一种新型生物质平模成型机的制作方法

本实用新型属于生物质能源化利用领域，涉及一种燃料成型机，具体涉及一种新型生物质平模成型机。

背景技术：

生物质致密成型技术是利用机械力将生物质压缩或挤压成为容积密度较大、热效率较高、便于运输和储藏的固体成型燃料；由于处理后的生物质成型燃料容积密度增大，燃烧热值提高、形状和尺寸统一，使用方便，易于燃烧，所以容易被用户所接收，是煤和薪柴优秀的替代燃料。

目前，生物质固化成型设备主要有螺旋挤压式成型机、活塞冲压式成型机和压辊式成型机三种，其中压辊式成型机依据压模的形状不同，可被分为环模式和平模式；平模成型机具有结构简单、质量轻、体积小、移动性好、易于操作、在常温下即可进行，转速小，能耗低、成本低、可成型原料广泛等优点，因此具有较好的应用前景；平模成型机依据压辊部件的不同，又可被分为柱辊式和锥辊式；图11为不同辊模结构下压力分布图，其中a为现有柱辊下压力分布图，柱辊的压力曲线比较尖锐，高压主要分布在压辊的中心部位，产生应力集中现象，磨损较大；b为现有锥辊下压力分布图，采用锥形辊，由于压力在水平方向有一个分力，挤压区内大部分物料和压力的最大值位于锥辊大端面一侧，虽然在小端面一侧存在一个低应力区，对物料起着预辊压作用，但同样会产生应力集中现象；压辊和平模是生物质平模成型机的关键部件，也是最容易损坏的部件，使用寿命较低；通过对压辊和平模的结构形式研究来减缓磨损程度、延长使用寿命显得尤为重要。

此外现有的平模成型机在使用过程中仍存在以下几方面的不足：

1、现有的平模成型机通常设置一对压辊，该对压辊由呈180°角对称布置的两压辊构成，一对压辊在主轴的带动下沿主轴的轴线旋转，将物料逐渐推送挤压到成型孔内，制成固体成型燃料；该一对压辊的结构限制了成品的生产效率，其生产效率有待进一步提高；

2、燃料成型后没有固定的出料方向，不易收集成型燃料；成型燃料的长度靠自然断裂，不能很好控制。

技术实现要素：

针对上述问题，本实用新型提供了一种新型生物质平模成型机，集成型、切断、集中出料为一体，减化了内部结构，提高了生产效率，降低了模辊的磨损度，延长了使用寿命，提高了成型产品的均匀性；能够集中出料，便于收集；成型燃料经机械切断，规格尺寸统一，使用方便。

本实用新型采用的技术方案如下：一种新型生物质平模成型机,包括壳体、平模、电机、驱动轴、套管、轮轴、压辊、切刀、扫料板；其特征在于：

所述壳体内部自上而下包括进料口、压制腔、储存腔、机械室；进料口与下方的压制腔连通，压制腔底部安装平模，平模将压制腔、储存腔分隔开，平模上表面中央设置贯穿平模的平模中心穿孔，平模中心穿孔周围设置一圈向下凹的轨道，轨道截面形状为圆弧形，轨道内开有均匀阵列排布的模孔，模孔连通压制腔和储存腔；所述储存腔为圆柱状腔体，侧面设置出料口，出料口底面远离储存腔逐渐向下倾斜；所述储存腔与机械室通过隔离层分隔开；机械室内安装电机，电机通过联轴器连接驱动轴，驱动轴竖直安装在壳体中央，驱动轴依次穿过隔离层、储存腔、平模中心穿孔，并延伸至进料口处，驱动轴穿过隔离层处设置轴承；

所述套管从驱动轴上端套在驱动轴上，与驱动轴一起转动，套管下端穿过平模中心穿孔、延伸至储存腔底面，套管位于压制腔内的侧壁上水平设置轮轴，轮轴上安装压辊，轮轴与压辊之间设有轴承；所述压辊呈胎形，压在平模的轨道上，沿轨道滚动，压辊与轨道接触面为胎面，胎面截面形状为圆弧形，与轨道截面形状吻合；所述套管位于储存腔内的侧壁上设置切刀和扫料板；所述切刀位于平模下方、靠近模孔，切刀外缘超出平模外侧边缘；所述扫料板为竖直安装的薄板，安装在套管的底端，其底边贴近储存腔底面，远离套管的边靠近储存腔内的侧壁，扫料板位于切刀所在平面的下方，与切刀上下位置错开。

进一步，所述压制腔下端内壁向内收缩倾斜，导向轨道。

进一步，所述套管顶部为半球状的顶帽，顶帽底部与驱动轴螺纹连接，或所述套管顶部为中间高、四周低的球缺状的顶帽，顶帽底部与驱动轴螺纹连接，顶帽四周靠近压制腔内壁。

进一步，所述扫料板设置在切刀相对的一侧，与切刀错开180度。

进一步，所述压辊设置3个，围绕套管均匀阵列。

本实用新型的有益效果在于：提供一种新型生物质平模成型机，本装置集成型、切断、集中出料为一体，减化了内部结构，提高了生产效率，降低了模辊的磨损度，提高了成型产品的均匀性；能够集中出料，便于收集；成型燃料经机械切断，规格尺寸统一，使用方便；此外，从进料口投入的原料能够均匀铺撒在平模的轨道上，充分利用了平模的有效工作面，使得整个机体的工作运转效率有了大幅度提升，降低了能源消耗。

附图说明

图1为本实用新型的外观立体结构示意图。

图2为本实用新型的内部平面剖视图。

图3为本实用新型的内部立体剖视图。

图4为本实用新型的套管剖开内部结构图。

图5为本实用新型的储存腔内部结构示意图。

图6为本实用新型的平模立体结构示意图。

图7为本实用新型的压辊、轨道的截面示意图。

图8为本实用新型的半球状顶帽的结构示意图。

图9为本实用新型的3个压辊的结构示意图。

图10为本实用新型的平模和压辊工作原理图。

图11为实施例中不同辊模结构下压力分布图。

图中：壳体1，平模2，电机3，驱动轴4，套管5，轮轴6，压辊7，切刀8，扫料板9，进料口1-1，压制腔1-2，储存腔1-3，机械室1-4，出料口1-5，隔离层1-6，平模中心穿孔2-1，轨道2-2，模孔2-3，顶帽5-1，胎面7-1。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型。

一种新型生物质平模成型机,包括壳体1、平模2、电机3、驱动轴4、套管5、轮轴6、压辊7、切刀8、扫料板9；

所述壳体1内部自上而下包括进料口1-1、压制腔1-2、储存腔1-3、机械室1-4；进料口1-1与下方的压制腔1-2连通，压制腔1-2底部安装平模2，平模2将压制腔1-2、储存腔1-3分隔开，平模2上表面中央设置贯穿平模的平模中心穿孔2-1，平模中心穿孔2-1周围设置一圈向下凹的轨道2-2，轨道2-2截面形状为圆弧形，轨道2-2内开有均匀阵列排布的模孔2-3，模孔2-3连通压制腔1-2和储存腔1-3；所述储存腔1-3为圆柱状腔体，侧面设置出料口1-5，出料口1-5底面远离储存腔1-3逐渐向下倾斜；所述储存腔1-3与机械室1-4通过隔离层1-6分隔开；机械室1-4内安装电机3，电机3通过联轴器连接驱动轴4，驱动轴4竖直安装在壳体1中央，驱动轴4依次穿过隔离层1-6、储存腔1-3、平模中心穿孔2-1，并延伸至进料口1-1处，驱动轴4穿过隔离层1-6处设置轴承；

所述套管5从驱动轴4上端套在驱动轴上，与驱动轴4一起转动，套管5下端穿过平模中心穿孔2-1、延伸至储存腔1-3底面，套管5位于压制腔1-2内的侧壁上水平设置轮轴6，轮轴6上安装压辊7，轮轴6与压辊7之间设有轴承；所述压辊7呈胎形，压在平模2的轨道2-2上，沿轨道2-2滚动，压辊7与轨道2-2接触面为胎面7-1，胎面7-1截面形状为圆弧形，与轨道2-2截面形状吻合；所述套管5位于储存腔1-3内的侧壁上设置切刀8和扫料板9,和套管5一起转动；所述切刀8位于平模2下方、靠近模孔2-3，切刀8外缘超出平模2外侧边缘；所述扫料板9为竖直安装的薄板，安装在套管5的底端，其底边贴近储存腔1-3底面，远离套管5的边靠近储存腔1-3内的侧壁，扫料板9位于切刀8所在平面的下方，与切刀8上下位置错开。

进一步，所述压制腔1-2下端内壁向内收缩倾斜，导向轨道2-2；将落入压制腔1-2的粉碎原料集中到轨道2-2内进行压制。

进一步，所述套管5顶部为半球状的顶帽5-1，顶帽5-1底部与驱动轴4螺纹连接，或套管5顶部为中间高、四周低的球缺状的顶帽5-1，顶帽5-1底部与驱动轴4螺纹连接，顶帽5-1四周靠近压制腔1-2内壁；球缺状的顶帽5-1随套管5一起转动，粉碎原料从进料口1-1进入落到球缺状的顶帽5-1上，沿顶帽5-1弧面均匀铺开，经过顶帽5-1四周与压制腔1-2内壁间的缝隙，撒落掉入压制腔1-2的轨道内；避免粉碎原料直接投入，集中在一处，导致局部阻塞影响设备正常运行，影响生产效率。

进一步，所述扫料板9设置在切刀8相对的一侧，与切刀8错开180度。

进一步，所述压辊7设置3个，围绕套管5均匀阵列；套管5随着电机3的旋转带动三个压辊7一起沿着平模2上的轨道2-2作圆周运动，压辊7将粉碎原料从模孔2-3中压入下方，充分利用了平模的有效工作面，使得整个机体的工作运转效率有了大幅度提升，降低了能源消耗。

本实施例的工作原理是：如图2所示，平模成型机以机械圆周运动为基础，平模2固定不动，电机3带动驱动轴4转动，进而带动与驱动轴4连接的套管5一起转动，位于压制腔1-2内的压辊7沿着平模上的轨道2-2作圆周运动，在平模2和压辊7的强烈挤压作用下，物料逐渐被压实，挤入平模2的模孔2-3中，并在模孔2-3中不断受到后挤入物料的压力而穿过模孔2-3挤出成型（如图10所示）；成型物料经模孔2-3进入储存腔1-3，设置在储存腔1-3内的切刀8和扫料板9同套管5一起转动，切刀8在转动过程中切断从模孔2-3中挤出的成型物料，切断的成型物料落到储存腔1-3底面，扫料板9在转动过程中将储存腔1-3底面上的成型物料推动旋转，出料口1-5底面远离储存腔1-3逐渐向下倾斜，成型物料经过出料口1-5时沿倾斜的底面排出壳体1；

如图7所示，是压辊7、轨道2-2的截面示意图，轨道2-2截面形状为向下凹的圆弧形，压辊7与轨道2-2接触面为胎面7-1，胎面7-1截面形状为圆弧形，与轨道2-2截面形状吻合；采用胎形压辊7滚动压制物料时，由于圆弧形轨道2-2在侧面对物料有一个阻碍作用，物料颗粒在挤压区内分布较均匀，压辊的挤压力均匀分布，产品的成型质量较好；图11为不同辊模结构下压力分布图，其中a为现有柱辊下压力分布图，柱辊的压力曲线比较尖锐，高压主要分布在压辊的中心部位，产生应力集中现象，磨损较大；b为现有锥辊下压力分布图，采用锥形辊，由于压力在水平方向有一个分力，挤压区内大部分物料和压力的最大值位于锥辊大端面一侧，虽然在小端面一侧存在一个低应力区，对物料起着预辊压作用，但同样会产生应力集中现象；c为本申请的胎形压辊下压力分布图，采用胎形辊，由于圆弧形轨道在侧面对物料有阻碍作用，因此在压辊轴向从中心向两侧延伸时，相对于柱辊辊压颗粒中间少两侧多的分布状态，被挤压颗粒在挤压区分布较均匀，压辊磨损相对较小；本申请设计的平模和压辊相对于现有的柱辊和锥辊磨损量更小，使用寿命更长；同时，被挤压颗粒在挤压区分布较均匀，提高了成型产品的均匀性；

本装置集成型、切断、集中出料为一体，减化了内部结构，提高了生产效率，降低了模辊的磨损度，提高了成型产品的均匀性；能够集中出料，便于收集；成型燃料经机械切断，规格尺寸统一，使用方便。

尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行和修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。