CN109694764A - 一种秸秆生物质颗粒机的加热环模系统 - Google Patents

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Abstract

本发明属于生物燃料制造设备领域，通过提供一种专门用于生物质颗粒机的加热环模系统装置，提高生产效率、增加生物质颗粒机原料的适应性。采用的技术方案为从上到下依次包括圆环体压紧法兰、上加热元件、圆环体环模、下加热元件、圆环体环模底板，环模上部设置有容纳上加热元件上凹槽，环模底板上部设置有容纳下加热元件的下凹槽，压紧法兰、上加热元件、环模、下加热元件、环模底板通过紧固螺栓和通孔、固定孔加以固定，从而将上下加热元件分别密封在上下凹槽内与外界隔绝。上下加热元件采用电热棒或PTC加热棒，与压紧法兰、环模和环模底板紧密贴合保证导热良好。采用本发明装置的颗粒机，不需要拌料给机器预热，明显节约了开机时间。

Description

一种秸秆生物质颗粒机的加热环模系统
技术领域
本发明涉及生物燃料制造设备，尤其涉及一种秸秆生物质颗粒机的加热环模系统装置领域。
背景技术
生物质燃料是指将生物质材料燃烧作为燃料，一般主要有秸秆，即小麦、水稻、玉米、薯类、油菜、棉花、甘蔗和其它农作物在收获籽实后的剩余部分，以及其他用农林废弃物。秸秆做成的生物燃料环保无污染，生物质颗粒机是将秸秆加工成生物质燃料的重要工具，但是目前在现有技术中的秸秆等生物燃料颗粒机，开机和关机均需要打油料或潮湿水料，打油料或潮湿水料平均一台机器开机需准备10-20分钟，关机同样需要这些时间，从而导致造粒的时间长，效率低。此外，目前常规颗粒机很难压制成型超过20％水份的原料。常规做法要么将原料晾干，从而浪费大量时间。要么增加一台烘干设备，从而大大提高生产成本。
发明内容
解决的技术问题
针对现有技术的缺陷和不足，本发明通过提供一种专门用于生物质颗粒机的加热环模(环形模具)系统，提高生产效率、增加生物质颗粒机原料的适应性。
采用的技术方案
一种秸秆生物质颗粒机的加热环模系统装置，从上到下依次包括压紧法兰1、环模2、上加热元件4和/或下加热元件5、环模底板3，所述压紧法兰1为圆环体、环模2上部设置有容纳上加热元件4的上凹槽11和/或环模底板3上部设置有容纳下加热元件板5的下凹槽10，所述压紧法兰1、上加热元件4、环模2和/或所述环模2、下加热元件5、环模底板3通过机械连接结构加以固定，环模2和环模底板3均为圆环体，上加热元件4和/或下加热元件5被分别密封在上凹槽11和/或下凹槽10内与外界隔绝。
进一步，所述容纳上加热元件4的上凹槽11设置在压紧法兰1底部和/或下加热元件板5的下凹槽10设置在环模2的底部。
进一步，所述用于固定的机械连接结构为：均匀分布在压紧法兰1上的多个紧固螺栓上通孔6，均匀分布在环模2上对应带有内螺纹的上固定孔7；均匀分布在环模2底部的紧固螺栓下通孔8，均匀分布在环模底板3上的对应带有内螺纹的下固定孔9，紧固螺栓通过上通孔6和上固定孔7、下通孔8和下固定孔9将上加热元件4和/或下加热元件5紧密密封在上凹槽11和/或下凹槽10内，上加热元件4和/或下加热元件5与压紧法兰1、环模2、环模底板3紧密贴合从而保证导热良好。
进一步，所述上加热元件4和/或下加热元件5为环形电热棒或PTC加热棒，所述环形电热棒或PTC加热棒与压紧法兰1、环模2、环模底板3的轴心重合。
更进一步，所述压紧法兰1、环模2、环模底板3、紧固螺栓采用优质合金钢或不锈钢材料。
有益效果
1、本发明的加热环模系统装置，不需要拌料给机器预热，从而明显节约了开机时间，提高了工作效率。
2、本发明的加热环模系统装置，通过将加热元件设置在上凹槽和/或下凹槽内，在将拌料有效加热的同时，加热元件不会直接与干料接触，从而防止出现起火的生产事故，提高了安全性。
3、本发明的加热环模系统装置，能够实现对各种湿度原料的烘干，从而增强了其自身的原料适应性，提高了机器的适用范围，可以将潮湿的秸秆粉碎后进行压制，并且即使秸秆的含水量为25％，也不影响颗粒机的整体产能。
附图说明
图1是本发明加热环模系统装置的元件轴侧装配图，其中1为压紧法兰、2为环模、3为环模底板，4为位于环模上部的上加热元件、5为位于环模下方的下加热元件，6为上紧固螺栓通孔，7为带有内螺纹的上固定孔，8为下紧固螺栓通孔，9为带有内螺纹的下固定孔，10为下凹槽，11为上凹槽。
图2是本发明加热环模系统装置的主视图。
图3是本发明加热环模系统装置在颗粒机中具体使用部位的示意图。
具体实施方式
实施例1
为了使本发明装置的技术方案和优点更加清楚明白，以下结合附图，通过具体实施的方式来对本发明进行进一步的详细说明。应当特别指出，本说明书中所描述的具体实施方式仅用于解释本发明装置，而并不是用于限定本发明。参见图1、图2，本实施例1披露了一种秸秆生物质颗粒机环模的加热装置，包括压紧法兰1、环模2、环模底板3、位于环模上部的上加热元件4，位于环模2下方的下加热元件5，环模2和环模底板3上分别设置有容纳上加热元件的上凹槽11和下加热元件的下凹槽10，凹槽的大小形状与加热元件完全匹配，以便更好地完成热传导。压紧法兰1、环模2、环模底板3皆采用优质合金钢或不锈钢材料。需特别指出：在本实施例中，出于节省原料的目的，将环模2做成如图所示的上部小于底部的圆环体，其实完全可以将整个环模2做成外径和底部一样大小的均匀圆环体。环模2、环模底板3的内径大小不限，只要环的宽度能满足加工出容纳加热元件的凹槽以及固定用的孔，在本实施例中，优选为两者内径一样大小。6为上紧固螺栓通孔，7为对应带有内螺纹的上固定孔；8为下紧固螺栓通孔，9为对应带有内螺纹的下固定孔。上加热元件4和下加热元件5与压紧法兰1、环模2、环模底板3的轴心重合。紧固螺栓通过多个均匀分布在压紧法兰1上的通孔6和对应分布在环模2上带内螺纹固定孔7将上加热元件4紧密密封在上凹槽11中，仅留有电极与加热用电源进行电连接。同样，紧固定螺栓通过多个均匀分布在环模2底部边缘的通孔8和对应分布在环模底板3上带内螺纹固定孔9将下加热元件5紧密密封在下凹槽10中，仅留有电极与加热用电源进行电连接。必须指出，下凹槽10在本实施例中，其位置是将其加工在环模底板3上部，其实亦可以将其加工在环模2的底部，在原理上属于简单的等同变换。若将下凹槽10加工在环模2底部，再辅以在环模2下方铺上与其圆环等宽的石棉瓦等隔热垫，再将环模2与环模底板3机械连接，这样的结构完美地实现了环模2与固定用的颗粒机轴承座组件之间的热隔绝，其对物料的加热效率将比下凹槽10加工在环模底板3上的结构(本实施例1采用的结构)大大提高。同样，在本实施例1中采用的结构为将容纳上加热元件4的上凹槽11加工在环模2的上部，在实际应用中亦可将上凹槽11加工在压紧法兰1的底部，这种变换后的结构好处是相对于在环模上开槽，加工的工艺更加容易实现。在本实施例中，紧固螺栓也采用优质合金钢或不锈钢材料。上加热元件4、下加热元件5均与物料完全隔绝接触，上加热元件4与压紧法兰、环模完全贴合，下加热元件5与环模2、环模底板3完全贴合，以增强热传导的效率。在本实施例中，上加热元件4、下加热元件5采用环形电热棒，功率选用0.5kW-20kW。
如图3所示，本发明的加热环模系统装置通过螺栓连接或一体铸造于秸秆生物质颗粒机轴承座组件上，轴承座组件同轴连接主轴。压轮通过偏心轴、偏心轴调节环、连接板花键和连接板与动力系统相连接，设置在本加热环模系统装置的圆周之内，主轴与本加热环模系统装置轴心重合，在本加热环模系统装置外侧设有刮刀，物料进入秸秆生物质颗粒机进料口后，主电机通过减速机与主轴来带动压轮转动，将物料“吃”进压轮与本加热环模系统装置的间隙，通过刮刀将本加热环模系统装置孔中成型的颗粒刮断，通过出料口出料，潮湿的物料通过加热系统被加热到140℃，对秸秆碎屑进行软化，便于后续的压制成型。
实施例2
与实施例1类似，不同之处在于加热元件的个数和位置，在本实施例中的加热环模系统装置仅有上加热元件4，环模2上部设置有容纳上加热元件4的凹槽11，6为上紧固螺栓通孔，7为对应带有内螺纹的上固定孔。紧固螺栓通过多个均匀分布在压紧法兰上的通孔6和对应分布在环模2上带内螺纹固定孔7将上加热元件4紧密密封在上凹槽11中，仅留有电极与加热用电源电连接。在本实施例中，上加热元件4采用环形电热棒，所述环形电热棒与压紧法兰1、环模2、环模底板3的轴心重合。上加热元件4与物料完全隔绝接触，上加热元件4与压紧法兰1、环模2完全贴合，以增强热传导的效率。将本实施例的加热环模系统装置应用到秸秆生物质颗粒机中，环形电热棒功率选用2kW或5kW，潮湿的物料通过加热系统被加热到140℃，秸秆生物质颗粒机的其他参数如下表1所示：
表1采用本发明实施例2加热环模系统装置的不同功率颗粒机产量表
从表1可以明显看出，采用了本实施例2的加热环模系统装置的秸秆生物质颗粒机具有以下显著优点：
①开关机无需使用润滑料，节省了工作时间。
②明显提升设备产量。
③压制物料水份范围广，适用范围大，物料水份25％仍能压制成型。
与市场上热销的相同型号颗粒机进行对比：
目前国内生物质颗粒机市场还不是非常规范，没有形成完备的国家标准，整个行业还都是以企业自身定制的企业标准来执行，据不完全统计，国内的生物质颗粒机生产厂家约有500多家，集中于江苏，山东，河南和安徽等地。大多数企业以仿制为主，缺少自主知识产权，不同厂家的颗粒机型号也不同，很难找到全部与发明人研发的颗粒机型号一一对应的产品。因此，本发明对采用市场上使用最为广泛的90kW颗粒机与我方研发的颗粒机进行比较，数据来源于不同颗粒的生产厂家的反馈及发明人自身实验比较。全面对比颗粒的生产过程和产量。
与相同功率的市场其他机型相比，如表2所示，采用本发明加热环模系统装置的颗粒机产量约提高30％；压制水份的范围至25％，应用范围更广；开关机不需要打润滑油料，大大节省了工作时间，同时机器结构设计科学，偏心轴密封性好，打黄油的时间延长至3天才需要补充，极大减少了工人的工作强度。
表2采用本发明实施例2加热环模系统装置的90kW颗粒机生产过程与产能对比
表3采用本发明的55kW颗粒机与市场热销90kW颗粒机的生产过程与产能对比
从表2和表3的数据不难得出结论，采用本发明实施例2加热环模系统装置的55kW颗粒机，性能已经优于市场90kW颗粒机。
采用本发明环模系统装置的颗粒机具有如下优点：
1、不用开机打油料，目前市面上的机器开机及关机均需要打油料(或者潮湿水料)，打油料(或者潮湿水料)平均一台机器开机准备时间约10-20分钟，关机同样需要这些时间。本机器自带加热系统，可以通过加热磨具，进而对整个机器的舱体进行加热，软化原料，降低压制颗粒时的阻力，因此开机时，机器不需要打油料(或者潮湿水料)，减少了机器的非工作时间，以一个工厂四台机器计算，平均每天可节约时间4×40min(开机和关机打油料时间)＝160min，平均每天节约近3个小时，大大提高了生产效率及降低了生产成本。
2、机器可压制的秸秆碎屑或者木屑的水份可达25％。目前市面上用于压制生物质颗粒的原料来自于粉碎好的原料，原料水份不均一，而且由于阴雨等其他情况，原料的含水量往往大于20％，目前常规颗粒机很难压制成型超过20％水份的原料。常规做法要么将原料晾干，浪费大量工作时间；要么增加烘干设备，会大大提高生产成本，本发明实施例2加热环模系统装置的颗粒机自带加热环模系统，可大大提高了机器的原料适应性，提高了机器的适用范围。
实施例3
与实施例1类似，不同之处在于加热元件的个数和位置，在本实施例中仅有下加热元件5，环模底板3上方设置有容纳下加热元件5的凹槽10，8为下紧固螺栓通孔，9为对应带有内螺纹的下固定孔。紧固螺栓通过多个均匀分布在环模2上的通孔8和对应分布在环模底板3上带内螺纹固定孔9将下加热元件5紧密密封在凹槽10中，仅留有电极与加热用电源电连接。在本实施例中，下加热元件5采用环形电热棒，所述环形电热棒与压紧法兰1、环模2、环模底板3的轴心重合。下加热元件5与物料完全隔绝接触，下加热元件5与环模2、环模底板3完全贴合，以增强热传导的效率。环形电热棒的功率选用0.5kW-20kW，潮湿的物料通过加热系统被加热到140℃，对秸秆碎屑进行软化，便于后续的压制成型。
实施例4
与实施例1类似，在本实施例中，加热元件采用环形PTC加热棒。总体结构为压紧法兰1、环模2、环模底板3、位于环模上部的上PTC加热棒4，位于环模下方的下PTC加热棒5，环模2上部和环模底板3上方分别设置有容纳上PTC加热棒4的上凹槽11和下PTC加热棒5的下凹槽10，凹槽的大小形状与PTC加热棒完全匹配，以便更好地完成热传导。压紧法兰1、环模2、环模底板3皆采用优质合金钢或不锈钢材料。6为上紧固螺栓通孔，7为对应带有内螺纹的上固定孔；8为下紧固螺栓通孔，9为对应带有内螺纹的下固定孔。上PTC加热棒4和下PTC加热棒5与压紧法兰1、环模2、环模底板3的轴心重合。紧固螺栓通过多个均匀分布在压紧法兰上的通孔6和对应分布在环模2上带内螺纹固定孔7将上PTC加热棒4紧密密封在上凹槽11中，仅留有电极与加热用电源进行电连接。同样，紧固定螺栓通过多个均匀分布在环模2底部边缘的通孔8和对应分布在环模底板3上带内螺纹固定孔9将下PTC加热棒5紧密密封在下凹槽10中，仅留有电极与加热用电源进行电连接。紧固螺栓也采用优质合金钢或不锈钢材料。上PTC加热棒4、下PTC加热棒5均与物料完全隔绝接触，潮湿的物料通过加热系统被加热到140℃，对秸秆碎屑进行软化，便于后续的压制成型。
实施例5
与实施例4类似，不同之处在于加热元件的个数和位置，在本实施例中加热元件仅包括位于环模2上部的上PTC加热棒4，环模2上部设置有容纳上PTC加热棒4的上凹槽11，上凹槽11的大小形状与上PTC加热棒4完全匹配，以便在实现加热源密闭的同时又能更好地完成热传导。在本实施例中，上PTC加热棒4为环形，与压紧法兰1、环模2、环模底板3的轴心重合，控制PTC加热棒发热温度，潮湿的物料通过加热系统被加热到140℃，对秸秆碎屑进行软化，便于后续的压制成型。
实施例6
与实施例4类似，不同之处在于加热元件的个数和位置，在本实施中加热元件仅包括位于环模2下方的下PTC加热棒5，环模底板3上部设置有容纳下PTC加热棒5的下凹槽10，下凹槽10的大小形状与下PTC加热棒5完全匹配，以便在实现加热源密闭的同时又能更好地完成热传导。在本实施例中，下PTC加热棒4为环形，与压紧法兰1、环模2、环模底板3的轴心重合，控制PTC加热棒发热温度，潮湿的物料通过加热系统被加热到140℃，对秸秆碎屑进行软化，便于后续的压制成型。
以上6个实施例中，通过设置加热环模系统装置，减少了拌料时给机器预加热工序，节约了开机时间，提高了工作效率。使用时通过电热棒或PTC加热棒进行加热，从而能够实现对各种湿度原料的适应性，提高了颗粒机整机的适用范围，可以将潮湿的秸秆粉碎后进行压制，甚至秸秆的含水量高达25％时，都不影响生物质颗粒机的产能。
特别需要强调的是，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其它修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，譬如将本发明的加热环模系统装置应用到除秸秆以外的其他农林生物质颗粒机中，或者将加热元件更改为电热棒或PTC加热棒以外的发热元件，或者将加热元件的形状更改为环形以外的形状，也均应落在本发明的权利要求所要求保护的范围之内。

Claims (5)

1.一种秸秆生物质颗粒机的加热环模系统装置，其特征在于：该系统装置从上到下依次包括压紧法兰(1)、环模(2)、上加热元件(4)和/或下加热元件(5)、环模底板(3)，所述压紧法兰(1)为圆环体、环模(2)上部设置有容纳上加热元件(4)的上凹槽(11)和/或环模底板(3)上部设置有容纳下加热元件板(5)的下凹槽(10)，所述压紧法兰(1)、上加热元件(4)、环模(2)和/或所述环模(2)、下加热元件(5)、环模底板(3)通过机械连接结构加以固定，环模(2)和环模底板(3)均为圆环体，上加热元件(4)和/或下加热元件(5)被分别密封在上凹槽(11)和/或下凹槽(10)内与外界隔绝。
2.如权利要求1所述的一种秸秆生物质颗粒机的加热环模系统装置，其特征在于，所述容纳上加热元件(4)的上凹槽(11)设置在压紧法兰1底部和/或容纳下加热元件板(5)的下凹槽(10)设置在环模(2)的底部。
3.如权利要求1或2所述的一种秸秆生物质颗粒机的加热环模系统装置，其特征在于，所述用于固定的机械连接结构为：均匀分布在压紧法兰(1)上的多个紧固螺栓上通孔(6)，均匀分布在环模(2)上对应带有内螺纹的上固定孔(7)；均匀分布在环模(2)底部的紧固螺栓下通孔(8)，均匀分布在环模底板(3)上的对应带有内螺纹的下固定孔(9)，紧固螺栓通过上通孔(6)和上固定孔(7)、下通孔(8)和下固定孔(9)将上加热元件(4)和/或下加热元件(5)紧密密封在上凹槽(11)和/或下凹槽(10)内，上加热元件(4)和/或下加热元件(5)与压紧法兰(1)、环模(2)、环模底板(3)紧密贴合从而保证导热良好。
4.如权利要求3所述的一种秸秆生物质颗粒机的加热环模系统装置，其特征在于：所述上加热元件(4)和/或下加热元件(5)为环形电热棒或PTC加热棒，所述环形电热棒或PTC加热棒与压紧法兰(1)、环模(2)、环模底板(3)的轴心重合。
5.如权利要求1-4所述的任一种秸秆生物质颗粒机的加热环模系统装置，其特征在于：所述压紧法兰(1)、环模(2)、环模底板(3)、紧固螺栓均采用优质合金钢或不锈钢材料。
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