专利名称：一种生物质秸秆成型机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种农作物秸秆成型装置，尤其是涉及一种生物质秸秆成型机。
背景技术：
生物质秸秆成型技术在新能源的开发过程中有着重要的作用，其效率的高低、投资的大小和能源的消耗都直接影响秸秆的利用，人们为此做了大量的工作，研究出很多农作物秸秆成型装置，其中以螺旋挤出、碾压成型和挤压成型的技术与设备比较成熟。上述技术的工艺过程均为粉碎、烘干和成型。螺旋挤出仅用于机制碳，碾压成型用于生产颗粒燃料，挤压成型广泛用于生产秸秆燃料块。螺旋挤出、碾压成型投资大，零件磨损快、产出率低。挤压成型虽然在秸秆燃料成型方面有优势，但仍然需要配备多台套的粉碎、烘干设备，投资大，能耗高。
专利权人张百良、孙少军获得的名称为“农作物秸秆燃料成型机”的专利，专利申请日为2003.03.31，申请号为CN03241107.3，该实用新型公开了一种农作物秸秆燃料成型机，包括机体、送料机构、出料口、成型机构、冲头和曲柄连杆组成。其成型机构由予压腔、锥状保型腔、成型腔、冲头和曲柄连杆组成；予压腔与送料机构相连通；冲头的一端和曲柄连杆的连杆相连，冲头可在予压腔内往复移动；该农作物秸秆燃料成型机仍然需要配备成套的粉碎、烘干设备，仍没有摆脱投资大和能耗高的缺点。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种生物质秸秆成型机，尤其是提供不需要对生物质秸秆进行粉碎、烘干的一种生物质秸秆成型机。
参阅图1至图3，为解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案，即在已有双出油缸、成型装置、液压系统和电控系统的基础上，将两套对生物质秸秆起挤压与碾压、结构破坏与体积密实作用和送进作用的由进出料辊筒与挤压辊筒组成的辊压密实进料装置固装在基架上，辊压密实进料装置的出料口与也固装在基架上的成型装置中挤压筒体的入料口对接；将两套固装有切断刀与密度调整头的挤压头固装在双出油缸两个活塞杆的端部；将两套对生物质秸秆起加热作用的远红外线加热器固装在两套成型装置中锥筒的外表面上。
技术方案中所述的辊压密实进料装置是采用上下两排辊筒可转动的安装在机架上，靠近进料口的是进料辊筒，接下来是挤压辊筒，靠近出料口是出料辊筒；在进料辊筒和出料辊筒的表面上沿轴向加工有槽，在挤压辊筒的表面上沿圆周方向加工有环形槽；其出料口大小固定，进料口大小可以调整；在下排辊筒的轴端安装有链轮，链轮之间由链条连接，电动机与减速器和出料辊筒轴端的链轮是链条连接。
技术方案中所述的辊压密实进料装置也可采用上下两排辊筒同时和电动机与减速器链条连接的双驱动形式。
技术方案中所述的挤压头是一个方形盘状构件，其上固定能封闭成型装置中挤压筒体的入料口的片状切断刀；挤压头上还安装可更换的密度调整头，密度调整头的大小与形状皆可根据生产需要更换调整；挤压头的形状可根据成型装置中挤压筒体和锥筒的形状改变，即可是方形盘状构件，也可是圆形盘状构件。
技术方案中所述的远红外线加热器是由保温层、反射板和远红外线加热带组成。
本发明的有益效果是1)本发明所采用的生物质秸秆成型技术使传统的工艺过程由粉碎—烘干—送料—成型变为送料—成型，工艺过程大为简化；2)设备由多台套简化为一台机组，既可双向交替送进生物质秸秆原料，又可双向交替出产品，最大限度地发挥了电机的有效功率，使电机空载运行时间降为最低，这种方式是生物质秸秆成型能耗的最佳选择。
3)粉碎与烘干两个工艺过程被辊压密实、挤压切断和远红外线加热所取代，使得生物质秸秆成型的能耗大幅度的降低；4)本发明所述的一种生物质秸秆成型机不需要配套粉碎与烘干设备，大幅度的降低设备和配套设施的投入，节约了大量资金；5)由于远红外线加热技术的应用，使对秸秆成型含水率的要求变得较宽，易于成型；6)由生物质秸秆所成型的燃料块不仅可以民用，更可为生物质秸秆发电厂供应其方便使用的生物质秸秆成型燃料。
下面结合附图对本发明作进一步的说明图1是不需要对生物质秸秆进行粉碎、烘干的一种生物质秸秆成型机的俯视图；图2是把不需要对生物质秸秆进行粉碎、烘干的一种生物质秸秆成型机的俯视图中下半部分的辊压密实进料装置、固装有远红外线加热器的成型装置、固装有挤压头的双出油缸、液压系统和电控系统拆掉后剩下的一套安装在基架上的辊压密实进料装置、固装有远红外线加热器的成型装置的主视图；图3是仅对不需要对生物质秸秆进行粉碎、烘干的一种生物质秸秆成型机的俯视图中下半部分的固装有远红外线加热器的成型装置和固装有切断刀、密度调整头的挤压头与双出油缸活塞杆端部固装的整个部件右视图上的全剖视图；图中1.辊压密实进料装置，2.液压系统，3.电控系统，4.成型装置，5.温控系统，6.电动机与减速器，7.电磁离合器，8.主动轴，9.链轮与链条，10.下排进料辊筒，11.下排挤压辊筒，12.下排出料辊筒，13.挤压筒体的入料口，14.挤压筒体，15.保温层，16.反射板，17.远红外线加热带，18.锥筒，19.隔热垫，20.定型筒，21.活塞杆，22.挤压头，23.切断刀，24.密度调整头。
具体实施例方式
参阅图1与图2，一种生物质秸秆成型机的主要零部件都安装在基架上，基架是分两部分用型钢做成的框架式结构件，左边是个1字形框架式结构基架(简称1字形基架)，右边是个工字形框架式结构基架(简称工字形基架)，两部分做好后固接成一体，将其安装在地基上，并保证两部分上工作面水平共面；在1字形基架的中间位置首先固装双出油缸，在双出油缸两个活塞杆21的端部分别安装带有切断刀23和带有密度调整头24的挤压头22；在1字形基架的两端分别安装已固装远红外线加热器的成型装置4，两个成型装置4的定型筒20向外，两个成型装置4的中轴线和双出油缸两个活塞杆21的中轴线共线，两个带有切断刀23和带有密度调整头24的挤压头22在两个成型装置4中挤压筒体14内的间隙均匀，运动正常；在工字形基架的上下两个横置的基架上分别固装上辊压密实进料装置1，使辊压密实进料装置1的出料口与固装在1字形基架上的成型装置中挤压筒体14的入料口13对接；在工字形基架中间竖置的基架上固装电动机与减速器6，该减速器是属于具有双输出端的那一种，减速器双输出端各连接一个电磁离合器7的一端(下面按电磁离合器一侧的安装顺序来描述，另一侧相同不赘述)，电磁离合器7的另一端与主动轴8一端连接，主动轴8的另一端固装的链轮与链轮和链条9连接；将液压系统2与内装双活塞杆21的双出油缸管路连接；将电控系统3与电动机线连接，将电控系统3与安装在一种生物质秸秆成型机各位置上的行程开关、电磁离合器7和按钮线连接；将温控系统5与固装在成型装置4中锥筒18外表面上的远红外线加热器线连接，将温控系统5与固装在一种生物质秸秆成型机相关位置上的温度表和温度传感器线连接，至此，一种生物质秸秆成型机组装完成。
本实施方式所述的辊压密实进料装置1是采用上下两排辊筒10、11、12(上下两排相对应的辊筒结构、尺寸大小相同)用滚动或滑动轴承安装在机架上，靠近进料口的是进料辊筒10，接下来是两个挤压辊筒11，靠近出料口的是出料辊筒12；在进料辊筒10和出料辊筒12的表面上沿轴向加工有槽，在挤压辊筒11的表面上沿圆周方向加工有环形槽；其出料口大小固定，进料口大小可以通过调整螺杆来调整；在下排辊筒10、11、12的轴端并排固装有两个链轮，辊筒10、11、12的链轮之间由链条连接(属单排链条双排链轮结构)，在与电磁离合器7相连的主动轴8的一端安装有链轮，其和出料辊筒12轴上的链轮也是链条连接；电动机转动通过减速器、电磁离合器7、主动轴8和链轮链条带动出料辊筒12的链轮转动，链轮转动即出料辊筒12转动，出料辊筒12再通过链条带动下面挤压辊筒11的链轮转动，即带动挤压辊筒11转动，依次类推，这样用链条、链轮把辊筒10、11、12连接起来，电动机转动即带动辊筒10、11、12转动，可以送进生物质秸秆，送进生物质秸秆时上排各辊筒随生物质秸秆的前行而转动，生物质秸秆在传送的过程中被上下辊筒10、11、12挤压与碾压，结构遭到破坏，体积得到密实。
当然，根据所采用的生物质秸秆种类的不同，一次送入量大小的不同，所述的辊压密实进料装置1也可采用上下两排辊筒10、11、12同时与主动轴8一端的链轮链条连接的双驱动形式。这时在上排各辊筒的轴端也要分别并排固装两个链轮，而在下排出料辊筒12的轴端应并排固装有三个链轮，也可以采用在下排出料辊筒12轴的两端固装链轮，其中一端固装两个链轮，另一端固装一个链轮，不管哪种形式三个链轮中的一个链轮与固装在主动轴8上的链轮链条连接，另一个链轮与下排挤压辊筒11的链轮链条连接，第三个链轮与上排出料辊筒轴端的一个链轮链条连接，上排出料辊筒轴端的另一个链轮与上排挤压辊筒轴上的链轮链条连接，依次类推，这样用链条、链轮把上排辊筒连接起来，电动机启动，通过减速器、电磁离合器7、主动轴8和链轮链条带动上下两排辊筒同时转动，同时主动传送生物质秸秆，效果会更好。
本实施方式所述的一种生物质秸秆成型机中采用的挤压头22是一个方形盘状构件，其上固定能封闭成型装置中挤压筒体14的入料口13的片状切断刀23，切断刀23有两个作用，一是将进入成型装置中挤压筒体14的所有生物质秸秆切断以便挤压成型，二是将成型装置中挤压筒体14变成一个封闭空间，生物质秸秆不能外逸，充分地发挥挤压力的作用以便挤压成型。因此，切断刀23的形状要和挤压筒体14的形状相匹配，如果挤压筒体14是一个方形的，切断刀23的形状应是片状刀片，如果挤压筒体14是一个圆形的，切断刀23的形状应是圆弧状的刀片，另外切断刀23应具有一定的刚度强度；挤压头22上还安装可更换的密度调整头24，密度调整头24的作用就是占去部分空间，让用更小的空间去容纳同样数量的生物质秸秆，其结果产品密度增加，密度调整头24的体积越大，产品密度就越高。本实施方式所述的一种生物质秸秆成型机中采用的密度调整头24的大小是可根据生产需要更换调整的，其形状也可根据生产需要更换调整，因为密度调整头24的实质作用就是占去部分空间，从这个角度来说密度调整头24可作成任何的、易加工的形状，如圆锥体、棱锥体、圆柱体、棱柱体、半球体或者是它们之间的复合体都行；挤压头22的形状可根据成型装置4中挤压筒体14和锥筒18的形状改变，即可是方形盘状构件，也可是圆形盘状构件。
本实施方式所述的远红外线加热器是由保温层15、反射板16和远红外线加热带17组成。它是安装在成型装置4中锥筒18的外表面上，成型装置4是由定型筒20、锥筒18和挤压筒体14组成，它们之间依次固定连接，并在定型筒20与锥筒18之间、锥筒18与挤压筒体14之间加装隔热垫19。在成型装置4中锥筒18外表面上(红外线加热带17与锥筒18外表面要保持一定间隙)由里向外依次安装远红外线加热带17、反射板16和保温层15。
一种生物质秸秆成型机的工作原理接通电源，锥筒18外表面上安装的远红外线加热器开始工作，当温度达到设定值时，油泵开始工作，液压油通过液压系统管路进入双出油缸右活塞腔，活塞与活塞杆21向左运动，带动挤压头22向左运动。同时连接减速器的电动机启动，电磁离合器7动作结合右侧主动轴8，通过链轮链条将动力传送给右侧辊压密实进料装置1，辊压密实进料装置1下排辊筒10、11、12转动，开始送料，生物质秸秆在传送的过程中被上下辊筒10、11、12挤压与碾压，结构遭到破坏，体积得到密实。当双出油缸活塞与活塞杆21向左运动到行程结束时，行程开关将信号送到电控系统的控制箱，控制箱将信号送到电控阀，电控阀切换，液压油改变流向，液压油通过液压系统管路进入双出油缸左活塞腔，双出油缸的活塞与活塞杆21开始向右运动。同时电磁离合器7动作结合左侧主动轴8，通过链轮链条将动力传送给左例辊压密实进料装置1，辊压密实进料装置1下排辊筒10、11、12转动而开始送料。右侧辊压密实进料装置1下排辊筒10、11、12停止转动，即停止送料。挤压头22在双出油缸活塞与活塞杆21的带动下向右运动，生物质秸秆同时受到切断和挤压，由于锥筒18限制了生物质秸秆顺利前进，使得挤压头22对生物质秸秆更有效的挤压，因此生物质秸秆在锥筒18和挤压筒体14里更密实。在温度和压力的作用下，生物质秸秆发生了物理和化学变化，表面粘连达到炭化或半炭化，在定型筒20内成型并被挤出。当双出油缸活塞与活塞杆21向右运动到行程结束时，行程开关将信号送到电控系统的控制箱，控制箱将信号送到电控阀，电控阀切换，液压油改变流向，液压油通过液压系统管路进入双出油缸右活塞腔，双出油缸的活塞与活塞杆21开始向左运动，新的行程开始。如此循环进行，生物质秸秆经过加工成型后的产品被不断的从两边的定型筒20中挤出。
权利要求
1.一种生物质秸秆成型机，主要由送料装置、成型装置、挤压头、双出油缸、液压系统和电控系统组成，其特征在于两套对生物质秸秆起挤压与碾压、结构破坏与体积密实作用和送进作用的由进出料辊筒(10、12)与挤压辊筒(11)组成的辊压密实进料装置(1)固装在基架上，辊压密实进料装置(1)的出料口与也固装在基架上的成型装置中挤压筒体(14)的入料口(13)对接；两套固装有切断刀(23)与密度调整头(24)的挤压头(22)固装在双出油缸两个活塞杆(21)的端部；两套对生物质秸秆起加热作用的远红外线加热器固装在两套成型装置中锥筒(18)的外表面上。
2.按照权利要求1所述的一种生物质秸秆成型机，其特征在于所述的辊压密实进料装置(1)是采用上下两排辊筒(10、11、12)可转动的安装在机架上，靠近进料口的是进料辊筒(10)，接下来是挤压辊筒(11)，靠近出料口是出料辊筒(12)；在进料辊筒(10)和出料辊筒(12)的表面上沿轴向加工有槽，在挤压辊筒(11)的表面上沿圆周方向加工有环形槽；其出料口大小固定，进料口大小可以调整；在下排辊筒(10、11、12)的轴端安装有链轮，链轮之间由链条连接，电动机与减速器(6)和出料辊筒(12)轴端的链轮是链条连接。
3.按照权利要求1或2所述的一种生物质秸秆成型机，其特征在于所述的辊压密实进料装置(1)也可采用上下两排辊筒(10、11、12)同时和电动机与减速器(6)链条连接的双驱动形式。
4.按照权利要求1所述的一种生物质秸秆成型机，其特征在于所述的挤压头(22)是一个方形盘状构件，其上固定能封闭成型装置中挤压筒体(14)的入料口(13)的片状切断刀(23)；挤压头(22)上还安装可更换的密度调整头(24)，密度调整头(24)大小与形状皆可根据生产需要更换调整；挤压头(22)的形状可根据成型装置中挤压筒体(14)和锥筒(18)的形状改变，即可是方形盘状构件，也可是圆形盘状构件。
5.按照权利要求1所述的一种生物质秸秆成型机，其特征在于所述的远红外线加热器是由保温层(15)、反射板(16)和远红外线加热带(17)组成。
全文摘要
本发明公开了不需要粉碎、烘干两工艺过程的一种生物质秸秆成型机。其技术方案是在现有双出油缸、成型装置、液压系统和电控系统的基础上，将两套对生物质秸秆起挤压与碾压、结构破坏与体积密实作用的由辊筒(10、11、12)组成的辊压密实进料装置(1)固装在基架上，其出料口与也固装在基架上的成型装置中挤压筒体(14)的入料口(13)对接；将两套固装有切断刀(23)与密度调整头(24)的挤压头(22)固装在双出油缸两个活塞杆(21)端部；将两套对生物质秸秆起加热作用的远红外线加热器固装在两个锥筒(18)的外表面上。其有益效果是工艺过程简单；设备由原来的多台套简化为一台机组，节约了资金；对秸秆含水率要求变宽。
文档编号B28B3/14GK1915631SQ20061001715
公开日2007年2月21日 申请日期2006年9月4日 优先权日2006年9月4日
发明者高印寒, 刘国文 申请人:吉林大学