專利名稱：植物纖維的連續(xù)式蒸汽爆破裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種生物質(zhì)預(yù)處理過(guò)程中的蒸汽爆破裝置，特別涉及植物纖維的連續(xù)式蒸汽爆破裝置。
背景技術(shù)：
許多生產(chǎn)都要對(duì)生物質(zhì)進(jìn)行預(yù)處理，比如造紙制漿、發(fā)酵生產(chǎn)酒精、人造板、纖維板以及木塑復(fù)合材料的制備等。植物纖維的預(yù)處理通常包括物理方法、化學(xué)方法和生物方法等。蒸汽爆破處理法屬于物理方法中的一種，該方法的優(yōu)點(diǎn)是處理過(guò)程中不需要添加任何化學(xué)藥劑，成本低，不會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生污染。隨著科技的發(fā)展，蒸汽爆破設(shè)備也不斷的改進(jìn)和完善，蒸汽爆破設(shè)備的形式主要包括間歇式和連續(xù)式兩種。間歇式處理具有設(shè)備簡(jiǎn)單，成本較低的特點(diǎn)，適合于實(shí)驗(yàn)室和小型工廠的原料處理，但相對(duì)處理的效率低于連續(xù)式處理。連續(xù)式處理的處理能力較大，效率更高，適合大型工業(yè)應(yīng)用。但連續(xù)式處理的設(shè)備較少，設(shè)備價(jià)格昂貴。另外現(xiàn)有的連續(xù)式蒸汽爆破設(shè)備所用蒸汽均需由其它輔助設(shè)備提供。這就要求除蒸爆設(shè)備本身外，還要配備輔助設(shè)備，從而提高了蒸汽爆破處理的總成本。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足，提供一種植物纖維預(yù)處理過(guò)程中的蒸汽爆破裝置，可以實(shí)現(xiàn)物料的連續(xù)性蒸汽爆破，且設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低廉，蒸汽爆破效果好，產(chǎn)量高。植物纖維的連續(xù)式蒸汽爆破裝置，包括料筒、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，料筒上設(shè)有進(jìn)料口和出料口 ；料筒內(nèi)設(shè)有三根螺桿，相鄰螺桿在徑向上相互嚙合，每根螺桿上靠近進(jìn)料口一端的橫截面積大于靠近出料口一端的橫截面積；所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與螺桿連接，驅(qū)動(dòng)相鄰螺桿以相反方向旋轉(zhuǎn)。每根螺桿可分為三段，其中靠近進(jìn)料口的一段螺桿的螺槽深度保持不變，螺距從靠近進(jìn)料口端開(kāi)始逐漸變??；中間一段螺桿的螺距保持不變，螺槽深度從靠近出料口端開(kāi)始逐漸變深；靠近出料口的一段螺桿的螺距及螺槽深度均保持不變。所述三根螺桿位于同一水平面上。螺桿靠近出料口的一端設(shè)有軸承；主軸靠近皮帶輪的一端設(shè)有軸承。所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括皮帶輪、分別與三根螺桿連接的三根軸；位于中間位置的軸設(shè)有中間主齒輪，所述中間主齒輪與皮帶輪連接；位于兩側(cè)位置上的軸分別設(shè)有一個(gè)與中間齒輪嚙合的從動(dòng)齒輪。所述出料口垂直向下。所述的植物纖維的連續(xù)式蒸汽爆破裝置，還包括溫度傳感器，設(shè)于料筒內(nèi)靠近出料口的一端。每根螺桿靠近出料口的一端設(shè)有軸向的中心孔，在螺桿的末端安裝有雙通道旋轉(zhuǎn)接頭，所述雙通道旋轉(zhuǎn)接頭與螺桿螺紋連接；雙通道旋轉(zhuǎn)接頭的中心管安裝于螺桿中心孔內(nèi)，中心管的外徑比中心孔的內(nèi)徑?。恢行目變?nèi)徑與中心管外徑之間的空間構(gòu)成介質(zhì)流通的第一通道；中心管內(nèi)部構(gòu)成介質(zhì)流通的第二通道。所述介質(zhì)為冷卻介質(zhì)或者加熱介質(zhì)。本實(shí)用新型通過(guò)驅(qū)動(dòng)螺桿高速旋轉(zhuǎn)，相鄰螺桿的旋轉(zhuǎn)方向相反，推動(dòng)植物纖維前進(jìn)，并逐漸被壓，該過(guò)程中由于植物纖維之間、植物纖維和螺桿、料筒之間的摩擦,植物纖維溫度升高，當(dāng)植物纖維到達(dá)出料口時(shí)，處于高溫高壓狀態(tài)，由于植物纖維本身含有一定量水分，當(dāng)植物纖維從出料口中連續(xù)泄出時(shí)，植物纖維內(nèi)部的高溫高壓水瞬時(shí)釋出，產(chǎn)生巨大的爆破力，從而破壞植物纖維的束狀組織結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)植物纖維細(xì)胞的離解。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)和有益效果I、采用在徑向上相互嚙合的三個(gè)螺桿輸送物料，正位移輸送能力強(qiáng)，使本實(shí)用新型具有強(qiáng)混合能力和高效輸送能力，且被加工的物料不易滯留，出口不易堵塞，能實(shí)行自清潔，一般不需專門進(jìn)行清理。2、螺桿設(shè)計(jì)采用連續(xù)漸變的壓縮比，使壓力的建立平緩穩(wěn)定，有效解決設(shè)備的悶車問(wèn)題。3、螺桿采用兩端支承方式，保證相鄰兩根螺桿作異向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)壓延力較大的情況下，螺桿不與料筒壁接觸，減少料筒、螺桿的磨損。4、增加雙通道旋轉(zhuǎn)接頭，可通過(guò)加熱或冷卻介質(zhì)，針對(duì)不同物料提供加熱或冷卻功能，調(diào)節(jié)物料加工過(guò)程中的溫度，控制物料爆破效果。

圖I是本實(shí)用新型植物纖維的連續(xù)式蒸汽爆破裝置的俯視圖。 圖2是圖I的A—A剖視圖。圖3是圖2的區(qū)域IV的局部放大圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例及附圖，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步地詳細(xì)說(shuō)明，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式不限于此。實(shí)施例本實(shí)用新型植物纖維的連續(xù)式蒸汽爆破裝置，包括依次連接的料筒、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。如圖I和圖2所示，料筒14上設(shè)有進(jìn)料口 18和出料口模15，進(jìn)料口 18上設(shè)有料斗13 ;料筒14內(nèi)設(shè)有位于同一水平面上的三根螺桿，出料口模15上的出料口 19垂直向下，連續(xù)式蒸汽爆破裝置沿螺桿徑向出料。三根螺桿的幾何形狀參數(shù)相同，相鄰螺桿在徑向上相互嚙合，但相鄰螺桿的螺旋的旋轉(zhuǎn)方向不同，螺桿旋轉(zhuǎn)的方向也不同。每根螺桿靠近進(jìn)料口一端的橫截面積大于靠近出料口一端的橫截面積，并且具有連續(xù)漸變的壓縮比。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括皮帶輪I、與皮帶輪I連接的主軸3、分別位于主軸兩側(cè)的側(cè)軸4、側(cè)軸10 ;主軸3的一端與位于中間位置的螺桿7連接，另一端與皮帶輪連接，主軸3上設(shè)有中間主齒輪5 ；側(cè)軸4、側(cè)軸10分別與螺桿8、螺桿12連接，側(cè)軸4、側(cè)軸10上分別設(shè)有與中間主齒輪5嚙合的傳動(dòng)齒輪6、傳動(dòng)齒輪11。在三根螺桿靠近出料口的一端設(shè)有軸承9 ;在主軸3靠近皮帶輪I的一端設(shè)有軸承2。如圖I和圖2所示，每根螺桿分為三段，其中靠近進(jìn)料口的一段螺桿(圖I和圖2中的I段)的螺槽深度保持不變，螺距從靠近進(jìn)料口端開(kāi)始逐漸變小；中間一段螺桿(圖I和圖2中的II段)的螺距保持不變，螺槽深度從靠近 出料口端開(kāi)始逐漸變深；靠近出料口的一段螺桿(圖I和圖2中的III段)的螺距及螺槽深度均保持不變。如圖2(區(qū)域IV)和圖3所示，每根螺桿靠近出料口的一端設(shè)有軸向的中心孔23，在螺桿的末端安裝有雙通道旋轉(zhuǎn)接頭21，所述雙通道旋轉(zhuǎn)接頭與螺桿螺紋連接；雙通道旋轉(zhuǎn)接頭的中心管22安裝于螺桿中心孔23內(nèi)，中心管22的外徑比螺桿中心孔23的內(nèi)徑?。宦輻U中心孔23內(nèi)徑與中心管22外徑之間的空間構(gòu)成介質(zhì)流通的第一通道；中心管22內(nèi)部構(gòu)成介質(zhì)流通的第二通道。冷卻或加熱介質(zhì)從入口 20進(jìn)入系統(tǒng)，按照?qǐng)D中箭頭所示方向流動(dòng)，從出口 24流出系統(tǒng)。料筒內(nèi)靠近出料口的一端還設(shè)有溫度傳感器16，通過(guò)溫度傳傳感器檢查溫度，在必要時(shí)控制冷卻或加熱介質(zhì)在通道內(nèi)循環(huán)流動(dòng)，從而冷卻或加熱物料，實(shí)現(xiàn)溫度控制。植物纖維的連續(xù)式蒸汽爆破裝置的工作過(guò)程如下植物纖維從進(jìn)料口進(jìn)入料筒內(nèi)部，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)螺桿高速旋轉(zhuǎn)，相鄰螺桿的旋轉(zhuǎn)方向相反，推動(dòng)植物纖維前進(jìn)，并逐漸被壓，該過(guò)程中由于植物纖維之間、植物纖維和螺桿、料筒之間的摩擦,植物纖維溫度升高。當(dāng)植物纖維到達(dá)出料口時(shí)，處于高壓狀態(tài)，且溫度升高到一定程度。由于物料本身含有一定量水分，當(dāng)植物纖維從出料口中連續(xù)泄出時(shí)，植物纖維內(nèi)部的高溫高壓水瞬時(shí)釋出，產(chǎn)生巨大的爆破力，從而破壞植物纖維的束狀組織結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)植物纖維細(xì)胞的離解。上述實(shí)施例為本實(shí)用新型較佳的實(shí)施方式，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式并不受所述實(shí)施例的限制，如三根螺桿可成“品”字形排列、出料口可位于料筒的軸向上等，其他的任何未背離本實(shí)用新型的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.植物纖維的連續(xù)式蒸汽爆破裝置，其特征在于，包括料筒、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，料筒上設(shè)有進(jìn)料口和出料口 ；料筒內(nèi)設(shè)有三根螺桿，相鄰螺桿在徑向上相互哨合，每根螺桿上靠近進(jìn)料口一端的橫截面積大于靠近出料口一端的橫截面積；所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與螺桿連接，驅(qū)動(dòng)相鄰螺桿以相反方向旋轉(zhuǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的植物纖維的連續(xù)式蒸汽爆破裝置，其特征在于，每根螺桿分為三段，其中靠近進(jìn)料口的一段螺桿的螺槽深度保持不變，螺距從靠近進(jìn)料口端開(kāi)始逐漸變??；中間一段螺桿的螺距保持不變，螺槽深度從靠近出料口端開(kāi)始逐漸變深；靠近出料口的一段螺桿的螺距及螺槽深度均保持不變。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的植物纖維的連續(xù)式蒸汽爆破裝置，其特征在于，所述三根螺桿位于同一水平面上。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的植物纖維的連續(xù)式蒸汽爆破裝置，其特征在于，螺桿靠近出料口的一端設(shè)有軸承；主軸靠近皮帶輪的一端設(shè)有軸承。
5.根據(jù)權(quán)利要求I 4任一項(xiàng)所述的植物纖維的連續(xù)式蒸汽爆破裝置，其特征在于，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括皮帶輪、分別與三根螺桿連接的三根軸；位于中間位置的軸設(shè)有中間主齒輪，所述中間主齒輪與皮帶輪連接；位于兩側(cè)位置上的軸分別設(shè)有一個(gè)與中間齒輪嚙合的從動(dòng)齒輪。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的植物纖維的連續(xù)式蒸汽爆破裝置，其特征在于，所述出料口垂直向下。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的植物纖維的連續(xù)式蒸汽爆破裝置，其特征在于，還包括溫度傳感器，設(shè)于料筒內(nèi)靠近出料口的一端。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的植物纖維的連續(xù)式蒸汽爆破裝置，其特征在于，每根螺桿靠近出料口的一端設(shè)有軸向的中心孔，在螺桿的末端安裝有雙通道旋轉(zhuǎn)接頭，所述雙通道旋轉(zhuǎn)接頭與螺桿螺紋連接；雙通道旋轉(zhuǎn)接頭的中心管安裝于螺桿中心孔內(nèi)，中心管的外徑比中心孔的內(nèi)徑小；中心孔內(nèi)徑與中心管外徑之間的空間構(gòu)成介質(zhì)流通的第一通道；中心管內(nèi)部構(gòu)成介質(zhì)流通的第二通道。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述植物纖維的連續(xù)式蒸汽爆破裝置，其特征在于，所述介質(zhì)為冷卻介質(zhì)或者加熱介質(zhì)。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了植物纖維的連續(xù)式蒸汽爆破裝置，包括依次連接的料筒、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，料筒上設(shè)有進(jìn)料口和出料口；料筒內(nèi)設(shè)有位于同一水平面上的三根螺桿，相鄰螺桿在徑向上相互嚙合，每根螺桿上靠近進(jìn)料口一端的橫截面積大于靠近出料口一端的橫截面積；所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與螺桿連接，驅(qū)動(dòng)相鄰螺桿以相反方向旋轉(zhuǎn)。本實(shí)用新型可以實(shí)現(xiàn)物料的連續(xù)性蒸汽爆破，且具有設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低廉，蒸汽爆破效果好，產(chǎn)量高的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)D21B1/36GK202577019SQ20122017894
公開(kāi)日2012年12月5日 申請(qǐng)日期2012年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月24日
發(fā)明者瞿金平, 馮彥洪, 何和智 申請(qǐng)人:華南理工大學(xué), 廣州華新科實(shí)業(yè)有限公司