一种牵引式智能生物质燃料成型机的制作方法

本发明涉及生物质燃料成型机，尤其涉及一种牵引式智能生物质燃料成型机。

背景技术：

在农业生产中，农作物秸秆每年周期性大量产生，而秸秆的回收利用一直是农业生产中的重要研究课题，而随着时代发展，农业逐渐趋向于机械化和自动化，但是在秸秆的回收利用方式上，还是主要倾向于回收作为动物饲料、秸秆还田等传统方式。

近些年随着环保力度的逐渐加大，燃煤锅炉逐渐被取缔，因此需要其他燃料作为替换，而生物质燃料以其低廉的成本、较高的热值、较低的污染物排放受到了越来越广泛的认可。

目前常用的生物质燃料成型机大都为固定式，牵引式生物质燃料成型机处于起步阶段。牵引式生物质燃料成型机的结构及其关键部件可参见中国专利文献cn107376784a、cn105034432b、cn104303719b、cn107471714a、cn202498774u。

现有生物质燃料成型机有以下缺点：

第一，现有生物质燃料一体机只考虑将设备一体化组合，对设备进行简化，导致秸秆粉碎不彻底生物质燃料成型较为松散；第二，生物质燃料一体机采用筛网孔除尘器，只能达到秸秆和灰尘分离，无法达到除尘效果，污染环境；第三，生物质燃料一体机工作中无法实时掌握设备运转情况，导致故障发生频率高。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种牵引式智能生物质燃料成型机，解决目前市场上的生物质燃料成型机燃料成型较为松散的问题。

为此，本发明提供了一种牵引式智能生物质燃料成型机，包括车体、传动装置、破碎装置、粉碎装置、螺旋输送装置、风力输送机、秸秆分离装置、燃料成型机组、旋风分离器、以及燃料存储箱，所述破碎装置、粉碎装置、螺旋输送装置共用同一壳体，其中，所述破碎装置用于拾取田地秸秆并且破碎，所述粉碎装置用于将破碎后的秸秆进行粉碎，所述螺旋输送装置用于将粉碎后的物料沿轴向聚拢至所述风力输送机，所述分离输送机用于将物料输送至秸秆分离装置；所述秸秆分离装置与风力输送管道连接，用于从粉碎后的物料中分离出长秸秆、小秸秆和灰尘，其中，分离出的长秸秆通过秸秆通道落至地面，分离出的小秸秆通过粉末通道进入所述燃料成型机组，分离出的灰尘经过滤网初次过滤后进入所述旋风分离器中，进行二次降尘和过滤。

进一步地，上述秸秆分离装置包括弧形壳体、转轴、与转轴连接的液压马达、在转轴上分布四排梳齿，其中，转轴的旋转方向与物料进入方向相反，所述弧形壳体的顶部一侧为进料口、相对一侧为出风口，所述过滤网设置在所述出风口中，所述秸秆通道和粉末通道设置在所述弧形壳体的底部。

进一步地，上述传动装置由动力输入轴、主传动齿轮箱、传动轴、直角减速机依次连接组成，其中，所述主传动齿轮箱固定在车体的机架上，分别与所述螺旋输送装置、粉碎装置传动连接，所述直角减速机固定在燃料成型机组的底部，与所述燃料成型机组传动连接。

进一步地，上述牵引式智能生物质燃料成型机还包括在所述动力输入轴、传动轴上安装的扭矩传感器，用于检测传动轴转矩；在所述车体的行走轮上安装的转速传感器，用于监控行走速度；在所述螺旋输送装置上安装的压力传感器，用于检测秸秆喂料量；在所述燃料存储箱底部安装的压力传感器，用于计量生物质燃料重量。

进一步地，上述与各传感器电连接的数据采集处理系统、用于显示各传感器采集数据的led显示屏、以及与云服务器通信连接的数据传输单元。

进一步地，上述燃料成型机组用于将秸秆粉末连续挤压成型为棒状燃料。

与秸秆一步式粉碎相比，本发明采用破碎和粉碎相结合的方式，在壳体中形成较细的连续粉末(颗粒)料流，并且在生物质燃料成型之前采用秸秆分离装置将造成挤压燃料棒松散的长秸秆和灰尘分离出去，克服了导致挤压燃料棒成型松散的问题，得到的挤压燃料棒明显致密连续。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明的牵引式智能生物质燃料成型机的结构示意图；

图2是根据本发明的牵引式智能生物质燃料成型机的粉碎捡拾部分的结构示意图；

图3示出了图2所示的粉碎捡拾部分的沿剖面线a-a的结构示意图；

图4是根据本发明的牵引式智能生物质燃料成型机的秸秆分离装置的示意图；

图5是根据本发明的牵引式智能生物质燃料成型机的梳齿的原理示意图；以及

图6是根据本发明的牵引式智能生物质燃料成型机的智能控制监测原理图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

经过研究我们发现，造成挤压燃料棒成型松散的要素有：颗粒细度、长秸秆、粉尘、湿度等，针对不同的秸秆，通过调换燃料成型机的挤出模具，可适应多种秸秆的挤压成型。

与固定式生物质燃料成型生产线不同，牵引式生物质燃料成型机由拖拉机动力输出轴提供动力，秸秆粉碎无法达到预期的颗粒大小的均匀度，现有的牵引式生物质燃料成型机针对秸秆采用捡拾粉碎一步式处理，颗粒均匀度更差，存在长秸秆。

本发明通过破碎和粉碎相结合的方式提高颗粒细度和颗粒大小的均匀度，对于长秸秆采用梳理的方式由秸秆分离装置进行分离，秸秆分离装置的引进使得整机的设备布局、传动结构产生了巨大变化，为适应牵引式作业，本发明重新设计了牵引式生物质燃料成型机。

本发明还针对目前市场上的生物质燃料成型机生产成本高、智能化程度低、人工劳动强度大、污染环境、故障率高等共性问题进行设计，从而获得效率高、成本低、污染少、品质好的生物质燃料。

图1至图6示出了根据本发明的一些实施例。

结合参照图1至图6，在一实施例中，本发明的牵引式智能生物质燃料成型机包括车体2、传动装置3、破碎装置4、粉碎装置5、螺旋输送装置6、风力输送机7、秸秆分离装置8、燃料成型机组9、旋风除尘器10、燃料存储箱11、以及智能控制系统12。

所述车体2具有一个机架2-1，机架2-1前方有牵引架2-2与拖拉机1连接，前方两侧有仿行轮2-3，后方两侧有行走轮2-4。

所述机架上方的传动装置3由动力输入轴3-1、主传动齿轮箱3-2、传动轴3-3、直角减速机3-4依次连接组成。其中，动力输入轴3-1前方与拖拉机1连接，主传动齿轮箱3-2固定在机架2-1上，直角减速机3-4固定在燃料成型机组9底部。

燃料成型机组9安装在机架2-1上，上方为秸秆分离装置8，后方为燃料存储箱11。

燃料成型机组挤压成型的燃料呈棒状，根据模具设计的不同，有多种截面形式，例如呈圆形或矩形等，这里的燃料不局限于锅炉燃烧用，还可以用作饲料等用途。

仿形轮2-3后方通过动力连接依次为破碎装置4、粉碎装置5、螺旋输送装置6、风力输送机7，均固定在机架2-1上。

风力输送机7通过输送管7-3与秸秆分离装置8连接，秸秆分离装置8连接后方为旋风除尘器10，旋风除尘器10固定在机架2-1上。

结合参照图2和图3，所述主传动齿轮箱3-2两侧分别有左输出轴3-5和右输出轴3-6及第一带轮3-7和第二带轮3-8。

所述右输出轴3-6端部的第二带轮3-8通过v带与粉碎装置5右侧的第三带轮5-1连接，粉碎装置5左侧的第一链轮5-2通过链条与破碎装置4左侧的第二链轮4-1连接，这样主传动齿轮箱3-2右侧输出的动力依次带动粉碎装置5、破碎装置4运转。

另一面，所述左输出轴3-5端部的第一带轮3-7通过v带与螺旋输送装置6左侧的第四带轮6-1连接，风力输送机7的叶轮7-1固定在螺旋输送装置6右轴端，叶轮7-1与螺旋输送装置6同步旋转，这样主传动齿轮箱3-2左侧输出的动力依次带动螺旋输送装置6、风力输送机7。

所述秸秆分离装置8有一个弧形壳体8-1，中间有一个转轴8-2，转轴8-2与固定在壳体8-1上的液压马达8-3连接，转轴8-2上分布四排梳齿8-4，梳齿间距可调，液压马达与拖拉机1液压缸连接，可以带动梳齿8-5旋转，旋转方向与物料进入方向相反。

风力输送机7出口7-2通过管道7-3与秸秆分离装置8的进料口8-5连接，物料从进料口8-5进入到壳体8-1内，进过旋转的梳齿8-4梳理后，可以将粉末秸秆和少量长秸秆分离，粉末秸秆在风力带动下进入粉末通道8-6，长秸秆在梳齿8-4的带动下进入秸秆通道8-7。

所述粉末通道8-6下方与燃料成型机组9相连，进行生物质燃料成型加工，秸秆通道8-7将少量长秸秆排到地面，与地面上未收获的秸秆后续一起捡拾加工。

所述壳体8-1内的粉尘在风力作用下经过过滤网8-8进入出风口8-9、排进旋风除尘器10；过滤网8-8对壳体8-1内的秸秆进行初步过滤，粉尘进入旋风除尘器10进行二次降尘和过滤，可以通过滤袋等进行净化，避免粉尘排进空气中。

本生物质燃料成型机的整个作业过程如下：

拖拉机通过传动轴带动减速齿轮箱运转，齿轮箱通过多轴输出，链条、带轮组合传动，带动破碎4、粉碎5等机构运转，将秸秆破碎、粉碎、捡拾后，由螺旋输送装置6聚集到一起通过风机7输送到秸秆分离装置8，灰尘通过除尘器10净化，然后秸秆分离装置8大秸秆落到地面，小秸秆进入到燃料成型机组9，颗粒燃料成型后进入到料箱11里面。

在一优选实施例中，结合参照图6，所述动力输入轴3-1、传动轴3-3上安装有扭矩传感器，用于检测传动轴转矩；行走轮2-4上安装有转速传感器，用于监控行走速度；螺旋输送装置6安装有压力传感器，用于检测秸秆喂料量；燃料存储箱11底部安装有压力传感器，用于计量生物质燃料重量。

在机架2-1内部安装有gps定位模块，可以对设备进行实时定位，监控设备的运行或停止状态；所有传感器将检测的数据传输到数据采集处理系统，显示在拖拉机1上面的led显示屏，拖拉机手可以实时掌握传动轴扭矩、轮毂转速、秸秆喂料量、设备前进速度、单位时间及当日的工作报表，以便更好的调整速度预防堵塞现象，将故障的发生提前排除，设备出现故障也能在led显示屏上报警提示。

数据采集处理系统也可以通过数据传输单元，将采集的信息上传至云服务器，以物联网、大数据信息技术为依托，采用无线通讯系统、gps全球卫星定位系统和gis电子地图系统高度智能化的监管调度管理和综合信息服务平台。

设备管理者及生产厂家可以通过pc端和手机app访问云服务器，了解设备的运转状况，进行合理的售后服务；信息包括：传动轴扭矩、轮毂转速、秸秆喂料量、设备前进速度、单位时间及当日的工作报表，以及设备的实时位置、启停状态、作业面积、当日里程、当日时长、运行轨迹等等。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。