一种四辊切草机及切草方法与流程

本发明涉及草料加工设备，尤其是一种四辊切草机及切草方法。

背景技术：

干法备料在国内制浆系统应用了几十年了，其禾草类切断合格率低、除杂率和除尘率低，用工量大，是禾草类制浆系统的老问题，同时传统的切草机只切断不粉碎无法去除禾草类秸秆中的叶、鞘、髓及节。

申请号为200710146297.2的中国发明专利公开了“一种利用锤式破碎机对禾草类制浆原料进行备料的方法”，包括切断搓揉，除尘以及筛选，所述的切断搓揉采用锤式破碎机，所述的原料在该锤式破碎机内依次经过以下过程：a.原料进入一推进段，在该破碎机的具有倾斜面的推进锤作用下沿着该破碎机转子的轴线方向被推进；b.原料进入一切断搓揉段，在该锤式破碎机的具有倾斜面的破碎锤的摩擦力、碾压力以及冲击力的共同作用下被锤打、搓揉以及切断；c.原料进入一出料分离段，在该锤式破碎机的出料锤作用下被排出。通过它的搓揉段解决了除叶、鞘、髓和节的过程，原料麦草水分在15.0-16.5％，水份较用切草机切的草低5％-6％，有利于蒸煮液渗透；含尘量在3.6-5.3％之间，较用切草机切的草低15-18％，有利于降低碱液用量，麦草破碎质量无圆杆草和长草，以长度在3-4cm，外观为片状草，含尘量<5％为好。

但是禾草类原料的切断能力、合格率稍低，由于锤式碎草机重锤的磨损，含尘量有增大的趋势，同时草片的外观由均匀的草片到有圆杆草和长草出现，重锤磨损对草片质量影响很大是致命的缺点。破碎机的破碎速度慢，每台单产能力低、不适合连续蒸煮系统，工作效率低。

鉴于此提出本发明。

技术实现要素：

本发明的一个目的在于克服现有技术的不足，提供一种加工效率高、除尘效果好、能满足年产30万吨浆连续蒸煮系统的要求的四辊切草机。

本发明的另一目的在于提供一种可提高切草速度的切草方法。

为了实现第一发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种四辊切草机，包括，进料斗、切草单元以及物料出口，所述切草单元包括，与进料斗连接的一级双辊切草单元和设置在一级双辊切草单元下方的二级双辊切草单元，所述二级双辊切草单元的底部与物料出口连接。

进一步，所述一级双辊切草单元和二级双辊切草单元分别包括，双轴转子刀仓，设置在双轴转子刀仓内的双轴转子，每个转子上设置有若干切刀，以及驱动双轴转子反向旋转的驱动装置，所述二级双辊切草单元的切刀密度高于一级双辊切草单元的切刀密度。

进一步，所述一级双辊切草单元还包括，一级双辊转子底刀组及一级刀仓框架壳体，所述二级双辊切草单元还包括，二级双辊转子底刀组及二级刀仓框架壳体，所述一级刀仓框架壳体与二级刀仓框架壳体连接，并共同构成上下连通的两个双轴转子刀仓，所述双轴转子包括两根独立的主轴，每根主轴由一液压马达驱动旋转，其中，上层的两主轴的两端分别通过轴承与一级刀仓框架壳体转动连接，下层的两主轴的两端分别通过轴承与二级刀仓框架壳体转动连接。

进一步，所述一级双辊切草单元的切刀为固定套设在一级双辊切草单元的双轴转子上的一级转子刀盘，每个一级转子刀盘的圆周方向上设有3\4\5\6个圆弧形刀口。

进一步，所述一级双辊转子底刀组包括，设置在一级刀仓框架壳体内的若干一级筋板和设置在一级筋板上的若干底刀，所述一级筋板的部分边缘与一级刀仓框架壳体固定连接，一级筋板的上端设有避让主轴的弧形凹口，一级筋板的数量与一级双辊切草单元的切刀数量相匹配，每个一级筋板的顶部安装有4块底刀，安装在一级筋板上的底刀与一级双辊切草单元的切刀配合，且两者之间留有一间隙。

进一步，所述一级筋板的中部具有一台阶状折弯，使一级筋板上的两弧形凹口产生沿主轴轴向方向上的错位，所述一级双辊切草单元的二个主轴上的一级转子刀盘错位设置。

进一步，所述二级双辊切草单元的切刀为固定套设在二级双辊切草单元的双轴转子上的二级转子刀盘，每个二级转子刀盘的圆周方向上设有4\5\6个圆弧形刀口。

进一步，所述二级双辊转子底刀组包括，设置在二级刀仓框架壳体内的若干二级筋板和设置在二级筋板上的若干底刀，所述二级筋板的部分边缘与二级刀仓框架壳体固定连接，二级筋板的上端设有避让主轴的弧形凹口，二级筋板的数量与二级双辊切草单元的切刀数量相匹配，每个二级筋板的顶部安装有4块底刀，安装在二级筋板上的底刀与二级双辊切草单元的切刀配合，且两者之间留有一间隙。

进一步，所述一级刀仓框架壳体和二级刀仓框架壳体分别包括，底部专用法兰、带槽的立板、前后上下端板和上部连接法兰，所述一级刀仓框架壳体的上部连接法兰与进料斗的底部连接，一级刀仓框架壳体的底部专用法兰与二级刀仓框架壳体的上部连接法兰连接，所述带槽的立板与一级双辊转子底刀组或二级双辊转子底刀组连接；所述四辊切草机还包括一机架，所述二级刀仓框架壳体的底部专用法兰与机架固定连接。

进一步，所述切刀上还设有与圆弧形刀口同数量的拨料块，所述拨料块设置在切刀背离底刀的一侧，且拨料块与切刀为固定连接。

进一步，所述进料斗为可封闭式结构，并具有可封闭的物料进口，所述进料斗包括，进料斗主体、设置在进料斗主体上的防尘罩，所述物料进口设置在进料斗主体与防尘罩的连接处，并在物料进口一侧设置有用于打开或封闭所述物料进口的门装置，。

进一步，所述门装置为电动卷帘门；所述防尘罩的侧面留有排尘管接口；所述物料出口处设有一分料器，所述分料器包括两个向不同方向分料的分料单元，每个分料单元分别包括二块侧面导向板和一块弧形导向板。

为了实现第二发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种利用上述四辊切草机的切草方法，所述进料斗先将草料导入一级双辊切草单元进行初切割，切碎后的草料落入二级双辊切草单元后，由二级双辊切草单元进行精切割，最后精切割后的草料由物料出口排出。

采用本发明所述的技术方案后，带来以下有益效果：

采用本发明所述四辊切草机可采用大型物料装载机装料，避免物料在进口处的堆积，大大减少备料场地粉尘飞扬的状况，符合环保要求，备料速度快，减少同规模生产能力的人工用量，又满足年产30万吨以上连续蒸煮系统需要；原料的合格率达到92％以上；可以适应多种禾草类制浆原料的备料；具有自动化程度高，本体除尘效率好，加工效率高的优点，同时也使备料工段的建筑面积减少，适应现代化生产。

附图说明

图1：本发明的主视图；

图2：本发明的右视图；

图3：为图1的局部放大图；

图4：为图2的局部放大图；

图5：本发明的一级双辊切草单元的主视图；

图6：本发明的一级双辊切草单元的俯视图；

图7：为图6的局部放大图；

图8：本发明的二级双辊切草单元的主视图；

图9：本发明的二级双辊切草单元的俯视图；

图10：为图9的局部放大图；

图11：本发明一级筋板的主视图；

图12：本发明一级筋板的俯视图；

图13：本发明二级筋板的俯视图；

图14：本发明一级转子刀盘的局部示意图；

图15：本发明二级转子刀盘的局部示意图；

图16：本发明的备料流程图；

其中：1、机架2、进料斗3、物料出口4、一级双辊切草单元5、二级双辊切草单元6、防尘罩7、电动卷帘门8、一级刀仓框架壳体9、二级刀仓框架壳体10、驱动装置11、第一主轴12、第二主轴13、第三主轴14、第四主轴15、一级转子刀盘16、二级转子刀盘17、一级筋板18、二级筋板19、底刀20、拨料块21、一级转子断草刀盘22、二级转子断草刀盘23、台阶状折弯24、底部专用法兰25、带槽的立板26、上部连接法兰27、分料器28、定轴套111、四辊切草机112、皮带输送机113、除尘器上料皮带114、电磁铁115、八辊羊角除尘器116、百叶除尘机117、上料皮带输送机118、双向皮带输送机119、料仓120、球形水力碎草机。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。

如图1至图4所示，一种四辊切草机，包括，机架1、设置在机架1上方的进料斗2、设置在进料斗2下方的切草单元，所述切草单元包括，一级双辊切草单元4和二级双辊切草单元5，在二级双辊切草单元5的底部还设有物料出口3。所述一级双辊切草单元4与进料斗2的底部连接，所述二级双辊切草单元5设置在一级双辊切草单元4的下方，且二级双辊切草单元5的切刀密度大于一级双辊切草单元4，所述一级双辊切草单元4用于对禾草原料进行初切，二级双辊切草单元5用于对禾草原料进行精切。

结合图5、图6和图7所示，所述一级双辊切草单元4包括，双轴转子刀仓，设置在双轴转子刀仓内的双轴转子，驱动双轴转子反向旋转的驱动装置10，一级双辊转子底刀组及一级刀仓框架壳体8。一级双辊切草单元的双轴转子刀仓由一级刀仓框架壳体8构成。所述一级双辊切草单元4的双轴转子包括两根独立且平行的主轴，分别为第一主轴11和第二主轴12，每根主轴上固定安装有若干切刀，所述切刀数量优选为24、27或30个，在相邻的两把切刀之间还设有定距套28，所述定距套28套在主轴上，用于保证相邻切刀的间距一致。在一级双辊切草单元4的两主轴上还分别安装有一级转子断草刀盘21，所述一级转子断草刀盘21位于第一主轴11和第二主轴12的同一端部，用于相互配合以切断草料。所述驱动装置10为液压马达，每根主轴由一液压马达单独驱动旋转，且两液压马达分装不同方向的两端，所述液压马达由plc自动控制，实现压力、转速自动调节，超扭矩自动反转功能，液压马达的转速32～48rpm，此转速范围适合低粉尘生产状况。

所述第一主轴11和第二主轴12的两端分别通过轴承与一级刀仓框架壳体8转动连接，具体地，一级刀仓框架壳体8包括框架主体和轴承座，所述轴承安装在轴承座上。

如图14所示，所述一级双辊切草单元4的切刀为固定套设在一级双辊切草单元4的双轴转子上的一级转子刀盘15，每个一级转子刀盘15的圆周方向上设有3\4\5\6个圆弧形刀口，优选为4个。所述相邻一级转子刀盘15之间的圆弧形缺口相错一定角度设置，优选以刀口为基准，相差11.25，并以8个为一组构成循环单元。

结合图11和图12所示，所述一级双辊转子底刀组包括，设置在一级刀仓框架壳体8内的若干一级筋板17和设置在一级筋板17上的若干底刀19，所述一级筋板17的部分边缘与一级刀仓框架壳体8固定连接，一级筋板17的上端设有避让主轴的弧形凹口，所述弧形凹口为两个，分别对应第一主轴11和第二主轴12。一级筋板17的数量与一级双辊切草单元4的切刀数量相匹配，每个一级筋板17的顶面上安装有4块底刀19，所述底刀19分别位于主轴的前后侧，并与一级双辊切草单元4的切刀配合，且两者之间留有一间隙，所述间隙的大小为：0.15～1.5mm，优选0.15～0.5mm。所述主轴的长度与轴上的一级转子刀盘数相配。

在一级转子刀盘15上还设有与圆弧形刀口同数量的拨料块20，所述拨料块20设置在一级转子刀盘15背离底刀19的一侧，且拨料块20与一级转子刀盘15为固定连接，如优选为焊接。

优选地，所述一级筋板17的中部冲压形成一台阶状折弯23，以使一级筋板17上的两弧形凹口产生轴向错位，所述一级双辊切草单元4的二个主轴上的一级转子刀盘15相错设置。

结合图8—图10所示，所述二级双辊切草单元5与一级双辊切草单元4为相似结构，具体包括，双轴转子刀仓，设置在双轴转子刀仓内的双轴转子，驱动双轴转子反向旋转的驱动装置10，二级双辊转子底刀组及二级刀仓框架壳体9。二级双辊切草单元5的双轴转子刀仓由二级刀仓框架壳体9构成。所述二级双辊切草单元5的双轴转子包括两根独立且平行的主轴，分别为第三主轴13和第四主轴14，每根主轴上固定安装有若干切刀，所述切刀数量优选为48、54、或60个，在二级双辊切草单元5的两主轴上还分别安装有二级转子断草刀盘22，所述二级转子断草刀盘22位于第三主轴13和第四主轴的14同一端部，用于相互配合以切断草料。所述驱动装置10为液压马达，每根主轴由一液压马达单独驱动旋转，且两液压马达分装不同方向的两端，所述液压马达由plc自动控制，实现压力、转速自动调节，超扭矩自动反转功能，液压马达的转速64～110rpm。

所述第三主轴13和第四主轴14的两端分别通过轴承与二级刀仓框架壳体9转动连接，具体地，二级刀仓框架壳体9包括框架主体和轴承座，所述轴承安装在轴承座上。

结合图15所示，所述二级双辊切草单元5的切刀为固定套设在二级双辊切草单元5的双轴转子上的二级转子刀盘16，每个二级转子刀盘16的圆周方向上设有4\5\6个圆弧形刀口，优选为6个。所述相邻二级转子刀盘16之间的圆弧形缺口相错一定角度设置，优选以刀口为基准，相差7.5，并以6个为一组构成循环单元。

结合图13所示，所述二级双辊转子底刀组包括，设置在二级刀仓框架壳体9内的若干二级筋板18和设置在二级筋板18上的若干底刀19，所述二级筋板18的部分边缘与二级刀仓框架壳体9固定连接，二级筋板18的上端设有避让主轴的弧形凹口，所述弧形凹口为两个，分别对应第三主轴13和第四主轴14，二级筋板18的数量与二级双辊切草单元5的切刀数量相匹配，每个二级筋板18的顶面上安装有4块底刀19，所述底刀19分别位于主轴的前后侧，并与二级双辊切草单元5的切刀配合，且两者之间留有一间隙，所述间隙的大小为：0.15～1.5mm，优选0.15～0.5mm。所述主轴的长度与轴上的二级转子刀盘数相配。

在二级转子刀盘16上还设有与圆弧形刀口同数量的拨料块20，所述拨料块20设置在二级转子刀盘16背离底刀19的一侧，且拨料块20与二级转子刀盘16为固定连接，如优选为焊接。

优选地，所述二级筋板18为一直平板，所述二级双辊切草单元5的二个主轴上的二级转子刀盘16对齐设置。

所述一级双辊切草单元4的双轴转子位于二级双辊切草单元5的双轴转子的正上方，所述一级刀仓框架壳体8与二级刀仓框架壳体9固定连接，并共同构成上下连通的两个双轴转子刀仓，草料先经一级双辊切草单元4的粗切后，然后落入二级双辊切草单元5进行精切。

所述一级刀仓框架壳体8和二级刀仓框架壳体9分别包括，底部专用法兰24、带槽的立板25、前后上下端板和上部连接法兰26，所述一级刀仓框架壳体8的上部连接法兰26与进料斗2的底部连接，一级刀仓框架壳体8的底部专用法兰24与二级刀仓框架壳体9的上部连接法兰26连接。

所述二级刀仓框架壳体9的底部专用法兰24与机架1固定连接。一级刀仓框架壳体8的带槽的立板25与一级筋板17焊接，用于固定一级筋板17；二级刀仓框架壳体9的带槽的立板25与二级筋板18焊接，用于固定二级筋板18。

所述进料斗2为可封闭式结构，包括进料斗主体、设置在进料斗主体上的防尘罩6，所述进料斗主体与防尘罩6的连接处设有物料进口，所述防尘罩6的一侧还设有用于封闭或打开物料进口的门装置。

所述门装置为电动卷帘门7，所述防尘罩的侧面留有排尘管接口，用于连接排尘装置。所述物料出口3设有一分料器27，所述分料器27包括两个向不同方向分料的分料单元，每个分料单元分别包括二块侧面导向板和一块弧形导向板。

对于禾草原料来说是在土壤中生长的农作物的一部分，它一定含有泥土和灰尘，在现代生产体系中大多数是采用连续进料方式即将原料不断地加载皮带输送机上就可实现，但是生产现场就到处土尘飞扬，这对环境和操作工人都不可取的，为此要解决大量进料又要求环境友好、操作工人身体健康，我们采用间隙进料封闭切草增强排尘力度已达到环境友好的标准，卷帘门7和物料进口的配合能够达到要求。

本发明的一种四辊切草机，它可采用装载机装料，每次可装麦草1t/次/1.5分钟，能满足45t/h新型备料设备自动线，且切草过程是低速封闭的，粉尘飞扬的情况大大改善，同时一台能力相当三套转鼓式板锤粉碎机产能，同时解决了除叶、鞘、髓和节的过程，大大减少备料现场的建筑面积，满足年产30万吨浆连续蒸煮系统的要求。

如图16所示，具体地备料的工艺流程如下：

装载机将散乱的原料压缩后送入四辊切草机111，被压缩的禾草原料通过防尘罩6进入进料斗2，经过一级双辊转子切草单元4的初切，再经过二级双辊转子切草单元5的精切，禾草原料达到合格率92％以上，切割好的原料从四辊切草机111的分料器27分成二路送入皮带输送机112，转送到除尘器上料皮带113，经过电磁铁114除去原料中的金属，原料送到八辊羊角除尘器115，除去大量的重质的粉尘和少量轻质杂质，原料出八辊羊角除尘器115接着进入百叶除尘机116，为了除去原料中大量的叶、鞘、髓、穗、节等有机杂质，原料进入上料皮带输送机117，出上料皮带输送机117后原料再进入另一台百叶除尘机116，继续除去有机杂质和粉尘，进入料仓顶部双向皮带输送机118，让原料均匀地装入料仓119内，在料仓119内通过水平链和提升链将原料均匀地送到上料皮带输送机117，并再次通过电磁铁114除去料仓119上可能有金属物加入原料中，原料送到球形水力碎草机120，通过球形水力碎草机120原料经过水洗继续将除去禾草中的节、穗、鞘、细小石子，并尽可能地将较长的草料切短更好满足连续蒸煮的要求。

本发明在具体实施时，分为以下几种使用情况：

1、针对切割麦草时的使用情况：

装载机装满压紧麦草1t，送入四辊切草机的进料斗2，原料经进料斗2导入一级双辊切草单元4，一级双辊切草单元4的一级转子刀盘15的直径为640mm，共24个，每个刀盘4个刀口，一级转子刀盘15与底刀19d的间隙为0.4mm，转速为42rpm，二级双辊切草单元5的二级转子刀盘直径16为640mm，共48个，每个刀盘5个刀口，二级转子刀盘16与底刀19的间隙为0.2mm，转速为68rpm，麦草已经达到94％合格率以上，切好的麦草经过分料器27送至1000mm宽的皮带输送机112，经过电磁除铁器后，进入八辊羊角除尘器115，之后通过百叶除尘器116分出细小的叶、鞘、髓和节，合格原料由皮带输送机112将送入料仓119之前，再经过一道百叶除尘器除尘116后，有效去除大部分影响滤水性能的叶、穗、节、鞘、髓和泥沙等杂质，草料进入料仓119储存。

2、针对切割稻草时的使用情况：

装载机将杂乱的稻草压紧送至四辊切草机的进料斗2，压紧的稻草掉入到一级双辊切草单元4内，一级转子刀盘15直径为660mm，共27个，每个刀盘4个刀口，一级转子刀盘15与底刀19的间隙为0.3mm，转速为32rpm，在一级双辊切草单元4内，稻草被切割为小于150mm，并送入二级双辊切草单元5内，二级转子刀盘16直径为660mm，共54个，每个刀盘6个刀口，二级转子刀盘16与底刀19的间隙为0.4mm，转速为80rpm，被一、二级转子刀盘15、16与底刀19切断使稻草达到大于20mm小于80mm，稻草总的合格率大于92％以上，送出备料其他除尘设备及料仓。

3、针对切割玉米秸秆时的使用情况：

装载机将杂乱的玉米秸秆(水分小于18％)压紧送至四辊切草机的进料斗2，压紧的玉米秸秆掉入到一级双辊切草单元4内，一级转子刀盘15直径为660mm，24个刀盘，每个刀盘4个刀口，一级转子刀盘15与底刀19的间隙为0.6mm，转速为46rpm，之后，玉米秸秆进入二级双辊切草单元5，二级转子刀盘16直径为660mm，共48个，每个刀盘4个刀口，二级转子刀盘16与底刀19的间隙为0.5mm，转速为70rpm，玉米秸秆被一、二级转子刀盘15、16与底刀19切断，使玉米秸秆总的合格率大于94％以上，送出备料其他除尘设备及料仓。有效去除大部分影响滤水性能的叶、节、包衣、髓和泥沙等杂质，降低了硅含量，除杂率达35％。

以上所述为本发明的实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员而言，在不脱离本发明原理前提下，还可以做出多种变形和改进，这也应该视为本发明的保护范围。