CN106925183A - 一种环模式压辊颗粒机 - Google Patents

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CN106925183A CN201710302719.4A CN201710302719A CN106925183A CN 106925183 A CN106925183 A CN 106925183A CN 201710302719 A CN201710302719 A CN 201710302719A CN 106925183 A CN106925183 A CN 106925183A
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邢献军
邢勇强
张静
朱成成
张贤文
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Abstract

本发明公开了一种环模式压辊颗粒机，包括机架、成型环模、进料系统和动力系统，其特征在于：成型环模内还设置有多个环模式压辊，环模式压辊与成型环模的内缘相切，成型环模在动力系统的带动下自转，环模式压辊在成型环模的带动下自转，相邻的环模式压辊和成型环模上成型孔的位置高度错开。本发明相比现有技术具有以下优点：大幅度提升颗粒机的挤压成型面，使造粒加工的效率成倍提升；多个环模式压辊之间搓碾生物质原料，对原料揉捻熟化，突破了造粒成型速度的限制；搓碾过程对原料快速升温，使之散失多余水分，使颗粒机对原料的含水量要求大幅度降低；错位设置的成型孔和进料口位置的设置使产品均一稳定。

Description

一种环模式压辊颗粒机
技术领域
本发明涉及生物质挤压成型造粒技术领域，尤其涉及的是一种环模式压辊颗粒机。
背景技术
我国农作物秸秆年产量为7亿吨左右，秸秆资源丰富，位列世界之首。由于这些农作物秸秆没有得到充分利用，秸秆焚烧是政府关心、社会关注、舆论关切的热点和难点问题。秸秆成型是解决问题的好办法。将干燥后的秸秆粉碎后压缩成固体成型燃料是解决这一瓶颈问题的有效途径。但目前的秸秆成型燃料生产流程中，秸秆压缩成型效率较低、功耗大、主要工作部件(压辊、环模)磨损严重需经常检修更换、设备运行稳定性差。环模颗粒成型机采用环状模孔，具有稳定性高、能耗较低等优点，是应用较广泛的秸秆固化成型设备；专利号为201210455418.2、专利号为ZL200720158058.4、专利号为ZL200710114897.0和专利号为ZL200810022426.1的发明专利提出了新的环模颗粒成型机结构，也解决了颗粒成形中存在的诸多问题，但上述发明专利公开的环模颗粒成型机均具有产量较低，生产效率不高的缺点，并不适合商业应用。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种环模式压辊颗粒机。
本发明是通过以下技术方案实现的：一种环模式压辊颗粒机，包括机架、成型环模、进料系统和动力系统，其特征在于：成型环模内还设置有环模式压辊，环模式压辊与成型环模的内缘相切，在环模式压辊和成型环模的侧壁上设置有孔径大小相同的成型孔。
作为对上述方案的进一步改进，动力系统直接与成型环模连接，颗粒机工作时，成型环模在动力系统的带动下自转，环模式压辊在成型环模的带动下自转。
作为对上述方案的进一步改进，还包括气力输送装置，气力输送装置的进料 口自上而下伸向环模式压辊的内腔。
作为对上述方案的进一步改进，环模式压辊设置有不少于两个，每两个相邻的环模式压辊之间的间隙为0.1cm～0.5cm。
作为对上述方案的进一步改进，环模式压辊的数量为2～4个。
作为对上述方案的进一步改进，不少于两个环模式压辊对称设置于成型环模的内腔中。
作为对上述方案的进一步改进，相邻的环模式压辊和成型环模上成型孔的位置高度错开设置。
作为对上述方案的进一步改进，环模式压辊的数量多于三个时，颗粒机的原料进料口设置于成型环模的圆心上方。
作为对上述方案的进一步改进，成型环模和环模式压辊的开孔率的比值为2～3。
本发明相比现有技术具有以下优点：大幅度提升颗粒机的挤压成型面，使造粒加工的效率成倍提升；多个环模式压辊之间搓碾生物质原料，对原料揉捻熟化，突破了造粒成型速度的限制；搓碾过程对原料快速升温，使之散失多余水分，使颗粒机对原料的含水量要求大幅度降低；错位设置的成型孔和进料口位置的设置使产品均一稳定。
附图说明
图1是单环模式压辊颗粒机俯视结构示意图。
图2是双环模式压辊颗粒机俯视结构示意图。
图3是三环模式压辊颗粒机俯视结构示意图。
图4是四环模式压辊颗粒机俯视结构示意图。
图5是双环模式压辊颗粒机成型环模部位立体结构示意图。
图6是图2中A-A面剖视图。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
如图1所示，一种环模式压辊颗粒机，包括机架、成型环模1、进料系统和动力系统，其特征在于：成型环模1内还设置有环模式压辊2，环模式压辊2与成型环模1的内缘相切，在环模式压辊2和成型环模1的侧壁上设置有孔径大小相同的成型孔3。生物质颗粒成型机受制于模具开孔率的限制，其造粒效率无法获得大幅度的提升，已知的技术中有通过增大压辊的直径来提高有效压缩面积的方案，也有使用多个压辊同时工作的方案，但是这样均占用了成型环模1内的有效储料空间，储料空间的下降幅度大于造粒效率的提升幅度。本方案通过将普通的压辊更换为环模式压辊2，使得在有效压缩区域物料能够向两侧同时挤压成型，在成型环模1的外侧和环模式压辊2的内侧均能够获得颗粒。如此压缩区域成倍增加，造粒成型的效率也随之翻倍，在不增加成型环模1开孔率、压辊直径和压辊数量的前提下大幅度提升了造粒的效率。
动力系统直接与成型环模1连接，颗粒机工作时，成型环模1在动力系统的带动下自转，环模式压辊2在成型环模1的带动下自转。由于环模式压辊2内的颗粒需要及时取出，将其设置为固定位置自转的方式便于操作。
还包括气力输送装置，气力输送装置的进料口自上而下伸向环模式压辊2的内腔。生物质造粒成型的过程中会产生大量的热蒸汽和灰尘，尤其在环模式压辊2的内腔中会形成高温、高湿度和高灰尘的环境，很容易使已经成型的颗粒碎裂。通过将气力输送装置的进料口设置于环模式压辊2中，能够在其中形成负压环境，将形成的灰尘、蒸汽和颗粒即时抽吸走进行分离，大大改善了压辊是环模内腔中的环境，保证颗粒成型后的形态稳定，使产品质量稳定。
成型环模1和环模式压辊2的开孔率的比值为2～3。
由于机架、进料系统、动力系统和气力输送装置均为常见结构，固在附图中均予以省略。
实施例2
如图2、图5和图6所示，一种环模式压辊颗粒机，包括机架、成型环模1、进料系统和动力系统，其特征在于：成型环模1内还设置有环模式压辊2，环模式压辊2与成型环模1的内缘相切，在环模式压辊2和成型环模1的侧壁上设置有孔径大小相同的成型孔3。生物质颗粒成型机受制于模具开孔率的限制，其造粒效率无法获得大幅度的提升，已知的技术中有通过增大压辊的直径来提高有效 压缩面积的方案，也有使用多个压辊同时工作的方案，但是这样均占用了成型环模1内的有效储料空间，储料空间的下降幅度大于造粒效率的提升幅度。本方案通过将普通的压辊更换为环模式压辊2，使得在有效压缩区域物料能够向两侧同时挤压成型，在成型环模1的外侧和环模式压辊2的内侧均能够获得颗粒。如此压缩区域成倍增加，造粒成型的效率也随之翻倍，在不增加成型环模1开孔率、压辊直径和压辊数量的前提下大幅度提升了造粒的效率。
动力系统直接与成型环模1连接，颗粒机工作时，成型环模1在动力系统的带动下自转，环模式压辊2在成型环模1的带动下自转。由于环模式压辊2内的颗粒需要及时取出，将其设置为固定位置自转的方式便于操作
还包括气力输送装置，气力输送装置的进料口自上而下伸向环模式压辊2的内腔。生物质造粒成型的过程中会产生大量的热蒸汽和灰尘，尤其在环模式压辊2的内腔中会形成高温、高湿度和高灰尘的环境，很容易使已经成型的颗粒碎裂。通过将气力输送装置的进料口设置于环模式压辊2中，能够在其中形成负压环境，将形成的灰尘、蒸汽和颗粒即时抽吸走进行分离，大大改善了压辊是环模内腔中的环境，保证颗粒成型后的形态稳定，使产品质量稳定。
环模式压辊2设置有两个，两个相邻的环模式压辊2之间的间隙为0.1cm～0.5cm。由于两个环模式压辊2均依赖成型环模1提供旋转的动力，所以两个环模式压辊2的旋转方向均相同，在两个相邻环模式压辊2的最靠近的部位的相对运动方向是相反的。生物质成型造粒过程中需要具有一定的高温使木质素软化后将颗粒粘结成型，成型过程太快会造成温度太低，颗粒松散易碎，成型过程过慢又会造成效率低下，通过调整相邻的环模式压辊2之间的间隙，形成对生物质原料的搓碾，使之快速升温形成泥饼状粘附于环模式压辊2的表面，再通过与成型环模1之间的挤压，快速通过成型孔3挤压成型，能够使成型过程速度大幅度提升，同时还能够保证成型温度使颗粒紧实致密，兼顾质量和效率。一些高湿度的物料压缩成型后由于内部压力过高极易炸裂，通过搓碾升温后，能够将大部分水分快速汽化散失，使颗粒机能够处理的物料的含水率范围大大扩大，对原料的适应能力增强。
为保证成型效率和成型效果，需要保证环模式压辊2内腔的体积和每个环模式压辊2的尺寸，因此将环模式压辊2的数量限制为2～4个较为合理，能够兼顾 效率、质量和生产操作的便捷程度。
两个环模式压辊2对称设置于成型环模1的内腔中。颗粒机运转的过程中成型环模1和环模式压辊2均进行高速的旋转，为保证颗粒机的平衡和稳定性，对称设置的环模式压辊2能够尽量减小振动，保证运转的稳定。同时对称设置的环模式压辊2能够提供尽量大的搓碾区域，加强颗粒机对原料的处理能力和成型效率。
相邻的环模式压辊2和成型环模1上成型孔3的位置高度错开设置。为了保证造粒成品的质量均一稳定，需要尽量保持搓碾和压缩的力道均一，将相邻的环模式压辊2上的开孔位置错开，并且将环模式压辊2和成型环模1上成型孔3位置错开，这样能够保证在压缩和搓碾的过程中始终不会出现两个成型孔3相对的情况，使成型颗粒的致密程度得到保障，产品质量更加稳定。
成型环模1和环模式压辊2的开孔率的比值为2～3。
实施例3
如图3所示，一种环模式压辊颗粒机，包括机架、成型环模1、进料系统和动力系统，其特征在于：成型环模1内还设置有环模式压辊2，环模式压辊2与成型环模1的内缘相切，在环模式压辊2和成型环模1的侧壁上设置有孔径大小相同的成型孔3。生物质颗粒成型机受制于模具开孔率的限制，其造粒效率无法获得大幅度的提升，已知的技术中有通过增大压辊的直径来提高有效压缩面积的方案，也有使用多个压辊同时工作的方案，但是这样均占用了成型环模1内的有效储料空间，储料空间的下降幅度大于造粒效率的提升幅度。本方案通过将普通的压辊更换为环模式压辊2，使得在有效压缩区域物料能够向两侧同时挤压成型，在成型环模1的外侧和环模式压辊2的内侧均能够获得颗粒。如此压缩区域成倍增加，造粒成型的效率也随之翻倍，在不增加成型环模1开孔率、压辊直径和压辊数量的前提下大幅度提升了造粒的效率。
动力系统直接与成型环模1连接，颗粒机工作时，成型环模1在动力系统的带动下自转，环模式压辊2在成型环模1的带动下自转。由于环模式压辊2内的颗粒需要及时取出，将其设置为固定位置自转的方式便于操作
还包括气力输送装置，气力输送装置的进料口自上而下伸向环模式压辊2的内腔。生物质造粒成型的过程中会产生大量的热蒸汽和灰尘，尤其在环模式压 辊2的内腔中会形成高温、高湿度和高灰尘的环境，很容易使已经成型的颗粒碎裂。通过将气力输送装置的进料口设置于环模式压辊2中，能够在其中形成负压环境，将形成的灰尘、蒸汽和颗粒即时抽吸走进行分离，大大改善了压辊是环模内腔中的环境，保证颗粒成型后的形态稳定，使产品质量稳定。
环模式压辊2设置有三个，每两个相邻的环模式压辊2之间的间隙为0.1cm～0.5cm。由于多个环模式压辊2均依赖成型环模1提供旋转的动力，所以每个环模式压辊2的旋转方向均相同，在两个相邻环模式压辊2的最靠近的部位的相对运动方向是相反的。生物质成型造粒过程中需要具有一定的高温使木质素软化后将颗粒粘结成型，成型过程太快会造成温度太低，颗粒松散易碎，成型过程过慢又会造成效率低下，通过调整相邻的环模式压辊2之间的间隙，形成对生物质原料的搓碾，使之快速升温形成泥饼状粘附于环模式压辊2的表面，再通过与成型环模1之间的挤压，快速通过成型孔3挤压成型，能够使成型过程速度大幅度提升，同时还能够保证成型温度使颗粒紧实致密，兼顾质量和效率。一些高湿度的物料压缩成型后由于内部压力过高极易炸裂，通过搓碾升温后，能够将大部分水分快速汽化散失，使颗粒机能够处理的物料的含水率范围大大扩大，对原料的适应能力增强。
为保证成型效率和成型效果，需要保证环模式压辊2内腔的体积和每个环模式压辊2的尺寸，因此将环模式压辊2的数量限制为2～4个较为合理，能够兼顾效率、质量和生产操作的便捷程度。
三个环模式压辊2对称设置于成型环模1的内腔中。颗粒机运转的过程中成型环模1和环模式压辊2均进行高速的旋转，为保证颗粒机的平衡和稳定性，对称设置的环模式压辊2能够尽量减小振动，保证运转的稳定。同时对称设置的环模式压辊2能够提供尽量大的搓碾区域，加强颗粒机对原料的处理能力和成型效率。
相邻的环模式压辊2和成型环模1上成型孔3的位置高度错开设置。为了保证造粒成品的质量均一稳定，需要尽量保持搓碾和压缩的力道均一，将相邻的环模式压辊2上的开孔位置错开，并且将环模式压辊2和成型环模1上成型孔3位置错开，这样能够保证在压缩和搓碾的过程中始终不会出现两个成型孔3相对的情况，使成型颗粒的致密程度得到保障，产品质量更加稳定。
颗粒机的原料进料口设置于成型环模1的圆心上方。三个环模式压辊2的形成围合式的空间，物料从中间落下，先经过环模式压辊2的搓碾才会到达成型环模1的内缘圧缩成形，如此能够保证每一份原料均经过搓碾后再圧缩成形，使得产品质量均一稳定的程度更高。
成型环模1和环模式压辊2的开孔率的比值为2～3。
实施例4
如图4所示，一种环模式压辊颗粒机，包括机架、成型环模1、进料系统和动力系统，其特征在于：成型环模1内还设置有环模式压辊2，环模式压辊2与成型环模1的内缘相切，在环模式压辊2和成型环模1的侧壁上设置有孔径大小相同的成型孔3。生物质颗粒成型机受制于模具开孔率的限制，其造粒效率无法获得大幅度的提升，已知的技术中有通过增大压辊的直径来提高有效压缩面积的方案，也有使用多个压辊同时工作的方案，但是这样均占用了成型环模1内的有效储料空间，储料空间的下降幅度大于造粒效率的提升幅度。本方案通过将普通的压辊更换为环模式压辊2，使得在有效压缩区域物料能够向两侧同时挤压成型，在成型环模1的外侧和环模式压辊2的内侧均能够获得颗粒。如此压缩区域成倍增加，造粒成型的效率也随之翻倍，在不增加成型环模1开孔率、压辊直径和压辊数量的前提下大幅度提升了造粒的效率。
动力系统直接与成型环模1连接，颗粒机工作时，成型环模1在动力系统的带动下自转，环模式压辊2在成型环模1的带动下自转。由于环模式压辊2内的颗粒需要及时取出，将其设置为固定位置自转的方式便于操作
还包括气力输送装置，气力输送装置的进料口自上而下伸向环模式压辊2的内腔。生物质造粒成型的过程中会产生大量的热蒸汽和灰尘，尤其在环模式压辊2的内腔中会形成高温、高湿度和高灰尘的环境，很容易使已经成型的颗粒碎裂。通过将气力输送装置的进料口设置于环模式压辊2中，能够在其中形成负压环境，将形成的灰尘、蒸汽和颗粒即时抽吸走进行分离，大大改善了压辊是环模内腔中的环境，保证颗粒成型后的形态稳定，使产品质量稳定。
环模式压辊2设置有四个，每两个相邻的环模式压辊2之间的间隙为0.1cm～0.5cm。由于多个环模式压辊2均依赖成型环模1提供旋转的动力，所以每个环模式压辊2的旋转方向均相同，在两个相邻环模式压辊2的最靠近的部位 的相对运动方向是相反的。生物质成型造粒过程中需要具有一定的高温使木质素软化后将颗粒粘结成型，成型过程太快会造成温度太低，颗粒松散易碎，成型过程过慢又会造成效率低下，通过调整相邻的环模式压辊2之间的间隙，形成对生物质原料的搓碾，使之快速升温形成泥饼状粘附于环模式压辊2的表面，再通过与成型环模1之间的挤压，快速通过成型孔3挤压成型，能够使成型过程速度大幅度提升，同时还能够保证成型温度使颗粒紧实致密，兼顾质量和效率。一些高湿度的物料压缩成型后由于内部压力过高极易炸裂，通过搓碾升温后，能够将大部分水分快速汽化散失，使颗粒机能够处理的物料的含水率范围大大扩大，对原料的适应能力增强。
为保证成型效率和成型效果，需要保证环模式压辊2内腔的体积和每个环模式压辊2的尺寸，因此将环模式压辊2的数量限制为2～4个较为合理，能够兼顾效率、质量和生产操作的便捷程度。
四个环模式压辊2对称设置于成型环模1的内腔中。颗粒机运转的过程中成型环模1和环模式压辊2均进行高速的旋转，为保证颗粒机的平衡和稳定性，对称设置的环模式压辊2能够尽量减小振动，保证运转的稳定。同时对称设置的环模式压辊2能够提供尽量大的搓碾区域，加强颗粒机对原料的处理能力和成型效率。
相邻的环模式压辊2和成型环模1上成型孔3的位置高度错开设置。为了保证造粒成品的质量均一稳定，需要尽量保持搓碾和压缩的力道均一，将相邻的环模式压辊2上的开孔位置错开，并且将环模式压辊2和成型环模1上成型孔3位置错开，这样能够保证在压缩和搓碾的过程中始终不会出现两个成型孔3相对的情况，使成型颗粒的致密程度得到保障，产品质量更加稳定。
颗粒机的原料进料口设置于成型环模1的圆心上方。四个环模式压辊2的形成围合式的空间，物料从中间落下，先经过环模式压辊2的搓碾才会到达成型环模1的内缘圧缩成形，如此能够保证每一份原料均经过搓碾后再圧缩成形，使得产品质量均一稳定的程度更高。
成型环模1和环模式压辊2的开孔率的比值为2～3。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范 围之内。

Claims (8)

1.一种环模式压辊颗粒机，包括机架、成型环模、进料系统和动力系统，其特征在于：所述成型环模内还设置有环模式压辊，所述环模式压辊与成型环模的内缘相切，在环模式压辊和成型环模的侧壁上设置有孔径大小相同的成型孔。
2.如权利要求1所述一种环模式压辊颗粒机，其特征在于：所述动力系统直接与成型环模连接，所述颗粒机工作时，成型环模在动力系统的带动下自转，环模式压辊在成型环模的带动下自转。
3.如权利要求2所述一种环模式压辊颗粒机，其特征在于：还包括气力输送装置，所述气力输送装置的进料口自上而下伸向所述环模式压辊的内腔。
4.如权利要求2所述一种环模式压辊颗粒机，其特征在于：所述环模式压辊设置有不少于两个，每两个相邻的所述环模式压辊之间的间隙为0.1cm～0.5cm。如权利要求4所述一种环模式压辊颗粒机，其特征在于：所述环模式压辊的数量为2～4个。
5.如权利要求4所述一种环模式压辊颗粒机，其特征在于：不少于两个所述环模式压辊对称设置于所述成型环模的内腔中。
6.如权利要求4所述一种环模式压辊颗粒机，其特征在于：相邻的环模式压辊和成型环模上成型孔的位置高度错开设置。
7.如权利要求4所述一种环模式压辊颗粒机，其特征在于：所述环模式压辊的数量多于三个时，颗粒机的原料进料口设置于成型环模的圆心上方。
8.如权利要求1所述一种环模式压辊颗粒机，其特征在于：所述成型环模和环模式压辊的开孔率的比值为2～3。
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