[發明專利]一種多模多頻調制纖維素生物質超聲壓縮裝置和壓縮方法

有效

• 申請號: 201710452391.4
• 申請日: 2017-06-15
• 公開（公告）號: CN107310188B
• 公開（公告）日: 2019-01-22
• 發明（設計）人: 姚震;張宗暉;秦哲;劉漢健
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: B30B11/04
• 分類號: B30B11/04;B30B15/14;B30B15/00
• 代理公司: 廣東廣信君達律師事務所 44329
• 代理人: 楊曉松

本發明公開一種多模多頻調制纖維素生物質超聲壓縮裝置，包括從下往上依次設置的壓縮模具、超聲振子、壓縮筒、電機，還包括傳感器、電機驅動器、超聲波發生器以及超聲壓縮控制器，電機驅動器同時與電機以及超聲壓縮控制器電連接，超聲波發生器同時與超聲振子以及超聲壓縮控制器電連接，超聲壓縮控制器還與設置于壓縮模具內底面的傳感器電連接。本發明還提出一種控制方法。相對于現有技術，本發明采用多個諧振頻率，簡化超聲壓縮裝置，可針對生物質的致密度智能切換不同的超聲頻率，保證超聲波震動效果，提高超聲波的穿透力。同時超聲電源的控制策略，有效提高生物質的壓縮質量和效率，可應用于其他動態負載的超聲加工場合，具有極為廣泛應用場景。

技術領域

本發明涉及超聲加工技術領域，特別涉及一種多模多頻調制纖維素生物質超聲壓縮裝置和壓縮方法。

背景技術

隨著能源危機的問題越發嚴重，研究人員開始對纖維生物質燃料進行深入的研究，大力發展以農作物秸稈、木屑、廢紙等纖維素生物質(主要成分為纖維素、半纖維素和木質素)為原料的第二代纖維素乙醇，而纖維素乙醇是被認為最有發展前景的非糧食生物燃料之一。

但是纖維素生物質原料的收集、運輸儲存、預處理等環節的技術障礙一直制約著纖維素燃料實現低成本、大規?；a。現有技術中，中國專利《一種雙超聲同步壓縮纖維素生物質裝置》(專利申請號為201310333061.5)，公開了一種雙超聲同步壓縮纖維素生物質裝置，包括模具、超聲組件、導向機構、施力機構，其中超聲發生器與換能器相連，第一變幅桿的下端與換能器連接，超聲組件與外部導向機構和施力機構相連，兩套超聲組件分別位于模具通孔兩端。

而中國專利《棉稈芯生物質壓縮燃料及其制備方法及棉稈的綜合利用方法》(專利申請號為201010107878.7)公開了一種棉桿芯生物質壓縮燃料，其中棉桿芯含量為85％～90％，燃料的壓縮密度為1100～1400kg/m3，松弛密度為700～900kg/m3，含水率為8％～12％，其制備方法是以含水率為12％以下的棉桿為原料，采用棉桿皮芯分離機進行分離處理，將分離后的棉桿芯粉碎，然后進行壓縮成型，壓縮成型時的壓力控制在70～100MPa，最后進行冷卻、包裝以得到成品，其中分離得到的幅產物棉桿皮還可用于紡織和造紙，以實現棉桿的綜合利用。

上述中國專利《一種雙超聲同步壓縮纖維素生物質裝置》公開只是提出使用兩個超聲振子同步對生物質進行超聲壓縮，并沒有提出如何控制超聲，因此不能做到有效地對生物質進行精準控制。而中國專利《棉稈芯生物質壓縮燃料及其制備方法及棉稈的綜合利用方法》提出采用分離機進行處理，然后粉碎壓縮，最后冷卻，這樣會導致生物質壓縮的致密性不一致，中間松兩端緊，或者個別的壓縮塊厚度質量小，從而造成壓縮效率低。

發明內容

本發明的主要目的是提出一種結構簡單和工作可靠的多模多頻調制纖維素生物質超聲壓縮裝置，本發明還提出一種使用多模多頻調制纖維素生物質超聲壓縮裝置的控制方法，旨在對纖維素生物質超聲壓縮裝置進行優化設計并提高壓縮效率。

為實現上述目的，本發明提出一種多模多頻調制纖維素生物質超聲壓縮裝置，包括頂部設有開口且中空的壓縮模具，所述壓縮模具上方設有超聲振子，所述超聲振子頂部設有壓縮筒與所述超聲振子外周面相連，所述壓縮筒頂部設有電機，所述電機的動力輸出端向下且推動所述壓縮筒和所述超聲振子上下運動，所述超聲振子底端與所述壓縮筒內壁間隙配合移動；所述超聲壓縮裝置還包括傳感器、電機驅動器、超聲波發生器以及超聲壓縮控制器，所述電機驅動器同時與所述電機以及所述超聲壓縮控制器電連接，所述超聲波發生器同時與所述超聲振子以及所述超聲壓縮控制器電連接，所述超聲壓縮控制器還與設置于所述壓縮模具內底面的所述傳感器電連接。

優選地，所述傳感器為壓力傳感器。

優選地，所述超聲壓縮裝置設有位移傳感器與所述超聲壓縮控制器電連接。

本發明還提出一種使用所述的多模多頻調制纖維素生物質超聲壓縮裝置的控制方法，包括以下步驟：