技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及到秸稈類生物質(zhì)成型加工領(lǐng)域，具體的說是一種用于生物質(zhì)對輥擠壓成型的成型輥。

背景技術(shù)：

生物質(zhì)包括植物通過光合作用生成的有機物如植物、動物及其排泄物、垃圾及有機廢水等幾大類。生物質(zhì)的能源來源于太陽，所以生物質(zhì)能是太陽能的一種。生物質(zhì)是是太陽能最主要的吸收器和儲存器，生物質(zhì)通過光合作用能夠把太陽能積聚起來，儲存于有機物中，現(xiàn)有技術(shù)中廣泛利用生物質(zhì)制備顆粒飼料、燃料等。秸稈類生物質(zhì)在利用時必須先進行粉碎，然后按一定的成型方式制成特定的模塊。目前生產(chǎn)主要采用螺旋擠壓、環(huán)模等來形成生物燃料塊。對于新型的對輥成型方法，主要通過對輥的槽輥和光輥相擠壓而成型。在成型過程中，槽輥轉(zhuǎn)速、槽輥溫度和槽輥壓力等都會對生物質(zhì)粉碎料的成型構(gòu)成影響。但是在生產(chǎn)過程中，由于生物質(zhì)在槽輥中受熱受壓后膨脹，導(dǎo)致粘附在槽輥的成型槽內(nèi)，不能及時掉落，從而降低了產(chǎn)品得率，而且也影響了后續(xù)的生產(chǎn)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決現(xiàn)有的秸稈類生物質(zhì)在對輥成型后由于受熱受壓后膨脹導(dǎo)致粘附在槽輥的成型槽內(nèi)的問題，本發(fā)明提供了一種用于生物質(zhì)對輥擠壓成型的成型輥，該成型輥通過在成型槽內(nèi)設(shè)置上凹弧形推板，且上凹弧形推板載回彈機構(gòu)和環(huán)形軌槽內(nèi)的鋼球共同作用下，能夠?qū)⒊尚筒蹆?nèi)的生物質(zhì)快速脫離成型槽，而且不會產(chǎn)生粘附現(xiàn)象，提高了產(chǎn)品的得率和加工速率。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為：一種用于生物質(zhì)對輥擠壓成型的成型輥，包括內(nèi)部具有中空腔室以向其中通入熱氣的輥體，輥體的表面分布有成型槽，所述輥體內(nèi)環(huán)貼其中空腔室的壁設(shè)置有至少兩條環(huán)形軌槽，每條環(huán)形軌槽內(nèi)滾動設(shè)置有鋼球，環(huán)形軌槽的表面分布有與成型槽數(shù)量對應(yīng)的通孔，且在成型槽的底部設(shè)置有與通孔一一對應(yīng)的凹孔，每個凹孔內(nèi)均設(shè)置有回彈機構(gòu)，該回彈機構(gòu)包括聯(lián)動銷和環(huán)繞聯(lián)動銷設(shè)置的壓縮彈簧，壓縮彈簧的一端固定于凹孔內(nèi)，另一端與聯(lián)動銷上設(shè)有的擋板連接，所述聯(lián)動銷一端設(shè)有銷頭，另一端伸出凹孔后與設(shè)置在成型槽內(nèi)的上凹弧形推板連接；所述壓縮彈簧處于初始狀態(tài)時，銷頭縮于通孔內(nèi)，上凹弧形推板被頂起脫離成型槽的底部，在成型槽內(nèi)的生物質(zhì)被擠壓時，上凹弧形推板被擠壓貼合于成型槽底部，進而擠壓壓縮彈簧使銷頭伸出通孔后處于環(huán)形軌槽內(nèi)，銷頭的自由端為斜面，且斜面的朝向與輥體的旋轉(zhuǎn)方向一致，以使輥體轉(zhuǎn)動時，鋼球在環(huán)形軌槽內(nèi)反向運動，通過斜面擠壓聯(lián)動銷，使聯(lián)動銷在壓縮彈簧彈力以及鋼球通過斜面產(chǎn)生的推力共同作用下頂起上凹弧形推板。

所述環(huán)形軌槽為中部向圓心方向凹陷的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，其斷面形狀為U形，U形的兩側(cè)焊接在中空腔室的壁上，以形成容納鋼球的通道。

所述上凹弧形推板的底部與成型槽的底部相貼合，且其長度小于等于成型槽的長度。

所述凹孔為兩段直徑不同的通孔，且上部通孔的直徑大于下部通孔的直徑，以在兩者交界處形成卡住壓縮彈簧的卡臺。

有益效果：本發(fā)明通過在成型槽內(nèi)設(shè)置上凹弧形推板，而該上凹弧形推板由回彈機構(gòu)和在環(huán)形軌槽內(nèi)運動的鋼球共同作用使其頂起，從而將成型槽內(nèi)的生物質(zhì)推起，使其很容易的脫離成型槽，避免了由于生物質(zhì)受熱受壓后膨脹粘附在成型槽內(nèi)不能及時掉落的問題，提高了生物質(zhì)產(chǎn)品的得率和擠壓成型效率。

附圖說明

圖1為輥體的結(jié)外部構(gòu)示意圖；

圖2為輥體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明的剖視圖；

圖4為回彈機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖標記：1、輥體，101、成型槽，102、中空腔室，103、凹孔，104、上凹弧形推板，2、環(huán)形軌槽，201、通孔，202、鋼球，3、回彈機構(gòu)，301、聯(lián)動銷，302、壓縮彈簧，303、擋板，304、銷頭，305、斜面。

具體實施方式

如圖所示，一種用于生物質(zhì)對輥擠壓成型的成型輥，包括內(nèi)部具有中空腔室102以向其中通入熱氣的輥體1，輥體1的表面分布有成型槽101，所述輥體1內(nèi)環(huán)貼其中空腔室102的壁設(shè)置有至少兩條環(huán)形軌槽2，每條環(huán)形軌槽2內(nèi)滾動設(shè)置有鋼球202，環(huán)形軌槽2的表面分布有與成型槽101數(shù)量對應(yīng)的通孔201，且在成型槽101的底部設(shè)置有與通孔201一一對應(yīng)的凹孔103，每個凹孔103內(nèi)均設(shè)置有回彈機構(gòu)3，該回彈機構(gòu)3包括聯(lián)動銷301和環(huán)繞聯(lián)動銷301設(shè)置的壓縮彈簧302，壓縮彈簧302的一端固定于凹孔103內(nèi)，另一端與聯(lián)動銷301上設(shè)有的擋板303連接，所述聯(lián)動銷301一端設(shè)有銷頭304，另一端伸出凹孔103后與設(shè)置在成型槽101內(nèi)的上凹弧形推板104連接；所述壓縮彈簧302處于初始狀態(tài)時，銷頭304縮于通孔201內(nèi)，上凹弧形推板104被頂起脫離成型槽101的底部，在成型槽101內(nèi)的生物質(zhì)被擠壓時，上凹弧形推板104被擠壓貼合于成型槽101底部，進而擠壓壓縮彈簧302使銷頭304伸出通孔201后處于環(huán)形軌槽2內(nèi)，銷頭304的自由端為斜面305，且斜面305的朝向與輥體1的旋轉(zhuǎn)方向一致，以使輥體1轉(zhuǎn)動時，鋼球202在環(huán)形軌槽2內(nèi)反向運動，通過斜面305擠壓聯(lián)動銷301，使聯(lián)動銷301在壓縮彈簧302彈力以及鋼球202通過斜面305產(chǎn)生的推力共同作用下頂起上凹弧形推板104。

以上為本發(fā)明的基本實施方式，可在以上基礎(chǔ)上做進一步的優(yōu)化、改進和限定：

如，所述環(huán)形軌槽2為中部向圓心方向凹陷的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，其斷面形狀為U形，U形的兩側(cè)焊接在中空腔室102的壁上，以形成容納鋼球202的通道；

又如，所述上凹弧形推板104的底部與成型槽101的底部相貼合，且其長度小于等于成型槽101的長度；

再如，所述凹孔103為兩段直徑不同的通孔，且上部通孔的直徑大于下部通孔的直徑，以在兩者交界處形成卡住壓縮彈簧302的卡臺；

最后，所述環(huán)形軌槽2為兩條，分別位于兩端，每條成型槽101內(nèi)的凹孔103也為分設(shè)于兩端的兩個，處于該成型槽101內(nèi)的上凹弧形推板104的底部由兩個聯(lián)動銷301固定連接。

本發(fā)明在工作時，生物質(zhì)料進入到成型槽101內(nèi)，當擠壓成型時，隨著生物質(zhì)料在成型槽101內(nèi)擠壓成型時，成型槽101內(nèi)的上凹弧形推板104被擠壓貼緊成型槽101底部，此時，壓縮彈簧302被進一步壓縮，銷頭304隨著聯(lián)動銷301向下伸出至環(huán)形軌槽2內(nèi)；

當輥體1轉(zhuǎn)動至下個成型槽101時，已完成擠壓的成型槽101內(nèi)的生物質(zhì)沒有外力的作用，壓縮彈簧302的回彈力會給上凹弧形推板104以一定的向上的力，同時，由于輥體1的轉(zhuǎn)動，環(huán)形軌槽2內(nèi)的鋼球202會向相反的方向運動，從而接觸銷頭304的斜面305，并隨著輥體1的進一步轉(zhuǎn)動，鋼球202對斜面305產(chǎn)生推力，最終，上凹弧形推板104在壓縮彈簧302彈力以及鋼球202通過斜面305產(chǎn)生的推力共同作用下頂起，從而使成型槽101內(nèi)的生物質(zhì)脫離成型槽101。

本發(fā)明中，所述上凹弧形推板104的材質(zhì)可以為金屬材質(zhì)、陶瓷材質(zhì)或鋼化玻璃材質(zhì)，但是優(yōu)選的，上凹弧形推板104為從外向內(nèi)依次為金屬基層、金屬與陶瓷高溫結(jié)合層、陶瓷層和陶瓷釉層構(gòu)成的多層結(jié)構(gòu)；

所述金屬基層為熔點高于1800℃的合金層，所述陶瓷層為表面具有微小孔隙的陶瓷，以使該陶瓷與金屬基層在燒結(jié)時，金屬基層的成分進入到微小孔隙中從而形成金屬與陶瓷高溫結(jié)合層，所述陶瓷釉層為陶瓷層外表面施加的釉料燒結(jié)后形成；

所述陶瓷層由主料、制孔劑和填充劑在1500℃條件下燒制而成，按照重量比，所述主料由38份煅燒高嶺土、12份的粘土、18份的石英砂、5份的鋁灰和3份的赤泥組成，制孔劑由7份細度不超過30微米的碳化硅細粉和2份的堿石灰組成，填充劑由6份細度不超過45微米的藍晶石細粉和4份細度不超過5微米的活性氧化鋁微粉組成；

所述陶瓷釉層選用燒結(jié)溫度不超過1400℃的釉料燒結(jié)即可；

上述上凹弧形推板104的制作方法，包括以下步驟：

1）按照所述的比例稱取組成陶瓷層的各物料進行混合，并依次向其中加入與物料總重相等的水、物料總重3%的丙酮和物料總重2%的工業(yè)植物油，拌合均勻制成細度為400目的泥漿，備用；

2）使用步驟1）制得的泥漿在熔點高于1800℃的金屬基層的內(nèi)表面塑型，再將靜置晾干后入窯爐進行初次燒結(jié)，然后隨爐冷卻至常溫；

所述初次燒結(jié)分為低溫塑形段、中溫烘烤段和氧化燒結(jié)段三部分，其中，低溫塑形段是指使爐內(nèi)溫度從常溫在6h均勻升高到400℃，并保持該溫度2h，在此過程中，保持爐內(nèi)氧氣含量不高于5%；

所述中溫烘烤段是指，使爐內(nèi)溫度從400℃在4h均勻升高到1000℃，在此過程中，保持爐內(nèi)氧氣含量不低于40%；

所述氧化燒結(jié)段是指，使爐內(nèi)溫度從1000℃在2h均勻升高到1500℃，并保持該溫度3h，在此過程中，保持爐內(nèi)氧氣含量不低于40%；

3）選用陶瓷領(lǐng)域中燒結(jié)溫度不超過1400℃的釉料制成料漿，并對初次燒結(jié)后形成的陶瓷層表面施釉并再次燒結(jié)，從而在陶瓷層表面形成光滑致密的陶瓷釉層即制得產(chǎn)品。

進一步的，所述金屬與陶瓷高溫結(jié)合層為金屬基層與陶瓷層在高溫下燒結(jié)后固化形成的連接層；

在進一步的，所述填充劑中還含有1.5份的滑石粉；

更進一步的，所述制孔劑中還含有1份的蛭石粉。

當上凹弧形推板104選用上述特殊材質(zhì)時，以燒制陶瓷的常規(guī)原料高嶺土、粘土、石英、鋁灰和赤泥作為主料，其中混入碳化硅和堿石灰作為制孔劑，既可確保燒成后含有一些開放型氣孔或稱開口氣孔，而且也不會影響其強度；碳化硅在高溫氧化氣氛中容易發(fā)生氧化反應(yīng)：SiC+2O₂→CO₂+SiO₂，該反應(yīng)開始溫度較高，1000℃開始明顯氧化，顆粒越細，則氧化速度越快，反應(yīng)產(chǎn)物CO₂的逸出容易造成陶瓷表面形成開口氣孔，這些氣孔在高溫下會被軟化的金屬基層的分子遷移所填充，從而形成金屬與陶瓷高溫結(jié)合層；而反應(yīng)產(chǎn)物SiO₂具有較高活性，與氧化鋁反應(yīng)生成莫來石，從而在陶瓷內(nèi)形成莫來石增強體；同時，本發(fā)明中填充劑在高溫下，其中的藍晶石細粉，既可確保生成較多的莫來石相，保證制品的力學(xué)強度，藍晶石從1100℃左右開始分解、生成莫來石和SiO₂，1300℃以后顯著分解轉(zhuǎn)化，由于該莫來石化反應(yīng)伴隨有16-18%的體積膨脹，因此還可填充由于碳化硅氧化產(chǎn)生的孔隙，使單個孔隙變小，整體孔隙率降低，并且會改變陶瓷內(nèi)孔隙的形狀和分布，從而使其在與釉料結(jié)合燒制時，部分釉料滲入孔隙內(nèi)填充和堵塞孔隙。

采用這種獨特的材質(zhì)的作用如下：

a）以燒制陶瓷的常規(guī)原料高嶺土、粘土、石英、鋁灰和赤泥作為主料，其中混入碳化硅和堿石灰作為制孔劑，既可確保燒成后的陶瓷中含有一些開放型氣孔或稱開口氣孔，而且也不會影響其強度，通過加入高溫下體積膨脹的藍晶石粉，使得開放型氣孔明顯縮小，從而在陶瓷內(nèi)部和表面形成細小的氣孔，從而使其在高溫下與金屬基層形成金屬與陶瓷高溫結(jié)合層，使兩者緊密結(jié)合，進一步增強了耐磨性和優(yōu)異的熱傳導(dǎo)性；

b）陶瓷層在使用原料制成泥漿時，除了加入常規(guī)的水之外，還加入了丙酮和工業(yè)植物油，這兩種物質(zhì)混合在泥漿里，在低溫塑形階段能夠緩慢的氣化，從而脫離泥漿，并在表面形成微小的氣孔，而且也能增強泥料的粘性，防止泥漿表面出現(xiàn)裂紋導(dǎo)致在后續(xù)燒制中損壞。