[發明專利]一種具有切割功能的壓輥式顆粒擠壓致密成型系統

有效

• 申請號: 202110004453.1
• 申請日: 2021-01-04
• 公開（公告）號: CN112892405B
• 公開（公告）日: 2022-11-01
• 發明（設計）人: 高翔;劉蓓一;丁成龍;王子碩;高峰
• 申請（專利權）人: 金湖禾一生物科技有限公司;江蘇省農業科學院
• 主分類號: B01J2/22
• 分類號: B01J2/22
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司 32218
• 代理人: 瞿網蘭

一種具有切割功能的壓輥式顆粒擠壓致密成型系統，包括安裝在機體內由動力傳動系統驅動的兩個相對運動和作用的壓輥和環模或平模，在壓輥的圓柱面上均勻開有小凹槽，相鄰的小凹槽之間在壓輥的圓柱面上形成切割棱線，壓輥與環模或平模構成了壓輥式顆粒機擠壓致密成型系統，壓輥的圓柱面上的切割棱線可分別與環模或平模作用面之間構成切割副，壓輥與環模或平模間相互作用，實現對物料進行有效地抓取、切割（斷）和擠壓，使物料順利進入成型模孔并完成制粒成型。本發明具有結構簡單、生產效率高、能耗低、可降低生產使用成本，為生物質顆粒成型，特別是為秸稈（草）類生物質顆粒成型提供相關技術和裝備。

技術領域

本發明涉及一種生物質擠壓致密成型技術，尤其是涉及對輥式生物成型設備，具體地說是一種具有切割功能的壓輥式顆粒擠壓致密成型系統。

背景技術

隨著人們對資源和環境問題的關注程度不斷提高，如何正確處理和有效地利用農作物秸稈等資源已經成為我國研究的焦點之一，生物質致密成型技術為高效再利用秸稈資源提供了一條很好的途徑。秸稈類生物質資源的成型設備按照成型方式的不同具有多種結構形式，其中輥壓式（包括環模、平模壓輥式）秸稈成型設備，具有相對的生產率高、生產成本低的優勢，是目前生物質成型技術及裝備的主流方向。

顆粒致密成型技術和裝備起始是用于單胃動物的顆粒飼料加工，飼料制粒是將粉末狀單一詞料原料或全價配合飼料經過物理擠壓而變成顆粒形態的全過程；國外的顆粒燃料成型技術雖然已經比較成熟，但其顆粒成型技術及顆粒機針對的原料多為木屑，極少有針對秸稈類物料的顆粒成型技術和裝備。

目前國內外生物質致密成型設備，包括環模壓輥式顆粒機和平模壓輥式顆粒機，均普遍存在著：（1）生產效率偏低、單位能耗過大；（2）關鍵工作部件磨損嚴重和設備使用穩定性差；（3）現有設備和相關成型技術對生物質物料的物理形態要求高，嚴重地制約了其應用范圍。特別是在秸稈（牧草）類等較大粒徑的纖維性生物質物料進行擠壓成型的過程中，由于顆粒成型模孔直徑較小，僅僅依靠壓輥的外圓柱曲面與模孔進料口的端面（曲面或平面）之間的相對運動和擠壓，物料極易卡阻在成型模孔的進料口處并形成硬化層，從而進一步增加顆粒機的能耗、影響生產效率，甚至造成設備無法正常工作。

發明內容

本發明是針對現有輥壓式（包括環模、平模壓輥式）生物質成型技術及設備在造粒過程中易在擠壓面上形成硬化層，影響顆粒成型的問題，設計一種具有切割功能的壓輥式顆粒擠壓致密成型系統及顆粒機，它通過形成一種“壓切切割（斷）、供料和壓縮成型的機理；解決了現有的壓輥式平模顆粒機和壓輥式環模顆粒機生產中對原料要求較高，適應性差，因物料卡阻而造成設備運行穩定性差、生產效率低和能耗高等問題；進一步解決了減少關鍵部件的磨損；優化了壓輥式顆粒機致密成型系統的結構，方便裝配、調整維護、降低生產和使用成本。

本發明的技術方案是：

一種具有切割功能的壓輥式顆粒擠壓致密成型系統，包括安裝在機體內由動力傳動系統驅動的兩個相對運動和作用的壓輥1和環模或平模2，其特征是：在壓輥1的圓柱面上均勻開有小凹槽3，相鄰的小凹槽3之間在壓輥1的圓柱面上形成切割棱線4，壓輥1與環模或平模2構成了壓輥式顆粒機擠壓致密成型系統，壓輥1的圓柱面上的切割棱線4與環模或平模2作用面之間構成切割副5，壓輥1與環模或平模2間相互作用，實現對物料進行有效地抓取、切割（斷和擠壓，使物料順利進入環模或平模2上的徑向成型模孔并完成制粒成型。

壓輥1圓柱面上的兩個相鄰切割棱線”4間的端面弧線距離小于或等于成型模孔的引導錐孔直徑。

壓輥1的圓柱面上的切割棱線4與環模或平模2作用面6之間構成切割副5，并構成壓輥式顆粒機擠壓致密成型系統。

壓輥1的圓柱面上的小凹槽3為與壓輥1軸線相平行的直槽，切割棱線4為直線。

壓輥1的圓柱面上的小凹槽3為螺旋槽，螺旋角為1°～12°。