CN115253902A - 磁控环模秸秆成型制粒装置及制粒方法 - Google Patents
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Abstract
磁控环模秸秆成型制粒装置及制粒方法，属于农业机械设备技术领域，整体上由输料仓、上箱体、下箱体、环模、主轴、轴承座和收纳仓连接组成，在主轴外表上设置电磁铁，在轴承座内壁上设置永磁体，通过主轴上的电磁铁通电产生磁极，改变电流方向则改变电磁铁磁极，实现永磁体同性相斥、异性相吸的周向转动从而带动压辊的转动，通过控制电流变化的频率其大小，实现轴承座转速调整，轴承座带动压辊绕主轴做周向运动，通过压辊与环模下秸秆被压块、制粒。本发明装置结构紧凑、新颖，制粒方法科学合理，实现了压辊转速可调，节约了能源，降低了造机成本的同时，提高了制粒智能化程度及制粒效率，有利于环境保护，推动了农耕产业的发展。
Description
技术领域
本发明属于农业机械设备技术领域，涉及一种秸秆成型制粒装置，具体地说是涉及一种磁控环模秸秆成型制粒装置及制粒方法。
背景技术
我国每年产生髙达8亿多吨农作物秸秆，并呈逐年增长趋势，许多农村地区尤其是粮食主产区出现秸秆过剩现象。秸秆具有来源广泛、数量庞大、价格低廉和开发利用潜能大等特点。秸秆中含有大量的有机质，氮磷钾和微量元素。其中，豆科作物秸秆含氮较多，禾本科作物秸秆含钾较丰富，作物秸秆提供的养分约占中国有机肥总养分的13%～19%，而按照每年8亿吨的秸秆产量计算，氮磷钾养分含量相当于500多万吨尿素，900多万吨过磷酸钙，900多万吨硫酸钾，因此秸秆是农业生产重要的有机肥源。
研究表面，把作物秸秆进行翻压还田或覆盖还田是一项有效的增产措施。秸秆还田方式主要有秸秆粉碎还田，覆盖还田和高留茬还田。目前高留茬还田作业难度较低，因此运用最为广泛，约占秸秆还田总面积的60%，而机械粉碎还田作业成本较高，只占秸秆还田总面积的20%左右。由于秸秆制粒作业成本高，仍然存在一些农作物秸秆被焚烧或被弃置的现象，造成了秸秆资源的浪费，环境受到一定的污染的同时也存在了安全隐患。因此如何合理利用秸秆资源、有效改善田间滞留秸秆难处理的现状，对环境保护、推动农耕产业的发展具有重要意义。
目前，秸秆粉碎加工装置较多，如中国专利申请号2017204385125发明公开了一种农用秸秆粉碎机，秸秆粉碎机本体内设置有秸秆粉碎刀主轴，秸秆粉碎刀主轴上固定连接有秸秆粉碎刀，秸秆粉碎刀主轴一端连接有传送带，传送带另一端连接有粉碎电机，粉碎电机一侧设置有水泵电机，秸秆粉碎机工作的过程中对秸秆进行洒水，可减少碎末和粉尘的产生。又如中国专利申请号 2014203780138发明公开了一种农业用小型秸秆粉碎机，包括本体、底座、秸秆粉碎箱、进料斗，底座内设有驱动装置，秸秆粉碎箱内设有转轴，进料斗内设有螺旋进给机构，转轴上设有固定座，固定座上设有秸秆切碎刀。其结构简单，使用安装方便，操作简单，稳定性高，粉碎效果好。现有技术方案中，都是以电机驱动粉碎刀具完成秸秆的粉碎作业，并不是制粒作业，但在作业过程中不能对刀具转速进行调节，当遇到较少物体时，容易造成切削功率的浪费，当遇到较多物体时，容易致皮带打滑形成过载保护而无法进行切削。且目前田间秸秆处理过程中仍然存在着制粒成型智能化程度和效率较低，运行成本偏高等问题，解决这些问题显得较为重要。
发明内容
本发明的目的是针对上述现有技术中存在的不足，提出一种磁控环模秸秆成型制粒装置及制粒方法，可降低造机成本，可实现压辊转速可调，可提高制粒智能化程度及制粒效率，可提高秸秆制粒的质量，提高秸秆的利用率，有利于环境保护，推动农耕产业的发展。
本发明的技术方案是：磁控环模秸秆成型制粒装置，其特征在于，制粒成型装置包括：
输料仓，所述输料仓设置在整个装置的顶部，通过输料仓将粉碎后的秸秆传输送到装置内部；
上箱体，所述上箱体一方面用于所述输料仓的安装固定，另一方面形成工作腔体以利于对输料仓输送过来的秸秆进行碾压；
下箱体，所述下箱体一方面对所述上箱体形成支撑，另一方面用于环模、主轴和收纳仓的定位安装；
环模，所述环模定位安装在所述下箱体上后与所述上箱体紧固连接，所述环模的内壁上设有多个环模孔；
主轴，所述主轴穿过所述环模后与下箱体连接固定，所述主轴上部外圆周上连接设有电磁铁；
轴承座，所述轴承座套置在所述主轴的顶部并与主轴形成转动连接，所述轴承座内壁上设有永磁体，所述轴承座外部连接设有压辊；
收纳仓，所述收纳仓设置在所述环模的下方，用于收集从环模孔中挤出的秸秆压块。
进一步的，所述轴承座呈筒状结构，轴承座顶部通过轴承与主轴活动连接，轴承座的外圆表面固定设有多个连接板，每个连接板下方连接设有转轴，压辊与转轴转动连接。
进一步的，所述压辊为实心柱状结构，压辊的底面与环模内底面之间设有间隙，压辊的外表面与环模的内表面啮合相切。
进一步的，所述输料仓通过螺栓固定设置在上箱体上，环模通过定位螺栓与下箱体形成定位固定，上箱体通过螺栓与环模固定，两者之间形成密封闭合安装。
进一步的，所述主轴外表面均布设有4条第一插槽，电磁铁嵌合固定在第一插槽内，每个电磁铁外表面均缠绕设有通电导线。
进一步的，所述轴承座的内壁上均布设有4条第二插槽，永磁体嵌合固定在第二插槽中，相邻两个永磁体的磁极相反设置。
进一步的，所述环模孔为圆形通孔，环模孔呈阵列设置在环模的内壁上，最底排的环模孔与环模底面之间留有间距，环模孔阵列的高度小于压辊的宽度。
进一步的，所述主轴的轴底与下箱体焊接固定，主轴的轴身与环模之间形成无缝焊接固定，以防止秸秆物料的泄漏。
磁控环模秸秆制粒方法，方法如下：
粉碎后的秸秆被输送到输料仓内，落入上箱体与环模之间的空间内，通过控制主轴上的电磁铁的电流方向，控制电磁铁所带磁性带动永磁体周向转动，电磁铁转动到下一个位置时，变换电流方向，使得电磁铁的磁极改变，继续实现同性相斥、异性相吸的运动，从而带动压辊的转动，控制电流变化的频率其大小，可实现轴承座转速可调，使电磁铁的磁极发生改变，电磁铁与轴承座上的永磁体相互作用，在同性相斥、异性相吸的原理下，实现实时改变电磁铁所带磁性带动永磁体周向转动，从而带动轴承座绕主轴转动，带动连接板转动，然后带动压辊绕主轴做周向运动，压辊在环模内不停的转动，在压辊的碾压下，秸秆被压缩、压实，后经环模孔中压出，形成圆柱状秸秆压块，在重力的作用下，通过下箱体内设置的斜板滑到收纳仓内。
本发明的有益效果为：磁控环模秸秆成型制粒装置及制粒方法，装置整体上由输料仓、上箱体、下箱体、环模、主轴、轴承座和收纳仓连接组成，在主轴外表上设置电磁铁，在轴承座内壁上设置永磁体，通过主轴上的电磁铁通电产生磁极，改变电流方向则改变电磁铁磁极，实现永磁体同性相斥、异性相吸的周向转动从而带动压辊的转动，通过控制电流变化的频率其大小，实现轴承座转速调整，轴承座带动压辊绕主轴做周向运动，通过压辊与环模下秸秆被压块、制粒。本发明装置结构紧凑、新颖，制粒方法科学合理，与传统的大功率电机装置相比，实现了压辊转速可调，节约了能源，降低了造机成本的同时，提高了制粒智能化程度及制粒效率，秸秆的利用率得到了大幅度提升，有利于环境保护，推动了农耕产业的发展。
附图说明
图1 为本发明整体结构示意图。
图2 为本发明中环模内部结构示意图。
图3 为本发明图2中A-A处剖面结构示意图。
图中：输料仓101、上箱体102、环模103、压辊104、主轴105、收纳仓106、轴承107、轴承座108、连接板109、下箱体110、永磁体111、电磁铁112、环模孔113、第一插槽114、第二插槽115。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解这些实施方式仅用于说明本发明专利而不用于限制本发明专利的范围，在阅读了本发明专利之后，本领域技术人员对本发明专利的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
实施例1
如图1-3所示，磁控环模秸秆成型制粒装置，包括设置在整个装置顶部的输料仓101，粉碎后的秸秆通过输料仓101传输送到装置内部；输料仓101安装固定在上箱体102上，上箱体102固定在下箱体110上，环模103、主轴105和收纳仓106定位安装在下箱体110内，环模103定位安装在下箱体110上后与上箱体102紧固连接，环模103的内壁上设有多个环模孔113；主轴105穿过环模103后与下箱体110连接固定，主轴105外表面均布设有4条第一插槽114，电磁铁112嵌合固定在第一插槽114内，每个电磁铁112外表面均缠绕设有通电导线。轴承座108套置在主轴105的顶部并与主轴105形成转动连接，轴承座108的内壁上均布设有4条第二插槽115，永磁体111嵌合固定在第二插槽115中，相邻两个永磁体111的磁极相反设置。轴承座108外部连接设有压辊104；上箱体102与环模103之间形成工作腔体以利于对输料仓101输送过来的秸秆进行碾压；收纳仓106设置在环模103的下方，用于收集从环模孔113中挤出的秸秆压块。
实施例2
与上述实施例1不同的是，如图1-3所示，轴承座108呈筒状结构，轴承座108顶部通过轴承107与主轴105活动连接，轴承座108的外圆表面固定设有多个连接板109，每个连接板109下方连接设有转轴，压辊104与转轴转动连接。压辊104为实心柱状结构，压辊104的底面与环模103内底面之间设有间隙，压辊104的外表面与环模103的内表面啮合相切。输料仓101通过螺栓固定设置在上箱体102上，环模103通过定位螺栓与下箱体形成定位固定，上箱体102通过螺栓与环模110固定，两者之间形成密封闭合安装。环模孔113为圆形通孔，环模孔113呈阵列设置在环模103的内壁上，最底排的环模孔113与环模103底面之间留有间距，环模孔113阵列的高度小于压辊104的宽度。主轴105的轴底与下箱体110焊接固定，主轴105的轴身与环模103之间形成无缝焊接固定，以防止秸秆物料的泄漏。
如图1-3所示，磁控压辊104转动的原理：通过实时控制主轴105上的电磁铁112的电流方向，使得电磁铁112的磁极发生改变，与轴承座108上的永磁铁111相互作用，在同性相斥、异性相吸的原理下，实现实时改变电磁铁112所带磁性带动永磁铁111周向转动，从而带动轴承座108绕主轴105转动，实现带动连接板109转动。然后带动压辊104绕主轴做周向运动。电磁铁112转动到下一个位置时，变换电流方向，使得电磁铁112的磁极改变，继续实现同性相斥、异性相吸的运动，从而带动压辊104的转动。同时控制电流变化的频率及其大小变化，实现转速可调。
如图1-3所示，磁控环模秸秆制粒方法的工作原理如下：粉碎后的秸秆被输送到输料仓101内，落入上箱体102与环模103之间的空间内，通过控制主轴105上的电磁铁112的电流方向，控制电磁铁112所带磁性带动永磁体111周向转动，电磁铁112转动到下一个位置时，变换电流方向，使得电磁铁112的磁极改变，继续实现同性相斥、异性相吸的运动，从而带动压辊104的转动，控制电流变化的频率其大小，可实现轴承座108转速可调，使电磁铁112的磁极发生改变，电磁铁112与轴承座108上的永磁体111相互作用，在同性相斥、异性相吸的原理下，实现实时改变电磁铁112所带磁性带动永磁体111周向转动，从而带动轴承座108绕主轴105转动，带动连接板109转动，然后带动压辊104绕主轴做周向运动，压辊104在环模103内不停的转动，在压辊104的碾压下，秸秆被压缩、压实，后经环模孔103中压出，形成圆柱状秸秆压块，在重力的作用下，通过下箱体110内设置的斜板滑到收纳仓106内。
Claims (9)
1.磁控环模秸秆成型制粒装置，其特征在于，制粒成型装置包括：
输料仓(101)，所述输料仓(101)设置在整个装置的顶部，通过输料仓(101)将粉碎后的秸秆传输送到装置内部；
上箱体(102)，所述上箱体(102)一方面用于所述输料仓(101)的安装固定，另一方面形成工作腔体以利于对输料仓(101)输送过来的秸秆进行碾压；
下箱体(110)，所述下箱体(110)一方面对所述上箱体(102)形成支撑，另一方面用于环模(103)、主轴(105)和收纳仓(106)的定位安装；
环模(103)，所述环模(103)定位安装在所述下箱体(110)上后与所述上箱体(102)紧固连接，所述环模(103)的内壁上设有多个环模孔(113)；
主轴(105)，所述主轴(105)穿过所述环模(103)后与下箱体(110)连接固定，所述主轴(105)上部外圆周上连接设有电磁铁(112)；
轴承座(108)，所述轴承座(108)套置在所述主轴(105)的顶部并与主轴(105)形成转动连接，所述轴承座(108)内壁上设有永磁体(111)，所述轴承座(108)外部连接设有压辊(104)；
收纳仓(106)，所述收纳仓(106)设置在所述环模(103)的下方，用于收集从环模孔(113)中挤出的秸秆压块。
2.根据权利要求1所述的磁控环模秸秆成型制粒装置，其特征在于：所述轴承座(108)呈筒状结构，轴承座(108)顶部通过轴承(107)与主轴(105)活动连接，轴承座(108)的外圆表面固定设有多个连接板(109)，每个连接板(109)下方连接设有转轴，压辊(104)与转轴转动连接。
3.根据权利要求1所述的磁控环模秸秆成型制粒装置，其特征在于：所述压辊(104)为实心柱状结构，压辊(104)的底面与环模(103)内底面之间设有间隙，压辊(104)的外表面与环模(103)的内表面啮合相切。
4.根据权利要求1所述的磁控环模秸秆成型制粒装置，其特征在于：所述输料仓(101)通过螺栓固定设置在上箱体(102)上，环模(103)通过定位螺栓与下箱体形成定位固定，上箱体(102)通过螺栓与环模(110)固定，两者之间形成密封闭合安装。
5.根据权利要求1所述的磁控环模秸秆成型制粒装置，其特征在于：所述主轴(105)外表面均布设有4条第一插槽(114)，电磁铁(112)嵌合固定在第一插槽(114)内，每个电磁铁(112)外表面均缠绕设有通电导线。
6.根据权利要求1所述的磁控环模秸秆成型制粒装置，其特征在于：所述轴承座(108)的内壁上均布设有4条第二插槽(115)，永磁体(111)嵌合固定在第二插槽(115)中，相邻两个永磁体(111)的磁极相反设置。
7.根据权利要求1所述的磁控环模秸秆成型制粒装置，其特征在于：所述环模孔(113)为圆形通孔，环模孔(113)呈阵列设置在环模(103)的内壁上，最底排的环模孔(113)与环模(103)底面之间留有间距，环模孔(113)阵列的高度小于压辊(104)的宽度。
8.根据权利要求1所述的磁控环模秸秆成型制粒装置，其特征在于：所述主轴(105)的轴底与下箱体(110)焊接固定，主轴(105)的轴身与环模(103)之间形成无缝焊接固定，以防止秸秆物料的泄漏。
9.磁控环模秸秆制粒方法，其特征在于，使用权利要求1-8任一项所述的磁控环模秸秆成型制粒装置，方法如下：
粉碎后的秸秆被输送到输料仓(101)内，落入上箱体(102)与环模(103)之间的空间内，通过控制主轴(105)上的电磁铁(112)的电流方向，控制电磁铁(112)所带磁性带动永磁体(111)周向转动，电磁铁(112)转动到下一个位置时，变换电流方向，使得电磁铁(112)的磁极改变，继续实现同性相斥、异性相吸的运动，从而带动压辊(104)的转动，控制电流变化的频率其大小，可实现轴承座(108)转速可调，使电磁铁(112)的磁极发生改变，电磁铁(112)与轴承座(108)上的永磁体(111)相互作用，在同性相斥、异性相吸的原理下，实现实时改变电磁铁(112)所带磁性带动永磁体(111)周向转动，从而带动轴承座(108)绕主轴(105)转动，带动连接板(109)转动，然后带动压辊(104)绕主轴做周向运动，压辊(104)在环模(103)内不停的转动，在压辊(104)的碾压下，秸秆被压缩、压实，后经环模孔(103)中压出，形成圆柱状秸秆压块，在重力的作用下，通过下箱体(110)内设置的斜板滑到收纳仓(106)内。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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