带有螺旋沟槽压辊的生物质颗粒成型机构的制作方法
【专利摘要】一种带有螺旋沟槽压辊的生物质颗粒成型机构，压辊组件竖直安装在成型腔内，压辊工作外表面与环模内表面形成楔形压缩区域，压辊轴组与上下盖板的安装孔配合为偏心结构；各压辊组件间通过间隙调整定位组件相连，在压辊轴与环模挤压的外圆柱表面上，设置沿轴向分布的多条螺旋沟槽，构成压辊挤压作用面在圆周方向形成沟槽与凸棱均匀交替分布的结构；本实用新型的有效物料压缩腔增大，提高压缩效率；工作时运转平稳。提高了物料沿压辊轴向分布的均匀度。延长使用寿命，降模辊间隙调整方便，调整精度高，提高了物料沿压辊轴向分布的均匀度，压缩过程平稳。
【专利说明】
带有螺旋沟槽压辊的生物质颗粒成型机构
技术领域
[0001]本实用新型涉及生物质颗粒成型设备领域，特别是涉及一种带有螺旋沟槽压辊的生物质颗粒成型机构。
【背景技术】
[0002]生物质颗粒燃料由木肩、农作物秸杆等经机械压制而成，现有环模压辊式颗粒成型机，利用环模和压辊的相对运动，将进入模辊间楔形压缩区的物料挤压成型，具有成型率高，可连续生产的优点，使用广泛。但是模辊间隙一致性差，且由于压辊轴承在物料成型腔内，其结构尺寸受到限制，当挤压力过大时，压辊轴强度不足，轴承寿命很短，设备维修及维护时间过长。同时，由于环模与压辊间喂料空间有限，松散的生物质物料进入环模内的成型腔时，靠近进料口的一端易出现物料堆积，这种不均匀的物料分布会造成整机闷车，也会造成环模和压辊沿轴向磨损不均，影响成型件的使用寿命。对于模辊式颗粒成型机，环模压辊间的间隙对颗粒成型影响很大，为实现二者间隙大小的调节，压辊轴多制成偏心式，即压辊轴两轴端同轴，但与支撑压辊的中间轴段不同轴，压辊壳通过轴承安装在压辊轴上，由于压辊壳腔内尺寸限制及结构要求，轴承在压辊壳内工作，而压辊直接在充满生物质物料的成型腔内，粉尘很容易进入轴承工作腔里，造成轴承卡死，压辊壳绕压辊轴转动的滚动摩擦力急剧增加，出现压辊打滑或卡住现象，使物料不能顺利进入压缩区。另外，为增大压辊对物料的带动能力，压辊壳上通常加工出与轴线平行方向的沟槽，压辊壳上的沟槽和凸棱交替与环模内表面接触，易出现冲击载荷，也会影响模辊的使用寿命。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目地是提供一种带有螺旋沟槽压辊的生物质颗粒成型机构，生物质竖向进料，整机结构紧凑，有效的物料压缩腔增大，工作时运转平稳。压辊能够承受较大的挤压力，提高了物料沿压辊轴向分布的均匀度。模辊间隙调整方便，调整精度高，压辊定位可靠;压辊两轴端配合的滑动轴承工作于成型腔外，延长使用寿命，降低制造与维修成本，有效提高压缩效率;提高物料沿压辊轴向分布均匀度，受力均匀，压缩过程平稳。
[0004]本实用新型所采用的技术方案是:包括进料口、成型腔上盖板、成型腔下盖板、环模、压辊组件、出料斗，其特征是:成型腔由环模内表面及成型腔上盖板、成型腔下盖板封闭而成，至少一组压辊组件竖直安装在成型腔内，压辊工作外表面与环模内表面形成楔形压缩区域，压辊轴组与成型腔上盖板、成型腔下盖板的安装孔配合为偏心结构；上、下压辊轴座连接板两端通过连接螺钉连接上、下两压辊轴座上；
[0005]进料口上部设置具有多个物料出口的分料器，分料器的每个物料出口连接成型腔上盖板上的每个进料口，其位置设置在压辊和环模所形成的楔形物料压缩区域上端;环模两端面分别通过外圈带齿轴承、支撑轴承连接在成型腔上盖板和成型腔下盖板上，三者同轴装配并绕立轴回转;外圈带齿轴承的外圈设置与原动力传动齿形啮合的外齿轮。
[0006]上述各压辊组件间通过间隙调整定位组件相连，连接方式是:每个压辊轴座上设置两个连接孔，位于各相邻的压辊轴座上相近的两个连接孔之间连接间隙调整定位组件，位于相对的一组压辊轴座上的两个连接孔之间连接间隙调整定位组件；间隙调整定位组件设置带连接孔的正向螺旋调节螺钉和带连接孔的反向螺旋调节螺钉，正向螺旋调节螺钉和反向螺旋调节螺钉上的安装孔通过销钉分别连接两个压辊轴座上的连接孔，在正向螺旋调节螺钉和反向螺旋调节螺钉的相对端连接双向螺纹调节螺母。
[0007]在上述压辊轴与环模挤压的外圆柱表面上，加工出沿轴向分布的多条螺旋沟槽，构成压辊挤压作用面在圆周方向形成沟槽与凸棱均匀交替分布的结构;压辊轴按与其上螺旋沟槽旋向相同的方向旋转时，螺旋沟槽有利于将物料从进料口近端向远端引导，使物料压辊沿轴向分布均匀;压辊上形成的凸棱在垂直于其轴线的截面宽度与环模上的模孔直径相同，且两相邻螺旋凸棱周向间距与相邻模孔在环模周向的间距也相等，压辊凸棱能够平稳地进入与环模形成的物料挤压区，有利于降低模辊接触噪声，改善压缩受力情况，能够保证凸棱覆盖上与环模上对应的模孔。
[0008]本实用新型的积极效果是:生物质竖向进料，整机结构紧凑，有效的物料压缩腔增大，有效提高压缩效率;工作时运转平稳。压辊能够承受较大的挤压力，提高了物料沿压辊轴向分布的均匀度。压辊两轴端配合的滑动轴承工作于成型腔外，延长使用寿命，降低制造与维修成本;模辊间隙调整方便，调整精度高，压辊定位可靠；带有螺旋沟槽的压辊便于导料，提高了物料沿压辊轴向分布的均匀度，受力均匀，压缩过程平稳。
【附图说明】
[0009]图1是局部剖视的立式生物质颗粒燃料成型机装配结构轴测图。
[0010]图中零部件序号:分料器I，出料斗2，下机架3，环模4，上机架5，压辊组件6，进料口7，成型腔上盖板8，外圈带齿轴承10，成型腔下盖板11，接料板12。
[0011]图2是物料压缩腔轴测半剖视图(去除间隙调整定位组件状态)。
[0012]图中零部件序号:下机架3，环模4，压辊组件6，进料口7，成型腔上盖板8，外围板9，上支撑轴承13，外圈带齿轴承10，成型腔下盖板11。
[0013]图3是压辊组件示意图。
[0014]图中零部件序号:压辊轴6-1，压辊轴座6-2，密封盖6-3，滑动轴承6-4，压辊轴座连接板6-5。
[0015]图4是压辊轴座6-2的端面视图(去除密封盖状态)。
[0016]图5是压辊工作面带有螺旋沟槽示意图。
[0017]图6是带螺旋槽压辊的截面局部图。
[0018]图7是压辊和环模回转面接触展开示意图。
[0019]图8是压辊组件连接与定位图。
[0020]图中零部件序号:6压辊组件，15间隙调整定位组件。
[0021 ]图9是间隙调整定位组件示意图。
[0022]图中零部件序号:正向螺旋调节螺钉15-1，调节螺母15-2，反向螺旋调节螺钉15-3。
【具体实施方式】
[0023]见图1、2，具体结构如下:本实用新型设置上机架5和下机架3，在上机架5的上、下端分别固定组装成型模上盖板8、成型模下盖板11;在成型模上盖板8和成型模下盖板11之间设置压缩腔，压缩腔是由成型腔上盖板8、上支撑轴承13、环模4、外圈带齿轴承10、成型模下盖板11等同轴零件构成的封闭腔。上支撑轴承13的内圈与成型腔上盖板8通过螺栓紧固连接，上支撑轴承13的外圈与环模4的上端面也通过螺栓连接;环模4的下端面通过连接螺栓与外圈带齿轴承10的齿圈端面连接，外圈带齿轴承10的内圈与成型腔下盖板11连接。上下两套轴承的内圈通过与成型模上盖板8和成型腔下盖板11相连确定了双端支承的回转立轴中心线，从而使外圈带齿轴承10的齿圈与环模4及上支撑轴承13的外圈组成的旋转组件可以绕立轴回转;外圈带齿轴承10设置与原动力传动齿形啮合的外齿圈。环模4的圆周面上沿径向开有多排模孔。在接料板12的外围设置固定的外围板9及出料斗2。
[0024]见图2、3，在成型腔上盖板8和成型腔下盖板11上均开有四个沿圆周均布的压辊组件安装孔，各压辊组件6上、下端的安装轴端与成型腔上盖板8、成型腔下盖板11上的安装孔配合组装，故压辊组件6的压辊轴6-1也是双端支撑结构;压辊组件6中的压辊轴6-1为各轴端同心的直轴，其挤压轴段与环模内表面构成楔形物料挤压空间。
[0025]见图5，压辊的轴端端面钻孔F，润滑油可通过该孔进入，同时，为保证润滑油充分进入轴承内圆表面形成油膜，在轴端的圆柱面上钻了两个引油口Fl，与进油中心孔相连。在与环模内表面接触宽度上，压辊外圆表面加工出了沿圆周方向均匀分布的螺旋沟槽，沟槽之间为凸棱(见图6)。为提高压缩效率和改善模辊受力；如图7所示，将模辊作用面分别展开时，D为环模内表面展开示意图，压辊表面上的凸棱垂直于轴线方向的宽度与模孔直径相等，以保证将物料挤压出模孔的压缩力足够大，图4中矩形框C为实际压辊能够推动模孔内物料前进的有效接触面积示意，环模I上模孔以正三角形形式布置在内表面上，在矩形接触面域内压辊凸棱与沟槽沿轴向均布，压辊转动时，靠近进料口(压辊上侧)的松散物料被带动向下运动，提高了物料沿压辊轴向分布的均匀度。避免了一般直槽压辊可能出现的凸棱完全压在无模孔面域的现象，也不会出现直线凸棱冲击式进入与离开压缩区的现象。螺旋槽压辊的凸棱截面可以为图6所示的梯形或近似凸面形状，以提高凸棱力学强度。
[0026]压辊轴6-1在两侧轴端与轴承配合，轴承润滑油可经由压辊轴6-1上的中心孔F引入到与轴颈的滑动接触面域内，有利于降低该面域内的摩擦系数;两侧轴承与压缩腔内的物料分隔，也有利于轴承的密封和散热。
[0027]见图2、4，在压辊组件6中的压辊6-1两轴端安装有滑动轴承6-4，上、下两滑动轴承6-4分别安装在两端压辊轴座6-2的内孔里，压辊6-1的两端通过上、下两滑动轴承6-4和上、下两压辊轴座6-2组装在成型腔上盖板8和成型腔下板11上;压辊轴座6-2的外端组装密封盖 6_3 ο
[0028]见图4、9，压辊轴组与成型腔上盖板8、成型腔下盖板11的安装孔配合为偏心结构:压辊轴座6-2内孔与其外圆柱面存在偏心距离e，各压辊轴座6-2之间通过间隙调整定位组件15相连，连接方式是:每个压辊轴座6-2上设置两个连接孔B，位于各相邻的压辊轴座上相近的两个连接孔B之间连接间隙调整定位组件15，同时位于相对的一组压辊轴座上的两个连接孔B之间连接间隙调整定位组件15，构成由三套间隙调整定位组件组成三角形结构(图8所示)。
[0029]见图9，间隙调整定位组件15采用的结构，即设置带安装孔B-1的正向螺旋调节螺钉15-1和带安装孔B-1的反向螺旋调节螺钉15-3，正向螺旋调节螺钉15-1和反向螺旋调节螺钉15-3上的安装孔B-1通过销钉分别连接两个压辊轴座上的连接孔B，在正向螺旋调节螺钉15-1和反向螺旋调节螺钉15-3的相对端连接双向螺纹调节螺母15-2。当旋转调节螺母15-2时，正向螺旋调节螺钉15-1与反向调节螺钉15-3同时旋进或旋出，使得间隙调整定位组件15的轴向长度发生变化，从而推动压辊轴座6-2转动，实现环模4和压辊6-1之间间隙的调节。
[0030]模辊间隙大小可单独对每组压辊组件6进行调整，也可以对四组压辊组件6同时进行联动调整。单独调整时，将间隙调整定位组件15取下，转动图2中安装在上盖板的偏心压辊轴座6-2，则由于压辊轴座连接板6-5与上下压辊轴座6-2相互联接，下端压辊轴座也会同步转动，由此带动压辊轴座相对环模的间隙发生改变，待每组压辊组件都调整至预设间隙后，将调整锁紧组件15轴向长度调节为压辊组件配合孔间的距离，将相邻压辊组件两两通过间隙调整定位组件联接，同时将其中一组相隔的压辊组件通过间隙调整定位组件联接，构成三角形固定结构，结构可靠，压辊所受的偏心推力为相向力，减弱了对成型腔上盖板8和成型腔下板11的作用力，使板件不发生过大变形，提高了各安装件间的位置精度;压辊组件定位后保证环模和压辊间隙不变。
[0031]联动调整时，按图8所示通过间隙调整定位组件将压辊组件15两两联接，旋动调节螺母15-2，则间隙调整定位组件15的长度变化会推动压辊组旋转，实现多组模辊间隙的同时调整。见图8，将其中一组相隔的压辊组件通过间隙调整定位组件联接，构成三角形固定结构，压辊组件定位后保证环模和压辊间隙不变。
[0032]见图4、5，在上、下两压辊轴座6-2上设置连接凸板，连接凸板上设置连接孔A，上、下压辊轴座连接板6-5两端通过连接螺钉连接上、下两压辊轴座6-2的连接孔A，当旋转一端压辊轴座时，可使上、下两套轴座同步旋转，保证压辊与环模间的间隙大小均匀一致。
[0033]见图1、2，成型模上盖板8上设置多个进料口7，进料口 7的上部设置具有多个物料出口的分料器I，分料器I的每个物料出口可插入成型腔上盖板上的每个进料口 7，其位置设置在压辊和环模所形成的楔形物料压缩区域上端;从而使物料从多处喂入进压缩腔内。
[0034]工作原理:松散的生物质物料(木肩、秸杆粉料等)在重力作用下自然流动或由进料器带动，从分料器I下端的每一单独的出料口排出，使物料从多处喂入进压缩腔内。散物料经由旋转的压辊组件带动进入楔形物料压缩腔后，容积密度迅速提高，楔形区内的物料再经环模压辊间的挤压力作用，通过环模4上开出的模孔后固结为颗粒燃料。成型后的颗粒燃料随环模一起旋转并被后续进入的物料持续挤压向外运动，落到接料板12上，经出料斗2排出。
【主权项】
1.一种带有螺旋沟槽压辊的生物质颗粒成型机构，包括进料口、成型腔上盖板、成型腔下盖板、环模、压辊组件、出料斗，其特征是:成型腔由环模内表面及成型腔上盖板、成型腔下盖板封闭而成，至少一组压辊组件竖直安装在成型腔内，压辊工作外表面与环模内表面形成楔形压缩区域，压辊轴组与成型腔上盖板、成型腔下盖板的安装孔配合为偏心结构；上、下压辊轴座连接板两端通过连接螺钉连接上、下两压辊轴座上； 进料口上部设置具有多个物料出口的分料器，分料器的每个物料出口连接成型腔上盖板上的每个进料口，其位置设置在压辊和环模所形成的楔形物料压缩区域上端;环模两端面分别通过外圈带齿轴承、支撑轴承连接在成型腔上盖板和成型腔下盖板上，三者同轴装配并绕立轴回转;外圈带齿轴承的外圈设置与原动力传动齿形啮合的外齿轮； 上述各压辊组件间通过间隙调整定位组件相连，连接方式是:每个压辊轴座上设置两个连接孔，位于各相邻的压辊轴座上相近的两个连接孔之间连接间隙调整定位组件，位于相对的一组压辊轴座上的两个连接孔之间连接间隙调整定位组件；间隙调整定位组件设置带连接孔的正向螺旋调节螺钉和带连接孔的反向螺旋调节螺钉，正向螺旋调节螺钉和反向螺旋调节螺钉上的安装孔通过销钉分别连接两个压辊轴座上的连接孔，在正向螺旋调节螺钉和反向螺旋调节螺钉的相对端连接双向螺纹调节螺母； 在压辊轴与环模挤压的外圆柱表面上，设置沿轴向分布的多条螺旋沟槽，构成压辊挤压作用面在圆周方向形成沟槽与凸棱均匀交替分布的结构;压辊上形成的凸棱在垂直于其轴线的截面宽度与环模上的模孔直径相同，且两相邻螺旋凸棱周向间距与相邻模孔在环模周向的间距相等。
【文档编号】B30B15/00GK205467507SQ201620264231
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年4月1日
【发明人】张敏, 刘庆玉, 白雪卫, 薛志平, 李金洋, 陈东雨
【申请人】沈阳农业大学