CN201970477U - 一种锥形双螺杆式生物质燃料挤压成型机 - Google Patents

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黄薇
刘韦华
田普建
李艳妮
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本实用新型提供了一种锥形双螺杆式生物质燃料挤压成型机，包括驱动机构、被驱动机构带动运转的传动机构、与传动机构相连的挤出机构，以及加热冷却机构，所述传动机构包括与驱动机构相连的分配箱，该分配箱内安装有一对相互啮合的第一和第二小锥角直齿锥齿轮；所述挤出机构包括料筒，所述料筒上表面设置有加料口，所述料筒内安装有一对锥形双螺杆，该锥形双螺杆分别被第一和第二小锥角直齿锥齿轮驱动；所述加热冷却系统位于料筒内；所述料筒的端部安装有机头。

Description

一种锥形双螺杆式生物质燃料挤压成型机
技术领域
本实用新型涉及一种成型机，特别是一种锥形双螺杆式生物质燃料挤压成型机。
背景技术
随着社会经济的发展与人们生活水平的提高，木材下脚料、植物秸秆的剩余量越来越大，这些废弃物密度小、体积膨松，致使能源大量堆积，销毁处理不但需要一定的人力、物力，且污染环境，而生物质成型燃料直接燃用是世界范围内进行生物质高效、洁净化利用的一个有效途径。生物质成型燃料体积小、密度大、储运方便；成型燃料致密，无碎屑飞扬，使用方便、卫生；燃烧持续稳定、周期长；燃烧效率高；燃烧后CO2的净排放量基本为0，NOx排放量仅为燃煤的1/5，SO2的排放量仅为燃煤的1/10，可以成为人类所能长久依赖的高效清洁能源，替代逐渐面临枯竭的矿物能源用于人类的生产与生活领域。
我国生物质燃料压缩成型技术与设备发展较晚，国产成型加工设备在引进及设计制造过程中都不同程度地存在这样或那样的技术与工艺方面的问题：以木屑为原料市场和资源的针对性差，成本高；螺旋挤压设备磨损严重，寿命短(60～80h)，耗电高，成型设备单台生产率低100～980kg/h，规模小，不能满足商业化的要求；对生物质压缩成型基础理论方面的研究很薄弱，无法满足生物质压缩成型设备开发与生产的需要，关键技术难以解决，限制了生物质成型燃料的大量生产，严重制约了生物质压缩成型燃料行业的发展。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种提高机器的运行效率和原料的适用对象范围的锥形双螺杆式生物质燃料挤压成型机。
为实现上述目的，本实用新型提供了一种锥形双螺杆式生物质燃料挤压成型机，包括驱动机构、被驱动机构带动运转的传动机构、与传动机构相连的挤出机构，以及加热冷却机构，所述驱动机构包括与驱动机构相连的分配箱，该分配箱内安装有一对相互啮合的第一和第二小锥角直齿锥齿轮；所述挤出机构包括料筒，所述料筒上表面设置有加料口，所述料筒内安装有一对锥形双螺杆，该锥形双螺杆分别被第一和第二小锥角直齿锥齿轮驱动；所述加热冷却系统位于料筒内；所述料筒的端部安装有机头。
作为本实用新型的最佳实施例，所述第一和第二小锥角直齿锥齿轮和一对锥形双螺杆之间分别连接有第一和第二圆柱斜齿轮，所述第一和第二小锥角直齿锥齿轮分别通过第一圆柱斜齿轮轴与第一和第二圆柱斜齿轮连接；
作为本实用新型的最佳实施例，所述锥形双螺杆为变根深变螺距整体式结构，其根深为渐变式，螺距在加料段和挤出段保持一致而在压缩排气段相应增大；
作为本实用新型的最佳实施例，所述锥形双螺杆大端与小端直径之比大于2；
作为本实用新型的最佳实施例，所述锥形双螺杆的螺纹头数为单头螺纹；
作为本实用新型的最佳实施例，所述锥形双螺杆的头部为120°尖头形式；
作为本实用新型的最佳实施例，所述料筒设置有排气口，该排气口与水平面呈45°斜角；
作为本实用新型的最佳实施例，所述加热冷却系统的加热采用电阻加热器加热，冷却采用水冷循环冷却；
作为本实用新型的最佳实施例，所述料筒开设有水道形成水冷循环。
与现有技术相比，本实用新型锥形双螺杆式生物质燃料挤压成型机至少具有以下优点：
1.本实用新型成型机通过设计适用于生物质燃料挤出成型的变螺距变根深的整体式锥形螺杆以及特殊设计的驱动螺杆异向旋转的扭矩分配系统来达到适应多种木质原料挤出的大型成型机；
2、锥形双螺杆形式使其具有强制输送特性和自清理功能，保证该挤压机可以适用于多种生物质原料的压缩成型，且不易堵塞或出现物料停滞不前的现象，能在压缩过程中顺利排出气体而保证产品的密实度，实现一机多用、降低成本；
3、分配箱的设计使其能够承受较大的螺杆轴向力及较大的扭矩，可以输送的物料量更多，从而保证了较高的生产率；
4、机头使燃料块呈现中空状态，在燃烧的过程中扩大与氧气的接触面积，使燃料块燃烧充分。
附图说明
图1是本实用新型成型机的俯视图；
图2是沿图1中A-A线的剖视图；
图3和图4是图1的局部放大图。
图中的标号与元件名称的对应关系如下：
  1   直流异步电动机   2   第一联轴器
  3   减速机   4   第二联轴器
  6   第一小锥角直齿锥齿轮   7   第一小锥角直齿锥齿轮
  9   第一圆柱斜齿轮轴   11   第一圆柱斜齿轮
  13   第二圆柱斜齿轮   14   第二圆柱斜齿轮轴
  15   分配箱   17   尾接
  18   锥形双螺杆   19   料筒
  20   机头   32   螺栓
  33   加料口   34   排气口
  36   支架   37   槽钢
  39   电气控制柜   40   机架
  41   钣金外壳
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型锥形双螺杆式生物质燃料挤压成型机做详细描述：
请参阅图1及图2所示，本实用新型锥形双螺杆式生物质燃料挤压成型机包括驱动机构、被驱动机构带动运转的传动机构、与传动机构相连的挤出机构，以及加热冷却机构和控制机构。
所述驱动机构为直流异步电动机1，该直流异步电动机1通过第一联轴器2连接有减速机3，该减速机3通过第二联轴器4与驱动机构相连。
所述驱动机构包括与第二联轴器4相连的分配箱15，该分配箱15内安装有一对相互啮合的第一和第二小锥角直齿锥齿轮6、7，所述第一小锥角直齿锥齿轮6通过第一圆柱斜齿轮轴9连接有第一圆柱斜齿轮11，所述第二小锥角直齿锥齿轮7通过第二圆柱斜齿轮轴14连接有第二圆柱斜齿轮13。所述第一小锥角直齿锥齿轮6通过第二联轴器4被减速器3驱动。
所述挤出机构包括料筒19，所述料筒19上表面设置有加料口33，所述料筒19内安装有一对锥形双螺杆18，该锥形双螺杆18分别与分配箱内的第一和第二圆柱斜齿轮11、13相连，并分别被第一和第二圆柱斜齿轮11、13驱动。
所述料筒19为方形结构并设置有排气口34，该排气口34与水平面呈45°斜角；所述锥形双螺杆18为变根深变螺距整体式结构，其根深为渐变式，螺距在加料段和挤出段保持一致而在压缩排气段相应增大，此外，锥形双螺杆的头部为120°尖头形式；所述锥形双螺杆18与分配箱15相邻的一端安装有尾接17，该尾接17与料筒19通过螺栓32相连；所述料筒19远离分配箱15的一端安装有机头20，该机头20与料筒19通过螺栓相连。
所述加热冷却系统位于料筒19内，加热方式采用电阻加热器加热，冷却方式为水冷循环冷却，在料筒19上开设水道形成水冷循环，从而保证锥形双螺杆18与料筒19的温度，防止物料分解。
所述控制系统位于机架40内，所述机架40位于料筒19的正下方，二者通过支架36和槽钢37固定连接。所述机架40上罩着一层钣金外壳41，且机架40内固定安装有电气控制柜39。
本实用新型成型机的工作过程为：直流异步电动机1作为驱动系统，经过标准蜗轮蜗杆式的减速器3减速，接着，减速器3驱动第一小锥角直齿锥齿轮6运动，进而，第一小锥角直齿锥齿轮6带动第二小锥角直齿锥齿轮7运动，由于第一和第二小锥角直齿锥齿轮6、7相互啮合，因此，该第一和第二小锥角直齿锥齿轮6、7的转向相反，然后第一和第二小锥角直齿锥齿轮6、7分别驱动与其连接的第一和第二圆柱斜齿轮11、13运转，最终驱动使得两根变根深变螺距式的锥形双螺杆18异向旋转。当原料从方形的加料口33中加入后，经过锥形双螺杆18逐渐压实并通过方形排气口34使产生的水分不断排除出料筒19，最终达到高温高压状态使原料源源不断地经过成型管状料的机头20顺利成型为管状燃料块。在此过程中原料经过缠绕在料筒19上的电阻感应加热器与料筒19内部水冷循环系统构成的温度控制系统达到所需工艺要求。
需要说明的是：在设计分配箱15时，需考虑到圆柱斜齿轮的旋向，合理的配合可以抵消一部分锥形双螺杆后退的轴向力，以使锥形双螺杆可以输送更多的物料，提高生产率。因此设计时，使第一圆柱斜齿轮轴9上的第一小锥角直齿锥齿轮为左旋，第二圆柱斜齿轮轴14上的第二小锥角直齿锥齿轮为右旋；与之相配合的第一和第二圆柱斜齿轮11、13分别为右旋和左旋。
所述整体式锥形双螺杆18的结构形式为变根深变螺距的高效双锥形(CMT)，螺槽的深度沿螺杆全长渐变，螺杆大端与小端直径之比大于2，螺杆长度适当加长，螺纹头数为单头螺纹，便于加工。
以上所述仅为本实用新型的一种实施方式，不是全部或唯一的实施方式，本领域普通技术人员通过阅读本实用新型说明书而对本实用新型技术方案采取的任何等效的变换，均为本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (9)

1.一种锥形双螺杆式生物质燃料挤压成型机，其特征在于：包括驱动机构、被驱动机构带动运转的传动机构、与传动机构相连的挤出机构，以及加热冷却机构，所述传动机构包括与驱动机构相连的分配箱(15)，该分配箱(15)内安装有一对相互啮合的第一和第二小锥角直齿锥齿轮(6、7)；所述挤出机构包括料筒(19)，所述料筒(19)上表面设置有加料口(33)，所述料筒(19)内安装有一对锥形双螺杆(18)，该锥形双螺杆(18)分别被第一和第二小锥角直齿锥齿轮(6、7)驱动；所述加热冷却系统位于料筒(19)内；所述料筒(19)的端部安装有用于成型管状物料的机头(20)。
2.如权利要求1所述的锥形双螺杆式生物质燃料挤压成型机，其特征在于：所述第一和第二小锥角直齿锥齿轮(6、7)和一对锥形双螺杆(18)之间分别连接有第一和第二圆柱斜齿轮(11、13)，所述第一和第二小锥角直齿锥齿轮(6、7)分别通过第一圆柱斜齿轮轴(9、14)与第一和第二圆柱斜齿轮(11、13)连接。
3.如权利要求1或2所述的锥形双螺杆式生物质燃料挤压成型机，其特征在于：所述锥形双螺杆(18)为变根深变螺距整体式结构，其根深为渐变式，螺距在加料段和挤出段保持一致而在压缩排气段相应增大。
4.如权利要求3所述的锥形双螺杆式生物质燃料挤压成型机，其特征在于：所述锥形双螺杆大端与小端直径之比大于2。
5.如权利要求3所述的锥形双螺杆式生物质燃料挤压成型机，其特征在于：所述锥形双螺杆的螺纹头数为单头螺纹。
6.如权利要求3所述的锥形双螺杆式生物质燃料挤压成型机，其特征在于：所述锥形双螺杆(18)的头部为120°尖头形式。
7.如权利要求1所述的锥形双螺杆式生物质燃料挤压成型机，其特征在于：所述料筒(19)设置有排气口(34)，该排气口(34)与水平面呈45°斜角。
8.如权利要求1所述的锥形双螺杆式生物质燃料挤压成型机，其特征在于：所述加热冷却系统的加热采用电阻加热器加热，冷却采用水冷循环冷却。
9.如权利要求8所述的锥形双螺杆式生物质燃料挤压成型机，其特征在于：所述料筒(19)开设有水道形成水冷循环。
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