CN113455203B - 一种多功能秸秆类生物质粉碎系统及粉碎方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于生物质粉碎技术领域，具体公开了一种多功能秸秆类生物质粉碎系统。包括粉碎机、螺旋给料机、料仓、气流分级机、旋风分离器、袋式脉冲除尘器、消音器和引风机，所述螺旋给料机包括一级螺旋给料机和二级螺旋给料机，所述气流分级机包括第一气流分级机、第二气流分级机和第三气流分级机；所述第一气流分级机、第二气流分级机和第三气流分级机、旋风分离器、袋式脉冲除尘器下部分别设置有物料收集口。本发明采用多级粉碎机，使物料能被有效抓取并撕碎切断，且通过各个设备的有序连接，保证了整个物料通道的通畅，实现了生物质颗粒的按需分类收纳。

Description

一种多功能秸秆类生物质粉碎系统及粉碎方法

技术领域

本发明属于生物质粉碎技术领域，特别涉及一种多功能秸秆类生物质粉碎系统及粉碎方法。

背景技术

我国有着丰富的农业秸秆资源和森林资源；这些秸秆和特定果树等林业剩余物中蕴藏着丰富的能源，有着广泛的利用价值。例如作为压缩燃料，牲畜的饲料，栽培基质，秸秆乙醇，发电等。

这些环保利用方式都需要进行相应的粉碎加工处理，只有当粉碎颗粒符合一定的尺寸和要求时才能为后续的利用做好充分的准备，所以粉碎机的研究，对秸秆和林业剩余物等开发与利用有着非常重要的意义。

目前，就现有的粉碎机而言，粉碎工艺大多通过粗粉碎和细粉碎两个工艺完成，工艺步骤多，需要的生产设备多，操作复杂，工作环境充满粉尘，对操作人员的健康造成很大的危害。所以，现有设备从物料的适应性、产量能效比、以及机型本身的工作稳定性、操作安全、环保等多方面综合考虑，还有许多不完善的地方。

因此，提供一种新的多功能秸秆类生物质粉碎系统是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中工艺繁琐的缺陷，提供一种多功能秸秆类生物质粉碎系统。

本发明的第一方面，提供了一种多功能秸秆类生物质粉碎系统，包括粉碎机1、螺旋给料机、料仓3、气流分级机、旋风分离器8、袋式脉冲除尘器9、消音器10和引风机，所述螺旋给料机包括一级螺旋给料机2和二级螺旋给料机4，所述气流分级机包括第一气流分级机5、第二气流分级机6和第三气流分级机7；所述粉碎机1出料口连接到所述一级螺旋给料机2的进料口；所述料仓3的出料口连接至一级螺旋给料机2的出料口；所述一级螺旋给料机2的出料口连接二级螺旋给料机4的进料口；所述二级螺旋给料机4的出料口连接第一气流分级机5的进料口，第一气流分级机5的出料口连接第二气流分级机6进料口，第二气流分级机6的出料口连接第三气流分级机7进料口，第三气流分级机7的出料口连接旋风分离器8的进料口，旋风分离器8的出料口连接袋式脉冲除尘器9的进料口，袋式脉冲除尘器9的出料口连接消音器10，袋式脉冲除尘器9的出料口连接引风机；所述第一气流分级机5、第二气流分级机6和第三气流分级机7、旋风分离器8、袋式脉冲除尘器9下部分别设置有物料收集口。

进一步的方案为，所述二级螺旋给料机4与地面呈仰角设置，用于对物料进行抬高运送。

进一步的方案为，所述粉碎机1为多级粉碎机，所述多级粉碎机为上下贯通串联设置。

进一步的方案为，所述螺旋给料机包括电机、减速机、螺旋轴、叶片和送料管。

进一步的方案为，所述旋风分离器8包括进气管、排气管、圆筒体、圆锥体和出料口组成，用于捕集5-15微米以上的颗粒。

进一步的方案为，所述气流分级机包括电机、分级机壳体及分级轮组成，为整个物料通路提供负压，保证物料的流动。

进一步的方案为，所述袋式脉冲除尘器9设置有多级滤袋，叠层布置。

本发明的第二方面，提供了一种多功能秸秆类生物质粉碎方法，上述多功能秸秆类生物质粉碎系统进行粉碎，具体包括以下步骤：

步骤1：将农作物秸秆投放到粉碎机1，经多级粉碎之后输送至一级螺旋给料机2；

步骤2：一级螺旋给料机2将粉碎后的粉体输送至二级螺旋给料机4，由二级螺旋给料机4抬高输送至气流分级机；

步骤3：经三级气流分级机得到目数分别为40，80，120的粉体，下降至对应的物料收集口排出；

步骤4：将超过120目的粉体输送至旋风分离器8，分离出180目的粉体产品，下降至对应的出料口排出；

步骤5：将超过180目的粉体由旋风分离器8的排风口进入袋式脉冲除尘器9对粉尘进行过漏除尘，得到合格目数为200目以上的粉体产品。

进一步的方案为，所述一级螺旋给料机2和二级螺旋给料机4之间设置有料仓3，用于添加直接需要分级的粉体。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

(1)本发明采用多级粉碎机，使物料能被有效抓取并撕碎切断，不会出现不能抓取，导致物料在入料口堆积现象；同时粉碎腔体内为负压，撕碎过程产生的物料连同产生的粉尘会随气流向下级粉碎单元流动，且继续进行粉碎，直到符合粉碎粒度要求。

(2)本发明通过螺旋给料机和气流分级机的配合，使得螺旋给料机内部形成负压，并且在螺旋轴上叶片的推动下，使得粉体在密闭的料管内向前流动，二级螺旋给料机与地面形成一定夹角安装，将粉体沿倾斜方向抬升至气流分级机进料口。

(3)本发明的旋风分离器和袋式脉冲除尘器底部均设置有出料口，用于收集不同粒径的粉尘颗粒，可根据需求对不同目数的生物质颗粒区分收集，便于分类。

(4)本发明的消音器可有效消除出风口的噪音，引风机为整个物料通路提供负压，促进物料的流动。

附图说明

以下附图仅对本发明作示意性的说明和解释，并不用于限定本发明的范围，其中：

图1：多功能粉碎一体生产系统整体布局示意图；

图2：粉碎机结构示意图；

图3：粉碎机第一粉碎单元结构示意图；

图4：粉碎机第二粉碎单元结构示意图；

图5：粉碎机第一级筛分板的结构示意图；

图6：粉碎机第二级筛分板的结构示意图；

图中：1粉碎机；2一级螺旋给料机；3料仓；4二级螺旋给料机；5第一气流分级机；6第二气流分级机；7第三气流分级机；8旋风分离器；9袋式脉冲除尘器；10消音器；11一级粉碎单元；110撕碎机箱上板；111撕碎机箱；112、113减速机；114撕碎机箱下板；115、116电机；12二级粉碎单元；120粉碎仓体上板；121粉碎仓体；122粉碎辅助筋；123锁紧帽；124、125粉碎刀；126上粉碎仓轴承座；127第一级筛分板；128粉碎刀轴；13三级粉碎单元。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案、设计方法及优点更加清楚明了，以下结合附图通过具体实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，本发明提供了一种多功能秸秆类生物质粉碎设备，包括包括粉碎机1、螺旋给料机、料仓3、气流分级机、旋风分离器8、袋式脉冲除尘器9、消音器10和引风机，所述螺旋给料机包括一级螺旋给料机2和二级螺旋给料机4，所述气流分级机包括第一气流分级机5、第二气流分级机6和第三气流分级机7；所述粉碎机1出料口连接到所述一级螺旋给料机2的进料口；所述料仓3的出料口连接至一级螺旋给料机2的出料口；所述一级螺旋给料机2的出料口连接二级螺旋给料机4的进料口；所述二级螺旋给料机4的出料口连接第一气流分级机5的进料口，第一气流分级机5的出料口连接第二气流分级机6进料口，第二气流分级机6的出料口连接第三气流分级机7进料口，第三气流分级机7的出料口连接旋风分离器8的进料口，旋风分离器8的出料口连接袋式脉冲除尘器9的进料口，袋式脉冲除尘器9的出料口连接消音器10，袋式脉冲除尘器9的出料口连接引风机；所述第一气流分级机5、第二气流分级机6和第三气流分级机7、旋风分离器8、袋式脉冲除尘器9下部分别设置有物料收集口。经三级分级机和旋风收集器得到合格目数分别为40，80，120，180目的粉体产品，袋式脉冲除尘器9得到合格目数为200目以上的粉体产品。具体目数可通过更换筛网进行调整。

可选的，所述二级螺旋给料机4与地面呈仰角设置，用于对物料进行抬高运送。

如图2至图6所示，所述粉碎机1为多级粉碎机，所述多级粉碎机为上下贯通串联设置，具体的，本实施例中粉碎机1分为三级粉碎单元，一级粉碎单元11包括撕碎机箱111及两组电机115和116以及减速机112和113；电机115和116通过减速机112和113分别提供动力给撕碎机箱111两个刀轴，刀轴带动刀片旋转后将物料撕碎切断，撕碎机箱111连接有撕碎机箱上板110和撕碎机箱下板114，在撕碎机箱上板110上部设置进料斗，一级粉碎单元11撕碎机箱下板114与二级粉碎仓体上板120通过螺丝将两个粉碎单元连接。

二级粉碎单元12包括二级粉碎仓体121，二级粉碎仓体上板120和下板127，粉碎刀124和125以及他们的锁紧帽123，粉碎刀轴128由上粉碎仓轴承座126固定，粉碎刀轴128由电机通过皮带轮20提供动力，粉碎刀轴128带动粉碎刀124和125以3000rpm高速旋转，在仓体内壁上的粉碎辅助筋122的共同作用下，物料经过击打碰撞得到初步粉碎，在粉碎刀124和125形成的下洗气流及分级机引风机形成的负压共同作用下，颗粒直径小于30mm的物料通过图5二级粉碎仓下板127筛孔流向第三级粉碎单元，大于30mm的物料被下洗气流的环流重新卷起继续粉碎，直到达到能通过筛孔能通过的尺寸，二级第一级筛分板127与三级粉碎仓体上板130通过螺丝将两个粉碎单元连接。

三级粉碎单元与二级粉碎单元121结构相似，不同的是三级粉碎单元中，粉碎刀与上粉碎仓轴承座中间还设置有飞轮，飞轮上设置有配重块，三级粉碎单元底部设置有第二级筛分板在此不再赘述。

可选的，所述螺旋给料机包括电机、减速机、螺旋轴、叶片和送料管，电机通过减速机带动螺旋轴旋转，粉体在螺旋轴上叶片的推动下，再加上气流分级机产生的腔体负压共同作用下，粉体在密闭的料管内向前流动。一级螺旋给料机水平安装，将粉体进行水平方向输送；二级螺旋给料机与地面形成一定夹角安装，将粉体沿倾斜方向抬升至气流分级机进料口。

可选的，所述旋风分离器8包括进气管、排气管、圆筒体、圆锥体和出料口组成，用于捕集5-15微米以上的颗粒，工作原理为：旋转气流经过进气管进入圆筒体，绝大部分沿圆筒体器壁，呈螺旋状由上向下向圆锥体底部运动，形成下降的外旋含尘气流，在强烈旋转过程中所产生的离心力将密度远远大于气体的尘粒甩向器壁，尘粒一旦与器壁接触，便失去惯性力而靠入口速度的动量和自身的重力沿壁面下落进入出料口。旋转下降的气流在到达圆锥体底部后.沿除尘器的轴心部位转而向上.形成上升的内旋气流，并由排气管排出，进入袋式脉冲除尘器进行最后的净化处理。

可选的，所述气流分级机包括电机、分级机壳体及分级轮组成，为整个物料通路提供负压，保证物料的流动。其工作原理是：电机带动分级轮在分级壳体中高速转动，在分级轮下部形成一负压区；进入到分级机中的气粉混合物在抽力作用下由分级机下端入料口随上升气流高速运动至分级轮内部，在离心力的作用下，大或重的颗粒受离心作用力大，被甩至分级轮外围至分级机边壁，并不再受离心力的影响，自然下落到出料口进行收集；小或轻的物料受离心力作用小，在分级轮内部悬停，受引风机的引风力影响被带至高处，顺管道流动至下一级被分级或收集。本发明多功能粉碎一体生产线的分级机设置有三级分级机，经三级分级后剩下的粉尘进入旋风收集器。

可选的，所述袋式脉冲除尘器9设置有多级滤袋，叠层布置。袋式脉冲除尘器将旋风收集器排出的气流进行净化处理，除尘效率可以达到99％,可捕集粒径大于0.3微米的细小粉尘颗粒,能满足严格的环保要求。工作原理为：气流进入袋式脉冲除尘器后，气流速度下降，粉尘中较大颗粒直接沉淀至出料口；其余尘粒从外至内穿过滤袋进行过滤，清洁空气从滤袋内侧排放，飞灰被阻留在滤袋外侧。随着积灰的不断积累，除尘滤袋内外侧的压差逐步增加，当压差达到设定值时，脉冲空气通过喷嘴喷进滤袋，滤袋膨胀，从而使附着在滤袋上的粉尘脱落沉淀至出料口，净化后的空气由排风口排出。

消音器10可有效消除出风口的噪音引风机为整个物料通路提供负压，保证物料的流动。

本发明中还公开了一种多功能秸秆类生物质粉碎方法，利用上述多功能秸秆类生物质粉碎设备，具体使用时包括以下步骤：

步骤1：将农作物秸秆投放到粉碎机1，经多级粉碎之后输送至一级螺旋给料机2；

步骤2：一级螺旋给料机2将粉碎后的粉体输送至二级螺旋给料机4，由二级螺旋给料机4抬高输送至气流分级机；

步骤3：经三级气流分级机得到目数分别为40，80，120的粉体，下降至对应的物料收集口排出；

步骤4：将超过120目的粉体输送至旋风分离器8，分离出180目的粉体产品，下降至对应的出料口排出；

步骤5：将超过180目的粉体由旋风分离器8的排风口进入袋式脉冲除尘器9对粉尘进行过漏除尘，得到合格目数为200目以上的粉体产品。

需要强调的是，本发明的步骤1在具体实施中：对粉碎设备通电，引风机为整个物料通道提供负压，保证了物料的流动，然后将秸秆等农作物投入到粉碎机1中。

步骤2在具体实施中，由于粉碎机1的出料口和以及螺旋给料机2的入料口连通，经过三级粉碎之后的物料颗粒在负压的作用下进入一级螺旋给料机2，通过螺旋轴上叶片的推动下，进入二级螺旋给料机4。

步骤3在具体实施中，由于第一气流分级机5、第二气流分级机6和第三气流分级机7的底部均设置有物料收集口，电机带动分级轮在分级壳体中高速转动，在离心力的作用下，大或重的颗粒受离心作用力大，被甩至分级轮外围至分级机边壁，并不再受离心力的影响，自然下落到出料口进行收集；小或轻的物料受离心力作用小，在分级轮内部悬停，受引风机的引风力影响被带至高处，顺管道流动至下一级被分级或收集，三级气流分级机可分别收集40，80，120的粉体。

步骤4在具体实施时，由于第三气流分级机7的出料口和旋风分离器8的入料口连通，在负压的作用下将大于120目的粉体送至旋风分离器8，转气流经过进气管进入圆筒体，绝大部分沿圆筒体器壁，呈螺旋状由上向下向圆锥体底部运动，形成下降的外旋含尘气流，在强烈旋转过程中所产生的离心力将密度远远大于气体的尘粒甩向器壁，尘粒一旦与器壁接触，便失去惯性力而靠入口速度的动量和自身的重力沿壁面下落进入物料收集口，实现对180目粉体的收集。

步骤5在具体实施时，由于旋风分离器8的出料口和袋式脉冲除尘器9的入料口连通，在负压作用下，将大于180目的粉体送入袋式脉冲除尘器9中，气流速度下降，粉尘中较大颗粒直接沉淀至物料收集口；其余尘粒从外至内穿过滤袋进行过滤，清洁空气从滤袋内侧排放，飞灰被阻留在滤袋外侧。实现对200目以上的粉体产品的收集。；剩下的粉尘由旋风收集器的排风口进入袋式脉冲除尘器9，袋式脉冲除尘器9对粉尘进行过漏，使得排出的空气净化，消音器10用于消除出风口的噪声。引风机11为整个物料通路提供负压，保证物料的流动。

具体目数可通过更换筛网进行调整。

以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (7)

1.一种多功能秸秆类生物质粉碎系统，其特征在于，包括粉碎机(1)、螺旋给料机、料仓(3)、气流分级机、旋风分离器(8)、袋式脉冲除尘器(9)、消音器(10)和引风机，所述螺旋给料机包括一级螺旋给料机(2)和二级螺旋给料机(4)，所述气流分级机包括第一气流分级机(5)、第二气流分级机(6)和第三气流分级机(7)；所述粉碎机(1)出料口连接到所述一级螺旋给料机(2)的进料口；所述料仓(3)的出料口连接至一级螺旋给料机(2)的出料口；所述一级螺旋给料机(2)的出料口连接二级螺旋给料机(4)的进料口；所述二级螺旋给料机(4)的出料口连接第一气流分级机(5)的进料口，第一气流分级机(5)的出料口连接第二气流分级机(6)进料口，第二气流分级机(6)的出料口连接第三气流分级机(7)进料口，第三气流分级机(7)的出料口连接旋风分离器(8)的进料口，旋风分离器(8)的出料口连接袋式脉冲除尘器(9)的进料口，袋式脉冲除尘器(9)的出料口连接消音器(10)，袋式脉冲除尘器(9)的出料口连接引风机；所述第一气流分级机(5)、第二气流分级机(6)和第三气流分级机(7)、旋风分离器(8)、袋式脉冲除尘器(9)下部分别设置有物料收集口，经气流分级机和旋风分离器(8)得到合格目数分别为40，80，120，180目的粉体产品，袋式脉冲除尘器(9)得到合格目数为200目以上的粉体产品；

所述粉碎机(1)为多级粉碎机，所述多级粉碎机为上下贯通串联设置，所述多级粉碎机包括一级粉碎单元(11)、二级粉碎单元(12)和三级粉碎单元(13)，所述一级粉碎单元(11)通过刀轴带动刀片旋转后将物料撕碎切断；所述二级粉碎单元(12)和三级粉碎单元(13)均包括两个粉碎刀，两个所述粉碎刀转动形成下洗气流，以使得颗粒直径小于30mm的物料通过二级粉碎仓下板(127)筛孔流向第三级粉碎单元，大于30mm的物料被下洗气流的环流重新卷起继续粉碎，直到达到能通过筛孔的尺寸；

所述袋式脉冲除尘器(9)设置有多级滤袋，叠层布置。

2.根据权利要求1所述的一种多功能秸秆类生物质粉碎系统，其特征在于，所述二级螺旋给料机(4)与地面呈仰角设置，用于对物料进行抬高运送。

3.根据权利要求2所述的一种多功能秸秆类生物质粉碎系统，其特征在于，所述螺旋给料机包括电机、减速机、螺旋轴、叶片和送料管。

4.根据权利要求3所述的一种多功能秸秆类生物质粉碎系统，其特征在于，所述旋风分离器(8)包括进气管、排气管、圆筒体、圆锥体和出料口组成，用于捕集5-15微米的颗粒。

5.根据权利要求4所述的一种多功能秸秆类生物质粉碎系统，其特征在于，所述气流分级机包括电机、分级机壳体及分级轮组成，为整个物料通路提供负压，保证物料的流动。

6.一种多功能秸秆类生物质粉碎方法，其特征在于，利用权利要求1-5任一项的多功能秸秆类生物质粉碎系统进行粉碎，具体包括以下步骤：

步骤1：将农作物秸秆投放到粉碎机(1)，经多级粉碎之后输送至一级螺旋给料机(2)；

步骤2：一级螺旋给料机(2)将粉碎后的粉体输送至二级螺旋给料机(4)，由二级螺旋给料机(4)抬高输送至气流分级机；

步骤3：经三级气流分级机得到目数分别为40，80，120的粉体，下降至对应的出料口排出；

步骤4：将超过120目的粉体输送至旋风分离器(8)，分离出180目的粉体产品，下降至对应的物料收集口排出；

步骤5：将超过180目的粉体由旋风分离器(8)的排风口进入袋式脉冲除尘器(9)对粉尘进行过漏除尘，得到合格目数为200目以上的粉体产品。

7.根据权利要求6所述的一种多功能秸秆类生物质粉碎方法，其特征在于，所述一级螺旋给料机(2)和二级螺旋给料机(4)之间设置有料仓(3)，用于添加直接需要分级的粉体。