秸稈粉碎成型聯合機械裝置製造方法

2023-06-19 19:33:21

秸稈粉碎成型聯合機械裝置製造方法
【專利摘要】秸稈粉碎成型聯合機械裝置，涉及一種秸稈粉碎成型裝置。本實用新型為了解決現有的秸稈成型燃料生產流程中，秸稈粉碎和壓縮緻密成型工序分別由粉碎設備和壓縮成型設備獨立完成，功耗大、物流成本高，作業周期長的問題。本實用新型的立式粉碎裝置和擠壓成型裝置由前至後並列設置在行走盤上，行走盤下方裝有行走輪，立式粉碎裝置的進料口的底部安裝有刀片，粉碎機主軸上套有套筒，套筒上由上至下安裝錘架板，相鄰錘架板之間環形設置有錘片組，每個錘片組的錘片上下均勻布置，錘片為多齒邊矩形結構，鼓風機安裝在機殼的底部與儲料鬥連通，儲料鬥通過風道與擠壓成型裝置進口連通。本實用新型用於生物質秸稈粉碎和成型。
【專利說明】秸稈粉碎成型聯合機械裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種秸杆粉碎成型裝置，具體涉及一種秸杆粉碎成型聯合機械裝置，屬於生物質能源利用機械【技術領域】。
【背景技術】
[0002]秸杆焚燒是政府關心、社會關注、輿論關切的熱點和難點問題，雖然政府出臺了嚴禁焚燒秸杆的政策，採用疏堵結合的行政手段加強對農戶秸杆就地焚燒的管制，但收效不大，秸杆焚燒現象依然屢禁不止，不僅造成了巨大的資源浪費，而且還引起了嚴重的環境汙染問題。目前秸杆的利用方式主要有秸杆能源化利用(直接燃燒、固體成型燃料、液化、氣化等)、飼料化利用、秸杆還田、作為工業原料以及食用菌基料利用等。除秸杆還田和就地焚燒夕卜，其它的利用方式都需要進行秸杆運輸，由於秸杆分布分散、結構疏鬆，導致運輸和儲存過程中存在運輸體積大、儲存密度低及貯藏費用高等問題，嚴重影響了秸杆規模化及產業化利用的經濟性和可行性。將自然乾燥後的秸杆就地粉碎後壓縮成固體成型燃料是解決這一瓶頸問題的有效途徑，但在目前的秸杆成型燃料生產流程中，秸杆粉碎和壓縮緻密成型工序分別由粉碎設備和壓縮成型設備獨立完成，功耗大、物流成本高，作業周期長。
[0003]研發適宜田間作業的農作物秸杆粉碎與緻密成型的聯合作業裝置是解決這一問題的有效途徑，如專利號為200710114675.9的專利說明書公開了一種生物質秸杆即時聯合收集成型機，其中安裝在拖拉機前部的粉碎裝置的粉碎過程為:粉碎切刀高速旋轉，沿粉碎裝置周圈分布的螺旋切刀將自動倒入粉碎裝置的玉米秸杆束進行成型前的粉碎工作。經此過程粉碎後的粉碎物並不能完全達到成型效果最佳的粉碎粒度，粒度值為I至5mm，從而影響成型顆粒質量。專利號為201020599479.2的專利說明書公開了一種多功能秸杆破碎造粒成型機，其中造粒部分的結構原理採用曲柄連杆機構。造粒大皮帶輪在造粒驅動電機的驅動下旋轉並帶動連杆組件擺動，使滑塊組件、造粒凸模前後來回滑動，造粒凸模連續把破碎秸杆壓入造粒凹模內壓縮成型，實現秸杆造粒的功能。此造粒過程的造粒速度較慢，凸模來回滑動一次，完成一次造粒過程，因而容易使破碎後的物料堆積，使造粒凹模阻塞。

【發明內容】

[0004]本實用新型為了解決現有的秸杆成型燃料生產流程中，秸杆粉碎和壓縮緻密成型工序分別由粉碎設備和壓縮成型設備獨立完成，功耗大、物流成本高，作業周期長的問題，進而提供一種規模小、能耗低、維修成本低、集秸杆粉碎、成型於一體的秸杆粉碎成型聯合機械裝置。
[0005]本實用新型為了解決上述技術問題所採取的技術方案是:
[0006]本實用新型所述秸杆粉碎成型聯合機械裝置包括立式粉碎裝置和擠壓成型裝置，立式粉碎裝置的出口通過風道與擠壓成型裝置的進口連接；
[0007]立式粉碎裝置和擠壓成型裝置由前至後並列設置在行走盤上，行走盤下方裝有多個行走輪，減速器和第三電動機安裝在行走盤上；[0008]所述立式粉碎裝置包括第一電動機、機殼、進料口、刀片、多個錘片、套筒、儲料鬥、多個錘架板、承重架和鼓風機，機殼上設有進料口，進料口的底部安裝有刀片，所述粉碎機主軸豎直安裝在機殼內，粉碎機主軸的上端與第一電動機連接，粉碎機主軸的上端與機殼頂壁軸承連接，粉碎機主軸的下端與承重架軸承連接，承重架安裝在機殼內部，粉碎機主軸上套有套筒，套筒上由上至下安裝多個錘架板，相鄰兩個錘架板之間環形設置有多個錘片組，每個錘片組包括多個錘片，每個錘片組的多個錘片上下均勻布置，所述錘片為多齒邊矩形結構，錘片的厚度為4_，所述鼓風機安裝在機殼的底部與儲料鬥連通，儲料鬥通過風道與擠壓成型裝置進口連通。
[0009]多齒邊矩形結構的錘片增加了物料的打擊力度，粉碎粒度小於10mm，粉碎效率高，效率為0.4t/h。
[0010]優選的:所述立式粉碎裝置還包括側環篩網和底篩網，所述側環篩網包圍在錘片的外圍，底篩網與側環篩網的底邊連接，側環篩網的上埠直徑大於側環篩網的下埠直徑。如此設計，具有一定錐度的側環篩網，增加了物料的出篩速度，進一步提高了立式粉碎裝置的粉碎效率。
[0011]優選的:所述行走盤前端設有牽引環。如此設置，便於與牽引機械連接。
[0012]本實用新型進一步解決造粒過程的造粒速度慢，易使粉碎後的物料堆積，使造粒凹模阻塞的問題，在上述方案的基礎上對粉碎成型一體機進行了進一步設計。
[0013]所述擠壓成型裝置包括擠壓成型工作室、減速器、第一聯軸器、第二電動機、第三電動機、第二聯軸器、主動錐齒輪、成型工作室輸入軸、平模盤主軸、平模盤、多個模孔套、送料器、兩個壓輥、兩個壓輥主軸和兩個從動錐齒輪；
[0014]擠壓成型工作室的平模盤主軸的輸入端與減速器連接，平模盤主軸的輸出端與擠壓成型工作室內的平模盤連接，減速器的輸入端通過第二聯軸器與第三電動機連接，擠壓成型裝置的成型工作室輸入軸的一端通過第一聯軸器與第二電動機連接，成型工作室輸入軸的另一端與主動錐齒輪連接，第二電動機設置在第三電動機上方，兩個壓輥對稱設置在平模盤上，每個壓輥均與一個壓輥主軸固定連接，兩個壓輥主軸同軸線設置，兩個壓輥主軸的遠離端均與擠壓成型工作室軸承連接，兩個壓輥主軸的相鄰端均固定連接有從動錐齒輪，主動錐齒輪與兩個從動錐齒輪嚙合，壓輥在平模盤上的滾動區域開有多個模孔，且模孔內設有模孔套，送料器安裝在擠壓成型工作室的側壁底部。
[0015]優選的:所述模孔的進口設有坡口，所述模孔套由倒置圓臺管和圓管由上至下製成一體。如此設計，使物料更容易進入，便於成型。
[0016]優選的:所述坡口為60度坡口，所述倒置圓臺管的錐角為120度。
[0017]優選的:所述壓輥的外圓為梯形齒同步帶式結構。增加壓輥的耐磨性和使用壽命。
[0018]優選的:所述減速器為二級減速器，第一級為錐齒輪減速，第二級為圓柱斜齒輪減速。
[0019]優選的:所述擠壓成型裝置還包括刮刀，所述刮刀設置在擠壓成型工作室內，且位於平模盤下方，刮刀固定在平模盤主軸上。如此設計，便於將成型後的顆粒送至送料器。
[0020]本實用新型與現有技術相比具有以下效果:
[0021]I)設備由多臺簡化為一臺一體機，集粉碎、成型於一體，工藝過程大大簡化，大大降低運輸所需費用，設備結構緊湊能耗低；[0022]2)整機分布在行走盤上，可用拖拉機對其進行移動，實現可移動式。更適合小型分散場地，這使得它的使用範圍更廣，市場應用性更強。
[0023]3)立式粉碎裝置:本實用新型採用的是切割與粉碎混合的立式粉碎裝置，可直接對自然乾燥後含水率低於20%的秸杆進行粉碎；帶有錐度的側環篩網的使用增加了物料的出料速度，提高了粉碎裝置的粉碎效率；同時對錘片的結構設計成為帶有齒的錘片，及錘片的布置形式，提高了物料的打擊力度。
[0024]4)擠壓成型裝置:採用兩個電動機分別驅動成型工作室中的壓輥和平模盤，將傳統的平模成型驅動方式改變，從而解決現有成型加工過程中不能連續進行工作的問題，此造粒過程的造粒速度快，避免物料堆積，避免造粒凹模阻塞；壓輥外圓上設計為梯形齒同步帶，增加壓輥的耐磨性和使用壽命；平模盤上的模孔和與其配合使用的模孔套的結構設計，使物料更容易進入模孔，同時磨損後可獨立更換模孔套，避免更換整體模盤，從而降低維修成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1是秸杆粉碎成型聯合機械裝置的結構圖；
[0026]圖2是立式粉碎裝置的裝配圖；
[0027]圖3是錘片的立體結構圖；
[0028]圖4是擠壓成型裝置的整體結構裝配圖；
[0029]圖5是擠壓成型裝置去除電動機後的裝配圖；
[0030]圖6是圖5的B-B剖視圖；
[0031 ] 圖7是圖6的A-A剖視圖；
[0032]圖8是圖5的C處放大圖；
[0033]圖9是平模盤上開設模孔結構示意圖；
[0034]圖10是模孔套結構圖。
[0035]圖中:1-立式粉碎裝置，2-第一電動機，3-風道，4-擠壓成型工作室，5-減速器，
6-第一聯軸器，7-第二電動機,8-第二電動機,9-行走盤,10-行走輪,11-第二聯軸器，
12-牽引環，13-進料口，14-刀片，15-銀片，16-套筒，17-側環篩網，18-儲料鬥，19-鼓風機，20-粉碎機主軸，21-主動錐齒輪，22-成型工作室輸入軸，23-粉碎室，24-進料鬥，26-平模盤主軸，27-平模盤，28-送料器，29-模孔，30-壓輥，32-壓輥主軸，33-刮刀，35-模孔套，36-機殼，37-錘架板，38-承重架，39-底篩網，40-從動錐齒輪。
【具體實施方式】
[0036]下面根據附圖詳細闡述本實用新型優選的實施方式。
[0037]【具體實施方式】一:參見圖1至圖3，本實施方式的秸杆粉碎成型聯合機械裝置包括立式粉碎裝置I和擠壓成型裝置，立式粉碎裝置I的出口通過風道3與擠壓成型裝置的進口連接，
[0038]立式粉碎裝置I和擠壓成型裝置由前至後並列設置在行走盤9上，行走盤9下方裝有多個行走輪10，減速器5和第三電動機8安裝在行走盤9上；
[0039]所述立式粉碎裝置I包括第一電動機2、機殼36、進料口 13、刀片14、多個錘片15、套筒16、儲料鬥18、多個錘架板37、承重架38和鼓風機19，機殼36上設有進料口 13，進料口 13的底部安裝有刀片14，所述粉碎機主軸20豎直安裝在機殼36內，粉碎機主軸20的上端與第一電動機2連接，粉碎機主軸20的上端與機殼36頂壁軸承連接，粉碎機主軸20的下端與承重架38軸承連接，承重架38安裝在機殼36內部，粉碎機主軸20上套有套筒16，套筒16上由上至下安裝多個錘架板37，相鄰兩個錘架板37之間環形設置有多個錘片組，每個錘片組包括多個錘片15，每個錘片組的多個錘片15上下均勻布置，所述錘片15為多齒邊矩形結構，錘片15的厚度為4mm，所述鼓風機19安裝在機殼36的底部與儲料鬥18連通，儲料鬥18通過風道3與擠壓成型裝置進口連通。
[0040]進一步:所述立式粉碎裝置I還包括側環篩網17和底篩網39，所述側環篩網17包圍在錘片15的外圍，底篩網39與側環篩網17的底邊連接，側環篩網17的上埠直徑大於側環篩網17的下埠直徑。如此設計，具有一定錐度的側環篩網17，增加了物料的出料速度，進一步提高了立式粉碎裝置的粉碎效率。
[0041]進一步:所述行走盤9前端設有牽引環12。如此設置，便於與牽引機械連接。
[0042]本實用新型的立式粉碎裝置I的篩網17和錘片15進行了改進。側環篩網17的上埠直徑大於側環篩網17的下埠直徑，這樣可以使粉碎的顆粒與篩網17基本垂直，有利於物料的飛出，同時側環篩網17克服了粒徑不等的物料形成的環流層影響；在粉碎室中相鄰兩個錘架板37之間環形設置有多個錘片組，每個錘片組包括多個錘片15，每個錘片組的多個錘片15上下均勻布置，工作時軸向從上到下錘片15與側環篩網17的間隙是交替變化的，這樣可對環流層產生破壞，有利於粉碎物料出篩，錘片15的形狀設計為多齒邊矩形，提高了錘片15的粉碎能力。
[0043]【具體實施方式】二:參見圖4至圖10，本實施方式與【具體實施方式】一的不同點在於:本實施方式的擠壓成型裝置包括擠壓成型工作室4、減速器5、第一聯軸器6、第二電動機7、第三電動機8、第二聯軸器11、主動錐齒輪21、成型工作室輸入軸22、平模盤主軸26、平模盤27、多個模孔套35、送料器28、兩個壓輥30、兩個壓輥主軸32和兩個從動錐齒輪40 ；
[0044]擠壓成型工作室4的平模盤主軸26的輸入端與減速器5連接，平模盤主軸26的輸出端與擠壓成型工作室4內的平模盤27連接，減速器5的輸入端通過第二聯軸器11與第三電動機8連接，擠壓成型裝置的成型工作室輸入軸22的一端通過第一聯軸器6與第二電動機7連接，成型工作室輸入軸22的另一端與主動錐齒輪21連接，第二電動機7設置在第三電動機8上方，兩個壓輥30對稱設置在平模盤27上，每個壓輥30均與一個壓輥主軸32固定連接，兩個壓輥主軸32同軸線設置，兩個壓輥主軸32的遠離端均與擠壓成型工作室4軸承連接，兩個壓輥主軸32的相鄰端均固定連接有從動錐齒輪40，主動錐齒輪21與兩個從動錐齒輪40嚙合，壓輥30在平模盤27上的滾動區域開有多個模孔29，且模孔29內設有模孔套35，送料器28安裝在擠壓成型工作室4的側壁底部。
[0045]進一步:所述模孔29的進口設有坡口 29-1，所述模孔套35由倒置圓臺管35_1和圓管35-2由上至下製成一體。
[0046]進一步:所述坡口 29-1為60度坡口，所述倒置圓臺管35_1的錐角為120度。
[0047]進一步:所述壓輥30的外圓為梯形齒同步帶式結構。
[0048]進一步:所述減速器5為二級減速器，第一級為錐齒輪減速，第二級為圓柱斜齒輪減速。[0049]進一步:所述擠壓成型裝置還包括刮刀33，所述刮刀33設置在擠壓成型工作室4內，且位於平模盤27下方，刮刀33固定在平模盤主軸26上。如此設計，便於將成型後的顆粒送至送料器28。
[0050]本實用新型的秸杆粉碎成型聯合機械裝置的動力裝置為三部電動機，全部零部件的動力都由該三部電動機直接或間接提供。
[0051]本實用新型的秸杆粉碎成型聯合機械裝置的基本工藝如下:開動機器先由人工將收集的農作物秸杆送入立式粉碎裝置I的進料口 13，秸杆進入立式粉碎裝置，首先進料口13下端的刀片14對秸杆進行切割，經切割後的物料依靠自重下落，進入粉碎室23，通過錘片15對切割後的物料進行錘打式粉碎，粉碎後的物料通過篩網後落入下方儲料鬥18，由鼓風機19將粉碎後的秸杆通過風道3吹送到成型工作室4上方的進料鬥24內，物料通過自重落入擠壓成型工作室4分布在平模盤27上，由於第二電動機7和第三電動機8分別驅動壓輥30和平模盤27，使其形成相對運動，由於相對運動將物料擠壓進入模孔29內的模孔套35內，從模孔套35底部擠出，在平模盤27下方安裝有刮刀33，將成型後的顆粒送至送料器28中。成型後的生物質顆粒由送料器28出口進行卸料。
[0052]擠壓成型裝置的工作原理如下:開動第三電動機8，第三電動機8的輸出軸順時針旋轉，動力通過第二聯軸器11傳遞給減速器輸入軸，然後經過減速器中的第一級錐齒輪組減速並換向，再經過第二級圓柱斜齒輪組減速，最終驅動平模盤主軸26順時針旋轉，再將動力傳送給平模盤27，使平模盤27順時針旋轉。開動第二電動機7，第二電動機7的輸出軸逆時針旋轉，動力通過第一聯軸器6傳遞給成型工作室輸入軸22，然後通過成型工作室4中的主動錐齒輪21和從動錐齒輪40減速，傳遞給壓輥主軸32，最後將動力傳給兩個壓輥30，兩個壓輥30分別沿順時針和逆時針旋轉。通過動力傳動實現壓輥30和平模盤27形成相對運動，從而對物料進行擠壓，並通過模孔29最終壓縮成塊。成型顆粒在達到與平模盤27相當的長度後由於慣性力與生物質秸杆的物理壓縮特性而自行斷裂。經壓縮成型後的棒料在壓輥30的擠壓力和重力的作用下，落至平模盤27下方並通過刮刀33送入送料器中，然後對其進行卸料。模孔29進行了改進，使用與模孔29相配合使用的模孔套35，模孔套35入口處做傾斜處理，從而方便生物質粉碎料進入模孔29，便於成型。同時模孔套35的使用也大大降低了該設備的維修成本，磨損後獨立更換模孔套35即可。
[0053]本實施方式只是對本專利的示例性說明，並不限定它的保護範圍，本領域技術人員還可以對其局部進行改變，只要沒有超出本專利的精神實質，都在本專利的保護範圍內。
【權利要求】
1.秸杆粉碎成型聯合機械裝置，所述秸杆粉碎成型聯合機械裝置包括立式粉碎裝置(I)和擠壓成型裝置，立式粉碎裝置(I)的出口通過風道(3 )與擠壓成型裝置的進口連接；其特徵在於:立式粉碎裝置(I)和擠壓成型裝置由前至後並列設置在行走盤(9)上，行走盤(9 )下方裝有多個行走輪(10 )，減速器(5 )和第三電動機(8 )安裝在行走盤(9 )上； 所述立式粉碎裝置(I)包括第一電動機(2)、機殼(36)、進料口(13)、刀片(14)、多個錘片(15)、套筒(16)、儲料鬥(18)、多個錘架板(37)、承重架(38)和鼓風機(19)，機殼(36)上設有進料口( 13)，進料口( 13)的底部安裝有刀片(14)，所述粉碎機主軸(20)豎直安裝在機殼(36 )內，粉碎機主軸(20 )的上端與第一電動機(2 )連接，粉碎機主軸(20 )的上端與機殼(36)頂壁軸承連接，粉碎機主軸(20)的下端與承重架(38)軸承連接，承重架(38)安裝在機殼(36)內部，粉碎機主軸(20)上套有套筒(16)，套筒(16)上由上至下安裝多個錘架板(37)，相鄰兩個錘架板(37)之間環形設置有多個錘片組，每個錘片組包括多個錘片(15)，每個錘片組的多個錘片(15)上下均勻布置，所述錘片(15)為多齒邊矩形結構，錘片(15)的厚度為4mm，所述鼓風機(19)安裝在機殼(36)的底部與儲料鬥(18)連通，儲料鬥(18)通過風道(3)與擠壓成型裝置進口連通。
2.根據權利要求1所述的秸杆粉碎成型聯合機械裝置，其特徵在於:所述立式粉碎裝置(I)還包括側環篩網(17 )和底篩網(39 )，所述側環篩網(17 )包圍在錘片(15 )的外圍，底篩網(39)與側環篩網(17)的底邊連接，側環篩網(17)的上埠直徑大於側環篩網(17)的下埠直徑。
3.根據權利要求1或2所述的秸杆粉碎成型聯合機械裝置，其特徵在於:所述行走盤(9)前端設有牽引環(12)。
4.根據權利要求2所述的秸杆粉碎成型聯合機械裝置，其特徵在於:所述擠壓成型裝置包括擠壓成型工作室(4)、減`速器(5)、第一聯軸器(6)、第二電動機(7)、第三電動機(8)、第二聯軸器(11)、主動錐齒輪(21)、成型工作室輸入軸(22)、平模盤主軸(26)、平模盤(27)、多個模孔套(35)、送料器(28)、兩個壓輥(30)、兩個壓輥主軸(32)和兩個從動錐齒輪(40)； 擠壓成型工作室(4)的平模盤主軸(26)的輸入端與減速器(5)連接，平模盤主軸(26)的輸出端與擠壓成型工作室(4)內的平模盤(27)連接，減速器(5)的輸入端通過第二聯軸器(11)與第三電動機(8)連接，擠壓成型裝置的成型工作室輸入軸(22)的一端通過第一聯軸器(6 )與第二電動機(7 )連接，成型工作室輸入軸(22 )的另一端與主動錐齒輪(21)連接，第二電動機(7 )設置在第三電動機(8 )上方，兩個壓輥(30 )對稱設置在平模盤(27 )上，每個壓輥(30)均與一個壓輥主軸(32)固定連接，兩個壓輥主軸(32)同軸線設置，兩個壓輥主軸(32)的遠離端均與擠壓成型工作室(4)軸承連接，兩個壓輥主軸(32)的相鄰端均固定連接有從動錐齒輪(40 )，主動錐齒輪(21)與兩個從動錐齒輪(40 )嚙合，壓輥(30 )在平模盤(27 )上的滾動區域開有多個模孔(29 )，且模孔(29 )內設有模孔套(35 )，送料器(28 )安裝在擠壓成型工作室(4)的側壁底部。
5.根據權利要求4所述的秸杆粉碎成型聯合機械裝置，其特徵在於:所述模孔(29)的進口設有坡口(29-1)，所述模孔套(35)由倒置圓臺管(35-1)和圓管(35-2)由上至下製成一體。
6.根據權利要求5所述的秸杆粉碎成型聯合機械裝置，其特徵在於:所述坡口(29-1)為60度坡口，所述倒置圓臺管(35-1)的錐角為120度。
7.根據權利要求4、5或6所述的秸杆粉碎成型聯合機械裝置，其特徵在於:所述壓輥(30)的外圓為梯形齒同步帶式結構。
8.根據權利要求7所述的秸杆粉碎成型聯合機械裝置，其特徵在於:所述減速器(5)為二級減速器，第一級為錐齒輪減速，第二級為圓柱斜齒輪減速。
9.根據權利要求8所述的秸杆粉碎成型聯合機械裝置，其特徵在於:所述擠壓成型裝置還包括刮刀(33)，所述刮刀(33)設置在擠壓成型工作室(4)內，且位於平模盤(27)下方，刮刀(33)固定在平模盤主軸(26)上。
【文檔編號】B02C21/02GK203494609SQ201320652427
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年10月22日 優先權日:2013年10月22日
【發明者】付敏, 郭婉麗, 範德林 申請人:東北林業大學