专利名称：环模挤压成型机的制作方法
技术领域：
本实用新型属于一种垃圾中可燃物料、污泥水份《20%、滤泥水份《20%以及生 物质物料秸秆、木屑、中草药渣等废弃物和煤炭混合作为再生能源利用的挤压成 型设备，特别是用来挤压密度小(0.1~0.5t/m3)、重量轻、体积大、水份较高等难挤 压成型的物料如挤压垃圾RDF、秸秆RDF、污泥RDF、滤泥和危险废物等上述物料 作为再生能源利用的环模挤压成型机。
背景技术：
国内外生活垃圾RDF再生能源的挤压设备和试验设备主要有 美国冲压式挤压成型机，它是由成型焙烧炉料和褐煤砖成型发展而来，它有大的
挤压力，100MPa 200Mpa，功率M00KW，每吨生活垃圾RDF成型耗能20 35KWh，
生产效率低，每h只有l 3t。
日本日立公司、田熊公司的双轴螺旋挤压成型机，是由挤压鱼饲料和催化剂发展
而来，挤出颗粒025、①40两种颗粒，它的技术经济指标与冲压式成型机类似，而
生产率则更低。
国内生活垃圾RDF掺煤20。/。，中国矿业大学用油压机进行试验，测试最佳压力70 —106Mpa,黑龙江科技学院用油压机试验，压力为15-50Mpa，最佳压力为25Mpa。
中国矿业大学油压机试验结论是成型压力35Mpa，成型差，松散，易碎，手轻 触可碎。
中国矿业大学推出的产品为对辊成型机，它具有高的生产率，低的能耗等特点， 但该机不适宜挤压垃圾RDF、秸秆RDF、污泥RDF和危险废物颗粒；其原因所在 物料在进入对辊挤压时， 一是两圆柱形压辊之间是两条线之间的挤压，而不是两个面之间的挤压；二是物料在两压辊中被挤压停留的时间太短，远远小于0.1s，无法完 成塑性变形；三是成型压力5—15Mpa，成型压力太低，而挤压垃圾RDF时》10Mpa， 出现极限压力。
因此挤压成型生活垃圾RDF，国内外尚未发现有适宜的成型挤压机。
国内外秸秆等生物质原料挤压成型机的状况是把《6mm粒度的生物质原料在 一定压力下，加热或不加热挤压成型，形状为圆柱形颗粒、块状等各种成型燃料， 其密度为0.8 1.32t/m3，物料成型前为0.3~0.8t/m3，特别轻，含有大量气体。
国内有6种型号成型机，共同存在的状况是
一是生产率低，50~150kg/h;
二是能耗太高，71.4~120.5KWh/t，平均100KWh;
三是运行费用高，难以大量推广。
国外有14种型号挤压成型机，三大类型螺旋挤压、液压冲压和机械冲压，共
同问题是
一是生产能力较低； 螺旋挤压生产率低。50 800kg/h; 液压冲压生产率。65.5 525kg/h; 机械冲压生产率。675 2000kg/h;
二是高倉撫5
螺旋挤压为56~100kWh/t，平均为65KWh/t; 液压冲压为56~100kWh/t，平均为85KWh/t; 机械冲压为21~40KWh/t，平均为33KWh/t;
总之，国内外秸秆等生物质挤压成型机普遍存在能耗大，生产率又低，运行费用 太高，难以广泛推广应用。
污泥(滤泥)挤压成型机国内外未见报道。
固体危险废物，如含二恶英的灰渣和医药灰渣，密度小，为0.1~0.5t/m3，体积大，固化、稳定化十分困难，将其进行挤压成型颗粒密度达l 1.5t/m3，国内外未见 报道。
实用新型内容
本实用新型针对国内外挤压成型机的诸多不足，提供一种环模挤压成型机，具有 挤压力大，成型物料停留时间长，能耗低，生产率高的特点，特别是它具有的"A" 形螺旋槽压辊，具有物料排气功能，适应密度小、体积大的多种特轻物料，适于工 业化推广使用。
本实用新型的技术方案是通过如下实现的 一种环模挤压成型机，其特征在于 它包括传动装置和挤压装置，
其中，传动装置由机座、电机和传动机构组成，电机和传动机构固定在机座上， 传动机构包括减速箱箱体，箱体内安装与电机连接的轴齿轮，轴齿轮连接减速齿轮， 减速齿轮与主传动轴连接，减速箱内还安装有支撑轴；
其中，挤压装置包括环模罩，环模罩正面设有进料口，底部设有卸料口，内部 设有环模挤压室，环模挤压室由环模、压辊和犁组成，环模与主传动轴连接，环模 上设有模孔，环模内装有压辊，压辊与支撑轴连接，压辊圆周上布设有多条A型螺 旋槽，进料口处沿环模半径设置的犁固定在支撑轴上。 上述的压辊可以安装2-3个。 上述的环模和压辊之间保持0.1~0.5mm间隙。
上述的模孔自内向外依次设有进料孔、压縮变形区和弹性变形区，进料孔为30° 喇叭型，弹性变形区为0.05-1°的喇叭型。
上述的支撑轴的另一端安装过载保护装置，由安全销座、安全保险销、导向套、
弹簧组成，安全销座通过安全保险销与支撑轴上设置的轴承座固定，弹簧夹装在导 向套安全销座之间，由螺母固定。
上述的机座为框架结构。
上述的减速箱箱体设有放射状加强筋。上述的主传动轴、轴点轮和减速齿轮采用合金钢材料制造。
本实用新型具有以下优点1、 A型螺旋槽压辊具有通过螺旋槽排出物料中气体 功能，挤压力大，为30Mpa—150Mpa; 2、生产率高，为2000kg—20000kg/h; 3、挤 压物料停留时间长，为5S 80S;4、颗粒直径O8 50，产品质量好，密度大(l 1.5t/m3); 5、能耗低，污泥7 服Wh/t (①13mm)，型煤9~15KWh/t (013咖)，秸秆15~25KWh/t (① 13ram)，垃圾9 20KWh/t(①13mm)，危险废物灰渣9-20KWhA (①13)。
图1是本实用新型的结构示意图。
图2是压辊"A"型旋转槽局部示意图。
图3是环模与两压辊安装位置示意图。
图4是环模与三压辊局部示意图。
图5是模孔局部示意图。
图6是减速箱局部示意图。
图7是机座局部示意图。
图8是安全过载保护装置局部示意图。
具体实施方式
实施例如图l-8所示， 一种环模挤压成型机，它包括传动装置和挤压装置，其 中，传动装置(图l、 6-7所示)由框架结构机座13、电机7和传动机构组成，电机 7和传动机构固定在机座13上，传动机构包括设有放射状加强筋21的减速箱箱体6， 箱体6内安装与电机7连接的轴齿轮8，轴齿轮8连接减速齿轮9，减速齿轮9与主 传动轴10连接，减速箱6内还安装有支撑轴5;主传动轴10、轴齿轮8和减速齿轮 9采用合金钢材料制造。
其中，挤压装置(图1-3、 5所示)包括环模罩1，环模罩1正面设有进料口 12， 底部设有卸料口 14，内部设有环模挤压室，环模挤压室由环模3、压辊4和犁2组 成，环模3与主传动轴10连接，环模3上设有模孔15，模孔15自内向外依次设有进料孔15-1、压縮变形区15-2和弹性变形区15-3，进料孔为30°喇叭型，弹性变形 区为0.05-1°的喇叭型，环模3内设有2个压辊4，环模3和压辊4之间保持0.1 0.5mm 间隙，压辊4由支撑轴5支撑，压辊4圆周上布设有多条A型螺旋槽，位于进料口 12处沿环模3半径设置的犁2固定在支撑轴5上；支撑轴5的另一端安装过载保护 装置，由安全销座16、安全保险销17、导向套18、弹簧19组成，安全销座16通过 安全保险销17与支撑轴5上设置的轴承座20固定，弹簧19夹装在导向套1与安全 销座16之间，由螺母22固定。
上述的压辊4还可以为3个(如图4所示)。
物料挤压成型原理
变频调速皮带给料机均匀给料，物料由进料口通过环模罩由犁送入环模和压辊之 间保持的0.1~0.5mm间隙，在环模驱动下，利用物料分布在环模和压辊之间的间隙 产生的摩擦，带动压辊转动，压辊由支撑轴支撑；双压辊由环模带动双压辊转动； 三压辊由环模带动三压辊转动；物料进入环模后，环模每转一圈，如两压辊式，则 物料被挤压进压辊辊面覆盖的模孔中两层物料，三压辊为三层，物料经带多条A形 螺旋槽压辊的旋转挤压，由多条螺旋槽不断挤压物料和排出物料中的气体，进入环 模中的物料与旋转压辊形成楔形的压縮层，在A形螺旋槽压辊的旋转挤压下，不断 从螺旋槽中排出物料和物料中夹杂的气体，受到A螺旋槽压辊连续不断旋转强力挤 压下，物料一层又一层排出气体后，进入模孔的进料孔中，依次进入模孔压縮变形 区，继续进入模孔弹性变形区，成型为圆柱形，由D2膨胀为D3，变形较小，由长 度L2膨胀为L3，变形较大，物料在旋转压辊挤压力的作用下， 一层又一层进入模 孔30°进料口前，将物料和物料中夹杂的气体从螺旋槽中排出，克服与模孔孔壁的 摩擦力， 一层又一层的向模孔压縮区内挤压物料； 一层又一层物料在模孔内完成塑 性变形； 一层物料和二层、三层……n层物料之间，在旋转压辊强力挤压下，在模孔 中粘结成圆柱形颗粒；物料在旋转压辊连续挤压下，将压縮区内完成塑性变形的圆 柱形大颗粒挤入弹性变形区膨胀变形后出模，在环模旋转产生的离心力作用下，颗粒甩出环模模孔，撞击到卸料门上，从卸料口落入运输带中输送走；圆柱形大颗粒
要有足够的跌落强度，才能保证圆柱形颗粒成型率》98%，保证圆柱形大颗粒具有足 够强度的关键在于A螺旋槽压辊槽形的排气功能，排气愈好，颗粒强度愈佳，A螺 旋槽压辊是挤压垃圾RDF、秸秆RDF、污泥RDF混和煤的圆柱形大颗粒的关键。
另外，物料在压縮区内停留足够长的时间。 一是进入的物料在环模中与旋转的A 形螺旋槽压辊之间形成的楔形压縮层物料层厚度由厚变薄，物料层受到由小到大的 挤压力，A形螺旋槽压辊在旋转中不断挤压物料，不断排出物料和夹杂在物料中的 气体，在楔形压縮层中的物料受到旋转挤压不断地排出夹杂的气体，压辊外圆的圆 柱形面与环模内的大圆弧形面之间一般为(U 0.5mm间隙，它们之间形成两个面与 面之间的物料层的楔形挤压，将物料和物料中夹杂的气体排向压辊的两侧，这是环 模挤压机与对辊挤压机线挤压的最大区别，也是它与液压(机械)冲压机、对辊机 无法从物料中排气相比具有最大优越性，也是它能耗低，挤压出的颗粒产品质量好、 密度大的关键。经过A形螺旋槽压辊连续不断在压縮层中旋转挤压和排气的物料， 经过环模和压辊之间0.1-0.5的间隙， 一层又一层的强力挤压，将物料挤压至环模群 孔30°进料孔，经再次不断压縮，继而进入模孔之中，物料1层、2层、3层……n 层，被挤进成型的压縮区，直到挤满模孔的全部空间，继而由连续转动的压辊将nl 层、n2层、n3层……nn层物料连续不断挤进模孔成型压縮区，而将模孔成型压縮区 中的物料全部挤出，进入弹性变形区，形成大圆柱形颗粒，因此物料在环模挤压环 模孔中停留时间长，为进料口和压縮变形区及弹性变形区挤压停留时间的总和。
以(D350环模挤压机为例
环模孔内径①350，转数300转/分，挤压O 15圆柱形颗粒，压縮区L/d=6， L=90mm, ①350环模线速度v=5.49m/s,如每次挤压层厚度为lmm，需挤压90层，如为双压 辊挤压机，则需45转，物料在压縮区内停留时间》9s，不包括进料口和弹性变形区 的停留时间；如为三压辊挤压机，则需30转，物料在压縮区内停留时间》6s，不包 括进料口和弹性变形区的停留时间；与对辊成型机停留时间〈0. ls相比，则环模挤压机停留时间长60 90倍，冲压挤压机的停留时间要保持6s,则每分钟只能冲5次， 效率太低，如冲压挤压机生产效率要高，每分钟冲15次，停留时间只能保证2s。
环模挤压成型机具有物料最长的停留时间和最大的密度，如垃圾燃料密度可达 1. 45~1. 5t/m3，秸秆燃料密度可达1. Ol-l. 22t/m3。
为确保大功率大扭矩和能承载交变载荷的冲击， 一是减速箱箱体采用放射状加强 筋，机座采用框架结构，确保挤压成型机挤压O8 O50大圆柱颗粒具有稳定性、刚 性和抗振性的结构；二是减速齿轮和轴齿轮、主传动轴大扭矩传动件采用合金钢制 造，并进行调质处理。
弹簧柔性安全过载保险装置，当压辊超负载，或物料中夹杂异物，如铁块、木棒、 石头、砖等，为保护设备安全，切断安全销，安全销座停止转动，轴承座在惯性作 用下继续转动，使螺母逐渐松动，负载力的大小由螺母压紧弹簧的压力进行调节， 继而支撑轴停止转动。
权利要求1、一种环模挤压成型机，其特征在于它包括传动装置和挤压装置，其中，传动装置由机座、电机和传动机构组成，电机和传动机构固定在机座上，传动机构包括减速箱箱体，箱体内安装与电机连接的轴齿轮，轴齿轮连接减速齿轮，减速齿轮与主传动轴连接，减速箱内还安装有支撑轴；其中，挤压装置包括环模罩，环模罩正面设有进料口，底部设有卸料口，内部设有环模挤压室，环模挤压室由环模、压辊和犁组成，环模与主传动轴连接，环模上设有模孔，环模内装有压辊，压辊与支撑轴连接，压辊圆周上布设有多条^型螺旋槽，位于进料口处沿环模半径设置的犁固定在支撑轴上。
2、 根据权利要求1所述的一种环模挤压成型机，其特征在于上述的压辊为安 装2-3个。
3、 根据权利要求1所述的一种环模挤压成型机，其特征在于上述的模孔自内向外依次设有进料孔、压缩变形区和弹性变形区，进料孔为30°喇叭型，弹性变形 区为0.05-1°喇叭型。
4、 根据权利要求1所述的一种环模挤压成型机，其特征在于上述的支撑轴的另一端安装过载保护装置，由安全销座、安全保险销、导向套、弹簧组成，安全销 座通过安全保险销与支撑轴上设置的轴承座固定，弹簧夹装在导向套与安全销座之 间，由螺母固定。
5、 根据权利要求1所述的一种环模挤压成型机，其特征在于上述的机座为框架结构。
6、 根据权利要求1所述的一种环模挤压成型机，其特征在于上述的减速箱箱 体设有放射状加强筋。
7、 根据权利要求1所述的一种环模挤压成型机，其特征在于上述的主传动轴、 轴齿轮和减速齿轮采用合金钢材料制造。
专利摘要本实用新型涉及挤压密度小、重量轻、体积大、水份较高等难挤压成型如垃圾RDF、秸秆RDF、污泥RDF、滤泥和危险废物等物料的环模挤压成型机，该机的减速箱体内安装与电机连接的轴齿轮，轴齿轮连接减速齿轮，减速齿轮与主传动轴连接，环模罩正面设有进料口，底部设有卸料口，内部设有环模挤压室，环模挤压室由环模、压辊和犁组成，环模与主传动轴连接，环模上设有模孔，环模内设有压辊，压辊由支撑轴支撑，压辊圆周上布设有∧型螺旋槽，位于进料口处沿环模半径设置的犁固定在支撑轴上。本实用新型的优点挤压力大，生产率高，能耗低，∧型螺旋槽压辊具有通过螺旋槽排出物料中气体功能，挤压出的颗粒产品质量好，密度大。
文档编号B30B11/20GK201140539SQ200720097548
公开日2008年10月29日 申请日期2007年11月8日 优先权日2007年11月8日
发明者力 刘, 宇 刘, 刘永定, 高家敏 申请人:刘永定