CN104149379B - 一种生物质固化成型机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种生物质固化成型机，该成型机包括腔体、碎料装置和至少一组挤压推进装置，所述挤压推进装置与腔体的出料口同轴放置，并固定在腔体内部的基座上，所述碎料装置通过基板固定在挤压推进装置上方，所述基板固定在腔体进料口的下方。本发明所述的成型机采用出料口处设有加热装置的方案，仅需要将原料初步粉碎，不需要烘干，使成型工艺减缩，提高效率，节约成本；通过在下部成型腔内增设加热装置，保证在潮冷工作环境下和/或对于一些特殊的物料，仍可以正常地挤压成型，提高对物料和环境的适应性；通过设置挤压腔的圆锥形挤压筒结构，实现供料差，最大限度地提高挤压成型效率。

Description

一种生物质固化成型机

技术领域

本发明涉及一种成型机。更具体地，涉及一种生物质固化成型机。

背景技术

生物质能源具有储量大、分布广、可再生等优点，其开发利用可以有效解决当今世界面临的能源紧张、环境污染和气候变化等问题。生物质能源发展瓶颈是原料松散、生产能耗高、模具磨损大、生产成本高等，生物质固化成型技术是有效解决上述问题的技术之一。生物质固化成型技术是将木质类的木屑、稻秆、草、中药、工业生活废弃物等,在一定的条件下，经粉碎、干燥、挤压为具有规则几何形状的生物质产品。其制品用途非常广泛，可以作为饲料、炉灶和锅炉的燃料、热解气化原料、发电、加工成活性炭等。可以充分利用常规能源开发技术，将生物质原料转换制成高品位的气体、液体、固体燃料，缓解煤炭、石油紧张局面，缓解日益严重的环境问题，实现经济可持续发展和国家能源安全战略。

根据现有的生物质固化成型设备，根据工作原理可分为活塞冲式压成型机、螺旋挤压成型机和压辊式成型机。其中活塞冲式压成型机又分为机械驱动活塞成型机、液压驱动活塞成型机和水压驱动活塞成型机。压辊式成型机又分为环模颗粒成型机、平模颗粒成型机和对辊颗粒成型机。

螺旋挤压成型机主要是靠螺旋打的转动推进生物质挤压成型，其缺点在于单位产量能耗高、成型区部件磨损大、寿命短等和原料含水率要求高等。

辊式成型机的模具为一水平固定圆盘，进料时原料平撒在平模上，压辊直线来回滚动碾压生物质原料成型，该装置很难产生40Mpa以上的压力，因此只生产密度要求较低的制品。

以上成型机都是通过将粉碎的物料经过挤压，形成所需的挤压成品。其缺点是对于散料(比如锯末之类)、麦秸、稻壳、东北的玉米秸秆等物料，当处于潮湿环境下挤压成型困难。且相应地挤压成型机的设计、制造复杂和维修都很困难，寿命短，噪音大，连续性低，可靠性不高。

因此，需要提供一种生物质固化成型装置，实现对散料的固定成型，以及在潮湿环境下可挤压成型的。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种生物质固化成型机，以克服现有技术中难以对散料进行固化成型，难以在潮湿环境下对物料固化成型，不能按需求调整物料密度，维修困难，成本高等问题。

为解决上述第一个技术问题，本发明采用下述技术方案：

一种生物质固化成型机，该成型机包括

腔体、碎料装置和至少一组挤压推进装置，所述挤压推进装置与腔体的出料口同轴放置，并固定在腔体内部的基座上，所述碎料装置通过基板固定在挤压推进装置上方，所述基板固定在腔体进料口的下方；

所述碎料装置包括齿轮轴和至少一个螺旋推进器，所述齿轮轴包括驱动轮和轴，所述齿轮轴设置在基板上，所述螺旋推进器通过齿轮轴固定在基板上，驱动轮带动螺旋推进器旋转；

所述挤压推进装置包括第一油缸、带有挤压头的活塞筒和密度调节头，所述第一油缸固定在所述腔体内部的基座上表面，所述带有挤压头的活塞筒设置在第一油缸内部，所述密度调节头设置在带有挤压头的活塞筒内。

优选的，所述螺旋推进器为两个，分别固定在所述齿轮轴的两端；所述挤压推进装置为两组。

优选的，所述腔体的进料口设有圆锥形分离板，所述圆锥形分离板固定在所述基板上；所述腔体的出料口处设有挤压腔，所述挤压腔包括物料加热筒和成型筒，所述物料加热筒的一端固定在腔体的出料口处，所述成型筒固定在物料加热筒的另一端。

优选的，所述物料加热筒包括挤压筒、红外线加热带和保温层，所述挤压筒、红外线加热带和保温层由内到外依次固定；所述挤压筒内壁上设有反射壁。

优选的，所述挤压筒为变截面通筒。

优选的，所述成型机还包括切刀与由活塞杆和第二油缸构成的切刀驱动装置，所述切刀固定在切刀驱动装置的活塞上，所述切刀驱动装置位于碎料装置和挤压推进装置之间，并固定在所述基板上。

优选的，所述成型机还包括固定在腔体基座内部的电机驱动装置，所述电机驱动装置与碎料装置通过传动齿轮组件连接。

优选的，所述成型机还包括固定在腔体基座内部的液压系统，所述液压系统分别与切刀驱动装置和挤压推进装置通过液压管连接。

优选的，所述成型机还包括固定在腔体基座内部的供电装置。

优选的，所述成型机还包括用于控制所述成型机协调运作的控制单元。

本发明的有益效果如下：

1、本发明通过碎料装置和挤压装置，实现对物料先初步挤压粉碎，同时改变物料的柔韧性，再经过液压系统挤压成型，最大限度地改善和提高物料的成型效果，并减低设备的能耗和磨损；

2、本发明所述的成型机采用出料口处设有加热装置的方案，仅需要将原料初步粉碎，不需要烘干，使成型工艺减缩，提高效率，节约成本；

3、通过在下部成型腔内增设加热装置，保证在潮冷工作环境下和/或对于一些特殊的物料，仍可以正常地挤压成型，提高对物料和环境的适应性；

4、通过设置挤压腔的圆锥形挤压筒结构，实现供料差，最大限度地提高挤压成型效率；

5、由于可以采用相同结构的左、右层螺旋推进和挤压机构，使其具有互换性，提高了设备的持续生产率；

6、本发明所述的成型机，所生产的生物质成型块，不仅可以用于燃料，同时也可以作为生物质碳化基础材料。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1示出本发明所述一种生物质固化成型机的示意图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。

本发明公开了一种生物质固化成型机，该成型机包括腔体、碎料装置和两组挤压推进装置，所述挤压推进装置与腔体的出料口同轴放置，并固定在腔体内部的基座21上，所述碎料装置通过基板8固定在挤压推进装置上方，所述基板8固定在腔体进料口1的下方；所述腔体的进料口1设有圆锥形分离板2，所述圆锥形分离板2固定在所述基板8上；所述腔体的出料口处设有挤压腔15，所述挤压腔15包括物料加热筒和成型筒19，所述物料加热筒为变截面通筒，优选物料加热筒为圆锥形，所述圆锥形物料加热筒的大口径端固定在腔体的出料口处，所述圆锥形物料加热筒包括挤压筒18、红外线加热带16和保温层20，所述挤压筒18、红外线加热带16和保温层20由内到外依次固定，所述挤压筒18的内壁上设有反射壁，用于将红外线波进行反射，对物料循环加热；所述成型筒19固定在圆锥形物料加热筒的小口径端；所述碎料装置包括驱动轮4和两个螺旋推进器6，所述驱动轮4设置在基板8上，所述螺旋推进器6通过轴27与驱动轮4固接，实现驱动轮4带动螺旋推进器6旋转；所述挤压推进装置包括第一油缸26、带有挤压头的活塞筒12和密度调节头11，所述油缸固定在所述基座21上，所述带有挤压头的活塞筒12设置在第一油缸26内部，所述密度调节头11设置在带有挤压头的活塞筒12内。所述密度调节头11可根据实际需要

本发明所述还包括切刀13和由活塞和第二油缸构成的切刀驱动装置25，所述切刀13固定在切刀驱动装置25的活塞上，所述切刀驱动装置25位于碎料装置和挤压推进装置之间，并固定在所述基板8上，所述切刀13通过切刀驱动装置25做往复运动，将由碎料装置挤压出的物料切断，便于挤压推进装置对物料做进一步处理。

本发明所述成型机还包括固定在腔体基座内部的供电装置22，该供电装置22为本发明所述成型机各部分器件供电，同时该装置分别于圆台型物料加热筒的红外加热带16和保温层20电连接，用于根据实际情况变化适时调整红外加热带16的温度和保温层20的温度，使物料达到所需的干燥程度。

本发明所述成型机还包括固定在腔体基座21内部的电机驱动装置23，所述电机驱动装置23与碎料装置通过传动齿轮组件连接，该电机驱动装置23用于为碎料装置的驱动轮4提供动力，从而使驱动轮4带动螺旋推进器旋转6，将物料绞断。

本发明所述成型机还包括固定在腔体基座内部的液压系统24，所述液压系统24分别与切刀驱动装置25和挤压推进装置通过液压管连接，液压系统24为切刀驱动装置25和挤压推进装置提供液压源。

物料通过进料口1中的分离板2均匀的将物料送入碎料装置中的螺旋推进器6中进行粉碎，经过螺旋粉碎后的原料输送到成型腔的进料口9处，利用切刀13将粉碎的物料初步截断，物料在成型腔内由带有挤压头的活塞筒12进行挤压，物料通过挤压送入物料加热筒内后，由加热筒外层的远红外加热带16对物料进行烘干加热，烘干后的物料通过成型筒后获得需要体积及形状的固化物料。

本发明采用腔体内部设置有碎料装置和挤压推进装置的结构，所述碎料装置位于所述腔体的进料口1的下方，并通过基板8固定在挤压推进装置的上方，这样使碎料装置粉碎的物料从碎料出口挤出后可以直接通过成型腔入料口9落在挤压推进装置的挤压端，通过挤压推进装置对物料进行挤压。这类经过碎料装置和挤压推进装置的作用可以最大限度地提高物料的挤压成型效果，满足了对柔韧性大、含水率高的秸秆等物料的挤压成型要求。

本发明所述腔体、碎料装置和挤压推进装置构成了贯通的走料空间，利用腔体上壁和碎料装置将粉碎的物料送入成型腔入料口9，物料通过挤压推进装置将物料从成型腔压入挤压腔15，通过物料加热筒和成型筒19，将物料固化定型。本发明所述挤压筒18可以根据物料干燥度和密度的需求可制成变截面的通筒，本实施例中优选的挤压筒形状为圆锥形。挤压筒可以根据需要物料的形状制成圆形、椭圆形和矩形等形状。

为了提高装置的互换性，将碎料装置和挤压推进装置设置成左右对称的结构，这样的结构方便安装，减少零件规格，并有利于成型机构维修时无需修配即可快速更换，简化维修过程，节省工时，降低劳动强度。

本发明所述成型机通过控制单元对碎料装置、挤压推动装置、切刀驱动装置和物料加热筒的加热温度进行控制，以实现成型机内各部分装置协调工作。

本发明所述一种生物质固化成型机的工作原理：

开启供电装置22，为系统各器件供电，同时为远红外加热带16和保温层20供电预热，当温度达到所需要求时，控制单元发出指令停止红外加热带16加热，进入保温状态，同时开启电机驱动装置23，电机驱动装置23带动由驱动轮4和轴27组成的齿轮轴运动，从而带动螺旋推进器6转动，生物质原料由入料口1进入，经过分离板2使得原料均分到螺旋推进器6内，经左右螺旋推进器6的挤压使得原料初步的碾压和粉碎，改变物料的柔韧性，同时在挤压作用下，原料的温度也会有一定提升，螺旋推进器6将初步粉碎的物料从碎料装置的碎料出口推出，将物料通过成型腔的入料口9送入成型腔，当成型腔的物料足够时，控制单元控制切刀驱动装置25带动切刀将物料切断，并阻断向成型腔供料，待挤压推进装置回位后继续供料；将成型腔物料填充好后，启动液压系统，油泵开始工作，液压油通过液压系统24的管路进入挤压推进装置的活塞腔中，带有挤压头的活塞筒12分别向左右两边运动，对生物质原料进行挤压，由于变截面的挤压筒18限制了生物质原料的顺利前进，与此同时，利用密度调节头11调节被挤压物料的松散度，使得挤压头对生物质原料更有效的挤压，因此生物质原料在加热筒中，不但能进行烘干，并且能够使物料更密实；当挤压推进装置中的带有挤压头的活塞筒12运动到最大限位时，控制单元发出行程开关信号控制液压系统中的电控阀，电控阀切换，液压油改变流向，液压油通过液压系统24管路进入挤压推进装置开始反向运动，回到初始位置，此时控制单元控制切刀驱动装置25反向运动，继续为成型腔供料；在温度和压力的作用下，生物质原料发生了物理和化学变化，表面粘连达到紧密粘结效果，在成型筒内成型并挤出。如此反复循环，生物质原料经过加工成型后的产品被不断的从两边的成型筒19中挤出。

综上所述，本发明通过碎料装置和挤压装置，实现对物料先初步挤压粉碎，同时改变物料的柔韧性，再经过液压系统挤压成型，最大限度地改善和提高物料的成型效果，并减低设备的能耗和磨损；本发明所述的成型机采用出料口处设有加热装置的方案，仅需要将原料初步粉碎，不需要烘干，使成型工艺减缩，提高效率，节约成本；通过在下部成型腔内增设加热装置，保证在潮冷工作环境下和/或对于一些特殊的物料，仍可以正常地挤压成型，提高对物料和环境的适应性；通过设置挤压腔的圆锥形挤压筒的结构，实现供料差，最大限度地提高挤压成型效率；由于可以采用相同结构的左、右层螺旋推进和挤压机构，使其具有互换性，提高了设备的持续生产率；本发明所述的成型机，所生产的生物质成型块，不仅可以用于燃料，同时也可以作为生物质碳化基础材料。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (9)

1.一种生物质固化成型机，其特征在于：该成型机包括

腔体、碎料装置和至少一组挤压推进装置，所述挤压推进装置与腔体的出料口同轴放置，并固定在腔体内部的基座(21)上，所述碎料装置通过基板(8)固定在挤压推进装置上方，所述基板固定在腔体进料口(1)的下方；

所述腔体的进料口(1)设有圆锥形分离板(2)，所述圆锥形分离板(2)固定在所述基板(8)上；

所述碎料装置包括齿轮轴和螺旋推进器(6)，所述齿轮轴包括驱动轮(4)和轴(27)，所述螺旋推进器(6)通过齿轮轴固定在基板(8)上，齿轮轴带动螺旋推进器(6)旋转；所述螺旋推进器(6)为两个，并分别在水平方向上与所述驱动轮的两端固定；

所述挤压推进装置包括第一油缸(26)、带有挤压头的活塞筒(12)和密度调节头(11)，所述第一油缸(26)固定在所述腔体内部的基座(21)上表面，所述带有挤压头的活塞筒(12)设置在第一油缸(26)内部，所述密度调节头(11)设置在带有挤压头的活塞筒(12)内；

所述成型机还包括切刀(13)与由活塞杆和第二油缸构成的切刀驱动装置(25)，所述切刀(13)固定在切刀驱动装置(25)的活塞上，所述切刀驱动装置(25)位于碎料装置和挤压推进装置之间，并固定在所述基板(8)上。

2.根据权利要求1所述的一种生物质固化成型机，其特征在于：所述挤压推进装置为两组。

3.根据权利要求1所述的一种生物质固化成型机，其特征在于：

所述腔体的出料口处设有挤压腔，所述挤压腔(15)包括物料加热筒和成型筒(19)，所述物料加热筒的一端固定在腔体的出料口处，所述成型筒(19)固定在物料加热筒的另一端。

4.根据权利要求3所述的一种生物质固化成型机，其特征在于：

所述物料加热筒包括挤压筒(18)、红外线加热带(16)和保温层(20)，所述挤压筒(18)、红外线加热带(16)和保温层(20)由内到外依次固定；

所述挤压筒(18)内壁上设有反射壁(17)。

5.根据权利要求4所述的一种生物质固化成型机，其特征在于：所述挤压筒(18)为变截面通筒。

6.根据权利要求1所述的一种生物质固化成型机，其特征在于：所述成型机还包括固定在腔体基座(21)内部的电机驱动装置(23)，所述电机驱动装置(23)与碎料装置中的齿轮轴通过传动齿轮组件连接。

7.根据权利要求1所述的一种生物质固化成型机，其特征在于：所述成型机还包括固定在腔体基座内部的液压系统(24)，所述液压系统(24)分别与切刀驱动装置(25)和挤压推进装置通过液压管连接。

8.根据权利要求1所述的一种生物质固化成型机，其特征在于：所述成型机还包括固定在腔体基座内部的供电装置(22)。

9.据权利要求1所述的一种生物质固化成型机，其特征在于：所述成型机还包括用于控制所述成型机协调运作的控制单元。