[發明專利]一種氣體轟爆處理機

有效

• 申請號: 201710008423.1
• 申請日: 2017-01-05
• 公開（公告）號: CN106592308B
• 公開（公告）日: 2017-11-17
• 發明（設計）人: 石勇;曾光建
• 申請（專利權）人: 新疆弘瑞達纖維有限公司
• 主分類號: D21B1/36
• 分類號: D21B1/36
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于蒸汽爆破技術領域，具體是一種氣體轟爆處理機。

背景技術

目前，隨著人們對蒸汽爆破原理的深入研究，蒸汽爆破機的最新發展已經超越了傳統意義上的螺桿擠壓式汽爆和蒸煮式汽爆，即所謂彈射式汽爆。其關鍵技術特征是具有爆破沖擊波和與之相應的熱功轉換過程，蒸汽爆破機之所以能夠在毫秒級內進行絕熱膨脹做功，其本質體現在蒸汽爆破機的爆破時間和爆破功率密度這兩個技術指標上，這兩個參數是反映高壓蒸汽熱能轉換為機械能量的效率指標，而爆破功率密度又與爆破時間緊密相聯系，爆破時間越短，爆破功率密度越高，絕熱膨脹做功越充分，所以爆破功率密度這一指標就成為評價蒸汽爆破機爆破性能高低的關鍵指標。因此，為獲得更高的爆破功率密度，就需要更短的爆破時間，使得蒸汽爆破機的密封端蓋開啟速度更快，才能達到更高一級的爆破功率密度。

彈射式汽爆機的應用原理是：將密閉容器內的物料與高壓蒸汽在瞬間(研究表明，生物質材料微孔結構內部與外部的氣壓平衡時間約1秒)釋放至常壓狀態，物料與高壓蒸汽以爆破的形式炸散并一同排出，使得滲進物料微孔結構內部的水蒸汽分子在極短的時間內突發性釋放完畢，該過程主要是通過將高壓蒸汽的內能絕大部分轉化為機械能從而實現了絕熱膨脹做功。由于其作用時間在毫秒級內，能量密度高，且集中作用在原料內部，使滲透到生物質原料內部纖維束與纖維束、木質素與纖維束等大分子之間的水蒸汽分子以及內部結合水所形成的強大的蒸汽壓差，在毫秒級內高速釋放的過程中，這一壓差積累的勢能轉化為膨脹做功的機械能，從而產生強大的破壞力，達到了在大分子水平上高效離解木質纖維組織結構的目的，能夠適用于后續的各種生物質處理工藝的需求。

現有技術中最先進的蒸汽爆破機是以博士論文《瞬時彈射式蒸汽爆破技術及其影響生物質轉化機理的試驗研究》、公開號CN10564288A的中國專利《瞬時彈射式汽爆機》等文獻所公開的瞬間彈射式汽爆理論和工程設計為代表，其爆破時間遠小于1秒，已接近理論值的87.5毫秒。但由于其密封蓋開啟的機械設計結構本身的限制，使其不可能提供更高的加速度，也因此無法將爆破時間縮短到小于87.5毫秒。

根據這一公開的瞬時彈射式汽爆機模型的權威理論分析和計算，人們已經形成了“爆破時間低于87.5毫秒是不可能的”、“87.5毫秒這一下限是無法突破的理論極限”等認識誤區，根本原因在于打開密封端蓋的氣缸能夠提供的開啟相應速度已經達到氣缸能夠提供的最高值，并且在理論分析中已經按其最高值計算。隨之而產生的一系列公開技術文獻，大量存在最短爆破時間87.5毫秒這一所謂“理論極限”的技術偏見。有部分汽爆機文獻中出現了0.00875秒即8.75毫秒的汽爆時間，在沒有能力提供更強大的密封蓋開啟力量的情況下也是不可能實現的，顯然屬于筆誤或者人為的錯誤。

因此，在蒸汽爆破機領域需要一種能克服上述技術偏見、突破87.5毫秒這一所謂“理論極限”的更高性能的蒸汽爆破機。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的上述技術缺陷，提供一種汽爆時間小于87.5毫秒，打破上述技術偏見的更高性能的蒸汽爆破機，名稱為“氣體轟爆處理機”，以區別于未能突破87.5毫秒爆破時間的現有的瞬時彈射式汽爆機。

實際上，87.5毫秒這一所謂“理論極限”的技術偏見對本領域的技術人員已經構成了一種誤導。根據瞬時彈射式汽爆機的工作機理和計算模型，只需提供更大的開啟氣缸密封端蓋的力量，就能夠產生更高的開啟加速度，從而能夠獲得更快的爆破速度。因此，87.5毫秒的汽爆時間是能夠突破的。

本發明的發明人通過反復研究和實踐，不斷探索，終于解決上述技術難題并且取得了意想不到技術效果。

本發明通過改進彈射式汽爆機下密封端蓋的開啟加力裝置和支撐裝置，提高密封端蓋的開啟加速度，使得高壓氣體發生更高效率的絕熱膨脹做功，從而解決氣缸加速度受限這一技術難題，使密封端蓋具備更高的加速度，更短的爆破時間，從而提高爆破功率密度實現更高水平的汽爆效果。

本發明提供的技術方案是：

一種氣體轟爆處理機，包括：框架(1)、外缸體(2)、內缸體(3)、蒸汽管(4)、下密封端蓋(5)、上密封端蓋(6)、接料倉(7)、接料倉支撐板(8)、加料倉(9)；其特征在于，還包括支撐氣囊(10)、氣囊固定板(11)、同步缸缸體(12)、同步缸活塞(13)、脈沖缸缸體(14)、脈沖缸活塞(15)、脈沖缸活塞連板(16)、2個以上的導向桿(17)、彈性密封組件(18)和控制機構；

外缸體(2)固定在框架(1)內，以獲得穩定的支撐和固定；