一种剪切和冲击复合粉碎的生物质超细粉碎装置的制作方法

本发明涉及一种生物质超细粉碎装置，具体涉及一种剪切和冲击复合粉碎的生物质超细粉碎装置，属于生物质能源利用技术领域。

背景技术：

据初步统计，我国每年秸秆产量有9亿吨，秸秆的粗纤维含量一般在30％-40％之间，并富含木质素等营养物质，是一种具有多种用途的可再生资源。但实际利用率不到40％，60％以上的副产物被随意丢弃或用作肥料还田、生活燃料等。秸秆燃烧产生了一氧化碳、硫化物等大量的有害气体，是雾霾形成的原因之一，严重危害人类和其他生物的健康。研究表明，超细粉体具有粒度细、比表面积大、表面活性高、化学反应速度快、缺陷少、补强性能好等优点。秸秆制粉可以替代木粉作为填料，也可以作为木塑复合材料的原材料，还可以提取木质素、纤维素等成分，实现秸秆资源的高品质利用。因此近些年将秸秆制粉作为一种新型节能环保原料在市场上慢慢出现，并且随着科学技术的进步，对秸秆粉碎的粒度要求也越来越高，已有生物质超细粉碎装置的专利出现。

例如：

1、申请人为湖南摩根海容新材料有限责任公司，专利号为cn201920107324.3，专利名称为一种超细粉碎机，主要工作原理是电机带动传动轴上的粉碎盘和粉碎模块转动撞击物料，结合物料本身的高速冲击摩擦起到加速粉碎的效果，粉碎好的物料从筛网中筛出，未达标的物料继续停留在粉碎室中高速碰撞摩擦，反复循环。分级筛网一般对颗粒度大的物料有很好的分离作用。

2、申请人为龙岩市山和机械制造有限公司，专利号为cn201822244684.6，专利名称为一种轻质物料超细粉碎机，主要工作原理是启动第一电机带动破碎齿对轻质物料进行初步粉碎；启动第二电机带动第一研磨盘和第二研磨盘转动，对轻质物料进一步粉碎；操作者用手推动第二电机向右移动，使第一研磨盘对破碎筒内的轻质物料进行施加压力完成粉碎。研磨对轻质物料有很好的粉碎作用，但操作过程机械化程度较低。

基于上述专利的检索，以及现有机械结合发现，矿物质类、中草药类物料超细粉碎装置数量繁多，市面上针对秸秆类物料的超细粉碎装置少之又少。在不考虑生产效率的情况下，生产300目以下的超细秸秆粉体不是难事，同时兼顾高质量和高效率才是本领域研究人员应该攻克的难关。因此，亟待设计一种产能高能耗低的秸秆超细粉碎装置。

技术实现要素：

鉴于上述事实，本发明的目的是针对现有粉碎机械无法对秸秆类物料实现高产能、低耗能超细粉碎的问题，进而设计了一种剪切和冲击复合粉碎的生物质超细粉碎装置。该秸秆超细粉碎装置在同等能耗下，同时兼顾高质量和高效率的特点，可以将进料为5mm以下的秸秆物料粉碎至300目以下，且每小时的产能达到800kg以上。

在下文中简要概述本发明基本思想和实施方案，以简化的形式给出某些概念，为后续更详细的描述作铺垫。这个概述并不是为了确定本发明的关键或重要部分，也不是为了限定本发明的范围。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种剪切和冲击复合粉碎的生物质超细粉碎装置，包括粉碎室、抽吸筒；

所述粉碎室的中部设置有筛网，将粉碎室由上至下分为冲击粉碎室和剪切粉碎室两部分；

所述剪切粉碎室内安装有主传动轴，主传动轴的下端穿出剪切粉碎室与传动带轮连接，主传动轴的上端穿过筛网与冲击粉碎盘连接，主传动轴的中部安装有剪切刀具；

所述冲击粉碎室的内壁上安装有内齿圈，冲击粉碎盘的外周安装有冲击锤头，冲击锤头与内齿圈配合进行冲击粉碎；

所述内齿圈的内部架设有挡料环，挡料环位于冲击粉碎盘的上方；

所述抽吸筒安装在粉碎室上端面上，其两者连通，分级轴安装在抽吸筒内，且分级轴的上端穿出抽吸筒与分级带轮连接，分级轴的下端置于冲击粉碎室内并与分级叶轮连接，分级叶轮下部置于挡料环内，抽吸扇片位于抽吸筒内，且安装在分级轴上；

所述剪切粉碎室的外侧壁上连通有入料口和进风口，进风口位于入料口下方，抽吸筒的外侧壁上连通有出料口，入料口内设置螺旋进料器。

上述技术方案中：入料口处采用螺旋进料器，可以对进料尺寸过大的秸秆物料进行初步切割，有利于物料快速、均匀的进入粉碎室；冲击粉碎盘和剪切刀具在同一主传动轴上下分布，秸秆物料进入剪切粉碎室先在剪切刀具的剪切作用下达到初步粉碎，初步粉碎后的物料在风力作用下通过筛网，随即进入冲击粉碎室在冲击锤头冲击作用下二次粉碎，使得粉碎室对物料既有剪切作用也有冲击作用，符合纤维状物料的粉碎特性；分级叶轮对物料进行分级，粉碎到规定粒度的秸秆物料在抽吸扇片旋转形成的吸力、风机的风力和冲击粉碎盘回转的离心力的作用下，可以通过分级叶轮到达出料口处，未达到粉碎要求的物料沿着挡料环内壁落回粉碎室再次粉碎。

进一步地：所述分级叶轮整体呈圆台形结构，包括上固定环、多个叶片和下固定板，叶片倾斜安装在上固定环与下固定板之间。如此设置，圆台形结构的分级叶轮，在相同高度下，可以有效加大对分离物料的作用面积。

进一步地：所述入料口为两个且左右对称布置。如此设置，采用两个对称分布的入料口和螺旋进料器，可以对进料尺寸过大的秸秆物料进行初步切割，有利于物料快速、均匀的进入粉碎室。

进一步地：所述粉碎室为分体制造，由上、中、下分布的箱体盖、冲击粉碎室、剪切粉碎室组成。如此设置，便于机械的维修、操作和清理。

进一步地：所述粉碎室外设置有风机，风机与进风口连接，进风口处装有气流流量调节阀。如此设置，可以通过调节流量阀改变进风量，进而调节出料产品粒度。

进一步地：所述螺旋进料器横截面刃的夹角为5度。如此设置，切断作用明显。螺旋进料器分为左、右两个，对称分布在粉碎室两侧。如此设置，有利于物料快速、均匀的进入粉碎室。

进一步地：所述剪切刀具的刀刃横截面为菱形，相邻两列刀片角度错位排布。如此设置，使得物料切割更加充分。

进一步地：所述冲击锤头通过螺栓固定在冲击粉碎盘上。由于冲击锤头磨损量较大，如此设置，便于更换。

进一步地：所述筛网的每个筛孔均为平滑过渡筛孔。如此设置，使得在筛网分级物料时，不易堵塞筛网。

进一步地：所述主传动轴与剪切刀具配合处成辊轴状。如此设置，使得连接稳定。

以上所做出的进一步限定，在结构不冲突的情况下，可以进行任意组合。

本发明所达到的效果为：

1)本发明采用复合粉碎方式，物料从进入入料口到分离出粉碎室共经历了螺旋进料器切割作用、剪切刀具剪切作用和冲击锤头冲击作用等三次粉碎力作用，可将进料为5mm以下的秸秆物料粉碎至300目以下，充分提高物料粉碎的效率，每小时的产能达到800kg以上；现有的粉碎机构在同等能耗下，只能将2mm以下的秸秆物料粉碎至200目以下，每小时的产能也只能达到350kg以下；

2)本发明可以不用停机，通过调节分级轴的转速来控制分离物料的粒度；

3)本发明在粉碎室内设有分级装置，分级叶轮代替筛网，同时完成微粉粉碎和微粉分选两道加工工序，分级叶轮上倾斜放置叶片，可提高出料的效率；

4)本发明装有气流流量调节阀，通过改变进风量调节出料产品粒度；

5)本发明通过一个主传动轴同时带动剪切刀具和冲击粉碎盘转动，能效比高；

6)本发明对称分布的两个入料口可增加物料量，且使物料在进入粉碎室时分布均匀；

7)本发明维修、操作和清理方便，生产能力大。

附图说明

图1为本发明一种剪切和冲击复合粉碎的生物质超细粉碎装置的整体透视图；

图2为本发明一种剪切和冲击复合粉碎的生物质超细粉碎装置的局部透视图；

图3为本发明一种剪切和冲击复合粉碎的生物质超细粉碎装置上半部分结构示意图；

图4为本发明一种剪切和冲击复合粉碎的生物质超细粉碎装置下半部分结构示意图；

图5为本发明剪切刀具组结构示意图；

图6为本发明剪切刀具刀刃局部示意图；

图7为本发明冲击粉碎盘结构示意图；

图8为本发明筛网结构示意图；

图9为本发明分级叶轮结构示意图；

图10为本发明冲击粉碎室结构示意图。

图中部件名称与附图编号的对应关系为：

1-分级带轮；2-轴承座ⅰ；3-分级轴；4-出料口；5-箱体盖；6-分级叶轮；7-六角螺栓；8-六角螺母；9-挡料环；10-固定架；11-冲击锤头；12-冲击粉碎盘；13-冲击粉碎室；14-内齿圈；15-筛网；16-入料口；17-左螺旋喂料器；18-右螺旋喂料器；19-剪切刀具；20-主传动轴；21-进风口；22-轴承座ⅱ；23-传动带轮；24-剪切粉碎室；25-抽吸扇片；26-抽吸筒。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本申请中，术语“上”、“下”、“内”、“中”、“外”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。

此外，术语“设置”、“连接”、“固定”应做广义理解。例如，“连接”可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图1-10并结合实施例来详细说明本申请。

下面根据附图详细阐述本发明优选的实施例。

实施例1：参见图1-10，本实施例的一种剪切和冲击复合粉碎的生物质超细粉碎装置，包括分级带轮1、轴承座ⅰ2、分级轴3、出料口4、箱体盖5、分级叶轮6、六角螺栓7、六角螺母8、挡料环9、固定架10、冲击锤头11、冲击粉碎盘12、冲击粉碎室13、内齿圈14、筛网15、入料口16、左螺旋喂料器17、右螺旋喂料器18、剪切刀具19、主传动轴20、进风口21、轴承座ⅱ22、传动带轮23、剪切粉碎室24、抽吸扇片25、抽吸筒26；

所述粉碎室的中部设置有筛网15，将粉碎室由上至下分为冲击粉碎室13和剪切粉碎室24两部分；所述剪切粉碎室24内安装有主传动轴20，主传动轴20的下端穿出剪切粉碎室24与传动带轮23连接，主传动轴20的上端穿过筛网15与冲击粉碎盘12连接，主传动轴20的中部安装有剪切刀具19；

所述冲击粉碎室13的内壁上安装有内齿圈14，冲击粉碎盘12的外周安装有冲击锤头11，冲击锤头11与内齿圈14配合进行冲击粉碎；所述内齿圈14的内部架设有挡料环9，挡料环9位于冲击粉碎盘12的上方；

所述抽吸筒26安装在粉碎室上端面上，其两者连通，分级轴3安装在抽吸筒26内，且分级轴3的上端穿出抽吸筒与分级带轮1连接，分级轴3的下端置于冲击粉碎室13内并与分级叶轮6连接，分级叶轮6下部置于挡料环9内，抽吸扇片25位于抽吸筒内，且安装在分级轴3上；

所述剪切粉碎室24的外侧壁上连通有入料口和进风口，进风口位于入料口下方，抽吸筒的外侧壁上连通有出料口，入料口内设置螺旋进料器，螺旋进料器分为左螺旋喂料器17、右螺旋喂料器18两个，对称分布在剪切粉碎室两侧。

所述粉碎室为分体制造，包括上、中、下分布的箱体盖5、冲击粉碎室13、剪切粉碎室24，所述箱体盖5与冲击粉碎室13、冲击粉碎室13与剪切粉碎室24通过六角螺栓7和相匹配的六角螺母8连接。

所述分级轴3与推力圆柱滚子轴承ⅰ过盈配合，推力圆柱滚子轴承轴承ⅰ安装于轴承座ⅰ2内，轴承座ⅰ2与抽吸筒26的顶板通过螺栓、螺母连接；主传动轴20与推力圆柱滚子轴承ⅱ过盈配合，推力圆柱滚子轴承ⅱ安装于相对的轴承座ⅱ22内，轴承座ⅱ22与剪切粉碎室24的底板通过螺栓、螺母连接。

所述冲击粉碎盘12与主传动轴20通过普通平键定位；主传动轴20和传动带轮23通过普通平键连接，分级轴3和分级带轮1通过普通平键连接。

所述筛网15和剪切粉碎室24内壁紧密连接，筛网15与主传动轴20间隙配合。

所述挡料环9与内齿圈14通过固定架10配合连接，内齿圈14与冲击粉碎室内壁螺栓连接。

实施例2：本实施例与实施例1的不同点在于：所述分级叶轮整体呈圆台形结构，包括上固定环、多个叶片和下固定板，叶片倾斜固定安装在上固定环与下固定板之间。

实施例3：本实施例与实施例1或2的不同点在于：所述入料口为两个且左右对称布置。如此设置，采用两个对称分布的入料口和螺旋进料器，可以对进料尺寸过大的秸秆物料进行初步切割，有利于物料快速、均匀的进入粉碎室。

实施例4：本实施例与实施例1、2或3的不同点在于：所述粉碎室外设置有风机，风机与进风口21连接，进风口21处装有气流流量调节阀。如此设置，可以通过调节流量阀改变进风量，进而调节出料产品粒度。

实施例5：本实施例与实施例1、2、3或4的不同点在于：所述螺旋进料器横截面刃的夹角为5度。

实施例6：本实施例与实施例1、2、3、4或5的不同点在于：所述剪切刀具的刀刃横截面为菱形，相邻两列刀片角度错位排布。

实施例7：本实施例与实施例1、2、3、4、5或6的不同点在于：所述筛网的每个筛孔均为平滑过渡筛孔。

实施例8：本实施例与实施例1、2、3、4、5、6或7的不同点在于：所述主传动轴与剪切刀具配合处成辊轴状。

以上所述实施例不止使用了一组六角螺栓、螺母、普通平键，型号也不尽相同，在此不一一列举。

工作原理为：秸秆物料由螺旋给料器强制喂入粉碎室内，并进行初步切断，然后在高速旋转的剪切刀具剪切、高速回转冲击粉碎盘与带齿内齿圈的定子之间受到冲击而粉碎。随即在气流带动下通过导向环进入中心分级区域分选，细粉作为成品随气流通过分级叶轮后从中心管排出机外，由收尘装置捕集下来；粗粉在重力作用下落回转子粉碎区内再次被粉碎。具体为：秸秆物料经螺旋进料器进入剪切粉碎室24初步切割，电机带动主传动轴20上的剪切刀具19高速旋转对物料进行剪切作用，在离心力以及风力的带动下，物料尺寸小于1mm以下的物料通过筛网15，在冲击锤头11的高速撞击以及自身和内齿圈14的碰撞冲击作用下进一步粉碎，粉碎到指定尺寸的秸秆物料在抽吸扇片25旋转形成的吸力、风机的风力和冲击粉碎盘回转的离心力的作用下，通过分级轴3带动的分级叶轮6在出料口4处进行收集，未达到粉碎要求的物料沿着挡料环9内壁落回粉碎室再次粉碎，循环粉碎，使得粉碎效果更佳，产能更高。

以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照上述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的范围。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。