一种具有双向切割功能的压辊式挤压致密成型制粒机的制作方法

本发明涉及制粒机，特别是涉及一种具有双向切割功能的压辊式挤压致密成型制粒机。

背景技术：

1、随着人们对资源和环境问题的关注程度不断提高，如何正确处理和有效地利用农作物秸秆等资源已经成为我国研究的焦点之一，生物质致密成型技术为高效再利用秸秆资源提供了一条很好的途径。秸秆类生物质资源的成型设备按照成型方式的不同具有多种结构形式，其中辊压式(包括环模、平模压辊式)秸秆成型设备，仍是代表了当前国内外生物质挤压致密成型技术及装备的主流。

2、颗粒致密成型技术和装备起始是用于单胃动物的颗粒饲料加工，饲料制粒是将粉末状单一词料原料或全价配合饲料经过物理挤压而变成颗粒形态的全过程。国外的颗粒燃料成型技术虽然已经比较成熟，但其颗粒成型技术及制粒机针对的原料多为木屑，极少有针对秸秆(牧草)类纤维性物料的颗粒成型技术和装备。

3、目前国内外生物质致密成型设备，包括环模压辊式制粒机和平模压辊式制粒机，均普遍存在着：(1)生产效率偏低、单位能耗过大；(2)关键工作装置磨损严重和设备使用稳定性差；(3)由于现有的辊压式(包括环模、平模压辊式)制粒机的工作原理和成型机理是属于一种“碾磨式挤压致密成型机理”，因此现有的设备和相关成型技术对生物质物料的物理形态要求高，严重地制约了其应用范围。特别是在秸秆(牧草)类等较大粒径的纤维性生物质物料进行挤压成型的过程中，由于颗粒成型模孔直径较小，仅仅依靠压辊的外圆柱曲面与模孔进料口的端面(曲面或平面)之间的相对运动和挤压，物料极易卡阻在成型模孔的进料口处并形成硬化层，难以进入成型模孔，从而进一步增加制粒机的能耗、影响生产效率，甚至造成设备无法正常工作。

4、cn111545129a《一种装配式对辊环模颗粒成型机》的提出，是为了解决：(1)当前我国一直面临着无秸秆(牧草)等纤维类生物质挤压制粒成型技术和装备可用；(2)国内外现有的压辊式制粒机(包括平模、环模)，由于不具备切割功能，因此都无法应用于秸秆(草)类纤维性生物质挤压致密颗粒成型，这一现实和紧迫性的问题。针对当今国外最先进的德国克罗尼(krone)田间移动式(对辊双环模)颗粒成型机存在的：(1)关键部件制作工艺复杂、设备价格昂贵；(2)设备结构复杂，使用和调整技术要求高；3)设备生产使用和维护的成本高，等一系列问题，首次提出了一种“二次切割挤压成型机理”，进一步地解决了提高生产效率、降低能耗的问题；并针对关键部件“对辊环模”采用整体式结构，其制作工艺复杂、制作和生产使用成本高的问题，采用了一种“装配式对辊环模”结构的技术，有效地降低制作工艺技术要求、制作和生产使用成本。

5、但是，该项技术相对于当前国内外大量使用的压辊式制粒技术及装备，仍然是存在着下列问题：(1)设备的技术结构复杂、价格昂贵；(2)设备使用和调整技术要求高；(3)设备生产使用和维护的成本高，等一系列问题。

6、cn112892405a《一种具有切割功能的压辊式颗粒挤压致密成型系统》，主要是针对对常规压辊式颗粒机存在的问题进行技术改造和完善。通过对常规压辊上的小凹槽进行结构和功能性改造，使得压辊圆柱面上相邻的小凹槽之间所形成切割刃，该切割刃与与环模挤压作用面之间构成压切式切割副，进而构成的是一种“具有单向切割功能”的辊式颗粒机挤压致密成型系统，用以解决常规的压辊式制粒机由于不具备切割功能，造成的生产效率偏低、能耗高、关键工作部件磨损严重和设备使用稳定性差等问题。

7、但是，该项技术存在的主要问题是：(1)由于“单一切割功能的压辊”是无法构建完整的切割系统，因此，仍然是无法有效地解决生产效率偏低、能耗高、关键工作部件磨损严重和设备使用稳定性差的问题；(2)仍然不适用于秸秆(牧草)类纤维性的生物质颗粒成型问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种具有双向切割功能的压辊式挤压致密成型制粒机，以解决上述现有技术存在的适用性差、生产效率低、能耗高和设备使用稳定性差的问题，并能够对物料进行双向切割。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

3、本发明提供一种具有双向切割功能的压辊式挤压致密成型制粒机，包括机体、动力传动装置以及安装在所述机体内部并与所述动力传动装置传动连接的环模装置，对应所述环模装置设置有一压辊装置，所述压辊装置包括周向切割单元和轴向切割单元，所述周向切割单元与环模挤压工作面之间形成能够对物料进行周向切割的周向压切式切割副，所述轴向切割单元与所述环模挤压工作面之间形成能够对物料进行轴向切割的轴向压切式切割副。

4、优选的，所述周向切割单元包括至少一个周向切割压辊，所述周向切割压辊外表面均匀布设有多个与其轴线相平行的线形切割刃。

5、优选的，所述轴向切割单元包括至少一个轴向切割压辊，所述轴向切割压辊外表面沿轴向均匀布设有多个与其同轴的环形切割刃。

6、优选的，任意相邻的两个所述线形切割刃或任意相邻的两个所述环形切割刃之间具有切割刃修磨越程圆弧凹槽。

7、优选的，任意相邻的两个所述线形切割刃或任意相邻的两个所述环形切割刃之间间距均不大于所述环模上成型模孔的直径。

8、优选的，所述周向切割压辊的线形切割刃和所述轴向切割压辊的环形切割刃均具有对称设置的构成切割刃的两个切割刃斜面，两个所述切割刃斜面之间的锥角角度为75°～120°。

9、优选的，所述具有双向切割功能的压辊装置，及周向切割压辊和轴向切割压辊，适用于压辊式环模制粒机及压辊式平模制粒机。

10、本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

11、(1)本发明提供的具有双向切割功能的压辊式挤压致密成型制粒机，工作时，动力传动装置带动环模装置转动，由于摩擦力的作用，环模上的物料带动压辊转动，通过压辊装置与环模之间的相对运动和相互作用，实现对物料进行有效地抓取，并利用压辊装置与环模挤压工作面之间所构成的轴向和周向压切式切割副，对进入压辊装置与环模之间挤压区的物料实施轴向和周向的双向切割，并进一步地，对于被切割成立方体颗粒状的物料，在挤压力的作用下，利用周向切割压辊和轴向切割压辊上构成切割刃的斜面推动物料向成型模孔中移动，使物料顺利进入成型模孔中并完成制粒成型；

12、(2)本发明主要是针对当前国内外各种压辊式制粒技术及装备，由于不具备切割功能，因而无法应用于秸秆(草)类纤维性生物质挤压致密颗粒成型这一现实和紧迫性的问题，为秸秆(牧草)类纤维性的生物质颗粒成型提供了一种关键技术和装备。

13、(3)本发明提供的具有双向切割功能的压辊式挤压致密成型制粒机具有切割功能，可有效地保证颗粒中物料的有效纤维长度，可为生产优质反刍动物的颗粒饲料提供关键的技术和装备。

14、(4)在充分保留常规压辊式环模制粒机结构简单、使用和维护方便特点的基础上，通过构建一种“双向切割挤压致密成型的机理”，可有效地提高该制粒机的生产效率、降低能耗。

15、(5)本发明改变和优化了压辊式制粒机挤压致密成型系统，形成一种新的切割、供料和压缩的机理，可以有效地减少关键装置的磨损，提高了设备运行的稳定性。

16、(6)本发明中提供的周向切割压辊和轴向切割压辊，当出现切割刃口磨损影响到生产效率和能耗时，可方便地进行专业化的修复出新，有效地降低生产和使用成本。

17、(7)本发明提供的具有双向切割功能的压辊式挤压致密成型制粒机可用于实施对国内外现有压辊式挤压致密成型技术及装备的升级换代，并促进制粒机制造产业、秸秆饲料产业和生物质能源等产业的技术进步和发展。