[發明專利]一種可動態調速的渣餅破碎機及其控制方法

有效

• 申請號: 201310722924.8
• 申請日: 2013-12-24
• 公開（公告）號: CN103706445A
• 公開（公告）日: 2014-04-09
• 發明（設計）人: 崔守娟;張西良;李伯全;路欣;張世慶
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: B02C18/14
• 分類號: B02C18/14;B02C18/18;B02C18/22;B02C25/00
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技術領域

本發明屬于機電領域，尤其是一種可動態調速的渣餅破碎機及其控制方法。

背景技術

粉碎是飼料廠最重要的工序之一，破碎機的動力配備占飼料廠總配套功率的三分之一或更多，所以它直接影響飼料廠的生產規模、能耗、飼料加工成本以及產品的質量。

隨著畜牧業生產的發展，越來越多的餅粕將作為主要的植物性蛋白質供禽畜飼用。在中國江蘇北部、山東、安徽等地油坊榨油后的油渣經處理后通常為直徑500-600mm、厚度70-90mm，重約10Kg的餅狀，常見的有豆餅、菜餅和花生餅等各種渣餅，這些餅材經破碎和再加工后可作為農業養殖飼料。這種餅塊物料跟其它飼用原料(玉米、麥類)相比，不但體積大、材質堅硬，而且油脂含量高，因此，它具有一定的硬度、韌性和較大的變形能儲存，加工困難。

目前使用的破碎機普遍達不到飼料破碎的技術要求，大部分還在使用上個世紀六七十年代為粉碎稻谷、高粱、地瓜干之類而發展起來的粉碎設備。這類破碎機雖然也可以對渣餅進行破碎加工，但必須對渣餅進行破碎預處理，如通過壓、鍘等將餅加工處理成塊狀后，再用粉碎機加工，導致生產效率低、操作危險、加工成本高等缺點。

現有技術中，錘片式破碎機具有破碎比大、構造簡單、尺寸緊湊、維護簡單等優點，它是利用高速旋轉的錘子撞擊物料，尤其是當硬度較大的物料進料時，錘片能起到緩沖作用，所以有著廣泛的應用。但由于油坊下來的渣餅形狀特殊、材質堅硬、油脂含量高，導致進料口損傷大、錘片和篩片磨損率高、加工出料量低、出料1000公斤/時就需要11KW以上電機，電能利用率低。加工時，操作不當容易使半碎后的物料從喂料口被高速拋出，造成人身傷亡事故；另外，由于電機高轉速帶動錘片旋轉，餅料在離心力作用下不能順利下落到粉碎室，通常采用人為外力擠壓渣餅至破碎室內。如果操作者推料沖力過大時，造成主軸轉速下降使活動錘片的破碎能力減小，被活動錘片打擊下的粉碎物料顆粒增大，滯留在粉碎室中，從而使主軸轉速進一步降低，甚至出現敝車現象，增加了的啟動扭矩和電機的超載危險，導致高能耗、高啟動扭矩等問題。2001年蔣樹義等人在“餅類錘片粉碎機敝車的改進措施”文獻中，針對餅類錘片粉碎機在飼料生產中經常出現的敝車問題，提出增大破碎機篩片包角、增加固定切刀的方法,使其成為餅類錘片、切刀組合式粉碎機，改善了餅類粉碎生產中出現的主軸轉速突變的現象、降低能耗，但對于刀片磨損、錘片數配置及后期更換并未作考慮。

輥式破碎機是糧食、飼料加工的另一種常用的機械設備，有單輥和對輥式兩種。對輥式破碎機通過擠壓、剪切破碎物料，能效高、電耗低,產品的粒度均勻,但對玉米之類的易粉碎原料適應性強，且當物料水分適當時，才能獲得較細的產品，而對于大塊又有韌性的渣餅來說，采用對輥式不合適。1991年揚州糧食飼料機械研制單輥式碎餅機利用銑切原理加工豆餅，喂料口導板傾角為38°，其結構簡單、喂入性能好、工作平穩，15KW電機達到3600Kg/時的破碎量，推向市場就深受用戶的歡迎。隨著飼料加工規模的日益擴大，這種單輥式破碎機存在加工效率低，僅適合小規模的手工作坊，而對餅類破碎機的使用壽命、節能加工和智能控制等方面提出更高的要求。

專利200580009647.X公開了一種單段錘式破碎機系統，包括設置于破碎機上的傳感器、執行機構和控制器在內的DCS控制系統，通過嵌入式控制器內的通訊模塊實現遠程監控和維護。該專利僅從總體控制框架上進行闡述，對影響破碎效果的關鍵因素如物料特性、壓榨方式和破碎機結構等并未作具體涉及。

專利200480003867.7公開一種用于降低機械負荷增加的風險以及由此發生的故障的方法。在控制破碎端頭位置的液壓流體中發生壓力升高超系統預定值時，改變破碎機外殼的相對位置，并調整破碎機間隙的寬度。該方法在一定程度上降低破碎機過早發生故障的風險，并實現了動態調節，彌補了前述技術上的不足。但這種單環的位置液壓控制僅從機械結構調整破碎腔體空間來適應不同物料，存在液壓結構成本高、裝配不良易滲油和不易控制等缺點。

發明內容

針對目前破碎機的喂料難、易磨損、生產率低、能耗高等問題，本發明提出一種可動態調速的渣餅飼料破碎機及其控制方法。本發明的目的是通過對渣餅破碎機的結構改進，采用雙閉環動態控制調節的方法，實現渣餅飼料破碎過程及速度的自動控制，自動適應渣餅破碎載荷動態變化，使破碎機的破碎力和破碎效率最大化。

本發明是通過以下技術手段實現上述技術目的的。