专利名称：一种生物质致密成型机用的环模的制作方法
技术领域：
本实用新型属于生物质致密成型机械的部件，特别是涉及生物质致密成型机用的一种环模。
背景技术：
松散的生物质燃料和饲料，在运输、储藏和使用的过程中，由于体积过大带来很多不便。将它们粉碎后压缩成致密的颗粒或块，是解决这些不便的一种方法。生物质致密成型机是把粉碎后松散的生物质燃料或饲料，压缩成致密的颗粒或块的专用机械，环模是许多生物质致密成型机的一个重要部件。目前使用的生物质致密成型机的环模，都是在环模圈上加工出许多径向成型通孔。通过压辊在环模内壁的成型通孔孔口轧过，将堆积在孔口的经过粉碎的生物质原料挤压进成型通孔，当原料从成型通孔中通过并被挤出时，就变成了具有足够密度的生物质块或颗粒。这种加工过的生物质致密块或颗粒的运输、储藏和使用都很方便，但是加工时的能量消耗一直居高不下，压制产品的能量消耗仅成型这个环节，普遍都在60kWh/t以上，严重限制了它的应用和推广。有人认为能量消耗大主要是因为环模上成型通孔的设计不合理，中国专利申请200420048137号提出了一种解决方案:是把成型通孔沿入口端至出口端，依序分为导向收缩段和成型模口，导向收缩段的入口面积大于成型模口的面积，该导向收缩段入口端的导入侧边缘位于同侧的模口边缘外侧，且其到同侧对应的模口边缘的径向距离大于其相对侧边缘到同侧模口边缘的径向距离。认为针对松散状生物质可成型材料力传导距离小的特点，可极大减小物料通过成型模腔的能耗，降低加工成本。这种方案对于每一个成型模腔的成型能耗都有明显的减少，据记载可降低能耗30%。但是由于其导向收缩段入口端的导入侧边缘位于同侧的模口边缘外侧，且其到同侧对应的模口边缘的径向距离大于其相对侧边缘到同侧模口边缘的径向距离，也就是说每个成型通孔在环模内壁有效工作面上所占的面积是成型模口面积的两倍多，其后果是使环模的开孔率大幅下降。而在环模有效工作面积上的开孔率，是决定生物质致密成型机是否节能的重要因素之一，虽然每个成型通孔的能耗都有所降低，但是生物质致密成型机的总体能耗，因受环模开孔率大幅下降的影响，很难有明显的改善。由于在环模成型通孔导向收缩段的改进，都使其开口面积大于成型段的横截面积，进而降低环模内壁有效工作面上的开孔率，因此这方面的改进对于降低使用环模的生物质致密成型机的能耗并不理想。
发明内容本实用新型的目的是要提供一种成型效率高、能量消耗低的生物质致密成型机用的环模。本实用新型的解决方案是:一种生物质致密成型机用的环模，其特征是:它是整体环模，在环模的内壁有一道与环模圈同轴的环状沟槽，环模圈上的径向成型通孔向内的孔口都开在沟槽的底部，在沟槽底部相邻成型通孔孔口之间的距离不超过3毫米，成型通孔各处与孔口平行截面的形状与孔口相同，靠近沟槽侧壁的成型通孔的孔口至少有一点与沟槽侧壁的下沿重合。生物质致密成型机使用本发明所提供的环模，粉碎后的物料在输送机构的推动下，进入环模沟槽内，压辊在沟槽中转动，对物料进行挤压，由于沟槽底部与侧壁及压辊形成了周向封闭的空间，物料只有进入成型通孔这一个出路。而且由于是整体环模、环模圈上的径向成型通孔向内的孔口都开在沟槽的底部、相邻成型通孔孔口之间的距离不超过3毫米、成型通孔各处与孔口平行截面的形状与孔口相同、靠近沟槽侧壁的成型通孔的孔口至少有一点与沟槽侧壁的下沿重合这些设计，保证了环模内壁的有效工作面积上的开孔率达到最大，所以物料几乎能够全部顺利的被挤压进入成型通孔中，因此提高了成型效率和产量，降低了生物质致密成型机的能量消耗。上述生物质致密成型机用的环模，其内壁上与环模圈同轴的环状沟槽的横截面是槽底部和开口同样宽的形状，或者在物料长度接近沟槽宽度时，为了利于物料进入，还可以将沟槽横截面加工成槽底部窄、开口宽的形状。在环模上设置沟槽的目的是限制物料在压辊对物料进行挤压时，不能向两侧移动，因此沟槽必须有一定的深度，依据物料的性质差别，沟槽的深度可在5毫米至30毫米这个范围进行选择。本实用新型所提供的生物质致密成型机用的环模，因为在沟槽底部有效工作面上的开孔率非常高，所以沟槽侧壁的上沿距离环模内壁同侧的边缘至少5毫米。这样才能保证众多成型通孔在工作状态下施加在孔壁上的压力，不会损坏环模的完整结构。由于成型通孔在环模上的排数越多，沟槽侧壁对远离它的物料向两侧移动的限制作用就越小，所以上述生物质致密成型机用的环模，环模圈上的径向成型通孔只是I排至3排。上述生物质致密成型机用的环模，环模圈上的径向成型通孔当它是圆形时，其直径< 35毫米。如果直径超过35毫米，对于松散的生物质物料，要在环模中成型几乎是不可能的。上述生物质致密成型机用的环模，环模圈上的径向成型通孔当它是矩形时，其边长的平均值< 35毫米。如果其边长的平均值超过35毫米，对于松散的生物质物料，要在环模中成型几乎是不可能的。上述生物质致密成型机用的环模，环模上成型通孔是圆形时，如果圆形成型通孔是I排，孔口与沟槽两个侧壁的下沿重合的是相对的两个点。上述生物质致密成型机用的环模，环模上成型通孔是矩形时，矩形成型通孔是I排，孔口与沟槽两个侧壁的下沿重合的是相对的两条边。本实用新型所提供的生物质致密成型机用的环模:沟槽内布置的径向成型通孔其压缩比< 7。当压缩比大于7时，会导致使用这种环模的生物质致密成型机，成型效率急剧下降，能量消耗迅速上升。使用本实用新型所提供的生物质致密成型机用的环模，所能加工的生物质原料，可以是农作物秸杆、荆棘杂草、林木枝条等，使用普通的铡草机进行铡切即可，这就使成型之前的原料准备也不消耗很多能量。压制产品的密度可以达到0.9-1.2g/cm3，压制产品的能量消耗可降低到35kVh/t，达到了成型效率高、能量消耗低的目的。说明书附图
图1是本实用新型所提供的生物质致密成型机用环模的一种实施方式。图2是本实用新型所提供的生物质致密成型机用环模的另一种实施方式。图3是本实用新型所提供的生物质致密成型机用环模的第三种实施方式。图4是本实用新型所提供的生物质致密成型机用环模的第四种实施方式
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步详细的说明:图1是本实用新型所提供的生物质致密成型机用环模的一种实施方式，这种生物质致密成型机用的环模，它是整体环模，在环模的内壁I有一道与环模圈同轴的环状沟槽2，沟槽2的横截面是槽底部和开口同样宽的形状，沟槽2的深度为15毫米，沟槽2侧壁的上沿与环模内壁I同侧的边缘距离分别是是10毫米和20毫米，环模圈上的径向成型通孔3是2排，并且向内的孔口都开在沟槽2的底部，每个成型通孔3各处与孔口平行截面的形状与孔口相同俯视都是圆形，其直径是25毫米，在沟槽2内相邻成型通孔3孔口之间的距离为3毫米，靠近沟槽2侧壁的成型通孔2的圆形孔口有一点与沟槽2侧壁的下沿重合，径向成型通孔3其压缩比为3.6。生物质致密成型机使用本实用新型所提供的这种环模，物料只需铡切成25毫米长的短段即可，不必经过粉碎，这样的物料在输送机构的推动下，进入环模内壁I的沟槽2内，压辊在沟槽2中转动，对物料进行挤压，由于沟槽2底部与侧壁及压辊形成了周向封闭的空间，物料只有进入成型通孔3这一个出路。而且由于是整体环模、环模圈上的径向成型通孔3向内的孔口都开在沟槽2的底部、相邻成型通孔3孔口之间的距离是3毫米、每个成型通孔3各处与孔口平行截面的形状与孔口相同俯视都是圆形、靠近沟槽2侧壁的成型通孔3的圆形孔口有一点与沟槽2侧壁的下沿重合这些设计，保证了环模内壁I的有效工作面积上的开孔率达到82%，所以物料几乎能够全部顺利的被挤压进入成型通孔3中，因此提高了成型效率和产量，降低了生物质致密成型机的能量消耗。使用本实用新型所提供的生物质致密成型机用的环模，所能加工的生物质原料，可以是农作物秸杆、荆棘杂草、林木枝条等，使用普通的铡草机进行铡切即可，这就使成型之前的原料准备也不会消耗很多能量。压制产品的密度可以达到0.9-1.2g/cm3，压制产品的能量消耗可降低到35kWh/t，达到了成型效率高、能量消耗低的目的。由于制造环模材料和工艺的不同，所加工的生物质原料的差异，本实用新型所提供的环模其沟槽2的深度还可以在5毫米到30毫米这个范围内进行适当的变更；沟槽2侧壁的上沿与环模内壁I同侧的边缘距离只要不小于5毫米，其他的选择也可以考虑；成型通孔3的直径只要不大于35毫米，也有一定的变化余地；径向成型通孔3其压缩比可以在< 7的范围内进行调整。这样才能在不同情况下都达到成型率高、能耗低的效果。图2是本实用新型所提供的生物质致密成型机用环模的另一种实施方式，这种生物质致密成型机用的环模，它是整体环模，在环模的内壁4有一道与环模圈同轴的环状沟槽5，沟槽5的横截面是槽底部宽35毫米；开口宽45毫米呈上宽下窄的形状，沟槽5的深度为25毫米，沟槽5侧壁的上沿与环模内壁4同侧的边缘距离分别是是15毫米和25毫米，环模圈上的径向成型通孔6是I排，并且向内的孔口都开在沟槽5的底部，每个成型通孔6各处与孔口平行截面的形状与孔口相同俯视都是矩形，其长边35毫米；短边30毫米，在沟槽5内相邻成型通孔6孔口之间的距离为3毫米，成型通孔6的矩形孔口相对的两条短边分别与沟槽5两侧壁的下沿重合，径向成型通孔6其压缩比为3.5。生物质致密成型机使用本实用新型所提供的这种环模，物料只需铡切成35毫米长的短段即可，不必经过粉碎，这样的物料在输送机构的推动下，进入环模内壁4的沟槽5内，压辊在沟槽5中转动，对物料进行挤压，由于沟槽5底部与侧壁及压辊形成了周向封闭的空间，物料只有进入成型通孔6这一个出路。而且由于是整体环模、环模圈上的径向成型通孔6向内的孔口都开在沟槽5的底部、相邻成型通孔6孔口之间的距离是3毫米、每个成型通孔6各处与孔口平行截面的形状与孔口相同俯视都是矩形、成型通孔6的矩形孔口相对的两条短边与沟槽5两侧壁的下沿重合这些设计，保证了环模内壁4的有效工作面积上的开孔率达到90%，所以物料几乎能够全部顺利的被挤压进入成型通孔6中，因此提高了成型效率和产量，降低了生物质致密成型机的能量消耗。使用本实用新型所提供的生物质致密成型机用的环模，所能加工的生物质原料，可以是农作物秸杆、荆棘杂草、林木枝条等，使用普通的铡草机进行铡切即可，这就使成型之前的原料准备也不消耗很多能量。压制产品的密度可以达到0.9-1.2g/cm3,压制产品的能量消耗可降低到35KVH/吨，达到了成型效率高、能量消耗低的目的。由于制造环模材料和工艺的不同，所加工的生物质原料的差异，本实用新型所提供的环模其沟槽5的深度还可以在5毫米到30毫米这个范围内进行适当的变更；沟槽5侧壁的上沿与环模内壁4同侧的边缘距离只要不小于5毫米，其他的选择也可以考虑；成型通孔6的平均边长只要不大于35毫米，也有一定的变化余地；径向成型通孔6其压缩比可以在< 7的范围内进行调整。这样才能达到在不同情况下都成型率高、能耗低的效果。图3是本实用新型所提供的生物质致密成型机用环模的第三种实施方式，这种生物质致密成型机用的环模，它是整体环模，在环模的内壁7有一道与环模圈同轴的环状沟槽8，沟槽8的横截面是槽底部和开口同样宽的形状，沟槽8的深度为20毫米，沟槽8侧壁的上沿与环模内壁7同侧的边缘距离分别是是10毫米和40毫米，环模圈上的径向成型通孔9是3排，并且向内的孔口都开在沟槽8的底部，每个成型通孔9各处与孔口平行截面的形状与孔口相同俯视都是圆形，其直径是20毫米，在沟槽8内相邻成型通孔9孔口之间的距离为3毫米，靠近沟槽8侧壁的成型通孔9的圆形孔口有一点与沟槽8侧壁的下沿重合，成型通孔9其压缩比为4。生物质致密成型机使用本实用新型所提供的这种环模，经过粉碎的物料在输送机构的推动下，进入环模内壁7的沟槽8内，压辊在沟槽8中转动，对物料进行挤压，由于沟槽8底部与侧壁及压辊形成了周向封闭的空间，物料只有进入成型通孔9这一个出路。而且由于是整体环模、环模圈上的径向成型通孔9向内的孔口都开在沟槽8的底部、相邻成型通孔9孔口之间的距离是3毫米、每个成型通孔9各处与孔口平行截面的形状与孔口相同俯视都是圆形、靠近沟槽8侧壁的成型通孔9的圆形孔口有一点与沟槽8侧壁的下沿重合这些设计，保证了环模内壁7的有效工作面积上的开孔率达到75%，所以物料几乎能够全部顺利的被挤压进入成型通孔9中，因此提高了成型效率和产量，降低了生物质致密成型机的能量消耗。由于制造环模材料和工艺的不同，所加工的生物质原料的差异，本实用新型所提供的环模其沟槽8的深度还可以在5毫米到30毫米这个范围内进行适当的变更；沟槽8侧壁的上沿与环模内壁7同侧的边缘距离只要不小于5毫米，其他的选择也可以考虑；成型通孔9的直径只要不大于35毫米，也有一定的变化余地；径向成型通孔9其压缩比可以在< 7的范围内进行调整。这样才能达到在不同情况下都成型率高、能耗低的效果。图4是本实用新型所提供的生物质致密成型机用环模的第四种实施方式，这种生物质致密成型机用的环模，它是整体环模，在环模的内壁10有一道与环模圈同轴的环状沟槽11，沟槽11的横截面是槽底部和开口同样宽的形状，沟槽11的深度为10毫米，沟槽11侧壁的上沿与环模内壁10同侧的边缘距离分别是是15毫米和25毫米，环模圈上的径向成型通孔12是I排，并且向内的孔口都开在沟槽11的底部，每个成型通孔12各处与孔口平行截面的形状与孔口相同俯视都是圆形，其直径是30毫米，在沟槽11内相邻成型通孔12孔口之间的距离为2毫米，成型通孔12的孔口与沟槽两个侧壁的下沿重合的是相对的两个点，成型通孔12其压缩比为3.6。生物质致密成型机使用本实用新型所提供的这种环模，物料只需铡切成30毫米长的短段即可，不必经过粉碎，这样的物料在输送机构的推动下，进入环模内壁10的沟槽11内，压辊在沟槽11中转动，对物料进行挤压，由于沟槽11底部与侧壁及压辊形成了周向封闭的空间，物料只有进入成型通孔12这一个出路。而且由于是整体环模、环模圈上的径向成型通孔12向内的孔口都开在沟槽11的底部、相邻成型通孔12孔口之间的距离是2毫米、每个成型通孔12各处与孔口平行截面的形状与孔口相同俯视都是圆形、成型通孔12的圆形孔口相对的两个点分别与沟槽11的两个侧壁的下沿重合这些设计，保证了环模内壁10的有效工作面积上的开孔率达到70%，所以物料几乎能够全部顺利的被挤压进入成型通孔12之中，因此提高了成型效率和产量，降低了生物质致密成型机的能量消耗。由于制造环模材料和工艺的不同，所加工的生物质原料的差异，本实用新型所提供的环模其沟槽11的深度还可以在5毫米到30毫米这个范围内进行适当的变更；沟槽11侧壁的上沿与环模内壁10同侧的边缘距离只要不小于5毫米，其他的选择也可以考虑；成型通孔12的直径只要不大于35毫米，也有一定的变化余地；径向成型通孔12其压缩比可以在<7的范围内进行调整。这样才能达到在不同情况下都成型率高、能耗低的效果。
权利要求1.一种生物质致密成型机用的环模，其特征是:它是整体环模，在环模的内壁有一道与环模圈同轴的环状沟槽，环模圈上的径向成型通孔向内的孔口都开在沟槽的底部，在沟槽底部相邻成型通孔孔口之间的距离不超过3毫米，成型通孔各处与孔口平行截面的形状与孔口相同，靠近沟槽侧壁的成型通孔的孔口至少有一点与沟槽侧壁的下沿重合。
2.根据权利要求1所述的生物质致密成型机用的环模，其特征是:沟槽的横截面呈槽底部窄、开口宽的形状或者是槽底部和开口同样宽的形状。
3.根据权利要求1所述的生物质致密成型机用的环模，其特征是:沟槽的深度是5毫米至30毫米。
4.根据权利要求1所述的生物质致密成型机用的环模，其特征是:沟槽侧壁的上沿距离环模内壁同侧的边缘至少5毫米。
5.根据权利要求1所述的生物质致密成型机用的环模，其特征是:环模圈上的径向成型通孔是I排至3排。
6.根据权利要求1所述的生物质致密成型机用的环模，其特征是:径向成型通孔是圆形，其直径< 35毫米。
7.根据权利要求1所述的生物质致密成型机用的环模，其特征是:径向成型通孔是矩形，其边长的平均值< 35毫米。
8.根据权利要求1所述的生物质致密成型机用的环模，其特征是:沟槽内布置的径向成型通孔其压缩比<7。
9.根据权利要求1或5或6所述的生物质致密成型机用的环模，其特征是:圆形成型通孔是I排，孔口与沟槽两个侧壁的下沿重合的是相对的两个点。
10.根据权利要求1或5或7所述的生物质致密成型机用的环模，其特征是:矩形成型通孔是I排，孔口与沟槽两个侧壁的下沿重合的是相对的两条边。
专利摘要本实用新型提供的是一种生物质致密成型机用的环模，其特征是它是整体环模，在环模的内壁有一道与环模圈同轴的环状沟槽，环模圈上的径向成型通孔向内的孔口都开在沟槽的底部，在沟槽内相邻成型通孔孔口之间的距离不超过3毫米，成型通孔各处与孔口平行截面的形状与孔口相同，靠近沟槽侧壁的成型通孔的孔口至少有一点与沟槽侧壁的下沿重合。由于这种环模在其内壁有效工作面上的开孔率非常高，而且投入到环模中的原料受环状沟槽的限制，在压辊碾过时几乎全部都被压进成型通孔，因此使用这种环模的生物质致密成型机生产效率高、能量消耗少。
文档编号B30B11/20GK203077658SQ20122062802
公开日2013年7月24日 申请日期2012年11月22日 优先权日2012年11月22日
发明者王永明, 洪毓安, 郭志成, 朱小宁, 裴丹, 马伟博 申请人:北京汉坤科技有限公司