专利名称：生物质常温固化成型机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种生物质能源成型设备，具体地说是一种生物质常温固化成型机。
背景技术：
目前，面对煤、石油、天然气等常规能源的日益减少，以及社会经济高速发展对能源需 求的日益增多，人类已清醒地认识到寻求清洁的替代能源是解决这一困境的有效手段。其中， 生物质能源蕴含量丰富，将生物质原料固化成型后再进行利用不仅可以提高其燃烧品质，同 时很好地解决了松散生物质的堆放、储运问题，从环保的角度讲，这一技术是一种不会给人 类生存环境带来危害的"绿色燃料"生产途径。粉碎后的生物质是呈针状或片状的细纤维粉 粒，是一种中间夹杂有一定的空气和水份的非连续介质，并混有少量的灰尘，颗粒度大小极 不均匀，纤维颗粒之间存在着很大的摩擦阻力，流变过程还存在着阻尼特性，从力学的观点 看是比较符合非线性的粘弹性物质，理论上很难用连续体的处理假设来解决这种特殊的离散 物质状态的问题，运用微观力学的方法从理论很难解决成型模型问题，只有从宏观上，用改 善成型工艺方法通过一定的试验寻找出更合理的成型规律，替如成型型腔的结构、尺寸就是 影响成型产品质量的主要因素，而原料供给匹配、流畅又是决定产量的重要因素，机械结构 的改进势必带来工艺的改进和设备运行能耗的下降。我国政府对它的开发利用列入了我国长 期性的能源发展规划，生物质常温固化成型产品将会成广大城镇农村主要的能源燃料。目前 存在的生物质致密成型设备多是从较早的词料成型机演化而来，主要依靠外部热源使木质素 软化然后施以压力固化成型。由于生产工艺及设备结构的欠合理性造成成型产品密度不高， 产料少，而能耗却高的惊人，甚至为了生产这种新型固态燃料而耗费大量常规能源。另则， 这种老式设备磨损严重，寿命较短，结构复杂，维修操作困难，这就要求我们必须探求一种 新的成型模式以改善成型机理，使生物质成型燃料的生产在节能高效、降低成本等方面有较 大程度的改善。 发明内容
本实用新型的目的是为了克服上述现有技术的不足，提供一种成型过程中无需外部热源、 能耗低、结构简单、维修简单、原料无需干燥、产品无需冷却的生物质常温固化成型机。 为实现上述目的，本实用新型釆用下述技术方案
一种生物质常温固化成型机，包括固定机座，固定机座上依次设有搅笼推进设备、支撑 传动装置、减速装置和电机，搅笼推进设备上部设有除尘进料装置，搅笼推进设备前端通过 行腔支架与成型型腔相连接，除尘进料装置上部通过原料输送管道与原料粉碎设备连接；前 述各部件上的电器元件均通过线路与电器操作控制柜连接。
所述的成型行腔、搅笼推进设备、支撑传动装置、减速装置位于同一根主轴上，且主轴与电机的输出轴相连接；支撑传动装置、减速装置和电机分别通过螺栓固定在固定机座上。
.所述的成型型腔通过其外圆端面的螺栓与行腔支架固定在一起，成型型腔的外侧通过螺 栓固定有呈喇叭口形的成型料挡圈。
所述的成型型腔上设有若干成型模孔，型腔内的主轴上通过健径向固定连接有压辊支架， 并通过轴肩和套筒对压辊支架轴向固定，压辊支架上通过轴和轴承对称地固定有压辊，压辊、 主轴和压辊支架形成行星轮系。
所述的压辊周圈设有耐磨套，压辊的两端设有压辊盖板。.
所述的成型模孔为上部带喇叭口的倒锥形结构，锥角95。asl10。，成型模孔主体截面为正 多边形棱柱，5S边数S8。
所述的除尘进料装置呈倒锥形，其顶部设有排尘管道，排尘管道出口固定有一收口的透 风捕尘口袋。
所述的支撑传动装置中的主轴通过主轴轴承固定于支撑传动装置中，主轴轴承采用圆锥 滚子轴承，轴承内孔与主轴过盈配合；主轴轴承轴向依靠轴肩以及套筒定位，外轴套与支撑 传动装置过盈配合。
所述的原料粉碎设备与固定机座分别通过地脚螺栓固定在固定地基上。 本实用新型的技术特点如下
1、 配有过流检测和延时开关，在原料阻塞型腔时自动检测、自动停机、自动恢复，操作 方便、可靠，可有效防止因原料塞机而发生的停机现象；
2、 一种整体式原料切碎、成型、收集装置，主体设备共用一根主轴，旋转精度提高，噪 音小(正常运行时设备噪音<80分贝)，结构紧凑，占地少，成本降低；
3、 易损件压辊外周附有耐磨套，延长了零部件受用寿命且简化了更换、维修操作工艺；
4、 成型前原料处理简单，掺杂在原料中的灰尘利用除尘系统的物理方法去除后再成型， 灰尘去除率>65%。降低原料与成型型腔之间的摩擦系数，较少零部件磨损；
5、 整机运行平稳，产料密度均匀，密度差别范围1% 2%;
6、 单个成型模孔为上部带喇叭口的倒锥形结构，锥角95°a5ll0°。成型模孔主体截面为 正多边形棱柱，55边数S8。减少腔内原料在边角处的阻塞撕裂情况，提高成品外观质量，降 低成型能耗；
7、 生产过程无需外部热源进行加热，能耗比常规成型设备低。
8、 生产后的产品燃烧品质得到极大提高，拓展了后续利用空间。
本实用新型自动化程度高，正常生产时可以节省一个工人的工时，且易于操作，降低了 工人的劳动强度。对原料的湿度的适应性强，温度为10%~35%时均可以致密成型，所以大部 分原料不需要干燥即可直接用于成型生产，减少了原料预处理工序，节省能耗5% 15%。设 备结构合理紧凑，可减少设备生产材料5% 8%。维修方便,且只需更换外圆耐磨套，降低 了易损件的维修成本，同时也节省了维修工时。利用旋风除尘原理解决了原料中掺杂的杂质对机器设备的磨损，同时提髙了成品热值且可以实现灰尘杂质的集中收集，使生产环境明显改善。设备总体生产能耗降低20%~25%。
图l是本实用新型结构示意图；图2是图1的左视图图3是成型型腔的结构示意图；图4是图3的左视图；图5是压辊的剖面示意图；图6是本实用新型支撑传动装置的结构原理图；图7是单个成型模孔示意图；图8是图7的俯视图其中1、成型型腔，2、除尘进料装置，3、搅笼推进设备，4、支撑传动装置，5、减速 装置，6、电机，7、固定机座，8、成型料挡圈，9、成品收集容器，10、原料输送管道，11、 原料粉碎设备，12、压辊支架，13、压辊，14、耐磨套，15、压辊盖板，16、主轴，17、主 轴轴承。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。图1-7中，成型机的主体设备成型型腔1、原料输送装置以及减速机的动力由同一根主轴 从电机传动出来，这些部件共同位于同一个能保证同轴精度的工作平台上，无附加动力转化 设备，有效提高了动力转换效率。原料粉碎设备ll将原料粉碎后，输送至除尘进料装置2， 原料经侧向进入旋风除尘设备中，灰尘由上方管道排出，原料落入下方搅笼箱内，由搅笼叶 片螺旋推进，压入成型型腔l内致密成型。成型后的产品因为重力作用自行断裂，经离心力 作用沿环模周边甩出，经成型料挡圈8收集后落入成品收集容器9中。原料粉碎设备ll上自带电机，经过初级筛选的原料由喂入口进入粉碎设备，经轧切粉碎 后由风机吹出，吹出后的原料进入原料输送管道10,原料输送管道10与主体成型设备上的 除尘进料装置2入料口相连，原料喷射进入除尘进料装置2中。原料粉碎设备11与主成型设 备分别用地脚螺栓固定在固定地基上。入料口位于除尘进料装置2的上部切线方向。粉碎后的原料沿切线方向以一定初速度进 入倒锥形的除尘设备后，由于进入时的初速度使原料沿设备筒壁运动，呈螺旋轨迹下降。利 用生物质原料较灰尘重量轻的质量差别，原料沿轨迹方向沉落入搅笼推进设备3中，灰尘则 在到达下部后沿设备芯部沿轴向形成的负压区域向上返回，由位于除尘进料装置2顶部的排 尘管道中排出，在排尘管道出口固定一收口的透风捕尘口袋进行定点收集，可防止环境污染。进入搅笼推进设备3中的原料在搅笼叶片的螺旋推进作用下被推入成型型腔1周边。搅 笼推进设备由螺栓紧固在固定机座7上，螺旋状搅笼叶片由主轴16带动旋转。成型型腔1通过其外圆端面的螺栓与行腔支架固定在一起，型腔支架与搅笼推进设备3 固定连接，并连接在固定机座7上。成型型腔1的外侧通过螺栓固定有成型料挡圈8。
进入成型型腔1周边的原料经压辊13的旋转摩擦力带入成型型腔1切点处，靠压辊13 的滚动碾搓把物料内的空气排出，再将原料压入成型型腔，并由后续不断补充的原料将前面 成型的部分向前推进。成型型腔l内的原料是处在三向正压应力状态，在推进运行中逐渐被 压实压硬，固化成型。成型型腔1的单个成型成型模孔如图5所示，原料在压辊的挤压摩擦 作用下自倒锥形上边沿进入成型型腔1中，由后续压入的原料向前推进。由于各边夹角大于 90°，腔内原料在边角处的阻塞撕裂情况较少，原料平稳通过成型型腔1后得到压实。
固化成型后的成品在压出型腔达到一定长度后由于重力作用自行断裂，甩离成型型腔1 后，碰到固定在型腔外周的喇叭口状成型挡料圈8上，然后改变运动路线，贴着该装置周壁 下落至成品收集容器9内，输送至晾晒场地进行晾晒干燥。至此，成型生产过程完成。
主轴16与电机6和减速装置5同轴，电机5传递出来的扭矩经过减速装置5后转速降至 满足成型需要的合理速度范围内。动力由主轴16输出，主轴16由支撑传动装置4支撑固定， 支撑固定装置4内安装有轴承，能同时保证主轴16的旋转运钟正常进行。主轴轴承17位于 支撑传动装置4中，主轴轴承17采用圆锥滚子轴承，增大承载能力。轴承内孔与主轴16过 盈配合，用以实现主轴16的径向固定，并且保证同轴转动精度。主轴轴承17轴向依靠轴肩 以及套筒定位，外轴套与支撑传动装置4过盈配合，以实现轴承固定。电机6、减速装置5、 支撑传动装置4共同由螺栓固定在固定机座7上。
压辊13依靠压辊支架12固定在主轴16上，随主轴16 —起进行作旋转运动。另一方面， 压辊13在原料摩擦力下又通过轴承绕自己的轴做旋转运动。压辊13对称固定在压辊支架12 上，这种结构可抵消一部分由于成型压力对主轴16的弯曲转矩。压辊支架12通过健连接与 主轴16进行径向固定，通过轴肩和套筒进行轴向固定，并随主轴16—起进行转动，同时可 通过压辊13自身的轴承在与原料的摩擦作用下进行旋转运动，压辊13、主轴16与压辊支架 12形成行星轮系，可降低压辊的磨损，在此降低能耗耗损，提高生产效率。
易损件压辊13周圈有耐磨套14,在生产过程中检测到磨损量达到一定程度后必须进行 更换，可以卸开两边压辊盖板15进行方便的更换，以保证环模与压辊间的正常工作间隙，避 免因为该压辊13磨损后相对运动的间隙增大而造成入料困难、生产效率下降的缺陷。当拆卸 掉压辊13两端的压辊盖板15后，可将耐磨套14卸下，只更换、修整耐磨套而无须将整个压 辊13进行更换，节约材料和工时。
本实用新型配有电器操作控制柜，解决由于原料推进不均匀时产生的停机现象。当出现 塞机现象时，检测到电流超过安全值时自动切断粉碎进料机构的动力源，待型腔内的原料消 耗到可以正常生产的需要量时，延时开关复位，再次进行正常生产。
权利要求1.一种生物质常温固化成型机，包括固定机座，其特征在于固定机座上依次设有搅笼推进设备、支撑传动装置、减速装置和电机，搅笼推进设备上部设有除尘进料装置，搅笼推进设备前端通过行腔支架与成型型腔相连接，除尘进料装置上部通过原料输送管道与原料粉碎设备连接；前述各部件上的电器元件均通过线路与电器操作控制柜连接。
2. 根据权利要求1所述的生物质常温固化成型机，其特征在于所述的成型行腔、搅笼 推进设备、支撑传动装置、减速装置位于同一根主轴上，且主轴与电机的输出轴相连接；支 撑传动装置、减速装置和电机分别通过螺栓固定在固定机座上。
3. 根据权利要求1所述的生物质常温固化成型机，其特征在于所述的成型型腔通过其 外圆端面的螺栓与行腔支架固定在一起，成型型腔的外侧通过螺栓固定有呈喇叭口形的成型 料挡圈。
4. 根据权利要求1或3所述的生物质常温固化成型机，其特征在于所述的成型型腔上 设有若干成型模孔，型腔内的主轴上通过健径向固定连接有压辊支架，并通过轴肩和套筒对 压辊支架轴向固定，压辊支架上通过轴和轴承对称地固定有压辊，压辊、主轴和压辊支架形 成行星轮系。
5. 根据权利要求4所述的生物质常温固化成型机，其特征在于所述的压辊周圈设有耐 磨套，压辊的两端设有压辊盖板。
6. 根据权利要求4所述的生物质常温固化成型机，其特征在于所述的成型模孔为上部带喇叭口的倒锥形结构，锥角95。aS110。，成型模孔主体截面为正多边形棱柱，5S边数3。
7. 根据权利要求1所述的生物质常温固化成型机，其特征在于所述的除尘进料装置呈倒锥形，其顶部设有排尘管道，排尘管道出口固定有一收口的透风捕尘口袋。
8. 根据权利要求1所述的生物质常温固化成型机，其特征在于所述的支撑传动装置中的主轴通过主轴轴承固定于支撑传动装置中，主轴轴承采用圆锥滚子轴承，轴承内孔与主轴过盈配合；主轴轴承轴向依靠轴肩以及套筒定位，外轴套与支撑传动装置过盈配合。
9. 根据权利要求1所述的生物质常温固化成型机，其特征在于所述的原料粉碎设备与 固定机座分别通过地脚螺栓固定在固定地基上。
专利摘要本实用新型涉及一种生物质常温固化成型机，包括固定机座，固定机座上依次设有搅笼推进设备、支撑传动装置、减速装置和电机，搅笼推进设备上部设有除尘进料装置，搅笼推进设备前端通过行腔支架与成型型腔相连接，除尘进料装置上部通过原料输送管道与原料粉碎设备连接；前述各部件上的电器元件均通过线路与电器操作控制柜连接。本实用新型自动化程度高，易于操作，劳动强度低，对原料的湿度的适应性强，成型过程中无需外部热源，节省能耗，设备结构合理紧凑，维修方便，降低了维修成本，节省了维修工时。旋风除尘解决了原料中杂质对机器设备的磨损，提高了成品热值可以实现灰尘杂质的集中收集，生产环境明显改善。设备总体生产能耗降低20％～25％。
文档编号B30B11/20GK201220485SQ20082002372
公开日2009年4月15日 申请日期2008年6月6日 优先权日2008年6月6日
发明者刘艳涛, 张兆玲, 宁 强, 景元琢, 李景东, 磊 董, 董玉平, 高建辉 申请人:山东百川同创能源有限公司