CN106140014B - 一种辊筒式秸秆颗粒成型机及成型方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种辊筒式秸秆颗粒成型机及成型方法，包括有一对相互啮合转动的空心辊筒，每个空心辊筒上均匀设置有凸齿和凹槽，凹槽的头部设有和圆孔相通的喇叭口，空心辊筒的中部设有和所述圆孔相通的出料腔；其中一个空心辊筒的凸齿刚好嵌入另一辊筒的凹槽中，同时另一辊筒的凸齿也刚好嵌入上一个辊筒的凹槽中，两者相互交错排列安装，相邻的凸齿、凸齿两侧侧壁棱边为刀刃状。本发明的优点在于：该技术工艺非常简单，成型前无需对秸秆进行粉碎、加热等预处理措施，可直接将田间地头经过自然晾干的秸秆加工成棒状颗粒。而且颗粒成型效果好，根据秸秆物料的不同，颗粒密度可达0.6~0.8t/m³；生产效率高，能耗低。

Description

一种辊筒式秸秆颗粒成型机及成型方法

技术领域

本发明属于一种农用设备，特别涉及具体涉及一种辊筒式秸秆颗粒成型装置。

背景技术

秸秆颗粒成型技术是生物质利用技术的一种。目前市场上秸秆成型技术主要以环模、平模颗粒成型为主，模具的使用寿命低，对物料的要求较高，成型前大多需要将秸秆进行粉碎预处理，且成型过程中需要将物料进行加热，能耗大，工艺复杂，设备占地面积大，生产环境恶劣，粉尘污染较严重，生产效率较低。

比如：专利申请号201020519186.9、授权公开号CN201841002U提供了一种双模对压互挤秸秆颗粒机，该设备不易实现对物料切碎的同时进行挤压成型，且对粒径较大的物料容易卡阻。

发明内容

基于现有的这些秸秆颗粒成型技术和设备的缺点，为了克服其不足，现发明了一种新型的生产效率高，能耗低的秸秆颗粒成型机及成型方法。

本发明的技术方案是：

一种辊筒式秸秆颗粒成型机，包括有一对相互啮合转动的空心辊筒，每个空心辊筒上均匀设置有凸齿和凹槽，所述凹槽的头部设有和圆孔相通的喇叭口，空心辊筒的中部设有和所述圆孔相通的出料腔；

其中一个空心辊筒的凸齿刚好嵌入另一辊筒的凹槽中，同时另一辊筒的凸齿也刚好嵌入上一个辊筒的凹槽中，两者相互交错排列安装，且相邻的凸齿侧壁和凹槽侧壁之间设置有间隙，所述相邻的凸齿、凸齿两侧侧壁棱边为刀刃状。

一种辊筒式秸秆颗粒成型方法，包括如下步骤：

①将切碎的秸秆挤入进入辊筒喇叭口步骤；

②秸秆块被挤压进入辊筒的圆孔步骤；

③秸秆块从圆孔端部被挤出形成圆形棒料步骤；

④将棒料内切断成颗粒状步骤；

其中步骤①为：将自然晾干的秸秆从两个辊筒上部的中间位置喂入，辊筒相互转动时，凸齿将物料一起带入转动，两辊筒凸齿的两侧侧壁棱边的刃口，将带入此处的物料切断，物料被切断的同时被凸齿齿尖压入圆孔喇叭口中。

该技术方案的成型原理：利用秸秆在高压下可压缩形成致密性固体的特性，来进行秸秆颗粒的生产加工。将切碎的秸秆挤入狭小的容腔中，随着秸秆连续不断的被动挤入，秸秆在固定的容腔中承受的压力越来越大，局部压力可达100MPa以上，在高压下，使秸秆发生相互滑动，相互之间的空隙减少，其中部分会产生塑性变形，秸秆间相互嵌套达到一定的结合力，并且伴随着秸秆中黏性物质的粘结作用，使秸秆间相互缠结、结合紧密、不松散，压制成具有一定形状的固体颗粒。

本发明的优点在于：该技术工艺非常简单，成型前无需对秸秆进行粉碎、加热等预处理措施，可直接将田间地头经过自然晾干的秸秆加工成棒状颗粒。而且颗粒成型效果好，根据秸秆物料的不同，颗粒密度可达0.6～0.8t/m³；生产效率高，能耗低。该技术适应性十分广泛，可与秸秆拾取机械联合使用，在秸秆拾取的同时直接将秸秆加工成颗粒，可以大大节省秸秆的中间转运时间和成本；也可应用于固定厂房中，进行颗粒的大批量生产。

附图说明

图1为本发明辊筒截面视图；

图2为本发明辊筒主视图；

图3为本发明将图2辊筒沿中心距方向移开一定距离后的主视图；

图4是图1的局部放大图

图中：1—辊筒A 2—辊筒B

11—辊筒A齿尖 12—辊筒A刃口 13—辊筒A喇叭口

14—喇叭口中的物料 15—成型棒料

21—辊筒B齿尖 22—辊筒B刃口 23—辊筒B喇叭口。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步描述。

在本发明中，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是指参考附图所示的上，下，左，右；“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内，外。

参见图1、图2所示，该发明的核心结构为一对相互啮合转动的空心辊筒。辊筒A以一定的转速顺时针转动，辊筒B以相同的转速逆时针转动，辊筒的转动状态类似于齿轮的啮合运动。辊筒A和辊筒B的圆周筒壁上加工有凸齿和凹槽，凸齿和凹槽交错排列，凹槽的圆周上均布加工有若干圆孔，圆孔的入口处为喇叭口。两个辊筒安装时，辊筒A的凸齿刚好嵌入辊筒B的凹槽中，同时辊筒B的凸齿也刚好嵌入辊筒A的凹槽中，两者相互交错排列安装，且保证凸齿侧壁和凹槽侧壁之间的具有一定的间隙。

同时辊筒的中心距离必须固定，以确保每个凸齿齿尖要嵌入圆孔的喇叭口中一定深度，且辊筒相互转动时不会干涉。将经过自然晾干的秸秆从两个辊筒上部的中间位置喂入，辊筒相互转动时，凸齿将物料一起带入转动，两辊筒凸齿的两侧侧壁棱边类似于剪刀的刃口，将带入此处的物料切断，物料被切断的同时被凸齿齿尖压入圆孔喇叭口中。如此循环、周而复始，物料在喇叭口内越积越多，密实度逐渐增大，最后通过圆孔排出，生成棒状的颗粒。

参见图3对本实施案例进行进一步详细说明。秸秆的成型过程：辊筒A顺时针转动，辊筒B逆时针转动；随着辊筒的转动，辊筒A上的齿尖11和辊筒B上的齿尖21将秸秆带入向下运动，同时此处的秸秆被初步挤压，某些细小秸秆颗粒会被迫进入喇叭口14中，被初步挤压的较大较长秸秆继续向下运动，辊筒A和辊筒B刃口12、22也向下运转，当刃口12、22开始相交时，此时相对运动的刃口类似于正在剪切物料的剪刀，将与刃口接触的秸秆切断；秸秆被切断的同时，辊筒上齿尖11、21将其挤入辊筒喇叭口13和辊筒喇叭口23中，随着辊筒的连续转动，秸秆不断地被切断，不断地被挤入辊筒喇叭口内，喇叭口内的秸秆越积越多，越来越密实，秸秆承受的压力也越来越大，当压力增大到一定程度，被挤压的秸秆块会慢慢进入辊筒的圆孔内。圆孔有一段距离，该段距离的长度为圆孔直径的若干倍。该段称为秸秆保型段，在保型段内，秸秆块被进一步压缩，同时承受高压的秸秆块与圆孔壁发生长时间的相对滑动后会产生大量的热量，该热量使秸秆块自身和圆孔壁的温度升高。在高温下，其中部分秸秆块会产生塑性变形，并且秸秆块中黏性物质会产生一定的粘结作用，使秸秆间相互缠结、结合更加的紧密，同时受热的圆孔壁会使秸秆块表面局部出现炭化，使其变硬不松散。最终，紧密的具有固定形状的秸秆块从圆孔端部挤出，形成圆形成型棒料15。

本发明并不限于上述实施方式，采用与本发明上述实施案例相同或近似的结构，而得到的其他结构设计，均在本发明的保护范围之内。比如：更改凸齿的外形为其他凹凸形状，将圆形出料孔更改为方形或其他形状等，均属于本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种辊筒式秸秆颗粒成型机，包括有一对相互啮合转动的空心辊筒，每个空心辊筒上均匀设置有凸齿和凹槽，所述凹槽的头部设有和圆孔相通的喇叭口，空心辊筒的中部设有和所述圆孔相通的出料腔；其中一个空心辊筒的凸齿刚好嵌入另一辊筒的凹槽中，同时另一辊筒的凸齿也刚好嵌 入上一个辊筒的凹槽中，两者相互交错排列安装，且相邻的凸齿侧壁和凹槽侧壁之间设置有间隙，所述相邻的凸齿、凸齿两侧侧壁棱边为刀刃状。

2.一种包括权利要求1所述的辊筒式秸秆颗粒成型机的辊筒式秸秆颗粒成型方法，其特征在于，包括如下步骤：

①将切碎的秸秆挤入进入辊筒喇叭口步骤；

②秸秆块被挤压进入辊筒的圆孔步骤；

③秸秆块从圆孔端部被挤出形成棒状的秸秆块步骤；

④棒状的秸秆块内切断成颗粒状步骤；

其中步骤①为：将自然晾干的秸秆从两个辊筒上部的中间位置喂入，辊筒相互转动时，凸齿将物料一起带入转动，两辊筒凸齿的两侧侧壁棱边的刃口，将带入此处的物料切断，物料被切断的同时被凸齿齿尖压入圆孔喇叭口中。