专利名称：生物质压缩燃料成型模具的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种成型模具，尤其是一种生物质压縮燃料成 型模具。
技术背景生物质能资源非常丰富，但是,作为一种松散状和低容重的能源存 在形式，生物质能源具有资源分散、能量密度低、容重小、储运不方 便等缺点,其利用成本过高，严重制约了生物质能的大规模应用。所 以如何利用好这种成本低，资源丰富的能源形式，转换生物质技术的 研究便成为人们开发利用生物质能的重点。而近年来对生物质压縮成 型技术的改进创新发展，为高效利用农林废弃物、农作物秸秆等重新 提供了一条途径。生物质压縮成型就是将生物质废弃物,用机械加压 的方法,使原来松散、无定形的原料压縮成具有一定形状、密度较大 的固体成型燃料。生物质在经过压縮成型之后，其密度、强度和燃烧 性能都有了本质的改善，大大提高了生物质作为燃料的品质，体现生 物质能的可利用价值。可以在生活用能、饮食服务业,发电行业，如 采暖、烧饭、烘烤食品等得到高效清洁应用。充分利用秸秆等生物质 资源替代煤炭的重要途径，具有良好的发展前景。生物质压縮成型工艺由很多，根据主要工艺特征的差别，可以划 分为湿压成型、热压成型和炭化成型三种基本类型。而热压成型是当
前普遍釆用的生物质压縮成型工艺。目前，国内外最常见的热压成型 设备是螺旋挤压式成型机、活塞冲压式成型机和压辊式颗粒成型机等 几种形式。以螺旋挤压式成型的方式为当前的主要成型形式，其是通 过压縮螺杆将生物质材料在螺杆中进行输送和压縮，连续挤出物料。 挤出理论认为，在挤出过程中，物料在挤出腔中被压縮的程度越大， 成型出的成品越致密，表明越光滑。因此，挤出模具的成型模腔大 都为收縮状,其出口 口径小于入口 口径，以在成型是对物料进行压縮， 提高其致密性。成型压力是挤压成型最基本的条件，只有施加足够的 压力，原料才能被压縮成型。但成型压力与模具的形状尺寸有密切关 系。原料从成型套筒一端压入，又从另一端连续挤出。套筒的孔径沿 原料挤出方向逐渐变细，挤压原料的成型压力与原料在筒内受到的摩 擦力相平衡。但是，由于套筒内壁螺杆磨损，使粗糙度降低，间歇变 大，从而阻力减小。当阻力减小到一定程度时，则物料不能压縮成型。 基于上述情况，采用一种柱状的模腔来代替上述传统的收縮状成 型模腔，由于其中出口端与入口端的口径相等，对物料没有径向的阻 力；因此，减小了物料成型挤出的能耗，但由于受模具强度的限制， 模具必须具有一定的厚度，以保证其不易变形或断裂，因此，使成型 模腔时在成型腔内挤压摩擦的时间较长，挤出阻力也相应较大。无论 是对于螺旋挤压或液压挤压方式来说，采用等口径的还是变口径的模具是应该按照实际情况来处理；它们所面临的共同问题是模具的磨损 非常严重，这个缺陷严重影响生物质压縮技术的应用。因此根据以上 生物质压縮燃料成型技术中的成型设备中，有必要提供一种使用方
便，更换快捷，容易根据实际情况来改变等口径或变口径成型方式， 容易实现不同截面大小，而且价格有十分便宜的模具，对于生物质压 缩成型机的灵活应用，满足不同客户的产品要求，以及降低维护成本 和产品成本有十分重要的作用。 发明内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种生物质压縮燃料成 型模具，该模具可以极大地提高成型机使用方式，并可根据实际需要选择不同成型的截面要求的模腔；具有维护和修理容易，更换方便等 特点。本实用新型的技术方案是 一种生物质压縮燃料成型模具，包括 钢套、法兰，钢管连接管、端盖，其特点是钢套两端固接有法兰， 从钢套前端向内套装第一钢管形成模具的上型腔，从钢套后端向内依 次套装第二钢管，第三钢管形成模具的下型腔；并在钢套后端的法兰 上固定连接端盖，端盖中间的孔大于下型腔的内径尺寸。上型腔内与下型腔相连处套装钢管连接管，下型腔内套装第四 钢或第四钢管和第五钢管形成变口径模块。上型腔内的第一钢管与下型腔内套装的第三钢管形成等口径模块。钢管连接管内表面为圆弧面或双曲线面，其内径最小处等于或小 于下型腔中所套钢管的最小内径；其外径小于外套钢管的内径。本实用新型的有益效果是经济性好，所有设计都是基于钢管，而不是采用圆钢设计加工；更换磨损部件方便；容易形成两种不同的 成型形式，即等口径成型和变口径成型；可以形成不同直径系列的成型产品，满足多功能要求；与原有的模具相比较可以较大的减少模具 的成本，模具成本较便宜。
图1是本实用新型的变口径模具装配示意图；图2是本实用新型的等口径模块装配示意图；图3是本实用新型的一种口径大小的变口径模具装配示意图；图4是本实用新型一种口径大小的等口径模块装配示意图；具体实施方式
以下结合附图与实施例对本实用新型作进一步的描述。由图1所示， 一种生物质压縮燃料成型模具包括法兰1，第一 钢管3，第二钢管5，第三钢管6，第四钢管7，第五钢管8，钢套2， 钢管连接管4、端盖9。钢套2两端焊接法兰1，从钢套2前端向内套装第一钢管3形成 模具的上型腔，从钢套2后端向内依次套装第二钢管5，第三钢管6 形成模具的下型腔；并在钢套2后端的法兰1上固定连接端盖9，端 盖9中间的孔大于下型腔的内径尺寸。上型腔内与下型腔相连处套装钢管连接管4，下型腔内套装第四 钢管7或第四钢管7和第五钢管8形成变口径模块。上型腔内的第一钢管3与下型腔内套装的第三钢管6 —起形成等 口径模块。第一至第五钢管为多种类型直径的钢管和不同类型的钢管；其中最大直径的钢套2应该在其两端有连接功能的两个法兰1。每一种不 同类型直径之间的尺寸要满足套装相邻尺寸的直径钢管，即较小的直 径钢管外径要稍小于较大的直径钢管内径。以满足所有钢管可以套起 来形成圆环套桶。钢管连接管4应保证能够套入到由不同类型直径形成的模腔内。 即钢管连接管4外径尺寸不大于第一钢管3最小内径尺寸，且其内径 尺寸最小处不大于第五钢管8的内径尺寸。保证在从第一钢管3的较 大内径到第五钢管8小内径的自然过渡。连接端盖9应保证能够与最大直径钢套2相连接，并使得其中 间的孔要不小于与其连接的最小内径尺寸。即其中间的孔尺寸不小于 第五钢管8的内径尺寸，保证生物制压縮后能够顺利通过连接端盖9 处的尺寸。各种不同类型直径的钢管中，按照力学要求得到最小直径要求 设计一个最大的直径钢管。最大钢管与其它钢管不同之处在于，其长 度是其它不同类型直径钢管的二倍，而且根据其螺旋法或活塞法压縮 所配模具处所需要的法兰1大小连接在一起，形成一个整体。而另一 端也连接同样的法兰l，形成一个两端可以连接的部件。其它不同类 型直径的钢管的两端连接，其每一种的个数至少是二个。每一种不同 类型直径之间的尺寸要满足套装相邻尺寸的直径钢管，即较小的直径 钢管外径要稍小于较大的直径钢管内径。以满足所有钢管可以套起来 形成圆环套桶。钢管连接管4是通过内表面加工特殊曲线，如圆弧或双曲线等各
种不同形式的曲线。钢管连接管4外径要不大于某一类型直径的钢管 内径，而钢管连接管4内径最小处不大于某一较小类型直径的钢管内 径。使得钢管连接管4能够套入到有不同类型钢管形式的模腔内。端盖9是通过与最大直径钢管配合而设计，即其法兰要能够与最 大直径钢管处的法兰相连接。端盖9中心处根据不同类型直径钢管的 内径而设计，即中心处的孔直径要不小于所有连接钢管的最小直径钢 管的内径。本实用新型发明的原理为如图1所示，当螺旋式或活塞式的连 接端口处，生物质到达法兰l、钢套2和第一钢管3所构成的模具的 上型腔中，随着螺旋运动或活塞头运动，生物质材料继续向前移动。 当到达钢管连接管4时，开始形成喉管，形成增压效果。生物质经过 钢管连接管4后，到达由钢套2、第二钢管5、第三钢管6、第四钢 管7和第五钢管8所形成的模具下型腔中，模具下型腔的面积要小于 由法兰l、钢套2和第一钢管组3所构成的模具上型腔，于是形成了 变口径形式的成型方式。由于连接端盖9承担了轴向正压力，使生物 质受到了轴向正压力的作用。如图2所示，当去掉钢管连接管4后，移去部分钢管，使法兰l, 钢套2和第一钢管3形成的上型腔与第二钢管5、第三钢管6和第四 钢管7所形成的下型腔内径相同，可以实现等口径压縮成型，同样， 连接端盖承担了轴向正压力，使生物质可以受到轴向正压力的作用。如图3所示，当变化钢管后，其上型腔和下型腔所构成的面积发 生改变，配上与面积改变后的配套的钢管连接管4，就可形成另一种
口径大小的变口径模具。如图4所示，当变化钢管后，上、下型腔的面积同时发生改变， 使上、下型腔的面积相同，可以形成另一种口径大小的等口径模具。当由于磨损使得模具尺寸发生了变化，需要更换时，可以直接更 换掉内部的一个钢管，而不需要全部更换。由于内部一个钢管比较轻， 较整体是模具来说，操作方便，更换方便的多，节省时间，提高生产 效率。实施例当成型机想利用变口径的成型方式成型，根据实际成型的尺寸， 按照图1的方式装配出成型模具，安放好各零部件后，即可以进行压 縮生产。如果想改变成型方式采用等口径的方式，按照实际的需要的 成型块的尺寸大小，装配出图2所示的成型模具，安放好零部件后， 进行压縮生产。当发现内表面磨损严重，移去连接端盖，将内部的钢 管取出，换上一个好的钢管，安装好后，即可进行压縮。
权利要求1.一种生物质压缩燃料成型模具，包括钢套(2)，法兰(1)，钢管连接管(4)，端盖(9)，其特征在于，所述钢套(2)两端固接有法兰(1)，从钢套(2)前端向内套装第一钢管(3)形成模具的上型腔，从钢套(2)后端向内依次套装第二钢管(5)，第三钢管(6)形成模具的下型腔；并在钢套(2)后端的法兰(1)上固定连接端盖(9)，端盖(9)中间的孔大于下型腔的内径尺寸。
2. 根据权利要求1所述的生物质压縮燃料成型模具，其特征在于， 所述上型腔内与下型腔相连处套装钢管连接管(4)，下型腔内套装第 四钢管(7)或第四钢管(7)和第五钢管(8)形成变口径模块。
3. 根据权利要求1所述的生物质压縮燃料成型模具，其特征在于， 所述上型腔内的第一钢管(3)与下型腔内套装的第三钢管(6)形成 等口径模块。
4. 根据权利要求1所述的生物质压縮燃料成型模具，其特征在于， 所述钢管连接管(4)内表面为圆弧面或双曲线面，其内径最小处等 于或小于下型腔中所套钢管的最小内径；其外径小于外套钢管的内 径。
专利摘要本实用新型涉及一种生物质压缩燃料成型模具，包括钢套、法兰，钢管连接管、端盖，其特点是钢套两端固接有法兰，从钢套前端向内套装第一钢管形成模具的上型腔，从钢套后端向内依次套装第二钢管，第三钢管形成模具的下型腔；并在钢套后端的法兰上固定连接端盖，端盖中间的孔大于下型腔的内径尺寸。本实用新型的优点是经济性好，所有设计都是基于钢管，而不是采用圆钢设计加工；更换磨损部件方便；容易形成两种不同的成型形式，即等口径成型和变口径成型；可以形成不同直径系列的成型产品，满足多功能要求，与原有的模具相比较可以较大的减少模具的成本，模具成本较便宜。
文档编号B30B15/02GK201052672SQ20072007032
公开日2008年4月30日 申请日期2007年5月28日 优先权日2007年5月28日
发明者任建兴, 李丽伟, 陈乃超 申请人:上海电力学院