CN202608086U - 生物质立式环模压块机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型生物质立式环模压块机，属于农业机械技术领域，技术方案包括机架(1)、右电机(3)、左电机(21)、主轴(7)、环模(16)、压轮(10)和压轮轴(12)，右电机(3)、左电机(21)分别带动右主动皮带轮(2)和左主动皮带轮(22)，从而驱动主轴(7)，环模(16)由环模压盘(9)、环模托盘(8)和环模块(25)组成，且环模压盘(9)和环模托盘(8)上均设置有环形降温水道，用于通冷却水，环模块(25)上表面和下表面均设置有环形凹槽，用于放置加热电阻丝。本实用新型利用加热和冷却装置相结合的结构，在压块过程中可随时调节模块温度，提高成型率和生产率，为推动我国生物质固体成型燃料产业发展提供了保障。

Description

生物质立式环模压块机

技术领域

本实用新型属于农业机械技术领域，是一种生物质立式环模压块机，具体是应用于加工农作物秸秆、林业剩余物等生物质能源的环模成型机。 

背景技术

我国是农业大国，拥有耕地15亿亩，有着丰富的生物质资源，仅农作物秸秆每年产量达7亿多吨，但这些资源不仅没有得到有效利用，在有些地方甚至成为负担。秸秆是农村传统的燃料，大多采用直接燃烧的方式，其热转换效率仅为10％-`20％左右。随着农村经济的发展，农民收入增加，商品能源(如煤、液化气、石油等)已经进入农村家庭，失去燃烧功用的秸秆成为废弃物，被随处乱扔，有的农民为了省事，直接在地头焚烧秸秆，严重污染环境。 

因此，开发秸秆利用的新途径、新技术、新设备对农作物秸秆的增值、农民的增收、减少焚烧秸秆带来的污染、发展生态农业和退耕还林有着十分重要的意义。最近几年，人们发明了生物质燃料成型机，生物质压块燃料比重大、热值高、耐燃烧，可代替木柴、煤炭、液化气、天然气等，广泛用于生火取暖炉灶、热水及工业锅炉、生物质电厂等。 

但是，目前大多数生物质燃料成型机，在开始运行时，往往由于温度不够，导致成型困难；运行过程中，由于一个电机单方向带动主轴转动，主轴和轴承容易失效，且容易因为动力不足而停机；运行一段时间后，模具由于摩擦造成过热，而导致压出产品成型效果不好，松散，甚至不成块，导致产品质量不合格，直至要停机降温，不能连续正常生产，而且，模具过热，也会影响环模的寿命；另外，环模是易损件，且制造成本高，如何提高其耐磨性，仍是一个技术瓶颈。如专利CN201559320(申请日2009.12.09)所述的秸秆压块成套设备，电加热线圈设置在模芯外圈上，且电加热线圈的功率不可调，影响加热效率；专利CN201579998(申请日2010.02.10)所述的一种立式环模生物质压块机，传动部分虽采用皮带传动与齿轮传动相连接，但仍然难免出现动力不足的问题及受力不平衡问题；专 利CN201863404(申请日2010.11.08)所述的一种改进的立式环模压块机，虽在挤压孔内安装有可拆卸的组合式挤压模具结构，但是仍难从根本上解决磨具的耐磨性问题。 

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种生物质立式环模压块机，其利用加热装置和冷却装置相结合的结构，使得压块过程中可以随时调节模块温度，同时，主轴受力平衡且提供更大的动力，解决压块机主轴由于受力不平衡而失效和动力不足而停机的问题，以提高秸秆压块机的生产效率和成型燃料的品质，另外，通过对环模进行表面处理，提高其耐磨性，延长寿命。 

为达到这一目的，本实用新型采用了如下技术方案：一种生物质立式环模压块机，包括机架、右电机、左电机、主轴、环模、压轮和压轮轴，其特征在于，右电机、左电机分别带动右主动皮带轮和左主动皮带轮，从而驱动主轴，环模由环模压盘、环模托盘和环模块组成，且环模压盘和环模托盘上均设置有环形降温水道，用于通冷却水，环模块上表面和下表面均设置有环形凹槽，用于放置加热电阻丝。 

上述的生物质立式环模压块机中，右电机动力由右主动皮带轮通过右皮带传动，左电机的动力由左主动皮带轮通过左皮带传动，两电机同时为主轴提供动力，保证主轴有更大动力，防止压块机因动力不足而停机。 

上述的生物质立式环模压块机中，从动皮带轮分为上下两部分，分别为上从动皮带轮和下从动皮带轮，两部分可通过焊接或铸造在一起，形成一个整体。 

上述的生物质立式环模压块机中，右电机的中心、主轴的中心和左电机的中心，三点位于一条直线上，且左电机和右电机相对于主轴成对称布置，保证主轴受力平衡，防止主轴和轴承因受力不平衡而失效的现象。 

上述的生物质立式环模压块机中，环模压盘在靠近环模孔进口一侧设置有中空的上降温水道，同样，环模托盘在靠近环模孔进口一侧设置有下降温水道，生产过程中，上下降温水管同时通冷却水为模具降温，提高成型质量，延长模具寿 命。 

上述的生物质立式环模压块机中，上降温水道和下降温水道都设置有内外两圈，提高降温效率。 

上述的生物质立式环模压块机中，上降温水道的内外两圈相通，冷水通过上降温水道进口进入，热水从上降温水道出口流出。 

上述的生物质立式环模压块机中，下降温水道的内外两圈相通，冷水通过下降温水道进口进入，热水从下降温水道出口流出。 

上述的生物质立式环模压块机中，环模块上表面设置有上环形凹槽，用于放置上加热电阻丝，下表面设置有下环形凹槽，用于放置下加热电阻丝，上下加热电阻丝在开始生产前为模具预热，提高生产率。 

上述的生物质立式环模压块机中，上加热电阻丝的电阻为1500W，下加热电阻丝的电阻为2000W，下加热电阻丝较大，主要是成型过程中，物料多集中在下面，同时根据压块机生产率大小，选择打开一个或两个电阻丝，生产率大时，选择打开两个电阻丝，生产率小时，选择打开一个电阻丝，同时也可以更换不同大小的电阻丝。 

上述的生物质立式环模压块机中，环模块上表面设置有梯形凹槽，为固定螺栓留出空间，且节省材料。 

上述的生物质立式环模压块机中，两相邻环模块形成的环模孔的一边与整个环模圆周的径向平行，另一边与径向成8°夹角设置。 

上述的生物质立式环模压块机中，两相邻环模块形成梯形环模孔，且进口的横截面积大于出口的横截面积。进口大，利于原料进入，出口小，利于压块成型。 

上述的生物质立式环模压块机中，环模块在距离进口5cm的范围内对表面进行渗碳处理，渗碳层厚度3mm，渗碳后淬油处理，增强环模块这个易损件的耐磨性，降低生产成本。 

本实用新型的生物质立式环模压块机中，动力部分和成型部分均固定于机架上，右主动皮带轮和右电机为可拆卸的键连接，通过右皮带带动上从动皮带轮转 动，同样，左主动皮带轮和左电机为可拆卸的键连接，通过左皮带带动下从动皮带轮转动，从动皮带轮和主轴为可拆卸的键连接，压轮由偏心压轮轴、压轮轴承座和压轮环组成，主轴带动两个压轮作公转，同时压轮绕偏心压轮轴作自转，将从进料斗进入的物料压入环模孔中，环模由成组的环模块通过环模固定螺栓固定于环模压盘和环模托盘之间，环模压盘和环模托盘在靠近环模孔进口的一侧均设置有中空的降温水道，环模上表面和下表面在靠近环模孔进口的一侧，均设置有环形凹槽，环形凹槽中放置有加热电阻丝。 

具有以上结构特点的生物质立式环模压块机所具有的优点如下：

1)本实用新型解决了成型过程中主轴受力不平衡的问题和动力不足问题。本实用新型中采用两个电机，左右对称地同时驱动主轴转动，防止压块过程中主轴和轴承因受力不平衡而失效、因动力不足而造成停机、死机现象，提高生产率，延长主轴和轴承寿命。 

2)本实用新型提高了成型效率和成型质量。本实用新型中采用加热电阻丝和降温水道相结合的结构，在开始成型时，对环模进行预热，使原料快速成型，机器运行一段时间后，模具由于摩擦过热，导致压制产品成形效果不好，甚至不成块，降低产品质量，这时，对环模进行降温，可提高产品成型质量，又可延长模具寿命。 

3)本实用新型增强了模具的耐磨性。本实用新型中采用加热电阻丝在开始成型时，对环模进行预热，能够软化物料，减少物料对模块进口的磨损，同时本实用新型中对环模进口处进行表面处理，增强了环模块这个易损件的耐磨性，延长了环模寿命。 

附图说明

图1是生物质立式环模压块机结构示意图； 

图2是生物质立式环模压块机环模压盘垂直剖视图； 

图3是生物质立式环模压块机环模压盘水平剖视图； 

图4是生物质立式环模压块机环模托盘垂直剖视图； 

图5是生物质立式环模压块机环模托盘水平剖视图； 

图6是生物质立式环模压块机环模块的平面示意图； 

图7是生物质立式环模压块机环模块三维视图； 

图8是生物质立式环模压块机环模俯视图； 

图9是生物质立式环模压块机环模仰视图； 

图10是生物质立式环模压块机环模孔平面示意图； 

图11是生物质立式环模压块机环模孔三维视图。 

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明。 

如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8，图9、图10、图11、所示：1为机架，2为右主动皮带轮，3为右电机，4为右皮带，5为上从动皮带轮，6为从动皮带轮，7为主轴，8为环模托盘，9为环模压盘，10为压轮，11为压轮轴承座，12为压轮轴，13为上加热电阻丝，14为上降温水道，15为螺栓，16为环模，17为下降温水道，18为下加热电阻丝，19为下从动皮带轮，20为左皮带，21为左电机，22为左主动皮带轮，23为上降温水道进口，24为上降温水道出口，25为环模块，26为下降温水道进口，27为下降温水道出口，28为上环形凹槽，29为下环形凹槽，30为梯形槽，31为环模孔进口，32为环模孔出口。 

图1为本实用新型所述新型环模秸秆压块机的整体示意图。其中可以看到，动力部分和成型部分均固定于机架1上，右主动皮带轮2和右电机3为可拆卸的键连接，通过右皮带4带动上从动皮带轮5转动，同样，左主动皮带轮22和左电机21为可拆卸的键连接，通过左皮带20带动下从动皮带轮19转动，从动皮带轮6和主轴7为可拆卸的键连接，压轮10由偏心压轮轴12、压轮轴承座11和压轮环组成，主轴7带动两个压轮作公转，同时压轮10绕偏心压轮轴12作自转，将物料压入环模孔中，环模16由成组的环模块25通过环模固定螺栓15固定于环模压盘9和环模托盘8之间，环模压盘9和环模托盘8在靠近环模孔进口的一侧均设置有中空的降温水道，环模16上表面和下表面在靠近环模孔进口的 一侧，均设置有环形凹槽，环形凹槽中放置有加热电阻丝。 

图2为环模压盘垂直剖视图，图3为环模压盘水平剖视图，图4为环模托盘垂直剖视图，图5为环模托盘水平剖视图，图中可以看出，环模压盘9在靠近环模孔进口一侧设置有中空的上降温水道14，同样，环模托盘8在靠近环模孔进口一侧设置有下降温水道17。上降温水道14和下降温水道17都设置有内外两圈。上降温水道14的内外两圈相通，冷水通过上降温水道进口23进入，热水从上降温水道出口24流出。下降温水道17的内外两圈相通，冷水通过下降温水道进口26进入，热水从下降温水道出口27流出。生产进行了一段时间后，由于物料和环模的摩擦，造成环模过热，影响成型质量，且影响环模寿命，这时开启降温水道，利用冷却水将环模温度带走，使环模温度尽快降下来，使设备连续正常使用，延长环模寿命。 

图6是环模块的平面示意图，图7是环模仰视图，图8是环模俯视图，图9是环模块三维视图，图中可以看出，环模块25上表面设置有上环形凹槽28，用于放置上加热电阻丝13，下表面设置有下环形凹槽29，用于放置下加热电阻丝18，环模块25上表面设置有梯形凹槽30，为固定螺栓留出空间，且节省材料。在开始生产时，环模16和物料温度都达不到成型温度，成型困难，上下加热电阻丝可以给环模预热，使环模16和物料都尽快达到成型适宜温度，提高成型效率。 

图10是环模孔平面示意图，图11是环模孔三维视图，图中可以看出，由于环模孔的一边与环模圆周的径向平行，另一边与径向成8于夹角设置，而且环模孔进口和出口都是矩形，所以两相邻环模块形成进口31面积大于出口32面积的梯形环模孔，进口大，利于原料进入模孔，出口小，利于压块成型。另外，环模孔进口处是磨损最严重的地方，对环模孔进口处进行渗碳处理，渗碳后淬油，有利于延长环模的寿命，降低成本。 

实施例说明：采用加热装置和降温装置相结合的生物质立式环模压块机。 

2011年11月在北京大兴农业部生物质成型燃料示范基地，采用玉米秸秆进 行成型燃料生产。成型原料采用玉米秸秆，粒度在10mm～15mm，含水率为20％，在开始生产时，环模和物料温度都达不到成型温度，成型困难，上下加热电阻丝可以给环模预热，使环模和物料都尽快达到成型适宜温度。在不采用加热电阻丝的情况下，达到成型适宜温度，需要约20分钟，而采用了加热电阻丝预热后，达到成型适宜温度只需约2分钟。生产进行了一段时间后，由于物料和环模的摩擦，造成环模过热，导致压出产品的成型效果不好，松散，甚至不成块，直至需要停机降温，同时生产的成型燃料温度较高，挤出后宜膨胀，成型率低，试验结果表明成型率仅为75％～85％，达不到标准要求，；开启降温水道，利用冷却水将环模温度带走，使环模温度尽快降下来，并维持在80℃左右，成型率提高，生产率也相应提高，试验结果表明成型率达到95％以上，这不仅延长了环模寿命，而且改善了成型质量，避免了停机降温，从而提高了生产率。采用加热装置和降温装置相结合的生物质立式环模压块机，整体上可将生产率提高10％左右。 

应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。 

Claims (14)

1.一种生物质立式环模压块机，包括机架(1)、右电机(3)、左电机(21)、主轴(7)、环模(16)、压轮(10)和压轮轴(12)，右电机(3)、左电机(21)分别带动右主动皮带轮(2)和左主动皮带轮(22)，从而驱动主轴(7)，环模(16)由环模压盘(9)、环模托盘(8)和环模块(25)组成，且环模压盘(9)和环模托盘(8)上均设置有环形降温水道，用于通冷却水，其特征在于，环模块(25)上表面和下表面均设置有环形凹槽，用于放置加热电阻丝。

2.根据权利要求1所述的生物质立式环模压块机，其特征在于，右电机(3)动力由右主动皮带轮(2)通过右皮带(4)传动，左电机(21)的动力由左主动皮带轮(22)通过左皮带(20)传动，两电机同时为主轴(7)提供动力。

3.根据权利要求1或2所述的生物质立式环模压块机，其特征在于，从动皮带轮(6)分为上下两部分，分别为上从动皮带轮(5)和下从动皮带轮(19)，两部分可通过焊接或铸造在一起，形成一个整体。

4.根据权利要求1或2所述的生物质立式环模压块机，其特征在于，右电机(3)的中心、主轴(7)的中心和左电机(21)的中心，三点位于一条直线上，且左电机(21)和右电机(3)相对于主轴(7)成对称布置。

5.根据权利要求1所述的生物质立式环模压块机，其特征在于，环模压盘(9)在靠近环模孔进口一侧设置有中空的上降温水道(14)，同样，环模托盘(8)在靠近环模孔进口一侧设置有下降温水道(17)。

6.根据权利要求1或5所述的生物质立式环模压块机，其特征在于，上降温水道(14)和下降温水道(17)都设置有内外两圈。

7.根据权利要求1或5所述的生物质立式环模压块机，其特征在于，上降温水道(14)的内外两圈相通，冷水通过上降温水道进口(23)进入，热水从上降温水道出口(24)流出。

8.根据权利要求1或5所述的生物质立式环模压块机，其特征在于，下降温水道(17)的内外两圈相通，冷水通过下降温水道进口(26)进入，热水从下降温水道出口(27)流出。

9.根据权利要求1所述的生物质立式环模压块机，其特征在于，环模块(25)上表面设置有上环形凹槽(28)，用于放置上加热电阻丝(13)，下表面设置有下环形凹槽(29)，用于放置下加热电阻丝(18)。

10.根据权利要求1或9所述的生物质立式环模压块机，其特征在于，上加热电阻丝(13)电阻为1500W，下加热电阻丝(18)电阻为2000W。

11.根据权利要求1或9所述的生物质立式环模压块机，其特征在于，环模块(25)上表面设置有梯形凹槽(30)。

12.根据权利要求1所述的生物质立式环模压块机，其特征在于，两相邻环模块(25)形成的环模孔的一边与整个环模(16)圆周的径向平行，另一边与径向成8°夹角设置。

13.根据权利要求1或12所述的生物质立式环模压块机，其特征在于，两相邻环模块(25)形成梯形环模孔，且进口(31)的横截面积大于出口(32)的横截面积。

14.根据权利要求1或12所述的生物质立式环模压块机，其特征在于，环模块(25)在距离进口5cm的范围内对表面进行渗碳处理，渗碳层厚度3mm，渗碳后淬油处理。

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