生物質(zhì)顆粒成型系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種生物質(zhì)顆粒成型系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]秸桿和小樹(shù)枝、竹枝等生物質(zhì)材料是農(nóng)村中的重要生活燃料，但是大量的資源仍未得到充分使用。且城市中供熱需求大，需要大量的燃料供使用，如果將這些農(nóng)村的生物質(zhì)材料直接運(yùn)送到城市中使用，一方面運(yùn)送困難，另一方面不易于存儲(chǔ)。因此將這些生物質(zhì)材料制造成燃料顆粒，可便于輸送和存儲(chǔ)，提高了材料的利用效率。
[0003]但是目前常用的顆粒成型系統(tǒng)需要先將生物質(zhì)材料進(jìn)行一定程度的干燥后再進(jìn)行粉碎、成型。這樣的預(yù)先干燥工藝耗時(shí)以及耗能，不利于能源的充分利用。且在加工過(guò)程中，如果生物質(zhì)材料所含水分較高，或者較低，都不利于顆粒的成型。
[0004]因此，本領(lǐng)域急需一種對(duì)生物質(zhì)材料直接加工、工作效率高、成型顆粒效果好的設(shè)備。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提出一種生物質(zhì)成型系統(tǒng)，包括生物質(zhì)粉碎裝置、碎料干燥裝置、物料顆粒成型裝置以及熱泵裝置，其中:
[0006]所述生物質(zhì)粉碎裝置，從生物質(zhì)運(yùn)動(dòng)方向上看，依次包括進(jìn)料器、成對(duì)的碾壓輥、粉碎輥、以及出料風(fēng)機(jī)；所述進(jìn)料器為截面為U型的管道，生物質(zhì)材料從所述進(jìn)料器進(jìn)入到所述生物質(zhì)粉碎裝置中進(jìn)行粉碎，所述碾壓輥成對(duì)上下對(duì)稱設(shè)置，碾壓后的生物質(zhì)材料經(jīng)由所述粉碎輥切割；所述粉碎輥上設(shè)置有沿著輥的圓周表面以螺旋陣列布置的多個(gè)刀刃，所述刀刃與所述碾壓輥的出料口對(duì)應(yīng)，隨著所述粉碎輥的轉(zhuǎn)動(dòng)，所述刀刃轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中依次切斷碾壓后的生物質(zhì)材料，成為碎料，所述碎料通過(guò)所述出料風(fēng)機(jī)傳送到所述碎料干燥裝置；
[0007]所述碎料干燥裝置，主要由傳送帶、殼體、可控電加熱裝置、含水率檢測(cè)器、濕度傳感器、溫度傳感器以及干燥控制系統(tǒng)組成；所述出料風(fēng)機(jī)將碎料吹送到所述碎料干燥裝置的所述傳送帶上；所述殼體包括與所述出料風(fēng)機(jī)相連通的吹送入口，以及將干燥好的碎料排出的出料口 ；所述含水率檢測(cè)器設(shè)置在所述吹送入口以及所述出料口附近；所述濕度傳感器、所述溫度傳感器以及所述可控電加熱裝置設(shè)置在所述殼體上；所述干燥控制系統(tǒng)與傳送帶的傳動(dòng)系統(tǒng)、所述可控電加熱裝置、所述含水率檢測(cè)器、所述濕度傳感器、所述溫度傳感器電器連接；所述含水率檢測(cè)器檢測(cè)到的含水率信號(hào)發(fā)送到干燥控制系統(tǒng)，所述干燥控制系統(tǒng)據(jù)此調(diào)整所述可控電加熱裝置的干燥溫度；所述濕度傳感器、所述溫度傳感器將所述殼體內(nèi)的實(shí)時(shí)溫度和濕度信號(hào)發(fā)送到干燥控制系統(tǒng)，從而調(diào)整所述可控加熱裝置的加熱溫度；所述傳送帶間歇運(yùn)動(dòng)，將干燥后碎料從所述出料口排出，進(jìn)入到所述物料顆粒成型裝置3中進(jìn)行造粒；
[0008]所述物料顆粒成型裝置包括錐形料斗、筒形殼體、擠壓對(duì)輥、顆粒成型對(duì)輥、顆粒出料口、支撐架；所述錐形料斗為圓錐形，所述料斗的端部向內(nèi)延伸超過(guò)筒形殼體的內(nèi)上表面，且所述料斗的端部與所述擠壓對(duì)輥的擠壓間隙相接合；所述擠壓對(duì)輥對(duì)生物質(zhì)碎料進(jìn)行初步預(yù)壓，形成物料帶，該物料帶進(jìn)一步輸送到所述顆粒成型對(duì)棍中，擠壓成顆粒；其中所述擠壓對(duì)輥為表面光滑的對(duì)輥，并設(shè)置有傳熱介質(zhì)進(jìn)出口，經(jīng)過(guò)加熱的傳熱介質(zhì)可通入擠壓對(duì)輥中，對(duì)擠壓對(duì)輥進(jìn)行加熱；所述顆粒成型對(duì)輥為表面帶有成型齒層的輥，所述成型齒層為管狀橡膠層，套接在所述顆粒成型對(duì)輥的輥體上；且所述輥體上也設(shè)置有傳熱介質(zhì)的進(jìn)出口 ；在工作過(guò)程中，所述擠壓對(duì)輥的旋轉(zhuǎn)速度稍大于所述顆粒成型對(duì)輥34的旋轉(zhuǎn)速度，成型后的顆粒從所述筒形殼體下部的所述顆粒出料口排出；
[0009]所述筒形殼體下部設(shè)置有進(jìn)氣口，所述筒形殼體上部設(shè)置有出氣口 ；
[0010]所述熱泵裝置的熱量回收管線與出所述氣口連通，所述熱泵裝置的輸出管線與所述進(jìn)氣口連通，所述熱泵裝置的兩條熱源輸出管線分別通入擠壓對(duì)輥和顆粒成型對(duì)輥的傳熱介質(zhì)進(jìn)出口 ；所述熱泵裝置通過(guò)輸出管線將物料顆粒成型裝置內(nèi)產(chǎn)生的濕熱氣體中的熱量回收，然后用這些熱量以及附加的加熱裝置對(duì)傳熱介質(zhì)進(jìn)行加熱，再將加熱后的傳熱介質(zhì)分別輸入到擠壓對(duì)輥和顆粒成型對(duì)輥中。經(jīng)過(guò)熱量回收的濕熱氣體變?yōu)楦衫錃怏w，再通過(guò)所述輸出管線通入到所述筒狀殼體的筒狀進(jìn)氣口中。
[0011]其中所述碾壓輥為帶有凸棱的橡膠輥，在碾壓過(guò)程中，上下碾壓輥的凸棱相互錯(cuò)開(kāi)，且上下碾壓輥之間的間距可以根據(jù)不同的生物質(zhì)材料進(jìn)行調(diào)整。
[0012]其中所述粉碎輥為不銹鋼輥，所述多個(gè)刀刃通過(guò)焊接、螺栓固定或者鉚接的方式固定到粉碎棍上。
[0013]其中所述錐形料斗中設(shè)置有攪拌器，所述攪拌器由通過(guò)主軸驅(qū)動(dòng)的葉片構(gòu)成，工作過(guò)程中當(dāng)碎料粘合或者難以下落的時(shí)候，啟動(dòng)該攪拌器，使得碎料打散。
[0014]其中所述傳熱介質(zhì)為蒸汽、熱空氣、熱油中任一種。
[0015]其中所述顆粒成型對(duì)輥上的成型齒層根據(jù)所成型顆粒的用途，替換為具有相應(yīng)齒形的成型齒層。
[0016]其中所述熱泵裝置中還設(shè)置有加熱裝置，所述熱泵裝置回收的熱量以及所述加熱器被用于加熱傳熱介質(zhì)，加熱后的傳熱介質(zhì)通過(guò)熱源輸出管線輸入到所述擠壓對(duì)輥和所述顆粒成型對(duì)輥中。
[0017]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:無(wú)需對(duì)生物質(zhì)材料進(jìn)行預(yù)先干燥。在加工過(guò)程中可根據(jù)生物質(zhì)材料的含水率調(diào)整加工速度，同時(shí)在成型過(guò)程中對(duì)生物質(zhì)材料進(jìn)行加熱，有助于提高加工效率以及生物質(zhì)顆粒的粘合強(qiáng)度。
【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1為根據(jù)本發(fā)明的生物質(zhì)顆粒成型系統(tǒng)圖。
[0019]圖2為根據(jù)本發(fā)明的生物質(zhì)顆粒成型系統(tǒng)的碎料裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。
[0020]圖3為生物質(zhì)粉碎裝置中碾壓輥的縱向視圖。
[0021]圖4為粉碎輥上刀刃的螺旋布置形式。
[0022]圖5為碎料干燥裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。
[0023]圖6為物料顆粒成型裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。
[0024]圖7為熱泵裝置的管線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明所述生物質(zhì)顆粒成型系統(tǒng)的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0026]圖1所示的生物質(zhì)顆粒成型系統(tǒng)由生物質(zhì)粉碎裝置1、碎料干燥裝置2、物料顆粒成型裝置3以及熱泵裝置4組成。
[0027]生物質(zhì)粉碎裝置對(duì)生物質(zhì)材料進(jìn)行碾壓和粉碎。如圖2所示，從生物質(zhì)運(yùn)動(dòng)方向上看，生物質(zhì)粉碎裝置依次包括進(jìn)料器11、成對(duì)的碾壓輥12、粉碎輥13、以及出料風(fēng)機(jī)14。進(jìn)料器11為截面為U型的管道，生物質(zhì)材料從進(jìn)料器進(jìn)入到生物質(zhì)粉碎裝置I中進(jìn)行粉碎。碾壓輥12成對(duì)上下對(duì)稱設(shè)置，用以碾壓生物質(zhì)。且如圖3所示，碾壓輥12為帶有凸棱的橡膠輥，在碾壓過(guò)程中，上下輥的凸棱相互錯(cuò)開(kāi)，且上下碾壓輥12之間的間距可以根據(jù)不同的生物質(zhì)材料進(jìn)行調(diào)整，以保證碾壓的效果。碾壓后的生物質(zhì)材料經(jīng)由粉碎輥13切害J，該粉碎輥13上設(shè)置有沿著輥的圓周表面以螺旋陣列布置的多個(gè)刀刃131(見(jiàn)圖4)，在工作中粉碎輥13旋轉(zhuǎn)，粉碎輥13上的刀刃對(duì)碾壓后生物質(zhì)材料實(shí)現(xiàn)切割。為了防止含水分的生物質(zhì)材料造成輥的污染，粉碎輥13為不銹鋼輥，多個(gè)刀刃131通過(guò)適宜方式以螺旋陣列布置到輥13上，這些方式可以為焊接、螺栓固定或者鉚接，如果考慮到刀刃的可替換性，優(yōu)選采用螺栓固定刀刃。粉碎輥13上的刀刃與上下碾壓輥12的出料口對(duì)應(yīng)，隨著粉碎輥13的轉(zhuǎn)動(dòng)，刀刃131把碾壓后的生物質(zhì)材料切成小段；螺旋的刀刃斜著布置，刀刃轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中依次切斷碾壓后的秸桿，成為碎料。
[0028]下落的碎料通過(guò)出料風(fēng)機(jī)14傳送到碎料干燥裝置2，使得碎料中的水分控制在適當(dāng)范圍之內(nèi)。
[0029]在一般的造粒系統(tǒng)中，都不具備含水率調(diào)節(jié)設(shè)備，因而，在造粒過(guò)程中，常常因?yàn)樯镔|(zhì)材料中的含水率情況不同，每一批所造出的顆粒，其效果也不同。在造粒時(shí)，如果生物質(zhì)材料中的含水率過(guò)高，則在造粒時(shí)會(huì)排出大量水分，影響造粒效果，甚至?xí)尺B到造粒設(shè)備上，引起設(shè)備的卡塞或者失效，大大影響了工作效率和顆粒效果。為此，本發(fā)明設(shè)置了碎料干燥設(shè)備，對(duì)粉碎后的碎料進(jìn)行干燥，從而保證在進(jìn)行造粒擠壓之前，碎料達(dá)到適當(dāng)?shù)暮史秶阌谠炝５倪M(jìn)行。
[0030]如圖5所示，碎料干燥裝置2主要由傳送帶21、殼體22、可控電加熱裝置23、含水率檢測(cè)器24、濕度傳感器25、溫度傳感器26以及干燥控制系統(tǒng)(未示出)組成。出料風(fēng)機(jī)14將碎料吹送到碎料干燥裝置的傳送帶21上，殼體22包括與出料風(fēng)機(jī)14相連通的吹送入口221，以及將干燥好的碎料排出的出料口 222。含水率檢測(cè)器24設(shè)置在吹送入口 221以及出料口 222附近，以檢測(cè)碎料中的含水率。濕度傳感器25、溫度傳感器26以及可控電加熱裝置23設(shè)置在殼體22上。干燥控制系統(tǒng)與傳送帶21的傳動(dòng)系統(tǒng)(未示出)、可控電加熱裝置23、含水率檢測(cè)器24、濕度傳感器25、溫度傳感器26形成通信關(guān)系。含水率檢測(cè)器24檢測(cè)到的含水率信號(hào)發(fā)送到干燥控制系統(tǒng)，干燥控制系統(tǒng)據(jù)此調(diào)整可控電加熱裝置23的干燥溫度，濕度傳感器25、溫度傳感器26將殼體22內(nèi)的實(shí)時(shí)溫度和濕度信號(hào)發(fā)送到干燥控制系統(tǒng)，從而根據(jù)實(shí)時(shí)溫度和濕度調(diào)整可控加熱裝置23是否需要進(jìn)一步提高溫度。傳送帶21間歇運(yùn)動(dòng)，干燥控制系統(tǒng)根據(jù)碎料的干燥情況(出料口 222附近的含水率檢測(cè)器24所反饋的含水率信號(hào))，給傳送帶21的傳動(dòng)系統(tǒng)發(fā)出信號(hào)，如果碎料中含水率過(guò)高，仍需要進(jìn)一步干燥，則干燥控制系統(tǒng)給傳動(dòng)系統(tǒng)發(fā)出傳送帶21應(yīng)停止運(yùn)動(dòng)的信號(hào)；當(dāng)檢測(cè)到碎料中含水率達(dá)到要求之后，干燥控制系統(tǒng)根據(jù)碎料的干燥情況(出料口 222附近的含水率檢測(cè)器24所反饋的含水率信號(hào))，給傳送帶21的傳動(dòng)系統(tǒng)發(fā)出信號(hào)，啟動(dòng)傳送帶21繼續(xù)前進(jìn)，將干燥后碎料從出料口 222排出，進(jìn)入到物料顆粒成型