，用生物质燃料代替化石燃料对减少温室效应有极大的好处，环保和生态效果突出。

我国的生物质资源非常丰富，农作物秸秆、芦苇、竹子等非木材纤维就年产超过10亿吨，加上大量木材加工剩余物，都是巨大的能源“仓库”。然而，我国目前的农林剩余物质资源浪费惊人，除小部分农村用来发酵生产沼气外，大部分都被直接燃烧、填埋、腐烂掉了。推广利用生物质能将为我国能源可持续发展助力，同时可以为农林业的发展带来很大机遇。

生物质型煤是把生物质粉料和煤粉按一定比例掺混，加入少量固硫剂，利用生物质中的木质素、纤维素、半纤维素等的黏结，经高压成型机压制而成。生物质型煤在燃烧过程中形成微孔，增大了与空气的接触面积，因而能够充分燃烧，改变煤炭燃烧冒黑烟的现象。由于生物质原料是非脆性材料，现有的制粉设备在磨粉过程中易生成纤维团而使制粉效率低，并且需把生物质原料烘干的程度很高，使制粉成本提高。

发明内容

本发明的目的是要克服现有生物质制粉设备存在的缺点，提供一种在磨粉过程中不易生成纤维团的弹压式生物质磨粉装置，以提高制粉效率，并且降低生物质原料的干燥要求，减少生物质原料的烘干成本。

本发明的一种弹压式生物质磨粉装置，包括减速电机、转轴、支撑盘、磨粉机具和机座，减速电机和磨粉机具安装在机座上，支撑盘的中心有滑动轴承，转轴的中部轴体安装在滑动轴承中，其特征是磨粉机具主要由磨头4和磨腔壳体3组成，其中，磨头4的前半部为圆锥台结构，磨头4的后半部为圆柱体结构，在磨头4的外表面上有磨削糙面4-2，在磨头4的壁体外侧分布有螺旋剪切槽4-1；磨腔壳体3内由后向前依次有弹簧室Ⅸ、粗磨腔Ⅲ和细磨腔Ⅱ，弹簧室Ⅸ、粗磨腔Ⅲ和细磨腔Ⅱ相互贯通，磨腔壳体3的前端开口构成出料口Ⅰ，弹簧室Ⅸ和粗磨腔Ⅲ呈圆柱体空间结构，细磨腔Ⅱ呈圆锥台空间结构，粗磨腔Ⅲ的壁体上有进料口3-5，在粗磨腔Ⅲ的内壁上水平分布有磨削直槽3-3，在细磨腔Ⅱ的内壁上分布有螺旋裁剪槽3-2；磨头4设置在磨腔壳体3的内空间之中，磨头4的圆锥台结构伸入到细磨腔Ⅱ之中，磨头4的圆柱体结构置于粗磨腔Ⅲ之中，在弹簧室Ⅸ中有顶压弹簧20，支撑盘8安装在磨腔壳体3的后端，顶压弹簧20顶压在磨头4的后端与支撑盘8之间；减速电机的输出轴通过轴向伸缩联轴器10连接到转轴9的后端，转轴9前部的轴体连接到磨头4上。

本发明中，磨头4的外表面与磨腔壳体3的内表面之间有磨削间隙；转轴9的轴体中有供水通道Ⅶ和回水通道Ⅴ，在磨头4的体内有冷却腔Ⅳ，供水通道Ⅶ通过磨头4体内的冷却腔Ⅳ连通到回水通道Ⅴ；在转轴9的后部轴体上有供水轴套14和回水轴套17，供水轴套14中有供水腔Ⅷ，供水腔Ⅷ连通到转轴9体中的供水通道Ⅶ，供水腔Ⅷ有进水接口15接入，回水轴套17中有回水腔Ⅵ，回水腔Ⅵ连通到转轴9体中的回水通道Ⅴ，回水腔Ⅵ有回水接口18接出；供水轴套14的底座和回水轴套17的底座安装在机座11上；装置中有料斗1，料斗1安装在粗磨腔Ⅲ壁体的进料口3-5上；在磨腔壳体3的后端有安装法兰3-4，支撑盘8以法兰连接方式安装在磨腔壳体3的后端。

本发明在生物质燃料生产线的前级工序中应用，所述的生物质包括农作物秸秆、芦苇、竹子、木材加工废弃物和生活垃圾。使用时，起动减速电机12运行，减速电机12的输出轴通过转轴9驱动磨头4旋转；把经过脱水处理的生物质原料送到料斗1中，然后通过进料口进入到粗磨腔Ⅲ中进行粗磨处理，经过粗磨处理的生物质颗粒进入到细磨腔Ⅱ中被磨削为微细粉末从出料口Ⅰ输出。本发明在磨头4的后端与支撑盘8之间设置顶压弹簧20，使磨头4具有弹压磨削功能，磨制的粉末更细小，当进入到细磨腔Ⅱ中的生物质颗粒较大时，磨头4会克服顶压弹簧20的压力而后退，使磨头4与细磨腔Ⅱ壁体之间的间隙增大，受到顶压弹簧20作用的磨头4具有自动调节磨粉间隙的作用，避免磨头4被卡住，使装置正常运行。本发明使生物质原料依次在粗磨腔Ⅲ、细磨腔Ⅱ中进行二次磨削，使磨制的粉料细小而均匀。

在上述磨粉过程中，磨头4与生物质原料进行磨擦会发热，如不把热量及时移去，会造成生物质原料过热产生黏性，黏结在磨头4的表面，或黏结成团，不利磨粉；本发明在磨头4的体中有冷却腔Ⅳ，冷却腔Ⅳ中有循环流动的冷却水，使磨头4与生物质原料磨擦产生的热量通过磨头4的壁体传递到循环冷却水中，把热量移去，使磨粉顺利进行。

由于生物质原料是非脆性材料，在磨粉过程中易生成纤维团而影响磨粉。上述的发明中，在磨头4的壁体外侧分布有螺旋剪切槽4-1，在细磨腔Ⅱ的内壁上分布有螺旋裁剪槽3-2，在粗磨腔Ⅲ的内壁上分布有磨削直槽3-3，其中，螺旋剪切槽4-1为动态的剪切槽，螺旋裁剪槽3-2和磨削直槽3-3为静态的剪切槽。工作时，旋转的螺旋剪切槽4-1与静止的螺旋裁剪槽3-2、磨削直槽3-3进行动静配合，形成剪切作用，把生物质原料的纤维剪断，避免生成纤维团而使磨粉持续进行，提高制粉效率和提高制粉品质。旋转的螺旋剪切槽4-1同时具有推料和出粉功能。本发明具有的旋转螺旋剪切槽4-1和静止的螺旋裁剪槽3-2、磨削直槽3-3结构，形成剪切作用，在磨粉过程中不会生成纤维团，因此，可以降低生物质原料的干燥要求，从而节省烘干成本。

本发明的有益效果是：在磨头4的后端与支撑盘8之间设置顶压弹簧20，使磨头4具有弹压磨削功能，自动调节磨粉间隙，磨制的粉末更细小，避免磨头4被卡住；生物质原料依次在粗磨腔Ⅲ、细磨腔Ⅱ中进行二次磨削，使磨制的粉料细小而均匀；在磨头4的壁体外侧分布有螺旋剪切槽4-1，在细磨腔Ⅱ的内壁上分布有螺旋裁剪槽3-2，在粗磨腔Ⅲ的内壁上分布有磨削直槽3-3，旋转的螺旋剪切槽4-1与静止的螺旋裁剪槽3-2、磨削直槽3-3进行动静配合，形成剪切作用，避免生成纤维团而使磨粉持续进行，提高了磨粉效率，并且降低生物质原料的干燥要求，减少生物质原料的烘干成本。

附图说明

图1是本发明的一种弹压式生物质磨粉装置的结构图。

图2是本发明磨粉装置的磨腔壳体结构图。

图中：1.料斗，2.料斗紧固件，3.磨腔壳体，3-1.机架，3-2.螺旋裁剪槽，3-3.磨削直槽，3-4.安装法兰，3-5.进料口，4.磨头，4-1.螺旋剪切槽，4-2.磨削糙面，5.锁紧螺母，6.密封垫，7.密封圈，8.支撑盘，9.转轴，9-1.过水孔，9-2.锁紧螺头，9-3.通水孔，10.轴向伸缩联轴器，11.机座，12.减速电机，13.轴封，14.供水轴套，15.进水接口，16.轴封，17.回水轴套，18.回水接口，19.滑动轴承，20.顶压弹簧，Ⅰ.出料口，Ⅱ.细磨腔，Ⅲ.粗磨腔，Ⅳ.冷却腔，Ⅴ.回水通道，Ⅵ.回水腔，Ⅶ.供水通道，Ⅷ.供水腔，Ⅸ.弹簧室。

具体实施方式

实施例 图1和图2所示的实施方式中，弹压式生物质磨粉装置主要由减速电机12、转轴9、支撑盘8、磨粉机具、料斗1和机座11组成，减速电机12和磨粉机具安装在机座11上，支撑盘8的中心有滑动轴承19，转轴9的中部轴体安装在滑动轴承19中；磨粉机具主要由磨头4和磨腔壳体3组成，其中，磨头4的前半部为圆锥台结构，磨头4的后半部为圆柱体结构，在磨头4的外表面上有磨削糙面4-2，在磨头4的壁体外侧分布有螺旋剪切槽4-1；磨腔壳体3内由后向前依次有弹簧室Ⅸ、粗磨腔Ⅲ和细磨腔Ⅱ，弹簧室Ⅸ、粗磨腔Ⅲ和细磨腔Ⅱ相互贯通，磨腔壳体3的前端开口构成出料口Ⅰ，弹簧室Ⅸ和粗磨腔Ⅲ呈圆柱体空间结构，细磨腔Ⅱ呈圆锥台空间结构，粗磨腔Ⅲ的壁体上有进料口3-5，料斗1安装在粗磨腔Ⅲ壁体的进料口3-5上；在粗磨腔Ⅲ的内壁上水平分布有磨削直槽3-3，在细磨腔Ⅱ的内壁上分布有螺旋裁剪槽3-2；磨头4设置在磨腔壳体3的内空间之中，磨头4的圆锥台结构伸入到细磨腔Ⅱ之中，磨头4的圆柱体结构置于粗磨腔Ⅲ之中，磨头4的外表面与磨腔壳体3的内表面之间有磨削间隙，其中，粗磨腔Ⅲ部位的磨削间隙为1厘米至3厘米，细磨腔Ⅱ部位的磨削间隙为0.2毫米至5毫米；在弹簧室Ⅸ中有顶压弹簧20，支撑盘8安装在磨腔壳体3的后端，顶压弹簧20顶压在磨头4的后端与支撑盘8之间；减速电机的输出轴通过轴向伸缩联轴器10连接到转轴9的后端，转轴9前部的轴体连接到磨头4上。本实施例中，在转轴9的轴体中有供水通道Ⅶ和回水通道Ⅴ，在磨头4的体内有冷却腔Ⅳ，在转轴9的后部轴体上有供水轴套14和回水轴套17，供水轴套14中有供水腔Ⅷ，供水腔Ⅷ连通到转轴9体中的供水通道Ⅶ，供水腔Ⅷ有进水接口15接入，回水轴套17中有回水腔Ⅵ，回水腔Ⅵ连通到转轴9体中的回水通道Ⅴ，回水腔Ⅵ有回水接口18接出，转轴9的轴体中的供水通道Ⅶ由过水孔9-1连通到磨芯4体内的冷却腔Ⅳ，冷却腔Ⅳ由通水孔9-3连通到回水通道Ⅴ；供水轴套14的底座和回水轴套17的底座安装在机座11上；在磨腔壳体3的后端有安装法兰3-4，支撑盘8以法兰连接方式安装在磨腔壳体3的后端。本实施例中，供水轴套14的底座和回水轴套17的底座安装在机座11上；在磨腔壳体3的后端有安装法兰3-4，支撑盘8以法兰连接方式安装在磨腔壳体3的后端；磨腔壳体3选用球墨铸铁材料，磨头4选用球墨铸铁材料或耐磨陶瓷材料。

上述实施例中，轴向伸缩联轴器10的伸缩结构由内六角的承插槽和外六角的插头构成，外六角的插头在内六角的承插槽中进行轴向滑动而使转轴9进行轴向伸缩，以配合磨头4的弹压行程。

上述实施例在生物质燃料生产线的前级工序中应用，使用时，起动减速电机12运行，减速电机12的输出轴通过转轴9驱动磨头4旋转；把经过脱水处理的生物质原料送到料斗1中，然后通过进料口进入到粗磨腔Ⅲ中进行粗磨处理，经过粗磨处理的生物质颗粒进入到细磨腔Ⅱ中被磨削为微细粉末从出料口Ⅰ输出。本实施例在磨头4的后端与支撑盘8之间设置顶压弹簧20，使磨头4具有弹压磨削功能，磨制的粉末更细小，当进入到细磨腔Ⅱ中的生物质颗粒较大时，磨头4会克服顶压弹簧20的压力而后退，使磨头4与细磨腔Ⅱ壁体之间的间隙增大，受到顶压弹簧20作用的磨头4具有自动调节磨粉间隙的作用，避免磨头4被卡住，使装置正常运行。在工作过程中，磨头4体中的冷却腔Ⅳ有循环冷却水流动，把磨头4与生物质原料磨擦产生的热量移去，使磨粉顺利进行。本实施例使生物质原料依次在粗磨腔Ⅲ、细磨腔Ⅱ中进行二次磨削，使磨制的粉料细小而均匀；在磨头4的壁体外侧分布的螺旋剪切槽4-1与在细磨腔Ⅱ的内壁上分布的螺旋裁剪槽3-2、在粗磨腔Ⅲ的内壁上分布的磨削直槽3-3进行动静配合，形成剪切作用，避免生成纤维团而使磨粉持续进行，提高了磨粉效率，并且降低生物质原料的干燥要求，减少生物质原料的烘干成本。

Claims (6)

1.一种弹压式生物质磨粉装置，包括减速电机、转轴、支撑盘、磨粉机具和机座，减速电机和磨粉机具安装在机座上，支撑盘的中心有滑动轴承，转轴的中部轴体安装在滑动轴承中，其特征是磨粉机具主要由磨头（4）和磨腔壳体（3）组成，其中，磨头（4）的前半部为圆锥台结构，磨头（4）的后半部为圆柱体结构，在磨头（4）的外表面上有磨削糙面（4-2），在磨头（4）的壁体外侧分布有螺旋剪切槽（4-1）；磨腔壳体（3）内由后向前依次有弹簧室（Ⅸ）、粗磨腔（Ⅲ）和细磨腔（Ⅱ），弹簧室（Ⅸ）、粗磨腔（Ⅲ）和细磨腔（Ⅱ）相互贯通，磨腔壳体（3）的前端开口构成出料口（Ⅰ），弹簧室（Ⅸ）和粗磨腔（Ⅲ）呈圆柱体空间结构，细磨腔（Ⅱ）呈圆锥台空间结构，粗磨腔（Ⅲ）的壁体上有进料口（3-5），在粗磨腔（Ⅲ）的内壁上水平分布有磨削直槽（3-3），在细磨腔（Ⅱ）的内壁上分布有螺旋裁剪槽（3-2）；磨头（4）设置在磨腔壳体（3）的内空间之中，磨头（4）的圆锥台结构伸入到细磨腔（Ⅱ）之中，磨头（4）的圆柱体结构置于粗磨腔（Ⅲ）之中，在弹簧室（Ⅸ）中有顶压弹簧（20），支撑盘（8）安装在磨腔壳体（3）的后端，顶压弹簧（20）顶压在磨头（4）的后端与支撑盘（8）之间；减速电机的输出轴通过轴向伸缩联轴器（10）连接到转轴（9）的后端，转轴（9）前部的轴体连接到磨头（4）上。

2.根据权利要求1所述的一种弹压式生物质磨粉装置，其特征是磨头（4）的外表面与磨腔壳体（3）的内表面之间有磨削间隙。

3.根据权利要求1所述的一种弹压式生物质磨粉装置，其特征是转轴（9）的轴体中有供水通道（Ⅶ）和回水通道（Ⅴ），在磨头（4）的体内有冷却腔（Ⅳ），供水通道（Ⅶ）通过磨头（4）体内的冷却腔（Ⅳ）连通到回水通道（Ⅴ）。

4.根据权利要求1或3所述的一种弹压式生物质磨粉装置，其特征是在转轴（9）的后部轴体上有供水轴套（14）和回水轴套（17），供水轴套（14）中有供水腔（Ⅷ），供水腔（Ⅷ）连通到转轴（9）体中的供水通道（Ⅶ），供水腔（Ⅷ）有进水接口（15）接入，回水轴套（17）中有回水腔（Ⅵ），回水腔（Ⅵ）连通到转轴（9）体中的回水通道（Ⅴ），回水腔（Ⅵ）有回水接口（18）接出；供水轴套（14）的底座和回水轴套（17）的底座安装在机座（11）上。

5.根据权利要求1所述的一种弹压式生物质磨粉装置，其特征是装置中有料斗（1），料斗（1）安装在粗磨腔（Ⅲ）壁体的进料口（3-5）上。

6.根据权利要求1所述的一种弹压式生物质磨粉装置，其特征是在磨腔壳体（3）的后端有安装法兰（3-4），支撑盘（8）以法兰连接方式安装在磨腔壳体（3）的后端。