CN111921658A - 用于微粒机的刀片结构及其构成的刀辊 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于微粒机的刀片结构，包括一侧外凸形成工作刃面的片状的刀片主体，一体连接于刀片主体一端的用于安装在微粒机上的连接部，以及在刀片主体的工作刃面上沿其走向密集排布的磨切齿，其中，刀片主体的厚度为1～5mm。并提供了一种由该刀片结构构成的刀辊。本发明基于微粒机的基本设计思路进行刀片结构设计，通过特定的外凸结构保持片状刀片的结构强度，并在刀片主体上特定地配置磨切齿，从破碎原理本质上改变对物料的切削破碎形式，由原来单一的碰撞或切割方式改变为碰、磨、割复合方式，配合微粒机本身的高速运行状态，从而获得极其优良的破碎成粒效果，以满足后续应用领域上对物料的需求。

Description

用于微粒机的刀片结构及其构成的刀辊

技术领域

本发明涉及微粒机技术领域，具体地讲，是涉及一种用于微粒机的刀片结构及其构成的刀辊。

背景技术

环保问题是构建生态文明的重要问题之一。一方面通过相关政策管控，另一方面进行产业大调，促进科技创新，利用新技术应用来破解环保中的诸多难题。其中，禁止焚烧农林废料是减少环境空气污染的重要方面，虽然相关政策执行多年，相关部门也花费了很大的人力财力，但效果难称理想，而且这样的局面也很可能持续下去。

农业废料包括农作物秸秆、稻草等，林业废料包括老的果树，枝丫、树皮、边角料等以及铲除的杂草、灌木等。其大多属于直接砍伐或采集，本身植物纤维含量较高，在砍伐或采集后未经干燥的情况下湿度较大，一般都是作为废物垃圾来处理，后续处理成本很高，并且其数量大、分散面积广、价值低、处理困难、可利用范围窄。现行的处理方式一般是将大范围分布的这些农林废料收集后，简单地切断成小块处理，但其仍然是废料，没有市场经济价值，人们没有处理的积极性，对应的环保政策只能靠相关部门加强监督和发放补贴强制推行，花费大量的人力财力，效果依然不理想，很难从本质上去解决这类环保问题。

发明人调研后发现，对于这些直接砍伐\采集的未经干燥\湿度较大\纤维含量较高的树枝\农作物\灌木等农林废料，由于其属于植物类物料，在某些特定领域如果能够将其处理至足够细小的程度，则可以发挥作用，产生利用价值，发挥出市场经济价值，反向促进人们处理这类物料的积极性，利用市场经济特性推动环保政策的执行。例如有机肥生产、蘑菇种植、机制炭生产、养殖业、秸秆还田等。但是，在有肥料生产中，如果物料粒度不够小，会明显增加发酵这类处理工序的时间及影响生产效果和过程，有机肥料厂家自然也不会去考虑回收这类植物垃圾；在蘑菇种植中，若物料达不到常规锯末物料的程度，也难以应用；在机制炭的生产中，对植物原料具有明确要求，粒度必须小于3-5mm；在养殖业中，足够细小的植物类物料可作为饲料填充料使用；在秸秆还田中，若还田的秸秆等植物物料粒度不够小，其在田间形成腐殖质的过程会大大增加，在形成腐殖质前还会影响原本土壤的作用，不但不会增加土壤肥力，还会严重影响后续的农业生产活动，等等。

以有机肥行业为例：在建厂、购置设备、收集处理原料等方面目前均有补贴，但有机肥厂生存能力仍然是个问题，其主要原因在于现有生产成本较高。有机肥有广阔的市场，但仍然需要和其他肥料竞争市场，性价比是关键。只有将成本降下来，才能占有这个广阔的市场。但现有的处理工艺决定了其成本很难降得下来。现在的处理工艺是：收集-存储-干燥-粉碎-混合添加剂-发酵。难点就在收集-存储-干燥-粉碎环节。收集环节：由于这类植物类物质松散且分布广，收集需要花费很多人工费和运费。存储-干燥环节：由于物料松散，存储需要大面积的场地，干燥时间又很长(一般采用自然风干方式，若采用烘干设备，则需要高额设备购置费用和很高的能耗)，这就会产生较高的存储费用而且火灾的风险很高。粉碎环节：由于现有工艺只能对干燥物料粉碎加工，动力需求大，能耗高，生产车间噪音，粉尘很大，安全环保生产上存在严重问题，既有火灾风险、爆炸风险，也有员工职业病风险，还对环境空气污染严重。所以有机肥生产的直接成本、间接成本和潜在成本都很高，即使算上补贴，仍然不具备竞争优势，有机肥行业仍然难以发展壮大。并且从理论上讲，广阔的有机肥市场可以使有机肥生产成为消灭农林废料的主要力量，它发展不起来，禁止焚烧的环保政策就很难推行。

现有将物料处理为较小体积状的产业设备主要为破碎机、削片机。破碎机主要是利用不断转动的锤片结构来将物料锤碎，再通过筛网排出，但只能加工干燥的物料，对于未经干燥、湿度较大、纤维含量较高的物料效果很差，基本无法达到所需求的破碎粒度；在实际处理湿度较大物料时都会在处理前增加一道干燥工序，自然干燥耗时长、设备干燥能耗大，导致整体的处理成本很高。削片机一般针对竹木等植物类原料，通过转动的飞刀结构将不断送入的物料切削呈小片状后排出，但常规结构处理获得的片材物料粒度有限(一般厚为3-5mm长为15-20mm)，无法满足需求的粒度，并且对湿度较大、纤维含量高的植物类物料也很难处理。无法有效处理分水重、纤维重的植物类废弃物料也是行业中的痛点和难点。

对此，发明人设计了一种微粒机设备，可以将常规作为垃圾对待的那些直接砍伐\采集的未经干燥\湿度较大\纤维含量较高的树枝\农作物\灌木等农林废料破碎处理为具有实际利用价值的微粒，将其作为原料能够满足上述一些特定领域的进一步生产加工需求。其中涉及对刀片结构的设计起到了重要作用。

本技术所称的微粒机设备中的“微粒”是指各向最大尺寸在5mm以内的规则或非规则的微小颗粒。

发明内容

针对上述现有技术中的上述问题，本发明提供一种用于微粒机的刀片结构。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种用于微粒机的刀片结构，包括一侧外凸形成工作刃面的片状的刀片主体，一体连接于刀片主体一端的用于安装在微粒机上的连接部，以及在刀片主体的工作刃面上沿其走向密集排布的磨切齿，其中，刀片主体的厚度为1～5mm，所述刀片主体的工作刃面上任一点到由刀片主体该侧根部引出的同一直线的距离从该根部沿工作刃面走向方向呈逐渐增加趋势，所述刀片主体的工作刃面上任一点的切线与该工作刃面根部所在水平直线之间形成的朝向工作刃面的夹角角度不小于0°。

具体地，所述连接部呈外凸矩形状、内凹卡槽状、外凸燕尾状、穿孔状、槽孔状中任一种。

进一步地，所述刀片主体的片状侧面固定连接有至少一个副刀片，该副刀片上远离刀片主体的一侧密集排布有磨切副齿。

具体地，所述副刀片的延伸走向方向与刀片主体转动的圆面方向之间的夹角为-30°～30°。

具体地，所述副刀片凸起于刀片主体侧面的高度由朝向磨切齿的一端向另一端逐渐增加。

具体地，所述磨切副齿所在侧面与刀片主体的片状侧面之间的夹角为5～20°。

另一方面，本发明还提供基于上述构造的一种用于微粒机的刀辊，包括呈圆柱体状的辊体，贯穿开设于辊体轴部的轴孔，在辊体圆周侧开设的呈圆周均布的多个安置通槽，多个并排卡置于安置通槽内的前述刀片结构，安装于安置通槽内并将相邻的所述刀片结构间隔开的垫块，以及在安置通槽端部与辊体固定连接的封块，其中，所述刀片结构的连接部卡置于所述安置通槽内，使磨切齿朝向辊体转动方向。

具体地，所述安置通槽的截面形状与所述连接部的形状匹配。

进一步地，所述刀片结构的片状侧面与辊体转动的圆面之间具有5～25°的夹角。

具体地，所述垫块包括安置于相邻刀片结构之间的中间垫块，以及安置于刀片结构与封块之间的端部垫块，其中，所述中间垫块的两端面平行，且其端面和辊体转动圆面之间的夹角与所述刀片结构片状侧面与辊体转动圆面之间的夹角匹配；所述端部垫块朝向刀片结构的端面和辊体转动圆面之间的夹角与所述刀片结构片状侧面与辊体转动圆面之间的夹角匹配，端部垫块朝向封块的端面与辊体转动圆面平行。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)本发明基于微粒机的基本设计思路进行刀片结构设计，通过特定的弧形结构保持片状刀片的结构强度，并在刀片主体上特定地配置磨切齿，从破碎原理本质上改变对物料的切削破碎形式，由原来单一的碰撞或切割方式改变为碰、磨、割复合方式，配合微粒机本身的高速运行状态，从而获得优良的破碎成粒效果，以满足后续应用领域上对物料的需求，尤其是对水分重、纤维重的这种目前行业痛点的植物类原料具有优秀的处理能力，特别适用于对那些直接砍伐\采集的未经干燥\湿度较大\纤维含量较高的树枝\农作物\灌木等农林废料的破碎处理。本发明设计巧妙，结构简单，使用方便，适于在微粒机中应用。

(2)本发明将刀片主体的连接部配置为多种结构形式，便于与不同形式的微粒机辊体连接，满足了实际应用中不同的安装需求。

(3)本发明通过在刀片主体侧面配置的副刀片和磨切副齿，形成在转动环面方向上的磨切，配合该种特定结构的刀片主体在转动圆面方向上的磨切复合处理方式，实现了对处于加工位置原料的全面性破碎处理，进一步提高了破碎成粒效果，更好地解决了行业痛点难点的问题。

(4)本发明对副刀片和磨切副齿在各向角度等具体形式上的设计，进一步提高了刀片侧面部分的磨削效果和对物料的搅动效果，并有效减少了侧面凸起部分可能产生的物料滞留/缠附作用，更利于加工工位内的整体破碎。

(5)本发明的刀辊采用卡槽方式对刀片进行安装，采用垫块和封块对刀片进行保持和锁定，充分保证了刀片安置固定的稳定性和安全性，为刀片的高速运行提供保障。

(6)本发明巧妙利用垫块与刀片接触端面的斜面设计，使刀片安置后处于相对于转动圆面略微倾斜的状态，转动后可对物料产生轴向移动的作用，如此在可以实现轴向出料的基础上，还使物料在轴向移动过程中受到更复杂的作用力产生更无规律的运动从而更利于被刀片的复合作用破碎，并且在轴移过程中物料又会被轴向排布的多个刀片反复作用破碎，这样的多重作用使被处理的物料更容易获得理想的粒度大小和粒度程度。

(7)本发明间接地利用垫块来实现刀片斜度的配置，不用刻意改变或复杂化刀片结构本身的构造，由于刀片部件在整机中属于易耗件，工业中需要大量生产制作，该种方式更利于简单结构的刀片批量化制造，为微粒机设备及部件的产业化打下了良好的基础；同时，通过更换不同端面斜度的垫块可以实现对刀片斜度的调节，由于垫块本身不属于易耗件，可预先配置多组不同端面斜度的垫块作为标准件，在需要调节刀片斜度时进行替换，从而实现零部件的标准化和模块化，增强了产业化基础。

附图说明

图1为本发明-实施例中的刀片结构示意图。

图2为本发明-实施例中刀片部分的立体结构示意图。

图3为本发明-实施例中刀片部分的结构示意图。

图4为本发明-实施例中刀片部分的另一结构示意图。

图5为本发明-实施例中刀片部分的另一结构示意图。

图6为本发明-实施例中刀片部分的另一结构示意图。

图7为本发明-实施例中刀片部分的另一结构示意图。

图8为本发明-实施例中刀片部分的另一结构示意图。

图9为本发明-实施例中刀片部分的另一结构示意图。

图10为本发明-实施例中刀片部分的另一结构示意图。

图11为本发明-实施例中刀片部分的增强型结构示意图。

图12为本发明-实施例中刀片的工作模式示意图。

图13为本发明-实施例中刀辊部分的端面结构示意图。

图14为本发明-实施例中刀辊部分的局部爆炸示意图。

图15为本发明-实施例中端部垫块的俯视结构示意图。

图16为本发明-实施例中刀辊部分的应用状态示意图。

上述附图中，附图标记对应的部件名称如下：

1-刀片结构，2-辊体，3-轴孔，4-安置通槽，5-垫块，6-封块，5-1-中间垫块，5-2-端部垫块，7-转轴，8-轴承座，9-带轮，

10-刀片主体，11-连接部，12-磨切齿，13-工作刃面，15-副刀片，16-磨切副齿，111-外凸矩形状，112-内凹卡槽状，113-外凸燕尾状，114-穿孔状，115-槽孔状。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。

实施例

如图1至图3所示，该用于微粒机的刀片结构，包括一侧外凸形成工作刃面13的片状的刀片主体10，一体连接于刀片主体一端的用于安装在微粒机上的连接部11，以及在刀片主体的工作刃面上沿其走向密集排布的磨切齿12，其中，刀片主体的厚度为1～5mm，具体地，可根据应用尺寸大小、数量等参数和实际应用需求将厚度配置为某些特定厚度，如1.4mm、1.8mm、2.5mm、3.2mm、4mm、4.4mm、4.8mm等。所述刀片主体的工作刃面上任一点到由刀片主体该侧根部引出的同一直线的距离从该根部沿工作刃面走向方向呈逐渐增加趋势，该增加趋势可为由根部开始的加速增大形式、均匀增大形式、减速增大形式中的一种或几种的组合；所述刀片主体的工作刃面上任一点的切线与该工作刃面根部所在水平直线之间形成的朝向工作刃面的夹角角度α不小于0°，以保证在转动圆面的径向方向能够完全覆盖处于加工位置内的径向部分，实现有效切割；其尾端采用采用平整或平滑过渡处理；一般来说，该工作刃面采用平滑的弧形形式，也可根据实际情况采用多条折线形式，如图4-6所示。具体地，该连接部采用与刀片主体同样片状的外凸矩形状111，该形状由刀片主体端部延伸一小段作为连接过渡，再延伸扩展一个两侧凸出侧边的矩形状作为卡接部位。

如图7所示，在另一实施例中，该连接部采用内凹卡槽状112，该形状由刀片主体端部延伸适宜长度的一段作为基础连接部分，并在其两侧内凹形成卡槽作为卡接部位。

如图8所示，在另一实施例中，该连接部采用外凸燕尾状113，该形状由刀片主体端部延伸一小段作为连接过渡，再延伸扩展一个两侧凸出侧边的梯形状作为卡接部位。

如图9所示，在另一实施例中，该连接部采用穿孔状114，该形状由刀片主体端部延伸适宜长度的一段作为基础连接部分，并在其中部开设一个通孔作为卡接部位。

如图10所示，在另一实施例中，该连接部采用槽孔状115，该形状由刀片主体端部延伸适宜长度的一段作为基础连接部分，并在其中部开设一个通孔并将该通孔与该基础连接部分下端连通，由此作为卡接部位。

通过上述不同形式的连接部配置，可以满足刀片在微粒机辊体上具体情形的安置需求。

如图11所示，在另一实施例中，在上述刀片结构基础上进一步增强型配置，即：所述刀片主体的片状侧面固定连接有至少一个副刀片15，该副刀片上远离刀片主体的一侧密集排布有磨切副齿16。本实施例中在每侧片状侧面上各配置四个副刀片15，在刀片主体的片状侧面上横向均布，该横向方向与所述连接部的底部基本平行。

并且，所述副刀片的延伸走向方向与刀片主体转动的圆面方向之间的夹角为-30°～30°，即可以通过设计预先调节设定该副刀片的该夹角的角度来匹配不同环面上适宜的处理角度，也可以通过一定角度的配置来增加副刀片转动时对物料的扰动。

在另一实施例中，进一步对副刀片结构形式优化，具体地，所述副刀片15凸起于刀片主体侧面的高度由朝向磨切齿的一端向另一端逐渐增加，形成类似于楔形状结构，以减少了该副刀片在侧面凸起部分可能产生的物料滞留/缠附作用。具体地，所述磨切副齿所在侧面与刀片主体的片状侧面之间的夹角为5～20°。

更进一步地，如图12-16所示，在另一实施例中，基于上述刀片结构1提供一种用于微粒机的刀辊，包括呈圆柱体状的辊体2，贯穿开设于辊体轴部的轴孔3，在辊体圆周侧开设的呈圆周均布的多个安置通槽4，多个并排卡置于安置通槽内的前述刀片结构1，安装于安置通槽内并将相邻的所述刀片结构间隔开的垫块5，以及在安置通槽端部与辊体固定连接的封块6，其中，所述刀片结构的连接部卡置于所述安置通槽内，使磨切齿朝向辊体转动方向，所述安置通槽的截面形状与所述连接部的形状匹配。在本实施例中，所述安置通槽配置为6个，所述刀片结构可在每个安置通槽内配置25-35个，各安置通槽内的刀片结构数量相等；所述刀片主体与辊体转动圆盘齐平，如此形成的平行切削破碎结构在加工工位内高速转动不断对物料进行切削破碎，满足需求的物料可从下部筛网排出。相对于现有常规破碎结构和方式，该种特殊设计的刀片结构可以在高速转动中利用刀片主体的片状端面对物料进行碰撞、利用刀片主体的靠外弧形配合磨切齿对物料进行磨削和切割，形成对物料的复合破碎方式，获得的破碎效果更好。

在应用中，采用转轴7穿过辊体的轴孔固定连接，在转轴上对应辊体两端安置轴承座8用以连接外部机体，再在转轴一端安置带轮9用以引入外部动力驱动，实现刀辊整体在微粒机机体内的工作运行。

在另一实施例中，通过对刀片结构的角度设计，来使刀片安置后处于相对于转动圆面略微倾斜的状态，即：将所述刀片结构的片状侧面与辊体转动的圆面之间配置为5～25°范围的夹角，如此转动后可对物料产生轴向移动的作用，由此实现轴向出料形式，在此基础上该种结构形式还使物料在轴向移动过程中受到更复杂的作用力产生更无规律的运动从而更利于被刀片的复合作用破碎，并且在轴移过程中物料又会被轴向排布的多个刀片反复作用破碎，这样的多重作用使被处理的物料更容易获得理想的粒度大小和粒度程度。

该种刀片倾斜结构形式由对垫块的具体结构设计实现，具体地，所述垫块5包括安置于相邻刀片结构之间的中间垫块5-1，以及安置于刀片结构与封块之间的端部垫块5-2，其中，所述中间垫块的两端面平行，且其端面和辊体转动圆面之间的夹角与所述刀片结构片状侧面与辊体转动圆面之间的夹角匹配；所述端部垫块朝向刀片结构的端面和辊体转动圆面之间的夹角与所述刀片结构片状侧面与辊体转动圆面之间的夹角匹配，端部垫块朝向封块的端面与辊体转动圆面平行。

上述实施例仅为本发明的优选实施例，并非对本发明保护范围的限制，但凡采用本发明的设计原理，以及在此基础上进行非创造性劳动而做出的变化，均应属于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于微粒机的刀片结构，其特征在于，包括一侧外凸形成工作刃面(13)的呈片状的刀片主体(10)，一体连接于刀片主体一端的用于安装在微粒机上的连接部(11)，以及在刀片主体的工作刃面上沿其走向密集排布的磨切齿(12)，其中，刀片主体的片状厚度为1～5mm，所述刀片主体的工作刃面上任一点到由刀片主体该侧根部引出的同一直线的距离从该根部沿工作刃面走向方向呈逐渐增加趋势，所述刀片主体的工作刃面上任一点的切线与该工作刃面根部所在水平直线之间形成的朝向工作刃面的夹角角度不小于0°。

2.根据权利要求1所述的用于微粒机的刀片结构，其特征在于，所述连接部呈外凸矩形状、内凹卡槽状、外凸燕尾状、穿孔状、槽孔状中任一种。

3.根据权利要求1或2所述的用于微粒机的刀片结构，其特征在于，所述刀片主体(10)的片状侧面固定连接有至少一个副刀片(15)，该副刀片上远离刀片主体的一侧密集排布有磨切副齿(16)。

4.根据权利要求3所述的用于微粒机的刀片结构，其特征在于，所述副刀片的延伸走向方向与刀片主体转动的圆面方向之间的夹角为-30°～30°。

5.根据权利要求3所述的用于微粒机的刀片结构，其特征在于，所述副刀片凸起于刀片主体侧面的高度由朝向磨切齿的一端向另一端逐渐增加。

6.根据权利要求5所述的用于微粒机的刀片结构，其特征在于，所述磨切副齿所在侧面与刀片主体的片状侧面之间的夹角为5～20°。

7.一种用于微粒机的刀辊，其特征在于，包括呈圆柱体状的辊体(2)，贯穿开设于辊体轴部的轴孔(3)，在辊体圆周侧开设的呈圆周均布的多个安置通槽(4)，多个并排卡置于安置通槽内的如权利要求1～6任一项所述的刀片结构(1)，安装于安置通槽内并将相邻的所述刀片结构间隔开的垫块(5)，以及在安置通槽端部与辊体固定连接的封块(6)，其中，所述刀片结构的连接部卡置于所述安置通槽内，使磨切齿朝向辊体转动方向。

8.根据权利要求7所述的刀辊，其特征在于，所述安置通槽的截面形状与所述连接部的形状匹配。

9.根据权利要求7所述的刀辊，其特征在于，所述刀片结构的片状侧面与辊体转动的圆面之间具有5～25°的夹角。

10.根据权利要求9所述的刀辊，其特征在于，所述垫块(5)包括安置于相邻刀片结构之间的中间垫块(5-1)，以及安置于刀片结构与封块之间的端部垫块(5-2)，其中，所述中间垫块的两端面平行，且其端面和辊体转动圆面之间的夹角与所述刀片结构片状侧面与辊体转动圆面之间的夹角匹配；所述端部垫块朝向刀片结构的端面和辊体转动圆面之间的夹角与所述刀片结构片状侧面与辊体转动圆面之间的夹角匹配，端部垫块朝向封块的端面与辊体转动圆面平行。

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