[发明专利]一种具有切割功能的压辊式颗粒挤压致密成型系统

说明书

一种具有切割功能的压辊式颗粒挤压致密成型系统，包括安装在机体内由动力传动系统驱动的两个相对运动和作用的压辊和环模或平模，在压辊的圆柱面上均匀开有小凹槽，相邻的小凹槽之间在压辊的圆柱面上形成切割棱线，压辊与环模或平模构成了压辊式颗粒机挤压致密成型系统，压辊的圆柱面上的切割棱线可分别与环模或平模作用面之间构成切割副，压辊与环模或平模间相互作用，实现对物料进行有效地抓取、切割（断）和挤压，使物料顺利进入成型模孔并完成制粒成型。本发明具有结构简单、生产效率高、能耗低、可降低生产使用成本，为生物质颗粒成型，特别是为秸秆（草）类生物质颗粒成型提供相关技术和装备。

技术领域

本发明涉及一种生物质挤压致密成型技术，尤其是涉及对辊式生物成型设备，具体地说是一种具有切割功能的压辊式颗粒挤压致密成型系统。

背景技术

随着人们对资源和环境问题的关注程度不断提高，如何正确处理和有效地利用农作物秸秆等资源已经成为我国研究的焦点之一，生物质致密成型技术为高效再利用秸秆资源提供了一条很好的途径。秸秆类生物质资源的成型设备按照成型方式的不同具有多种结构形式，其中辊压式（包括环模、平模压辊式）秸秆成型设备，具有相对的生产率高、生产成本低的优势，是目前生物质成型技术及装备的主流方向。

颗粒致密成型技术和装备起始是用于单胃动物的颗粒饲料加工，饲料制粒是将粉末状单一词料原料或全价配合饲料经过物理挤压而变成颗粒形态的全过程；国外的颗粒燃料成型技术虽然已经比较成熟，但其颗粒成型技术及颗粒机针对的原料多为木屑，极少有针对秸秆类物料的颗粒成型技术和装备。

目前国内外生物质致密成型设备，包括环模压辊式颗粒机和平模压辊式颗粒机，均普遍存在着：（1）生产效率偏低、单位能耗过大；（2）关键工作部件磨损严重和设备使用稳定性差；（3）现有设备和相关成型技术对生物质物料的物理形态要求高，严重地制约了其应用范围。特别是在秸秆（牧草）类等较大粒径的纤维性生物质物料进行挤压成型的过程中，由于颗粒成型模孔直径较小，仅仅依靠压辊的外圆柱曲面与模孔进料口的端面（曲面或平面）之间的相对运动和挤压，物料极易卡阻在成型模孔的进料口处并形成硬化层，从而进一步增加颗粒机的能耗、影响生产效率，甚至造成设备无法正常工作。

发明内容

本发明是针对现有辊压式（包括环模、平模压辊式）生物质成型技术及设备在造粒过程中易在挤压面上形成硬化层，影响颗粒成型的问题，设计一种具有切割功能的压辊式颗粒挤压致密成型系统及颗粒机，它通过形成一种“压切切割（断）、供料和压缩成型的机理；解决了现有的压辊式平模颗粒机和压辊式环模颗粒机生产中对原料要求较高，适应性差，因物料卡阻而造成设备运行稳定性差、生产效率低和能耗高等问题；进一步解决了减少关键部件的磨损；优化了压辊式颗粒机致密成型系统的结构，方便装配、调整维护、降低生产和使用成本。

本发明的技术方案是：

一种具有切割功能的压辊式颗粒挤压致密成型系统，包括安装在机体内由动力传动系统驱动的两个相对运动和作用的压辊1和环模或平模2，其特征是：在压辊1的圆柱面上均匀开有小凹槽3，相邻的小凹槽3之间在压辊1的圆柱面上形成切割棱线4，压辊1与环模或平模2构成了压辊式颗粒机挤压致密成型系统，压辊1的圆柱面上的切割棱线4与环模或平模2作用面之间构成切割副5，压辊1与环模或平模2间相互作用，实现对物料进行有效地抓取、切割（断和挤压，使物料顺利进入环模或平模2上的径向成型模孔并完成制粒成型。

压辊1圆柱面上的两个相邻切割棱线”4间的端面弧线距离小于或等于成型模孔的引导锥孔直径。

压辊1的圆柱面上的切割棱线4与环模或平模2作用面6之间构成切割副5，并构成压辊式颗粒机挤压致密成型系统。

压辊1的圆柱面上的小凹槽3为与压辊1轴线相平行的直槽，切割棱线4为直线。

压辊1的圆柱面上的小凹槽3为螺旋槽，螺旋角为1°～12°。