專利名稱：螺旋喂料器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種螺旋式輸送設備，具體地，涉及一種螺旋喂料器。
背景技術：
螺 旋式輸送設備作為常用的物料輸送裝置廣泛應用于各種工作場合中。例如，在以農(nóng)作物秸桿、樹皮或碎木等禾木本植物作為原料生產(chǎn)燃料乙醇的原料預處理工藝過程中，需要將粉碎后的上述原料用螺旋喂料器輸送到一個蒸煮容器內(nèi)加溫加壓蒸煮，使物料軟化，同時使連接纖維素和木質(zhì)素的半纖維素降解成木糖或木糖低聚物。再如，在制漿造紙工業(yè)的橫管連蒸工藝中，同樣需要通過對稻草、麥秸、蘆葦以及木片、竹片等禾木本物料進行加壓蒸煮。其中，在將纖維質(zhì)物料從外界的常壓狀態(tài)下輸送到一個內(nèi)部處于加壓狀態(tài)的蒸煮容器內(nèi)時，需要使用一個能封住容器內(nèi)壓力的喂料器。目前制漿造紙工業(yè)橫管連蒸工藝中普遍采用的螺旋喂料器，其結(jié)構(gòu)特點及工作原理如下:喂料器主要包括驅(qū)動軸和分成進料段、錐形壓縮段和出口料塞段三部分的喂料器外殼。其中，進料段的作用是接收原料并將原料向前輸送到壓縮段。壓縮段的外殼一般為錐形，其內(nèi)部相鄰兩圈螺旋葉片之間所圍成的螺旋腔體積不斷縮小，因而物料在該段內(nèi)向前輸送的同時，體積不斷被壓縮。在料塞段內(nèi)，驅(qū)動軸是一段沒有螺旋葉片的光軸，外殼為一段圓形筒體。蒸煮容器內(nèi)的氣體介質(zhì)壓力作用于料塞段的物料上將其擠壓密實，從而防止氣體從喂料器中泄露并帶著物料從喂料器入口處反噴出來。料塞段內(nèi)的物料在后部物料的推動下不斷向前推進，從而實現(xiàn)將物料連續(xù)不斷地喂入蒸煮器內(nèi)。在傳統(tǒng)的螺旋喂料器中，物料在螺旋腔內(nèi)的運動，剛開始是以散料的形式通過自由翻滾的方式向前移動，而后隨著物料在錐形壓縮段內(nèi)被壓縮，物料的剛性逐步加大，其形態(tài)逐漸由散料轉(zhuǎn)變成具有一定剛性的料餅，在螺旋腔內(nèi)的運動方式也逐漸由自由翻滾過渡到跟隨螺旋葉片的轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)動著的物料要實現(xiàn)向前移動，其轉(zhuǎn)速必須低于螺旋葉片的轉(zhuǎn)速，即物料必須具有相對于螺旋葉片的滑動，否則物料將在螺旋腔內(nèi)只隨著螺旋葉片一起轉(zhuǎn)動而不向前移動。為了防止物料被壓縮后抱緊驅(qū)動軸和螺旋葉片而不向前移動，造紙工業(yè)上的螺旋喂料器一般在壓縮段的筒體內(nèi)壁上設置防滑條。該防滑條的外形為平直的條形板，鑲嵌在筒體內(nèi)壁上，其長度方向與螺旋壓縮段錐形筒體內(nèi)壁母線的方向重合。因為防滑條對物料在螺旋腔內(nèi)隨驅(qū)動軸轉(zhuǎn)動有阻礙作用，這樣物料的轉(zhuǎn)速便低于驅(qū)動軸的轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速差使兩者之間產(chǎn)生相對滑動，從而螺旋葉片便能夠推動著物料向前移動。另外，在CN 201871360U中，公開了一種用于植物纖維物料制作乙醇生產(chǎn)工藝中物料前處理工序的粉碎膨化機，在壓縮段殼體內(nèi)壁上和料塞段殼體內(nèi)壁上設置了剪切螺釘，并使驅(qū)動軸上的螺旋葉片在設置了剪切螺釘?shù)南鄳恢蒙喜贿B續(xù)，以免螺旋葉片轉(zhuǎn)動時與剪切螺釘磕碰。利用伸入螺旋腔體內(nèi)的剪切螺釘對物料隨驅(qū)動軸的轉(zhuǎn)動起到阻礙作用，使得物料不能以與螺旋軸相同的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動，從而使驅(qū)動軸能夠推動著物料向前移動。上述現(xiàn)有技術的螺旋喂料器結(jié)構(gòu)雖然能夠使物料被壓縮后仍能夠從螺旋腔中擠出，但無論在壓縮段的筒體內(nèi)壁上設置防滑條還是在螺旋腔體內(nèi)設置剪切螺釘，都必然會額外增加物料在螺旋腔內(nèi)螺旋前進的阻力。此外，在現(xiàn)有技術的螺旋喂料器中，蒸煮容器內(nèi)氣體介質(zhì)的壓力通過料塞段全部作用到壓縮段內(nèi)的物料上。在蒸煮器內(nèi)氣體壓力較高時，會導致物料在進入料塞段之前在螺旋喂料器的壓縮段被過度壓縮，使物料在螺旋腔內(nèi)相對筒體內(nèi)壁和驅(qū)動軸的螺旋前進都存在著巨大的摩擦阻力，進而導致喂料器功率消耗大、設備易磨損等問題。例如造紙行業(yè)常使用的螺旋喂料器，不僅功率消耗巨大，而且由于設備磨損快，一般使用三個月左右就要將驅(qū)動軸送回設備制造廠，在螺旋葉片的表面重新堆焊耐磨材料進行修復。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種螺旋喂料器，在穩(wěn)定并連續(xù)地輸送物料的基礎上，解決現(xiàn)有技術中存在的消耗功率過大和設備易磨損的問題。為達到上述目的，本發(fā)明提供了一種螺旋喂料器，該螺旋喂料器包括帶有螺旋葉片的驅(qū)動軸、圍繞所述驅(qū)動軸設置的喂料器殼體以及位于所述喂料器殼體后端并能夠驅(qū)動所述驅(qū)動軸旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動裝置，其中該螺旋喂料器還包括螺旋引導件，該螺旋引導件設置在所述喂料器殼體的前部的內(nèi)周面上并且所述螺旋引導件的螺旋方向與所述螺旋葉片的螺旋方向相反。本發(fā)明的螺旋喂料器通過在喂料器殼體前端的內(nèi)壁上設置螺旋引導件，可推動作旋轉(zhuǎn)運動的物料前進并起到迷宮密封作用，而且通過合理地設置螺旋引導件的螺旋升角，可控制物料在料塞段的軸向前進速度并控制物料在料塞段的壓縮比，從而使物料具有合適的緊實程度以及前進速度，從而減小物料與喂料器殼體之間的摩擦阻力，減少設備磨損，降低功率消耗。本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點將在隨后的具體實施方式
部分予以詳細說明。


下列附圖用來提 供對本發(fā)明的進一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，其與下述的具體實施方式
一起用于解釋本發(fā)明，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于下述附圖及具體實施方式
。在附圖中:圖1為根據(jù)本發(fā)明第一優(yōu)選實施方式的螺旋喂料器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為根據(jù)本發(fā)明第二優(yōu)選實施方式的螺旋喂料器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為根據(jù)本發(fā)明第三優(yōu)選實施方式的螺旋喂料器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為根據(jù)本發(fā)明第四優(yōu)選實施方式的螺旋喂料器的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標記說明:I 驅(qū)動電機2 聯(lián)軸器3 減速機4 出水孔5 進料段殼體6 壓縮段殼體7 料塞段殼體8 螺旋引導件9 驅(qū)動軸10 螺旋葉片11 進料口71 出料口91 光軸部
具體實施例方式以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
進行詳細說明，應當理解的是，此處所描述的具體實施方式
僅用于說明和解釋本發(fā)明，本發(fā)明的保護范圍并不局限于下述的具體實施方式
。在未作相反說明的情況下，本發(fā)明中所描述的方位名詞例如“前、后”通常是針對物料在喂料器內(nèi)的輸送方向而言的，即“從前到后”指的是物料從進料口 11進入到從出料口 71被推出的方向。方位名詞如“上、下、頂、底”等則是針對喂料器在工作狀態(tài)下的安裝位置而言的，即喂料器的料斗位置即該喂料器的頂部或上方位置。所用術語“軸向”指的是驅(qū)動軸的軸線方向。如圖1至圖4所示，本發(fā)明提供了一種螺旋喂料器，該螺旋喂料器包括帶有螺旋葉片10的驅(qū)動軸9、圍繞所述驅(qū)動軸9設置的喂料器殼體以及位于所述喂料器殼體后端并能夠驅(qū)動所述驅(qū)動軸9旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動裝置，其中該螺旋喂料器還包括螺旋引導件8，該螺旋引導件8設置在所述喂料器殼體的前部的內(nèi)周面上并且所述螺旋引導件8的螺旋方向與所述螺旋葉片10的螺旋方向相反。作為一種總的構(gòu)思，本發(fā)明通過設置螺旋引導件8可推動作旋轉(zhuǎn)運動的物料前進，在喂料器的壓縮段中被壓縮后具有一定剛性的物料在料塞段內(nèi)繼續(xù)慣性旋轉(zhuǎn)并被后續(xù)物料推動前進時，螺旋凸起部或螺旋凹槽部可引導和推動物料旋轉(zhuǎn)前進，這類似于螺栓螺母之間的相對運動。其中，由于螺旋引導件8和螺旋葉片10分別設置在喂料器殼體和驅(qū)動軸9上，要使得螺旋引導件8和螺旋葉片10能往同一方向推動物料，二者的旋向應該相反地設置。另外，所述螺旋引導件8可以是沿單線螺旋線延伸的，也可以是沿多條螺旋線延伸的多線螺旋引導件。而且，在物料處理量和料塞段的橫截面積保持不變的情況下，物料在料塞段內(nèi)的壓縮比與物料在該段螺旋前進時的軸向分速度成反比。在物料旋轉(zhuǎn)速度一定的情況下，料塞螺旋前進的軸向分速度與螺旋凸起部或螺旋凹槽部的螺旋升角相關。這樣針對不同壓縮特性的物料，通過選擇合適的螺旋升角，就可以控制物料在料塞段螺旋前進的軸向分速度，從而控制物料在料塞段的壓縮比，使物料在該段具有合適的壓實程度。當物料填滿于喂料器前端時，依照迷宮密封原理，物料與喂料器殼體之間的密封效果得以增強，可防止高壓氣體從料塞段泄露甚至造成物料反噴。所述螺旋引導件8可包括以下將述及的螺旋凸起部和/或螺旋凹槽部，該螺旋凸起部和/或螺旋凹槽部可以對蒸煮器內(nèi)氣體介質(zhì)作用與物料上的壓力形成反作用力，因而不僅可以起到阻止物料反噴的作用，還能防止氣體介質(zhì)作用于料塞段物料的壓力直接傳遞到壓縮段的物料上，從而可以防止物料在壓縮段內(nèi)被過度壓縮。在上述基礎上，既能防止蒸煮器內(nèi)氣體介質(zhì)泄露，又避免物料被過度壓縮導致摩擦阻力過大。因此，通過在喂料器殼體的前部的內(nèi)周面上設置所述螺旋引導件8，不僅能為物料在料塞段往前移動增加推進力，還可以強化料塞段物料對蒸煮器內(nèi)氣體介質(zhì)的密封效果，并防止物料被蒸煮器內(nèi)氣體介質(zhì)過度壓縮，因而可以提高喂料器的工作效率，降低功率消耗，并減小物料與喂料器之間的摩擦阻力，減少設備磨損。基于以上原理，在蒸煮器氣體壓力相同的情況下，本發(fā)明提供的喂料器不僅可以實現(xiàn)連續(xù)穩(wěn)定地供料，并且在相同的物料處理量下，本發(fā)明提供的螺旋喂料器功率消耗明顯低于現(xiàn)有技術所能提供螺旋喂料器的功率消耗，以下將述及。
具體地，關于所述螺旋凸起部或螺旋凹槽部，螺旋凸起部形成為螺帶形狀，可以采用焊接、鑲嵌、鑲嵌后焊接或螺釘固定等方式與喂料器殼體固定連接，如圖1所示。如圖2所示為設置螺旋凹槽部的情況，可通過在喂料器殼體內(nèi)壁上銑出或鑄造出螺旋溝槽的方式來形成所述螺旋凹槽部。其中，所述螺旋凸起部或螺旋凹槽部的圈數(shù)可以在1-20圈的范圍內(nèi)選擇，優(yōu)選的圈數(shù)是2-10圈，更優(yōu)選的圈數(shù)是3-6圈。螺旋凸起部或螺旋凹槽部的螺距可以是固定不變的，也可以是逐漸縮小或增大的。沿著物料前進的方向，相鄰兩圈螺旋凸起部或螺旋凹槽部在螺旋腔體(即喂料器殼體與驅(qū)動軸9之間形成的腔體)內(nèi)圍成的體積應該是固定不變的或逐漸減小的，更具體地說，螺旋引導件8所形成的幾何壓縮比(即螺旋引導件的第一圈螺旋線和最后一圈螺旋線在所述螺旋腔體中圍成的體積之比)優(yōu)選為I 2.5。在所述驅(qū)動軸9的徑向上，所述螺旋引導件8的徑向尺寸(即螺帶的徑向高度或凹槽的徑向深度)為同一橫截面上所述喂料器殼體內(nèi)徑的0.005-0.45倍，優(yōu)選為0.01-0.25倍，更優(yōu)選為0.02-0.15倍。此外，當設置所述螺旋凸起部時，螺旋凸起部的起始端突出于所述喂料器殼體的內(nèi)周面的高度是逐漸增大的，即該起始部形成為尖銳端，這樣在壓縮段內(nèi)的物料被螺旋葉片10帶動著螺旋向前運動到料塞段設置了螺旋凸起部的位置形成料塞時，螺旋凸起部的起始端不會對所述料塞的旋轉(zhuǎn)運動產(chǎn)生太大阻擋作用。如圖1至圖4所示的螺旋喂料器中，喂料器殼體包括從后向前依次設置的進料段殼體5、壓縮段殼體6和料塞段殼體7，所述進料段殼體5具有進料口 11，所述料塞段殼體7具有出料口 71，所述螺旋凸起部或螺旋凹槽部至少分布在所述料塞段殼體7的內(nèi)周面上，所述驅(qū)動軸9的螺旋葉片10至少插入到所述進料段殼體5和所述壓縮段殼體6內(nèi)。進料段殼體5、壓縮段殼體6和料塞段殼體7內(nèi)腔分別形成為喂料器的進料段、壓縮段和料塞段。所述螺旋引導件8可形成為包括螺旋凸起部和/或螺旋凹槽部。螺旋凸起部或螺旋凹槽部至少分布在所述料塞段殼體7的內(nèi)周面上，從而起到如上所述的引導和推動作用。而驅(qū)動軸9至少插入到所述進料段殼體5和所述壓縮段殼體6內(nèi)，以驅(qū)動物料前進。其中，該螺旋凸起部不僅可以設置在料塞段殼體7的內(nèi)周面上，還可以向前延伸到壓縮段殼體6的內(nèi)周面上并與壓縮段殼體6固定連接。更優(yōu)選的方式是，當需要將螺旋引導件8延伸到喂料器的壓縮段時，優(yōu)選為通過設置螺旋凹槽部的形式，使得從所述料塞段殼體7的內(nèi)周面延伸分布到所述壓縮段殼體6的內(nèi)周面上，即最好如圖2所示通過在壓縮段殼體6的內(nèi)壁上銑出或螺旋凹槽部的方式來實現(xiàn)。這樣可進一步對物料起到進行引導和推動作用，方便設置，不易引起干涉，而密封效果也好。其中，料塞段內(nèi)可以如圖3所示沒有驅(qū)動軸9，但優(yōu)選的方案是如圖1、圖2和圖4所示使驅(qū)動軸9伸入料塞段殼體7內(nèi)，即所述驅(qū)動軸9經(jīng)由進料段殼體5和壓縮段殼體6延伸插入到所述料塞段殼體7內(nèi)。當料塞段殼體7內(nèi)具有驅(qū)動軸9時，料塞段殼體7內(nèi)的驅(qū)動軸9可以如圖1和圖2所示包括有一段光軸部91，但如圖4所示，優(yōu)選地在料塞段殼體7內(nèi)的驅(qū)動軸9上靠近壓縮段一端的部分軸段上設置螺旋葉片10，或在該段軸上銑出螺旋溝槽，以強化物料在料塞段殼體7內(nèi)的旋轉(zhuǎn)運動。所述螺旋葉片10形成在所述驅(qū)動軸9的外周面上并沿軸向至少分布在所述進料段殼體5和壓縮段殼體6內(nèi)。當所述驅(qū)動軸9插入到所述料塞段殼體7內(nèi)，所述螺旋葉片10可在所述驅(qū)動軸9上沿軸向延伸至所述料塞段殼體7內(nèi)，以加快推動料塞段物料旋出。具體地，參見圖1至圖3，當所述驅(qū)動軸9的螺旋葉片10僅位于所述進料段殼體5和壓縮段殼體6內(nèi)時，所述螺旋引導件8的螺旋凹槽部的至少一部分可分布在所述壓縮段殼體6的內(nèi)周面上,或者所述驅(qū)動軸9還包括延伸入所述料塞段殼體7內(nèi)的光軸部91。參見圖4，當驅(qū)動軸9的螺旋葉片10的分布在部分所述料塞段殼體7內(nèi)時，所述螺旋引導件8的螺旋凹槽部優(yōu)選為至少分布在與所述螺旋葉片10在軸向方向的重疊區(qū)域內(nèi)，或者在所述螺旋引導件8與所述螺旋葉片10在軸向的重疊區(qū)域內(nèi)，所述螺旋引導件8的螺旋凸起部與所述螺旋葉片10之間在徑向上留有間隙。另外，本發(fā)明的螺旋喂料器的進料段與傳統(tǒng)螺旋喂料器進料段的結(jié)構(gòu)特點相同。該段的作用是接收物料并將其輸送到壓縮段內(nèi)。該進料段殼體5的底部為螺旋槽，該螺旋槽可以是沿著軸線切去一半的一段半圓形直筒體或錐臺形筒體，而進料段殼體5的頂部是進料口 11，即料斗。在進料段殼體5內(nèi)，螺旋葉片10的螺距可以是相等的，也可以是略微減小的，優(yōu)選為使該段螺旋葉片所形成的幾何壓縮比(即該段驅(qū)動軸9上第一圈螺旋葉片10和最后一圈螺旋葉片10在螺旋槽和驅(qū)動軸9之間的所述螺旋腔體內(nèi)所分割出的體積之比)在1.25 I的范圍內(nèi)。本發(fā)明的螺旋喂料器，其壓縮段殼體6可以如圖1所示設計成錐形，也可以設計成直筒形，如圖1-圖4可見，所述壓縮段殼體6和/或料塞段殼體7優(yōu)選地形成為圓筒形或圓錐臺形狀。在該壓縮段殼體6內(nèi)，螺旋葉片10的圈數(shù)可以是1-10圈，但優(yōu)選為2 8圈，更優(yōu)選的范圍是2.5-5圈。該段螺旋葉片的螺距可以是相等的，也可以是變化的。根據(jù)所處理的物料性質(zhì)和工藝條件的不同，螺旋葉片10在壓縮段內(nèi)形成的幾何壓縮比可以在1.5
6.5之間選擇。當與喂料器出口相連通的容器內(nèi)介質(zhì)壓力高時，喂料器壓縮段應選用大的幾何壓縮比，反之則選用小壓縮比；對于堆積密度低的蓬松物料選用大壓縮比，反之則選用低壓縮比；此外，壓縮比的選擇還和工藝對物料含水率的要求有關，當工藝要求物料通過喂料器之后含水率下降幅度大時，應選用大壓縮比，反之則選用較小的壓縮比。該段的幾何壓縮比越大，螺旋喂料器功率消耗也越大。因此，在滿足工藝要求的前提下，喂料螺旋的壓縮段應盡可能選用小的幾何壓縮比。本發(fā)明中所述螺旋喂料器的驅(qū)動軸9，可以是等直徑的，也可以如圖1-圖4所示采用變直徑軸。該軸可以是實心的，也可以是空心的，只要能滿足機械強度要求即可。在所述喂料器殼體內(nèi)，所述螺旋葉片10的外徑優(yōu)選為在同一橫截面上的喂料器殼體或螺旋引導件8的內(nèi)徑最小者的0.98-0.999倍，以防產(chǎn)生干涉(在螺旋引導件8的螺旋突起部的情況中，螺旋突起部的內(nèi)徑小于喂料器殼體的內(nèi)徑；在螺旋引導件8的螺旋凹槽部的情況中，螺旋凹槽部的內(nèi)徑大于喂料器殼體的內(nèi)徑)。另外，與常規(guī)螺旋喂料器一樣，本發(fā)明提供的螺旋喂料器在驅(qū)動軸10與料斗相結(jié)合的部位應設置密封函，以免料倉內(nèi)物料從軸端漏出。本發(fā)明的螺旋喂料器也可以用于含表面水分固體物料的擠壓脫水。纖維質(zhì)物料在進入螺旋喂料器之前，一般需要通過水洗以除去所含的灰塵和沙石等雜質(zhì)，因而含有較多的表面水分。本發(fā)明提供的新型螺旋喂料器，在進料段殼體5的螺旋槽上以及壓縮段殼體
6上可以設置多個出水孔4，以便喂料過程中擠出的水分能夠及時排出。當對喂料螺旋擠出料的干度要求較高時，還可以在料塞段殼體7靠近壓縮段殼體6的一端部分殼體上設置出水孔，即所述出水孔還形成在所述料塞段殼體7的靠近所述壓縮段殼體6的部分上。但料塞段殼體7靠近物料出口的一段殼體上不開孔，以免影響料塞段殼體7的料塞對蒸煮器內(nèi)氣體介質(zhì)的密封效果。
本發(fā)明的螺旋喂料器的驅(qū)動裝置應包括驅(qū)動電機I和減速機3，所述驅(qū)動電機I內(nèi)設有變頻調(diào)速器以方便運轉(zhuǎn)操作，所述減速機3內(nèi)設有推力軸承，以抵消工作時的軸向推力。具體地，如圖1所示，所述驅(qū)動裝置優(yōu)選地包括驅(qū)動電機1、電機與減速機之間的連軸器
2、減速機3以及減速機與驅(qū)動軸9之間的連軸器4。為了增強喂料器對物料性質(zhì)變化以及設備處理量變化的適應能力，所述電機I優(yōu)選設置變頻調(diào)速器。所述減速機3的內(nèi)部至少應設置一級推力軸承以抵消設備運轉(zhuǎn)時驅(qū)動軸所承受的軸向推力。另外需要說明的是，為了方便安裝和維修，本發(fā)明優(yōu)選如圖1所示，將上述螺旋喂料器的進料段殼體5、壓縮段殼體6和料塞段殼體7，通過法蘭連接的方式連接成一體，并將壓縮段殼體6和料塞段殼體7沿中心軸線剖成對稱的兩個部分再通過法蘭連接組合起來，進料段殼體5下部的半圓筒形螺旋槽殼體也通過法蘭和上部料斗連接，但這并不是實現(xiàn)本發(fā)明必需的連接方式。上述幾個部分也可以通過螺紋連接、焊接等其他方式來實現(xiàn)固定連接，還可以將兩個或兩個以上上述部件鑄造成一個整體。并且，本發(fā)明的螺旋喂料器，各段殼體和驅(qū)動軸以及軸上的螺旋葉片可以是金屬或復合材料。所述金屬材料包括各種型號的碳鋼、不銹鋼和合金鋼。所謂復合材料是指構(gòu)成本螺旋喂料器的材料可以是不同種類金屬材料或金屬材料與非金屬材料復合而成。例如為了提高該喂料器的耐腐蝕、耐磨損性能，喂料器的殼體可以采用碳鋼為基材，在其內(nèi)表面敷設一層具有更高耐腐蝕、耐磨損性能的合金材料或陶瓷材料，喂料器的驅(qū)動軸可以采用普通碳鋼、不銹鋼或合金鋼為基材，然后在其表面堆焊硬質(zhì)合金或通過燒結(jié)固化等方式敷設陶瓷材料?？傊?，本發(fā)明提供的螺旋喂料器對構(gòu)成設備的材料可根據(jù)使用環(huán)境、物料磨損性以及對設備耐久性的要求而定。以下結(jié)合附圖，通過具體實施方式
的形式構(gòu)成本發(fā)明的螺旋喂料器，并對其工作過程加以描述。優(yōu)選實施方式一:將稻草用切草機切成平均長度約5cm的碎段，水洗浙干后采用如圖1所示的螺旋喂料器向蒸煮器(未顯示)內(nèi)喂料。物料在喂料器中被驅(qū)動軸9上的螺旋葉片10向前推進過程中，先在進料段殼體5的料斗及螺旋槽上進一步浙干脫水，然后被推進到喂料器壓縮段。壓縮段殼體6為錐臺形筒體，驅(qū)動軸9在該段為一段錐臺形圓柱，該段驅(qū)動軸上的螺旋葉片是等螺距的。沿著壓縮段的進口到出口的方向，壓縮段螺旋腔的橫截面積是逐漸減小的，因而物料在該段腔體內(nèi)被向前推進的過程中被不斷壓縮，直至被壓縮成有一定剛度的料餅并跟隨驅(qū)動軸9轉(zhuǎn)動，只是料餅的轉(zhuǎn)速低于驅(qū)動軸9的轉(zhuǎn)速，因而被壓縮成料餅的物料在螺旋腔體內(nèi)被螺旋葉片推動著螺旋向前移動。其中喂料器的料塞段殼體7為一段直筒體，其內(nèi)壁上固定連接著螺旋旋向與驅(qū)動軸上螺旋葉片螺旋旋向相反的螺旋凸起部(即螺帶)。沿著物料前進的方向，該螺旋凸起部的螺距是不斷縮小的。在壓縮段內(nèi)被壓縮成料餅的物料螺旋前進到料塞段時，被固定在料塞段殼體7內(nèi)壁上的尖銳端劃出一道螺紋形溝槽。由于被壓縮后的物料具有一定的剛性，料餅進入料塞段后，在其上游物料帶動下在料塞段仍保持旋轉(zhuǎn)運動，這樣螺帶便會給料餅施加一個向前的作用力，使物料沿著的導向不斷螺旋向前移動。因為螺帶的螺距不斷縮小，因而物料在料塞段內(nèi)螺旋前進的同時仍會被繼續(xù)壓縮。因為螺帶是固定在料塞段殼體上靜止不動的，只要料塞管內(nèi)的物料被上游的物料帶動著旋轉(zhuǎn)，螺帶便會對其施加向前的作用力驅(qū)動著物料往前移動。另一方面，由于最后一圈螺帶會對蒸煮器內(nèi)蒸汽作用在料塞上的壓力形成反作用力，料塞段內(nèi)最后一圈螺帶之前的物料以及壓縮段內(nèi)的物料不會由于蒸汽壓力的作用而被過度壓縮，因而該方案可以降低物料與喂料器殼體、驅(qū)動軸以及驅(qū)動軸上螺旋之間的摩擦力，從而可以節(jié)約功耗并減輕設備的磨損。該喂料器進料段殼體5的螺旋槽和壓縮段殼體6上都布置了出水孔4，物料經(jīng)喂料器壓縮后可以脫去部分表面水分。在喂料器剛開始運轉(zhuǎn)時，與其出料口 71通過法蘭相連的蒸煮器內(nèi)壓力為常壓，等物料充滿螺旋喂料器料塞段并形成料塞后，再通過調(diào)節(jié)蒸煮器蒸汽入口管路上減壓閥的開度緩慢升高蒸煮器內(nèi)蒸汽介質(zhì)的壓力，直至達到操作壓力例如
0.65MPa (表壓)。優(yōu)選實施方式二:將小麥秸桿用切草機切成平均長度約5cm的碎段，水洗浙干后采用如附圖2所示的螺旋喂料器向蒸煮器(圖中未示出)內(nèi)喂料。與圖1所示喂料器不同之處在于，該喂料器的料塞段殼體7內(nèi)壁上設置了螺旋形溝槽，即螺旋凹槽部，并且在喂料器的壓縮段殼體6靠近料塞段的一段內(nèi)壁上，也設置了一段螺旋凹槽部，這兩段螺旋凹槽部在料塞段殼體7和壓縮段殼體6連接處以光滑過渡的方式連通。螺旋凹槽部延伸至壓縮段殼體6可對壓縮段內(nèi)的物料起到所述引導和推動作用。另一個不同之處在于，該喂料器的料塞段殼體7為錐臺形筒體，并且其錐度與壓縮段殼體6的錐度相同，因此兩段殼體可鑄造為一個整體。位于料塞段殼體7內(nèi)的驅(qū)動軸9和位于壓縮段內(nèi)的驅(qū)動軸9是錐度相同的錐臺形圓柱體，壓縮段內(nèi)的驅(qū)動軸9上設置了螺旋葉片10，而料塞段內(nèi)的驅(qū)動軸9是一段光軸部91。在本實施方式中，喂料器壓縮段和料塞段內(nèi)壁上設置的螺旋凹槽部可以和優(yōu)選實施方式一中在料塞段殼體7內(nèi)壁上所設置的螺旋凸起部起到基本相同的作用，因而本實施方式中所用喂料器的工作機理和操作方式與優(yōu)選實施方式一基本相同。優(yōu)選實施方式三:將厚木片用水力碎解機凈化碎解后，送入常壓預蒸煮器內(nèi)用熱水或蒸汽蒸煮20分鐘左右使其軟化，然后用圖3所示螺旋喂料器向加壓蒸煮器內(nèi)喂料。與優(yōu)選實施方式一和優(yōu)選實施方式二的不同之處在于，本實施方式所用的螺旋喂料器的料塞段殼體7內(nèi)沒有驅(qū)動軸9，并且其壓縮段和料塞段螺旋腔的幾何壓縮比相對較小。這種設置適合于物料堆積密度較高、可壓縮性較小的物料如碎木片、碎竹片等。此外，該喂料器的料塞段殼體7內(nèi)的螺旋凸起部或螺旋凹槽部的徑向尺寸較大。本實施方式中所用喂料器在啟動階段需用氣動錐形閥(圖中未示出)頂住料塞段的出口，以便物料在料塞段被充分壓實形成密實的料塞。料塞形成后使氣動錐形閥的閥頭回撤到不阻礙喂料器出料的正常位置，同時逐步提高加壓蒸煮器內(nèi)蒸汽壓力至正常操作壓力。優(yōu)選實施方式四:將玉米秸桿原料用秸桿粉碎機粉碎后(粉碎后的玉米秸桿顆粒平均長度約4cm，平均寬度和厚度約3mm)，送入水洗槽內(nèi)清洗，浙干后采用如圖4所示的螺旋喂料器，向蒸煮器(圖中未示出)內(nèi)連續(xù)喂料。該喂料器與優(yōu)選實施方式一所用喂料器的不同之處在于，其料塞段內(nèi)的一段驅(qū)動軸9不全是光軸，在該段軸上靠近壓縮段的一端設置了一段旋向與螺旋凸起部旋向相反的螺旋葉片10，并且該螺旋葉片10螺距變化的規(guī)律與相同軸向位置處螺旋凸起部相同。該喂料器的工作機理與優(yōu)選實施方式一所用喂料器基本相同，只是在料塞段殼體7內(nèi)的驅(qū)動軸9上也設置了一段螺旋葉片10后，料塞段內(nèi)物料的轉(zhuǎn)速與壓縮段內(nèi)物料的轉(zhuǎn)速基本保持一致，因而出料更加順暢。本實施方式中喂料器的操作方式與優(yōu)選實施方式一相同。以上結(jié)合附圖詳細描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實施方式中的具體細節(jié)，在本發(fā)明的技術構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對本發(fā)明的技術方案進行多種簡單變型，這些簡單變型均屬于本發(fā)明的保護范圍。另外需要說明的是，在上述具體實施方式
中所描述的各個具體技術特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進行組合。為了避免不必要的重復，本發(fā)明對各種可能的組合方式不再另行說明。此外，本發(fā)明的各種不同的實施方式之間也可以進行任意組合，只要其不違背本發(fā)明的思想，其同樣應當視為本發(fā)明所公開的內(nèi)容。
權(quán)利要求
1.螺旋喂料器，該螺旋喂料器包括帶有螺旋葉片(10)的驅(qū)動軸(9)、圍繞所述驅(qū)動軸(9)設置的喂料器殼體以及位于所述喂料器殼體后端并能夠驅(qū)動所述驅(qū)動軸(9)旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動裝置，其特征在于，該螺旋喂料器還包括螺旋引導件(8)，該螺旋引導件(8)設置在所述喂料器殼體的前部的內(nèi)周面上并且所述螺旋引導件(8)的螺旋方向與所述螺旋葉片(10)的螺旋方向相反。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺旋喂料器，其中，所述螺旋引導件(8)在所述喂料器殼體內(nèi)形成的幾何壓縮比為1-2.5。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺旋喂料器，其中，所述螺旋引導件(8)的徑向尺寸為在同一橫截面上所述喂料器殼體的內(nèi)徑的0.005-0.45倍。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺旋喂料器，其中，所述螺旋引導件(8)的圈數(shù)為3-6圈。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺旋喂料器，其中，所述螺旋引導件(8)為沿多條螺旋線延伸的多線螺旋引導件。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任意一項所述的螺旋喂料器，其中，所述喂料器殼體包括從后向前依次設置的進料段殼體(5)、壓縮段殼體(6)和料塞段殼體(7)，所述進料段殼體(5)具有進料口(11)，所述料塞段殼體(7)具有出料口(71)，所述螺旋引導件(8)至少設置在所述料塞段殼體(7)的內(nèi)周面上，所述驅(qū)動軸(9)的螺旋葉片(10)至少位于所述進料段殼體(5)和壓縮段殼體(6)內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的螺旋喂料器，其中，所述螺旋引導件(8)包括螺旋凸起部和/或螺旋凹槽部。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的螺旋喂料器，其中，所述驅(qū)動軸(9)的螺旋葉片(10)僅位于所述進料段殼體(5)和壓縮段殼體￠)內(nèi)，所述螺旋引導件(8)的所述螺旋凹槽部的至少一部分分布在所述壓縮段殼體￠)的內(nèi)周面上；或者，所述驅(qū)動軸(9)的螺旋葉片(10)僅位于所述進料段殼體(5)和壓縮段殼體￠)內(nèi)，所述驅(qū)動軸(9)還包括延伸入所述料塞段殼體(7)內(nèi)的光軸部(91)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的螺旋喂料器，其中，所述驅(qū)動軸(9)的螺旋葉片(10)的至少一部分分布在所述料塞段殼體(7)內(nèi)，所述螺旋引導件(8)的螺旋凹槽部至少分布在與所述螺旋葉片(10)在軸向方向的重疊區(qū)域內(nèi)；或者，所述驅(qū)動軸(9)的螺旋葉片(10)的至少一部分分布在所述料塞段殼體(7)內(nèi)，在所述螺旋引導件(8)與所述螺旋葉片(10)在軸向的重疊區(qū)域內(nèi)，所述螺旋引導件(8)的螺旋凸起部與所述螺旋葉片(10)之間形成有間隙。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的螺旋喂料器，其中，所述螺旋引導件(8)的所述螺旋凸起部的起始端突出于所述喂料器殼體的內(nèi)周面的高度是逐漸增大的。
11.根據(jù)權(quán)利要求6所述的螺旋喂料器，其中，在所述進料段殼體(5)內(nèi)，所述螺旋葉片(10)形成的幾何壓縮比為1-1.25;和/或，在所述壓縮段殼體(6)內(nèi)，所述螺旋葉片(10)形成的幾何壓縮比為1.5-6.5。
12.根據(jù)權(quán)利要求6所述的螺旋喂料器，其中，在所述壓縮段殼體(6)內(nèi)，所述螺旋葉片(10)的圈數(shù)為2-8圈。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的螺旋喂料器，其中，所述螺旋葉片(10)的外徑是在同一橫截面上的所述喂料器殼體或所述螺旋引導件(8)的內(nèi)徑最小者的0.98-0.999倍。
14.根據(jù)權(quán)利要求6所述的螺旋喂料器，其中，所述喂料器殼體上設有多個出水孔(4)，該出水孔(4)至少分布在所述進料段殼體(5)和所述壓縮段殼體(6)上。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的螺旋喂料器，其中，所述出水孔(4)還形成在所述料塞段殼體(7)的靠近所述壓縮段殼體￠)的部分上。
16.根據(jù)權(quán)利要求6所述的螺旋喂料器，其中，所述壓縮段殼體(6)和/或料塞段殼體(7)形成為圓筒形或圓錐臺形狀。
全文摘要
螺旋喂料器，該螺旋喂料器包括帶有螺旋葉片(10)的驅(qū)動軸(9)、圍繞所述驅(qū)動軸(9)設置的喂料器殼體以及位于所述喂料器殼體后端并能夠驅(qū)動所述驅(qū)動軸(9)旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動裝置，其中該螺旋喂料器還包括螺旋引導件(8)，該螺旋引導件(8)設置在所述喂料器殼體的前部的內(nèi)周面上并且所述螺旋引導件(8)的螺旋方向與所述螺旋葉片(10)的螺旋方向相反。螺旋引導件(8)可推動作旋轉(zhuǎn)運動的物料前進，從而減小物料與喂料器殼體之間的摩擦阻力，減少設備磨損，降低功率消耗。
文檔編號B65G33/24GK103159012SQ20111041003
公開日2013年6月19日 申請日期2011年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月9日
發(fā)明者許克家, 林海龍, 武國慶, 鄧立康, 袁敬偉, 劉甲申, 郝小明, 岳國君 申請人:中糧營養(yǎng)健康研究院有限公司, 中糧生化能源(肇東)有限公司, 中糧集團有限公司