本發(fā)明屬于生物質(zhì)加工成型設(shè)備，具體涉及一種生物質(zhì)燃料加工用顆粒機(jī)及其控制方法。

背景技術(shù)：

1、在生物質(zhì)成型是將粉狀生物質(zhì)與液體原料經(jīng)過水、熱調(diào)質(zhì)后經(jīng)過機(jī)械壓縮聚合成型的過程。相關(guān)技術(shù)中可以通過制粒機(jī)對生物質(zhì)進(jìn)行成型加工。

2、相關(guān)技術(shù)中的環(huán)模制粒成型機(jī)的制粒室采用高速旋轉(zhuǎn)離心分布進(jìn)行機(jī)械強(qiáng)迫式擠壓進(jìn)料，粉狀物料在轉(zhuǎn)動(dòng)的環(huán)模和壓輥之間被擠壓后從?？讛D出形成顆粒物料，物料剛進(jìn)入?？讜r(shí)，物料的溫度與擠壓成型區(qū)的溫度相同，隨著物料的擠壓，物料與?？妆诿嬷g發(fā)生摩擦，產(chǎn)生了摩擦熱，所以物料中心的溫度低于兩側(cè)的溫度。在物料被擠出環(huán)?？椎倪^程中，物料中心的溫度已經(jīng)達(dá)到木質(zhì)素軟化的溫度，然而物料外側(cè)因?yàn)榕c環(huán)?？妆诿娈a(chǎn)生了摩擦生熱，溫度高于木質(zhì)素的軟化溫度。導(dǎo)致環(huán)?？字胁糠治锪咸蓟w粒內(nèi)部和外部發(fā)生含水率差異出現(xiàn)“放炮”的現(xiàn)象，使成型顆粒斷裂或者開裂，影響成型質(zhì)量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明的實(shí)施例提出一種生物質(zhì)燃料加工用顆粒機(jī)，可以提高制粒效率。

2、本發(fā)明的實(shí)施例還提出了一種生物質(zhì)燃料加工用顆粒及其機(jī)控制方法。

3、本發(fā)明實(shí)施例的生物質(zhì)燃料加工用顆粒機(jī)，包括：調(diào)質(zhì)器和輸送器，所述調(diào)質(zhì)器的出口與所述輸送器的進(jìn)口連通；壓制單元，所述壓制單元包括了壓制殼體、環(huán)模和壓輥組件，壓制殼體的進(jìn)口與輸送器的出口連通，所述環(huán)模和所述壓輥組件分別安裝在所述壓制殼體內(nèi)，所述環(huán)模環(huán)繞在所述壓輥組件的外圍，所述壓輥組件包括壓輥本體和撥桿部件，所述撥桿部件位于所述壓輥本體內(nèi)，且所述撥桿部件可伸出或縮回所述壓輥本體內(nèi)；調(diào)節(jié)部件，所述調(diào)節(jié)部件與所述壓輥組件相連，所述調(diào)節(jié)部件用于調(diào)節(jié)壓輥組件與環(huán)模之間的間隔距離。

4、在一些實(shí)施例中，所述壓輥組件還包括支撐架，所述支撐架上設(shè)有導(dǎo)槽，所述導(dǎo)槽沿所述環(huán)模的徑向延伸，所述調(diào)節(jié)部件包括滑塊和驅(qū)動(dòng)件，所述驅(qū)動(dòng)件的固定端與所述支撐架相連，所述驅(qū)動(dòng)件的活動(dòng)端與所述滑塊相連，所述滑塊卡設(shè)在所述導(dǎo)槽內(nèi)，且所述滑塊在所述導(dǎo)槽內(nèi)可移動(dòng)，所述滑塊與所述壓輥本體相連，所述壓輥本體相對于所述滑塊可轉(zhuǎn)動(dòng)。

5、在一些實(shí)施例中，所述撥桿部件包括保持架、第一驅(qū)動(dòng)部件和撥桿，所述保持架與壓輥本體相連，且所述保持架與所述壓輥本體同軸布置，所述第一驅(qū)動(dòng)部件的固定端與所述保持架相連，所述第一驅(qū)動(dòng)部件的活動(dòng)端與所述撥桿相連，所述第一驅(qū)動(dòng)部件帶動(dòng)所述撥桿沿所述壓輥本體的徑向上移動(dòng)以使所述撥桿伸出或縮回所述壓輥本體。

6、在一些實(shí)施例中，所述第一驅(qū)動(dòng)部件包括驅(qū)動(dòng)盤、第一驅(qū)動(dòng)輪和驅(qū)動(dòng)桿，所述驅(qū)動(dòng)盤環(huán)繞在第一驅(qū)動(dòng)輪的外側(cè)，且所述驅(qū)動(dòng)盤與所述第一驅(qū)動(dòng)輪相嚙合，所述驅(qū)動(dòng)桿與所述驅(qū)動(dòng)盤在所述壓輥本體的軸向上間隔布置，且所述驅(qū)動(dòng)桿與所述第一驅(qū)動(dòng)輪相嚙合，所述驅(qū)動(dòng)桿在所述壓輥本體的徑向上可移動(dòng)以帶動(dòng)所述撥桿伸出或縮回所述壓輥本體。

7、在一些實(shí)施例中，所述第一驅(qū)動(dòng)輪和驅(qū)動(dòng)桿的數(shù)量為多個(gè)，多個(gè)所述第一驅(qū)動(dòng)輪和驅(qū)動(dòng)桿一一對應(yīng)，多個(gè)第一驅(qū)動(dòng)輪在所述壓輥本體的周向間隔布置。

8、在一些實(shí)施例中，所述生物質(zhì)燃料加工用顆粒機(jī)還包括限位盤，所述限位盤與所述驅(qū)動(dòng)盤在所述保持架的厚度方向上相對布置，所述限位盤上設(shè)有限位槽，所述限位槽沿所述壓輥本體的徑向上延伸，所述驅(qū)動(dòng)桿上設(shè)有限位塊，所述限位塊卡設(shè)在限位槽內(nèi)。

9、在一些實(shí)施例中，所述生物質(zhì)燃料加工用顆粒機(jī)還包括第二驅(qū)動(dòng)部件，所述第二驅(qū)動(dòng)部件包括驅(qū)動(dòng)盒、第二驅(qū)動(dòng)輪和多個(gè)從動(dòng)輪，所述驅(qū)動(dòng)盒與所述驅(qū)動(dòng)桿的相連，所述第二驅(qū)動(dòng)輪位于所述驅(qū)動(dòng)盒內(nèi)，多個(gè)所述從動(dòng)輪沿所述壓輥本體的軸向間隔布置，所述第二驅(qū)動(dòng)輪與多個(gè)從動(dòng)輪之間通過傳動(dòng)帶相連，所述撥桿的數(shù)量為多個(gè)，多個(gè)所述撥桿與所述從動(dòng)輪一一對應(yīng)，所述從動(dòng)輪帶動(dòng)所述撥桿轉(zhuǎn)動(dòng)。

10、在一些實(shí)施例中，所述生物質(zhì)燃料加工用顆粒機(jī)所述第二驅(qū)動(dòng)部件的數(shù)量與所述驅(qū)動(dòng)桿的數(shù)量相同且兩者一一對應(yīng)，相鄰兩個(gè)驅(qū)動(dòng)盒上的撥桿在所述壓輥本體的軸向上交錯(cuò)布置。

11、在一些實(shí)施例中，所述生物質(zhì)燃料加工用顆粒機(jī)所述撥桿的外周具有螺紋槽，所述螺紋槽沿所述撥桿的長度方向延伸。

12、本發(fā)明實(shí)施例的生物質(zhì)控制方法，包括如下步驟：

13、獲取環(huán)模的內(nèi)徑和壓輥本體的直徑；

14、獲取環(huán)模與壓輥本體之間的間隙；

15、獲取壓輥本體的實(shí)時(shí)角速度；

16、根據(jù)環(huán)模的內(nèi)徑、壓輥本體的直徑、環(huán)模與壓輥本體之間的間隙和壓輥本體的實(shí)時(shí)角速度計(jì)算撥桿在變形壓緊區(qū)的持續(xù)時(shí)間和縮回至壓輥本體內(nèi)的持續(xù)時(shí)間。

17、在一些實(shí)施例中，根據(jù)公式一計(jì)算撥桿在變形壓緊區(qū)的持續(xù)時(shí)間和縮回至壓輥本體內(nèi)的持續(xù)時(shí)間，公式一為：

18、

19、其中，t1為撥桿在擠壓區(qū)的持續(xù)時(shí)間，t2為縮回至壓輥本體內(nèi)的持續(xù)時(shí)間，r2為環(huán)模的內(nèi)徑，r1為壓輥本體的直徑，h為壓輥本體與環(huán)模之間的間隙，ω為壓輥本體的實(shí)時(shí)角速度。

20、在一些實(shí)施例中，根據(jù)公式二計(jì)算環(huán)模的轉(zhuǎn)速：

21、

22、式中，v為環(huán)模轉(zhuǎn)速，ρ為物料密度；h為壓輥本體與環(huán)模之間的間隙；c為物料的含水量；n為冪率指數(shù)，取0.318；t為物料溫度；δen為流動(dòng)活化能，取42476.23；ρ為物料密度。

23、本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明是生物質(zhì)燃料加工用顆粒機(jī)及其控制方法，通過設(shè)置撥桿部件可以在環(huán)模帶動(dòng)壓輥轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中，利用撥桿部件對環(huán)模和壓輥之間的物料進(jìn)行攪動(dòng)，不僅可以提高物料在環(huán)模與壓輥之間的流動(dòng)性，還可以減小或者避免變形壓緊區(qū)內(nèi)的物料在受到高壓擠壓時(shí)向供料區(qū)的方向流出，從而可以提高制粒效率，降低能耗。

技術(shù)特征：

1.一種生物質(zhì)燃料加工用顆粒機(jī)及其控制方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物質(zhì)燃料加工用顆粒機(jī)，其特征在于，所述壓輥組件還包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物質(zhì)燃料加工用顆粒機(jī)，其特征在于，所述撥桿部件包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的生物質(zhì)燃料加工用顆粒機(jī)，其特征在于，所述第一驅(qū)動(dòng)部件包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的生物質(zhì)燃料加工用顆粒機(jī)，其特征在于，還包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的生物質(zhì)燃料加工用顆粒機(jī)，其特征在于，還包括第二驅(qū)動(dòng)部件；

7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的生物質(zhì)燃料加工用顆粒機(jī)，其特征在于，所述撥桿的外周具有螺紋槽，所述螺紋槽沿所述撥桿的長度方向延伸。

8.一種根據(jù)權(quán)利要求1-7任意一項(xiàng)所述的生物質(zhì)燃料加工用顆粒機(jī)的控制方法，其特征在于，包括如下步驟：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的生物質(zhì)燃料加工用顆粒機(jī)的控制方法，根據(jù)公式一計(jì)算撥桿在變形壓緊區(qū)的持續(xù)時(shí)間和縮回至壓輥本體內(nèi)的持續(xù)時(shí)間，公式一為：

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的生物質(zhì)燃料加工用顆粒機(jī)的控制方法，其特征在于，根據(jù)公式二計(jì)算環(huán)模的轉(zhuǎn)速：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明是一種生物質(zhì)燃料加工用顆粒機(jī)及其控制方法，包括：依次串聯(lián)設(shè)置的調(diào)制器、輸送器、壓制單元；所述壓制單元包括：壓制殼體；環(huán)模；以及壓輥組件；所述壓輥組件包括：壓輥本體；以及撥桿部件；調(diào)節(jié)部件，其與所述壓輥組件相連；通過設(shè)置撥桿部件可以在環(huán)模帶動(dòng)壓輥轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中，利用撥桿部件對環(huán)模和壓輥之間的物料進(jìn)行攪動(dòng)，不僅可以提高物料在環(huán)模與壓輥之間的流動(dòng)性，還可以減小或者避免變形壓緊區(qū)內(nèi)的物料在受到高壓擠壓時(shí)向供料區(qū)的方向流出，從而可以提高制粒效率，降低能耗。

技術(shù)研發(fā)人員：楊延濤,雷廷宙,劉鵬,孫堂磊,李艷玲,李媛娜,宋磊,沈釔琳,楊梅,王云博
受保護(hù)的技術(shù)使用者：常州大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30