制棒机及制棒机系统的制作方法

本实用新型涉及炭粉成型技术领域，尤其是涉及一种制棒机及制棒机系统。

背景技术：

兰炭是我国榆林、神木、府谷、哈密等地区的原煤，经中低温干馏得到的主产品，由于兰炭具有高固定碳、低灰、低硫等特点，被列为洁净煤。

随着环保要求的日益提高，煤炭清洁高效利用越来越受到重视。同时随着国内环保部门对环境整治力度的不断提高，将全面禁止树木乱砍乱伐，传统木炭业将完全退出市场。兰炭作为洁净煤开始逐步在全国范围内推广，兰炭在能源消费市场上的地位也越来越高。

一般的成品兰炭多为粉状，由于其比表面积大、无粘结性，所以烧烤炭不易成型、不易点火、容易散，从而其很难在产业化中生产应用。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种制棒机，以解决现有技术中存在的兰炭的烧烤炭不易成型、不易点火、容易散从而导致其很难在产业化中生产应用的技术问题。

本实用新型的目的还在于提供一种制棒机系统，以解决现有技术中存在的兰炭的烧烤炭不易成型、不易点火、容易散从而导致其很难在产业化中生产应用的技术问题。

基于上述第一目的，本实用新型提供了一种制棒机，包括驱动机构、冲压机构和转盘机构；

所述驱动机构包括动力器，所述动力器的动力轴上设置有第一动力输出组件和第二动力输出组件；

所述冲压机构包括水平支撑杆、冲压组件和冲压出料组件，所述冲压组件和冲压出料组件分别设置在所述水平支撑杆的下方，所述第一动力输出组件驱动所述水平支撑杆、所述冲压组件和冲压出料组件同步上下反复运动；

所述转盘机构设置在所述冲压机构的下方，所述转盘机构包括盘体，所述盘体上设置有模筒，所述第二动力输出构件驱动所述转盘机构间歇旋转；

所述转盘机构处于旋转间歇空隙，所述冲压组件冲击到模筒内将物料挤压成棒体，所述冲压出料组件将冲压完成的棒体从模筒内冲出。

进一步地，所述第一动力输出组件包括齿轮和连杆机构，所述齿轮设置在所述动力轴上，所述连杆机构的动力输入杆与所述齿轮连接，所述连杆机构的动力输出杆与所述水平支撑杆连接。

进一步地，所述第二动力输出组件包括伞齿轮和不完全齿轮，所述伞齿轮与所述动力轴连接，所述伞齿轮通过驱动所述不完全齿轮带动所述转盘机构间歇旋转。

进一步地，还包括设置在所述转盘机构上方的入料机构，所述入料机构包括筒型壳体，所述不完全齿轮的齿轮轴伸入所述筒型壳体内，且所述不完全齿轮的齿轮轴上对应所述筒型壳体的部分设置有刮刀。

进一步地，还包括设置在所述转盘机构下方的出料机构，所述出料机构包括驱动轮以及输送带，所述驱动轮的主动轮由所述动力轴驱动。

进一步地，所述动力器包括电机、与所述电机的输出轴连接的双输出减速机，所述减速机的一个输出轴作为所述动力轴，所述减速机的另一个输出轴上安装有惯性轮。

进一步地，还包括底座；

所述底座上方固定有固定盘，所述固定盘上设置有固定轴，所述盘体包括间隔对齐设置的上转盘和下转盘，所述固定轴穿设在所述上转盘和所述下转盘的中心，且所述上转盘和所述下转盘绕所述固定轴间歇旋转，所述模筒设置在所述上转盘与所述下转盘之间；

所述底座的上方竖直设置有第一导向杆，所述第一导向杆穿过所述水平支撑杆且所述水平支撑杆能够沿所述第一导向杆滑动；

所述底座上对应所述棒体出料位设置有间隙，输送带的一端设置在所述底座的间隙内。

进一步地，所述盘体上沿其周向均布有4个模筒，各个模筒在所述转盘机构的旋转间歇空隙执行不同的作业，且沿所述转盘机构的旋转方向，每个模筒执行的作业是其相邻下一模筒的上一作业。

进一步地，所述冲压机构包括依次上下固定设置的重锤、固定座、第二导向杆、导向筒和冲头；

所述第二导向杆的外周壁上沿其长度方向套设有弹簧；

所述导向筒内设置有冲针座，所述冲针座的顶面与所述第二导向杆固定连接，所述冲针座的底面固定有冲针，所述冲针的下端穿设在所述冲头内，且，所述冲针座、第二导向杆以及所述冲针同步上下移动，所述导向筒与所述冲头同步上下移动。

基于上述第二目的，本实用新型还提供了一种制棒机系统，包括上述任一项所述的制棒机以及控制所述驱动机构的电气组件。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

本实用新型提供的制棒机包括驱动机构、冲压机构和转盘机构；所述驱动机构包括动力器，所述动力器的动力轴上设置有第一动力输出组件和第二动力输出组件；所述冲压机构包括水平支撑杆、冲压组件和冲压出料组件，所述冲压组件和冲压出料组件分别设置在所述水平支撑杆的下方，所述第一动力输出组件驱动所述水平支撑杆、所述冲压组件和冲压出料组件同步上下反复运动；所述转盘机构设置在所述冲压机构的下方，所述转盘机构包括盘体，所述盘体上设置有模筒，所述第二动力输出构件驱动所述转盘机构间歇旋转；所述转盘机构处于旋转间歇空隙，所述冲压组件冲击到模筒内将物料挤压成棒体，所述冲压出料组件将冲压完成的棒体从模筒内冲出。

本实用新型提供的制棒机，在转盘机构的一个旋转间歇时间内，第一动力输出组件驱动水平支撑杆带动所述冲压组件冲击到模筒内完成一次物料的挤压成型，挤压成型的棒体通过冲压出料组件冲击出料。本实用新型制棒机可以将粉末状的炭粉挤压成棒体型，成型后的棒体具有较高的成型强度，在烘干过程中不散不碎且透气好燃烧充分，解决了现有技术中存在的兰炭的烧烤炭不易成型、不易点火、容易散导致其很难应用在产业化生产过程的技术问题。

本实用新型提供的制棒机系统，包括如上述任一项所述的制棒机以及控制所述驱动机构的电气组件。

本实用新型提供的制棒机系统的电气组件用于控制驱动机构的动力器的动作，其可以实现动力器的紧急制动。本实用新型制棒机系统相比现有技术的有益效果与本实用新型提供的制棒机相同，在此不再详细赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例制棒机的主视图；

图2为本实用新型实施例制棒机的俯视图；

图3为本实用新型实施例制棒机的局部侧视图；

图4为本实用新型实施例制棒机的转盘机构的剖视图；

图5为本实用新型实施例制棒机的转盘机构的俯视图；

图6为本实用新型实施例制棒机的冲压机构的示意图。

图标：1-驱动机构；11-动力轴；12-电机；13-减速机；14-联轴器；2-第一动力输出组件；21-齿轮；22-连杆机构；3-冲压机构；31- 水平支撑杆；31a-第一导向杆；32-冲压组件；32a-重锤；32b-固定座； 32c-第二导向杆；32d-弹簧；32e-导向筒；32f-冲针；32g-冲头；33- 冲压出料组件；4-转盘机构；41-上转盘；42-下转盘；43-固定轴；44- 固定盘；45-模筒；5-第二动力输出组件；51-不完全齿轮；52-伞齿轮； 6-底座；7-出料机构；8-入料机构。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等，其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，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，如出现术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，如出现术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例一

参见图1至图6所示，本实施例提供了一种制棒机，包括底座6、驱动机构1、冲压机构3、转盘机构4、入料机构8和出料机构7。

所述驱动机构1包括电机12与所述电机12的输出轴连接的减速机13，所述减速机13的输出轴即为动力轴11，所述动力轴11上设置有第一动力输出组件2和第二动力输出组件5。

所述冲压机构3包括水平支撑杆31、冲压组件32和冲压出料组件33，所述冲压组件32和冲压出料组件33分别设置在所述水平支撑杆31的下方，所述第一动力输出组件2驱动所述水平支撑杆31、所述冲压组件32和冲压出料组件33同步上下反复运动。

所述转盘机构4包括盘体，所述盘体上设置有模筒45，所述第二动力输出构件驱动所述转盘机构4间歇旋转。所述转盘机构处于旋转间歇空隙时，所述冲压组件32冲击到模筒45内将物料挤压成棒体，所述冲压出料组件33将冲压完成的棒体从模筒45内冲出。

入料机构8设置在所述转盘机构4的上方，其可以是筒型壳体形状，其作用是向模筒45内填充粉末物料。

出料机构7设置在所述转盘机构4的下方，其可以是皮带轮配合输送带的形式，皮带轮的主动轮也可以由所述动力轴11驱动。所述皮带对应出料冲压组件32冲出的棒体的出料位设置，所述出料机构 7的作用是将成型的棒体运送到棒体机外。

底座6的作用是固定所述转盘机构4、入料机构8等，其采用整体焊接回火加工而成。

可以理解的是，水平支撑杆31可以反复上下运动以实现制棒机的连续作业，也即，模筒45的成型棒体被冲出后，模筒45内会重新装上新的粉末物料再通过冲压组件32冲压成型并通过冲压出料组件 33出料，以此反复进行。所述转盘机构4间歇旋转，一方面转盘机构4的旋转可以带动模筒45转换工作位，另一方面转盘机构4的旋转间歇时间可以为冲压组件32或者冲压出料组件33提供有效的动冲压动作时间。

本实施例提供的制棒机，在转盘机构4的一个旋转间歇时间内，第一动力输出组件2驱动水平支撑杆31带动所述冲压组件32冲击到模筒45内完成一次物料的挤压成型；在转盘机构4的下一个旋转间歇时间内，在水平支撑杆31的带动下，冲压出料组件33将模筒45 内挤压成型的棒体冲出，从而模筒45可以再次填装物料并进行下一次成型动作。本实施例制棒机可以将粉末状的炭粉挤压成棒体型，成型后的棒体具有较高的成型强度，在烘干过程中不散不碎且透气好、燃烧充分，解决了现有技术中存在的兰炭的烧烤炭不易成型、不易点火、容易散导致其在产业化生产过程中困难较大的技术问题。

作为本实用新型实施例制棒机的转盘机构4的一个具体实施例，如图4所示，所述盘体包括间隔对齐设置的上转盘41和下转盘42，所述模筒45设置在所述上转盘41与所述下转盘42之间。

本实施例转盘机构4的盘体的具体固定方式为，所述底座6的上方固定有固定盘44，所述固定盘44的中心竖直设置有固定轴43，所述固定轴43的两端在所述上转盘41和所述下转盘42的中心，且所述上转盘41和所述下转盘42绕所述固定轴43间歇旋转。也即，上转盘41、下转盘42以及固定盘44同轴设置且固定轴43设置在其共同的轴线上，固定轴43与固定盘44固定连接。固定轴43是上转盘 41和下转盘42的旋转轴，其也限制了上转盘41和下转盘42的径向和上下运动。

如图2和5所示，本实施例制棒机的所述盘体上沿其周向均布有 4个模筒45，各个模筒45在所述转盘机构4旋转间歇空隙执行不同的作业，且沿所述转盘机构4的旋转方向，每个模筒45执行的作业是其相邻下一模筒45的上一作业。

制棒机的物料作业通常需要4个工位完成，具体4个工位的动作分别是填料、混匀、冲压成型以及冲压出料，本实施例的转盘机构4 的盘体上的4个模筒45的每个模筒在盘体转动过程中均依次完成四个工作。但是在转盘机构4的一个旋转间歇时间内，4个模筒45执行的作业各不相同，且每个模筒45执行的作业是其相邻下一模筒45 的上一作业，如此，在转盘机构4旋转时，各个模筒45的作业也是依次流水线完成。也即，填料、混匀、冲压成型以及冲压出料的作业位置沿所述转盘机构4的旋转方向依次设置。

需要说明的是，入料机构8的筒型壳体在设置时只需要对应填料工位和混匀工位设置即可。

如图5所示，本实施例制棒机的每个模筒45内均设置有8个七棱成型模孔，且8个七棱成型模孔呈中心设置中心孔其余七个环绕中心孔辐射的形式。相应的本实施例制棒机获得的棒体也是横截面为正七边形的形状。

需要说明的而是，模筒45内的成型模孔的数量、孔型以及排列方式不拘于实施例和附图给出的形式，其可以根据需要进行合理选择。

可以理解的是，转盘机构4上设置4个模筒45可以将物料需要进行的四个动作同时进行，这样加快了生产速度并合理利用了设备空间。

如图1所示，作为本实用新型制棒机的水平支撑杆31的导向机构，所述底座6的上方竖直设置有多根第一导向杆31a，所述第一导向杆31a穿过所述水平支撑杆31且所述水平支撑杆31能够沿所述第一导向杆31a滑动。

可以理解的是，第一导向杆31a为所述水平支撑杆31的运动起导向作用，其限制了所述水平支撑杆31的横向移动，促使水平支撑杆31仅能在第一动力输出组件2的作用下沿第一导向杆31a做上下移动。

作为一种出料机构7的具体设置方式，所述底座6上对应所述棒体出料位设置有间隙，输送带的一端设置在所述底座6的间隙内。

可以理解的是的，底座6上设计为能够容纳输送带一端的结构，一方面模筒45里面的棒体通过冲压出料组件33出料后可以直接落到输送带上，另一方面也使得工件间的布置相对紧凑。

作为本实用新型制棒机的第一动力输出组件2的一种优选形式，如图1和3所示，所述第一动力输出组件2包括齿轮21和连杆机构 22，所述齿轮21通过联轴器14与所述动力轴11驱动连接，所述连杆机构22的动力输入杆与所述齿轮21连接，所述连杆机构22的动力输出杆与所述水平支撑杆31连接。

作为一种优选方式，所述齿轮21和连杆机构22在所述水平支撑杆31的两端分别设置一组，也即在水平支撑杆31的两端分别连接一连杆机构22，且连杆机构22与齿轮21一一对应设置；同时两连杆机构的输出杆可以是平行于水平支撑杆的同一根，也即同一输出杆的两端分别连接一连杆驱动构件。

可以理解的是，采用齿轮21连接连杆机构22的方式可以将动力轴11的转动转换成水平支撑杆31的上下反复运动，且采用两边在水平支撑杆31两端分别设置连杆机构22的形式，这样连杆机构22可以从两端对水平支撑杆31进行支撑和驱动，稳定性强。

同时，为了避免连杆机构22的运动死点，所述电机12连接的减速器可以是双输出减速机13，所述减速机13的一个输出轴作为动力轴11，所述减速机13的另一个输出轴上安装惯性轮。

可以理解的是，惯性轮增大了减速机13输出轴的惯性，从而可以对动力轴11的运动起一定的作用，有效避免动力轴11带动的连杆机构22在运动到极限位置时出现死点的情况。

本实施例制棒机的第二动力输出组件5具体包括伞齿轮52和不完全齿轮51，所述伞齿轮52同轴固定在所述动力轴11上，所述伞齿轮52通过驱动所述不完全齿轮51带动所述转盘机构4间歇旋转。

其中，所述伞齿轮52和不完全齿轮51可以是两组，也即，转盘机构4的旋转由两组同步运动的伞齿轮52和不完全齿轮51的组合来进行驱动。

可以理解的是，动力轴11带动伞齿轮52转动，伞齿轮52驱动不完全齿轮51转动，不完全齿轮51间歇性的与转盘机构4的盘体接触从而实现间歇性的驱动转盘机构4旋转。

优选的，上述的不完全齿轮51的齿轮轴伸入到入料机构8的筒型壳体内，且所述不完全齿轮51的齿轮轴上对应所述筒型壳体的部分设置有刮刀。

可以理解的是，不完全齿轮51既可以作为转盘机构4间歇旋转的驱动机构，同时不完全齿轮51的齿轮轴上的刮刀在随着齿轮轴转动时，其作为入料机构8的刮料构件，实现入料机构8的均匀给料。

本实施例制棒机的冲压机构3如图6所示，其包括依次上下固定设置的重锤32a、固定座32b、第二导向杆32c、导向筒32e和冲头 32g。其中，所述第二导向杆32c的外周壁上沿其长度方向套设有弹簧32d；所述导向筒32e内设置有冲针座，所述导向筒的上、下两端分别设置有限制所述冲针座运动范围的限位凸起，所述冲针座的顶面与所述第二导向杆32c固定连接，所述冲针座的底面固定有冲针32f，且所述冲针的下端穿设在所述冲头32g内；所述冲针座、第二导向杆 32c、冲针32f相对于所述导向筒32e同步运动，所述第二导向杆32c 深入导向筒32e内，所述冲针32f的下端穿过所述冲头32g的底端向下运动，且所述第二导向杆32c深入导向筒32e越大，冲针32f下端裸露的部分越长。

可以理解的是，冲头32g的结构应当与模筒45的成型模孔的个数、孔径以及排列形式适配，也即，如上述所述的模筒45内有8个成型模孔的结构，相应的冲头32g也应当是相同布置方式的8个柱型结构，且每个冲头32g内均贯通有冲针32f。

本实施例冲压机构3的具体工作过程为，水平支撑杆31带动冲压机构3向下运动，冲头32g插入成型模孔内后冲头32g以及导向筒 32e的运动速度降低，重锤32a、第二导向杆32c、冲针32f以大于冲头32g的运动速度继续下降，冲针32f被挤压到冲头32g下端的下方，此时冲针32f插入冲头32g下方的挤压物料内，与此同时，第二导向杆32c的下端深入到导向筒32e内，相应的底座6与导向筒32e间的间距缩小，弹簧32d被压缩并对导向筒32e产生向下的反作用力，冲连接在导向筒32e上的冲头32g在弹簧32d反作用力的作用下对模筒 45内的物料进行冲压成型。冲压成型完成后，水平支撑杆31带动冲压机构3向上运动，重锤32a、第二导向杆32c、冲针32f同步向上运动，冲针32f从物料内拔出，且第二导向杆32c的下端沿导向筒32e 向上运动，弹簧32d由压缩状态到自由状态，导向筒32e和冲头32g 与模筒45内的物料分离并由于导向筒32e与冲针座的限位结构的带动作用向上运动。水平支撑杆31运动到连杆机构22输出的最高距离后在连杆机构22的带动下继续下一个向下运动的动作。

冲压出料组件33仅包括固定杆和冲头，其是冲头的形状与冲压组件32的冲头32g的形状类似，但是冲压出料组件33的冲头的下端面为封闭或者整个冲头为实心结构。冲压出料组件33的冲头的长度不小于模筒45的轴向长度。水平支撑杆31运动到最低位时，冲压出料组件33的冲头正对待出料的模筒45的成型模孔进行冲压出料。

冲针32f的作用是在成型的棒体的中心形成通孔，这样制成的棒体其更易点燃、且燃烧更加充分。

本实施制棒机具有以下优点：

具有较高的成型强度，在烘干过程中不散不碎，成型合格率为 100％；

具有较高的冷强度，在包装、运输中保证完好率，完好率≥99％；

具有较高的热强度，在使用过程中翻动、叠压不散不碎，可回收二次利用；

密度高、透气性好、燃烧充分、燃烧时间长；

高热值、低灰低硫、无烟无味。

本实施例制棒机的生产效率较高，产生的利润也较高，举例：使用两台本实用新型制棒机可达产3万吨每年，按照当前的兰炭粉末价格约为700元每吨，折旧人工及消耗150元每吨，而成品棒体的价格在3000元左右，如此每吨毛利润为2150元，合计为六千万元每年，效益非常可观。

实施例二

本实施例提供一种制棒机系统，包括如实施例一所述的制棒机以及控制所述制棒机的驱动机构1的电气组件。

所述电气组件与制棒机的驱动机构1的电机12连接，其可以控制制棒机的电机的开启、关闭以及紧急制动。

本实施例制棒机系统的电气组件采用现有的电气控制组件即可，制棒机的结构在实施例一中已经详细描述，在此不再赘述。

本实施例制棒机系统与实施例一的制棒机具有相同的有益效果，在此也不再赘述。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，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实用新型各实施例技术方案的范围。