专利名称：生物质秸秆即时联合收集成型机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种生物质成型机械，尤其是一种生物质秸秆即时联合收集成型机。
背景技术：
我们知道，目前，全球不可再生能源不断减少，尤其是近几年来，随着经济的发展和人 口的增加，不可再生能源紧缺现象越来越严重。这种现象在我国尤为突出。从能源总量来看， 我国是世界第二大能源生产国和第二能源消费国。至今我国的主要能源仍然是煤炭。尽管我 国煤炭总量丰富，但是人均占有率低，而且煤的开釆和直接燃烧会引起严重的生态和环境污 染问题，据有关资料显示，70%—80%以上的S02、 N0x、汞、颗粒物、C02等都是由于煤炭直接 燃烧所引起的。另一方面，我国石油短缺。我国2005年进口原油及其成品油约1.3亿吨，估 计2010年将进口石油2.5亿吨，对外依存度将超过50%。我国现状要求我们必须寻找新的可 替代的可再生能源。而生物质能源正好符合此要求。
目前，我国尤其是农村对能源的需求量越来越大，而我国人口众多分布广泛不利于集中 供能，这就要求我们必须采取适应我国现状的能源供应方式。我国农村生物质资源丰富，相 关数据表明，现在每年农村中的秸秆量为6.5亿吨，到2010年将达到7. 26亿吨，相当于5 亿吨标准煤(《生物质能现代化理用技术》2005年第一版，吴创之，马隆龙等主编)。但我国 农业生产方式主要是以家庭为单位的分散作业生产，再加上秸秆是密度低的松散物，这就使 得农作物秸秆分布零散不易收集，而且储存难、运输难、防火难。再针对近几年来煤炭，天 然气的广泛使用，使得农民不再利用秸秆而采取田间地头直接燃烧的方式。这一方面浪费了 资源，更重要的是对环境大气造成了严重的污染。生物质秸秆还有燃烧值低的缺点。对此我 们应该采取分布式利用，发展各种生物质就地加工、就地使用的新工艺、新方法。生物质固 化即时成型能够很好的解决上述问题。
目前，国内外有关生物质固化成型的技术设备已经基本成熟，但都是厂房固定式的生产 方式。面临的最大难题是生物质秸秆的收集、贮存、晾晒场地、防火消防与管理等问题。而 且设备普遍具有规模大、投入和运行成本高、耗能高、不易维护和使用寿命短等问题。因此， 目前厂房固定式生物质固化成型的成本普遍很高。针对我国的实际情况，很难使厂房式生产 方式得到普遍推广。
根据生物质成型机理的不同可将生物质的成型机分为螺旋挤出成型机、碾压成型机和挤 压成型机。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。
发明内容
本发明为克服上述现有技术的不足，提供一种规模小、能耗低、操作简单、效率高、维200710114675.9
说明书第2/4页
护方便、寿命长、原料适应范围广、集秸秆收割、收集、粉碎、成型于一体的生物质秸秆即 时成型机。
本发明的目的是采用下述技术方案实现的 一种生物质秸秆即时联合收集成型机，包括 拖拉机，拖拉机的前部安装有收集装置和秸秆粉碎装置，秸秆粉碎装置通过风力传送装置I 与位于拖拉机后部上方的除尘装置连接，除尘装置通过风力传送装置II与位于拖拉机后部下 方秸秆成型机构连接，秸秆成型机构的动力输入装置通过减速装置与拖拉机的动力装置连接， 秸秆成型机构的输出装置通过成型棒料传送装置与成型棒料收集器连接。
所述的收集装置通过固定杆设置于秸秆粉碎装置的前端，其包括设于固定杆上的多个分 垄器和收割器，收割器位于多个分垄器下部的间隔间，收割器的割刀呈曲线形，收割器通过 蜗杆与拖拉机的动力装置连接。
所述的秸秆粉碎装置包括收集器、链轮机构和粉碎切刀，收集器固定于拖拉机前端，粉 碎切刀位于收集器内，粉碎切刀与链轮机构同轴，链轮机构与拖拉机动力装置连接。
所述的秸秆成型机构包括环模、主轴、支撑架和压辊，主轴与支撑架连接，支撑架上设 置有压辊，支撑架和压辊位于环模内，环模上设有模孔。
所述的模孔上沿压辊转动方向与压辊先接触的一边设有一个大小为5 20度的倒角。
本发明采用的是环模挤压成型技术，集秸秆收割、收集、粉碎、成型于一体，依靠机动 车提供动力，它的工作对象主要是收获玉米之后仍然直立在田间的玉米秸秆等。实现秸秆的 田间即时压缩成型。从而减小了运输贮存的空间并大大降低了因此而产生费用。本发明可广 泛应用于玉米秸秆、高粱等农作物的即时成型，将收割齿倾角和切碎齿齿距进行改动后即可 用于杂草、小麦秸秆等农、林废弃物的即时成型。
本发明的技术特点如下
1) 即时成型，极大地降低了收集成本；
2) 收集、切碎、成型设备一体化，设备结构紧凑、能耗低；
3) 由拖拉机提供动力，降低了设备成本；实现了移动式作业；
4) 收割机构宽度可调节，适合进行不同垄宽的收集作业；
5) 成型后的生物质棒料，燃烧性能得到极大提高；
6) .操作简便，使用安全可靠。
本发明与传统厂房式成型技术相比具有如下优点
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大为简化；即时联合收集成型；
2、 本发明采用的是集粉碎送料压縮于一体的设备，与原有传统分散设备:运输车辆、晾 晒场地、烘干机、粉碎机、压缩成型机、存储仓库等相比大大简化。
3、 该设备具有规模小、能耗低、操作简单、效率高等优点。该设备的动力来源是收割农 作物的联合收割机，对动力的要求为50马力左右，因此能耗低。该设备工作效率为lt/h，因此工作效率高。该设备是一体化设备，可根据设备自带的临时压块存储箱的大小，每隔一定 时间到地头自动卸下成型棒料，因此操作简单。
4、 与现有的成型设备方法相比，该设备的最大优点能够实现移动即时成型。它适应小型 零散化作业，这使的它的使用范围广泛，市场应用性更强。因而该设备适宜进行商业化运作。
5、 与传统厂房式生产设备相比，该设备省去了运输车辆、烘干设备、晾晒存储空间等，
这就大大降低了成本和维护的费用。
6、 该设备对原料的适应性强。能适应粉碎秸秆的宽湿度范围，并且能适应生物质杂质(如 泥土，沙粒等)的宽含量范围要求。
图l是本发明结构示意图； -图2是本发明的收集装置结构示意图； 图3是图2的侧面局部示意图； 图4是本发明的秸秆粉碎装置结构示意图； 图5是本发明的成型装置结构示意图6是图5的左视图7是成型装置的模孔放大结构示意其中K收集装置；2、秸秆粉碎装置；3、拖拉机；4、风力传送装置I ; 5、除尘装置； 6、风力传送装置II; 7、秸秆成型机构；8、减速装置；9、成型棒料传送装置；10、成型棒 料收集器；11、分垄器；12、收割器；13、收集器；14、链轮机构；15、粉碎切刀；16、环 模；17、压辊；18、连接轴；19、模孔。
具体实施例方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1中，拖拉机3的前部安装有收集装置1和秸秆粉碎装置2，秸秆粉碎装置2通过风 力传送装置I 4与位于拖拉机3后部上方的除尘装置5连接，除尘装置5通过风力传送装置 116与位于拖拉机3后部下方秸秆成型机构7连接，秸秆成型机构7的动力输入装置通过减 速装置8与拖拉机3的动力装置连接，秸秆成型机构7的输出装置通过成型棒料传送装置9 与成型棒料收集器10连接。
该设备的动力源为拖拉机3自身的柴油机，全部零部件的动力都有该柴油机直接或间接 提供。该机械设备的柴油机安装在驾驶员座位下方拖拉机3两后轮之间。
如图1-图7所示，该设备的基本工艺过程如下开动机器先由分垄器11将要收割的秸秆 收垄，再由收割器12对其切断，此时秸秆倒伏进入收集器13，再由链轮机构14所在轴带动 的粉碎切刀15对秸秆进行粉碎，进而落入风力传送装置I4中，由风机将秸秆输送到除尘装 置5中进行除尘，经除尘装置5除尘后粉尘排出，并最终将粉碎后的秸秆通过风力传送装置
116送入秸秆成型机构7中，由于环模16与压辊17的相对转动，粉碎后的秸秆料从模孔17 中一难挤出，挤出的成型棒料经成型棒料传送装置9传送到成型棒料收集器10中。成型后的生 物质压块临时存放于成型棒料收集器10的下半部分，等到料斗盛满时将设备行至地头将成型 棒料收集器10倾斜一定角度进行卸料。
风力传送装置I16主要由安装在拖拉机3后部的风机和附加的传送管道组成。通过风机 的吸力将流体强行送入传送管道并进行空间位置的转移。
除尘装置5是通过较重的生物质颗粒和较轻的杂质在除尘器中的旋转分层原理进行除尘 作业的。分层后的灰尘在除尘装置上部自然排出，生物质颗粒在重力作用下落入风力传送装 置II6的传送管道中。
图2、图3中，收集装置1通过固定杆设置于秸秆粉碎装置2的前端，收集装置l由分 垄器11和收割器12组成，收割器12位于多个分垄器11下部的间隔间，收割器12的割刀呈 曲线形，收割器12通过蜗杆与拖拉机的动力装置连接。分垄器11通过前端的下倾A字尖头 伸人生长在田地里的秸秆中间，秸秆受到挤压作用被分成多束，并沿两A字间隙向收割器12 方向移动，完成强制分垄作业；收割器的动力来源自拖拉机动力轴经由蜗轮蜗杆变向的动力 轴，收割器沿此竖直轴高速旋转，通过安装在切割器周圈的割刀将秸秆束割断。进行收割作 业时由于设备处于向前运行状态，因而收割的玉米秸秆由于惯性力自动倒入收集器13中。
分垄器11和收割器12的轴向间距可调节，调节完成后卡紧锁死以防沿轴向窜动，因而 适用于自然垄宽不同的地段作业。
图4中，收集器13固定于拖拉机3前端，粉碎切刀15位于收集器13内，粉碎切刀15 与链轮机构14同轴，链轮机构14与拖拉机3动力装置连接，因而可将拖拉机动力装置传出 的旋转运动经由链轮机构14转变为粉碎切刀15沿水平轴的旋转运动。粉碎切刀15高速旋转， 沿粉碎装置周圈分布的螺旋切刀将自动倒入粉碎装置的玉米秸秆束进行成型前的粉碎工作。 粉碎后的秸秆颗粒进入风力传送装宣I4中。 、通过调节粉碎切刀15的切齿螺旋距可以控制不同作物的粉碎粒度大小。
图5-图7中，秸秆成型机构7包括环模16、主轴18、支撑架和压辊17，主轴18与支撑 架连接，支撑架上设置有压辊17,支撑架和压辊17位于环模16内，环模16上设有模孔19。
成型装置的工作原理如下由拖拉机3后轴传递过来的动力经由减速装置8带动压块成 型机的主轴18转动，主轴18再带动固定在支撑架上的压辊17转动，这样由风力传送装置II 6传送过来的秸秆颗粒进入环模16与压辊17的相对转动被强行挤入成型模孔19，进行成型 挤压，并通过模孔19最终压縮成块。成型棒料在达到与环模16宽度相当的长度后由于惯性 力与生物质秸秆的物理压縮特性而自行断裂。
经压縮成型后的棒料由于压辊的挤压力和重力的作用下落向环模16外侧底部，并通过传 送装置9自动落入成型棒料收集器10内。成型棒料收集器10为可绕底部轴线旋转的容器， 方便在成型棒料收集器10盛满时倾斜卸料。
图7中，本发明对生物质爪块成型的模孔19做了改进，沿压辊转动方向与压辊先接触的 一边做了一个大小为5 20度的倒角，从而方便生物质粉碎料进入模孔19,便于成型。
权利要求
1.一种生物质秸秆即时联合收集成型机，包括拖拉机，其特征在于拖拉机的前部安装有收集装置和秸秆粉碎装置，秸秆粉碎装置通过风力传送装置I与位于拖拉机后部上方的除尘装置连接，除尘装置通过风力传送装置II与位于拖拉机后部下方秸秆成型机构连接，秸秆成型机构的动力输入装置通过减速装置与拖拉机的动力装置连接，秸秆成型机构的输出装置通过成型棒料传送装置与成型棒料收集器连接。
2. 根据权利要求1所述的生物质秸秆即时联合收集成型机，其特征在于所述的收集装 置通过固定杆设置于秸秆粉碎装置的前端，其包括设于固定杆上的多个分垄器和收割器，收 割器位于多个分垄器下部的间隔间，收割器的割刀呈曲线形，收割器通过蜗杆与拖拉机的动 力装置连接。
3. 根据权利要求1所述的生物质秸秆即时联合收集成型机，其特征在于所述的秸秆粉 碎装置包括收集器、链轮机构和粉碎切刀，收集器固定于拖拉机前端，粉碎切刀位于收集器 内，粉碎切刀与链轮机构同轴，链轮机构与拖拉机动力装置连接。
4. 根据权利要求1所述的生物质秸秆即时联合收集成型机，其特征在于所述的秸秆成 型机构包括环模、主轴、支撑架和压辊，主轴与支撑架连接，支撑架上设置有压辊，支撑架 和压辊位于环模内，环模上设有模孔。
5. 根据权利要求4所述的生物质秸秆即时联合收集成型机，其特征在于所述的模孔上 沿压辊转动方向与压辊先接触的一边设有一个大小为5 20度的倒角。
全文摘要
本发明涉及一种生物质秸秆即时联合收集成型机，包括拖拉机，拖拉机的前部安装有收集装置和秸秆粉碎装置，秸秆粉碎装置通过风力传送装置I与位于拖拉机后部上方的除尘装置连接，除尘装置通过风力传送装置II与位于拖拉机后部下方秸秆成型机构连接，秸秆成型机构的动力输入装置通过减速装置与拖拉机的动力装置连接，秸秆成型机构的输出装置通过成型棒料传送装置与成型棒料收集器连接。本发明采用的是环模挤压成型技术，集秸秆收割、收集、粉碎、成型于一体，依靠机动车提供动力，它的工作对象主要是收获玉米之后仍然直立在田间的玉米秸秆等。实现秸秆的田间即时压缩成型。从而减小了运输贮存的空间并大大降低了因此而产生的费用。
文档编号B30B11/22GK101168299SQ20071011467
公开日2008年4月30日 申请日期2007年11月28日 优先权日2007年11月28日
发明者刘艳涛, 张兆玲, 宁 强, 景元琢, 李景东, 磊 董, 董玉平 申请人:山东大学