CN117358379A - 一种生物质预处理装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种生物质预处理装置，包括底箱、安装在底箱上表面的顶箱以及干燥组件，所述底箱与顶箱的内腔相连通，所述底箱和顶箱的内壁转动连接有同一个转动轴，所述转动轴的表面设置有破碎组件，所述破碎组件包括切割刀片用以将粪便切割形成小颗粒，所述切割刀片的表面活动设置有清除件，所述清除件在切割刀片以转动轴为轴线旋转时于切割刀片表面往复运动以清除粘黏在切割刀片上的粪便。本发明中，通过电机的输出端带动转动轴转动，进而带动刀轴转动，进而带动破碎组件转动，使得切割刀片转动对动物粪便进行破碎，使其形成小颗粒，加快其水分蒸发速度，提高干燥的效率。
Description
技术领域
本发明涉及生物质原料加工技术领域，具体涉及一种生物质预处理装置。
背景技术
生物质是指由植物、动物或微生物等有机物质所组成的可再生资源。它包括各种生物体的组织、废弃物和副产物，如木材、农作物残渣、动物粪便、食品废料等。生物质的预处理是指对原始生物质进行物理、化学或生物学等处理，以改善其可利用性和转化效率。
动物粪便具有可再生能源、低碳排放、处理废弃物、综合利用价值高以及创造经济机会等优点，通常作为生物质原料，其预处理过程一般包括分离固液、去除杂质、脱水/干燥、发酵/堆肥、消毒处理，授权号为CN 207121528 U的中国专利公开了一种动物粪便干燥装置，其通过搅拌设备能够把结块粪便打撒，使粪便与空气充分接触，加快干燥速度，并且通过干燥装置进一步提高了干燥速度，但是动物粪便烘干的过程中，粪便的粒径大小对干燥效率存在较大的影响，粒径过大会使得水分难以蒸发，降低了动作粪便的干燥效率。另外，现有的预处理装置中，长时间使用后，切割刀片会粘黏粪便，通常都需要人工手动进行清除，操作十分不便，即使设置清理装置，通常需要对清理装置也单独设置驱动部件，并且现有的预处理装置，滤网的旋转都是需要单独设置驱动装置，并且打碎后的粪便通常都是堆在一起，不便于干燥，如果增设搅拌装置，还需要再单独给搅拌装置设置驱动部件，不仅增大了设备的体积，还提高制造成本。
为了解决上述问题，本发明中提出了一种生物质预处理装置。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，适应现实需要，提供一种生物质预处理装置，以解决上述技术问题。
为了实现本发明的目的，本发明所采用的技术方案为：
一种生物质预处理装置，包括底箱、安装在底箱上表面的顶箱以及干燥组件，所述底箱与顶箱的内腔相连通，所述底箱和顶箱的内壁转动连接有同一个转动轴，所述转动轴的表面设置有破碎组件，所述破碎组件包括切割刀片用以将粪便切割形成小颗粒。
所述切割刀片的表面活动设置有清除件，所述清除件在切割刀片以转动轴为轴线旋转时于切割刀片表面往复运动以清除粘黏在切割刀片上的粪便。
进一步地，所述破碎组件还包括刀轴，所述刀轴套设在转动轴的表面并与转动轴固定连接，所述刀轴的表面固定连接有若干个刀座，所述切割刀片可拆卸连接在刀座的底部。
进一步地，所述刀座的内部呈中空状，所述刀座的内壁滑动连接有滑块，所述刀座的内底壁开设有滑槽，且清除件与滑槽的内壁滑动连接，所述清除件的顶端与滑块的下表面固定连接，所述滑块可在离心力的作用下带动清除件向远离转动轴的方向移动，所述刀座的内壁固定连接有弹簧，所述刀座转动至竖直状态时滑块在自身重力以及弹簧的反弹力的作用下向靠近转动轴的方向移动，所述底箱和顶箱的侧面固定连接有同一个电机，所述电机的输出端与转动轴的一端固定连接。
进一步地，所述清除件为两个条状物，且两个条状物分别与切割刀片的两个侧面贴合，所述条状物外侧的底部呈圆弧状。
进一步地，所述转动轴的表面转动连接有筒状过滤网，所述筒状过滤网的一端与底箱和顶箱的内壁转动连接，所述筒状过滤网的端面固定连接有齿轮环，所述转动轴的表面固定连接有主动齿轮，所述顶箱的内壁转动连接有从动齿轮，所述主动齿轮与从动齿轮啮合，所述从动齿轮与齿轮环啮合。
进一步地，所述底箱的内壁转动连接有搅拌轴，所述搅拌轴的表面固定连接有搅拌桨，所述转动轴的一端延伸至底箱的外部并固定连接有主动带轮，所述搅拌轴的一端延伸至底箱的外部并固定连接有从动带轮，所述主动带轮和从动带轮的表面设置有同一个传动带，所述从动带轮通过传动带与主动带轮传动连接。
进一步地，所述干燥组件包括安装台，所述安装台的上表面固定连接有热风机，所述热风机的出风端固定连接有热风管，所述热风管远离热风机的一端与底箱的一侧固定连接并与底箱的内腔相连通，所述顶箱的表面固定连接有与顶箱相连通的排气管，所述排气管的顶端与外界气体净化处理系统相连通，所述热风机用于加热动物粪便的同时加速水蒸气向排气管流动的速度。
进一步地，所述顶箱的上表面固定连接有进料斗，所述进料斗的下表面固定连接有与进料斗相连通的进料管，所述进料管远离进料斗的一端与顶箱的一侧固定连接并与顶箱相连通。
进一步地，所述进料管远离进料斗的一端与筒状过滤网的内腔相连通，所述筒状过滤网靠近进料管的一端呈开口状。
进一步地，所述底箱的底面呈开口状，且底箱内壁的底部开设有插槽，所述插槽内插接有抽拉板，所述抽拉板的正面固定连接有拉环，所述底箱的下表面固定连接有出料斗，所述出料斗的下表面固定连接有数量不少于四个的支撑腿。
有益效果
本发明中，通过电机的输出端带动转动轴转动，进而带动刀轴转动，进而带动破碎组件转动，使得切割刀片转动对动物粪便进行破碎，使其形成小颗粒，加快其水分蒸发速度，提高干燥的效率。
本发明中，通过设置可在切割刀片表面往复运动的清除件，能够将粘黏在切割刀片表面上的粪便清除，避免因粘黏上粪便影响切割刀片的切割效果，通过设置滑块，在转动轴带动破碎组件旋转切割时，由于离心力的作用带动清除件向远离转动轴的方向移动，通过设置弹簧，当刀座旋转至竖直状态时，使滑块在自身重力以及弹簧的反作用力下带动清除件向靠近转动轴的方向移动，进而使清除件在切割刀片表面往复运动以达到将其表面上粘黏的粪便清除的效果，不用单独增设驱动装置就能够实现切割刀片的清理，省时省力。
本发明中，通过设置筒状过滤网，能够使符合粒径大小的粪便颗粒通过筒状过滤网进入底箱内，使粒径过大的粪便颗粒留存在筒状过滤网内被循环破碎，以便使得进入底箱内的粪便颗粒均能够快速干燥，避免因底箱内混入大颗粒粪便影响干燥的速度。
本发明中，通过转动轴带动主动齿轮转动，进而带动从动齿轮反向转动，进而带动齿轮环转动，进而带动筒状过滤网与破碎组件反向旋转，通过筒状过滤网旋转带动其内部的大颗粒粪便转动被反向转动破碎组件打碎，同时通过使筒状过滤网旋转，能够防止筒状过滤网被堵塞；底箱的内壁转动连接有搅拌轴，搅拌轴的表面固定连接有搅拌桨，转动轴的一端延伸至底箱的外部并固定连接有主动带轮，搅拌轴的一端延伸至底箱的外部并固定连接有从动带轮，主动带轮和从动带轮的表面设置有同一个传动带，从动带轮通过传动带与主动带轮传动连接，通过一个驱动电机就可以同时带动刀轴、滤网和搅拌轴的旋转，不仅能够减少设备体积，还能够有效降低制造成本。
本发明中，通过热风机与热风管向底箱内供入热空气对底箱内的粪便颗粒进行干燥，由于底箱与顶箱的内部相连通，热空气向上移动时能够对筒状过滤网内的粪便进行预热，减少其内部的水分，提高破碎的效果，通过设置排气管使得水蒸气能够向外界排出，提高干燥效果，通过热风机供气干燥，能够加速顶箱内气流向排气管的流动速度，减少水蒸气在筒状过滤网内停留的时间，避免水蒸气会在接触到筒状过滤网内粪便时冷却，并以液态的形式附着在其表面，提高对筒状过滤网内粪便预热的效果。
附图说明
图1为本发明的立体结构示意图；
图2为本发明底箱、抽拉板与出料斗的剖视结构示意图；
图3为本发明图2中A处的放大结构示意图；
图4为本发明筒状过滤网的剖视结构示意图；
图5为本发明破碎组件的立体结构示意图；
图6为本发明刀座的剖视结构示意图；
图7为本发明底箱和顶箱的剖视结构示意图。
附图标记如下：
1、底箱；2、顶箱；3、干燥组件；301、安装台；302、热风机；303、热风管；4、转动轴；5、破碎组件；501、切割刀片；502、刀轴；503、刀座；6、清除件；7、滑块；8、弹簧；9、筒状过滤网；10、齿轮环；11、主动齿轮；12、从动齿轮；13、搅拌轴；14、搅拌桨；15、主动带轮；16、从动带轮；17、传动带；18、排气管；19、进料斗；20、进料管；21、抽拉板；22、拉环；23、出料斗；24、支撑腿；25、电机。
实施方式
下面结合附图1-7和实施例对本发明进一步说明：
如图1-7所示，一种生物质预处理装置，包括底箱1、安装在底箱1上表面的顶箱2以及干燥组件3，底箱1与顶箱2的内腔相连通，底箱1和顶箱2的内壁转动连接有同一个转动轴4，转动轴4的表面设置有破碎组件5，破碎组件5包括切割刀片501用以将粪便切割形成小颗粒。
破碎组件5还包括刀轴502，刀轴502套设在转动轴4的表面并与转动轴4固定连接，刀轴502的表面固定连接有若干个刀座503，切割刀片501可拆卸连接在刀座503的底部。
底箱1和顶箱2的侧面固定连接有同一个电机25，电机25的输出端与转动轴4的一端固定连接。
顶箱2的上表面固定连接有进料斗19，进料斗19的下表面固定连接有与进料斗19相连通的进料管20，进料管20远离进料斗19的一端与顶箱2的一侧固定连接并与顶箱2相连通。
底箱1的底面呈开口状，且底箱1内壁的底部开设有插槽，插槽内插接有抽拉板21，抽拉板21的正面固定连接有拉环22，底箱1的下表面固定连接有出料斗23，出料斗23的下表面固定连接有数量不少于四个的支撑腿24。
具体的，通过电机25的输出端带动转动轴4转动，进而带动刀轴502转动，进而带动破碎组件5转动，使得切割刀片501转动对动物粪便进行破碎，使其形成小颗粒，加快其水分蒸发速度，提高干燥的效率，通过设置进料斗19与进料管20，方便向顶箱2内进料，通过拉手将抽拉板21抽出，使得干燥后的粪便颗粒通过出料斗23被排出以便收集。
进一步地，由于动物粪便存在一定的含水量，切割刀片501在对其破碎时，容易粘黏在切割刀片501的表面，影响破碎效果，因此，切割刀片501的表面活动设置有清除件6，清除件6在切割刀片501以转动轴4为轴线旋转时于切割刀片501表面往复运动以清除粘黏在切割刀片501上的粪便。
刀座503的内部呈中空状，刀座503的内壁滑动连接有滑块7，刀座503的内底壁开设有滑槽，且清除件6与滑槽的内壁滑动连接，清除件6的顶端与滑块7的下表面固定连接，滑块7可在离心力的作用下带动清除件6向远离转动轴4的方向移动，刀座503的内壁固定连接有弹簧8，刀座503转动至竖直状态时滑块7在自身重力以及弹簧8的反弹力的作用下向靠近转动轴4的方向移动，弹簧8的另一端与滑块7不连接，用于滑块7在向弹簧8移动时，弹簧8对滑块7有一个受撞击的反作用力。
清除件6为两个条状物，且两个条状物分别与切割刀片501的两个侧面贴合，条状物外侧的底部呈圆弧状。
具体的，通过设置可在切割刀片501表面往复运动的清除件6，能够将粘黏在切割刀片501表面上的粪便清除，避免因粘黏上粪便影响切割刀片501的切割效果，通过设置滑块7，在转动轴4带动破碎组件5旋转切割时，由于离心力的作用带动清除件6向远离转动轴4的方向移动，通过设置弹簧8，当刀座503旋转至竖直状态时，使滑块7在自身重力以及弹簧8的反作用力下带动清除件6向靠近转动轴4的方向移动，进而使清除件6在切割刀片501表面往复运动以达到将其表面上粘黏的粪便清除的效果。
进一步地，为了筛选出符合粒径大小的粪便颗粒，转动轴4的表面转动连接有筒状过滤网9，筒状过滤网9的一端与底箱1和顶箱2的内壁转动连接，筒状过滤网9的端面固定连接有齿轮环10，转动轴4的表面固定连接有主动齿轮11，顶箱2的内壁转动连接有从动齿轮12，主动齿轮11与从动齿轮12啮合，从动齿轮12与齿轮环10啮合。
进料管20远离进料斗19的一端与筒状过滤网9的内腔相连通，筒状过滤网9靠近进料管20的一端呈开口状。
具体的，通过设置筒状过滤网9，能够使符合粒径大小的粪便颗粒通过筒状过滤网9进入底箱1内，使粒径过大的粪便颗粒留存在筒状过滤网9内被循环破碎，以便使得进入底箱1内的粪便颗粒均能够快速干燥，避免因底箱1内混入大颗粒粪便影响干燥的速度，通过转动轴4带动主动齿轮11转动，进而带动从动齿轮12反向转动，进而带动齿轮环10转动，进而带动筒状过滤网9与破碎组件5反向旋转，通过筒状过滤网9旋转带动其内部的大颗粒粪便转动被反向转动破碎组件5打碎，同时通过使筒状过滤网9旋转，能够放置筒状过滤网9被堵塞。
进一步地，为了进一步提高破碎的效果，干燥组件3包括安装台301，安装台301的上表面固定连接有热风机302，热风机302的出风端固定连接有热风管303，热风管303远离热风机302的一端与底箱1的一侧固定连接并与底箱1的内腔相连通，顶箱2的表面固定连接有与顶箱2相连通的排气管18，排气管18的顶端与外界气体净化处理系统相连通，热风机302用于加热动物粪便的同时加速水蒸气向排气管18流动的速度。
具体的，通过热风机302与热风管303向底箱1内供入热空气对底箱1内的粪便颗粒进行干燥，由于底箱1与顶箱2的内部相连通，热空气向上移动时能够对筒状过滤网9内的粪便进行预热，减少其内部的水分，提高破碎的效果，通过设置排气管18使得水蒸气能够向外界排出，提高干燥效果，通过热风机302供气干燥，能够加速顶箱2内气流向排气管18的流动速度，减少水蒸气在筒状过滤网9内停留的时间，避免水蒸气会在接触到筒状过滤网9内粪便时冷却，并以液态的形式附着在其表面，提高对筒状过滤网9内粪便预热的效果，减少粪便粘黏在切割刀片501上，提高破碎效果。
进一步地，为了提高底箱1内粪便颗粒的干燥速度，底箱1的内壁转动连接有搅拌轴13，搅拌轴13的表面固定连接有搅拌桨14，转动轴4的一端延伸至底箱1的外部并固定连接有主动带轮15，搅拌轴13的一端延伸至底箱1的外部并固定连接有从动带轮16，主动带轮15和从动带轮16的表面设置有同一个传动带17，从动带轮16通过传动带17与主动带轮15传动连接。
具体的，通过转动轴4带动主动带轮15转动，进而在传动带17的配合下带动从动带轮16转动，进而带动搅拌轴13转动，进而带动搅拌桨14转动，防止底箱1内粪便颗粒结团，并提高颗粒与热空气的接触面积，加快干燥的速度。
工作原理：当该生物质预处理装置使用时，使用者首先将动物粪便倒入进料斗19，动物粪便通过进料管20进入筒状过滤网9内，同时开启电机25与热风机302，电机25的输出端带动转动轴4转动，转动轴4带动刀轴502转动，刀轴502带动破碎组件5转动，使得切割刀片501转动对动物粪便进行破碎，使其形成小颗粒，符合粒径大小的粪便颗粒通过筒状过滤网9进入底箱1内，粒径过大的粪便颗粒留存在筒状过滤网9内被循环破碎，热风机302与热风管303向底箱1内供入热空气对底箱1内的粪便颗粒进行干燥，在此过程中，由于底箱1与顶箱2的内部相连通，热空气向上移动时能够对筒状过滤网9内的粪便进行预热，减少其内部的水分，提高破碎的效果，同时由于利用热风机302供气干燥，能够加速顶箱2内气流向排气管18的流动速度，减少水蒸气在筒状过滤网9内停留的时间，避免水蒸气会在接触到筒状过滤网9内粪便时冷却，并以液态的形式附着在其表面，提高对筒状过滤网9内粪便预热的效果，在转动轴4带动破碎组件5旋转切割时，由于离心力的作用滑块7带动清除件6向远离转动轴4的方向移动，当刀座503旋转至竖直状态时，滑块7在自身重力以及弹簧8的反作用力下带动清除件6向靠近转动轴4的方向移动，进而使清除件6在切割刀片501表面往复运动以达到将其表面上粘黏的粪便清除的效果，转动轴4在转动时一方面带动主动齿轮11转动，主动齿轮11带动从动齿轮12反向转动，从动齿轮12带动齿轮环10转动，齿轮环10带动筒状过滤网9与破碎组件5反向旋转，筒状过滤网9旋转带动其内部的大颗粒粪便转动被反向转动破碎组件5打碎，同时通过使筒状过滤网9旋转，能够放置筒状过滤网9被堵塞，另一方面，转动轴4带动主动带轮15转动，主动带轮15在传动带17的配合下带动从动带轮16转动，从动带轮16带动搅拌轴13转动，搅拌轴13带动搅拌桨14转动，防止底箱1内粪便颗粒结团，并提高颗粒与热空气的接触面积，加快干燥的速度，从而使该生物质预处理装置具有将动物粪便破碎成小颗粒提高干燥速度的效果。
本发明的实施例公布的是较佳的实施例，但并不局限于此，本领域的普通技术人员，极易根据上述实施例，领会本发明的精神，并做出不同的引申和变化，但只要不脱离本发明的精神，都在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种生物质预处理装置，包括底箱（1）、安装在底箱（1）上表面的顶箱（2）以及干燥组件（3），其特征在于，所述底箱（1）与顶箱（2）的内腔相连通，所述底箱（1）和顶箱（2）的内壁转动连接有同一个转动轴（4），所述转动轴（4）的表面设置有破碎组件（5），所述破碎组件（5）包括切割刀片（501）用以将粪便切割形成小颗粒；
所述切割刀片（501）的表面活动设置有清除件（6），所述清除件（6）在切割刀片（501）以转动轴（4）为轴线旋转时于切割刀片（501）表面往复运动以清除粘黏在切割刀片（501）上的粪便。
2.如权利要求1所述的一种生物质预处理装置，其特征在于：所述破碎组件（5）还包括刀轴（502），所述刀轴（502）套设在转动轴（4）的表面并与转动轴（4）固定连接，所述刀轴（502）的表面固定连接有若干个刀座（503），所述切割刀片（501）可拆卸连接在刀座（503）的底部。
3.如权利要求2所述的一种生物质预处理装置，其特征在于：所述刀座（503）的内部呈中空状，所述刀座（503）的内壁滑动连接有滑块（7），所述刀座（503）的内底壁开设有滑槽，且清除件（6）与滑槽的内壁滑动连接，所述清除件（6）的顶端与滑块（7）的下表面固定连接，所述滑块（7）可在离心力的作用下带动清除件（6）向远离转动轴（4）的方向移动，所述刀座（503）的内壁固定连接有弹簧（8），所述刀座（503）转动至竖直状态时滑块（7）在自身重力以及弹簧（8）的反弹力的作用下向靠近转动轴（4）的方向移动，所述底箱（1）和顶箱（2）的侧面固定连接有同一个电机（25），所述电机（25）的输出端与转动轴（4）的一端固定连接。
4.如权利要求3所述的一种生物质预处理装置，其特征在于：所述清除件（6）为两个条状物，且两个条状物分别与切割刀片（501）的两个侧面贴合，所述条状物外侧的底部呈圆弧状。
5.如权利要求1所述的一种生物质预处理装置，其特征在于：所述转动轴（4）的表面转动连接有筒状过滤网（9），所述筒状过滤网（9）的一端与底箱（1）和顶箱（2）的内壁转动连接，所述筒状过滤网（9）的端面固定连接有齿轮环（10），所述转动轴（4）的表面固定连接有主动齿轮（11），所述顶箱（2）的内壁转动连接有从动齿轮（12），所述主动齿轮（11）与从动齿轮（12）啮合，所述从动齿轮（12）与齿轮环（10）啮合。
6.如权利要求1所述的一种生物质预处理装置，其特征在于：所述底箱（1）的内壁转动连接有搅拌轴（13），所述搅拌轴（13）的表面固定连接有搅拌桨（14），所述转动轴（4）的一端延伸至底箱（1）的外部并固定连接有主动带轮（15），所述搅拌轴（13）的一端延伸至底箱（1）的外部并固定连接有从动带轮（16），所述主动带轮（15）和从动带轮（16）的表面设置有同一个传动带（17），所述从动带轮（16）通过传动带（17）与主动带轮（15）传动连接。
7.如权利要求4所述的一种生物质预处理装置，其特征在于：所述干燥组件（3）包括安装台（301），所述安装台（301）的上表面固定连接有热风机（302），所述热风机（302）的出风端固定连接有热风管（303），所述热风管（303）远离热风机（302）的一端与底箱（1）的一侧固定连接并与底箱（1）的内腔相连通，所述顶箱（2）的表面固定连接有与顶箱（2）相连通的排气管（18），所述排气管（18）的顶端与外界气体净化处理系统相连通，所述热风机（302）用于加热动物粪便的同时加速水蒸气向排气管（18）流动的速度。
8.如权利要求5所述的一种生物质预处理装置，其特征在于：所述顶箱（2）的上表面固定连接有进料斗（19），所述进料斗（19）的下表面固定连接有与进料斗（19）相连通的进料管（20），所述进料管（20）远离进料斗（19）的一端与顶箱（2）的一侧固定连接并与顶箱（2）相连通。
9.如权利要求8所述的一种生物质预处理装置，其特征在于：所述进料管（20）远离进料斗（19）的一端与筒状过滤网（9）的内腔相连通，所述筒状过滤网（9）靠近进料管（20）的一端呈开口状。
10.如权利要求1所述的一种生物质预处理装置，其特征在于：所述底箱（1）的底面呈开口状，且底箱（1）内壁的底部开设有插槽，所述插槽内插接有抽拉板（21），所述抽拉板（21）的正面固定连接有拉环（22），所述底箱（1）的下表面固定连接有出料斗（23），所述出料斗（23）的下表面固定连接有数量不少于四个的支撑腿（24）。
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