WO2016078187A1 - 一种秸秆颗粒平模成型装置 - Google Patents

Abstract

一种秸秆颗粒平模成型装置，包括加料室（3）、设置于加料室底部的成型模（1）、贯穿成型模的由动力机构驱动的转轴（4）、从转轴向外沿加料室径向延伸的传动杆（6）、转动连接于传动杆的压辊（5），所述成型模在压辊随转轴公转的圆周上设有成型孔（2），所述成型模在压辊随转轴公转的圆周上还设有同心的弧形槽（7），所述成型孔位于弧形槽中，其直径小于弧形槽的槽口宽度，所述压辊与成型模接触的边部为外凸的弧面，其轴向长度小于成型孔的直径。该装置综合能耗低，耗电量不超过40度/吨。

Description

一种秸秆颗粒平模成型装置 技术领域

本发明涉及农业机械，具体涉及一种秸秆颗粒平模成型装置。

背景技术

石油、天然气、煤炭等化石燃料一直是人类消耗的主要能源，由于是不可再生资源，正面临着逐渐枯竭的危险，因此它们不是人类所能长久依赖的理想资源。玉米秸秆、小麦秸秆、稻草、稻壳、棉花秸秆等生物质是可再生的一类高含碳物质，据不完全统计，我国农业秸秆年产达七亿吨以上，折合标煤近四亿吨。

秸秆是优质环境友好型燃料，通过资源化还可获取可燃气、活性炭、土壤改良剂、缓释肥、叶面肥、绿色杀虫剂等多种化工产品；但是，由于秸秆非常蓬松，视比重小于80kg/M³，收集、运输、仓储成本过高，致使未能得到有效利用，农民往往选择一烧了之，不仅浪费了宝贵的资源，还严重污染环境。

近年来，国内外高等院校、科研院所对生物炭还田，以及对农业增产和固碳减排、改善环境的有益研究结论，普遍得到国际组织、各国政府、行业专家的认同；可以预期，一轮生物质炭新的产业化的高潮即将来临，然而一项新技术能否产业化，不仅要看它在技术上的可能性和有效性，更重要还决定于该项技术在经济上的合理性。秸秆资源化在经济合理性的第一道关口，是必须将非常蓬松、视比重非常小的秸秆就近加工处理提高视比重，以降低收集、运输、仓储成本，同时减少仓储容积和降低自燃风险。

挤压成型是目前对秸秆就近加工处理的一种主要方式，是指将秸秆粉碎后加压，无需添加任何添加剂和粘结剂，压制成颗粒状；挤压成型技术有螺旋挤压、活塞压缩两种热压成型技术，和辊压成型的冷压成型技术；两种热压成型技术要求加工精度高、材料耐磨性好，其设备购买和使用的成本高，会提高秸秆挤压成型的成本，不利于秸秆资源化的经济合理性；辊压成型是目前秸秆挤压成型普遍采用的技术，其工作原理是：在成型模上开有若干成型孔，用压辊将粉碎后的秸秆碎料挤入成型孔进料口，形成致密的棒状颗粒从成型孔出料口外排。辊压成型设备根据成型模的形式分为平模和环模，平模成型装置包括筒形的加料室、 设置于加料室底部的成型模以及压辊，压辊还分为直辊和锥辊两种，锥辊平模成型装置将锥辊的转轴相对固定在加料室壁上，动力机构驱动成型模转动，由于成型模较重，驱动其转动以及摩擦消耗的能量要高于直辊平模成型装置；直辊平模成型装置如图3和图4所示，加料室3中设有一根贯穿成型模1的由动力机构驱动的转轴4，转轴4上连接有沿加料室3径向延伸的传动杆6，压辊5转动连接于传动杆6上，压辊5随着转轴4公转的同时受成型模1的摩擦阻力作用自转，为避免压辊5碾过成型孔2时其两侧存在可供秸秆碎料溢出的空隙进而影响秸秆颗粒紧实度，压辊5的轴向长度不小于成型孔2的直径；这种平模成型装置在运行过程中消耗的能量主要作用于：秸秆碎料与成型孔2内壁之间的摩擦力、压辊5与成型模1之间的摩擦力、压辊5与加料室3中装填的秸秆碎料之间的摩擦力；成型模1上位于同一圆周的相邻的成型孔2之间成为孔桥，压辊5在孔桥处与成型模1以及秸秆碎料的摩擦力为无效摩擦力，压辊5的轴向长度越大，与成型模1以及秸秆碎料的接触面积越大，产生的无效摩擦力也越大，产生的热量越多，为避免装置过热，还需要设置冷却机构，由此消耗的能量高，而且由于压辊5与孔桥是面接触，秸秆碎料会逐渐被压实，随着其厚度逐渐增加，无效摩擦力越来越大，消耗的能量越来越多，如不及时清理甚至会烧毁动力机构，目前采用电力驱动的秸秆颗粒直辊平模成型装置耗电量不低于70度/吨。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种秸秆颗粒平模成型装置，可以解决现有秸秆颗粒直辊平模装置的压辊与成型模之间为面接触，在成型模上孔桥处的无效摩擦力大，导致能耗高的问题。

本发明通过以下技术方案实现：

一种秸秆颗粒平模成型装置，包括加料室、设置于加料室底部的成型模、贯穿成型模的由动力机构驱动的转轴、从转轴向外沿加料室径向延伸的传动杆、转动连接于传动杆的压辊，所述成型模在压辊随转轴公转的圆周上设有成型孔，所述成型模在压辊随转轴公转的圆周上还设有同心的弧形槽，所述成型孔位于弧形槽中，其直径小于弧形槽的槽口宽度，所述压辊与成型模接触的边部为外凸的弧面，其轴向长度小于成型孔的直径。

本发明的进一步改进方案是，所述压辊边部外凸弧面的弧形半径小于弧 形槽的弧形半径。

本发明的进一步方案是，每条弧形槽中均匀布置有多个成型孔，相邻的成型孔间隔小于5mm。

本发明的进一步方案是，所述转轴上至少连接有两根传动杆，每根传动杆上分别转动连接有数量相等、位置相对应的压辊。

本发明与现有技术相比的优点在于：

一、成型孔设置在弧形槽中，成型孔直径小于弧形槽的槽口宽度，压辊轴向长度小于成型孔的直径，当压辊经过成型孔时，其两侧与成型孔之间虽然有间隙，但是由于是在弧形槽中，弧形槽的壁对秸秆碎料起到聚拢的作用，使得进入成型孔的秸秆碎料不容易溢出，基本不影响压制出的秸秆颗粒紧实度；

二、压辊的轴向长度减小，缩小了与秸秆碎料的接触面积，从而减小了与秸秆之间的无效摩擦力导致的能量损耗；

三、压辊与成型模接触的边部为外凸的弧面，外凸弧面的弧形半径小于弧形槽的弧形半径，使得压辊与弧形槽之间为线接触，大幅度降低压辊在孔桥处与成型模之间的无效摩擦力，从而大幅降低与成型模之间的无效摩擦力导致的能量损耗；

四、压辊与弧形槽之间为线接触，不会出现秸秆被压实以致增大摩擦力的情况，连续运行也不会影响动力机构使用寿命；

五、综合能耗低，耗电量不超过40度/吨。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为图1的A向视图。

图3为现有技术的平模成型装置结构示意图。

图4为图3的B向视图。

具体实施方式

如图1和图2所示的一种秸秆颗粒平模成型装置，包括加料室3、设置于加料室3底部的成型模1、贯穿成型模1的由动力机构驱动的转轴4、从转轴4向外沿加料室径向延伸的至少两根传动杆6、转动连接于每根传动杆6的数量相当、位置对应的压辊5，所述成型模1在压辊5随转轴4公转的圆周上还设有同心的弧形槽7，每条弧形槽7中均匀布置有多个位于压辊5随转轴4公转的圆周 上的成型孔2，相邻的成型孔2间隔小于5mm，间隔即孔桥，其长度在允许范围内越小，压辊5与成型模1之间的无效摩擦力作用距离越短，消耗的能量越少；所述成型孔2直径小于弧形槽7的槽口宽度，所述压辊5与成型模1接触的边部为外凸的弧面，所述外凸弧面的弧形半径小于弧形槽7的弧形半径，所述压辊5的轴向长度小于成型孔2的直径。

Claims (4)

1. 一种秸秆颗粒平模成型装置，包括加料室(3)、设置于加料室(3)底部的成型模(1)、贯穿成型模(1)的由动力机构驱动的转轴(4)、从转轴(4)向外沿加料室径向延伸的传动杆(6)、转动连接于传动杆(6)的压辊(5)，所述成型模(1)在压辊(5)随转轴(4)公转的圆周上设有成型孔(2)，其特征在于：所述成型模(1)在压辊(5)随转轴(4)公转的圆周上还设有同心的弧形槽(7)，所述成型孔(2)位于弧形槽(7)中，其直径小于弧形槽(7)的槽口宽度，所述压辊(5)与成型模(1)接触的边部为外凸的弧面，其轴向长度小于成型孔(2)的直径。
2. 如权利要求1所述的一种秸秆颗粒平模成型装置，其特征在于：所述压辊(5)边部外凸弧面的弧形半径小于弧形槽(7)的弧形半径。
3. 如权利要求1或2所述的一种秸秆颗粒平模成型装置，其特征在于：每条弧形槽(7)中均匀布置有多个成型孔(2)，相邻的成型孔(2)间隔小于5mm。
4. 如权利要求1所述的一种秸秆颗粒平模成型装置，其特征在于：所述转轴(4)上至少连接有两根传动杆(6)，每根传动杆(6)上分别转动连接有数量相等、位置相对应的压辊(5)。

Images