專利名稱：一種復(fù)合式生物質(zhì)壓制成型設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及生物質(zhì)廢物處理技術(shù)，尤其是一種復(fù)合式生物質(zhì)壓制成型設(shè)備。
背景技術(shù)：
我國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó)，每年可產(chǎn)生農(nóng)作物秸稈達(dá)6億多噸，其中大約0. 28億噸用于造 紙，1. 13億噸用作飼料，1. 08億噸還田，3. 5億噸用作燃料或就地荒燒。近年來(lái)，季節(jié)性秸稈 焚燒問(wèn)題已成為危害城鄉(xiāng)生態(tài)環(huán)境的一大公害，它不僅造成資源浪費(fèi)和環(huán)境污染，而且引 發(fā)火災(zāi)、交通受阻、機(jī)場(chǎng)關(guān)閉、人員傷亡等重大社會(huì)問(wèn)題，嚴(yán)重影響人民的生活和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。 秸稈具有產(chǎn)生量大、分布廣、可再生且清潔環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，其硫含量(約O. 1% )與灰 分含量(約9%)均遠(yuǎn)低于煤炭，可謂一種良好的清潔可再生能源，有望成為未來(lái)常規(guī)化石 能源的替代物之一。但是，由于秸稈具有季節(jié)性、密度小、能量低、分布分散等缺點(diǎn)，使得秸 稈收集、運(yùn)輸、儲(chǔ)存和使用均十分不便，許多秸稈利用企業(yè)不僅承受高昂的運(yùn)輸費(fèi)用、舉步 維艱，而且面臨嚴(yán)重的火災(zāi)隱患考驗(yàn)、如履薄冰。在此情況下，秸稈壓制成型技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生， 其技術(shù)原理是在一定溫度和壓力作用下，秸稈中的木質(zhì)素軟化粘結(jié)力增強(qiáng)，纖維素分子團(tuán) 錯(cuò)位、變形和延展，使得內(nèi)部相鄰的顆粒相互嚙接，重新組合成型。該技術(shù)可將秸稈壓縮到 原來(lái)體積的1/10，壓縮密度達(dá)到0. 9-1. 1噸/立方米。 根據(jù)秸稈壓制成型方式，可將成型設(shè)備分成輥模碾壓式、螺旋擠壓式和活塞沖壓 式三類。但現(xiàn)有成型設(shè)備普遍存在生產(chǎn)能耗過(guò)高、使用壽命短等問(wèn)題，尤其是輥模碾壓式設(shè) 備易堵塞、螺旋擠壓式設(shè)備易磨損、活塞沖壓式設(shè)備生產(chǎn)率低等問(wèn)題非常突出，使秸稈成型 技術(shù)的發(fā)展受到限制。 我國(guó)城市污水處理廠每天產(chǎn)生大量的生物質(zhì)污泥，其含水率高達(dá)97%以上，且難 以脫水，目前尚無(wú)較好的出路，是許多城市面臨的一大難題。污泥實(shí)質(zhì)上是大量微生物通過(guò) 胞外多聚物粘結(jié)而成的絮狀物，而胞外多聚物的主要成分為糖類、脂肪和蛋白質(zhì)等，這些物 質(zhì)具有很好的粘結(jié)性。因此，向生物質(zhì)秸稈中添加合適比例的污泥，改善物料內(nèi)部結(jié)構(gòu)，增 強(qiáng)物料顆粒之間的相互粘結(jié)性，可在一定程度上改變生物質(zhì)秸稈致密成型機(jī)制，能夠減低 致密成型過(guò)程中的能量消耗與設(shè)備磨損。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題而提供一種復(fù)合式生物質(zhì)壓制成型設(shè) 備，它融合輥模碾壓和活塞沖壓設(shè)計(jì)思想，成功地解決了產(chǎn)率低和堵塞等問(wèn)題，達(dá)到性能優(yōu) 勢(shì)互補(bǔ)。 本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題所采取的技術(shù)方案是一種復(fù)合式生物 質(zhì)壓制成型設(shè)備，包括雙旋系統(tǒng)、環(huán)模系統(tǒng)和入料系統(tǒng)；所述雙旋系統(tǒng)包括主旋系統(tǒng)和副旋 系統(tǒng)，所述主旋系統(tǒng)包括主旋軸及其驅(qū)動(dòng)電機(jī)和上下水平布置的至少兩組旋轉(zhuǎn)臂，每組旋 轉(zhuǎn)臂設(shè)有至少三條旋轉(zhuǎn)臂，每條旋轉(zhuǎn)臂垂直固定在所述主旋軸上；所述副旋系統(tǒng)包括與所述每組旋轉(zhuǎn)臂中的旋轉(zhuǎn)臂數(shù)量相同的子旋系統(tǒng)，每個(gè)子旋系統(tǒng)包括齒輪、副旋軸、多個(gè)滾壓 輪和若干個(gè)擠壓塞，所述齒輪和所述多個(gè)滾壓輪固定在所述副旋軸上，所述副旋軸與所述 上下水平布置的至少兩組旋轉(zhuǎn)臂中垂直投影位置一致的所有旋轉(zhuǎn)臂垂直轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述若 干擠壓塞均勻固定在所述多個(gè)滾壓輪的外側(cè)環(huán)面上；所述環(huán)模系統(tǒng)呈圓桶形狀，所述環(huán)模 系統(tǒng)包括底板、承壓壁和內(nèi)齒圈，在所述承壓壁上設(shè)有與所述擠壓塞咬合的成型孔，在所述 承壓壁內(nèi)側(cè)設(shè)有固定的內(nèi)齒圈，所述內(nèi)齒圈與所述子旋系統(tǒng)的齒輪咬合；所述入料系統(tǒng)包 括與所述環(huán)模系統(tǒng)同軸固接相互連通的接料斗；所述主旋軸垂直安裝在所述底板和入料系 統(tǒng)的中央。 所述內(nèi)齒圈固接在所述承壓壁的上部，所述上下水平布置的至少兩組旋轉(zhuǎn)臂中垂 直投影位置一致的所有旋轉(zhuǎn)臂對(duì)稱地連接在所述每個(gè)子旋系統(tǒng)的多個(gè)滾壓輪之間。
所述擠壓塞呈圓臺(tái)形狀且小頭朝外。 所述擠壓塞與所述承壓壁上的成型孔咬正時(shí)，所述擠壓塞進(jìn)入所述成型孔的深度 為5-8mm，二者之間的縫隙為2-3mm。所述齒輪的厚度比所述內(nèi)齒圈的厚度要薄1. 5-2mm。 所述入料系統(tǒng)包括頂蓋、圓筒、所述接料斗和支撐桿，所述頂蓋固接在所述承壓壁 上面，所述圓筒固接在所述頂蓋的中央，所述圓筒下端比所述齒輪底面低10-20mm，所述圓 筒上端與所述接料斗固接，所述圓筒中部設(shè)有至少三根水平支撐桿，所述主旋軸支撐在所 述至少三根水平支撐桿的交匯處。 所述旋轉(zhuǎn)臂的厚度一致寬度由內(nèi)向外逐漸縮小，所述旋轉(zhuǎn)臂的橫截面呈橢圓形， 所述橢圓形的水平軸為長(zhǎng)軸、豎直軸為短軸。 本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是1)融合輥模碾壓和活塞沖壓設(shè)計(jì)思想，成功地 解決產(chǎn)率低和堵塞等問(wèn)題，達(dá)到性能優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。2)將污泥作為輔料與秸稈混合，利用污泥的 粘性改善物料成型效果，使物料能夠在較低的溫度和壓力下成型，可降低設(shè)備能耗和磨損； 另外，污泥還可降低秸稈碎料的粗糙度，同樣有利于降低設(shè)備能耗與磨損。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為圖1的A-A剖視圖；
圖3為圖1的B-B剖視圖； 圖中1.滾壓輪，2.成型孔，3.擠壓塞，4.主旋軸，5.承壓壁，6.副旋軸，7.旋轉(zhuǎn) 臂，8.底板，9.齒輪，IO.內(nèi)齒圈，ll.圓筒，12.支撐桿，13.接料斗，14.固定螺絲，15.頂蓋， 16.上軸承套，17.下軸承套。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明通過(guò)以下實(shí)施例并結(jié)合附圖進(jìn)一步詳述，但本實(shí)施例所敘述的技術(shù)內(nèi)容是 說(shuō)明性的，而不是限定性的，不應(yīng)依此來(lái)局限本發(fā)明的保護(hù)范圍。 —種復(fù)合式生物質(zhì)壓制成型設(shè)備，由雙旋系統(tǒng)、環(huán)模系統(tǒng)和入料系統(tǒng)組成；雙旋系 統(tǒng)由主旋系統(tǒng)和副旋系統(tǒng)組成，主旋系統(tǒng)由主旋軸4和上下兩組旋轉(zhuǎn)臂7構(gòu)成，每組旋轉(zhuǎn)臂 7各設(shè)有三條旋轉(zhuǎn)臂7，每條旋轉(zhuǎn)臂7均固定在主旋軸4上，旋轉(zhuǎn)臂7隨著主旋軸4的轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)，三條旋轉(zhuǎn)臂7共面且兩兩呈120°分布，兩組旋轉(zhuǎn)臂7的垂直投影恰好相互重合，六條 旋轉(zhuǎn)臂7的形狀與尺寸均相同，旋轉(zhuǎn)臂7的厚度一致但寬度由內(nèi)向外逐漸縮小，以增大旋轉(zhuǎn) 臂7對(duì)物料產(chǎn)生的外推力，旋轉(zhuǎn)臂7的橫截面呈橢圓形，橢圓形的水平軸為長(zhǎng)軸、豎直軸為 短軸，以減小旋轉(zhuǎn)臂7的旋轉(zhuǎn)阻力，在旋轉(zhuǎn)臂7的另一端沿厚度方向設(shè)有旋轉(zhuǎn)孔；副旋系統(tǒng) 由三組子旋系統(tǒng)組成，每組子旋系統(tǒng)均由齒輪9、副旋軸6、四個(gè)滾壓輪1和若干個(gè)擠壓塞3 構(gòu)成，齒輪9和四個(gè)滾壓輪1從上到下固定在副旋軸6上，便于安裝，有利于設(shè)備運(yùn)行，副旋 軸6穿過(guò)上下兩條旋轉(zhuǎn)臂7的旋轉(zhuǎn)孔，其中一條旋轉(zhuǎn)臂7位于第一個(gè)和第二個(gè)滾壓輪1之 間，另一條旋轉(zhuǎn)臂7則位于第三個(gè)和第四個(gè)滾壓輪1之間，擠壓塞3呈圓臺(tái)形狀，若干擠壓 塞3均勻固定在滾壓輪1的側(cè)環(huán)面且小頭朝外，便于擠壓塞3與成型孔2咬合；環(huán)模系統(tǒng)呈 圓桶形狀，由底板8、承壓壁5和內(nèi)齒圈10組成，在圓桶底板8的正中央設(shè)有下軸承套17， 下軸承套17用于支撐主旋軸4，主旋軸4的下端穿過(guò)下軸承套17后連接減速器和電動(dòng)機(jī)， 在圓桶的承壓壁5上設(shè)有四圈均勻布置的成型孔2，成型孔2貫穿承壓壁5且呈外小內(nèi)大的 圓臺(tái)形狀，四圈成型孔2在高度上分別與子旋系統(tǒng)的四個(gè)滾壓輪1 一致，同圈相鄰兩個(gè)成型 孔2恰好能夠與滾壓輪1上兩個(gè)相鄰擠壓塞3咬合，當(dāng)擠壓塞3與成型孔2咬正時(shí)，擠壓塞 3進(jìn)入成型孔2的深度為5-8mm且二者之間的縫隙為2-3mm，上述咬合結(jié)構(gòu)可有效杜絕成型 孔2的堵塞。在圓桶的上部?jī)?nèi)側(cè)設(shè)有固定的內(nèi)齒圈10，內(nèi)齒圈10在高度上與子旋系統(tǒng)的齒 輪9 一致且二者正好相互咬合，但齒輪9厚度比內(nèi)齒圈10厚度要薄1. 5-2mm，傳動(dòng)平穩(wěn)；入 料系統(tǒng)由頂蓋15、圓筒11、接料斗13和支撐桿12組成，頂蓋15是一個(gè)帶有同心圓孔的圓 盤，圓盤外徑與圓桶外徑相等且二者通過(guò)若干顆固定螺絲14相連，圓筒11穿過(guò)圓盤的同心 圓孔且二者固定在一起，圓筒11下端比齒輪9底面低10-20mm，可減少物料進(jìn)入內(nèi)齒圈10 和齒輪9的咬合處，使傳動(dòng)更加平穩(wěn)，圓筒11上端通過(guò)焊接方式與接料斗13下端相連，接 料斗13呈倒圓臺(tái)形狀，上端口大于下端口 ，在圓筒11內(nèi)壁設(shè)有四根共面且相鄰?qiáng)A角為90° 的支撐桿12，支撐桿12與圓盤處于同一高度，在四根支撐桿12的交匯處設(shè)有上軸承套16， 上軸承套16與下軸承套17共同支撐主旋軸4。 上述旋轉(zhuǎn)臂的組數(shù)，每組旋轉(zhuǎn)臂的條數(shù)，子旋系統(tǒng)的滾壓輪，每個(gè)滾壓輪上擠壓塞 的數(shù)量可根據(jù)設(shè)備的規(guī)格具體確定，并不限于上述數(shù)量。
本發(fā)明的工作原理 電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)以后，經(jīng)過(guò)減速器的調(diào)節(jié)作用，主旋軸4以適當(dāng)轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)并帶動(dòng) 旋轉(zhuǎn)臂7轉(zhuǎn)動(dòng)，旋轉(zhuǎn)臂7再推動(dòng)副旋軸6作圓周運(yùn)動(dòng)，副旋軸6會(huì)帶動(dòng)滾壓輪1作同樣的圓 周運(yùn)動(dòng)，由于滾壓輪1上的擠壓塞3伸進(jìn)了成型孔2，使得擠壓塞3的圓周運(yùn)動(dòng)受阻，進(jìn)而 促成滾壓輪1繞著副旋軸6自轉(zhuǎn)，這樣擠壓塞3便交替進(jìn)出成型孔2，而齒輪9與內(nèi)齒圈10 的精確咬合作用，使得擠壓塞3正好對(duì)準(zhǔn)成型孔2。半干化污泥和秸稈碎料按照一定比例混 合后形成生物質(zhì)物料，物料通過(guò)接料斗13進(jìn)入圓桶內(nèi)部，圓筒可防止物料被齒輪9夾帶而 影響正常運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)入圓桶內(nèi)部的物料一方面依靠重力作用向下移動(dòng)，另一方面依靠旋轉(zhuǎn)臂7 的外推力向圓桶壁移動(dòng)，接著被擠壓塞3巻帶并擠進(jìn)成型孔2，被擠進(jìn)成型孔2的物料受到 壓縮而產(chǎn)生熱量，熱量使得物料的化學(xué)成分變軟、變粘，再加上污泥自身的粘性與擠壓塞3 的壓力，使物料粘結(jié)成塊并被后續(xù)壓入的物料推出成型孔2，降溫后形成堅(jiān)硬致密的生物質(zhì) 成型燃料。 盡管上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的具體實(shí)施方式
，上述的具體實(shí)施方式
僅僅是示意性的，并不是限制性的，本領(lǐng)域的普通 技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明宗旨和權(quán)利要求所保護(hù)的范圍情況下，還可 以作出很多形式，這些均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種復(fù)合式生物質(zhì)壓制成型設(shè)備，其特征在于包括環(huán)模系統(tǒng)、安裝在所述環(huán)模系統(tǒng)內(nèi)的雙旋系統(tǒng)和固裝在所述環(huán)模系統(tǒng)上部的入料系統(tǒng)；所述雙旋系統(tǒng)包括主旋系統(tǒng)和副旋系統(tǒng)，所述主旋系統(tǒng)包括主旋軸(4)及其驅(qū)動(dòng)電機(jī)和上下水平布置的至少兩組旋轉(zhuǎn)臂，每組旋轉(zhuǎn)臂設(shè)有至少三條旋轉(zhuǎn)臂(7)，每條旋轉(zhuǎn)臂(7)垂直固定在所述主旋軸(4)上；所述副旋系統(tǒng)包括與所述每組旋轉(zhuǎn)臂中的旋轉(zhuǎn)臂數(shù)量相同的子旋系統(tǒng)，每個(gè)子旋系統(tǒng)包括齒輪(9)、副旋軸(6)、多個(gè)滾壓輪(1)和若干個(gè)擠壓塞(3)，所述齒輪(9)和所述多個(gè)滾壓輪(1)固定在所述副旋軸(6)上，所述副旋軸(6)與所述上下水平布置的至少兩組旋轉(zhuǎn)臂中垂直投影位置一致的所有旋轉(zhuǎn)臂(7)垂直轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述若干擠壓塞(3)均勻固定在所述多個(gè)滾壓輪(1)的外側(cè)環(huán)面上；所述環(huán)模系統(tǒng)呈圓桶形狀，所述環(huán)模系統(tǒng)包括底板(8)、承壓壁(5)和內(nèi)齒圈(10)，在所述承壓壁(5)上設(shè)有與所述擠壓塞(3)咬合的成型孔(2)，在所述承壓壁(5)內(nèi)側(cè)設(shè)有固定的內(nèi)齒圈(10)，所述內(nèi)齒圈(10)與所述子旋系統(tǒng)的齒輪(9)咬合；所述入料系統(tǒng)包括與所述環(huán)模系統(tǒng)同軸固接相互連通的接料斗(13)；所述主旋軸(4)垂直安裝在所述底板(8)和入料系統(tǒng)的中央。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的復(fù)合式生物質(zhì)壓制成型設(shè)備，其特征在于，所述內(nèi)齒圈(10) 固接在所述承壓壁(5)的上部，所述上下水平布置的至少兩組旋轉(zhuǎn)臂中垂直投影位置一致 的所有旋轉(zhuǎn)臂(7)對(duì)稱地連接在所述每個(gè)子旋系統(tǒng)的多個(gè)滾壓輪(1)之間。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的復(fù)合式生物質(zhì)壓制成型設(shè)備，其特征在于，所述擠壓塞(3)呈 圓臺(tái)形狀且小頭朝外。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的復(fù)合式生物質(zhì)壓制成型設(shè)備，其特征在于，所述擠壓塞(3) 與所述承壓壁(5)上的成型孔(2)咬正時(shí)，所述擠壓塞(3)進(jìn)入所述成型孔(2)的深度為 5-8mm， 二者之間的縫隙為2-3mm。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的復(fù)合式生物質(zhì)壓制成型設(shè)備，其特征在于，所述齒輪(9)的厚 度比所述內(nèi)齒圈(10)的厚度要薄1. 5-2mm。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的復(fù)合式生物質(zhì)壓制成型設(shè)備，其特征在于，所述入料系統(tǒng)包 括頂蓋(15)、圓筒(11)、所述接料斗(13)和支撐桿(12)，所述頂蓋(15)固接在所述承壓壁 (5)上面，所述圓筒(11)固接在所述頂蓋(15)的中央，所述圓筒(11)下端比所述齒輪(9) 底面低10-20mm，所述圓筒(11)上端與所述接料斗(13)固接，所述圓筒中部設(shè)有至少三根 水平支撐桿，所述主旋軸(4)支撐在所述至少三根水平支撐桿的交匯處。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的復(fù)合式生物質(zhì)壓制成型設(shè)備，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)臂(7)的 厚度一致寬度由內(nèi)向外逐漸縮小，所述旋轉(zhuǎn)臂(7)的橫截面呈橢圓形，所述橢圓形的水平 軸為長(zhǎng)軸、豎直軸為短軸。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種復(fù)合式生物質(zhì)壓制成型設(shè)備，包括雙旋系統(tǒng)、環(huán)模系統(tǒng)和入料系統(tǒng)；雙旋系統(tǒng)包括主旋系統(tǒng)和副旋系統(tǒng)，主旋系統(tǒng)包括主旋軸和上下至少二組旋轉(zhuǎn)臂，每組旋轉(zhuǎn)臂設(shè)有至少三條旋轉(zhuǎn)臂；副旋系統(tǒng)包括至少三個(gè)子旋系統(tǒng)，每組子旋系統(tǒng)均包括齒輪、副旋軸、多個(gè)滾壓輪和若干個(gè)擠壓塞，齒輪和多個(gè)滾壓輪固定在副旋軸上；環(huán)模系統(tǒng)呈圓桶形狀，包括底板、承壓壁和內(nèi)齒圈，在圓桶的承壓壁上設(shè)有與擠壓塞咬合的成型孔，在圓桶的上部?jī)?nèi)側(cè)設(shè)有內(nèi)齒圈；入料系統(tǒng)包括與環(huán)模系統(tǒng)同軸固接的接料斗。該設(shè)備解決了產(chǎn)率低和堵塞問(wèn)題，可有效降低設(shè)備能耗與磨損。
文檔編號(hào)B09B3/00GK101700698SQ200910250089
公開(kāi)日2010年5月5日 申請(qǐng)日期2009年12月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月4日
發(fā)明者張曙光, 邵德洲, 郝永俊, 高亮, 高建東 申請(qǐng)人:天津泰達(dá)環(huán)保有限公司;天津渤海環(huán)保工程有限公司