生物質(zhì)常溫柱塞式環(huán)模顆粒成型的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種生物質(zhì)常溫柱塞式環(huán)模顆粒成型機(jī)，包括：機(jī)架、電動機(jī)、皮帶傳動機(jī)構(gòu)、成型機(jī)箱體、成型機(jī)工作機(jī)構(gòu)、齒輪傳動系、供料倉、清料鏟刀和顆粒斷料桿。該型生物質(zhì)常溫柱塞式環(huán)模顆粒成型機(jī)通過壓輥齒輪、惰齒輪和環(huán)模齒輪構(gòu)成的定比傳動系，使偏心安裝在與水平面成45°的環(huán)模部件和柱塞式壓輥部件以固定的轉(zhuǎn)速比同向旋轉(zhuǎn)，利用安裝在壓輥體上的擠壓柱塞體對不斷填入環(huán)模成型直孔內(nèi)的物料進(jìn)行間歇性循環(huán)壓縮成型，避免了物料在成型孔外與壓輥的強(qiáng)烈擠壓和摩擦，從而最大可能地避免了設(shè)備工作中物料非有效成型時的動力浪費(fèi)，可以有效降低設(shè)備40%-50%的能耗，同時減緩了成型模具的磨損，對于節(jié)能減排和生物質(zhì)資源高效開發(fā)利用具有重要意義。
【專利說明】生物質(zhì)常溫柱塞式環(huán)模顆粒成型機(jī)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種生物質(zhì)常溫顆粒壓縮成型裝置，具體為一種柱塞式環(huán)模壓縮成型方式的生物質(zhì)顆粒燃料生產(chǎn)設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，在生物質(zhì)成型設(shè)備中，由于環(huán)模成型機(jī)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，生產(chǎn)效率較高；并且結(jié)構(gòu)緊湊、構(gòu)造簡單、使用方便，因此應(yīng)用前景廣闊。但是傳統(tǒng)環(huán)模成型機(jī)在對物料進(jìn)行壓縮成型時，壓輥外曲面和成型環(huán)模內(nèi)曲面之間的間隙很小，且環(huán)模上的成型孔數(shù)量有限，均勻間隔分布，生物質(zhì)原料在未進(jìn)入成型孔內(nèi)進(jìn)行有效固縮成型前，在環(huán)模成型孔外就已經(jīng)受到壓輥強(qiáng)烈地?cái)D壓和摩擦，原動機(jī)輸入能量大部分消耗在克服物料與成型部件的摩擦力，而用于壓縮成型的能量僅占37% _40%，使成型能耗大大增加；同時強(qiáng)烈地?cái)D壓和摩擦也會使壓輥和環(huán)模內(nèi)側(cè)表面產(chǎn)生過度的磨損，降低設(shè)備的使用壽命。傳統(tǒng)生物質(zhì)顆粒環(huán)模成型機(jī)存在的生產(chǎn)能耗偏高，設(shè)備使用壽命短的缺陷嚴(yán)重影響了生物質(zhì)資源固化成型的發(fā)展利用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了降低傳統(tǒng)生物質(zhì)環(huán)模顆粒成型機(jī)能耗偏高和設(shè)備使用壽命偏短的問題，本實(shí)用新型對傳統(tǒng)環(huán)模成型機(jī)的成型方式和壓輥模具進(jìn)行了創(chuàng)新設(shè)計(jì)改造，避免了生物質(zhì)原料在環(huán)模成型孔外所受到的壓輥擠壓和摩擦，從而達(dá)到降低設(shè)備成型能耗，同時提高設(shè)備整體使用壽命的目的。
[0004]本實(shí)用新型設(shè)計(jì)了一種生物質(zhì)常溫柱塞式環(huán)模顆粒成型機(jī)，包括:機(jī)架、電動機(jī)、皮帶傳動機(jī)構(gòu)、成型機(jī)箱體、成型機(jī)工作機(jī)構(gòu)、齒輪傳動系、供料倉、清料鏟刀和顆粒斷料桿。其中，成型機(jī)工作機(jī)構(gòu)包括環(huán)模部件、柱塞式壓輥部件和傳動惰輪部件。
[0005]環(huán)模部件包括:環(huán)模體、環(huán)模法蘭、環(huán)模齒輪、環(huán)模軸、環(huán)模軸承、定位銷。環(huán)模體通過環(huán)模定位銷定位安裝在環(huán)模法蘭上，由螺栓組進(jìn)行連接，環(huán)模法蘭和環(huán)模齒輪通過平鍵安裝在環(huán)模軸上。柱塞式壓輥部件包括:擠壓柱塞體、壓輥體、壓輥齒輪、壓輥軸、壓輥軸承、壓輥軸向固定環(huán)組件、壓輥套筒，擠壓柱塞體過盈安裝在壓輥體上，壓輥體和壓輥齒輪通過壓輥套筒軸向定位，由壓輥軸向固定環(huán)組件軸向固定，并用平鍵安裝在壓輥軸上。傳動惰輪部件包括:惰齒輪、惰輪軸承、惰輪軸，惰齒輪通過惰輪軸承安裝在惰輪軸上，可以自由轉(zhuǎn)動，惰輪軸直接安裝在成型機(jī)箱體的組合剖分軸承座中。環(huán)模部件和柱塞式壓輥部件分別通過各自軸承安裝在成型機(jī)箱體軸承座中。
[0006]成型機(jī)箱體為斜45°剖分式板材焊接件，上、下箱體之間通過螺栓組連接。成型機(jī)下箱體和電動機(jī)均由螺栓組安裝在焊接機(jī)架上，電動機(jī)動力通過皮帶傳動機(jī)構(gòu)輸入到壓輥皮帶輪，帶動柱塞式壓輥部件旋轉(zhuǎn)。供料倉通過螺栓安裝在下箱體側(cè)板上，用于給成型模具供料。
[0007]柱塞式壓輥部件和環(huán)模部件在成型機(jī)箱體的45°剖分斜面上偏心安裝，柱塞式壓輥部件通過傳動惰輪部件將動力傳輸?shù)江h(huán)模部件，壓輥齒輪、惰齒輪、環(huán)模齒輪組成的齒輪傳動系實(shí)現(xiàn)柱塞式壓輥部件和環(huán)模部件能夠以固定的轉(zhuǎn)速比同方向轉(zhuǎn)動。
[0008]柱塞式壓輥部件的壓輥體上沿軸向等距安裝有若干列環(huán)向均布的擠壓柱塞體，每一列擠壓柱塞體數(shù)目相等，相鄰兩列交錯分布，且壓輥體安裝孔的鍵槽中心和其上環(huán)向一行擠壓柱塞體中心對齊；環(huán)模部件的環(huán)模體上沿軸向加工有與壓輥上柱塞體相同列數(shù)的成型直孔，每列成型孔數(shù)目相等且環(huán)向均布，相鄰兩列也交錯分布，成型孔列間距與擠壓柱塞體列間距相同，環(huán)模體端面上的環(huán)模定位銷孔中心與其上環(huán)向一行成型孔中心對齊；環(huán)模體上每列成型孔數(shù)與壓輥體上每列擠壓柱塞體數(shù)的比值等于柱塞式壓輥部件和環(huán)模部件的轉(zhuǎn)速比，該轉(zhuǎn)速比也等于齒輪傳動系的傳動比。
[0009]壓輥齒輪和環(huán)模齒輪的安裝鍵槽中心均與其一齒厚中心對齊；壓輥傳動軸上的壓輥體安裝鍵槽和壓輥齒輪安裝鍵槽中心對齊，環(huán)模軸上的環(huán)模安裝法蘭安裝鍵槽和環(huán)模齒輪安裝鍵槽中心對齊。部件裝配后，柱塞式壓輥部件上的一行擠壓柱塞體中心與壓輥齒輪一齒厚中心對齊；環(huán)模部件上的一行成型孔中心與環(huán)模齒輪一齒厚中心對齊。
[0010]環(huán)模體上成型直孔的入口和壓輥體上安裝的擠壓柱塞體頂端都有倒角，保證擠壓柱塞體在逐漸進(jìn)入和退出成型孔時，兩者不發(fā)生物理干涉。
[0011 ] 物料由供料倉送入環(huán)模部件內(nèi)部，手動調(diào)整供料倉落料擋板可以改變物料進(jìn)量；成型機(jī)下箱體側(cè)板上安裝有清料鏟刀和顆粒斷料桿。清料鏟刀可以對粘結(jié)在環(huán)模內(nèi)圈上的物料進(jìn)行清理，防止其粘結(jié)在成型孔入口處，造成成型孔進(jìn)料困難。顆粒斷料桿可以將從環(huán)模成型孔中擠出達(dá)到一定長度的成型柱狀產(chǎn)品敲斷，形成顆粒產(chǎn)品。
[0012]本實(shí)用新型通過壓輥體上的一系列柱塞體對環(huán)模成型孔內(nèi)的生物質(zhì)原料進(jìn)行擠壓成型，壓輥外圓曲面不參與壓縮工作，從而避免生物質(zhì)原料在成型孔外的擠壓和摩擦，降低了設(shè)備能耗，減緩了模具的磨損，同時由于每個成型孔中物料的次壓縮位移增大，其生產(chǎn)率有所提聞。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是生物質(zhì)常溫柱塞式環(huán)模顆粒成型機(jī)構(gòu)的工作原理圖。
[0014]圖2是柱塞式環(huán)模顆粒成型機(jī)整體結(jié)構(gòu)圖。
[0015]圖3是成型機(jī)上、下箱體結(jié)構(gòu)圖。
[0016]圖4是成型機(jī)柱塞壓輥組件結(jié)構(gòu)主視圖。
[0017]圖5是成型機(jī)柱塞壓輥組件結(jié)構(gòu)右視圖。
[0018]圖6是成型機(jī)柱塞式壓輥部件結(jié)構(gòu)圖。
[0019]圖7是環(huán)模部件結(jié)構(gòu)圖。
[0020]圖8是傳動惰輪部件結(jié)構(gòu)圖。
[0021]圖9是柱塞式環(huán)模顆粒成型機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。
[0022]圖10是成型機(jī)清料鏟刀和斷料桿安裝結(jié)構(gòu)圖。
[0023]圖中:1.電動機(jī)，2.機(jī)架，3.電動機(jī)皮帶輪，4.皮帶傳動機(jī)構(gòu)，5.壓輥皮帶輪，
6.成型機(jī)下箱體，7.成型機(jī)上箱體，8.成型機(jī)供料倉，9.箱體組合剖分軸承座，10.壓輥剖分式軸承座，11.剖分式隔離氈圈座，12.環(huán)模剖分式軸承座，13.壓輥體，14.擠壓柱塞體，15.柱塞壓輥組件，16.壓輥軸承1，17.壓輥齒輪，18.壓輥軸承2，19.壓輥軸，20.壓輥套筒1，21.壓輥套筒2，22.壓輥軸向固定環(huán)組件，23.環(huán)模體定位銷，24.環(huán)模法蘭，25.環(huán)模體，26.環(huán)模擋料圈，27.環(huán)模軸，28.環(huán)模齒輪，29.環(huán)模軸承，30.惰輪軸，31.惰輪軸承，32.惰齒輪，33.柱塞式壓輥部件，34.成型環(huán)模部件，35.環(huán)模軸承端蓋1，36.壓輥軸承端蓋，37.傳動惰輪部件，38.顆粒斷料桿，39.清料鏟刀，40.環(huán)模軸承端蓋2，41.供料倉落料擋板，42.待壓縮物料，43.斷料刀，44.壓輥嚙合圓。
【具體實(shí)施方式】
[0024]生物質(zhì)常溫柱塞式環(huán)模顆粒成型機(jī)構(gòu)工作原理如下:壓輥體(13)環(huán)向均勻安裝有擠壓柱塞體(14)，環(huán)模體(23)環(huán)向也均布加工有成型直孔，環(huán)模體(25)和柱塞式壓輥部件(33)偏心斜45°安裝，壓輥嚙合圓(44)與環(huán)模體內(nèi)曲面在偏心位置處相切，兩者同向轉(zhuǎn)動，其中壓輥和環(huán)模轉(zhuǎn)速比nl/n2 =成型孔數(shù)/擠壓柱塞體數(shù)，從而保證擠壓柱塞體(14)和對應(yīng)嚙合的成型孔旋轉(zhuǎn)到嚙合區(qū)時，具有相同的瞬時環(huán)向線速度，即兩者環(huán)向相對靜止，只有徑向的相對速度。同時，環(huán)模成型孔入口處和壓輥柱塞頂端的倒角，保證兩者在偏心位置附近兩側(cè)的嚙合區(qū)能夠順利地逐漸進(jìn)入嚙合和分離，故在該區(qū)域內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)擠壓柱塞體(14)對成型孔內(nèi)物料進(jìn)行徑向壓縮。當(dāng)物料(42)從嚙合區(qū)的另一側(cè)送入轉(zhuǎn)動的環(huán)模體
(25)內(nèi)圈，自身重力和離心力使其進(jìn)入環(huán)模成型孔內(nèi)進(jìn)行初步填充和壓實(shí)，環(huán)模清料鏟刀
(39)可以將環(huán)模成型孔外多余的物料(42)鏟去清除，防止過多的物料進(jìn)入壓縮成型區(qū)，保證壓輥體外曲面不會對物料進(jìn)行摩擦和擠壓。最后從成型孔中擠出的成型產(chǎn)品達(dá)到一定長度后，觸碰到斷料刀(43)斷裂形成生物質(zhì)顆粒。
[0025]生物質(zhì)常溫柱塞式環(huán)模顆粒成型機(jī)具體結(jié)構(gòu)如下:電動機(jī)(I)和成型機(jī)下箱體
(6)通過螺栓組安裝固定在機(jī)架(2)上，成型機(jī)上箱體(7)和下(6)為斜45°剖分式鋼板焊接件，之間由螺栓組連接。組合剖分軸承座(9)、壓輥剖分式軸承座(10)、剖分式隔離氈圈座(11)和環(huán)模剖分式軸承座(12)分別焊接在成型機(jī)上、下箱體上。壓輥體(13)上交錯安裝有若干列擠壓柱塞體(14)，每列柱塞數(shù)量相等，壓輥體(13)安裝孔鍵槽中心與其上環(huán)向一行擠壓柱塞體(14)中心對齊，壓輥體(13)和擠壓柱塞體(14)構(gòu)成柱塞壓輥組件
(15)。壓輥齒輪(17)鍵槽中心與其一齒厚中心對齊；壓輥軸(19)上的壓輥體安裝鍵槽中心和壓輥齒輪安裝鍵槽中心對齊，柱塞壓輥組件(15)和壓輥齒輪(17)通過軸向間隔套筒
(20)、(21)進(jìn)行軸向定位，通過壓輥軸向固定環(huán)組件(22)進(jìn)行軸向固定，并由平鍵安裝在壓輥軸(19)上，從而保證柱塞式壓輥部件(33)上的一行擠壓柱塞體中心和壓輥齒輪(17)一齒厚中心對齊。柱塞式壓輥部件(33)由壓輥軸承(16)、(18)安裝支撐在成型機(jī)箱體軸承座(9)、(10)上，由壓輥軸承端蓋(36)進(jìn)行軸向固定。
[0026]環(huán)模體(25)上軸向交錯均布有與壓輥上柱塞體相同列數(shù)的成型直孔，每列孔數(shù)相等，列間距等于壓輥體(13)上擠壓柱塞體的列距，每列成型孔數(shù)與擠壓柱塞體數(shù)的比值等于柱塞壓輥組件(15)和環(huán)模體(25)的轉(zhuǎn)速比。環(huán)模體(25)通過定位銷(23)定位，并由螺栓連接在環(huán)模法蘭(24) 上，其中環(huán)模體(25)端面上的定位銷孔中心與環(huán)向一行成型孔的中心對齊。環(huán)模物料擋圈(26)用螺栓安裝在環(huán)模體(25)另一側(cè)，隨環(huán)模體一起轉(zhuǎn)動，可以防止從供料倉(8)送入環(huán)模體(25)內(nèi)圈的生物質(zhì)物料從側(cè)面灑落。環(huán)模齒輪(28)的安裝孔鍵槽中心與其一齒厚中心對齊。環(huán)模軸(27)上環(huán)模安裝法蘭的安裝鍵槽中心和環(huán)模齒輪安裝鍵槽中心對齊，環(huán)模法蘭(24)和環(huán)模齒輪(28)通過平鍵安裝在環(huán)模軸(27)上，從而保證環(huán)模部件(34)上環(huán)向一行成型直孔中心與環(huán)模齒輪(28) —齒厚中心對齊。環(huán)模部件(34)由環(huán)模軸承(29)安裝支撐在成型機(jī)箱體軸承座(9)、(12)中，由兩側(cè)的環(huán)模軸承端蓋(35)、(40)進(jìn)行軸向固定。
[0027]惰齒輪(32)由惰輪軸承(31)安裝在惰輪軸(30)上，惰輪軸直接安裝在箱體的組合剖分軸承座(9)中，惰齒輪(32)可以自由轉(zhuǎn)動。
[0028]環(huán)模部件(34)、柱塞式壓輥部件(33)、傳動惰輪部件(37)裝配在成型機(jī)箱體(6)、
(7)中后，處于哨合區(qū)的擠壓柱塞體和環(huán)模成型直孔準(zhǔn)確配合，同時齒輪傳動系的3個齒輪能夠正常嚙合傳動。
[0029]當(dāng)電動機(jī)(I)的動力通過電動機(jī)皮帶輪(3)、皮帶傳動機(jī)構(gòu)(4)、壓棍皮帶輪(5)輸入到壓輥軸(19)，帶動柱塞壓輥組件(15)和壓輥齒輪(17)轉(zhuǎn)動，環(huán)模齒輪(28)通過傳動惰輪部件(37)的中間傳動，帶動環(huán)模體(25)以一定的傳動比同向旋轉(zhuǎn)。物料從供料倉
(8)中被送入環(huán)模體(25)內(nèi)圈，因?yàn)樽陨碇亓碗x心力在環(huán)模成型孔入口端進(jìn)行初步填充和壓實(shí)后，旋轉(zhuǎn)到柱塞式壓輥部件(33)和環(huán)模部件(34)的嚙合區(qū)，壓輥體(13)上的擠壓柱塞體(14)逐漸嚙合壓入環(huán)模體(25)對應(yīng)的成型直孔中對物料進(jìn)行壓縮，然后又逐漸分離，如此不斷循環(huán)，實(shí)現(xiàn)對物料的擠壓成型，當(dāng)圓柱狀成型固體從成型直孔外側(cè)被擠出達(dá)到一定長度時，觸碰到安裝在成型機(jī)下箱體(6)上斷料桿(38)斷裂形成顆粒。
[0030]清料鏟刀(39)用螺釘安裝在下箱體(6)的側(cè)板上，可以將環(huán)模成型直孔外側(cè)多余的物料鏟松清除，防止過多物料隨環(huán)模旋轉(zhuǎn)到壓縮成型區(qū)，與壓輥體(13)外圓面產(chǎn)生擠壓和摩擦。
[0031]供料倉落料擋板(41)在供料倉(8)中能夠手動抽動，可以根據(jù)成型機(jī)的工作實(shí)況，實(shí)時進(jìn)行調(diào)整，使成型機(jī)的進(jìn)料量充分合理。
【權(quán)利要求】
1.一種生物質(zhì)常溫柱塞式環(huán)模顆粒成型機(jī)，包括:機(jī)架、電動機(jī)、皮帶傳動機(jī)構(gòu)、成型機(jī)箱體、成型機(jī)工作機(jī)構(gòu)、齒輪傳動系、供料倉、清料鏟刀和顆粒斷料桿；其中，成型機(jī)工作機(jī)構(gòu)包括成型環(huán)模部件、柱塞式壓輥部件和傳動惰輪部件；成型環(huán)模部件包括:環(huán)模體、環(huán)模法蘭、環(huán)模齒輪、環(huán)模軸、環(huán)模軸承、定位銷，環(huán)模體通過環(huán)模定位銷在環(huán)模法蘭上定位，由螺栓組進(jìn)行連接，環(huán)模法蘭和環(huán)模齒輪通過平鍵安裝在環(huán)模軸上；柱塞式壓輥部件包括:擠壓柱塞體、壓輥體、壓輥齒輪、壓輥軸、壓輥軸承、壓輥軸向固定環(huán)組件、壓輥套筒，擠壓柱塞體過盈安裝在壓輥體上，壓輥體和壓輥齒輪通過壓輥套筒軸向定位，由壓輥軸向固定環(huán)組件軸向固定，并用平鍵安裝在壓輥傳動軸上；傳動惰輪部件包括:惰齒輪、惰輪軸承、惰輪軸，惰齒輪通過惰輪軸承安裝在惰輪軸上，可以自由轉(zhuǎn)動，惰輪軸直接安裝在成型機(jī)箱體的組合剖分軸承座中；環(huán)模部件和柱塞式壓輥部件分別通過各自軸承安裝在成型機(jī)箱體軸承座中；成型機(jī)箱體為斜45°剖分式焊件，上、下箱體之間通過螺栓組連接；成型機(jī)下箱體和電動機(jī)均由螺栓組安裝在焊接機(jī)架上，整機(jī)動力通過壓輥軸端的壓輥皮帶輪輸入。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物質(zhì)常溫柱塞式環(huán)模顆粒成型機(jī)，其特征在于:所述的柱塞式壓輥部件和成型環(huán)模部件在成型機(jī)箱體的45°剖分斜面上偏心安裝，安裝后柱塞壓輥嚙合設(shè)計(jì)圓與環(huán)模內(nèi)圓面相切，柱塞式壓輥部件和成型環(huán)模部件通過傳動惰輪部件傳動，壓輥齒輪、惰齒輪、環(huán)模齒輪組成的齒輪傳動系實(shí)現(xiàn)柱塞壓輥組件和成型環(huán)模部件能夠以固定的轉(zhuǎn)速比同方向轉(zhuǎn)動。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物質(zhì)常溫柱塞式環(huán)模顆粒成型機(jī)，其特征在于:壓輥體上沿軸向等距安裝有若干列環(huán)向均布的擠壓柱塞體，相鄰兩列交錯分布，壓輥體安裝孔鍵槽中心和其上環(huán)向一行擠壓柱塞體中心對齊；環(huán)模體上沿軸向加工有與壓棍上柱塞體相同列數(shù)環(huán)向均布的成型孔，列間距與擠壓柱塞體列間距相同，相鄰兩列交錯分布，環(huán)模體上每列成型孔數(shù)與壓輥體上每列擠壓柱塞體數(shù)的比值等于柱塞式壓輥部件和環(huán)模部件的轉(zhuǎn)速比，該轉(zhuǎn)速比也等于齒輪傳動系的傳動比；環(huán)模體端面上的定位銷孔中心與其上環(huán)向一行成型孔中心對齊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物質(zhì)常溫柱塞式環(huán)模顆粒成型機(jī)，其特征在于:所述壓輥齒輪和環(huán)模齒輪的安裝孔鍵槽中心均與其一齒厚中心對齊；壓輥軸上的壓輥體安裝鍵槽和壓輥齒輪安裝鍵槽中心對齊；環(huán)模軸上的環(huán)模法蘭安裝鍵槽和環(huán)模齒輪安裝鍵槽中心對齊。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的生物質(zhì)常溫柱塞式環(huán)模顆粒成型機(jī)，其特征在于:環(huán)模體上成型孔的入口和壓輥體上安裝的擠壓柱塞體頂端都有倒角，保證擠壓柱塞體在逐漸進(jìn)入和退出成型孔時，兩者不發(fā)生物理干涉。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物質(zhì)常溫柱塞式環(huán)模顆粒成型機(jī)，其特征在于:成型機(jī)下箱體側(cè)板上安裝有清料鏟刀和顆粒斷料桿。
【文檔編號】B01J2/22GK203725122SQ201320746014
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2013年11月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月22日
【發(fā)明者】俞國勝, 袁大龍, 德雪紅, 朱建國, 俞洋, 馬阿娟 申請人:北京林業(yè)大學(xué)