CN111587678B - 一种简易高效的秸秆超细化粉碎工艺及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种简易高效的秸秆超细化粉碎工艺及装置。是农作物秸秆粉碎的工艺方法和粉碎设备。其目的是提供一种对农作物秸秆进行超细化粉碎的工艺方法和设备，从而得到精细的秸秆粉料以配制饲料和其他用途。本发明的工艺程序为1、秸秆原料初碎；2、秸秆初碎料的二次粉碎和筛分分离；3、细料收集和集料仓除尘；本发明实施所需的装置由设备支架、秸秆初碎装置、除尘装置、旋转筛分装置、秸秆细碎装置和集料仓组成，秸秆初碎装置包含一对托辊筛网和齿条，除尘装置含有缓冲气包、引风机、抽气管、排气排尘管和洗尘水箱；旋转筛分装置由筛网和骨架构成，细碎装置设有细碎刀具组，是细碎的核心部件。本发明主要用于农作物秸秆的超细化粉碎。

Description

一种简易高效的秸秆超细化粉碎工艺及装置

技术领域

本发明涉及农作物秸秆粉碎的工艺方法和粉碎设备，具体是一种简易高效的秸秆超细化粉碎工艺及装置。

背景技术

随着科技的不断发展，人们在生产家畜、家禽的伺料时常常用农作物秸秆做配料，不仅因为秸秆做配料成本较低，且充分利用秸秆的营养成分，既不影响畜禽的进食量，还有促进消化的作用。但秸秆中木质纤维素的紧密结合，又不利于动物的消化吸收。因此，生产秸秆伺料时，首先要对秸秆进行清洗和粉碎，而现有的粉碎方法和粉碎设备可将秸秆粉碎到一定的细度，但后续碎料无法清洗，且细度也不能达到理想程度。因此迫切需要一种满足需要的工艺方法和设备。

发明内容

本发明的目的是提供一种简易高效的秸秆超细化粉碎工艺及装置，利用本工艺及装置对农作物秸秆进行二次粉碎、筛分分离和抽吸除尘，以制备出秸秆粒径为2mm以下的干净秸秆粉料，用以配制饲料和其他多种用途。

本发明的技术方案如下：秸秆超细化粉碎工艺程序为：

第一步，秸秆原料初碎：取一定量的原料秸秆捆，自然风干，加入秸秆初碎装置3中，原料秸秆捆在由主动托辊组传动电机带动的V型托辊组输送带牵引力作用下进入一定转速的星型刀辊组间，粉碎成一定粒度的秸秆段，由除尘装置4抽吸除去秸秆初碎装置3内产生的粉尘，使之进入洗尘水箱；

第二步，秸秆初碎料的二次粉碎和筛分分离；

第一步工序得到的秸秆初碎料从秸秆初碎装置3底部的出料口自重排出，落入倾斜安置的旋转筛分装置5的进料口并进入滚筒式旋转筛分室内，滚筒式旋转筛分室的旋转运动带动物料旋转和离心抛落下移，与置于滚筒式旋转筛分离室内同轴线且反向旋转的秸秆细碎装置6的剪切刀具组接触，进行二次剪切粉碎；粉碎后的细料经过滚筒式旋转筛分室一定孔径的筛网外壳上的筛分孔，落入正下方的集料仓7内，粗料继续离心抛落和向下迁移，继续与秸秆细碎装置6的刀具组接触，进行再次粉碎，如此进行，直至粗料全部粉碎为细料并落入集料仓为止，二次粉碎和筛分分离过程结束；

第三步，细料收集及集料仓除尘：集料仓7中细料达到半仓时，开启星形卸料器8放料运出储存，同时在此过程中，滚筒式旋转筛分室外围设置的除尘密封式集料仓7上部连通除尘装置4，抽吸除去集料仓7剩余的少量粉尘，使之落入洗尘水箱。工序完成。

本发明工艺方法所需的装置包括设备支架和星形卸料器，其工作部件有秸秆初碎装置、除尘装置、旋转筛分装置、秸秆细碎装置和集料仓；所述秸秆初碎装置包括初碎室上腔体、初碎室中腔体以及初碎室下腔体，初碎室上腔体上部有进料口，初碎室上腔体内装有主动托辊组和从动托辊组所述V型托辊组输送带包括呈V形布置的主动托辊组输送带和从动托辊组输送带，所述主动托辊组上安装有所述主动托辊组输送带，所述从动托辊组上安装有所述从动托辊组输送带，初碎室中腔体内装有星形主动刀辊、星形从动刀辊、齿条一以及W形筛网，初碎室中腔体外部装有星形主动刀辊传动电机和所述主动托辊组传动电机；所述除尘装置位于集料仓的右方，由洗尘水箱，引风机、缓冲气包、抽气管I、抽气管II、排气排尘管以及控制阀构成；所述旋转筛分装置位于所述秸秆初碎装置和所述集料仓之间且其呈倾斜状安装在所述设备支架上，包括滚筒式旋转筛分室腔体外壳、筛网、进料挡板、后挡板、转轴支架，筛分室腔体外壳为圆筒形，其上带有筛网和齿条二，所述筛网包括菱形孔筛网和小圆孔筛网；所述秸秆细碎装置装于滚筒式旋转筛分室的内腔，所述秸秆细碎装置包括转轴一、细碎刀具组，细碎刀具组的刀片装在转轴一上，转轴一通过轴承一安装在设备支架上，中间置于筛分室内的转轴支架上，转轴一由传动电机一带动；所述集料仓为除尘密封式细粉集料仓，且其位于所述滚筒式旋转筛分室的下部，其下端装星形卸料器；上述部件构成完整的超细化粉碎装置。

和现有技术比较，本发明的有益效果在于：1、秸秆原料分步粉碎，所得秸秆粉料粒度均匀，先经秸秆初碎装置3的刀辊剪切秸秆，不缠辊，易于粉碎成10mm以下的秸秆段；2、便于细小泥土的粉碎和抽吸除去，使粉尘从秸秆段中分离出来，保证秸秆的清洁和质量；3、由于设有除尘装置和除尘密封式细料仓抽吸除尘，除尘效率高，所得秸秆碎料含尘量低，进一步提高产品质量，便于后续应用；4、秸秆初碎料经过倾斜而又旋转的筛分装置，使物料打散和缓慢下移，筛分分级分离更为彻底；5、秸秆细碎装置装于筛分装置内腔，结构紧凑，二者旋转方向相反但相互耦合，高速旋转的剪切刀具和装于筛分室腔体上的齿条，交错剪切，利于把不过筛的2～10mm的秸秆粗料剪切为2mm以下的细料，使物料的粉碎、筛分更为彻底。

附图说明

图1-本发明超细化粉碎装置结构图

图2-本发明秸秆初碎装置剖视图

图3-图2中A-A剖视图

图4-本发明除尘装置、秸秆初碎装置和集料仓安装位置示意图

图5-本发明旋转筛分装置和秸秆细碎装置相互位置示意图

图6-图5中B-B切面图

图7-旋转筛分装置骨架轴测图

图8-旋转筛分装置轴测图

图9-秸秆细碎装置正视图

图10-图9中C-C剖视图

图面说明：

图1中：1-设备支架2-原料秸秆捆3-秸秆初碎装置4-除尘装置5-旋转筛分装置6-秸秆细碎装置7-集料仓8-星形卸料器

图2中：(顺时针方向)：1-设备支架2-原料秸秆捆301-进料口盖板302-V型进料口2-原料秸秆捆303-从动托辊组304-从动托辊组输送带305-初碎室上腔体4-除尘装置306-初碎室中腔体307-星形从动刀辊308-初碎室下腔体309-出料口310-星形主动刀辊311-W形筛网312-齿条一313-主动托辊组输送带314-主动托辊组

图3中(顺时针方向)：301-进料口盖板2-原料秸秆捆302-V型进料口305-初碎室上腔体306-初碎室中腔体315-星形主动刀辊传动电机308-初碎室下腔体309-出料口1-设备支架311-W形筛网307-星形从动刀辊312-齿条一317-传动皮带316-主动托辊组传动电机303-从动托辊组304-从动托辊组输送带

图4中(顺时针方向)：1-设备支架7-集料仓4074-抽吸风帽4073-二次吸气分管3-秸秆初碎装置4064-抽吸风帽4063-二次抽气分管4062-抽气管I二次抽气总管4061-抽气管I控制阀406-抽气管I405-缓冲气包407-抽气管II4071-抽气管II控制阀4072-抽气管II二次抽气分管404-控制阀403-引风机402-排气排尘管401-洗尘水箱8-星形卸料器

图5中(逆时针方向)：61-传动电机一62-轴承二63-轴承座一64-联轴器65-轴承一66-轴承座二67-轴套68-后挡板557-翻边692-细碎刀具693-垫板694-转轴一556-筛网555-筛分室腔体外壳554-齿条二553-轴承套星形支架53B-轴承支座52B-轴承套552-转轴星形支架551-进料挡板54-转轴二53A-轴承支座52A-轴承三51-传动电机二1-设备支架55-滚筒式旋转筛分室696-螺母695-定位挡板69-细碎刀具组1-设备支架691-定位板

图6中(顺时针方向)：6921-剪切刀片554-齿条二555-筛分室腔体外壳556-筛网694-转轴一6922-刀片周向分布定位板693-垫板6941-轴键557-翻边5571-螺孔

图7中(顺时针方向)：1-设备支架51-传动电机二52A-轴承三53A-支座54-转轴二551-进料挡板552-转轴星形支架553-轴承套星形支架53B-轴承支座554-齿条二555-筛分室腔体外壳557-翻边5571-螺孔558-加强筋559-周向加强筋

图8中(顺时针方向)：1-设备支架558-筛网轴向固定加强筋51-传动电机二52A-轴承三53A-支座54-转轴二559-筛网周向固定加强筋551-进料挡板556A-菱形孔筛网556B-小圆孔筛网557-翻边5571-螺孔

图9中(逆时针方向)：61-传动电机一62-轴承二63-轴承座一64-联轴器65-轴承一66-轴承座二67-轴套68-后挡板692-细碎刀具693-垫板694-转轴一695-定位挡板696-螺母69-细碎刀具组691-定位板1-设备支架

图10中(顺时针方向)：6921-剪切刀片694-转轴一6922-刀片周向分布定位板693-垫板6941-轴键681-螺孔68-后挡板

具体实施方式

下面说明本发明秸秆超细化粉碎工艺的具体实施方式，实施工艺程序如下：

第一步秸秆初碎：将待处理的一定量的小麦/玉米/油料秸秆捆2(图1所示)经自然风干后，拆包，排放在秸秆初碎装置3的V型进料口302(图2所示)处的操作平台上，推料进入初碎室上腔体305内，盖上盖板301，原料夹在初碎室上腔体305上部由主动托辊组314和从动托辊组303带动的表面呈凹凸状的V型托辊组输送带中，主动托辊组传动电机316带动主动托辊组314旋转，原料秸秆捆2在主动托辊组输送带313和从动托辊组输送带304中受到向下的摩擦力，原料秸秆捆表层剥离，继而进入下方的星形主动刀辊310和从动刀辊307组成的星形刀辊组之间进行剪切破碎，由星形主动刀辊传动电机315带动星形主动刀辊310转动，部分未切碎的秸秆料带入星形主动刀辊310和从动刀辊307下端，被刀辊齿搅拌带起，与水平安置的位于初碎室中腔体上的齿条一312共同作用再次剪切破碎，碎料落入下端初碎室中腔体306内的不锈钢材质的W形筛网311上，经W形筛网311筛分后的碎料落入初碎室下腔体308内，通过L形出料口309排入旋转筛分装置5和秸秆细碎装置6内进行二次粉碎。此过程中除尘装置4抽吸秸秆初碎装置3中产生的粉尘，使之进入洗尘水箱401内。

第二步秸秆料二次粉碎和筛分分离；

经过秸秆初碎装置粉碎并经除尘的初碎料经出料口309排出并从倾斜安置的旋转筛分装置5的左端进料口进入滚筒式旋转筛分室55内，传动电机二51带动转轴二54进而带动转轴星形支架552转动，带动装于支架上的筛分室转动，物料在筛分室内旋转和离心抛落，向下迁移，与秸秆细碎装置6的细碎刀具组69接触，进行二次剪切粉碎，秸秆细碎装置6装在筛分室内右部，与滚筒式旋转筛分室同轴线且反向旋转；粉碎后的细料通过滚筒式旋转筛分室55上的筛网落入下方的集料仓7中集料；同时粗料继续离心抛落和向下迁移，重复上述两次剪切过程，直到粗料全部被切碎并通过筛网落入集料仓，二次粉碎和筛分分离过程结束。

第三步细料收集及集料仓除尘：当集料仓7中集料达到半仓时，开启下方的星形卸料器8放料运走。集料仓7为除密封式集料仓，放料过程中开启与集料仓连通的除尘装置4，抽吸除去集料仓7中剩余的少量粉尘，粉尘落入洗尘水箱；

除尘装置4分别对秸秆初碎装置3和集料仓7抽吸除尘；在秸秆初碎过程中除尘装置4的引风机403提供负压气体，该气体离引气口从近到远依次通过控制阀404、缓冲气包405、抽气管工406、控制阀4061、抽气管I二次抽气总管4062、与抽气管I二次抽气总管4062相连的抽气分管4063、与4063相通装于秸秆初碎装置3内的抽吸风帽4064；将秸秆初碎装置3腔体内的粉尘吸到引风机403内，由403的排气口排出，经过排气排尘管402引入洗尘水箱401中用水吸收。同样的过程通过抽气管II407、控制阀4071、抽气管II二次抽气分管4072、二次抽气分管4073及抽气风帽4074，将粉尘抽吸到引风机403内，由排气口排出，引入洗尘水箱用水吸收。

以小米秸秆为例，取秸秆原料1000g，用清水快速清洗3次，总用水量5L，离心甩干物料，并蒸发烘干，加入泥砂杂物净重20.7g，粉碎后抽气除尘，收集到泥沙杂物5.8g，脱尘率达72％，说明本方法的抽吸除尘效果良好。

下面结合附图说明本发明工艺装置的具体实施方式：如图1所示，本发明的装置包括设备支架1、秸秆初碎装置3、除尘装置4、旋转筛分装置5、秸秆细碎装置6、集料仓7和星形卸料器8；所述秸秆初碎装置3置于设备左上部，如图3所示，包括进料口盖板301、V形进料口302、从动托辊组303、从动托辊组输送带304、秸秆初碎室上腔体305、秸秆初碎室中腔体306、星形从动刀辊307、秸秆初碎室下腔体308、出料口309、星形主动刀辊310、W形筛网311、齿条一312、主动托辊组输送带313和主动托辊组314，如图3所示，右端装有星形主动刀辊传动电机315、左上部装有主动托辊组传动电机316和主动托辊组传动皮带317。所述除尘装置4(如图4所示)布置在集料仓的右方，包括洗尘水箱401、排气排尘管402、引风机403、控制阀404、缓冲气包405、抽气管I406、抽气管I控制阀4061、抽气管I二次抽气总管4062、二次抽气分管4063、抽气风帽4064、抽气管II407、抽起管II控制阀4071、抽气管II二次抽气分管4072、二次抽气分管4073、抽气风帽4074；所述旋转筛分装置(如图5～图8所示)置于设备的中部，呈倾斜状安装在设备支架1上，筛分室腔体外壳555呈圆筒形，其骨架上装有筛网556、齿条二554，右端有翻边557，翻边上制有螺孔5571，用螺钉固定后挡板68，筛分室骨架上安装筛网556，用轴向固定加强筋558和圆周向固定加强筋559来支撑固定。筛网556有不锈钢菱形孔筛网556A和不锈钢小圆孔筛网556B两种。筛分室左端有进料挡板551，转轴二54左端与传动电机二51连接，转轴二54左端通过轴承三52A、轴承套53A装在设备支架1上，右端伸入筛分室内，通过转轴星形支架552、轴承套星形支架553和轴承套52B、轴承支座53B与壳体连为一体；所述秸秆细碎装置6(如图5、图6、图9、图10所示)，置于滚筒式旋转筛分室55内腔右部，包括转轴一694和细碎刀具组69，转轴一694右部装有轴套67和后挡板68(其上有螺孔681)，转轴一694的右端通过联轴器64与传动电机一61连接，转轴一694通过轴承一65、轴承二62、轴承座一63以及轴承座二66安装在设备支架1上，细碎刀具组69装在转轴一694上，由轴键6941传动，如图4所示，细碎刀具组右端装有起始定位板691，接着安装细碎刀具692，刀具之间垫板693，末端安装末端定位挡板695用螺母696紧固；细碎刀具692由剪切刀片6921和刀片周向分布固定板6922构成；所述集料仓7为除尘密封式集料仓，上部连通除尘装置4，下端为圆锥体，装有星形卸料器8。

Claims (3)

1.一种简易高效的秸秆超细化粉碎工艺，其特征在于采用下述工艺程序：

第一步，秸秆原料初碎：取一定量的原料秸秆捆，自然风干，加入秸秆初碎装置(3)中，原料秸秆捆在由主动托辊组传动电机（316）带动的V型托辊组输送带牵引力作用下，进入一定转速的星形刀辊组间，粉碎成一定粒度的秸秆段，由除尘装置(4)抽吸除去秸秆初碎装置(3)内产生的粉尘，使之进入洗尘水箱；

第二步，秸秆初碎的二次粉碎和筛分分离：

由第一步工序得到的秸秆初碎料，从秸秆初碎装置（3）底部的出料口自重排出，落入倾斜安置的旋转筛分装置(5)的进料口，并进入滚筒式旋转筛分室内，滚筒式旋转筛分室的旋转运动带动物料旋转和离心抛落下移，与置于滚筒式旋转筛分室同轴线且反向旋转的秸秆细碎装置(6)的剪切刀具组接触，进行二次剪切粉碎，粉碎后的细料经过装于滚筒式旋转筛分室上的筛网的筛分孔，落入正下方的集料仓(7)内；粗料继续离心抛落下移，继续与秸秆细碎装置(6)的刀具组接触，进行再次粉碎，如此进行，直至粗料全部粉碎为细料并落入集料仓（7）为止，二次粉碎和筛分分离过程结束；

第三步，细料收集及集料仓除尘：集料仓(7)中细料达到半仓时，开启星形卸料器(8)放料运出、储存，同时在此过程中，滚筒式旋转筛分室外围设置的与集料仓(7)上部连通的除尘装置(4)，抽吸除去集料仓（7）剩余的少量粉尘，使之落入洗尘水箱，工序完成；

上述工艺用到的一种简易高效的秸秆超细化粉碎装置还包括设备支架（1），所述秸秆初碎装置(3)包括初碎室上腔体（305）、初碎室中腔体（306）以及初碎室下腔体（308），初碎室上腔体（305）上部有进料口(302)，初碎室上腔体（305）内装有主动托辊组（314）和从动托辊组（303），所述V型托辊组输送带包括呈V形布置的主动托辊组输送带（313）和从动托辊组输送带（304），所述主动托辊组（314）上安装有所述主动托辊组输送带（313），所述从动托辊组（303）上安装有所述从动托辊组输送带（304），初碎室中腔体（306）内装有所述星形刀辊组、齿条一(312)以及W形筛网(311)，所述星形刀辊组包括星形主动刀辊(310)和星形从动刀辊(307)，初碎室中腔体（306）外部装有星形主动刀辊传动电机（315）和所述主动托辊组传动电机（316）；

所述除尘装置（4）位于所述集料仓（7）的右方，由洗尘水箱(401)，引风机(403)、缓冲气包(405)、抽气管I（406）、抽气管II（407）、排气排尘管(402)以及控制阀(404)构成；

所述旋转筛分装置（5）位于所述秸秆初碎装置（3）和所述集料仓（7）之间且其呈倾斜状安装在所述设备支架（1）上，包括滚筒式旋转筛分室(55)、筛网（556）、筛分室腔体外壳(555)、进料挡板(551)以及后挡板(68)，筛分室腔体外壳(555)为圆筒形，筛分室腔体外壳(555)上带有筛网（556）和齿条二（554），所述筛网（556）包括菱形孔筛网（556A）和小圆孔筛网（556B）；

所述秸秆细碎装置（6）装于所述滚筒式旋转筛分室的内腔，所述秸秆细碎装置（6）包括转轴一(694)、细碎刀具组(69)，细碎刀具组的剪切刀片(6921)装在所述转轴一(694)上，所述转轴一(694)通过轴承一（65）安装在所述设备支架（1）上，所述转轴一(694)由传动电机一（61）带动；所述集料仓（7）为除尘密封式细粉集料仓，且其位于所述滚筒式旋转筛分室（55）下部，其下端装有所述星形卸料器（8）；上述部件构成完整的粉碎装置。

2.根据权利要求1所述的一种简易高效的秸秆超细化粉碎工艺，其特征在于，细碎刀具组(69)装在转轴一(694)上，右端装有起始定位板(691)、接着装细碎刀具(692)、细碎刀具(692)之间有垫板(693)，末端有定位挡板(695)和螺母(696)。

3.根据权利要求2所述的一种简易高效的秸秆超细化粉碎工艺，其特征在于，所述细碎刀具(692)由剪切刀片(6921)和刀片周向分布定位板(6922)构成。

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