一种适用于粉粒物料压缩成型的制粒装置的制作方法

本发明涉及一种适用于粉粒物料压缩成型的制粒装置，属于粉粒物料压缩制粒技术领域。

背景技术：

当前粉粒物料压缩成型的机器多为环模式、圆盘式，这类制粒设备结构和原理较为成熟，有较高的产业适应性，通常用于大批量粉粒物料的制粒生产。但其主要适用于粒径较大，且工作位置相对固定的制粒工作，在进行大批量物料加工生产时此类制粒设备能量损耗较为严重，工作区域空间占比较大，对环境的适应性较差，如有的环模机需要建立在相对固定的水泥基底上工作，无法实现移动制粒。

技术实现要素：

针对上述存在的技术问题，本发明的目的在于提供一种适用于粉粒物料压缩成型的制粒装置。它能实现移动制粒，提高生产率，节约生产能耗，改善粉粒物料压缩成型的效果。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明一种适用于粉粒物料压缩成型的制粒装置，包括一对相互啮合的转速相同的挤压成型辊，所述挤压成型辊为中空结构，其上间隔设置凹弧压缩部和凸弧成型部构成，其中一个所述挤压成型辊的凹弧压缩部与另一个所述挤压成型辊的凸弧成型部对应啮合，沿圆周形成多个压缩成型工作区域,在每个工作区域内的凹弧压缩部开有颗粒成型孔，压缩成型的颗粒经颗粒成型孔进入挤压成型辊的中空内腔排出。

优选地，所述凹弧压缩部是沿其圆筒外周均匀间隔设置多个啮合部，相邻啮合部间为压缩劣弧段，所述啮合部的齿顶在啮合时成为刮料端，用于刮除与其啮合的凸弧成型部的啮合齿根部淤积的物料。

优选地，所述啮合部由齿顶和啮合弧段连接构成，所述齿顶为平齿顶，相邻啮合弧段端部和齿顶端部之间为压缩劣弧段，工作时，一个挤压成型辊的啮合弧段与另一个挤压成型辊的啮合齿相啮合，与所述啮合弧段连接的平齿顶与所述啮合齿一侧相接触刮料。

优选地，所述凹弧压缩部的齿顶圆与凸弧成型部啮合齿齿顶处齿廓相互啮合，形成啮合弧段，所述啮合弧段为弧形曲线，是两挤压成型辊啮合时，啮合齿的齿顶轮廓在凹弧压缩部齿顶处形成的弧形轨迹。

优选地，所述凸弧成型部是沿其圆筒外周均匀间隔设置多个啮合齿，相邻啮合齿间为承压劣弧段，在承压劣弧段上开有颗粒成型孔。

优选地，所述凸弧成型部上开有的颗粒成型孔中心线与凸弧成型部的承压劣弧段的中心线不重合。

优选地，所述挤压成型辊上相邻的凹弧压缩部的压缩劣弧段与凸弧成型部的承压劣弧段的圆弧中心线具有夹角α，所述夹角α范围为6^°≤α≤20^°，以保证两挤压成型辊挤压时形成相对密封的压缩小室。

优选地，对辊安装时，一个挤压成型辊凹弧压缩部的压缩劣弧段与另一个挤压成型辊凸弧成型部的承压劣弧段中心线不重合。

优选地，挤压成型时，两挤压成型辊的啮合段的两啮合齿间的压缩劣弧段与另一挤压成型辊相邻近的两压缩劣弧段在同一纵切面上的投影线相离，保证凸弧成型部啮合段的两啮合齿与压缩劣弧段间形成相对密封的压缩小室区域。

优选地，所述挤压成型辊的凹弧压缩部的基圆半径大于与凸弧成型部的基圆半径，且凹弧压缩部的基圆半径与凸弧成型部的基圆半径的差大于等于4.5倍的凹弧压缩部压缩劣弧段的最大深度。

优选地，所述挤压成型辊一端安装有齿圈，齿圈内径与挤压成型辊内径相等；其中一个齿圈连接动力传动机构传递动力。

本发明的有益效果为：

1.本发明利用对辊挤压原理，采用各工作部交错排布的方式，有益于提高粉粒物料成型效率。通过设定邻部错位角，改变粉粒物料压缩成型的效果，提高作业效率；通过改变安装时对辊间安装对位角，改变物料压缩成型工作区域的位置，改变压缩成型时密封小室的压强及有效工作区域；通过改变对辊中心距，能够满足两辊顺利啮合，改变粉粒物料成型时压缩小室的体积，进而改变物料成型的致密度，提高物料压缩的致密度以及成型压力。对辊动力采用齿圈传动，使得整体结构紧凑，工作时能耗较低。

2.本发明通过不同齿形的齿片交错排布，减少了无用功耗，增加了生产效率，同时也使得机构较为紧凑，减少了工作区域空间占比大的问题。

3.本发明的对辊设置邻部错位角是为了在啮合时使得相邻的啮合区域相对密封，使得在某一压缩时段内的实际压缩工作区域减为原来的一半，由于输入对辊的能量不变，工作区域减少一半，使得压缩区域具有更大的成型挤压力，保证粉粒物料成型所需的压力，改变粉粒物料压缩的成型效率，以改善物料成型的效果。通过调节安装时对辊中心线间的距离，改变物料压缩成型的相对位置；通过改变两辊凸弧成型部和凹弧压缩部排布组数，调节单位时间内制粒工作区域的总数量。

4.本发明具有结构紧凑、环境适应能力强、绿色环保、工作效率高的特点。由于本发明采用对辊挤压的形式，故可以将其搭载在拖拉机等移动动力机械上，其工作时不需要绝对固定的工作台，能够实现复杂工况下的移动制粒。

附图说明

图1为本发明的整体示意图。

图2为图1中挤压成型辊的结构示意图。

图3为图2中凸弧成型部示意图。

图4为图2中凹弧压缩部示意图。

图5为图2中端部齿圈示意图。

图6为挤压成型辊相邻的凸弧成型部和凹弧压缩部配合局部示意图。

图7为两挤压成型辊啮合传动时的局部示意图。

图8为两挤压成型辊啮合传动时两辊位置示意图。

图9为两挤压成型辊的基圆示意图。

图中：1.凸弧成型部，11.啮合齿,12.承压劣弧段，13.颗粒成型孔，2.凹弧压缩部，21.压缩劣弧段，211、212、213.压缩劣弧段，22.啮合部，221.齿顶，222.啮合弧段，3.齿圈，4.固定架，5.挤压成型辊，6.凹弧压缩部基圆，7.凸弧成型部基圆。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细描述。

实施例:如图1、图2所示，本发明一种适用于粉粒物料压缩成型的制粒装置，包括一对相互啮合的挤压成型辊5，所述挤压成型辊为中空结构，其上间隔设置凹弧压缩部2和凸弧成型部1构成，其中一个所述挤压成型辊的凹弧压缩部2与另一个所述挤压成型辊的凸弧成型部1对应啮合，沿圆周形成多个压缩成型工作区域,在每个工作区域内的凹弧压缩部2上开有颗粒成型孔13，压缩成型的颗粒经颗粒成型孔13进入挤压成型辊的中空内腔排出。

如图1所示，本发明的两挤压成型辊5安装于固定架4上，所述挤压成型辊一端安装有齿圈3，齿圈3内径与挤压成型辊内径相等；其中一个齿圈3连接动力传动机构传递动力，两挤压成型辊的齿圈3相互啮合。齿圈3的齿数及齿圈厚度由生产所需要的工况决定。所述一对相互啮合的挤压成型辊在工作时转速相同。

如图4所示，所述凹弧压缩部2是沿其外周均匀间隔设置多个啮合部22，相邻啮合部22间为压缩劣弧段21，所述啮合部22的齿顶221在啮合时成为刮料端，用于刮除与其啮合的凸弧成型部1的啮合齿根部淤积的物料。所述啮合部22由齿顶221和啮合弧段222连接构成，所述齿顶221为平齿顶，相邻的啮合弧段222端部和齿顶221端部之间为压缩劣弧段21，工作时，一个挤压成型辊的啮合弧段222与另一个挤压成型辊的啮合齿11相啮合，所述平齿顶221与所述啮合齿11一侧相接触刮料，即：挤压物料结束后凹弧压缩部2的齿顶221划过凸弧成型部1的啮合齿11，清刮残余物料。

如图3所示，所述凹弧压缩部2的齿顶圆与凸弧成型部1的啮合齿11齿顶处齿廓相互啮合，形成啮合弧段222，所述啮合弧段为弧形曲线，由凸弧成型部的啮合齿11决定，是两挤压成型辊啮合时，啮合齿11的齿顶轮廓在凹弧压缩部2的齿顶221处形成的弧形轨迹。

所述压缩劣弧段21是改变物料相对压缩区域，促使物料成型的施力弧段，其弧度的大小直接影响物料成型的效果，其大小通过特定物料的含水率，容积密度等特性确定。

如图3所示，所述凸弧成型部1是沿其外周均匀间隔设置多个啮合齿11，相邻啮合齿11间为承压劣弧段12，在承压劣弧段12上开有颗粒成型孔13。所述凸弧成型部1上开有的颗粒成型孔13中心线与凸弧成型部1的承压劣弧段12的中心线不重合(即：所述颗粒成型孔13偏于承压劣弧段12中心设置)，与相啮合的凹弧压缩部2上两相邻齿顶221相对端连线的中线相同，如图4所示，这样在压缩时，啮合部22弧段的压制力会于啮合部22弧段弧段中心所在的直线汇集，颗粒成型孔13设置在中线处有利于使压制力集中作用于通孔，利于压缩成型；由于凹弧压缩弧段中点的偏移，下方颗粒成型孔13中心需与啮合部22弧段中心对齐，所以在凸弧压缩部上看，颗粒成型孔13中心偏于承压劣弧段。本例中的尺寸偏移角度为2度，即γ＝2°如图3中γ所示。

所述承压劣弧段21上开有的颗粒成型孔13在承压劣弧段12的表面设置倒角，便于原料进入颗粒成型孔13，用于粉粒物料的成型，孔径可以跟据实际生产需要自行设置；在两对辊啮合工作时，其中啮合齿11用于与另一挤压成型辊的啮合弧段222相接触，形成相对密封的压缩小室区域；所述承压劣弧段21用于封闭压缩小室区域底部；所述凹弧压缩部2的啮合弧段222用于封闭压缩小室区域的端部，提供粉粒物料压缩所需的压强。

如图6所示，所述挤压成型辊上相邻的凹弧压缩部2的压缩劣弧段21与凸弧成型部1的承压劣弧段12的圆弧中心线具有夹角α，所述夹角α范围为6^°≤α≤20^°，以保证两挤压成型辊挤压时形成相对密封的压缩小室区域。

如图7所示，两个挤压成型辊安装时，一个挤压成型辊凹弧压缩部2的压缩劣弧段21与另一个挤压成型辊凸弧成型部1的承压劣弧段12中心线不重合，形成θ，保证两辊顺利实现啮合。

如图9所示，挤压成型时，挤压成型时，两挤压成型辊的啮合段的两啮合齿11间的压缩劣弧段211与另一挤压成型辊相邻近的两压缩劣弧段212、213在同一纵切面上的投影线相离，保证凸弧成型部啮合段的两啮合齿11与压缩劣弧段211间形成相对密封的压缩小室区域。

如图8所示，所述挤压成型辊的凹弧压缩部2的基圆半径大于与凸弧成型部1的基圆半径，且凹弧压缩部2的基圆半径与凸弧成型部1的基圆半径的差大于等于4.5倍的凹弧压缩部压缩劣弧段21的最大深度。以使对辊顺利实现啮合，完成压缩功能。

根据实际制粒情况，通过调节两对辊中心的距离以及对辊中心线间的距离确定对辊的相对位置以及挤压时工作区域的位置，以得到致密紧实的圆柱状颗粒。