CN108283912B - 生物颗粒燃料制粒装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及生物颗粒燃料加工技术领域，具体公开了一种生物颗粒燃料制粒装置，包括机架和工作台，机架安装有伸缩气缸和储料罐，伸缩气缸的输出端连接有推杆，工作台上安装有制粒罐，制粒罐内滑动连接有活塞，推杆与活塞连接；制粒罐的顶壁开设有通气孔，制粒罐的侧壁开设有若干制粒孔，制粒孔垂直于制粒罐的罐壁设置，制粒罐的外壁四周紧密配合有刀筒，刀筒与推杆之间固定连接有连杆，刀筒侧壁开设有若干位于同一水平面的通道，刀筒移动过程中通道与制粒孔间歇性接通；储料罐与制粒罐之间连通有进料管和出料管，进料管和出料管均安装有单向阀。本发明结构简单、易于生产，工作人员参与度少，自动化程度高，减少了企业的设备投资成本。
Description
技术领域
本发明涉及生物颗粒燃料加工技术领域，具体公开了一种生物颗粒燃料制粒装置。
背景技术
生物质颗粒燃料是一种由秸秆、花生壳等以及“三剩物”经过加工生产的颗粒状环保新能源，在制备生物质颗粒燃料的过程中，主要是通过制粒装置将原料制成粒状。现有的制粒装置包括模板、位于模板上方的压辊，模板上开设有若干成型通孔。在制粒过程中，工作人员先将物料放置在模板上，然后通过工作人员转动手柄带动压辊转动，使得原料在压辊的挤压作用下进入成型通孔内，压缩成圆柱颗粒状的燃料，最后从成型通孔的另一端挤出。但是由于需要工作人员手动转动手柄，因此制粒效率低，工作人员劳动强度大。
因此，申请号为201610009646.5的中国发明专利公开了一种生物质燃料制粒装置，包括转盘，用于驱动转盘转动的步进电机，绕着转盘中心轴线并以间隔90°的方式依次排布的进料工位、挤压工位、推料工位、切粒工位；所述转盘上绕其中心轴线圆周排列有四个储料盆，任意相邻两个储料盆的间隔角度为90°；所述储料盆的底壁上绕其中心轴线圆周排列有若干个成型通孔；所述储料盆的底部上安装有用于控制成型通孔下开口开闭的控制装置。该发明专利通过采用转盘、步进电机、进料工位、挤压工位、推料工位、切粒工位的结合设计，实现制粒，减少工作人员参与度，提高制粒效率。但是，该发明专利的机构较多、结构复杂，机构之间的连接节点增加，影响设备的传动效率、故障率高，企业的设备投资成本以及设备维护成本增加，不利于大规模推广使用。
发明内容
本发明意在提供一种生物颗粒燃料制粒装置，以解决现有技术中的生物质制粒装置存在机构复杂、故障率高、维护成本高、不利于推广使用的问题。
为了达到上述目的，本发明的基础方案为：生物颗粒燃料制粒装置，包括机架和工作台，所述机架固定安装有伸缩气缸和用于储存制粒原料的储料罐，伸缩气缸的输出端固定连接有推杆，工作台上固定安装有制粒罐，制粒罐内滑动连接有活塞，活塞将制粒罐分隔为上腔室和下腔室，推杆远离伸缩气缸的一端与活塞固定连接；所述制粒罐的上腔室顶壁开设有通气孔，制粒罐的下腔室侧壁上开设有若干制粒孔，制粒孔垂直于制粒罐的罐壁设置，制粒罐的外壁四周紧密配合有刀筒，刀筒与推杆之间固定连接有连杆，刀筒侧壁开设有若干通道，所述通道位于同一水平面上，刀筒移动过程中通道与制粒孔间歇性接通；所述储料罐与制粒罐的下腔室之间连通有进料管和出料管，进料管上固定安装有将原料导向下腔室的第一单向阀，出料管上固定安装有将原料导向储料罐的第二单向阀，第二单向阀为高压单向阀。
本基础方案的工作原理在于：启动伸缩气缸，伸缩气缸的输出端推动推杆向工作台方向移动，与推杆固定连接的活塞向下腔室方向滑动，压缩下腔室内的原料，原料受到挤压作用进入下腔室侧壁上的制粒孔内，此时刀筒紧贴制粒罐外圆周壁设置，原料不会挤出制粒孔，因此原料在制粒孔内挤压成型。随着活塞继续向下腔室方向滑动，通过连杆固定连接在推杆上的刀筒向工作台方向移动，过程中，刀筒上的通道与下腔室侧壁上的制粒孔接通，制粒孔内成型的原料在挤压作用下进入通道内。随着刀筒继续向工作台方向移动，通道与下一制粒孔再次接通，该制粒孔中挤压成型的原料在挤压作用下将通道内的上一个成型原料推出通道。随着通道与不同制粒孔的接通，成型原料即生物颗粒燃料不断制成。上述过程中，由于下腔室与储料罐之间连通有进料管和出料管，因此，在活塞向工作台方向滑动时，下腔室的体积减小，内压增大，在内压达到一定阈值时，原料能够从出料管流至储料罐内，使得活塞能够顺利向下腔室方向滑动。而伸缩气缸通过推杆带动活塞向上腔室方向滑动时，下腔室的体积增大，下腔室内形成负压，储料罐内的原料通过进料管进入下腔室内，实现原料的自动添加。
本基础方案的有益效果在于：
1、本基础方案中，利用刀筒上的通道和制粒罐侧壁上的不同制粒孔接通时，制粒孔中已经挤压成型的原料进入通道内，再经通道与制粒孔错开截断原料，使得生物颗粒燃料最终成型，实现制粒。相较于现有技术，本基础方案中的装置结构相对简单、装置故障率降低，工作人员的劳动强度低，同时能够减少企业的设备投资成本和维护成本。
2、本基础方案中，通过伸缩气缸机械化控制活塞和刀筒的移动速度，同时通过出料管上的第二单向阀保证下腔室的内压保持稳定，从而能够保证最终成型的生物颗粒燃料的长度保持一致，提高生物颗粒燃料的质量，提高产品的市场竞争力。
3、由于制粒罐的下腔室与储料罐之间连通着进料管和出料管，并且进料管上固定安装着第一单向阀，而出料管上固定安装着第二单向阀，因此，当制粒罐内的活塞在伸缩气缸的带动下往复滑动的过程中，能够实现原料在制粒罐和储料罐之间的转换，实现原料的自动进料，进一步提高本装置的自动化程度，提高制粒效率。
4、本基础方案中，由于通道和制粒孔的接通过程是：部分接通至完全接通，再是部分接通，最后完全错开，因此，制出的生物颗粒燃料的两端呈楔形，相较于一般的生物颗粒燃料，前者与氧气的接触面积更大，更容易燃烧，单位时间内产生的热量更多。
进一步，所述储料罐的顶壁开设有进料口，方便工作人员将原料添加至储料罐中。
进一步，所述刀筒的外壁沿其周向固定连接有用于接收生物颗粒燃料的接料盘，接料盘的边缘处沿其圆周固定连接有第一挡板。
从通道内掉出的生物颗粒燃料能够掉落在接料盘中聚集，避免其掉落在地面上，方便工作人员处理。
进一步，所述接料盘水平倾斜设置，第一挡板开设有第一通孔，第一通孔位于接料盘的最低处；所述第一挡板外壁竖直滑动连接有用于遮挡第一通孔的第二挡板，机架上固定连接有第三挡板，第三挡板的形状与第二挡板一致，第三挡板能与移动时的第二挡板相抵，第三挡板开设有第二通孔，第二通孔处固定连接有斜管，斜管下方放置有用于收集生物颗粒燃料的包装袋。
当刀筒上的通道与下腔室侧壁上的最后一圈制粒孔接通后，刀筒继续向工作台方向移动的过程中，第三挡板与第二挡板相抵，第三挡板对第二挡板施加支撑力，使得第二挡板与第一挡板发生相对滑动，第一挡板上的第一通孔和第三挡板上的第二通孔接通，接料盘内的生物颗粒燃料通过斜管滑入包装袋内，实现生物颗粒燃料的包装。
进一步，所述第二挡板远离工作台的一端固定连接有配重块，配重块与第一挡板远离工作台的一侧相抵。
刀筒向远离工作台方向移动的过程中，第三挡板不再与第二挡板相抵时，第二挡板在配重块的重力作用下复位，重新遮挡第一挡板的第一通孔。
进一步，所述通道与制粒孔的截面均呈圆形，通道的直径等于制粒孔的直径，所述制粒孔的直径为6-10mm。
当通道的直径等于制粒孔的直径时，能够避免生物颗粒燃料的直径在制粒过程中发生改变，从而保证其质量。而制粒孔的直径为6-10mm，符合生物颗粒燃料的长度要求。
附图说明
图1为本发明实施例的结构示意图；
图2为图1中通道和制粒孔接通时的俯视剖面示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细说明：
说明书附图中的附图标记包括：工作台1、伸缩气缸2、储料罐3、推杆4、制粒罐5、活塞6、上腔室7、下腔室8、制粒孔9、刀筒10、连杆11、通道12、接料盘13、第一挡板14、第一通孔15、第二挡板16、配重块17、第三挡板18、弹簧19、第二通孔20、斜管21、包装袋22、进料管23、出料管24、第一单向阀25、第二单向阀26。
本实施例基本如图1和图2所示，生物颗粒燃料制粒装置，包括机架和工作台1，机架固定安装有伸缩气缸2和用于储存制粒原料的储料罐3。伸缩气缸2的输出端固定连接有推杆4，工作台1上固定安装有圆柱形的制粒罐5，制粒罐5内滑动连接有活塞6，推杆4的下端与活塞6固定连接，活塞6将制粒罐5分隔为上腔室7和下腔室8。
制粒罐5的上腔室7顶壁开设有通气孔，制粒罐5的下腔室8侧壁上开设有若干制粒孔9，制粒孔9沿制粒罐5的径向设置，制粒孔9的截面呈圆形，制粒孔9的直径为8mm。制粒罐5的外壁沿其圆周紧密配合有刀筒10，刀筒10的截面形状为圆环状，刀筒10与推杆4之间固定连接有连杆11。刀筒10侧壁开设有若干通道12，通道12位于同一水平面上，通道12的截面呈圆形，刀筒10移动过程中通道12与制粒孔9间歇性接通，通道12的直径等于制粒孔9的直径。刀筒10的外壁沿其圆周固定连接有用于接收生物颗粒燃料的接料盘13，接料盘13的边缘处沿其圆周固定连接有第一挡板14。
接料盘13水平倾斜设置，接料盘13的左端高于其右端。第一挡板14开设有第一通孔15，第一通孔15位于接料盘13的最右端。第一挡板14外壁竖直滑动连接有用于遮挡第一通孔15的第二挡板16，第二挡板16的上端固定连接有配重块17，配重块17与第一挡板14的上端相抵。第二挡板16正下方设有第三挡板18，第三挡板18与机架之间固定连接有若干弹簧19。第三挡板18的形状与第二挡板16一致，第三挡板18能与移动时的第二挡板16相抵，第三挡板18开设有第二通孔20，第二通孔20处固定连接有斜管21，斜管21下方放置有用于收集生物颗粒燃料的包装袋22。
储料罐3的顶壁开设有进料口，储料罐3与制粒罐5的下腔室8之间连通有进料管23和出料管24，进料管23上固定安装有将原料导向下腔室8的第一单向阀25，出料管24上固定安装有将原料导向储料罐3的第二单向阀26，第二单向阀26为高压单向阀。
具体工作时，启动伸缩气缸2，伸缩气缸2的输出端推动推杆4向下移动，与推杆4固定连接的活塞6向下滑动，下腔室8的体积减小，下腔室8内的原料受到压缩，原料受到挤压作用后进入下腔室8侧壁上的制粒孔9内，此时刀筒10紧贴制粒罐5外圆周壁设置，原料不会挤出制粒孔9，因此原料在制粒孔9内挤压成型。
随着活塞6继续向下滑动，通过连杆11固定连接在推杆4上的刀筒10向下移动，于是，刀筒10上的通道12与下腔室8侧壁上的制粒孔9接通，制粒孔9内成型的原料在挤压作用下进入通道12内。这里，由于通道12和制粒孔9的接通过程为：部分接通至完全接通，再是部分接通，最后两者完全错开，因此，形成的生物颗粒燃料的两端呈楔形。
随着刀筒10继续向下移动，通道12与下一制粒孔9再次接通，该制粒孔9中挤压成型的原料在挤压作用下将通道12内的生物颗粒燃料推出通道12，生物颗粒燃料掉落在接料盘13内。由于接料盘13的左端高于其右端，因此，生物颗粒燃料聚积在接料盘13的右端。
上述过程中，由于下腔室8与储料罐3之间连通着进料管23和出料管24，因此，在活塞6向下滑动时，下腔室8的体积减小，内压增大，在内压达到第二单向阀26打开的压力时，下腔室8内的原料能够从出料管24流至储料罐3内，使得活塞6能够顺利向下滑动，同时保证下腔室8内的压力保持稳定。
当通道12与最后一圈制粒孔9接通后，刀筒10继续向下移动的过程中，第三挡板18的上端与第二挡板16的下端相抵，第三挡板18对第二挡板16施加向上的支撑力，使得第二挡板16与第一挡板14发生相对滑动，于是，第一挡板14上的第一通孔15和第三挡板18上的第二通孔20接通，接料盘13内的生物颗粒燃料通过斜管21滑入包装袋22内，实现生物颗粒燃料的包装。这里，第三挡板18和机架之间的弹簧19能够缓冲第三挡板18受到的向下的反作用力，并且为第三挡板18提供向下移动的空间。
生物颗粒燃料进入包装袋22后，伸缩气缸2的输出端通过推杆4带动活塞6向上滑动，下腔室8的体积增大，因此下腔室8内形成负压，储料罐3内的原料通过进料管23进入下腔室8内，实现原料的自动添加，提高装置的自动化程度，进而提高制粒效率。
推杆4向上移动时，刀筒10随之向上移动，接料盘13和第一挡板14向上移动，第二挡板16在配重块17的作用下与第一挡板14之间发生相对滑动，直至配重块17与第一挡板14的上端相抵，第二挡板16与第一挡板14一起向上移动，第二挡板16重新遮挡第一通孔15。
不断重复上述过程，实现生物颗粒燃料的制粒生产。
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。
Claims (6)
1.生物颗粒燃料制粒装置，包括机架和工作台，其特征在于：所述机架固定安装有伸缩气缸和用于储存制粒原料的储料罐，伸缩气缸的输出端固定连接有推杆，工作台上固定安装有制粒罐，制粒罐内滑动连接有活塞，活塞将制粒罐分隔为上腔室和下腔室，推杆远离伸缩气缸的一端与活塞固定连接；所述制粒罐的上腔室顶壁开设有通气孔，制粒罐的下腔室侧壁上开设有若干制粒孔，制粒孔垂直于制粒罐的罐壁设置，制粒罐的外壁四周紧密配合有刀筒，刀筒的截面形状为圆环状，刀筒与推杆之间固定连接有连杆，刀筒侧壁开设有若干通道，所述通道位于同一水平面上，刀筒移动过程中通道与制粒孔间歇性接通；所述储料罐与制粒罐的下腔室之间连通有进料管和出料管，进料管上固定安装有将原料导向下腔室的第一单向阀，出料管上固定安装有将原料导向储料罐的第二单向阀，第二单向阀为高压单向阀。
2.根据权利要求1所述的生物颗粒燃料制粒装置，其特征在于：所述储料罐的顶壁开设有进料口。
3.根据权利要求2所述的生物颗粒燃料制粒装置，其特征在于：所述刀筒的外壁沿其周向固定连接有用于接收生物颗粒燃料的接料盘，接料盘的边缘处沿其圆周固定连接有第一挡板。
4.根据权利要求3所述的生物颗粒燃料制粒装置，其特征在于：所述接料盘水平倾斜设置，第一挡板开设有第一通孔，第一通孔位于接料盘的最低处；所述第一挡板外壁竖直滑动连接有用于遮挡第一通孔的第二挡板，机架上固定连接有第三挡板，第三挡板的形状与第二挡板一致，第三挡板能与移动时的第二挡板相抵，第三挡板开设有第二通孔，第二通孔处固定连接有斜管，斜管下方放置有用于收集生物颗粒燃料的包装袋。
5.根据权利要求4所述的生物颗粒燃料制粒装置，其特征在于：所述第二挡板远离工作台的一端固定连接有配重块，配重块与第一挡板远离工作台的一侧相抵。
6.根据权利要求5所述的生物颗粒燃料制粒装置，其特征在于：所述通道与制粒孔的截面均呈圆形，通道的直径等于制粒孔的直径，所述制粒孔的直径为6-10mm。
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