CN107418646A - 移动拖拉式田间秸秆成型颗粒机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种颗粒加工机械，即移动拖拉式田间秸秆成型颗粒机。其特点是：包括拖拉机、秸秆收割机、粉碎机和颗粒机，拖拉机在前面牵引后面的秸秆收割机，秸秆收割机连接粉碎机，粉碎机后面连接颗粒机。有益效果是:可以移动作业，一次完成秸秆的收割、粉碎和造粒作业，加之采用新型送料装置和颗粒输出装置，锥台与通孔的挤压准确充分，生物质粉料容易通过并且成型致密，生产效率高，耗能小，成本低，运转稳定，使用寿命长，并可用于饲料颗粒、煤粉、肥料的颗粒成型，市场前景十分可观。

Description

移动拖拉式田间秸秆成型颗粒机

技术领域

本发明涉及一种颗粒加工机械，即移动拖拉式田间秸秆成型颗粒机。

背景技术

近年来，随着我国工业化的快速推进，煤电等能源日趋紧张，以农作物秸秆、草木等生物质材料，经粉碎挤压而成的生物质颗粒燃料受到人们的重视，各地先后推出多种生物质颗粒机具。目前，市场上的生物质颗粒机多为螺杆式、环模式、平模式，制出的颗粒密度高，质量好。但仍存着以下问题：一是不能移动作业。现有颗粒机都安装在固定位置，不能在田间结合秸秆收获进行颗粒压制。过去，田间的玉米秸秆收获时还带有果穗，含水量也很高，不能当场压制颗粒。可是，现有玉米收获机都采用站秆摘穗的方式，秸秆留在地里，很快就会脱水干燥，符合压制颗粒的条件。可是，由于没有移动式颗粒机，在收割的同时进行颗粒压制的作业还没有实现。二是现有颗粒机的物料都是由模具上方落入，不能直接落到模具的挤压点上。由于由上方落入的物料密度很小，有时会挤在模具的上方难以喂入挤压点。即使能够进入挤压点，物料的量也很少，挤压后体积更小，一次挤压的量往往不够成型的量，需要多次挤压才能从型孔通过。由于上述原因，现有颗粒机的效率低，能量浪费严重，运转部件空转率高，冲击剧烈，故障多发，作业成本居高不下。三是压制出的颗粒不能很快的脱离模具，要在模具当中存续一段时间，通过相互推挤才能输出。由于模具内温度很高，秸秆中的溶胶尚未冷凝，颗粒的强度很低，相互推挤会使颗粒破碎，影响产品质量，同时还会既妨碍模具的工作。四是模具的构造不合理，特别是挤压结构的推送性能差，造成故障率高，生产率低，耗电量大，成本高的问题，急需得到改进。

发明内容

本发明的目的是提供一种可以移动作业，且生产效率高、产品质量好，能耗低、成本低、运转稳定、使用寿命长的移动拖拉式田间秸秆成型颗粒机。

上述目的是由以下技术方案实现的：研制一种移动拖拉式田间秸秆成型颗粒机，其特点是：包括拖拉机、秸秆收割机、粉碎机和颗粒机，拖拉机在前面牵引后面的秸秆收割机，秸秆收割机连接粉碎机，粉碎机后面连接颗粒机。

所述颗粒机包括输送带、模具和压辊，模具和压辊均为圆轮状，之间有挤压点，所述模具装在输送带的末段上方，输送带末段围绕模具外缘对模具形成一段包角。

所述输送带的前端由支撑辊支撑，后端由主动辊支撑，主动辊位于模具的外上方，支撑辊与主动辊之间至少有一个导向轮支撑，输送带的前段和中段平置，末段包围在模具外围的一侧向上弯曲到达模具与压辊的挤压点之前。

所述模具挤出颗粒的一侧，安装有向外延伸的绞龙，绞龙安装在绞龙壳体内，绞龙壳体为半圆形，设在绞龙的下方，绞龙壳体上方放置刮料板，绞龙一端固定在主机主轴上，能随着主机主轴转动，另一端通过轴承支撑在绞龙壳体外端的支架上；所述绞龙壳体一端通过轴承与主机主轴滑动配合而不随主机主轴转动，另一端固定在外端的支架上。

所述压辊表面有许多外凸的锥台，压辊的锥台与模具的通孔相对。

所述模具由压辊替代，压辊表面有许多外凸的锥台和通孔，所述通孔开在锥台之间，两个配套的压辊在转动中锥台的位置相互错开，一个压辊的锥台与另一压辊的通孔相对。

所述压辊上的锥台与通孔分别排成直行且相间排列或交叉排列。

所述锥台为圆柱体或阶梯状圆柱体，即下部直径较大，上部直径较小的圆柱体。

所述锥台的下部为多棱体，上部为锥柱体，下部多棱体的直径大于上部锥柱体的直径。

所述压辊的一端有一段定位齿轮，两个配套的压辊端部的定位齿轮相啮合。

本发明的有益效果是:可以移动作业，一次完成秸秆的收割、粉碎和造粒作业，加之采用新型送料装置和颗粒输出装置，锥台与通孔的挤压准确充分，生物质粉料容易通过并且成型致密，生产效率高，耗能小，成本低，运转稳定，使用寿命长，并可用于饲料颗粒、煤粉、肥料的颗粒成型，市场前景十分可观。

附图说明

图1是第一种实施例的主视图；

图2是第二种实施例的部件颗粒机的主视图；

图3是第三种实施例的部件绞龙的主视图；

图4是第四种实施例的部件锥台啮合主视图；

图5是第四种实施例的部件锥台的放大主视图；

图6是第四种实施例的部件锥台的放大俯视图；

图7是第四种实施例的部件的压辊轴测图；

图8是第五种实施例的部件锥台的放大主视图；

图9是第五种实施例的部件锥台的放大左视图；

图10是第五种实施例的部件锥台的放大俯视图；

图11是第五种实施例的部件锥台的放大立体图；

图12是第五种实施例的部件压辊啮合的主视图；

图13是第五种实施例的部件压辊的俯视图；

图14是第五种实施例的部件压辊啮合的轴测图；

图15是第五种实施例的部件压辊啮合的主视图；

图16是第六种实施例的部件压辊的轴测图。

图中可见：拖拉机1，秸秆收割机2，粉碎机3，颗粒机4，支撑轮5，输送带6，压辊7，模具8，主动辊9，导向轮10，绞龙11，绞龙壳12，主动轴端法兰13，轴承14，刮料板15，固定座16，锥台17，通孔18，定位齿轮19。

具体实施方式

第一种实施例：图1介绍了一种移动拖拉式田间秸秆成型颗粒机，包括拖拉机1、秸秆收割机2、粉碎机3和颗粒机4，拖拉机在前面牵引后面的秸秆收割机，秸秆收割机连接粉碎机，粉碎机后面连接颗粒机。

工作时，拖拉机牵引后面的机具进入田间，秸秆收割机把秸秆割下送入粉碎机，粉碎机把秸秆粉碎后送入颗粒机压制成颗粒。

这种机具特别适合玉米秸秆的收获。因为目前的玉米秸秆都采用了新型收获机进行收获，都是先从植株上把玉米穗取下，玉米秆仍然留在田间，且很快就会干燥，正好适于压制颗粒。

上述拖拉机1和秸秆收割机2、粉碎机3和颗粒机4都可以采用现有的机具组装，也可以采用更加先进的机具组装。其中，安装颗粒机4是前所未有的。

第二种实施例：在第一种实施例的基础上进行改进，主要解决现有颗粒机从模具上方进料，效率低，能量浪费严重，运转部件空转率高，冲击剧烈，故障多发，作业成本居高不下的问题。

如图2所示，这种颗粒机包括输送带6、压辊7和模具8，模具8呈环形，四周沿径向开有多个通孔，与压辊7相对滚动。输送带6安装在机架上，其前段和中段平置，当然可以有一定的倾斜，只要能够输送物料7即可。输送带6的末段包围在模具8外围的一侧向上弯曲，到达压辊7与模具8的挤压点之前。

上述结构的具体形式很多，图中例举的是：输送带6的前端由一个支撑辊5支撑，后端由主动辊9支撑，主动辊9位于模具8的外上方，输送带6的上边为承载物料的紧边，下边为回转的松边。模具8安装在输送带6紧边末段之上，紧边围绕输送带向上弯曲，包裹模具一段外缘，也可以说是有一段包角。支撑辊5与主动辊9之间的松边内侧至少有一个导向轮10支撑。图中的导向轮10有两个。输送带6的动力可以直接来源于主机动力，也可以来源于外部减速电机。

实验证明，本实施例的结构与现有产品的结构和性能具有显著的差异。现有颗粒机的模具和压辊是设在外壳内，上方有料斗和进料口，物料由输送带送入料斗，再从进料口向下输入。这样的物料非常松散，单位体积的物料数量很少，模具和压辊转动中所能够收取的物料就很少，一次挤压后的物料不足以成为颗粒，需要多次挤压。在这个过程中，模具和压辊的转动有很大比例的空转，既影响产量，又相互冲击，容易损坏。而本实施例的结构则不存在上述问题，输送带把物料送到模具的一侧以后，又对物料进行了挤压，使物料紧紧地压在模具的外围，再与压辊挤压，物料对挤压点的喂入量显著增加，颗粒产量大幅提高，模具和压辊之间有大量的物料填充，冲击极小，运行非常平稳，可以长时间的持续工作，机具的使用寿命也成倍的延长。

第三种实施例：在第一种或第二种实施例的基础上改进，主要解决现有颗粒机压制出的颗粒不能快速脱离模具，在模具中相互推挤造成颗粒破碎，影响产品质量，妨碍模具工作的弊端。

如图3所示，这种颗粒机在相对模具挤出颗粒的一侧，安装向外延伸的绞龙3。以模具呈环形的环模或齿模为例，模具都是圆环状，四周的环壁上开有多个通孔。经过粉碎的生物质物料从环模的外侧通过通孔向环模的内孔方向挤压出来。所述绞龙11的内端安装在环模孔内。

对于平模，其模具都有一个转动的平板，平板上开有多个通孔，物料从一侧向另一侧挤出，绞龙11就安装在平板挤出物料的一侧。

由于环模、平模都常见的是已有技术，故没有画出。显然，在模具挤出颗粒的一侧安装绞龙，这种结构是以往所没有的。

绞龙11是一种常用机械部件，由一支转轴和外面安装的螺旋板构成，安装在绞龙壳体12内。这里的绞龙壳体12为开口向上的半圆形筒，设在绞龙11的下方，绞龙壳体11上方放置有长条状刮料板15。绞龙11一端固定在主机的主动轴端法兰13上，能随着主机主动轴同步转动，另一端通过轴承14支撑在绞龙外壳外端的固定座16上；绞龙壳体12一端通过轴承14与主机主轴滑动配合而不随主机主轴转动，另一端固定在外端的固定座16上。

当然，绞龙的具体结构有多种，只要能够把颗粒推向外面的结构都属于等同的结构。

工作时，主机主动轴在主机动力的带动下旋转，带动绞龙11转动，绞龙壳体12固定不动，模具在转动中挤出的颗粒触碰到刮料板15即被刮断，落入绞龙壳体12内，通过绞龙11把成品颗粒输送出来。

大量实验发现，秸秆压缩成型的原理是秸秆被强制挤压后产生高温，使得秸秆中的溶胶溶解，成为颗粒成型的塑形剂和粘合剂。可是，刚刚压制的颗粒当中的溶胶还没凝固，强度很低。此时如果不能快速的脱粒高温区，特别是还要随模具转动，颗粒之间相互冲击，必然会产生破碎。这就是现有颗粒机的出料口都会有大量的粉料流出的原因。本实验使颗粒快速有序的脱离高温区，溶胶迅速冷凝，强度迅速增强，颗粒的完整性显著改善，颗粒出口的粉料大幅减少，使颗粒机的性能得到了革命性的优化。

第四种实施例：在前述实施例的基础上进行改进。主要是改进压辊的结构，如图4所示，压辊7表面设有许多外凸的锥台17，压辊7的锥台17与模具8的通孔18相对。

结合图5、图6、图7可见，锥台17为圆柱体或阶梯状圆柱体，即下部直径较大，上部直径较小的圆柱体。

作业时，带有锥台17的压辊7抓料的性能明显增强，同时锥台17的前端还会伸入模具的通孔，挤压的作用更好。特别是采用第二种实施例的对模具包角输送带，先把物料进行一次挤压，再由锥台17向模具的通孔18中推送，其效果更佳。

第五种实施例：在第四种实施例的基础上对锥台17的形状进行改进。如图8、图9、图10、图11所示，所述锥台17的下部为直径较大的多棱体，上部为直径较小的锥柱体。上述锥台的形状包括以下四种形状：

所述锥台17的下部为长方体，上部为锥柱体。

所述锥台17的下部为正方体，上部为锥柱状。

所述锥台17的下部为棱锥体，上部为锥柱体。

所述锥台17呈上细下粗的锥柱状。

上述锥台的作用在第四种实施例当中已经说明，不再赘述。在此基础上，本实施例对前述实施例的模具进行了改进，把压辊7和模具8合为一个部件。就是说，压辊7既有锥台17，又有通孔18，既是压辊7，也是模具8。为了叙述方便，压辊7和模具8都称为压辊7。

如图12、图13、图14所示，两个压辊7上的锥台17与通孔18分别排成直行且相间排列。也可以如图15所示，锥台17和通孔18交叉排列。这种两个压辊相互啮合，物料分别压向两个压辊的内孔，是一种双向造粒作业，其作业效率显著提高。

第六种实施例：在第五种实施例的基础上改进。如图16所示，压辊7的一端有一段定位齿轮19，两个配套的压辊7端部的定位齿轮19相啮合，能够更好的确定两个压辊之间的距离以及啮合部件之间的间隙，使运转更加稳定。

对于设有定位齿轮19的一对压辊来说，只要其中一个与动力机相传动，即可带动另一个压辊转动，其传动机构更加紧凑。

Claims (10)

1.一种移动拖拉式田间秸秆成型颗粒机，其特征在于：包括拖拉机（1）、秸秆收割机（2）、粉碎机（3）和颗粒机（4），拖拉机（1）在前面牵引后面的秸秆收割机（2），秸秆收割机（2）连接粉碎机（3），粉碎机（3）后面连接颗粒机（4）。

2.根据权利要求1所述的移动拖拉式田间秸秆成型颗粒机，其特征在于：所述颗粒机（4）包括输送带（6）、压辊（7）和模具（8），压辊（7）和模具（8）均为圆轮状，压辊（7）和模具（8）之间有挤压点，所述模具（8）装在输送带（6）的末段上方，输送带（6）末段围绕模具（8）外缘对模具（8）形成一段包角。

3.根据权利要求2所述的移动拖拉式田间秸秆成型颗粒机，其特征在于：所述输送带（6）的前端由支撑辊（5）支撑，后端由主动辊（9）支撑，主动辊（9）位于模具（8）的外上方，支撑辊（5）与主动辊（9）之间至少有一个导向轮（10）支撑，输送带（6）的前段和中段平置，末段包围在模具（8）外围的一侧向上弯曲到达模具（8）与压辊（7）的挤压点之前。

4.根据权利要求1所述的移动拖拉式田间秸秆成型颗粒机，其特征在于：所述模具（8）挤出颗粒的一侧，安装有向外延伸的绞龙（11），绞龙（11）安装在绞龙壳体（12）内，绞龙壳体（12）为半圆形，设在绞龙（11）的下方，绞龙壳体（12）上方放置刮料板（15），绞龙（11）一端固定在主机主轴上，能随着主机主轴转动，另一端通过轴承支撑在绞龙壳体（12）外端的支架上；所述绞龙壳体（12）一端通过轴承与主机主轴滑动配合而不随主机主轴转动，另一端固定在外端的支架上。

5.根据权利要求2所述的移动拖拉式田间秸秆成型颗粒机，其特征在于：所述压辊（7）表面有许多外凸的锥台（17），锥台（17）与模具（8）的通孔（18）相对。

6.根据权利要求2所述的移动拖拉式田间秸秆成型颗粒机，其特征在于：所述模具（8）由压辊（7）替代，压辊（7）表面有许多外凸的锥台（17）和通孔（18），所述通孔（18）开在锥台（17）之间，两个配套的压辊（7）在转动中锥台（17）的位置相互错开，一个压辊（7）的锥台（17）与另一压辊（7）的通孔（18）相对。

7.根据权利要求5或6所述的移动拖拉式田间秸秆成型颗粒机，其特征在于：所述压辊（7）上的锥台（17）与通孔（18）分别排成直行且相间排列或交叉排列。

8.根据权利要求5或6或7所述的移动拖拉式田间秸秆成型颗粒机，其特征在于：所述锥台（17）为圆柱体或阶梯状圆柱体，即下部直径较大，上部直径较小的圆柱体。

9.根据权利要求5或6或7所述的移动拖拉式田间秸秆成型颗粒机，其特征在于：所述锥台（17）的下部为多棱体，上部为锥柱体，下部多棱体的直径大于上部锥柱体的直径。

10.根据权利要求1所述的移动拖拉式田间秸秆成型颗粒机，其特征在于：所述压辊（7）的一端有一段定位齿轮（19），两个配套的压辊（7）端部的定位齿轮（19）相啮合。