专利名称：双向型煤成型机及其成型方法
技术领域：
本发明涉及一种型煤成型机，尤其是自动加料，双向挤压，自动除尘的一种双向型煤成型机及其成型方法。
背景技术：
中国是煤炭资源丰富的国家，也是煤炭消费量大的国家。据报道，未来30-50年仍以煤为主的能源结构不会改变，其中，一次能源消费结构中所占比例高达75%左右，有84% 以上的燃用煤未经处理直接燃烧。由于煤的粒度差异很大、煤质特性复杂、多未经洗选，因而散煤的燃烧特性差，使用型煤能有效提高煤炭能源的燃烧率，有效地保护环境。在型煤生产中，成型机是决定型煤质量的关键设备，而现有液压型煤成型机工作效率低下，能耗大。在压制过程中，程序简单，压制工艺参数难以调整控制，由于其模腔侧面摩擦力的影响，使型煤压制的致密度上下不一致，因此很难适应工业用型煤的要求。如，专利文献CN101214公开了 “一种工业锅炉的炉前型煤成型机”，包括煤斗、添加剂入口、添加剂毛刷、均煤辊、成型辊、拨煤筒、弧形筛、隔板和煤间门，成型辊与均煤辊是对辊，由形状相同的主动辊和从动辊构成，在从动辊上装有复位弹簧；成型辊由工业锅炉的链条炉排而传动，成型辊的外径上开有交错排列的型煤窝模具，型煤窝模具为椭圆形，在其中心有S型突台。此发明结合了分层燃烧技术和冷态压制成型技术，是一种上筛分和下成型的给煤装置， 该型煤成型机适合链条工业锅炉使用。由于其结构所限，自动化程度不高，模具易受损变形，成煤效率低，一次性加工型煤数量太少。再如，实用新型CNM45907专利公开了 “一种型煤成型机”，包括驱动传动装置、对辊、加料口和平台架，其特征是加料口安装有调速螺旋给料器；在平台架下方安装有自动分离装置；在对辊轴水平外侧装有液面加载装置；对辊辊皮和对辊轴采用双锥度无键自涨紧连接，连续进料，液压对辊加压，过载保护，自动分离装置将成品煤球和碎煤自动分离，辊皮既可保证辊的周围完整，又节省优质钢材。由于其结构所限，自动化程度不高，不能连续、批量化生产。因未设置自动除尘装置，扬起的粉尘造成了环境污染。还有，实用新型CN2061408Y专利公开了“一种自动液压型煤成型机”。由液压冲压机、工作杆件和模具构成。该成型机可生产大型煤。由于其结构特点只能进行单向压制，容易造成煤块成型不均，每次煤块成型数量有限，不适合大规模生产；又因未设置除尘装置， 容易造成环境污染。基于上述现有的型煤成型机及其压制方法存在着不足，迫切需要设计一种适应于现代化生产的、无污染的型煤成型机及其成型方法。
发明内容
本发明要解决的问题是现有型煤成型机由于其成型质量差而生产的型煤不符合工业用型煤的要求，由此提供一种双向型煤成型机及其成型方法。一种双向型煤成型机，其技术方案包括有一自动加料单元，是设置有至少两个以上的漏斗状腔体，其底部设有漏料孔及相应带漏料孔的挡料板；
一自动成型单元，是设置有至少两个以上的设置于同一轴线上相应的上模，型煤模具和下模，上模位于上模滑动板，由固定于上梁的上模油缸驱动；型煤模具位于模具垫板，由固定于下梁的模具支撑块支撑；下模位于下模滑动板，由固定于下梁的下模油缸驱动；
一自动除尘单元，是设置有至少两个以上的型煤模具上方设置有至少两个以上的除尘器设备；
一自动液压单元，是设置有用于实现主缸对至少两个以上的加料单元的液压驱动，以及上模和下模的液压驱动；
一自动控制单元，是设置有上位计算机与自动加料单元、自动成型单元、自动除尘单元和自动液压单元的PLC实现两级程序自动控制体系。在上述技术方案中，其双向型煤成型机的型煤模具是构成空间结构形状的模具中的一种，常用于型煤成型机的型煤模具有方型模具、圆型模具、圆柱型模具或者是梯形模具；所述的漏斗状腔体的漏料孔与相应挡料板的漏料孔的数目和孔型相同或不同；所述的除尘器设备是型煤成型模具上方设置有吸尘罩及风机连通有除尘器，常用的除尘器有袋式除尘器、脉冲除尘器、静电除尘器或者是箱式除尘器。本发明一种用于上述的双向型煤成型机的自动成型方法，包括其设置有上位计算机与自动加料单元、自动成型单元和自动推料单元的PLC程序控制，实现其自动加料方法、 自动成型方法和自动推料方法的两级程序自动控制，进行型煤成型的自动化生产。 在上述型煤成型机的自动成型方法中，其中所述自动加料方法是上位计算机与自动加料单元的PLC进行程序控制，实现漏斗状腔体与通过设置于同轴相应的型煤模具对应，再次实现漏斗状腔体的漏料孔与挡料板的漏料孔的数目和孔型相同或不同进行自动加料；所述自动成型方法是上位计算机与自动成型单元的PLC程序控制，实现上模活动板在上模油缸驱动下，同轴位移，使上模向下冲压型煤模具中的煤粉；实现下模活动板在下模油缸驱动下，同轴位移，使下模向上冲压型煤模具中的煤粉；后由下模将冲压后的型煤从型煤模具中顶出，再由推料板推出，实现型煤成型；所述自动推料方法是上位计算机与自动推料单元的PLC程序控制，实现在加料的同时由设置在加料模框前端的推料板，将型煤自动推出ο在上述双向型煤成型机的成型方法中，型煤成型机成型时，上模向下冲压的压力是100Kg/cm2-250Kg/cm2 ；下模向上冲压的压力相对应的也是100Kg/cm2-250Kg/cm2。本发明双向型煤成型机及其成型方法，与现有技术相比，其所具有的优点和效果在于型煤成型机的自动加料系统，能够实现多孔同时自动加料，加料运动过程中将上一次循环所生产出的型煤自动推出，即加料过程的同时完成推料，将两个过程合并为一个过程， 大大节省了加工时间。成型系统能完成自动成型过程，型煤模具中，模孔腔体多，一次成型型煤数量多，提高了生产效率，适合大规模生产。上下模能够实现双向挤压，而不仅仅是单方向的冲压，使生产的型煤成型质量好，块体均勻，破损率低，燃烧效果好。型煤模具，上下模均可替换，可实现不同型煤形状，体积的加工，满足不同的需求。自动除尘装置，能够减少粉尘的污染，能收集含有爆炸危险或带有火花的含尘气体，保护环境，保护操作工人的健康，实现安全生产。所用液压自动系统，其液压元件具有功率-重量比和力矩-惯性比大，液压动力元件快速性好、系统响应快，液压系统抗负载的刚度大。
图1是本发明双向型煤成型机的结构示意图。图中1 主工作缸；2 恒功率变量高压油泵；3 自动调节器；4 电机；5 漏料孔； 6 挡料板；7 挡料板驱动油缸；8 加料模板驱动油缸；9 加料模框；10 漏斗状腔体；11 给料机；12 推料板；13 上梁；14 吸尘罩；15 上模油缸；16 上模活动板；17 上模；18 导滑槽；19 型煤模具；20 模具垫板；21 下模；22 模具支撑块；23 立柱；24 下模活动板；25 下梁；26 下模油缸；27 控制柜；28 风机；29 除尘器。
具体实施例方式下面结合附图对本发明的具体实施方式
作出进一步的详细说明
本发明提供的一种双向型煤成型机，是为了改进现有型煤成型机存在的块体成型质量差的不足，主要表现在块体成型不均勻，成型破损率较高。由于型煤成型机陈旧落后，致使生产效率低，劳动强度大以及粉尘污染严重。在此基础上，本发明结合煤粉、粉料，粘结剂和球化剂混合物给料的特点，经冲压和振动成型等多项试验研究，在综合考虑生产能力和效率以及投资因素的基础上，设计出了一种双向型煤成型机的技术方案。本发明双向型煤成型机的技术方案，采用了刚度封闭受力框架结构，主工作缸采用高压低摩擦组合密封，设计有专用向液压垫式反压缸系统。液压主系统为程序控制的二道插装阀，保证了系统运行的可靠，准确。主压力体系采用比例控制调节结构，适应各个阶段的压力要求。双向型煤成型机的各位置节点采用数字编码器和行程开关进行设定和反馈，形成以PLC为中心的程序控制体系。具有完善的故障监控和报警系统，实现了高效、节能、无污染的自动化安全生产装置。如附图，实施本发明的一种双向型煤成型机的技术方案，包括在生产型煤过程中的粉煤加料单元，粉料的成型单元，加工粉料时的除尘单元，控制生产型煤过程的控制单元和型煤成型时的液压单元。下面详细描述双向型煤成型机的实施技术方案
实施自动加料系统由给料机11，加料模框9，挡料板6，加料模框驱动油缸8，挡料板驱动油缸7及导滑槽18组成。加料模框9上有用于加料的漏斗状腔体10。加料模框9底部设有挡料板6，挡料板6上有漏料孔5，漏料口 5数目与与加料模框9上的漏斗状腔体10数目一致。加料开始时，加料模框9的下平面与挡料板6的上平面重合，漏料口 5与加料模框 9上的漏斗状腔体10位置错位，使加料过程中，煤粉在腔体内不漏出。加料位置到型煤模具上方铺设有导滑槽18，加料完成后，加料模框9和挡料板6在挡料板驱动油缸7加料模板驱动油缸8驱动下以相同的速率沿导滑槽18运动到型煤模具19上方，加料模框9不动，挡料板6回移一定位置，使挡料板6上漏料孔5与加料模框9腔体底部重合，煤粉进入到型煤模具19中。加料完成，加料模框9与挡料板6返回加料初始位置。型煤成型机的自动加料系统，能够实现多孔同时自动加料，加料运动过程中由推料板12将上一次循环所生产出的型煤自动推出，即加料过程的同时完成推料，将两个过程合并为一个过程，大大节省了加工时间。
成型系统由上模活动板16，上模17，型煤模具19，模具垫板20，模具支撑块22，下模21，下模活动板M组成。上模17固定在上模滑动板16上，上模滑动板16由上模油箱 15驱动，沿立柱23滑动，实现滑动导向定位。上模油缸15固定在上梁13中。上模17与型煤模具19中的腔体相对，精准进行冲压。型煤模具19固定在模具垫板20上，模具垫板 20由模具支撑块22支撑。模具支撑块22固定在下梁25上。下模21固定在下模滑动板 24上，下模滑动板M由下模油缸沈驱动，下模油缸沈放置于下梁25下部。初始时刻，下模21处于型煤模具19腔体内一定位置，防止加料中煤粉通过腔体漏出。成型系统能完成自动成型过程，型煤模具中，模孔腔体多，一次成型型煤数量多，提高了生产效率，适合大规模生产。上下模能够实现双向挤压，而不仅仅是单方向的冲压，使生产的型煤成型质量好， 块体均勻，破损率低，燃烧效果好。型煤模具，上下模均可替换，可实现方型、圆型、圆柱型、 梯形和菱形等不同形状，体积型煤的加工，满足不同的需求。除尘系统由吸尘罩14，风机28，除尘器四组成。在型煤型煤模具19上方安装有吸尘罩14，吸尘罩通过风机28连接除尘器四。除尘器四是袋式除尘器、脉冲除尘器、静电除尘器和箱式除尘器中的一种。粉尘通过吸尘罩14吸收，抽入除尘器四中进行除尘处理。 能够减少粉尘的污染，能收集含有爆炸危险或带有火花的含尘气体，保护环境，保护操作工人的健康，实现安全生产。自动控制系统由上位计算机与自动加料单元、自动成型单元、自动除尘单元和自动液压单元的PLC各设备动作执行的PLC通过总线连接组成的两级控制实现。上位计算机实现各台成型设备动作的执行和状态的显示，其动作执行交由PLC控制系统完成。自动加料方法是上位计算机与自动加料单元的PLC进行程序控制，实现漏斗状腔体10与通过设置于同轴相应的型煤模具19对应，再次实现漏斗状腔体10的漏料孔5与挡料板6的漏料孔 5的数目和孔型相同或不同进行自动加料。自动成型方法是上位计算机与自动成型单元的 PLC程序控制，实现上模活动板16在上模油缸15驱动下，同轴位移，使上模17以IOOKg/ cm2-250Kg/cm2的压力向下冲压型煤模具19中的煤粉；实现下模活动板M在下模油缸沈驱动下，同轴位移，使下模21以100Kg/Cm2-250Kg/Cm2的压力向上冲压型煤模具19中的煤粉；后由下模21将冲压后的型煤从型煤模具19中顶出，实现型煤成型。自动推料方法是上位计算机与自动推料单元的PLC程序控制，实现在加料的同时由设置在加料模框前端的推料板12，将型煤自动推出。设备各位置节点采用数字编码器和行程开关进行设定和反馈，形成以PLC为中心的程序控制体系，支配双向型煤成型机的执行元件去完成加料，成型，推料工艺。其具有完善的故障监控和报警系统，同时符合高效、节能、无污染的自动化安全生产装置的要求。液压系统的液压机采用刚度封闭受力框架结构，高压低摩擦组合密封，设计有专用向液压垫式反压缸系统。主工作缸通过各个油管连接各个液压器件。主要的液压驱动装置有，加煤模框和挡料板的液压驱动装置。上模，下模的液压驱动装置。所述采用以PLC为核心的程序控制体系，由指令电位器、反馈电位器、电子放大器、电液伺服阀、液压缸和工作杆件组成。指令电位器将滑臂的位置指令Xi转换成指令电压W，被控制的工作台位置\与指令位置Xi相一致的时，电桥输出偏差电压ue=0，此时伺服放大器输出电流为零，电液伺服阀处在零位，没有流量输出，工作杆件不动。当指令电位器滑臂位置发生变化时，如向右移动一个位移Δ Xi，在工作杆件位置发生变化之前，电桥输出的偏差电压Ue=K Δ Xi，偏差电压经伺服放大器放大后变为电流信号去控制电液伺服阀，电液伺服阀输出压力油到液压缸推动工作杆件右移。随着工作杆件的移动电桥电桥输出偏差电压逐渐减小，当工作杆件位移 Δ χρ等于指令电位器位移Δ Xi时，电桥输出偏差电压为零，工作杆件停止运动。如果指令电位器滑臂反向运动，工作杆件也方向跟随运动。即加料模框9与挡料板6移动回加料位置，以及上模17抽出向上回到起始位置，下模21向下回到起始位置的过程。所用液压自动系统，其液压元件具有功率-重量比和力矩-惯性比大，液压动力元件快速性好、系统响应快，液压系统抗负载的刚度大。一种用于本发明提供的双向型煤成型机的型煤成型方法如下
首先是自动加料过程运料皮带将配置均勻的煤粉输送到给料机11中。在加料模框驱动油缸8和挡料板驱动油缸7共同作用下，加料模框9和挡料5板沿导滑槽18移动到型煤模具19对应位置。在运动的过程中，由给料机11将煤粉加入加料模框9中。运动到型煤模具19对应位置后。挡料板6移动一定位移，使加料模框8中的煤粉进入到型煤模具19 中。加料完成后，加料模框9及挡料板6沿导滑槽18返回，进行下一轮加料。其次是型煤成型过程上模活动板16在上模油缸15的驱动下，沿立柱23运动，使上模17以高压压力100Kg/Cm2-250Kg/Cm2向下冲压型煤模具19中的煤粉，将煤粉压实；下模活动板对在下模油缸26的驱动下，使下模21从下往上以高压压力100Kg/Cm2-250Kg/Cm2 对煤粉进行压实，实现了对煤粉的双向挤压。第三是保压成型过程上模17下模21同时对煤粉保持高压，使煤粉充分结合，消除煤胚的内部应力，从而制得的型煤具有成型质量好、块体均勻、破损率低的特点。第四是型煤顶出过程保压完成后，上模17在上模油缸15的驱动下，退回原位； 下模21在下模油缸26的驱动下，继续向上运动，将型煤顶出型煤模具19。第五是型煤推出过程型煤顶出后，由加料模框9在第二次加料的运动过程中，由安装在加料模框前面的推板12将型煤推出；加料模框9开始第二次加料，开始下一次循环。第六是自动除尘过程在煤粉加料过程中，产生的粉尘由吸尘罩14吸入除尘器 29，除尘器四对粉尘进行处理。第七是自动控制过程上位计算机和控制各设备动作的PLC通过串行总线连接实现两级控制。通过对上位计算机设定相应程序可同时实现对多台成型设备的即时操纵，达到压力、位置、节点、速度、温度等参数值的精确控制。该控制过程可由控制柜27显示和操作。最后是液压驱动过程液压机采用以PLC为核心的可编程程序控制体系，结合恒功率变量高压油泵2、自动调节器3，可实现成型过程中对速度、压力、位置的最优化配置， 以达到高效、可靠、节能。以上结合了实施例对本发明进行了说明，但这并不构成对发明的限制，任何在同样的构思下作出的修改、变化和替换，也均属于本发明保护的范围。
权利要求
1.一种双向型煤成型机，其包括有一自动加料单元，是设置有至少两个以上的漏斗状腔体(10)，其底部设有漏料孔(5) 及相应带漏料孔(5)的挡料板(6)；一自动成型单元，是设置有至少两个以上的设置于同一轴线上相应的上模(17)，型煤模具(19)和下模(21)，上模(17)位于上模滑动板(16)，由固定于上梁(13)的上模油缸 (15)驱动；型煤模具(19)位于模具垫板00)，由固定于下梁0 的模具支撑块02)支撑；下模位于下模滑动板04)，由固定于下梁05)的下模油缸06)驱动；一自动除尘单元，是设置有至少两个以上的型煤模具(19)上方设置有至少两个以上的除尘器(29)；一自动液压单元，是设置有用于实现主缸(1)对至少两个以上的加料单元的液压驱动，以及上模(17)和下模的液压驱动；一自动控制单元，是设置有上位计算机与自动加料单元、自动成型单元、自动除尘单元和自动液压单元的PLC实现两级程序自动控制体系。
2.如权利要求1所述的双向型煤成型机，其所述型煤模具(19)是方型模具、圆型模具、 圆柱型模具和梯形模具中的一种。
3.如权利要求1所述的双向型煤成型机，其所述漏斗状腔体(10)的漏料孔(5)与相应挡料板(6)的漏料孔(5)的数目和孔型相同或不同。
4.如权利要求1所述的双向型煤成型机，其所述除尘器是型煤成型模具(19)上方设置有吸尘罩(14)及风机0 连通有除尘器09)。
5.如权利要求4所述的双向型煤成型机，其所述除尘器09)是袋式除尘器、脉冲除尘器、静电除尘器和箱式除尘器中的一种。
6.一种用于权利要求1所述的双向型煤成型机的自动成型方法，包括其设置有上位计算机与自动加料单元、自动成型单元和自动推料单元的PLC程序控制，实现其自动加料方法、自动成型方法和自动推料方法的两级程序自动控制，进行型煤成型的自动化生产。
7.如权利要求6所述的双向型煤成型机，其所述自动加料方法是上位计算机与自动加料单元的PLC进行程序控制，实现漏斗状腔体(10)与通过设置于同轴相应的型煤模具(19) 对应，再次实现漏斗状腔体(10)的漏料孔(5)与挡料板(6)的漏料孔(5)的数目和孔型相同或不同进行自动加料；如权利要求6所述的双向型煤成型机，其所述自动成型方法是上位计算机与自动成型单元的PLC程序控制，实现上模活动板(16)在上模油缸(1 驱动下，同轴位移，使上模向下冲压型煤模具(19)中的煤粉；实现下模活动板04)在下模油缸06)驱动下，同轴位移， 使下模向上冲压型煤模具(19)中的煤粉；后由下模将冲压后的型煤从型煤模具 (19)中顶出，再由推料板(12)推出，实现型煤成型。
8.如权利要求6所述的双向型煤成型机，其所述自动推料方法是上位计算机与自动推料单元的PLC程序控制，实现在加料的同时由设置在加料模框前端的推料板(12)，将型煤自动推出。
9.如权利要求6或8所述的双向型煤成型机的成型方法，其型煤成型机的成型压力均是 100Kg/cm2-250Kg/cm2。
全文摘要
一种双向型煤成型机及其成型方法，其成型机是由自动加料单元，自动成型单元，自动除尘单元，自动液压单元和自动控制单元构成；其成型方法是由自动加料、自动成型和自动推料组成的双向型煤成型方法。本发明实现了型煤成型的自动化，且型煤成型块体均匀，破损率低，燃烧效果好，大大提高了型煤的生产效率，减少了粉尘对环境的污染，实现了安全生产。
文档编号B30B15/30GK102248695SQ20111011688
公开日2011年11月23日 申请日期2011年5月7日 优先权日2011年5月7日
发明者张国杰, 张永发, 郭峰波 申请人:太原理工大学