雙超聲同步壓縮纖維素生物質(zhì)裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種雙超聲同步壓縮纖維素生物質(zhì)裝置，包括模具、超聲組件、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、施力機(jī)構(gòu)；超聲組件包括上超聲組件、下超聲組件兩套超聲組件，分別位于模具(8)通孔兩端，所配工具頭A(7)、工具頭B(10)正對(duì)模具(8)通孔，工具頭A(7)、工具頭B(10)與模具(8)通孔為間隙配合；生物質(zhì)(9)被放置于模具(8)通孔內(nèi)，工具頭A(7)和工具頭B(10)在超聲系統(tǒng)的激勵(lì)下產(chǎn)生超聲振動(dòng)，分別在外部施力機(jī)構(gòu)A(1)、施力機(jī)構(gòu)B(16)的作用下，從通孔兩端相向運(yùn)動(dòng)，對(duì)生物質(zhì)同時(shí)進(jìn)行機(jī)械擠壓和超聲壓縮，壓縮成型生物質(zhì)壓塊。
【專利說明】雙超聲同步壓縮纖維素生物質(zhì)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及超聲壓縮裝置，具體地說本實(shí)用新型涉及一種雙超聲同步壓縮纖維素生物質(zhì)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的纖維素生物質(zhì)壓縮技術(shù)主要有螺桿擠壓成型、活塞沖壓成型和壓輥式成型等，但上述壓縮方法一般都需要高溫蒸汽、高壓力和額外添加粘接劑，帶來設(shè)備龐大，價(jià)格高，添加劑導(dǎo)致污染等問題。超聲壓縮是一種新提出的工藝方法，如最近出版的?International Journal of Manufacturing Research〉〉雜志 2012 年 4 期 “Effects ofpellet weight in ultrasonic vibration-assisted pelleting for cellulosic biofuelmanufacturing” 一文中介紹了該方法，該壓縮方法可在常溫、低壓力和無添加劑條件下實(shí)現(xiàn)壓縮，并可將后續(xù)的出糖率(通過發(fā)酵轉(zhuǎn)化為纖維素燃料)提高20%以上。但單一超聲壓縮方式的超聲波是由單個(gè)工具頭端通過纖維素生物質(zhì)傳遞至壓塊末端，導(dǎo)致壓縮時(shí)間長、壓塊頂?shù)撞恐旅苄圆灰恢?、壓塊中心出現(xiàn)碳化等問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有纖維素生物質(zhì)超聲壓縮技術(shù)的一些缺點(diǎn)，提供一種雙超聲同步壓縮纖維素生物質(zhì)裝置，其壓縮時(shí)間短、壓塊致密度均勻、碳化率低。
[0004]本實(shí)用新型的目的通過下述方案實(shí)現(xiàn)。
[0005]本實(shí)用新型的雙超聲壓縮裝置包括模具、超聲組件、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、施力機(jī)構(gòu)；模具(8)開有通孔，超聲組件 與外部導(dǎo)向機(jī)構(gòu)和施力機(jī)構(gòu)相連；超聲組件包括上超聲組件、下超聲組件兩套超聲組件，分別位于模具(8)通孔兩端，所配工具頭A(7)、工具頭B(IO)正對(duì)模具(8)通孔，工具頭A(7)、工具頭B(IO)與模具(8)通孔為間隙配合。
[0006]本實(shí)用新型的雙超聲壓縮裝置通過上下兩套超聲組件實(shí)現(xiàn)。整個(gè)壓縮裝置包括三大部分，即上部分為上超聲組件，中間部分為生物質(zhì)壓縮成型部分，下部分為下超聲組件。
[0007]上超聲組件和下超聲組件的結(jié)構(gòu)相似，兩者都包括換能器、變幅桿、工具頭等部件，雙超聲波分別由工具頭A (7)和工具頭B (10)輸出，對(duì)生物質(zhì)(9)進(jìn)行超聲壓縮。
[0008]所述的上超聲組件后端設(shè)有支撐架A(2)，上超聲組件通過設(shè)計(jì)于波節(jié)處的法蘭A (5)與支撐架A (2)連接，支撐架A (2)的端部設(shè)有施力機(jī)構(gòu)A(I)，支撐架A (2)與施力機(jī)構(gòu)A(I)連接，施力機(jī)構(gòu)A(I)通過外殼固定，施力機(jī)構(gòu)A(I)帶動(dòng)工具頭A(7)實(shí)現(xiàn)上下運(yùn)動(dòng)，超聲波由工具頭A (7)輸出，對(duì)生物質(zhì)(9)進(jìn)行超聲波壓縮。下超聲組件結(jié)構(gòu)與上超聲組件相同。
[0009]支撐架B (15)的端部設(shè)有施力機(jī)構(gòu)B (16)，所述的工具頭A (7)和工具頭B (10)壓縮預(yù)壓力，通過置于機(jī)構(gòu)兩端的施力機(jī)構(gòu)A(I)和施力機(jī)構(gòu)B(16)進(jìn)行施加。
[0010]上超聲組件和下超聲組件的左側(cè)設(shè)有導(dǎo)向機(jī)構(gòu)(17)，其確保工具頭A(7)、工具頭B(IO)正對(duì)模具(8)通孔。[0011]設(shè)于中間位置的生物質(zhì)壓縮型腔由中空模具(8)、工具頭A(7)和工具頭B(IO)共同組成，生物質(zhì)(9)被放置于壓縮型腔內(nèi)，通過工具頭A (7)和工具頭B(IO)的相向運(yùn)動(dòng)，對(duì)生物質(zhì)同時(shí)進(jìn)行機(jī)械擠壓和超聲壓縮，壓縮成型生物質(zhì)壓塊。
[0012]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下特點(diǎn):
[0013]1.所發(fā)明的雙超聲同步壓縮纖維素生物質(zhì)裝置采用上下兩套超聲組件，其單個(gè)超聲波傳輸距離短，所需壓縮時(shí)間短，壓縮效率高。另外，雙超聲壓縮裝置可獲得均勻分布的用于壓縮的超聲場，生物質(zhì)壓塊致密度一致性好。2.雙超聲壓縮裝置可降低單個(gè)超聲組件的功率，這有利于減少甚至消除出現(xiàn)在生物質(zhì)壓塊中心的碳化現(xiàn)象。3.雙超聲壓縮裝置具有疊加作用，這可提高單個(gè)生物質(zhì)壓塊的最大壓縮厚度。
【專利附圖】

【附圖說明】:
[0014]圖1是本實(shí)用新型的雙超聲壓縮裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖中:1_施力機(jī)構(gòu)A，2-支撐架A，3-換能器A，4，4’-螺釘A，5-法蘭A，6-變幅桿A，7-工具頭A，8-模具，9-生物質(zhì)，10-工具頭B，11-變幅桿B，12-法蘭B，13，13，-螺釘B，14-換能器B，15-支撐架B，16-施力機(jī)構(gòu)B，17-導(dǎo)向機(jī)構(gòu)
【具體實(shí)施方式】
[0016]在圖1所示的本實(shí)用新型的雙超聲同步壓縮纖維素生物質(zhì)裝置的具體結(jié)構(gòu)示意圖中，設(shè)于裝置中間位置的壓縮成型部分，其由中空模具(8)、工具頭A(7)和工具頭B(IO)共同組成封閉型腔，生物質(zhì)(9)被放置于封閉型腔內(nèi)，其中模具(8)被固定，工具頭A(7)和工具頭B(IO)可實(shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，模具(8)通孔與工具頭A(7)、工具頭B(IO)之間為間隙配
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[0017]設(shè)于整個(gè)裝置上部分的上超聲組件置于模具(8)的上方，其由換能器A(3)，變幅桿A(6)和工具頭A(7)共同組成，換能器A(3)由超聲電源驅(qū)動(dòng)，變幅桿A(6)將超聲波的振幅進(jìn)行放大，工具頭A (7)是將超聲波從其端部輸出，實(shí)現(xiàn)對(duì)生物質(zhì)的超聲壓縮。上超聲組件后端設(shè)有支撐架A (2)，法蘭A (5)的作用是通過其將上超聲組件與支撐架A (2)進(jìn)行連接，為降低超聲波能量的損耗和法蘭A(5)的發(fā)熱，法蘭A(5)被設(shè)計(jì)于超聲組件的波節(jié)處。法蘭A (5)與支撐架A (2)通過螺釘(4)，(4’ )進(jìn)行連接。支撐架A (2)的端部設(shè)有施力機(jī)構(gòu)A(l)，施力機(jī)構(gòu)A(I)外殼被固定，施力機(jī)構(gòu)A(I)的功能是施加一個(gè)預(yù)壓力，并驅(qū)動(dòng)整個(gè)上超聲組件實(shí)現(xiàn)上下運(yùn)動(dòng)。
[0018]設(shè)于整個(gè)裝置下部分的下超聲組件置于模具(8)的下方，其由換能器B (14)，變幅桿B(Il)和工具頭B(IO)共同組成，換能器B(14)由超聲電源驅(qū)動(dòng)，變幅桿B(Il)是將超聲波的振幅進(jìn)行放大，工具頭B(IO)是將超聲波從其端部輸出，實(shí)現(xiàn)對(duì)生物質(zhì)的超聲壓縮。下超聲組件后端設(shè)有支撐架B (15)，下超聲組件通過設(shè)計(jì)于波節(jié)處的法蘭B (12)與支撐架B(15)連接，為降低超聲波能量的損耗和法蘭B(12)的發(fā)熱，法蘭B(12)被設(shè)計(jì)于超聲組件的波節(jié)處。法蘭B (12)與支撐架B (15)通過螺釘(13)，(13’ )進(jìn)行連接。支撐架B (15)的端部設(shè)有施力機(jī)構(gòu)B (16)，施力機(jī)構(gòu)B (16)外殼被固定，施力機(jī)構(gòu)B (16)的功能是施加一個(gè)預(yù)壓力，并驅(qū)動(dòng)整個(gè)下超聲組件實(shí)現(xiàn)上下運(yùn)動(dòng)。
[0019]所述的上、下超聲組件的結(jié)構(gòu)方式可以為上、下布置方式，也可以為水平布置方式，也可以為任何傾斜角度的布置方式。施力機(jī)構(gòu)A(I)和施力機(jī)構(gòu)B(16)可以為液壓缸、氣壓缸或電動(dòng)機(jī)等。
[0020]超聲組件的左側(cè)設(shè)有導(dǎo)向機(jī)構(gòu)(17)，其確保工具頭A (7)、工具頭B (10)正對(duì)模具
(8)通孔，保證工具頭A(7)、工具頭B(IO)與模具(8)通孔為間隙配合。其中導(dǎo)向機(jī)構(gòu)(17)可以為導(dǎo)柱導(dǎo)套或絲杠螺母等。
[0021]生物質(zhì)(9)被放置于模具(8)通孔內(nèi)，工具頭A(7)和工具頭B(IO)在超聲系統(tǒng)的激勵(lì)下產(chǎn)生超聲振動(dòng)，分別在外部施力機(jī)構(gòu)A (I)、施力機(jī)構(gòu)B (16)的作用下，從通孔兩端相向運(yùn)動(dòng)，對(duì)生物質(zhì)同時(shí)進(jìn)行機(jī)械擠壓和超聲壓縮，壓縮成型生物質(zhì)壓塊。在壓縮過程中，工具頭A(7)和工具頭B(IO) 二者相向運(yùn)動(dòng)的速度可以相同，也可以不同，甚至其中一個(gè)工具頭的運(yùn)動(dòng)速度為零。
【權(quán)利要求】
1.一種雙超聲同步壓縮纖維素生物質(zhì)裝置，包括模具、超聲組件、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、施力機(jī)構(gòu)；模具(8)開有通孔，超聲組件與外部導(dǎo)向機(jī)構(gòu)和施力機(jī)構(gòu)相連；其特征在于，超聲組件包括上超聲組件、下超聲組件兩套超聲組件，分別位于模具(8)通孔兩端，所配工具頭A(7)、工具頭B(IO)正對(duì)模具(8)通孔，工具頭A(7)、工具頭B(IO)與模具(8)通孔為間隙配合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙超聲同步壓縮纖維素生物質(zhì)裝置，其特征在于，上超聲組件置于模具(8)的上方，其包括換能器A (3)，變幅桿A (6)和工具頭A (7)，上超聲組件通過設(shè)計(jì)于波節(jié)處的法蘭A (5)與支撐架A (2)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙超聲同步壓縮纖維素生物質(zhì)裝置，其特征在于，下超聲組件置于模具(8)的下方，其包括換能器B (14)，變幅桿B (I I)和工具頭B (10)，下超聲組件通過設(shè)計(jì)于波節(jié)處的法蘭B (12)與支撐架B (15)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙超聲同步壓縮纖維素生物質(zhì)裝置，其特征在于，上超聲組件和下超聲組件的左側(cè)設(shè)有導(dǎo)向機(jī)構(gòu)(17)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙超聲同步壓縮纖維素生物質(zhì)裝置，其特征在于，上超聲組件后端設(shè)有支撐架A (2)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙超聲同步壓縮纖維素生物質(zhì)裝置，其特征在于，下超聲組件后端設(shè)有支撐架B (15)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙超聲同步壓縮纖維素生物質(zhì)裝置，其特征在于，支撐架A (2)的端部設(shè)有施力機(jī)構(gòu)A (I)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙超聲同步壓縮纖維素生物質(zhì)裝置，其特征在于，支撐架B (15)的端部設(shè)有施力機(jī)構(gòu)B (16)。
【文檔編號(hào)】B30B11/04GK203600644SQ201320468976
【公開日】2014年5月21日 申請(qǐng)日期:2013年7月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月26日
【發(fā)明者】唐勇軍, 許俊, 陳猛, 張永俊, 郭鐘寧, 黃志剛 申請(qǐng)人:廣東工業(yè)大學(xué)