立式环模生物质燃料压块成型机的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种生物质燃料加工装置，特别是指一种立式环模生物质燃料压块成型机。
【背景技术】
[0002]农作物秸杆是农村非常丰富的资源，但大部分秸杆都就地进行焚烧，既污染了环境也浪费了生物资源。秸杆作为一种可再生的生物质能源，如果可将其充分利用既能大大减轻环境的污染，又能缓解燃料资源紧张的问题。将农作物秸杆经过干燥和粉碎后，在一定温度与压力作用下压制成颗粒状且密度较大的新型清洁燃料，经过加工后的颗粒燃料具有便于储存和运输等优点，既可以作为农村家庭取暖和炊事用能，也可以替代煤、天然气、燃料油等化石能源作为工业锅炉和发电厂燃料。
[0003]目前，国内外对燃料压块成型机的研究很多，大多数燃料压块成型机用于家用炉灶或小型锅炉的生物质成型燃料加工，随着燃料压块成型机技术的日趋成熟，各国也对环保节能提出了自己的要求，越来越多以农作物秸杆为原料的燃料压块成型机逐渐研发出来。按照加工方式，燃料压块成型机分为平模压块成型机、环模压块成型机、冲压式成型机，其中应用最广的环模压块成型机又分为立式和卧式两种类型，按照压辊与环模的运动方式分为模动、辊动、模辊双动三种形式，目前应用较多的运动方式是辊动的方式。
[0004]生物质发电厂一般采用循环流化床锅炉，该锅炉的燃烧方式与家用炉灶或小型锅炉不同，对生物质成型燃料的结构要求也不同，主要表现在密度、含水率、颗粒大小形状等方面，普通生物质成型燃料的密度要求在0.8?1.3g/ml，原料水分含量在15?25%之间，而生物质发电锅炉专用燃料的密度要求在0.6?1.0g/ml，原料水分含量在18?30%之间。
[0005]目前，国内外立式环模生物质燃料压块成型机所采用的挤压成型模具，按照压块出口的截面形状分为正方形、长方形、圆柱形，成型通道的结构为单一斜度/锥度的通道，以适应不同成型燃料的需求。这类模具加工的成型燃料内部紧密、密度大，要求原料水分含量更低，作业功耗也相对较高，加工出的生物质成型燃料主要用于替代燃煤供给家用炉灶或小型锅炉，在循环流化床锅炉内不易形成稳定的流化床层，难以充分燃烧，无法满足生物质发电循环流化床锅炉的需求。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于提供一种适于生产外紧内松、密度较小的生物质成型燃料的立式环模生物质燃料压块成型机，所生产的生物质成型燃料在发电循环流化床锅炉内能够更好的流化与燃烧。
[0007]为实现上述目的，本发明所设计的立式环模生物质燃料压块成型机，包括进料仓和设置在其下方的挤压成型室，所述挤压成型室内设置有挤压成型辊组合和环形挤压成型模具组合，所述环形挤压成型模具组合包括环形模具固定装置以及一定数量的挤压成型模具。各挤压成型模具均包括模具上顶、模具下底和中间支撑梁，所述中间支撑梁垂直设置在模具上顶与模具下底之间，并将模具上顶、模具下底之间的空间分割成位于中间支撑梁两侧的两个半幅挤压成型通道。所述中间支撑梁沿其长度方向分为支撑梁前段和支撑梁后段，所述支撑梁前段的外侧面与中间支撑梁的中轴线O的夹角为α，所述支撑梁后段的外侧面与中间支撑梁的对称轴O的夹角为β，所述模具上顶、模具下底的外侧面与中轴线O的夹角为γ，所述α、β、γ满足如下条件:β<α，γ <β< γ+1°。各挤压成型模具在环形模具固定装置处组合成环形并通过环形模具固定装置进行固定。安装时，相邻两个压块模具紧挨在一起，使二者之间的两个半幅挤压成型通道组合成完整的挤压成型通道；由于β<α，前段通道(全幅)宽度沿燃料移动方向逐渐缩小，存在较大的斜度；由于γ <β< γ+ι°，后段通道(全幅)宽度沿燃料移动方向保持不变(β= γ时)或变化很小(γ <β< γ+ι°时)，基本无斜度。使用时，生物质燃料从前段通道(全幅)的入口进入，在前段通道(全幅)内聚拢和挤压，再经由后段通道(全幅)完成压缩和定型，由于后段通道(全幅)基本无斜度，生物质燃料在其内不会沿通道横向聚拢压实(γ =M寸)或聚拢压实的幅度很小(γ<β< 丫+1°时)，因此能够形成外紧内松、密度较小的成型燃料。
[0008]优选地，所述α、β满足如下条件:3° < α-β < 7° 0
[0009]优选地，所述α、β满足如下条件:α-β = 5°。
[0010]优选地，所述支撑梁前段长度A与所述支撑梁后段的长度B满足如下条件:Α= Β。
[0011]优选地，所述β、γ满足如下条件:β=γ。此时，后段通道(全幅)宽度沿生物质燃料移动方向保持不变，生物质燃料在其内不会沿通道横向聚拢压实。
[0012]优选地，所示挤压成型辊组合的中心设置有成型压辊轴，所述挤压成型室内、成型压辊轴的上方设置有进料防堵搅拌器，所述进料防堵搅拌器的搅拌器轴固定在成型压辊轴的顶端。所述进料防堵搅拌器随挤压成型辊组合同步旋转，对进入挤压成型室的生物质燃料进行搅动，可预防因农作物秸杆质地松散、质地轻而造成的进料不畅及堵塞现象。
[0013]优选地，所述进料仓与挤压成型室之间呈可活动连接结构，从而使所述进料仓无需拆卸即可打开挤压成型室以便于检修。
[0014]优选地，所述进料仓可相对于挤压成型室的一侧呈旋转连接或翻转连接结构，从而使所述进料仓以旋转或翻转的方式打开挤压成型室以便于检修。
[0015]优选地，所述挤压成型室两侧的上部分别设置有进料仓铰链和挤压成型室插销座，所述进料仓的下部一侧设置有进料仓插销座，所述进料仓插销座上设置有进料仓锁紧插销，所述进料仓通过进料仓铰链与挤压成型室铰接;所述进料仓与挤压成型室关合时，进料仓插销座与挤压成型室插销座通过进料仓锁紧插销联结。
[0016]优选地，还包括用于对环形挤压成型模具组合进行加热的模具升温装置。模具升温装置采用电加热，可在不开机的情况下使成型模具组合的温度达到工作要求，减少了开机时通过原料挤压摩擦升温所产生的能耗与物料损耗，降低了模具的磨损;原料含水量偏高时，也可在进料过程中通过加热模具对原料进行干燥。
[0017]优选地，所述模具升温装置设置在环形模具固定装置的上部或下部。
[0018]本发明的有益效果是:该立式环模生物质燃料压块成型机，其挤压成型模具采用不同斜度挤压成型通道组合，破碎农作物秸杆先经由有一定斜度的一阶挤压成型通道(即全幅前段通道)进行聚拢和挤压，再经由基本无斜度的二阶挤压成型通道(全幅后段通道)完成压缩和定型，挤压成外紧内松、密度较小的成型燃料，所生产的成型燃料的密度在0.5?1.0g/ml、原料水分含量在15?30 %之间，适应生物质发电循环流化床锅炉的需要。此外，由于成型燃料的内部密度较低、水分含量较高，作业时挤压阻力减小，有效提高了机组的生产效率与加工质量，降低了生产成本与功率消耗，延长了压块模具的使用寿命，满足生物质发电循环流化床锅炉的燃烧需求，对促进我国生物质发电行业的发展具有重要的现实意义和良好的应用前景。
【附图说明】
[0019]图1为本发明所设计的立式环模生物质燃料压块成型机的结构示意图。
[0020]图2为图1中环形挤压成型模具组合与挤压成型辊组合的结构示意图。
[0021]图3为图1中进料仓旋转开启的示意图。
[0022]图4为图2中挤压成型模具的结构示意图。
[0023]图5为图4中挤压成型模具沿中间支撑梁横向剖开的结构示意图。
[0024]其中:进料仓1、搅拌器轴2、进料仓锁紧插销3、进料仓插销座4、挤压成型室插销座
5、环形挤压成型模具组合6、成型燃料排出口 7、电动机8、成型机底座9、电动机轴1、电动机皮带轮11、传动皮带12、成型压辊皮带轮轴13、成型压辊皮带轮14、下机箱体15、成型压辊轴下轴承体16、上机箱体17、成型压辊轴18、成型压辊轴承体19、挤压成型室20、进料仓铰链21、进料防堵搅拌器22、环形模具固定装置23、挤压成型模具24、挤压成型辊组合25、模具升温装置26、模具上顶27、模具安装定位销孔28、中间支撑梁29、支撑梁前段30、支撑梁后段31、半幅挤压成型通道32、前段通道33、后段通道34、模具下底35
【具体实施方式】
[0025]下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
[0026]如图1?3所示，本发明所设计的立式环模生物质燃料压块成型机，包括进料仓1、搅拌器轴2、环形挤压成型模具组合6、成型燃料排出口 7、电动机8、成型机底座9、电动机轴10、电动机皮带轮11、传动皮带12、成型压辊皮带轮轴13、成型压辊皮带轮14、下机箱体15、成型压辊轴下轴承体16、上机箱体17、成型压辊轴18、成型压辊轴承体19、挤压成型室20、进料防堵搅拌器22、环形模具固定装置23、挤压成型模具24、挤压成型辊组合25、模具升温装置26。
[0027]下机箱体15与电动机8并列固定在成型机底座9上，上机箱体17固定在下机箱体15的顶部，挤压成型室20安装在上机箱体17的顶部。
[0028]挤压成型室20两侧上部分别设置有进料仓铰链21和挤压成型室插销座5，进料仓I对应于挤压成型室插