CN107520019A - 刀爪组合式生物质燃料破碎辊 - Google Patents

刀爪组合式生物质燃料破碎辊 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种刀爪组合式生物质燃料破碎辊，该生物质燃料破碎辊包括辊筒，辊筒的外壁沿其周向间隔设置有若干成行排列的切削刀组，每行切削刀组由若干个沿辊筒轴向间隔布置的可弹性弯曲式切削刀机构组成，相邻两行切削刀组上的切削刀机构交错布置；每行切削刀组上的相邻两个切削刀机构之间设置有刀爪组，并且位于同一行上的刀爪组与切削刀机构交替布置；刀爪组由若干个沿辊筒轴向间隔布置的刀爪组成。本发明将刀片式和刀爪式两种刀具的功能和优势融合，既适应质地坚硬、单体直径及体积较大物料的破碎加工，也适应质地较为松弛、单体直径及体积较小物料的破碎加工，有效提高破碎加工机械的适用范围，可以完成多种生物质燃料的破碎加工作业。

Description

刀爪组合式生物质燃料破碎辊
技术领域
本发明涉及生物质燃料破碎辊，具体地指一种刀爪组合式生物质燃料破碎辊。
背景技术
生物质燃料的品种比较复杂，有林业废弃物、农业废弃物、工业废弃物与副产品、食品垃圾、能源作物等，具有原始性状各异、生长度与直径范围很广、质地及硬度差异较大等特点，要对收集后的生物质燃料进行破碎加工，一般采用机械设备进行加工，加工后的生物质燃料的粒度、长度、直径必须符合生物质燃料的技术标准，加工后可作为工农业生产及民用的燃料，如何对生物质燃料进行破碎及加工，已成为生物质能源开发与利用的关键之一。
生物质燃料破碎辊是一种用于秸秆、树枝、树皮等生物质物料破碎加工的专用部件，它可将条状、块状的各类生物质原料加工成颗粒状的生物质燃料。作为生物质燃料破碎机的主要工作部件，生物质燃料破碎辊按照刀体的结构形式分为辊式和盘式，按照破碎刀具结构形式又分为刀片式和刀爪式。辊式破碎辊分为刀片式和刀爪式两种类型，适宜于加工质地坚硬、单体直径及体积较大的物料，破碎功能强大有力，适应的燃料品种较为广泛，不足之处是加工后的物料粒径相差较大、成型不一，产品的合格率也受到影响。盘式破碎辊分为正置式破碎辊和侧置式破碎辊，破碎刀具采用刀片式，适宜于加工质地较为松弛、单体直径及体积较小的物料，加工后的物料粒径及成型较为一致，产品的合格率较高，不足之处在于刀片磨损较快，破碎效率较低。
现有的生物质燃料破碎辊普遍存在如下不足：(1)受到物料种类限制，通用性较差；(2)加工效率和破碎质量较低；(3)关键工作部件设计不合理，且磨损严重；(4)消耗动力较大。上述不足严重制约着生物质燃料的加工与利用，因此研制一种适用于我国生物质燃料破碎加工的生物质燃料破碎辊，可完成各类生物质燃料的破碎加工，提高生物质燃料破碎机的作业效率及破碎质量、提高破碎机的工作寿命及降低功率消耗具有重要的现实意义和良好的应用前景。
发明内容
本发明的目的就是要提供一种刀爪组合式生物质燃料破碎辊，该破碎辊采用刀爪组合的破碎方式，将刀片式和刀爪式两种刀具的功能和优势融合，既适应质地坚硬、单体直径及体积较大物料的破碎加工，也适应质地较为松弛、单体直径及体积较小物料的破碎加工，有效提高破碎加工机械的适用范围，可以完成多种生物质燃料的破碎加工作业。
为实现上述目的，本发明所设计的刀爪组合式生物质燃料破碎辊，包括辊筒，其特殊之处在于：所述辊筒的外壁沿其周向间隔设置有若干成行排列的切削刀组，每行所述切削刀组由若干个沿辊筒轴向间隔布置的可弹性弯曲式切削刀机构组成，相邻两行所述切削刀组上的切削刀机构交错布置；
每行所述切削刀组上的相邻两个切削刀机构之间设置有刀爪组，并且位于同一行上的刀爪组与切削刀机构交替布置；所述刀爪组由若干个沿辊筒轴向间隔布置的刀爪组成。这样，通过采用刀爪组合的破碎方式，将刀片式和刀爪式两种刀具的功能和优势融合，既适应质地坚硬、单体直径及体积较大物料的破碎加工，也适应质地较为松弛、单体直径及体积较小物料的破碎加工，有效提高破碎加工机械的适用范围，可以完成多种生物质燃料的破碎加工作业。
进一步地，所述辊筒由圆柱状的筒体、设置在筒体两端与其固定连接的幅盘、以及设置在两个幅盘中部的转轴组成；所述辊筒的外壁上对应设置有用于安装切削刀机构的安装槽。
进一步地，所述切削刀机构包括切削刀和用于安装切削刀的弹性安装座；所述弹性安装座由螺旋筒状的底座、若干个弯曲设置在底座一侧的弹性悬臂、倾斜设置在底座的另一侧用于与安装槽固定连接的底座固定板、以及设置在弹性悬臂悬置端的刀片安装板组成，所述切削刀与刀片安装板固定连接；
所述底座固定板置入安装槽内与安装槽的内壁固定连接，所述底座位于安装槽内的最凹点，所述弹性悬臂向外弯曲延伸穿出安装槽与刀片安装板固定连接，且所述弹性悬臂可在外力的作用下弯曲收拢带动切削刀缩入安装槽内。本发明将传统的固定安装切削刀片改造为具有自适应功能的弹性切削刀片机构，在切削刀受到过大阻力时可自动缩回到槽内，以减少刀具磨损并避免受到冲击损坏。
进一步地，所述切削刀与刀片安装板之间、所述底座固定板与安装槽之间均通过螺栓组件固定连接。
进一步地，所述切削刀包括刀片本体，所述刀片本体的长度方向一侧边缘设置有向下倾斜的楔形刀刃，所述刀片本体中部设置有若干个用于安装螺栓组件的通孔。
进一步地，所述刀爪为抗磨破碎刀爪或者硬质磨碎刀爪，所述刀爪通过螺栓组件与辊筒的外壁固定连接。这样，可以更好地适应不同硬度物料的破碎加工。
进一步地，所述抗磨破碎刀爪包括抗磨刀座，所述抗磨刀座的两侧边缘设置有抗磨刀刃，且抗磨刀座具有抗磨刀刃两侧的上表面设置有耐磨损层；所述磨刀座的中部设置有用于安装螺栓组件的第一安装沉孔。这样，通过设置耐磨损层可以增加抗磨破碎刀爪的耐磨性，延长其使用寿命。
进一步地，所述硬质磨碎刀爪包括硬质刀座，所述硬质刀座的两侧上表面上分别设置有若干个向上凸起具有锥顶角的硬质刀头，所述硬质刀头的中部设置有用于安装螺栓组件的第二安装沉孔。这样，可以增加硬质磨碎刀爪的硬度，延长其使用寿命。
再进一步地，所述刀爪组由2～3个沿辊筒轴向间隔布置的刀爪组成。
更进一步地，所述辊筒沿径向的横切面上相邻的切削刀机构的最凹点与刀爪的中心点之间的夹角α＝36°。这样，相当于辊筒的外壁沿其周向间隔设置有10个成行排列的切削刀组，切削刀组的布置密度最佳，破碎的工作效率最佳。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
其一，本发明采用刀爪组合的破碎方式，将刀片式和刀爪式两种刀具的功能和优势融合，既适应质地坚硬、单体直径及体积较大物料的破碎加工，也适应质地较为松弛、单体直径及体积较小物料的破碎加工，有效提高破碎加工机械的适用范围，可以完成多种生物质燃料的破碎加工作业。
其二，本发明采用刀片式和刀爪式两种刀具组合的工作方式，将两种刀具相隔排列呈螺旋方向设置，保障生物质燃料在破碎加工过程中沿轴向流动，随破碎辊回转直至完全破碎后排出，可有效提高破碎效率和加工质量。
其三，本发明将传统的固定安装切削刀片改造为具有自适应功能的弹性切削刀片机构，在切削刀片受到过大阻力时可自动缩回到槽内，以减少刀具磨损并避免受到冲击损坏；破碎刀爪可以更换为耐磨破碎刀头或硬质合金刀头，以适应不同硬度物料的破碎加工。
其四，刀爪组合生物质燃料破碎辊可完成多种类型生物质燃料的破碎加工作业，提高破碎机的作业效率与破碎质量、提高破碎机的工作寿命及降低功率消耗、降低破碎机的使用成本及运行费用，满足我国生物质燃料加工生产机械化的需求，加快农林业废弃物的综合利用，保护大自然环境及节能减排，促进我国生物质燃料综合利用的发展具有重要的现实意义和良好的应用前景。
附图说明
图1为一种刀爪组合式生物质燃料破碎辊的立体结构示意图；
图2为图1的侧视结构示意图；
图3为图2中弹性安装座的结构示意图；
图4为图2中切削刀的结构示意图；
图5为抗磨破碎刀爪的结构示意图；
图6为硬质磨碎刀爪的结构示意图；
图中，辊筒1、筒体1.1、幅盘1.2、转轴1.3、安装槽1.4、切削刀组2、切削刀机构2.1、切削刀2.11、刀片本体2.111、楔形刀刃2.112、通孔2.113、弹性安装座2.12、底座2.121、弹性悬臂2.122、底座固定板2.123、刀片安装板2.124、刀爪组3、刀爪3.1、抗磨破碎刀爪3.11、抗磨刀座3.111、抗磨刀刃3.112、耐磨损层3.113、第一安装沉孔3.114、硬质磨碎刀爪3.12、硬质刀座3.121、硬质刀头3.122、第二安装沉孔3.123。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细描述：
图中所示的一种刀爪组合式生物质燃料破碎辊，包括辊筒1，辊筒1由圆柱状的筒体1.1、设置在筒体1.1两端与其固定连接的幅盘1.2、以及设置在两个幅盘1.2中部的转轴1.3组成，两个幅盘1.2与筒体1.1的两端通过焊接的方式固定。辊筒1的外壁沿其周向间隔设置有若干成行排列的切削刀组2，每行切削刀组2由若干个沿辊筒1轴向间隔布置的可弹性弯曲式切削刀机构2.1组成，相邻两行切削刀组2上的切削刀机构2.1交错布置；辊筒1的外壁上对应设置有用于安装切削刀机构2.1的安装槽1.4。每行切削刀组2上的相邻两个切削刀机构2.1之间设置有刀爪组3，并且位于同一行上的刀爪组3与切削刀机构2.1交替布置；刀爪组3由若干个沿辊筒1轴向间隔布置的刀爪3.1组成，优选地，刀爪组3由2～3个沿辊筒1轴向间隔布置的刀爪3.1组成，辊筒1沿径向的横切面上相邻的切削刀机构2.1的最凹点与刀爪3.1的中心点之间的夹角α为36°。这样，通过采用刀爪组合的破碎方式，将刀片式和刀爪式两种刀具的功能和优势融合，既适应质地坚硬、单体直径及体积较大物料的破碎加工，也适应质地较为松弛、单体直径及体积较小物料的破碎加工，有效提高破碎加工机械的适用范围，可以完成多种生物质燃料的破碎加工作业。
切削刀机构2.1包括切削刀2.11和用于安装切削刀2.11的弹性安装座2.12；弹性安装座2.12由螺旋筒状的底座2.121、若干个弯曲设置在底座2.121一侧的弹性悬臂2.122、倾斜设置在底座2.121的另一侧用于与安装槽1.4固定连接的底座固定板2.123、以及设置在弹性悬臂2.122悬置端的刀片安装板2.124组成，切削刀2.11与刀片安装板2.124固定连接；底座固定板2.123置入安装槽1.4内与安装槽1.4的内壁固定连接，底座2.121位于安装槽1.4内的最凹点，弹性悬臂2.122向外弯曲延伸穿出安装槽1.4与刀片安装板2.124固定连接，且弹性悬臂2.122可在外力的作用下弯曲收拢带动切削刀2.11缩入安装槽1.4内。切削刀2.11与刀片安装板2.124之间、底座固定板2.123与安装槽1.4之间均通过螺栓组件固定连接。切削刀2.11包括刀片本体2.111，刀片本体2.111的长度方向一侧边缘设置有向下倾斜的楔形刀刃2.112，刀片本体2.111中部设置有若干个用于安装螺栓组件的通孔2.113。这样，将传统的固定安装切削刀片改造为具有自适应功能的弹性切削刀片机构，在切削刀片受到过大阻力时可自动缩回到槽内，以减少刀具磨损并避免受到冲击损坏。
上述技术方案中，刀爪3.1为抗磨破碎刀爪3.11或者硬质磨碎刀爪3.12，以适应不同硬度物料的破碎加工。刀爪3.1通过螺栓组件与辊筒1的外壁固定连接。抗磨破碎刀爪3.11包括抗磨刀座3.111，抗磨刀座3.111的两侧边缘设置有抗磨刀刃3.112，且抗磨刀座3.111具有抗磨刀刃3.112两侧的上表面设置有耐磨损层3.113；磨刀座3.111的中部设置有用于安装螺栓组件的第一安装沉孔3.114。硬质磨碎刀爪3.12由硬质合金制备而成，它包括硬质刀座3.121，硬质刀座3.121的两侧上表面上分别设置有若干个向上凸起具有锥顶角的硬质刀头3.122，硬质刀头3.122的中部设置有用于安装螺栓组件的第二安装沉孔3.123。
本发明作业时，生物质燃料进入刀爪组合生物质燃料破碎辊，刀爪3.1将质地坚硬、单体直径及体积较大物料采取冲击破碎的方式进行加工，刀片式切削刀2.11具同步将质地较为松弛、单体直径及体积较小物料采取切削的方式进行加工；切削刀2.11受到过大阻力时可自动缩回到槽内，以减少刀具磨损并避免受到冲击损坏；生物质燃料在破碎加工过程中沿轴向流动，随破碎辊回转直至完全破碎后排出，可完成多种类型生物质燃料的破碎加工作业，提高破碎机的作业效率与破碎质量、提高破碎机的工作寿命及降低功率消耗、降低破碎机的使用成本及运行费用，满足我国生物质燃料加工生产机械化的需求，加快农林业废弃物的综合利用，保护大自然环境及节能减排，促进我国生物质燃料综合利用的发展具有重要的现实意义和良好的应用前景。
以上仅为本发明的具体实施方式，应当指出，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭示的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种刀爪组合式生物质燃料破碎辊，包括辊筒(1)，其特征在于：所述辊筒(1)的外壁沿其周向间隔设置有若干成行排列的切削刀组(2)，每行所述切削刀组(2)由若干个沿辊筒(1)轴向间隔布置的可弹性弯曲式切削刀机构(2.1)组成，相邻两行所述切削刀组(2)上的切削刀机构(2.1)交错布置；
每行所述切削刀组(2)上的相邻两个切削刀机构(2.1)之间设置有刀爪组(3)，并且位于同一行上的刀爪组(3)与切削刀机构(2.1)交替布置；所述刀爪组(3)由若干个沿辊筒(1)轴向间隔布置的刀爪(3.1)组成。
2.根据权利要求1所述的刀爪组合式生物质燃料破碎辊，其特征在于：所述辊筒(1)由圆柱状的筒体(1.1)、设置在筒体(1.1)两端与其固定连接的幅盘(1.2)、以及设置在两个幅盘(1.2)中部的转轴(1.3)组成；所述辊筒(1)的外壁上对应设置有用于安装切削刀机构(2.1)的安装槽(1.4)。
3.根据权利要求2所述的刀爪组合式生物质燃料破碎辊，其特征在于：所述切削刀机构(2.1)包括切削刀(2.11)和用于安装切削刀(2.11)的弹性安装座(2.12)；
所述弹性安装座(2.12)由螺旋筒状的底座(2.121)、若干个弯曲设置在底座(2.121)一侧的弹性悬臂(2.122)、倾斜设置在底座(2.121)的另一侧用于与安装槽(1.4)固定连接的底座固定板(2.123)、以及设置在弹性悬臂(2.122)悬置端的刀片安装板(2.124)组成，所述切削刀(2.11)与刀片安装板(2.124)固定连接；
所述底座固定板(2.123)置入安装槽(1.4)内与安装槽(1.4)的内壁固定连接，所述底座(2.121)位于安装槽(1.4)内的最凹点，所述弹性悬臂(2.122)向外弯曲延伸穿出安装槽(1.4)与刀片安装板(2.124)固定连接，且所述弹性悬臂(2.122)可在外力的作用下弯曲收拢带动切削刀(2.11)缩入安装槽(1.4)内。
4.根据权利要求3所述的刀爪组合式生物质燃料破碎辊，其特征在于：所述切削刀(2.11)与刀片安装板(2.124)之间、所述底座固定板(2.123)与安装槽(1.4)之间均通过螺栓组件固定连接。
5.根据权利要求4所述的刀爪组合式生物质燃料破碎辊，其特征在于：所述切削刀(2.11)包括刀片本体(2.111)，所述刀片本体(2.111)的长度方向一侧边缘设置有向下倾斜的楔形刀刃(2.112)，所述刀片本体(2.111)中部设置有若干个用于安装螺栓组件的通孔(2.113)。
6.根据权利要求1～5任一项所述的刀爪组合式生物质燃料破碎辊，其特征在于：所述刀爪(3.1)为抗磨破碎刀爪(3.11)或者硬质磨碎刀爪(3.12)，所述刀爪(3.1)通过螺栓组件与辊筒(1)的外壁固定连接。
7.根据权利要求6所述的刀爪组合式生物质燃料破碎辊，其特征在于：所述抗磨破碎刀爪(3.11)包括抗磨刀座(3.111)，所述抗磨刀座(3.111)的两侧边缘设置有抗磨刀刃(3.112)，且抗磨刀座(3.111)具有抗磨刀刃(3.112)两侧的上表面设置有耐磨损层(3.113)；所述磨刀座(3.111)的中部设置有用于安装螺栓组件的第一安装沉孔(3.114)。
8.根据权利要求6所述的刀爪组合式生物质燃料破碎辊，其特征在于：所述硬质磨碎刀爪(3.12)包括硬质刀座(3.121)，所述硬质刀座(3.121)的两侧上表面上分别设置有若干个向上凸起具有锥顶角的硬质刀头(3.122)，所述硬质刀头(3.122)的中部设置有用于安装螺栓组件的第二安装沉孔(3.123)。
9.根据权利要求1～5任一项所述的刀爪组合式生物质燃料破碎辊，其特征在于：所述刀爪组(3)由2～3个沿辊筒(1)轴向间隔布置的刀爪(3.1)组成。
10.根据权利要求1～5任一项所述的刀爪组合式生物质燃料破碎辊，其特征在于：所述辊筒(1)沿径向的横切面上相邻的切削刀机构(2.1)的最凹点与刀爪(3.1)的中心点之间的夹角α＝36°。
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