螺杆秸秆膨化装置的制作方法

本实用新型属于农用机械技术领域，尤其涉及一种螺杆秸秆膨化装置。

背景技术：

我国作为农业大国，每年可生成7亿多吨秸秆，秸秆成为“用处不大”但必须处理掉的“废弃物”。在此情况下，完全由农民来处理，就出现了大量焚烧的现象。每年夏收和秋冬之际，总有大量的小麦、玉米等秸秆在田间焚烧，产生了大量浓重的烟雾，污染环境。不仅成为农村环境保护的瓶颈问题，甚至成为殃及城市环境的罪魁祸首。事实上农作物秸秆属于农业生态系统中一种十分宝贵的生物质能资源。农作物秸秆资源的综合利用对于促进农民增收、环境保护、资源节约以及农业经济可持续发展意义重大。

秸秆虽然可以直接作为禽畜饲料，但是秸秆自身的粗纤维、木质素、蜡化皮等使禽畜难以消化吸收，并且适口性极差。因此需要秸秆膨化设备对秸秆进一步处理。

技术实现要素：

本实用新型就是针对上述问题，提供一种使用效果好的螺杆秸秆膨化装置。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案，本实用新型包括膨化机构，其特征在于膨化机构包括主轴，主轴3穿入机筒4，主轴3后端置于机筒4外侧并连接驱动传输部件；

主轴3前端置于机筒4前端并连接有膨化头10；

机筒4内主轴3上由机筒4后部进料口处至机筒4前端出料口依次设置有送料段外螺纹套15、前段外螺纹套，前段外螺纹套前端与膨化头10内端相抵；

机筒4内壁设置有与外螺纹套旋线旋向相反的螺旋牙型结构；

所述主轴3与送料段外螺纹套15刚性连接，主轴3扭矩通过送料段外螺纹套15传递给前段外螺纹套，送料段外螺纹套15与前段外螺纹套传动连接。

作为一种优选方案，本实用新型所述膨化机构由上后至前下倾斜设置，膨化机构的进料口设置在膨化机构的后部上端，机筒4内壁后端通过轴承与主轴3相连。

作为另一种优选方案，本实用新型所述膨化机构的进料口处设置有料斗5，料斗5上设置有破拱机构6，膨化机构设置在机架16上。

作为另一种优选方案，本实用新型所述前段外螺纹套包括后侧均化压缩段外螺纹套12和前侧定容段外螺纹套11，后侧均化压缩段外螺纹套12与前侧定容段外螺纹套11传动连接。

作为另一种优选方案，本实用新型所述驱动传输部件采用皮带轮1。

作为另一种优选方案，本实用新型所述驱动传输部件前侧的主轴3上设置有支撑轴承座2，支撑轴承座2下端设置在机架16上。

作为另一种优选方案，本实用新型所述膨化头10与机筒4内壁之间设置有导料衬套9。

作为另一种优选方案，本实用新型所述导料衬套9内壁内径由内向外逐渐减小，膨化头10外径由内向外逐渐增大。

作为另一种优选方案，本实用新型所述导料衬套9与机筒4可拆装连接，膨化头10与主轴3可拆装连接。

作为另一种优选方案，本实用新型所述机筒4前端设置有环状压盖19，压盖19的内圈外端向中部延伸形成压接凸台，导料衬套9外壁中部具有向外侧延伸的压紧部，压紧部外端面为与压接凸台内壁的作用面，压紧部内端面为与机筒4前端面的作用面，压盖19外周通过紧固件与机筒4前端面紧固。

作为另一种优选方案，本实用新型所述机筒4前部采用前端套8的结构，前端套8后端通过紧固件与机筒4主体相连。

作为另一种优选方案，本实用新型所述前端套8内侧设置有内壁为螺旋结构的前端衬套13。

作为另一种优选方案，本实用新型所述连接前端套8与机筒4主体的紧固件采用快速拆卸结构7。

作为另一种优选方案，本实用新型所述前端套8与进料口之间的机筒4内壁设置有内壁为螺旋结构的后端衬套14，后端衬套14外壁外端向外侧延伸形成凸缘21，凸缘后端与机筒4主体前端相接，凸缘前端与前端衬套13后端相接，凸缘外端与前端套8后端内壁相接；

机筒4内壁相应于后端衬套14设置有放置槽，放置槽前端延伸至机筒4主体前端，后端衬套14后端与放置槽后端侧壁相接。

作为另一种优选方案，本实用新型所述料斗5为钢板焊接方形结构，侧板的外倾角度不大于20度。

作为另一种优选方案，本实用新型所述破拱机构包括转轴，转轴两端通过轴承座固定在料斗5上，转轴上设置有破拱板，转轴端部连接驱动机构。

作为另一种优选方案，本实用新型所述破拱板内端通过紧固件与转轴上的连接部件相连，破拱板外端为锯齿状。

作为另一种优选方案，本实用新型所述驱动机构包括设置在转轴端部的被动链轮，被动链轮通过链条与主动链轮相连，主动链轮的与减速机17的输出端相连，减速机的输入端与电机的输出端相连。

作为另一种优选方案，本实用新型所述减速机采用摆线针轮减速机。

作为另一种优选方案，本实用新型所述送料段外螺纹套15采用螺距不小于送料段外螺纹套外径的2倍的定螺距，均化压缩段外螺纹套12采用从送料段端至定容段端逐渐变小的渐变螺距，定容段外螺纹套11采用螺距的范围为螺杆定容段外螺纹套11外径的1/3－1/4的定螺距。

作为另一种优选方案，本实用新型所述外螺纹套上设置多条半圆型的副螺旋，外螺纹套整体为纺锤体形状。

其次，本实用新型所述送料段外螺纹套15的外径由后至前保持一致，均化压缩段外螺纹套12和定容段外螺纹套11的外径由后至前逐渐减小，与均化压缩段外螺纹套12和定容段外螺纹套11的设置位置相对应的机筒4内径由后至前逐渐减小。

另外，本实用新型所述膨化机构整体沿主轴中心线出料口向下倾斜8—15度。

本实用新型有益效果。

本实用新型膨化机构采用螺旋线牙型结构可以在最短的实体长度内实现牙型最长，增加秸秆物料于机筒的摩檫力，物料在机筒内通过时间更长，对物料的剪切力加大，升温快膨化效果更好。

本实用新型外螺纹套采用分段结构后可以避免外螺纹套的整体更换，减小使用成本。

本实用新型主轴3只与送料段外螺纹套15刚性连接，对其外螺纹套只是起到轴向和径向定位作用，即主轴的悬臂段(即设置前段外螺纹套的部分)不承受扭矩，避免主轴断轴的情况。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步说明。本实用新型保护范围不仅局限于以下内容的表述。

图1是本实用新型主视剖视图。

图2是本实用新型俯视图。

图3是本实用新型左侧剖视图.

图中，1-皮带轮；2-后支撑轴承座；3-主轴；4-机筒；5-料斗；6-破拱机构；7-快速拆卸结构；8-前端套；9-导料衬套；10-膨化头；11-定容段外螺纹套；12-均化压缩段外螺纹套；13-前端衬套；14-后端衬套；15-送料段外螺纹套；16-机架；17-破拱机构摆线针轮减速机；18-主电机；24-紧定钉安装孔。

具体实施方式

如图所示，本实用新型包括膨化机构，膨化机构的进料口处设置有料斗5，料斗5上设置有破拱机构6，膨化机构由上后至前下倾斜设置，膨化机构的进料口设置在膨化机构的后部上端。本实用新型膨化机构由上后至前下倾斜设置，膨化机构的进料口设置在膨化机构的后部上端；可提高膨化效果，提高产量，并解决抱杆时料斗内积水物料漂浮于水上不走料和水倒灌入轴承腔内的问题，提高整机使用寿命。

所述膨化机构设置在机架16上。

所述膨化机构包括主轴，主轴3穿入机筒4，主轴3后端置于机筒4外侧并连接驱动传输部件；

主轴3前端置于机筒4前端并连接有膨化头10；

机筒4内主轴3上由机筒4后部进料口处至机筒4前端出料口依次设置有送料段外螺纹套15、前段外螺纹套，前段外螺纹套前端与膨化头10内端相抵；

机筒4内壁设置有与外螺纹套旋线旋向相反的螺旋牙型结构；

所述主轴3与送料段外螺纹套15刚性连接，主轴3扭矩通过送料段外螺纹套15传递给前段外螺纹套，送料段外螺纹套15与前段外螺纹套传动连接。

所述前段外螺纹套包括后侧均化压缩段外螺纹套12和前侧定容段外螺纹套11，后侧均化压缩段外螺纹套12与前侧定容段外螺纹套11传动连接。外螺纹套在送料段、均化压缩段和定容段的磨损程度差异巨大，采用分段结构可大大节约外螺纹套更换的使用成本。

通过设置螺旋牙型结构，提高整机物料的输送能力，杜绝产生物料在料斗内滞留的现象。

送料段外螺纹套与主轴连接，连接方式可采用四方、六方、键、销等传动连接方式。

均化压缩段外螺纹套12与送料段外螺纹套15和定容段外螺纹套11传动连接(连接方式可采用槽口、键、销等方式)，均化压缩段外螺纹套12和定容段外螺纹套11与主轴不进行固定连接。

所述机筒4内壁后端通过轴承与主轴3相连。

所述驱动传输部件采用皮带轮1。主轴3的动力可采用电机、柴油机等驱动源。驱动源与主轴的动力传动方式可采用带传动、链传动、齿轮及减速机传动。

所述驱动传输部件前侧的主轴3上设置有支撑轴承座2，支撑轴承座2下端设置在机架16上。

所述膨化头10与机筒4内壁之间设置有导料衬套9。

所述导料衬套9内壁内径由内向外逐渐减小，膨化头10外径由内向外逐渐增大。膨化头10与导料衬套9之间的间隙內大外小可大幅度提高膨化腔内压力，改善膨化效果。

所述导料衬套9与机筒4可拆装连接，膨化头10与主轴3可拆装连接；可更换不同规格尺寸的导料衬套和膨化头，可以根据秸秆物料性状不同和产品最终用户不同(喂牛、喂羊、喂鹅、造纸)通过调整导料套和导料螺母的大小实现用户的不同需求，实现了一机多用。

所述机筒4前端设置有环状压盖19，压盖19的内圈外端向中部延伸形成压接凸台，导料衬套9外壁中部具有向外侧延伸的压紧部，压紧部外端面为与压接凸台内壁的作用面，压紧部内端面为与机筒4前端面的作用面，压盖19外周通过紧固件与机筒4前端面紧固。

所述机筒4前部采用前端套8的结构，前端套8后端通过紧固件与机筒4主体相连。

所述前端套8内侧设置有内壁为螺旋结构的前端衬套13。所述的前端套8内装有整体的前端衬套13，前端衬套13磨损后可整体更换，设备不需要更换前端套8。

所述连接前端套8与机筒4主体的紧固件采用快速拆卸结构7。快速拆卸结构7可采用活结螺栓。在发生严重堵料需要拆卸前端时，可以快速拆卸和安装，提高整机工作效率。

所述前端套8与进料口之间的机筒4内壁设置有内壁为螺旋结构的后端衬套14，后端衬套14外壁外端向外侧延伸形成凸缘21，凸缘后端与机筒4主体前端相接，凸缘前端与前端衬套13后端相接，凸缘外端与前端套8后端内壁相接；

机筒4内壁相应于后端衬套14设置有放置槽，放置槽前端延伸至机筒4主体前端，后端衬套14后端与放置槽后端侧壁相接。

镶嵌的衬套磨损后可更换，不用更换成本更高的机筒和前端套，提高整机的使用寿命节约膨化机的使用成本。

料斗5下方机筒4内壁螺旋结构、前端衬套13内壁螺旋结构、后端衬套14内壁螺旋结构首尾顺次连接，形成完整的所述螺旋牙型结构。

所述料斗5为钢板焊接方形结构，侧板的外倾角度不大于20度(可有效避免秸秆物料自然堆积)。料斗的喂入结构可采用左侧壁(如图3所示)垂直地与机筒内孔相交。壁面与机筒中心面距离为机筒半径的一半。左壁下面与机筒内壁相切成45度的方式。这种形式的料斗喂入结构特别适合秸秆物料的喂入。保证了秸秆物料可连续不断的进入膨化腔，避免出现秸秆物料在料斗内翻滚而不进入膨化腔的情况发生。

所述破拱机构包括转轴，转轴两端通过轴承座固定在料斗5上，转轴上设置有破拱板，转轴端部连接驱动机构。

所述破拱板内端通过紧固件与转轴上的连接部件相连，破拱板外端为锯齿状。为保证秸秆物料的进料连续和防止秸秆物料在进料斗内的堆积不局限于单轴破拱，根据秸秆物料形状可采用单轴、双轴及多轴破拱机构。保证秸秆物料可以连续不断的以分散的状态被主外螺纹套自主带入膨化腔，变被动喂料为主动喂料，实现物料以分散的状态喂入送料段螺杆，即可以防止物料在料斗内堆积棚在一起主机不走料同时可以避免和减少膨化机构堵料情况的发生。

所述驱动机构包括设置在转轴端部的被动链轮，被动链轮通过链条与主动链轮相连，主动链轮的与减速机17的输出端相连，减速机的输入端与电机的输出端相连。

所述减速机采用摆线针轮减速机。

所述送料段外螺纹套15采用螺距不小于送料段外螺纹套外径的2倍的定螺距，均化压缩段外螺纹套12采用从送料段端至定容段端逐渐变小的渐变螺距，定容段外螺纹套11采用螺距的范围为螺杆定容段外螺纹套11外径的1/3－1/4的定螺距。上述结构可以大幅降低外螺纹套的长径比，均化压缩段采用渐变螺距逐渐变小结构提高秸秆物料的压缩比，增加产量和提高产品膨化效果。

所述外螺纹套上设置多条半圆型的副螺旋22(增加压缩比，提高膨化效果)，外螺纹套整体为纺锤体形状(降低堵机故障率)。

所述送料段外螺纹套15的外径由后至前保持一致，均化压缩段外螺纹套12和定容段外螺纹套11的外径由后至前逐渐减小，与均化压缩段外螺纹套12和定容段外螺纹套11的设置位置相对应的机筒4内径由后至前逐渐减小。

所述膨化机构整体沿主轴中心线出料口向下倾斜8—15度。

在电气控制上可设有可全压启动的正反转点动的主电机和喂料电机的控制。当非正常工作状况(如忘记加水)堵料、抱杆(不出料但是外螺纹套仍在旋转)可以通过停机，反转点动一分钟之内即可解决使设备恢复正常生产状态。大大提高了整机的生产效率。

本实用新型外螺纹套可采用抗磨白口铁(高铬铸铁)铸造成型或普通碳钢铸造成型后在主螺旋牙型上堆焊耐磨碳化钨；提高外螺纹套的使用寿命，降低设备使用成本，避免了频繁更换外螺纹套，提高工作效率。

机筒4内壁后端与主轴3相连的轴承可采用双向推力轴承23，发生堵料或抱杆时，可以采用反转迅速解决问题。

膨化头与主轴螺纹连接。在主轴头部可加工与工作旋向相反的细牙防松螺纹防止膨化头松动。

下面结合附图说明本实用新型的工作过程。

粉碎或揉丝的秸秆物料加入料斗内，在破拱机构的作用下物料以分散的状态被送料段外螺纹套吸入机筒膨化腔在均化压缩段的外螺纹套的挤压、剪切作用下形成高温高压的糊化丝状经定容段外螺纹套定量向前推进从导料衬套和膨化头之间的环形间隙喷射出后，因瞬间失压形成形成膨松酥脆的秸秆膨化饲料，经后期发酵处理后可作为牛、养、马、鹅等的喂养饲料。本实用新型是一种秸秆丝化、浆化和膨化装置。

可以理解的是，以上关于本实用新型的具体描述，仅用于说明本实用新型而并非受限于本实用新型实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本实用新型进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本实用新型的保护范围之内。