专利名称：一种平模网状模盘生物质成型机的制作方法
技术领域：
本发明属于生物质成型燃料生产设备技术领域，特别涉及一种平模网状模盘生物质成型机。
背景技术：
生物质原料的自然形态是松散无序的，且体积大、比重小，单位体积的重量约为50-110 kg/m3，如果生物质原料直接用作燃料，则要求炉子具有较大的燃烧炉膛，同时生物质原料燃烧持续时间短，燃料添加频繁，燃烧效率较低。生物质成型燃料则是通过成型设备对自然形态的生物质原料压制而成的，其改变了生物质的单位体积重量，提高了能量密度，具有更广泛的推广应用价值。 生物质成型机包括平模生物质成型机，其工作原理为凭借成型机的压辊与生物质原料间的剧烈摩擦作用产生的大量摩擦热量，使生物质原料中含有的木质素软化、粘结力增大，软化后的木质素和生物质原料中固有的纤维素联合作用，使生物质逐渐转变成生物质成型燃料。现有平模生物质成型机的特点是结构简单，体积紧凑，成本低廉。但是，平模生物质成型机的成型模盘以及成型孔为磨损件，极易发生快速磨损，使用时需要对成型孔进行定期加工，以保证其成型能力。成型模盘既有整体式模具，也有组合式模具，为了延长成型模盘的使用寿命，成型模盘的材质常采用耐磨合金钢。但是，由于秸杆等生物质原料在收集过程中往往会夹带许多泥沙、尘土，更重要的是秸杆等生物质原料中的碱金属含量较高，在挤压成型过程中泥沙、尘土及碱金属对耐磨合金钢制成的成型模盘的磨损依然很严重，导致成型模盘的使用寿命很难超过500小时。另外，采用耐磨合金钢加工成型模盘不仅提高了加工难度，还增加了其制造成本和维修成本。因此，为了减缓成型模盘的磨损速度和提高成型模盘的使用寿命，同时降低成型模盘以及生物质成型机的制造成本，采用合适的成型模盘成为制约生物质成型机推广使用的技术瓶颈。目前，平模生物质成型机的网状盘面式模盘成型孔一般由圆锥入料段与圆柱成型段构成，在网状盘面式模盘上分布的成型孔的圆形入料口之间存在着交接的区域，一般称之为三角区。当压辊碾压通过三角区时，会造成对压辊与网状盘面式模盘之间生物质原料的无效碾压，导致成型机出现无效功耗，也造成成型机的有效入料面积减少，以直径为30_的成型孔为例，一般的占空比只能达到30% 50%。另外，由于生物质原料在三角区被碾压成坚硬的壳层，严重影响成型机的工作效率，并对压辊与网状盘面式模盘的间隙十分敏感，大大加速了网状盘面式模盘表面的磨损。总之，现有模具的构造不仅占空比低、工作效率低和使用寿命短，而且有相当比例的机械功由于挤压摩擦转换为了摩擦热量，使生产设备的单位电耗居高不下，生产成本过高，严重阻碍了成型技术的推广应用。
发明内容
本发明的目的是提供一种结构简单、占空比高、耐磨损、使用寿命长、单位电耗低和生产成本低的平模网状模盘生物质成型机。
为实现上述目的，本发明的技术方案是一种平模网状模盘生物质成型机，包括机架、机架上部的入料仓和入料仓下方的接料仓，入料仓内设有压辊，接料仓内设有网状盘面式模盘，压辊与网状盘面式模盘间隙配合，接料仓上设有出料口 ；网状盘面式模盘的盘面上设有至少一圈成型孔，成型孔由上部的漏斗状入料段、中部的锥形过渡段和下部的圆柱状成型段构成，漏斗状入料段的上端口呈扇形；压辊或者网状盘面式模盘与动力机构传动相连。所述网状盘面式模盘的盘面上设有三圈成型孔，成型孔漏斗状入料段的上端口边界为棱线，所有成型孔的棱线构成网状盘面式模盘的网状盘面。所述成型孔上设有耐磨罩，耐磨罩与网状盘面式模盘相适应。所述成型孔锥形入料段的锥度范围为1:7 1:15。所述入料仓内设有转轴，压辊通过轴承安装在转轴上。所述网状盘面式模盘中部设有中心孔，动力机构包括电动机及其减速机，网状盘 面式模盘与电动机及其减速机通过中心孔与电动机及其减速机的输出轴的紧配合传动连接。所述成型孔锥形入料段的锥度为1:10。与现有技术相比，本发明的优点是
I、本发明包括机架、机架上部的入料仓和入料仓下方的接料仓，入料仓内设有压辊，接料仓内设有网状盘面式模盘，压辊与网状盘面式模盘间隙配合，接料仓上设有出料口 ；网状盘面式模盘的盘面上设有至少一圈成型孔，成型孔由上部的漏斗状入料段、中部的锥形过渡段和下部的圆柱状成型段构成，漏斗状入料段的上端口呈扇形；压辊或者网状盘面式模盘与动力机构传动相连，其结构简单，实现压辊的工作区域全部成为有效的入料面积，使网状盘面式模盘的盘面上不存在三角区，使网状盘面式模盘的入料面积占空比接近达到100%,既可克服传统模具容易把生物质原料碾压成壳的缺陷，又可有效提高成型机的生产效率和降低设备的单位生产电耗。2、在成型孔上设有2 3_厚的耐磨罩，耐磨罩与网状盘面式模盘相适应，利用耐磨罩高硬度与高耐磨性的特点，可在压缩成型过程中有效减少生物质原料对网状盘面式模盘的磨损，可大大延长网状盘面式模盘的使用寿命，有效克服了传统模具制造工艺中提高模具寿命与降低模具加工成本之间的矛盾，为压型机在农村的普及使用奠定了基础。3、漏斗状入料段的上端口边界为棱线，且漏斗状入料段上端口边界的棱线较为尖锐，既可有效克服传统模具容易把生物质原料碾压成壳的缺陷，又能大大提高入料面积占空比。4、由于成型孔通过深度拉伸放样形成漏斗状入料段、锥形过渡段和圆柱状成型段三部分，使成型孔上部为扇形的同时保证其下部仍为圆柱形，可避免成型孔相邻壁厚过薄，有效保证网状盘面式模盘具有足够的机械强度，经久耐用。5、耐磨罩可以做成整体式的，便于安装；耐磨罩也可以是组合式的，当耐磨罩单个或者部分磨损破碎后可单独更换或者成批集体更换，便于维护，不仅可以进一步延长网状盘面式模盘的使用寿命，而且还能降低设备的使用成本。
图I为本发明的结构示意 图2为图I中接料仓内网状盘面式模盘的结构示意 图3为图2中成型孔的结构不意 图4为图2的A-A剖视图。
具体实施例方式如图I、图2、图3和图4所示的平模网状模盘生物质成型机，其包括机架I、机架I上部的入料仓2和入料仓2下方的接料仓3，在接料仓3上设有出料口 12，在入料仓2内设有转轴6，转轴6上通过轴承11安装有压辊5。在接料仓3内设有网状盘面式模盘7，压辊5与网状盘面式模盘7间隙配合，在网状盘面式模盘7中部设有中心孔8，动力机构包括电动机及其减速机4，网状盘面式模盘7与电动机及其减速机4通过中心孔8与电动机及其减速机4的输出轴的紧配合传动连接。在网状盘面式模盘7的盘面上设有三圈成型孔9，即 整个盘面包括三个由成型孔9构成的环形工作区域，其中成型孔9通过一定的深度拉伸放样形成由上部的漏斗状入料段91、中部的锥形过渡段92和下部的圆柱状成型段93三部分构成的成型腔体，漏斗状入料段91的上端口呈扇形，且漏斗状入料段91的上端口边界为棱线，所有成型孔9上端口的棱线构成网状盘面式模盘7的网状盘面，从而实现压辊5的工作区域全部成为有效的入料面积，使网状盘面式模盘7的盘面上不存在三角区，使网状盘面式模盘7的入料面积占空比接近达到100%，可有效提高成型机的生产效率和降低设备的单位生产电耗。为了提高成型机的耐磨性能，在成型孔9上设有2 3mm厚的耐磨罩10，耐磨罩10与网状盘面式模盘7相适应，利用耐磨罩10高硬度与高耐磨性的特点，可在压缩成型过程中有效减少生物质原料对网状盘面式模盘7的磨损，可大大延长网状盘面式模盘7的使用寿命。漏斗状入料段91上端口边界的棱线较为尖锐，既可有效克服传统模具容易把生物质原料碾压成壳的缺陷，又能大大提高入料面积占空比。由于成型孔9通过深度拉伸放样形成漏斗状入料段91、锥形过渡段92和圆柱状成型段93三部分，使成型孔9上部为扇形的同时保证其下部仍为圆柱形，可避免成型孔9相邻壁厚过薄，有效保证网状盘面式模盘7具有足够的机械强度，经久耐用。成型孔9锥形入料段92的锥度范围为1:7 1:15，锥形入料段92的锥度优选为1:10，便于燃料成型。耐磨罩10可以做成整体式的，便于安装；耐磨罩10也可以是组合式的，当耐磨罩10单个或者部分磨损破碎后可单独更换或者成批集体更换，便于维护，不仅可以进一步延长网状盘面式模盘7的使用寿命，而且还能降低设备的使用成本。在本实施方式中，网状盘面式模盘7的盘面直径为500mm，装机功率为15KW，每小时可处理O. 5吨秸杆，网状盘面式模盘7的使用寿命可超过1000小时，可为生物质成型燃料提供稳定可靠、运行成本低的生产装备。本发明的使用过程为生物质原料通过提升送料装置送入到入料仓2中，生物质原料通过压辊5与转轴6落到网状盘面式模盘7的漏斗状入料段91内，并经过锥形过渡段92进入圆柱状成型段93 ；电动机及其减速机4驱动网状盘面式模盘7转动，与此同时，转动的网状盘面式模盘7与滚动的压辊5之间产生相对运动，使更多的生物质原料被强制压入到网状盘面式模盘7的成型孔9中；生物质原料在圆柱状成型段93完成压缩成型为棒状，最后生物质成型燃料通过出料口 12排出。不限于上述实施方式在本发明中，耐磨罩10与网状盘面式模盘7既可以制成一
体结构，也可以制成分体式的，便于进行及时更换，使用灵活；耐磨罩10也可以是通过在成型孔9表面喷涂陶瓷粉末和烧结形成的表面具有高耐磨性的耐磨层。
权利要求
1.一种平模网状模盘生物质成型机，其特征在于包括机架、机架上部的入料仓和入料仓下方的接料仓，入料仓内设有压辊，接料仓内设有网状盘面式模盘，压辊与网状盘面式模盘间隙配合，接料仓上设有出料口 ；网状盘面式模盘的盘面上设有至少一圈成型孔，成型孔由上部的漏斗状入料段、中部的锥形过渡段和下部的圆柱状成型段构成，漏斗状入料段的上端口呈扇形；压辊或者网状盘面式模盘与动力机构传动相连。
2.如权利要求I所述的平模网状模盘生物质成型机，其特征在于所述网状盘面式模盘的盘面上设有三圈成型孔，成型孔漏斗状入料段的上端口边界为棱线，所有成型孔的棱线构成网状盘面式模盘的网状盘面。
3.如权利要求I或2所述的平模网状模盘生物质成型机，其特征在于所述成型孔上设有耐磨罩，耐磨罩与网状盘面式模盘相适应。
4.如权利要求3所述的平模网状模盘生物质成型机，其特征在于所述成型孔锥形入料段的锥度范围为1:7 1:15。
5.如权利要求4所述的平模网状模盘生物质成型机，其特征在于所述入料仓内设有转轴，压辊通过轴承安装在转轴上。
6.如权利要求5所述的平模网状模盘生物质成型机，其特征在于所述网状盘面式模盘中部设有中心孔，动力机构包括电动机及其减速机，网状盘面式模盘与电动机及其减速机通过中心孔与电动机及其减速机的输出轴的紧配合传动连接。
7.如权利要求6所述的平模网状模盘生物质成型机，其特征在于所述成型孔锥形入料段的锥度为1:10。
全文摘要
本发明公开了一种平模网状模盘生物质成型机，包括机架、机架上部的入料仓和入料仓下方的接料仓，入料仓内设有压辊，接料仓内设有网状盘面式模盘，压辊与网状盘面式模盘间隙配合，接料仓上设有出料口；网状盘面式模盘的盘面上设有至少一圈成型孔，成型孔由上部的漏斗状入料段、中部的锥形过渡段和下部的圆柱状成型段构成，漏斗状入料段的上端口呈扇形；压辊或者网状盘面式模盘与动力机构传动相连。该成型机结构简单，使网状盘面式模盘的盘面上不存在三角区，使网状盘面式模盘的入料面积占空比接近达到100%，既可克服传统模具容易把生物质原料碾压成壳的缺陷，又可有效提高成型机的生产效率和降低设备的单位生产电耗。
文档编号B30B11/28GK102672997SQ20121013047
公开日2012年9月19日 申请日期2012年4月28日 优先权日2012年4月28日
发明者于富强, 于政道, 任天宝, 张百良, 徐桂转, 李保谦, 杨世关, 赵兴涛 申请人:河南农业大学