[实用新型]纤维物料输送装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及生物质制燃料乙醇领域，特别涉及一种供木质纤维素预处理装置的原料输送装置。

背景技术

利用农作物秸秆等植物生产燃料乙醇已成为一个新的资源能源产业链。由于农作物秸秆和林业剩余物成分复杂，不同作物的含水量、硬度、抗破碎性等有很大差异，因此给纤维质预处理过程带来了很大困难。在预处理过程中，常常需要将固体物料由常温常压环境输送到高温高压装置进行处理。传统的方法是通过设置一个带有加压、卸压装置的腔体进行间断性的处理，但这种方法效率低下，能耗大，并且不能满足工业化生产的连续性操作。一种解决方法是将原料制成浆液利用泵送，这对进料固体浓度有一定要求(8％-30％)，而且高固含量(＞13.4％)物料需要在较高的温度(99℃)制成浆液进料。另一种方法是通过挤压的方法使物料形成足以封闭高压气体的料塞，然后通过活塞或螺杆驱动进入预处理反应器，在这种条件下，近似干态的纤维原料能在高剪切力和磨擦生热的多重作用下实现木质纤维素的机械撕裂和组织结构改变。

专利CN1309602A报道了一种供应90％α纤维素材料堆的设备。该设备螺筒内设有螺杆和与其同轴的往复环状活塞，在螺筒出料口处设有锥形塞堵。原料喂入过程中，螺杆撕裂和推动物料，而往复环状活塞对上述物料进行压缩，最终使物料形成横截面接近螺筒横截面的压实芯棒。这种芯棒的密度足以抵抗反应器的高压蒸汽冲击，不存在物料的反喷现象，从而保证了物料喂入高压反应器。专利CN2208589报道了一种植物纤维的输送装置。该系统采用三个相互联连接的螺杆输送装置，其中第一个螺杆为锥形螺杆，用于推动物料，送料筒的内壁呈进口大、出口小的锥形。在第一个螺杆送料筒的出口端有自调节弹簧止逆装置，可以克服高压差状态下连续进料易反喷的问题。在上述这些方法中，封闭性的料塞是通过活塞或锥堵挤压形成的，这不仅使原料承受较高的温度和压力而引起硬化或角质化，而且也增加了设备投资成本。

发明内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供一种纤维物料输送装置，能够保证物料连续稳定地输送至高温高压反应器，防止高温蒸汽反喷，减少纤维物料角质化，该设备简单，操作简便。

本实用新型纤维物料输送装置，包括料斗、螺筒和螺杆组件，其中料斗位于螺筒上方进料的一端，螺杆设于螺筒内部，螺筒的管壁为包括内壁和外壁的夹层结构，夹层中通入冷却液，螺杆为等径螺杆与锥形螺杆的组合螺杆，进料端为等径螺杆，出料端为锥形螺杆，锥形螺杆粗端与等径螺杆连接。等径螺杆与锥形螺杆的长度比例为4∶1～1∶4，优选为2∶1～1∶2。

本实用新型纤维物料输送装置中，等径螺杆直径约占螺筒内壁直径的70％～90％，锥形螺杆直径约占螺筒内壁直径的60％～90％(均指螺杆所处位置的螺筒内壁直径)。等径螺杆螺槽深度可以是均匀的，锥形螺杆的螺槽深度随着螺杆直径的变小而逐渐变小。本实用新型中，等径螺杆及锥形螺杆的直径指螺棱外缘处的直径。

本实用新型纤维物料输送装置中，螺筒内壁直径随螺杆直径的变化而变化，呈进口大出口小的特殊形状，在等径螺杆部分为直形筒内壁，而在锥形螺杆部分的螺筒内壁为与锥形螺杆适应的锥形筒壁。

本实用新型纤维物料输送装置中，螺筒外壁直径不变，内壁和外壁之间的夹层含有冷却液，在螺杆头部附近冷却液的量达到最大。

本实用新型的有益效果在于：

1、本实用新型采用的螺杆组件结合了等径螺杆和锥形螺杆的优势，既保证了进料速度又提高了物料粉碎程度。同时锥形螺杆可以使物料得到有效挤压并形成料塞，防止蒸汽倒行，保证后续处理装置可以在较高压力下进行。

2、本实用新型螺筒内壁和外壁之间的夹层含有冷却液，在螺杆头部附近冷却液的量达到最大，能吸收螺杆头部挤压原料所产生的巨大热量，达到更好的散热效果。

3、本实用新型装置简单，无需活塞或高压泵便实现了物料向高温高压反应器的输送，降低了设备投资成本。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。其中：1、电机，2、料斗，3、等径螺杆，4、螺筒，5、锥形螺杆，7、冷却夹层。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本实用新型纤维物料输送装置的结构。

如图1所示，本实用新型纤维物料输送装置，包括：设置在螺筒4上方进料端的料斗2，所述螺筒4内设有螺杆组件，即等径螺杆3和锥形螺杆5，等径螺杆3与电机1相连。所述螺筒4的管壁分为内壁和外壁的夹层结构7，夹层中通入冷却液，在锥形螺杆5出料端附近冷却液的量达到最大。

本实用新型提供的纤维物料输送装置采用单螺杆直接推送物料至高温高压反应器。首先，未经任何机械处理的秸秆原料直接通过料斗2进入螺筒4内，在等径螺杆3的作用下，物料迅速撕裂并破碎，然后在等径螺杆3推动下，破碎的物料继续被锥形螺杆5撕裂和粉碎，当物料推进至螺筒4出料口附近，由于锥形螺筒的缩径作用，物料逐渐堆积压实，在锥形螺杆5作用下形成料塞并被推入反应器中。料塞可以有效阻止反应器内高压蒸汽反喷，保证纤维物料输送装置正常使用，本实用新型纤维物料输送装置可以向压力为2MPa以上的反应器连续输送纤维物料。