CN219923715U - 一种生物质原料复合筛选系统 - Google Patents
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Abstract
一种生物质原料复合筛选系统，依次包括自检料仓组件、磁选组件、数控振动筛和数控风选机，自检料仓组件用于检测生物质原料的湿度以及粒径大小，磁选组件用于筛选生物质原料中的金属杂质，数控振动筛用于筛选出初步合格的生物质原料，数控风选机用于再次筛选生物质原料中的杂质，所述自检料仓组件与数控振动筛之间通过设有的第一输送组件连接，第一输送组件用于将自检料仓组件内的生物质原料送到数控振动筛内，磁选组件设在第一输送组件的上方。本装置生产效率高，现场无需人员值守，适合于各种生物质原料的复合筛选，解决生物质原料中夹带泥土、碎石、铁器等杂质问题，具有较好的经济效益和社会效益。
Description
技术领域
本实用新型属于筛选系统技术领域，特别涉及一种生物质原料复合筛选系统。
背景技术
糠醛又称呋喃甲醛，是一种目前无法通过化学方法合成的重要的基础有机化工原料。以糠醛为原料直接或间接衍生出的化工产品多达1600多种，应用涉及到医药、农药、树脂、日化等众多领域，非常广泛。我国是农业生产大国，也是世界第一糠醛生产大国和最大的糠醛出口国。
糠醛生产的原料是各种农林剩余物，例如玉米芯、玉米秸秆、小麦秸秆等。各种原料都需要从田间或合作社手中收购后，经过笼式货车转运至料场，然后用铲车将原料装载至输送皮带，运至生产装置。
由于秸秆类原料本身与土壤接触，原料中不可避免会带有一定的泥土、砂石，且生物质原料在自然界中也会降解，形成碎末状粉尘，另外货车装运过程中偶然有铁器掉落的情况，也会掺杂在原料中被送往生产装置，更有甚者某些中间商在原料中故意掺杂泥土以增加重量，这些都是原料中各种杂质产生的原因，而直接使用输送带，并不能有效去除这些杂质。
同时，糠醛生产需要考虑到原料的含水量，根据不同的含水量确定催化剂的加入量，而且在粉碎的时候也要考虑不同含水量的影响，因此原料的含水量是一个重要的控制指标，目前都是化验人员定期取样分析，数据较为滞后。
公开号CN210935820U公开了一种生物质颗粒燃料的原料分选设备,包括分选箱，具有进料口和出料口；若干筛选网，首尾连接并倾斜的设置于分选箱内，且相邻该筛选网的孔经自上而下逐渐增加，该装置实现了不同物料的自动分离，但不能有效的区分金属杂质和非金属杂质，不能直接确定含水量。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本实用新型提供一种高效率的生物质原料复合筛选系统。
为解决以上技术问题，本实用新型采用的技术方案是：
一种生物质原料复合筛选系统，依次包括自检料仓组件、磁选组件、数控振动筛和数控风选机，自检料仓组件用于检测生物质原料的湿度以及粒径大小，磁选组件用于筛选生物质原料中的金属杂质，数控振动筛用于筛选出初步合格的生物质原料，数控风选机用于再次筛选生物质原料中的杂质；
所述自检料仓组件与数控振动筛之间通过设有的第一输送组件连接，第一输送组件用于将自检料仓组件内的生物质原料送到数控振动筛内，磁选组件设在第一输送组件的上方；
所述数控振动筛与数控风选机之间通过设有的第二输送组件连接，第二输送组件用于将数控振动筛内的生物质原料送到数控风选机内；
所述自检料仓组件、第一输送组件、磁选组件、数控振动筛、第二输送组件和数控风选机分别与控制系统连接。
所述自检料仓组件包括料仓，以及料仓内设有的水分测定仪和3D成像粒径捕捉探头组件，水分测定仪和3D成像粒径捕捉探头组件与控制系统连接；
水分测定仪用于检测生物质原料中的含水率；
3D成像粒径捕捉探头组件用来捕捉生物质原料的图像，并通过控制系统计算出生物质原料的平均粒径。
所述第一输送组件包括第一皮带单元，第一皮带单元的一端与料仓连接，料仓上出料口的宽度与第一皮带单元的宽度相匹配，磁选组件位于第一皮带单元另一端的上方。
所述第一输送组件包括依次设置的第二皮带单元和第三皮带单元，第二皮带单元的一端与料仓连接，料仓上出料口的宽度与第二皮带单元的宽度相匹配，第二皮带单元的另一端位于第三皮带单元的上方，磁选组件位于第三皮带单元的上方。
所述磁选组件包括皮带组件上方设有依次排列的若干个电磁铁机构，电磁铁机构连接控制系统，电磁铁机构包括运动单元，以及运动单元连接的脉冲式电磁铁，运动单元带动脉冲式电磁铁在皮带的上方运动，皮带组件上机架的两侧安装有金属收集盒。
所述运动单元为旋转式运动单元或直线式运动单元；
旋转式运动单元包括电机和圆盘，电机设置在皮带组件的上方，电机的输出轴固定连接圆盘,圆盘上设有若干个脉冲式电磁铁；
所述直线式运动单元包括气缸组件，气缸组件置在皮带组件的上方，气缸组件的移动端连接有脉冲式电磁铁。
所述第二输送组件为数控螺旋机，所述数控螺旋机连接数控振动筛的出料端，数控振动筛将筛选合格的生物质原料运送到数控螺旋机内；
数控螺旋机的出料端设在数控风选机内，数控螺旋机的动力组件设置在数控风选机的另一侧，动力组件的转动轴穿过数控分选机与数控螺旋机中的桨叶。
所述数控风选机的上部设有轻杂质出料组件，数控风选机的中部设有合格料出口，合格料出口的外部设有出料管，出料管的下部设有合格原料皮带组件，数控风选机的底部分别设有数控鼓风机和重杂质出料口，重杂质出料口的外部设有重杂质皮带组件；
轻杂质出料组件包括烟道，所述烟道的一端连接数控风选机的上部，烟道的下部设有数控除尘器，数控除尘器连接控制系统，数控除尘器上出料口的下部设有轻杂质皮带组件；
烟道的端口设有变频引风机，变频引风机用于确保系统内的微负压。
所述数控鼓风机与数控风选机之间通过进气管连接，进气管的端部设有矢量喷吹口组件，矢量喷吹口组件位于数控风选机内，矢量喷吹口组件包括三轴承矢量喷管单元和喷吹头，三轴承矢量喷管单元的端部连接有喷吹头。
所述数控风选机的上部的设有稀相空间密度测量组件，稀相空间密度测量组件包括数控风选机上部设有的玻璃圆窗，玻璃圆窗上设有光化学设备，光化学设备连接控制系统，通过光化学设备测量数控风选机内轻杂质的透光率，进而判别密度数值；
数控风选机的内壁上安装有标记字母, 数控风选机上设有玻璃窗户，玻璃窗户与标记字母相对应，通过玻璃窗户观察标记字母有利于找到能见度和测试值之间的关系。
本实用新型所具有的有益效果为：
本装置生产效率高，现场无需人员值守，适合于各种生物质原料的复合筛选，解决生物质原料中夹带泥土、碎石、铁器等杂质问题，具有较好的经济效益和社会效益。
水分测定仪和3D成像粒径捕捉探头组件可自动收集水分含量和粒径数据，方便控制系统根据粒径和含水率的数据给定后续各道筛选工序的操作参数。
利用磁选组件中的脉冲式电磁铁，将生物质原料中的金属杂质，通过磁力除去。
通过数控振动筛的振动作用将原料中的大部分泥土、石块筛选出来。
数控风选机以气流为分选介质，在气流作用下使物质按密度和粒度大小进行分选，气流能将较轻的生物质原料(如纸片、塑料袋、薄膜等)向上带走，而重生物质原料向下降落，合格料通过合格料出口排出。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为本实用新型中改变皮带组件后的结构示意图；
图3为本实用新型中改变运动单元后的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型进一步描述。
实施例1：
如图1所示，一种生物质原料复合筛选系统，依次包括自检料仓组件、磁选组件、数控振动筛3和数控风选机4，自检料仓组件用于检测生物质原料的湿度以及生物质原料粒径的大小，磁选组件用于筛选生物质原料中的金属杂质，数控振动筛3用于筛选出初步合格的生物质原料，数控风选机4用于再次筛选生物质原料中的杂质。
所述自检料仓组件与数控振动筛3之间通过设有的第一输送组件连接，第一输送组件用于将自检料仓组件内的生物质原料送到数控振动筛3内，磁选组件设在第一输送组件的上方；
所述数控振动筛3与数控风选机4之间通过设有的第二输送组件连接，第二输送组件用于将数控振动筛3内的生物质原料送到数控风选机4内；
所述自检料仓组件、第一输送组件、磁选组件、数控振动筛3、第二输送组件和数控风选机4分别与控制系统连接，控制系统为DCS控制系统。
所述自检料仓组件包括料仓1，以及料仓1内设有的水分测定仪1-1和3D成像粒径捕捉探头组件1-2，水分测定仪1-1和3D成像粒径捕捉探头组件1-2均与DCS控制系统；
水分测定仪1-1用于检测生物质原料的含水率，水分测定仪1-1为现有技术，水分测定仪1-1可选用微波或近红外波的检测方式来实现生物质原料的含水率测量；
3D成像粒径捕捉探头组件1-2用来捕捉生物质原料的图像，3D成像粒径捕捉探头组件1-2为现有技术，并通过DCS控制系统计算出生物质原料的平均粒径。
第一输送组件包括第一皮带单元6，第一皮带单元6的一端与料仓1连接，料仓1上出料口的宽度与第一皮带单元6的宽度相匹配，磁选组件位于第一皮带单元6上另一端的上方。
所述磁选组件包括第一皮带单元6的上方依次排列的若干个电磁铁机构，电磁铁机构连接DCS控制系统，电磁铁机构包括运动单元，以及运动单元连接的脉冲式电磁铁2，运动单元带动脉冲式电磁铁2在第一皮带单元6的上方运动，第一皮带单元6中机架的两侧分别安装有金属收集盒。
所述运动单元为旋转式运动单元，旋转式运动单元包括电机2-1和圆盘2-2，电机2-1设置在第一皮带单元6的上方，电机2-1的输出轴固定连接圆盘2-2,圆盘2-2上设有若干个脉冲式电磁铁2。
工作中，电机2-1带动圆盘2-2转动，圆盘2-2上的脉冲式电磁铁2运动到生物质原料的上方时，DCS控制系统使脉冲式电磁铁2产生磁性，利用脉冲式电磁铁2的磁力将生物质原料中的金属杂质吸取，DCS控制系统再次控制运动单元带动脉冲式电磁铁2运动到金属收集盒上方时，DCS控制系统使脉冲式电磁铁2的磁性消失，从而将吸附的金属杂质落入金属收集盒内，并定期清走。
数控振动筛3的进料端连接第一皮带单元的出料端，数控振动筛3的出料端连接第二输送组件，第二输送组件为数控螺旋机3-1，数控振动筛3将筛选合格的生物质原料运送到数控螺旋机3-1内，数控振动筛3可根据DCS系统给定的参数，自动调节振动频率以获取优化的筛分效果，通过数控振动筛3的振动作用将原料中的大部分泥土、石块筛选出来。
数控螺旋机3-1的出料端设在数控风选机4内，数控螺旋机3-1的动力组件3-2设置在数控风选机4的另一侧，动力组件3-2的转动轴穿过数控分选机4进入数控螺旋机3-1内。动力组件3-2上的转动轴带动数控螺旋机3-1内叶片转动，从而将生物质原料运送到数控风选机4内。
数控风选机4的上部设有轻杂质出料组件4-1，数控风选机4的中部设有合格料出口4-2，合格料出口的外部设有出料管4-3，出料管4-3的下部设有合格原料皮带组件4-4；数控风选机4的底部分别设有数控鼓风机5和重杂质出料口4-5，重杂质出料口4-5的外部设有重杂质皮带组件4-6。数控风选机4以气流为分选介质，在气流作用下使物质按密度和粒度大小进行分选，气流能将较轻的生物质原料(如纸片、塑料袋、薄膜等)向上带走，而重生物质原料向下降落，合格料通过合格料出口4-2排出，数控风选机4的分选过程是以物质在空气中的沉降规律为基础，从而达到分类目的。
轻杂质出料组件包括烟道4-7，所述烟道4-7的一端连接数控风选机4的上部，烟道4-7的下部设有数控除尘器4-8，数控除尘器4-8连接DCS控制系统，数控除尘器4-8上出料口的下部设有轻杂质皮带组件4-9。数控除尘器4-8可根据DCS控制系统发出的信号调节喷吹的频率和风量，从而保证收集的灰尘全部落下；烟道4-7的端部设有变频引风机4-10，变频引风机4-10连接DCS控制系统，变频引风机4-10根据DCS控制系统发出的信号，自动调整风压和风量，以确保系统内的微负压。
为提高数控风选机4的筛选效率，数控鼓风机5与数控风选机4连接有进气管5-1，进气管5-1的端部设有矢量喷吹口组件，矢量喷吹口组件包括三轴承矢量喷管单元5-2和喷吹头5-3，三轴承矢量喷管单元5-2的端部连接有喷吹头5-3，三轴承矢量喷管单元5-2采用现有技术，三轴承矢量喷管单元5-2连接DCS控制系统，三轴承矢量喷管单元5-2中各级喷管之间可相互旋转，三轴承矢量喷管单元5-2可根据DCS控制系统发出的指令，带动喷吹头5-3在数控风选机4内旋转，提供不同角度的风向。
数控风选机4的上部的设有稀相空间密度测量组件，稀相空间密度测量组件包括数控风选机上部设有的玻璃圆窗4-11，玻璃圆窗4-11的上部连接有水平方向的密封板4-13，烟道4-7的一端穿过数控风选机4的上部与密封板4-13连接，玻璃圆窗4-11上设有光化学设备4-12，光化学设备4-12为现有技术，光化学设备4-12连接DCS控制系统，通过光化学设备4-12测量数控风选机4内轻杂质的透光率，进而判别密度数值（SDR）并将数值远传回DCS控制系统，DCS控制系统根据密度数值将相应的组件调整到相匹配的工作效率。
进一步的，为实现轻杂质密度的直接观测，数控风选机4的内壁上安装有标记字母（EXIT）4-14, 数控风选机上设有玻璃窗户4-15，玻璃窗户4-15与标记字母4-14相对应，通过玻璃窗户4-15观察标记字母4-14有利于找到能见度和测试值之间的关系。
实施例2：
如图2所示，在实施例1的基础上，改变第一输送组件的结构，所述第一输送组件包括依次设置的第二皮带单元7和第三皮带单元8，第二皮带单元7的一端与料仓1连接，料仓1上出料口的宽度与第二皮带单元1的宽度相匹配，第二皮带单元1的另一端位于第三皮带单元8的上方，磁选组件设置在第三皮带单元8的上方。
实施例3：
如图3所示，在实施例1的基础上，改变电磁铁机构中运动单元的结构，所述运动单元为直线式运动单元，直线式运动单元包括气缸组件，气缸组件的移动端连接有脉冲式电磁铁，气缸组件设置在料仓1外，并且位于第一输送组件的上方，气缸组件的移动端带动脉冲式电磁铁在皮带的上方做线性往复运动。
工作原理：
生物质原料在进入到料仓1的同时，通过水分测定仪1-1和3D成像粒径捕捉探头组件1-2自动收集水分含量和粒径数据，生物质原料受重力作用落在皮带单元上，并经皮带单元将其送出料仓1，在料仓1外部，生物质原料经过电磁铁机构时，电磁铁机构将生物质原料内的金属杂质筛选出来，经过磁选的生物质原料被第一输送组件送往数控振动筛3，通过振动作用将原料中的大部分泥土、石块筛选出来，数控螺旋机3-1将筛选出的原料送至数控风选机4，在数控风选机4内，变频鼓风机5产生向上的动力，三轴承矢量喷管单元5-2中各级喷管之间可相互旋转，三轴承矢量喷管单元5-2带动喷吹头5-3在数控风选机4内旋转，根据生物质原料的水分含量和粒径数据大小，DCS控制系统将三轴承矢量喷管单元旋转到相匹配的角度，促使生物质原料中的合格生物质原料被吹至合格料出口4-2，轻杂质被带至数控风选机4的上部，并通过烟道4-7由数控除尘器4-8捕捉，重杂质落在数控风选机4的底部，在整个复合筛选过程中，DCS控制系统不断测定各处数据并做出计算和判断，给设备下达操作指令，实现无人值守。
实验1：
在该实施例中，生物质原料为玉米芯。实验室水分测定采用烘箱失重法，金属杂质采用磁铁吸附称重法，石块石子和泥土及灰尘飞絮采用筛分称重法，粒径采用游标卡尺测量法；传统筛分方式采用与实验室相同的检测方式；本发明DCS系统采用浙大中控开发的Jx_300xp系列。
该实验中原料经过传统方式与本实用新型筛选后与实验室数据对比后效果如表1所示。
表1
实验2：
在该实验中，生物质原料为玉米秸秆。实验室水分测定采用烘箱失重法、金属杂质采用磁铁吸附称重法、石块石子和泥土及灰尘飞絮采用筛分称重法、粒径采用游标卡尺测量法；传统筛分方式采用与实验室相同的检测方式；本发明DCS系统采用浙大中控开发的Jx_300xp系列。
该实施例中原料经过传统方式与本实用新型筛选后与实验室数据对比后效果如表2所示。
表2
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为便于描述本实用新到型和简化描述，而不是指示或暗指所指的装置或元件必须具有特定的方位、为特定的方位构造和操作，因而不能理解为对本实用新型保护内容的限制。
如果本文中使用了“第一”、“第二”等词语来限定零部件的话，本领域技术人员应该知晓：“第一”、“第二”的使用仅仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，如没有另外声明，上述词语并没有特殊的含义。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种生物质原料复合筛选系统，其特征在于：依次包括自检料仓组件、磁选组件、数控振动筛和数控风选机，自检料仓组件用于检测生物质原料的湿度以及粒径大小，磁选组件用于筛选生物质原料中的金属杂质，数控振动筛用于筛选出初步合格的生物质原料，数控风选机用于再次筛选生物质原料中的杂质；
所述自检料仓组件与数控振动筛之间通过设有的第一输送组件连接，第一输送组件用于将自检料仓组件内的生物质原料送到数控振动筛内，磁选组件设在第一输送组件的上方；
所述数控振动筛与数控风选机之间通过设有的第二输送组件连接，第二输送组件用于将数控振动筛内的生物质原料送到数控风选机内；
所述自检料仓组件、第一输送组件、磁选组件、数控振动筛、第二输送组件和数控风选机分别与控制系统连接。
2.根据权利要求1所述的一种生物质原料复合筛选系统，其特征在于，所述自检料仓组件包括料仓，以及料仓内设有的水分测定仪和3D成像粒径捕捉探头组件，水分测定仪和3D成像粒径捕捉探头组件与控制系统连接；
水分测定仪用于检测生物质原料中的含水率；
3D成像粒径捕捉探头组件用来捕捉生物质原料的图像，并通过控制系统计算出生物质原料的平均粒径。
3.根据权利要求1所述的一种生物质原料复合筛选系统，其特征在于，所述第一输送组件包括第一皮带单元，第一皮带单元的一端与料仓连接，料仓上出料口的宽度与第一皮带单元的宽度相匹配，磁选组件位于第一皮带单元另一端的上方。
4.根据权利要求1所述的一种生物质原料复合筛选系统，其特征在于，所述第一输送组件包括依次设置的第二皮带单元和第三皮带单元，第二皮带单元的一端与料仓连接，料仓上出料口的宽度与第二皮带单元的宽度相匹配，第二皮带单元的另一端位于第三皮带单元的上方，磁选组件位于第三皮带单元的上方。
5.根据权利要求3或4任一项所述的一种生物质原料复合筛选系统，其特征在于，所述磁选组件包括皮带组件上方设有依次排列的若干个电磁铁机构，电磁铁机构连接控制系统，电磁铁机构包括运动单元，以及运动单元连接的脉冲式电磁铁，运动单元带动脉冲式电磁铁在皮带的上方运动，皮带组件上机架的两侧安装有金属收集盒。
6.根据权利要求5所述的一种生物质原料复合筛选系统，其特征在于，所述运动单元为旋转式运动单元或直线式运动单元；
所述旋转式运动单元包括电机和圆盘，电机设置在皮带组件的上方，电机的输出轴固定连接圆盘,圆盘上设有若干个脉冲式电磁铁；
所述直线式运动单元包括气缸组件，气缸组件置在皮带组件的上方，气缸组件的移动端连接有脉冲式电磁铁。
7.根据权利要求6所述的一种生物质原料复合筛选系统，其特征在于，所述第二输送组件为数控螺旋机，所述数控螺旋机连接数控振动筛的出料端，数控振动筛将筛选合格的生物质原料运送到数控螺旋机内；
数控螺旋机的出料端设在数控风选机内，数控螺旋机的动力组件设置在数控风选机的另一侧，动力组件的转动轴穿过数控分选机与数控螺旋机中的桨叶。
8.根据权利要求7所述的一种生物质原料复合筛选系统，其特征在于，所述数控风选机的上部设有轻杂质出料组件，数控风选机的中部设有合格料出口，合格料出口的外部设有出料管，出料管的下部设有合格原料皮带组件，数控风选机的底部分别设有数控鼓风机和重杂质出料口，重杂质出料口的外部设有重杂质皮带组件；
轻杂质出料组件包括烟道，所述烟道的一端连接数控风选机的上部，烟道的下部设有数控除尘器，数控除尘器连接控制系统，数控除尘器上出料口的下部设有轻杂质皮带组件；
烟道的端口设有变频引风机，变频引风机用于确保系统内的微负压。
9.根据权利要求8所述的一种生物质原料复合筛选系统，其特征在于，所述数控鼓风机与数控风选机之间通过进气管连接，进气管的端部设有矢量喷吹口组件，矢量喷吹口组件位于数控风选机内，矢量喷吹口组件包括三轴承矢量喷管单元和喷吹头，三轴承矢量喷管单元的端部连接有喷吹头。
10.根据权利要求8所述的一种生物质原料复合筛选系统，其特征在于，所述数控风选机的上部的设有稀相空间密度测量组件，稀相空间密度测量组件包括数控风选机上部设有的玻璃圆窗，玻璃圆窗上设有光化学设备，光化学设备连接控制系统，通过光化学设备测量数控风选机内轻杂质的透光率，进而判别密度数值；
数控风选机的内壁上安装有标记字母, 数控风选机上设有玻璃窗户，玻璃窗户与标记字母相对应，通过玻璃窗户观察标记字母有利于找到能见度和测试值之间的关系。
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