生物質燃料壓粒機的製作方法

2023-12-05 17:40:31 1

專利名稱：生物質燃料壓粒機的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種機械設備，即一種生物質燃料壓粒機。
背景技術：
隨著經濟的發展，煤炭等礦物質能源日趨緊張，農作物秸杆、雜草、木屑等生物質燃料受到重視，特別是將生物質原料粉碎壓縮製成的顆粒燃料，其密度和熱值均接近了煤炭的指標，並已用於工業生產。可是，生物質顆粒燃料的加工過程比較複雜，能耗很高，對設備的性能要求很高，現有設備還不能滿足市場的需要。現有的生物質顆粒燃料加工設備，其工作原理都是通過動力將粉碎的生物質物料從狹小的通孔中擠出而成型。其中，單孔設備性能比較穩定，但生產率較低，作業成本高。多孔設備生產率雖然很高，但工作性能卻很不穩定，容易發生故障。發生故障的原因主要有兩種，一是顆粒的擠出部件性能不佳，物料排出不暢，導致物料進多出少，造成堵塞或損壞。二是現有的動力機都是單臺電機，並且設在 主軸的一側，通過皮帶傳動。由於動力大，偏置的電機的平衡性很差，容易造成機體變形或損壞。由於性能不佳，現有設備多不能長時間連續作業，而且對生物質物料的粒度、柔軟程度等指標要求比較嚴格，特別是物料的水分只能在15-18%之間，因而適應範圍很小。
發明內容本實用新型的目的是提供一種工作穩定、不易損壞、故障率低、適應性強、生產效率高的生物質燃料壓粒機。上述目的是由以下技術方案實現的研製一種生物質燃料壓粒機，包括機架、送料管、餵入口、推料器、造粒杯和動力機，其特點是所說的機架包括底板和側板，機架內設有平置的主軸，主軸前部通過軸承裝配在機架的前側板上，主軸的後端與主軸電機的動力輸出輪相對接。主軸的前端過機架前面的側板與抱箍相固連，抱箍抱在造粒杯的外後部。所說的造粒杯包括圓筒狀杯壁和圓形杯底，杯壁上開有多個通透的壓粒孔，在造粒杯的前方，設有與機架固連的固定軸，固定軸從推料器攪龍的軸管內穿過抵達造粒杯內，且與連板相固連，連板裝有轉軸，轉軸上裝配圓柱形的內壓輥。內壓輥的直徑小於造粒杯的內徑，其外緣為粗糙面，且與造粒杯內壁貼近。工作時，粉碎的物料經送料管送入餵入口，經推料器推入造粒杯,主軸電機通過主軸傳動輪帶動造粒杯轉動，造粒杯的內壁帶動內壓棍轉動，杯內的物料即被帶入造粒杯與內壓輥之間而從造粒杯的壓粒孔擠出。所說的推料器包括餵入口及下方的殼體，殼體內設有攪龍，殼體外面裝有推料電機，推料電機帶動攪龍相轉動，推料器下面設有滑道。所說的造粒杯的直徑為410-430mm，壓粒孔的直徑為6_12mm。所說的連扳兩端各有一個轉軸，每個轉軸安裝一個內壓輥，內壓輥的直徑小於造粒杯的內半徑，內壓輥與造粒杯內壁之間的間隙為0-2_。所說的內壓輥與造粒杯內壁之間的間隙在0. 1-0. 2m之間。所說的主軸外面固連有慣性輪。[0010]所說的主軸電機的動力輸出輪和主軸之間設有摩擦片，摩擦片的花鍵孔與主軸軸端的花鍵軸相配合，摩擦片後面壓有壓簧，壓簧的另一端抵頂在調壓螺母的前端，調壓螺母的內孔與主軸為螺紋配合。所說的主軸電機的動力輸出輪與摩擦片兩方的接觸面分別設有多個相互吻合的凸凹面。所說的主軸電機的動力輸出輪的後端面上設有環狀限壓板，限壓板前面設有拉管，拉管與主軸上的調壓螺母的外周或與主軸相固連的管件通過螺紋相連接。本實用新型的有益效果是物料在造粒杯和內壓輥之間逐漸加壓並從內壓輥與造粒杯的最小間隙處集中擠出，過程緩和而壓力集中，從而獲得了最佳的擠出效果，加之主軸與一部主軸電機對軸傳動，消除了偏振現象，增強了機械運動的平衡性和穩定性，提高了工作效率，擴大了適應範圍，為生物質燃料的加工利用提供了更好的條件。

圖I是第一種實施例的主視圖；圖2是第一種實施例的A-A左視圖；圖3是第一種實施例的部件造粒杯的主視圖；圖4是第一種實施例的部件造粒杯的左視圖；圖5是第一種實施例的部件內壓輥裝配主視圖；圖6是第一種實施例的部件內壓輥裝配左視圖；圖7是第二種實施例的局部放大主視圖。 圖中可見機架I，底板2，主軸3，慣性輪4，側板5，抱箍6，出粒口 7，造粒杯8，內壓輥9，推料器10，滑道11，推料電機12，立柱13，固定軸14，攪龍15，餵入口 16，落料口 17，送料管18，送料口 19，送料電機20，上蓋21，主軸電機22，連板23，轉軸24，杯壁25，杯底26，壓粒孔27，動力輸出輪28，摩擦片29，花鍵軸30，壓簧31，調壓螺母32，拉管33，限壓板34。
具體實施方式
第一種實施例如圖1、2所示，這種生物質燃料壓力機有一個由底板2、前面及左右兩面的側板5及上蓋21構成的箱狀機架I。這裡的底板2可以是地面。上蓋21也可以沒有，只是對灰塵和雜音的屏蔽作用差一些。機架I裡面設有主軸3，主軸3上固連有慣性輪4。主軸3的前部過前側板5的軸承孔與抱箍6相固連，抱箍6抱在造粒杯8的外後部。結合圖3圖4可見，造粒杯8是由圓筒狀杯壁25和圓盤形杯底26構成，杯壁25上分布許多通透的壓粒孔27。結合圖5圖6可見，在造粒杯8的前方設有平置的固定軸14，固定軸14外端固定在一支立柱13的上端,立柱13也是機架I的一部分。固定軸14的內端穿過推料器10攪龍15的軸管到達造粒杯8的內腔，再通過連板23和轉軸24安裝內壓輥9。造粒杯8內要有一定的空間來接納物料，所以內壓輥9的直徑小於造粒杯8的內徑。內壓輥9最好有兩個，其直徑小於造粒杯8的內半徑，這樣工作比較平衡。內壓輥9其外緣為多淺稜構成的粗糙面，且貼近造粒杯8的內壁，其間隙因物料的大小和硬度不同而不同，一般在0-2mm之間調整均可工作，對於目前大量採用的木屑、雜草和秸杆原料，內壓輥9和造粒杯8內壁之間的間隙以0. 1-0. 2mm為宜。[0023]在機架I的上方還支撐一支送料管18,送料管18 —端有朝上的送料口 19,另一端有向下的落料口 17，送料管18裡面是一支攪龍，送料管18的一頭裝有送料電機20，可帶動攪龍轉動。落料口 17的下面是推料器10的餵入口 16，推料器10的殼體裡面裝有攪龍15，攪龍15以固定軸14為轉軸，由推料電機12通過皮帶傳動。推料器10的殼體前端為雙層開口，其內層與造粒杯8的開口相對，外層與機架I前側板5相對，且封閉了造粒杯8的外圍空間，只在下方開有一個可排放顆粒的出粒口 7。在推料器10以及推料電機12的下面設有滑道11，可以通過前後推拉進行推料器10的開關動作。拉開推料器10即可更換不同孔徑的造粒杯8，也可進行清理維護等作業。關閉推料器10，即可進行造粒作業。主軸3的後端與主軸電機22的動力輸出輪相對接。這種結構的優點是不會產生任何側向拉力，平衡性好。當然，這種連接結構，存在著緩衝性差以及轉速不能調整的問題。為此，推薦採用變頻電機，在設定的程序控制下，主軸電機22可在不同的載荷下自動調整 轉速，工作性能可靠。 工作時，開動主軸電機22，主軸3和抱箍6帶動造粒杯8轉動。此時，經過粉碎的生物質原料經送料口 19進入送料管18，在送料電機20的帶動下，送料管18內的攪龍將原料向前推進，最後在落料口 17下落而從餵入口 16進入推料器10，推料器10的攪龍15在推料電機12的帶動下把物料強制推入造粒杯8。本來造粒杯8的內壁與裡面的兩個內壓輥9之間的間隙就很小，在物料擠入後兩者之間壓力大增，兩個內壓輥9隻能隨著造粒杯8同向轉動，並且攜迫更多的物料擠入造粒杯8與內壓輥9之間，大量物料在無法通過造粒杯8與內壓輥9間隙的情況下，只能從造粒杯杯壁25上的壓粒孔27擠出。在此過程中，生物質在激烈的摩擦和巨大壓力之下，產生了 200°C左右的熱量，致使其中的木質素熔結，使擠出的顆粒緊密粘結，形成堅硬的顆粒。擠出造粒杯8的顆粒在推料器10外殼的限制下，或在專門的部件切割下斷裂，最後在重力作用下從出粒口 7排出。經實驗觀察證明，上述設備具有物料擠出順暢省力，整機平衡性好，適應範圍廣等優勢。物料擠入造粒杯8的時候，空間比較大，容易進入，而後被內壓輥9和造粒杯內壁25夾緊，而且夾緊力越來越大，物料無法脫離，直至從杯壁25的壓粒孔27中擠出，其過程有緩有急,合理有序。同時，由於主軸電機22與主軸3對接傳動，沒有側向拉力，增強了系統的平衡性和穩定性。主軸5上安裝巨大的慣性輪6，可以儲存大量動能，保證了主軸5傳遞能量的持續性。上述各因素的共同作用，顯著提高了設備的適應性，生物質原料的含水量指標由原料的15-18%擴大到10-30%。主軸電機110千瓦的設備，每小時生產顆粒燃料I. 5噸以上，連續工作可達300小時以上，壓制的顆粒燃料直徑6-12mm，長度20_50mm的，密度>I. I噸/m3，熱值> 3500kcal/kg，接近了煤炭的密度和熱值。以下是近期實驗所測得的產品性能指標
木屑顆粒指標秸稈顆粒指標稻殼顆粒指標
熱值> 4000kcal/kg> 3500kcal/kg> 4000kcal/kg
密度> I. lt/m3> I. lt/m3> I. lt/m3粒徑6 mm6mm6 mm
灰分sS 2. 5%sS 4%sS 8%
水分OsS 8%^ 12%^ 12%
燃燒率^ 95%^ 95%^ 95%
熱效率^ 81%^ 81%^ 81%
排煙黑度~~< I (林格曼級)< I (林格曼級)< I (林格曼級)
排塵濃度< 80vmg/m3< 80vmg/m3< 80vmg/m3第二種實施例為了解決主軸電機22與主軸3對接傳動存在的緩衝性差的問題，本例在主軸3和主軸電機22的動力輸出輪之間加設了摩擦連接機構。圖17例舉了其中的 一種主軸3的軸端為花鍵軸30，配裝一個帶花鍵孔的摩擦片29，摩擦片29前端面與主軸電機22的動力輸出輪28相對，後面壓有一副壓簧31，壓簧31的另一端抵頂在一個調壓螺母32的前端，調壓螺母32與主軸3為螺紋連接。調壓螺母32前面最好設有一個墊片，後面最好設有一個鎖緊螺母。轉動調壓螺母32，使壓簧31對摩擦片29具有足夠的壓力，摩擦片29即可與主軸電機22的動力輸出輪28緊密接觸且隨之轉動，並且通過花鍵帶動主軸3轉動。當工作負荷過大時，摩擦片29所受的軸向壓力增大而壓縮壓簧31，摩擦片29與動力輸出輪28之間出現瞬間的鬆動而得到緩衝，從而避免主軸電機22長時間超壓。為了使主軸電機22的動力輸出輪28與摩擦片29之間具有足夠的摩擦力，雙方的接觸面上設有多個相互吻合的凸凹面。為了減輕摩擦傳動對主軸電機22機芯的軸向壓力，在動力輸出輪28後端面上設有環狀限壓板34，限壓板34前面設有拉管33，拉管33與主軸3上面的調壓螺母32或者其他與主軸3固定連接的管件通過螺紋相連接。當然，也可以反過來由固定在主軸3上的管件與限壓板34外周相接，也屬於等同的方案。裝配時，擰緊調壓螺母32之後，再將拉管33與調壓螺母32擰緊，使限壓板34恰與動力輸出輪28的後端面相接觸。工作時，動力輸出輪28受到壓簧30和摩擦片29的壓力即將產生後移的趨勢時，限壓板34即與動力輸出輪28的後端面壓緊，此過程中幾個力的消長對抗，都集中反應為壓簧30的伸縮，這樣既可抵消摩擦片29對主軸電機22的軸向壓力，又因限壓板34與動力輸出輪28的後端面產生一定的摩擦，而提高了傳動效率。
權利要求1.一種生物質燃料壓粒機，包括機架、送料管、餵入口、推料器、造粒杯和動力機，其特徵在於所說的機架(I)包括底板(2)和側板(5)，機架(I)內設有平置的主軸(3)，主軸(3)前部通過軸承裝配在機架(I)前面的側板(5)上，主軸(3)的後端與主軸電機(22)的動力輸出輪相對接，主軸(3)的前端過機架(I)前面的側板(5)與抱箍(6)相固連，抱箍(6)抱在造粒杯(8)的外後部，所說的造粒杯(8)包括圓筒狀杯壁(25)和圓形杯底(26)，杯壁(25)上開有多個通透的壓粒孔(27)，在造粒杯(8)的前方，設有與機架(I)固連的固定軸(14)，固定軸(14)從推料器(10)的攪龍(15)軸管內穿過抵達造粒杯⑶內，且與連板(23)相固連，連板(23)裝有轉軸(24)，轉軸(24)裝配圓柱形的內壓輥(9)，內壓輥(9)的直徑小於造粒杯(8)的內徑，其外緣為粗糙面，且與造粒杯(8)內壁貼近。
2.根據權利要求I所述的生物質燃料壓粒機，其特徵在於所說的推料器(10)包括餵入口(16)及下方的殼體，殼體內設有攪龍(15)，殼體外面裝有推料電機(12)，推料電機(12)帶動攪龍(15)轉動，推料器(10)下面設有滑道(11)。
3.根據權利要求I所述的生物質燃料壓粒機，其特徵在於所說的造粒杯(8)的直徑為410-430mm，壓粒孔(27)的直徑為6_12mm。
4.根據權利要求I所述的生物質燃料壓粒機，其特徵在於所說的連扳(23)兩端各有一個轉軸(24)，每個轉軸(24)安裝一個內壓輥(9)，內壓輥(9)的直徑小於造粒杯⑶的內半徑，內壓輥(9)與造粒杯⑶內壁之間的間隙為0-2_。
5.根據權利要求4所述的生物質燃料壓粒機，其特徵在於所說的內壓輥(9)與造粒杯(8)內壁之間的間隙在0. 1-0. 2mm之間。
6.根據權利要求I所述的生物質燃料壓粒機，其特徵在於主軸(3)上固連有慣性輪⑷。
7.根據權利要求I所述的生物質燃料壓粒機，其特徵在於所說的主軸電機(22)的動力輸出輪(28)和主軸(3)之間設有摩擦片(29)，摩擦片(29)的花鍵孔與主軸(3)軸端的花鍵軸(30)相配合，摩擦片(29)後面壓有壓簧(31)，壓簧(31)的另一端抵頂在調壓螺母(32)的前端，調壓螺母(32)的內孔與主軸(3)為螺紋配合。
8.根據權利要求7所述的生物質燃料壓粒機，其特徵在於主軸電機(22)的動力輸出輪(28)與摩擦片(29)兩方的接觸面分別設有多個相互吻合的凸凹面。
9.根據權利要求7所述的生物質燃料壓粒機，其特徵在於主軸電機(22)的動力輸出輪(28)的後端面上設有環狀限壓板(34)，限壓板(34)前面設有拉管(33)，拉管(33)與主軸(3)上的調壓螺母(32)的外周或與主軸(3)相固連的管件通過螺紋相連接。
專利摘要本實用新型涉及一種機械設備，即一種生物質燃料壓粒機，其特點是機架(1)包括底板(2)和側板(5)，機架(1)內設有平置的主軸(3)，主軸(3)前部通過軸承裝配在機架(1)前面的側板(5)上，主軸(3)的後端與主軸電機(22)的動力輸出輪相對接，主軸(3)的前端與抱箍(6)相固連，抱箍(6)抱在造粒杯(8)的外後部，在造粒杯(8)的前方，設有與機架(1)固連的固定軸(14)，固定軸(14)從推料器(10)的攪龍(15)軸管內穿過抵達造粒杯(8)內，且與連板(23)相固連，連板(23)裝有轉軸(24)，轉軸(24)裝配圓柱形的內壓輥(9)，內壓輥(9)的直徑小於造粒杯(8)的內徑，其外緣為粗糙面，且與造粒杯(8)內壁貼近。其有益效果是物料擠出順暢，電機對軸傳動，增強了平衡性，提高了工作效率，擴大了適應範圍，為生物質燃料的加工利用提供了適用的機具。
文檔編號B01J2/22GK202555238SQ201220220318
公開日2012年11月28日 申請日期2012年5月16日 優先權日2012年5月16日
發明者宋國彪 申請人:宋國彪