专利名称：秸秆压缩泵送装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及松散固体物料的压缩、运输、搬送类，具体是涉及一种秸秆压缩泵送装置，主要应用在生物质能发电行业。
背景技术：
目前国内在秸秆发电等以生物质能源为燃料的发电厂的上料系统中，绝大多数是采用将秸秆料经破碎后由皮带运输机等设备送到炉前料仓，再由炉前料仓底部的一组或多组螺旋输送机送到锅炉内燃烧。秸秆(稻草、麦草等黄色秸秆，棉杆等灰色秸秆等)长度较长，易缠绕，为符合螺旋运输机等设备对物料的要求，秸秆料必须破碎到规定长度以内。破碎机的能耗大，生产效率差，长度合格率低，维护费用高，粉尘等环境污染较重。为了维持一定时间的燃料储备，因此必须建有一个大容量的炉前料仓。高大的炉前料仓又引起秸秆料容易搭桥起拱，引发底部螺旋运输机被物料压住、被长度不合格的原料缠卡住等故障。上述上料系统，设备品种多， 环节多，不易联动，故障率高，占地面积大及基本建设投资费用很高。中国2008年9月M日公开的公开号CN101269745A的专利所提出的“一种软秸秆炉前输送、解捆装置”中，有受料台板小车、输送链板、喂料链板，之间顺序安装，在喂料链板的出料口部位设置有解捆机，解捆机的出料口设置有双螺旋给料机，双螺旋给料机的输出端依次连接防火间板门、水冷给料夹套。该装置采取秸秆打包运输至炉前解捆、碎料后再给料的方案，只有利炉前运输的正常运转和降低储料空间，但不能解决上料系统能耗大、设备环节多和生产环境污染等问题。中国2009年3月4日公开的公开号CN201201805Y的专利所提出的“秸秆包传送系统”中，采用秸秆包整包运输与进入锅炉燃烧的技术，传送系统中装有受料平台、平移链板输送机、给料链板输送机和下料给料装置等设备。这一输送系统使用的前提是预先要将秸秆打成标准规格的秸秆包，锅炉必须是燃烧整包秸秆的专用锅炉。工业实验证明，这一上料系统也存在着故障率高的问题。中国2009年9月9日公开的CN201306730Y专利所提出“一种固体泵送装置”，秸秆物料不用打包，通过该装置可以直接将物料输送入锅炉燃烧，解决了目前各种秸秆物料输送系统设备环节多、能耗大、可靠性差、物料输送中环境污染等主要弊病。该装置特征在于该设备还包括定型装置，其中进料装置通过活塞式泵送装置与定型装置连接，所述进料装置出料口与活塞式泵送装置入料口连通，所述定型装置为管状通道，其入口与活塞式泵送装置出口连通。该设备由于秸秆本身的缠绕性强，不能连续运行，加上定型装置与管道输送相互牵联，不易控制等弊病，自动化程度不高，并没有完成样机的工业试验考核，专利技术不能在该领域中实际实施。
发明内容本实用新型的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种秸秆压缩泵送装置，通过设置预压活塞机构及用于向所述预压活塞机构内挤压所述秸秆之进料装置，并于预压活塞机构之出口端通过进料管连接有定型装置，减少了上料系统的环节，生产环境污染最小，可靠性高和能耗低等显著优点。本实用新型目的实现由以下技术方案完成一种秸秆压缩泵送装置，由一安装有料斗的机架作为主体，所述料斗内设有至少一预压活塞机构及用于向所述预压活塞机构内挤压所述秸秆之进料装置，所述预压活塞机构之出口端通过进料管连接有定型装置，其特征在于所述定型装置包括与所述预压活塞机构数量对应之进料活塞、至少一挤压活塞及一推料活塞，分别通过油缸驱动，所述之进料活塞可进入所述进料管/离开所述进料管；与所述进料活塞、挤压活塞及推料活塞数量匹配的复数个具有相同尺寸、形状的容器，所述容器为平齐设置于所述进料活塞、挤压活塞及推料活塞一侧之筒形结构，所述的复数个容器均勻圆周分布于一转子体上，该转子体之中心设有转动主轴驱动所述的复数个容器依次与所述进料活塞及进料管构成一活塞泵、与挤压活塞构成一活塞泵、与推料活塞构成一活塞泵；挡板，大致贴合设于所述复数个容器相对于所述进料管之另一端，且对应于所述推料活塞处开设有一孔，此孔处固定有一内径不小于所述容器内径之输送管道。所述预压活塞机构及所述进料活塞的数量为两个，所述预压活塞机构对称设于所述料斗之两侧，所述进料活塞设于所述料斗底部之两侧。所述复数个容器为等截面圆筒形结构。所述进料装置包括至少一个铰接于所述料斗内的拨料板。所述进料装置包括至少一个压锤，此压锤通过链绳悬吊于一摆动送料装置之端部，该摆动送料装置垂直设于一铰接与所述料斗内的压锤轴上。所述输送管道内径较所述容器内径大10%以上。所述泵送装置包括一控制模块，该控制模块耦合有设于所述进料活塞、挤压活塞及推料活塞处的位置传感器。所述进料活塞为一端封闭的柱形结构。驱动所述进料活塞之油缸两端均设有球头铰链，并分别与所述机架及进料活塞铰接。所述秸秆包括灰色秸秆及黄色秸秆。本实用新型的优点是送料环节少、生产效率高、设备利用率高；占地面积小、厂房利用率高、节省投资；节能、环保；运动件少，使用和维护成本低；可以实现全自动控制， 提高了上料系统的可靠性。
附图1为本实用新型实施例结构示意图；附图2为本实用新型实施例结构II、III剖面示意图；附图3为本实用新型实施例结构I、IV剖面示意图。
具体实施方式
以下结合附图通过实施例对本实用新型特征及其它相关特征作进一步详细说明， 以便于同行业技术人员的理解
以下结合附图通过实施例对本实用新型特征及其它相关特征作进一步详细说明， 以便于同行业技术人员的理解如图1一 3所示，标号分别表示液压动力站及自动化电控装置01，料斗11，分料板12，机座13，机架前立板14，机架挡板15，承力杆16 ；主轴21，主轴承22，转子体23，容器壁M，容器法兰25 ；拨料板31，压锤轴32，压锤33，压锤摇臂34，压锤链绳35，压锤轴承座36，压锤器传动装置37，预压活塞38，预压活塞油缸39 ；进料器活塞41，进料器油缸42，进料活塞导轨43，进料管44 ；挤压器活塞51，挤压油缸52，挤压活塞导轨53，挤压油缸座M ；推料器活塞61，推料油缸62，推料活塞导轨63，推料油缸座64，输送管道65 ；I、II、III、IV分别表示容器所在的工位。本实用新型的主要结构为秸秆物料通过链锤等装置进行初步压缩，进而采用活塞式压缩装置多次进入特定容器内，再由活塞式的定型装置使其成型，最后由一个活塞式推料装置通过管道将秸秆物料送出，完成物料泵送的功能。本设备采用多工位多级压缩的方法分步进行的，用PLC (Programmable Logic Controller)或者工业控制计算机自动控制， 实现各步骤之间和锅炉给料的自动化控制。本设备主要适用于秸秆(特别是黄色秸秆)，同时也适用于生活垃圾、糠壳等生物质燃料的炉前泵送。现将本实施例的结构说明如下液压动力站及自动化电控装置01是本设备的动力与控制中心，提供设备的动力， 通过PLC按程序控制各运动部件的运动，当使用工业控制计算机时，还可以实现设备内部各参数的自动调节，联网接受自动调节指令、报送设备运行的各种数据、设备故障判断与显示。本实施例使用液压作为动力，液压执行元件有六种十一个油缸、一个低速大扭矩液压马达。每个工作活塞上都有位置传感器等装置，提供自动控制信号，实现整机的全自动控制。 有一个液压动力站，液压动力站由三个电机、五个液压泵、各执行元件的控制阀、液压油箱、 相应的液压附件组成。执行元件、液压动力站和液压管路等组成一个液压系统。料斗11，分料板12，机座13，机架前立板14，机架挡板15及承力杆16等组成了设备的机架，机架固定在地面上或地面以下，同时用以确定本设备全部运动部件的相对位置。 料斗11和分料板12组成一个方形漏斗状，作为存放秸秆物料的容器，漏斗被分料板12分割成两个长条状下料口。机座13是机架的基础件，也是各种运动部件的联接与固定件。机架前立板14是物料进入容器的窗口通道，在圆周均布的四个工位上有和容器等直径同轴线的孔。机架挡板15在I、II、III工位上无孔，将容器一端封堵住，在II、III工位的中间有一个可以拆开的缺口，在更换容器时拆开。机架挡板15只有在IV工位有一个和输送管道65 内径相等的孔，输送管道65的内径要比容器壁M的内径大10%以上。机架挡板15的另一侧则安装输送管道65，形成物料的出口，将物料输送到锅炉。容器壁M和容器法兰25组成了所述的容器。容器是用以接受秸秆物料，在内部挤压成型，再将物料经输送管道65进入锅炉的关键零件。本实施例中的容器是圆柱形的， 容器壁M是一段无缝钢管，一端焊有容器法兰25，容器法兰25工作时压向机架挡板15以传递挤压等工作力。容器也可以制成方形、多边形等其他等断面的柱状体。本实施例中有四个容器，依次分别按序地停留在I、II、III、IV四个工位上，周而复始地工作。主轴21、主轴承22、转子体23以及其传动件、定位件(图中未画明)，组成了多工位装置。主轴21是多工位装置的转动轴，也是一个重要的受力件。两端分别固定在机架前立板14和机架挡板15上，主轴21和承力杆16 —起将机架挡板15的受力传递到机架前立板 14和机座13上。多工位装置的传动件，可采用液压或电机驱动，减速器减速，通过齿轮、链轮等机械传动方式，使容器能够按I、II、III、IV四个工位的顺序旋转，将容器送到各工位上工作。定位件的作用是保证各容器能够准确地停留在设计的工位上。可用机械锁销或光电开关等手段实现准确定位的要求。本实施例中多工位装置中的转子体23上有四个圆周均布的孔，四个工位的容器轴向从机架挡板15 —端插入该孔，并能做轴向移动。定位装置可以做成本实施例中的圆周均布的四个工位容器或多个工位容器的装置，也可以做成在本设备内部成流水线似的带链式或其他形式的装置，实现容器在各个工位上循环的功能。拨料板31、压锤轴32、压锤33、压锤摇臂34、压锤链绳35、压锤轴承座36、压锤器传动装置37、预压活塞38、预压活塞导轨39等组成了上述的多级压缩装置。本实施例中的压锤器传动装置37用调频电机液压泵驱动，可以按控制要求自动改变工作频率。动力由压锤器传动装置37经过压锤轴32传递给拨料板31和压锤33。压锤轴承座36是压锤轴32 固定在料斗11上的部件。压锤轴32是一根摆动轴，拨料板31可直接固定在压锤轴32上， 在摆动时用以推送压实物料并防止起拱。拨料板31也可固定在另外的轴上，由压锤轴32 或直接由压锤器传动装置37提供动力，可以增加摆动的角度，提高拨料板31的效能。压锤 33是控制物料堆比重和泵送速度的重要元件。改变压锤33上下运动的距离与频率，可以控制泵送的速度。调整压锤33本身的重量，改变了对物料的单位压力，相应地改变了物料进入预压活塞38的密度，也是控制泵送速度的一种方法。压锤33通过压锤摇臂34、压锤链绳 35固定在压锤轴32上。压锤链绳35必须是一种柔性件，才能在推送时可以控制物料的单位压力。压锤链绳35可用钢丝绳、链条或其他件。预压活塞38是一个成抽屉形的活塞，进入进料管44的前端是弧形，当预压活塞38到达下部极限位置时，与进料管44组成一个完整的圆柱形体。预压活塞油缸39是预压活塞38的动力部件，可以按控制的要求，自动改变预压活塞38的行程与推力，调整设备的泵送速度。进料器活塞41、进料器油缸42、进料活塞导轨43、进料管44组成了进料装置。进料装置将物料压入容器中，并提高物料的密度。本实施例在I、II工位有两个完全相同的进料装置。进料管44是一段开口的钢管，内径和容器完全一致，焊接在料斗11底部的机架上， 物料可以从料斗11底部的开口处进入进料管44，开口部分与预压活塞38相吻合。进料器活塞41是一端封闭的圆柱形筒体，其外径较进料管44要略小，当进料器活塞41进入进料管44内部后以便利用进料管44做导向，同时挡住料斗11中的物料避免进料器活塞41回程时将物料散落在外。进料器油缸42的两端均为球铰，一端固定在进料器活塞41上，另一端固定在机座13上。进料活塞导轨43是进料器活塞41退出进料管44后的导轨，焊接固定在机座13上。[0045]挤压器活塞51、挤压油缸52、挤压活塞导轨53、挤压油缸座M组成了进挤压装置， 布置在III工况位置。挤压装置将容器中的物料进一步压实并使其定型。挤压器活塞51固定在挤压油缸52的活塞杆上，挤压油缸52的缸体后端用挤压油缸座M固定在机座13上。 当挤压器活塞51退回到起始状态时，挤压器活塞51进入挤压油缸座M内进行导向。挤压油缸座M也固定在机座13上。推料器活塞61、推料油缸62、推料活塞导轨63、推料油缸座64组成了推料装置，布置在IV工况位置。推料装置将物料推入输送管道65中，输送管道65的内径要比容器壁M 的内径大10%以上，保证物料直径在少量弹性变形时不致于堵塞输送管道65的现象发生， 降低输送阻力，保证设备的自动运行。通过输送管道65—直将物料推送到锅炉的入料口， 完成全自动化泵送的工作。输送管道65按照厂房的布置，一般为直管，可以水平或倾斜布置，也可以做成较大半径的数个弯管。输送管道65内的物料不可采用垂直向下运动的布置方式，以免物料散落变形，堵塞输送管道65。本实施例的工作过程及原理如下当物料进入料斗11后，由于拨料板31的不断摆动，推压物料并防止物料起拱，压锤33同时上下运动，依靠重力使物料向下运动，适当调整压锤33的重量，可以达到要求的物料单位压力。秸秆物料由于单位压力的不同，会改变进入预压活塞38内的物料堆比重。 预压活塞38根据程序向下运动，到极限位置时与进料管44组成一个密闭空间，将物料进行再次压缩。此时进料器油缸42的活塞杆伸出，进料器活塞41进入进料管44中，将物料推入在I、II工位上的容器中。当进料器油缸42的活塞杆全部伸出后，由位置传感器发生信号， 自动停止运动并使进料器油缸42的活塞杆缩回，进料器活塞41从进料管44内退出。当进料器活塞41退回到极限位置时，位置传感器发出允许多工位装置换位的信号。由于本设备有两套完全相同的进料装置，因此每个容器在I、II工位上各停留一次，在I、II工位上，机架挡板15不开孔，封堵住了容器的一端，进料器活塞41将物料的推入，同时压缩了物料。多级压缩装置中的物料经过压锤33、预压活塞38和两个进料器活塞 41的推压进入容器内。物料是经过容器外两次压缩和容器内两次共四次的压缩，实现了物料多级压缩以提高物料容重的目的。改变多级压缩装置中压锤33或预压活塞38中的一个或全部压力、行程和运动频率参数，都可以改变设备的泵送速度，实现自动控制的功能。多工位装置将容器按照I — II —III—IV— I顺序依次运动。当工位II上的容器到达工位III时，挤压装置中挤压油缸52的杆伸出，挤压器活塞 51进入容器内，将物料向前挤压。由于容器在III工位上，机架挡板15也不开孔，封堵住了容器的一端，挤压器活塞51靠挤压油缸52发出的巨大推力，在封闭的容器内，将物料挤压成基本上没有弹性的柱状体。调整挤压油缸52的推力，以适当的单位压力挤压物料，可以达到既能使物料成型、又能控制物料的密度，达到最适合锅炉燃烧的程度，并且能耗最小。由挤压油缸52提供给挤压器活塞51的推力，一部分消耗在容器内壁的摩擦力上，剩余的力都传递到了封堵容器另一端的机架挡板15上。机架挡板15上的力通过主轴21及承力杆16， 传递到机座13上，再经过挤压油缸座M，传回挤压油缸52，组成了一个力传递的封闭链。挤压器活塞51装有位置传感器，挤压油缸52装有压力传感器。通过对压力与位移的测量，得到物料挤压后的体积，参照物料的试验数据可以得到每次行程物料的密度和重量。依照这一数据和运动周期，计算出本行程的泵送速度。挤压油缸52的压力达到一定值以后，挤压
7器活塞51维持数秒时间不再前进时，停止运动并使挤压油缸52的活塞杆缩回，挤压器活塞 51从容器内退出。当挤压器活塞51退回到极限位置时，位置传感器发出允许多工位装置换位的信号。当工位III上的容器到达工位IV时，推料装置中的推料油缸62伸出，推料器活塞61 进入容器内，当接触到已经挤压成型的的物料时，推料油缸62的阻力增加，继续向前运动时，将容器内成型的物料经过机架挡板15上的孔，进入输送管道65。推料器活塞61的推力需要克服物料与容器内壁的阻力和从机架挡板15起到锅炉入口处输送管道65内已有物料运动的全部阻力。可以用调节推料油缸62的压力来实现。推料装置中推料油缸62的力传递链与挤压装置相同。推料油缸62的活塞杆全部伸出后，由位置传感器发生信号，自动停止运动并使推料油缸62的活塞杆缩回，推料器活塞61从容器内退出。当推料器活塞61退回到极限位置时，位置传感器发出允许多工位装置换位的信号。当I、II、III、IV四个工位的位置传感器均发出允许多工位装置换位的信号时，多工位装置便自动旋转，更换一个工位，再接着上述程序进行第二个行程的泵送工作。本设备的泵送是脉冲式连续运行的。因此当电厂使用本设备时，可以完成全自动化地将秸秆物料直接泵送到锅炉入料口不间断地燃烧的工作，体现了本设备输送环节少、 生产效率高、设备利用率高；占地面积小、厂房利用率高、节省投资；节能、环保；运动件少， 使用和维护成本低的优点，提高了上料系统的可靠性。
权利要求1.一种秸秆压缩泵送装置，由一安装有料斗的机架作为主体，所述料斗内设有至少一预压活塞机构及用于向所述预压活塞机构内挤压所述秸秆之进料装置，所述预压活塞机构之出口端通过进料管连接有定型装置，其特征在于所述定型装置包括与所述预压活塞机构数量对应之进料活塞、至少一挤压活塞及一推料活塞，分别通过油缸驱动，所述之进料活塞可进入所述进料管/离开所述进料管；与所述进料活塞、挤压活塞及推料活塞数量匹配的复数个具有相同尺寸、形状的容器， 所述容器为平齐设置于所述进料活塞、挤压活塞及推料活塞一侧之筒形结构，所述的复数个容器均勻圆周分布于一转子体上，该转子体之中心设有转动主轴驱动所述的复数个容器依次与所述进料活塞及进料管构成一活塞泵、与挤压活塞构成一活塞泵、与推料活塞构成一活塞泵；挡板，大致贴合设于所述复数个容器相对于所述进料管之另一端，且对应于所述推料活塞处开设有一孔，此孔处固定有一内径不小于所述容器内径之输送管道。
2.根据权利要求1所述的一种秸秆压缩泵送装置，其特征在于所述预压活塞机构及所述进料活塞的数量为两个，所述预压活塞机构对称设于所述料斗之两侧，所述进料活塞设于所述料斗底部之两侧。
3.根据权利要求1所述的一种秸秆压缩泵送装置，其特征在于所述复数个容器为等截面圆筒形结构。
4.根据权利要求1所述的一种秸秆压缩泵送装置，其特征在于所述进料装置包括至少一个铰接于所述料斗内的拨料板。
5.根据权利要求1所述的一种秸秆压缩泵送装置，其特征在于所述进料装置包括至少一个压锤，此压锤通过链绳悬吊于一摆动送料装置之端部，该摆动送料装置垂直设于一铰接与所述料斗内的压锤轴上。
6.根据权利要求1所述的一种秸秆压缩泵送装置，其特征在于所述输送管道内径较所述容器内径大10%以上。
7.根据权利要求1所述的一种秸秆压缩泵送装置，其特征在于所述泵送装置包括一控制模块，该控制模块耦合有设于所述进料活塞、挤压活塞及推料活塞处的位置传感器。
8.根据权利要求1所述的一种秸秆压缩泵送装置，其特征在于所述进料活塞为一端封闭的柱形结构。
9.根据权利要求1所述的一种秸秆压缩泵送装置，其特征在于驱动所述进料活塞之油缸两端均设有球头铰链，并分别与所述机架及进料活塞铰接。
10.根据权利要求1所述的一种秸秆压缩泵送装置，其特征在于所述秸秆包括灰色秸秆及黄色秸秆。
专利摘要本实用新型涉及松散固体物料的压缩、运输、搬送类，具体是涉及一种秸秆压缩泵送装置，由一安装有料斗的机架作为主体，所述料斗内设有至少一预压活塞机构及用于向所述预压活塞机构内挤压所述秸秆之进料装置，所述预压活塞机构之出口端通过进料管连接有定型装置，通过定型装置内四个工位的将秸秆逐步挤压定型并以管道泵送。本实用新型的优点是送料环节少、生产效率高、设备利用率高；占地面积小、厂房利用率高、节省投资；节能、环保；运动件少，使用和维护成本低；可以实现全自动控制，提高了上料系统的可靠性。
文档编号B65G53/50GK201942323SQ20112003650
公开日2011年8月24日 申请日期2011年2月11日 优先权日2011年2月11日
发明者钱鸣 申请人:钱鸣