CN107599037B - 物料生产装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种挤出成型垂直矫正装置及物料生产装置，属于物料的加工领域。矫正装置包括电机和由其驱动转动的滚轮，滚轮包括滚轮轴和位于两端部且凸出滚轮轴设置的两个滚轮侧壁，滚轮轴与两个滚轮侧壁之间形成环形的凹陷部，凹陷部位于挤出装置出料口的正前方偏下位置，滚轮转动并带动由物料经凹陷部改变前进方向后沿竖直向下的方向运动，凹陷部的正下方安装有沿竖直方向布置的导料通道，用于引导由滚轮带动并传输的物料继续沿竖直向下的方向运动，以送入切割装置处进行切割。本发明的矫正装置能够矫正出料方向并调整出料速度，保证出料速度均匀，规整物料排列方向，同时实现对物料在竖直方向上的切粒，提升物料颗粒的均匀性和规整度。

Description

物料生产装置

技术领域

本发明属于物料的加工领域，涉及一种物料生产装置。

背景技术

催化剂物料广泛应用于化工生产、科学家实验以及生命活动中。其种类繁多，按状态可分为液体催化剂和固体催化剂；按照反应类型又分为聚合、缩聚、酯化、缩醛化、加氢、脱氢、氧化、还原、烷基化、异构化等催化剂。

催化剂的成型过程对催化剂的宏观结构和微观结构(比表面积、孔容及最可几孔径等)有着重要影响，而催化剂的结构能够决定其活性组分的分布以及在反应过程中的活性、选择性和寿命。因此，催化剂的生产成型加工过程是十分重要的。

催化剂的成型过程主要有压片成型和挤条成型，其次还有喷雾和滚球成型。采用压片成型生产的催化剂颗粒的尺寸均匀性好，但是其生产能力固定，并且压片成型会破坏催化剂的微观孔道结构，在加工对微观结构要求较高的催化剂如各种分子筛(ZSM-5分子筛、β分子筛、ZSM-35分子筛、MCM-41分子筛、MCM-22分子筛，SBA-15分子筛，钛硅分子筛等)和气体净化剂(脱硫剂、脱氯剂、脱磷剂、脱砷剂)时就不再适用。而采用挤条成型可以较好的保护微观结构的完整性，使催化剂的强度较高，同时，挤条成型设备单台产量大，适应环境能力强，因此挤条成型方法被广泛应用于催化剂的大型生产中。

但是，目前的挤条成型切粒设备在挤条过程中存在出料速度不均，物料容易发生水平窜动的问题，从而引起催化剂排列方向杂乱无章，形状非常不规则，直接导致催化剂无法应用于列管式等反应器中。

在挤条成型后需要对催化剂进行切割，目前的切粒方法主要是旋转刀或钢丝切粒、滚刀水平式切粒、横切式直刀切粒，这些切粒方法的切粒方向主要是水平方向切割，而水平方向切粒会由于重力的作用使催化剂下垂明显，切粒的变形大，均匀性差。

综上所述，亟需寻求一种能够矫正出料方向，调整出料速度，规整物料排列方向，能够实现对物料在竖直方向上的切粒，保证物料颗粒的均匀性和规整度的挤出成型垂直矫正装置及具有该挤出成型垂直矫正装置的物料生产装置。

发明内容

(一)要解决的技术问题

为了解决现有技术的上述问题，本发明提供一种挤出成型垂直矫正装置，该装置能够矫正出料方向并调整出料速度，保证出料速度均匀，规整物料排列方向，同时能够实现对物料在竖直方向上的切粒，有效提升物料颗粒的均匀性和规整度。

本发明还提供一种包括上述挤出成型垂直矫正装置的物料生产装置，该物料生产装置生产的物料颗粒的均匀性优良，切粒精度高。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

本发明提供一种挤出成型垂直矫正装置，包括第一电机和由第一电机驱动转动的滚轮，所述滚轮包括滚轮轴和位于滚轮轴的两端部且凸出滚轮轴设置的两个滚轮侧壁，所述滚轮轴的外壁与两个滚轮侧壁的内壁之间形成环形的凹陷部，所述凹陷部位于挤出装置的出料口的正前方偏下位置，所述滚轮转动并带动由挤出装置挤出的物料经凹陷部改变前进方向后沿竖直向下的方向运动，所述凹陷部的正下方安装有沿竖直方向布置的导料通道，用于引导由滚轮带动并传输的物料继续沿竖直向下的方向运动，以送入切割装置处进行切割。

优选的，所述导料通道安装在机架上，其包括位于上方的导引部和位于下方并与导引部连接的直筒部，所述导引部的中心开设有贯通整个导引部的第一轴向孔，所述直筒部的中心开设有贯通整个直筒部的第二轴向孔，所述第一轴向孔与第二轴向孔相连通，所述导引部用于收集由滚轮带动并传输的物料，以使物料通过第一轴向孔和第二轴向孔。

进一步的，所述导引部为上宽下窄的锥形筒结构。

优选的，所述第一电机依次与减速器、联轴器和第一传动轴连接，所述第一传动轴上安装有滚轮。

本发明还提供一种物料生产装置，包括用于挤条成型的挤出装置、切割装置和位于切割装置下方的收料装置，所述切割装置包括多个切割刀片，所述物料生产装置还包括如以上任一方案所述的挤出成型垂直矫正装置，所述导料通道位于切割装置的上方。

优选的，所述导料通道的下端的高度位置稍高于切割装置的切割刀片的高度位置。

优选的，所述切割装置还包括传动机构和由传动机构驱动转动且沿竖直方向设置的转动轴，所述转动轴的外部固定连接一连接套筒，所述连接套筒沿圆周方向呈径向辐射状布设有多个钢丝刀。

进一步的，所述切割装置还包括环形的外壳，每个钢丝刀的两端分别连接连接套筒和外壳。

优选的，所述传动机构包括第二电机、由第二电机驱动转动的第二传动轴和齿轮组件，所述齿轮组件包括主动齿轮和与主动齿轮相配合的被动齿轮，所述第二传动轴与主动齿轮连接，所述转动轴与被动齿轮连接。

进一步的，所述主动齿轮和被动齿轮均为锥形齿轮。

(三)有益效果

与现有技术相对比，本发明的优势具体如下：

在电机的驱动下，滚轮转动并带动挤出装置出料口挤出的物料在前进方向上经过滚轮上的凹陷部改变前进方向后沿竖直向下的方向做平稳运动，从而避免了物料在出料口附近产生堆积，保证了出料速度均匀，改变了物料的前进方向；同时，形成凹陷部的两个滚轮侧壁限制了物料在水平方向的窜动，进而规整了物料的排列方向，方便后续切粒工作，使切割出的物料(如催化剂)颗粒形状规则、均匀。

进一步的，本发明还增设了一导料通道，该导料通道可以引导由滚轮带动并传输的物料继续沿竖直向下的方向运动，以实现后续对物料在竖直方向上的切粒工作，从而充分减小了软料横向悬空切粒时软料由于没有支撑而变形的现象，进一步提升了切粒大小的均匀性和规整度。

附图说明

图1是本发明优选实施方式的物料生产装置的结构示意图；

图2是本发明优选实施方式的出料矫正装置的局部结构示意图；

图3是本发明优选实施方式的切割装置的结构示意图；

图4是本发明优选实施方式的导料通道的结构示意图；

图5是本发明优选实施方式的物料生产装置的侧视图；

图6是本发明优选实施方式的物料生产装置的剖视图；

图7是本发明优选实施方式的切割装置的传动机构的结构示意图。

图中：

1：第一电机；2：第一支撑装置；3：滚轮；4：第一传动轴；5：第二支撑装置；6：物料；7：联轴器；8：减速器；9：第一导料筒；10：第二导料筒；11：第三导料筒；12：第四导料筒；13：第五导料筒；14：外壳；15：钢丝刀；16：转动轴；17：第一支撑架；18：第一固定支撑板：19：进料筒；20:双螺杆挤压机；21：机架；22：第二电机；23：收料装置；24：第二固定支撑板；25：第三固定支撑板；26：第二支撑架；27：第二传动轴；28：第一直齿伞；29：第二直齿伞；30：连接套筒。

具体实施方式

为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。

优选实施方式

本优选实施方式提出一种物料生产装置，该物料生产装置包括挤出装置、矫正装置、切割装置和烘干装置。物料的生产工序依次为：混料→挤出成型→矫正→切粒→烘干。

以生产催化剂物料为例，上述各个组成装置的结构具体如下。

结合图1，调配好的催化剂原料通过进料筒19倒入双螺杆挤出机20后，物料6由五个出料口分别挤出。由于现有双螺杆挤出机20由于螺杆转速不等导致催化剂在出料口速度不均，产生水平窜动的问题，从而引起切粒时催化剂排列方向杂乱无章，难以保证后续切粒的均匀性。因此，本发明在双螺杆挤压机20的每个出料口处都设计了一个如下结构的矫正装置，用来矫正双螺杆挤出机20的出料方向并调整出料速度均匀，保证出料速度均匀，规整物料的排列方向，便于后续切割，有效提升物料6颗粒的均匀性和规整度。

具体的，如图2和图3所示，矫正装置包括出料矫正装置和导料装置。出料矫正装置主要由驱动滚轮的第一电机1、第一支撑装置2、带凹槽的滚轮3、第一传动轴4、第二支撑装置5、联轴器7、减速器8组成(参见图2)。电机1的电机轴与减速器8的输入轴相联，并通过第一支撑装置2和紧固件与双螺杆挤出机20固定。减速器8的输出轴通过联轴器7与第一传动轴4相连，第一传动轴4通过键连接安装带凹槽的滚轮3，第一传动轴4的末端通过滚动轴承与第二支撑装置5连接，第二支撑装置5通过紧固件固定在双螺杆挤出机20上。以上紧固件可以优选成本低的螺栓。

上述带凹槽的滚轮3包括滚轮轴和固定连接在滚轮轴两端部且凸出滚轮轴设置的两个圆形的滚轮侧壁，两个滚轮侧壁平行设置，且垂直于滚轮轴设置。滚轮轴的外壁与两个滚轮侧壁的内壁之间形成沿滚轮轴径向分布的环形凹陷部(即凹槽)，该凹陷部恰好位于每个出料口的正前方偏下位置，能够很好地支撑并带动经挤出后轻微下垂的物料6向前传送。滚轮3转动并带动由挤出装置挤出的物料6经凹陷部改变前进方向后沿竖直向下的方向运动。滚轮上的凹槽限制了物料6在水平方向的窜动，由于自身重力影响，同时靠滚轮3的带动，改变了其前进的方向，使物料6沿竖直向下的方向做平稳运动，从而避免了物料6在出料口附近产生堆积，保证了出料速度均匀，规整了物料6的排列方向，使物料6形状大小均一，方便后续切割，进而保证切割出的物料6颗粒形状规则、均匀。

上述的两个滚轮侧壁与滚轮轴可通过注塑成型方法形成一体式结构，增强了滚轮3的结构强度，进而提升了出料矫正装置整体结构的稳定性。

本优选实施方式的减速器8优选采用二级齿轮减速器，能够满足大减速比的动力传递要求。

将出料矫正装置的五个第一电机1的转速设置成相同，因此，五个滚轮的转速相同，使得经过滚轮3的物料6出料速度相同，五个出料口处挤出的物料6在前进方向做同步运动。

为了减小占地空间，不采用普通皮带传动装置，导料装置采用五个导料筒(导料通道)，参见图3和图4中的标记9、10、11、12、13。每个滚轮3的正下方设置有一与其对齐的导料筒，用来导正物料6继续沿竖直向下的方向运动，使其被准确送入切割装置处用于后续的切割，同时限制物料6乱晃，防止切粒过程中由于切割刀片对物料6的切割作用使物料6左右摆动的现象。

每个导料筒包括位于上端的导引部和位于下方并与导引部连接的直筒部，其中，导引部为上宽下窄的锥形筒(漏斗形状)，导引部的中心开设有贯通整个导引部的第一轴向孔，直筒部为一段带有一定拔模斜度的长直筒，与锥形筒焊接连接，并通过与其过盈配合的第一固定支撑板18与机架21焊接连接。直筒部的中心开设有贯通整个直筒部的第二轴向孔，第一轴向孔与第二轴向孔相连通。上述形状的导引部能够方便收集由出料矫正装置的滚轮3带动并传输的物料6，使物料6精确地进入并通过第一轴向孔和第二轴向孔中。

在本发明中，每个导料筒的下端的高度位置稍高于切割装置的切割刀片的高度位置，如此，不仅可以用于切割软料时对软料进行支撑，使物料6本身不乱晃，而且能够使物料6较少的暴露在外面，保证切割完物料6后切粒不乱飞而落进收料装置23中。

经由出料矫正装置矫正后的物料6通过落入正下方相应的导料筒中，可被送到切割装置处进行后续切粒。物料6从出料矫正装置落下后，若不与导料筒的轴向孔对齐，靠其上方的漏斗导正将物料6送进轴向孔中，靠滚轮3对物料6的传动力和物料6自身的重力将物料6运送到切割装置处。

普通传统的切割装置多为横向切割方式，无法解决软料切割过程中的变形问题。本发明采取钢丝刀15在竖直方向上切割物料6，减少软料因自身重力变形导致切粒不均匀的问题，同时采用钢丝刀15切粒，不仅重量轻，避免给其传动机构造成较大负荷，而且减少了软料因黏性粘连在刀片上造成切粒本身精度的下降。

结合图3、图5和图6，该切割装置主要由四个钢丝刀15、环形的外壳14、连接套筒30、第二电机22、第二支撑架26、第二传动轴27及相配合的轴承、沿竖直方向设置的转动轴16及与其相配合的圆锥滚子轴承、第一直齿伞28及与其配合的第二直齿伞29(齿轮组件)、第一支撑架17、第二固定支撑板24和第三固定支撑板25组成。其中，如图7所示，切割装置的传动机构主要由第二传动轴27、转动轴16、第一直齿伞28及第二直齿伞29组成。

支撑架26焊接在机架21上，第二电机22通过螺钉固定安装在支撑架26上，第二电机22的电机轴通过联轴器与第二传动轴27连接，第一直齿伞28与第二传动轴27键连接，第二传动轴27靠轴承连接在第二固定支撑板24上，第二固定支撑板24焊接连接在机架21上。第一支撑架17与机架21焊接连接，第三固定支撑板25焊接在第二固定支撑板24上，转动轴16靠圆锥滚子轴承与第一支撑架17和第三固定支撑板25连接。连接套筒30与转动轴16键连接，连接套筒30沿圆周方向呈径向辐射状均布设有四个钢丝刀15，每个钢丝刀15的两端分别与连接套筒30的外壁和外壳14的内壁焊接连接。第二直齿伞29与转动轴16键连接，与第一直齿伞28配合转动，从而改变第二电机22驱动的方向，达到在竖直方向上切割的目的。

工作过程中，由第二电机22驱动第二传动轴27转动，带动键连接在传动轴上的第一直齿伞28转动，从而带动与其相配合的第二直齿伞29转动。第二直齿伞29键连接在转动轴16上，从而使得四个钢丝刀15与外壳14连同转动轴16一同转动，通过导料筒与转动钢丝刀15的相对运动实现对物料6的切割，切粒通过钢丝刀15与外壳14之间的空隙落入收料装置23中，实现物料6的收集。

需要特别说明的是，结合图3，外壳14是用以阻挡切粒乱飞的现象。物料6由导料筒进入切割装置后，靠导料筒的支撑与转动钢丝刀15的相对运动实现切粒功能。而由于钢丝刀15转速高、切粒本身小，所以会由于切粒在下落过程中与钢丝刀15相撞导致切粒乱飞，外壳14从而阻挡乱飞的切粒，使其准确落入收料装置23中。

为了方便快捷地安装，减少安装空间，上述的齿轮组件采用相配合的第一直齿伞28和第二直齿伞29，即转动轴16和第二传动轴27之间形成90°的夹角。当然，当转动轴16和第二传动轴27之间形成非90°的锐夹角时，上述的第一直齿伞28和第二直齿伞29可以采用具有其他倾斜角度的两个相配合的锥形齿轮来代替。当转动轴16与第二传动轴27平行时，也可以只需要采用相配合的两个直齿轮即可。

由于切粒工作是在竖直方向进行的，所以可以充分减小软料横向悬空切粒时软料由于没有支撑而变形的现象，使得切粒大小均匀。而钢丝刀切粒，重量轻，减少其对传动装置的负荷，同时减少软料因黏性粘连在刀片上造成切粒本身精度的下降。

需要说明的是，本发明的物料生产装置可以用来对催化剂或除催化剂以外的其他固态物料进行生产制备，生产工序主要依次包括挤出成型、矫正、切割及烘干。

以上结合具体实施方式描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明保护范围之内。

Claims (7)

1.一种物料生产装置，包括用于挤条成型的挤出装置、切割装置和位于切割装置下方的收料装置(23)，所述切割装置包括多个切割刀片，其特征在于，所述物料生产装置还包括挤出成型垂直矫正装置；

所述挤出成型垂直矫正装置包括第一电机(1)和由第一电机(1)驱动转动的滚轮(3)，所述滚轮(3)包括滚轮轴和位于滚轮轴的两端部且凸出滚轮轴设置的两个滚轮侧壁，所述滚轮轴的外壁与两个滚轮侧壁的内壁之间形成环形的凹陷部，所述凹陷部位于挤出装置的出料口的正前方偏下位置，所述滚轮(3)转动并带动由挤出装置挤出的物料(6)经凹陷部改变前进方向后沿竖直向下的方向运动，所述凹陷部的正下方安装有沿竖直方向布置的导料通道，用于引导由滚轮(3)带动并传输的物料(6)继续沿竖直向下的方向运动，以送入切割装置处进行切割，所述导料通道位于切割装置的上方；

所述切割装置还包括传动机构和由传动机构驱动转动且沿竖直方向设置的转动轴(16)，所述转动轴(16)的外部固定连接一连接套筒(30)，所述连接套筒(30)沿圆周方向呈径向辐射状布设有多个钢丝刀(15)；

所述挤出成型垂直矫正装置中的所述导料通道安装在机架(21)上，其包括位于上方的导引部和位于下方并与导引部连接的直筒部，所述导引部的中心开设有贯通整个导引部的第一轴向孔，所述直筒部的中心开设有贯通整个直筒部的第二轴向孔，所述第一轴向孔与第二轴向孔相连通，所述导引部用于收集由滚轮(3)带动并传输的物料(6)，以使物料(6)通过第一轴向孔和第二轴向孔。

2.如权利要求1所述的物料生产装置，其特征在于，所述导引部为上宽下窄的锥形筒结构。

3.如权利要求1所述的物料生产装置，其特征在于，所述第一电机(1)依次与减速器(8)、联轴器(7)和第一传动轴(4)连接，所述第一传动轴(4)上安装有滚轮(3)。

4.如权利要求1所述的物料生产装置，其特征在于，所述导料通道的下端的高度位置稍高于切割装置的切割刀片的高度位置。

5.如权利要求1所述的物料生产装置，其特征在于，所述切割装置还包括环形的外壳(14)，每个钢丝刀(15)的两端分别连接连接套筒(30)和外壳(14)。

6.如权利要求1所述的物料生产装置，其特征在于，所述传动机构包括第二电机(22)、由第二电机(22)驱动转动的第二传动轴(27)和齿轮组件，所述齿轮组件包括主动齿轮和与主动齿轮相配合的被动齿轮，所述第二传动轴(27)与主动齿轮连接，所述转动轴(16)与被动齿轮连接。

7.如权利要求6所述的物料生产装置，其特征在于，所述主动齿轮和被动齿轮均为锥形齿轮。