CN201140539Y - 环模挤压成型机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及挤压密度小、重量轻、体积大、水份较高等难挤压成型如垃圾RDF、秸秆RDF、污泥RDF、滤泥和危险废物等物料的环模挤压成型机，该机的减速箱体内安装与电机连接的轴齿轮，轴齿轮连接减速齿轮，减速齿轮与主传动轴连接，环模罩正面设有进料口，底部设有卸料口，内部设有环模挤压室，环模挤压室由环模、压辊和犁组成，环模与主传动轴连接，环模上设有模孔，环模内设有压辊，压辊由支撑轴支撑，压辊圆周上布设有∧型螺旋槽，位于进料口处沿环模半径设置的犁固定在支撑轴上。本实用新型的优点：挤压力大，生产率高，能耗低，∧型螺旋槽压辊具有通过螺旋槽排出物料中气体功能，挤压出的颗粒产品质量好，密度大。

Description

环模挤压成型机

技术领域

本实用新型属于一种垃圾中可燃物料、污泥水份≤20％、滤泥水份≤20％以及生物质物料：秸秆、木屑、中草药渣等废弃物和煤炭混合作为再生能源利用的挤压成型设备，特别是用来挤压密度小(0.1～0.5t/m³)、重量轻、体积大、水份较高等难挤压成型的物料如挤压垃圾RDF、秸秆RDF、污泥RDF、滤泥和危险废物等上述物料作为再生能源利用的环模挤压成型机。

背景技术

国内外生活垃圾RDF再生能源的挤压设备和试验设备主要有：

美国冲压式挤压成型机，它是由成型焙烧炉料和褐煤砖成型发展而来，它有大的挤压力，100MPa～200Mpa，功率＞100KW，每吨生活垃圾RDF成型耗能20～35KWh，生产效率低，每h只有1～3t。

日本日立公司、田熊公司的双轴螺旋挤压成型机，是由挤压鱼饲料和催化剂发展而来，挤出颗粒Φ25、Φ40两种颗粒，它的技术经济指标与冲压式成型机类似，而生产率则更低。

国内生活垃圾RDF掺煤20％，中国矿业大学用油压机进行试验，测试最佳压力70-106Mpa，黑龙江科技学院用油压机试验，压力为15-50Mpa，最佳压力为25Mpa。

中国矿业大学油压机试验结论是：成型压力35Mpa，成型差，松散，易碎，手轻触可碎。

中国矿业大学推出的产品为对辊成型机，它具有高的生产率，低的能耗等特点，但该机不适宜挤压垃圾RDF、秸秆RDF、污泥RDF和危险废物颗粒；其原因所在：物料在进入对辊挤压时，一是两圆柱形压辊之间是两条线之间的挤压，而不是两个面之间的挤压；二是物料在两压辊中被挤压停留的时间太短，远远小于0.1s，无法完成塑性变形；三是成型压力5-15Mpa，成型压力太低，而挤压垃圾RDF时≥10Mpa，出现极限压力。

因此挤压成型生活垃圾RDF，国内外尚未发现有适宜的成型挤压机。

国内外秸秆等生物质原料挤压成型机的状况是：把≤6mm粒度的生物质原料在一定压力下，加热或不加热挤压成型，形状为圆柱形颗粒、块状等各种成型燃料，其密度为0.8～1.32t/m³，物料成型前为0.3～0.8t/m³，特别轻，含有大量气体。

国内有6种型号成型机，共同存在的状况是：

一是生产率低，50～150kg/h；

二是能耗太高，71.4～120.5KWh/t，平均100KWh；

三是运行费用高，难以大量推广。

国外有14种型号挤压成型机，三大类型：螺旋挤压、液压冲压和机械冲压，共同问题是：

一是生产能力较低；

螺旋挤压生产率低。50～800kg/h；

液压冲压生产率。65.5～525kg/h；

机械冲压生产率。675～2000kg/h；

二是高能耗；

螺旋挤压为56～100kWh/t，平均为65KWh/t；

液压冲压为56～100kWh/t，平均为85KWh/t；

机械冲压为21～40KWh/t，平均为33KWh/t；

总之，国内外秸秆等生物质挤压成型机普遍存在能耗大，生产率又低，运行费用太高，难以广泛推广应用。

污泥(滤泥)挤压成型机国内外未见报道。

固体危险废物，如含二恶英的灰渣和医药灰渣，密度小，为0.1-0.5t/m³，体积大，固化、稳定化十分困难，将其进行挤压成型颗粒密度达1～1.5t/m³，国内外未见报道。

实用新型内容

本实用新型针对国内外挤压成型机的诸多不足，提供一种环模挤压成型机，具有挤压力大，成型物料停留时间长，能耗低，生产率高的特点，特别是它具有的“∧”形螺旋槽压辊，具有物料排气功能，适应密度小、体积大的多种特轻物料，适于工业化推广使用。

本实用新型的技术方案是通过如下实现的：一种环模挤压成型机，其特征在于：它包括传动装置和挤压装置，

其中，传动装置由机座、电机和传动机构组成，电机和传动机构固定在机座上，传动机构包括减速箱箱体，箱体内安装与电机连接的轴齿轮，轴齿轮连接减速齿轮，减速齿轮与主传动轴连接，减速箱内还安装有支撑轴；

其中，挤压装置包括环模罩，环模罩正面设有进料口，底部设有卸料口，内部设有环模挤压室，环模挤压室由环模、压辊和犁组成，环模与主传动轴连接，环模上设有模孔，环模内装有压辊，压辊与支撑轴连接，压辊圆周上布设有多条∧型螺旋槽，进料口处沿环模半径设置的犁固定在支撑轴上。

上述的压辊可以安装2-3个。

上述的环模和压辊之间保持0.1～0.5mm间隙。

上述的模孔自内向外依次设有进料孔、压缩变形区和弹性变形区，进料孔为30°喇叭型，弹性变形区为0.05-1°的喇叭型。

上述的支撑轴的另一端安装过载保护装置，由安全销座、安全保险销、导向套、弹簧组成，安全销座通过安全保险销与支撑轴上设置的轴承座固定，弹簧夹装在导向套安全销座之间，由螺母固定。

上述的机座为框架结构。

上述的减速箱箱体设有放射状加强筋。

上述的主传动轴、轴点轮和减速齿轮采用合金钢材料制造。

本实用新型具有以下优点：1、∧型螺旋槽压辊具有通过螺旋槽排出物料中气体功能，挤压力大，为30Mpa-150Mpa；2、生产率高，为2000kg-20000kg/h；3、挤压物料停留时间长，为5S～80S；4、颗粒直径Φ8～50，产品质量好，密度大(1～1.5t/m³)；5、能耗低，污泥7～10KWh/t(Φ13mm)，型煤9～15KWh/t(Φ13mm)，秸秆15～25KWh/t(Φ13mm)，垃圾9～20KWh/t(Φ13mm)，危险废物灰渣9-20KWh/t(Φ13)。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是压辊“∧”型旋转槽局部示意图。

图3是环模与两压辊安装位置示意图。

图4是环模与三压辊局部示意图。

图5是模孔局部示意图。

图6是减速箱局部示意图。

图7是机座局部示意图。

图8是安全过载保护装置局部示意图。

具体实施方式

实施例：如图1-8所示，一种环模挤压成型机，它包括传动装置和挤压装置，其中，传动装置(图1、6-7所示)由框架结构机座13、电机7和传动机构组成，电机7和传动机构固定在机座13上，传动机构包括设有放射状加强筋21的减速箱箱体6，箱体6内安装与电机7连接的轴齿轮8，轴齿轮8连接减速齿轮9，减速齿轮9与主传动轴10连接，减速箱6内还安装有支撑轴5；主传动轴10、轴齿轮8和减速齿轮9采用合金钢材料制造。

其中，挤压装置(图1-3、5所示)包括环模罩1，环模罩1正面设有进料口12，底部设有卸料口14，内部设有环模挤压室，环模挤压室由环模3、压辊4和犁2组成，环模3与主传动轴10连接，环模3上设有模孔15，模孔15自内向外依次设有进料孔15-1、压缩变形区15-2和弹性变形区15-3，进料孔为30°喇叭型，弹性变形区为0.05-1°的喇叭型，环模3内设有2个压辊4，环模3和压辊4之间保持0.1～0.5mm间隙，压辊4由支撑轴5支撑，压辊4圆周上布设有多条∧型螺旋槽，位于进料口12处沿环模3半径设置的犁2固定在支撑轴5上；支撑轴5的另一端安装过载保护装置，由安全销座16、安全保险销17、导向套18、弹簧19组成，安全销座16通过安全保险销17与支撑轴5上设置的轴承座20固定，弹簧19夹装在导向套1与安全销座16之间，由螺母22固定。

上述的压辊4还可以为3个(如图4所示)。

物料挤压成型原理：

变频调速皮带给料机均匀给料，物料由进料口通过环模罩由犁送入环模和压辊之间保持的0.1～0.5mm间隙，在环模驱动下，利用物料分布在环模和压辊之间的间隙产生的摩擦，带动压辊转动，压辊由支撑轴支撑；双压辊由环模带动双压辊转动；三压辊由环模带动三压辊转动；物料进入环模后，环模每转一圈，如两压辊式，则物料被挤压进压辊辊面覆盖的模孔中两层物料，三压辊为三层，物料经带多条∧形螺旋槽压辊的旋转挤压，由多条螺旋槽不断挤压物料和排出物料中的气体，进入环模中的物料与旋转压辊形成楔形的压缩层，在∧形螺旋槽压辊的旋转挤压下，不断从螺旋槽中排出物料和物料中夹杂的气体，受到∧螺旋槽压辊连续不断旋转强力挤压下，物料一层又一层排出气体后，进入模孔的进料孔中，依次进入模孔压缩变形区，继续进入模孔弹性变形区，成型为圆柱形，由D2膨胀为D3，变形较小，由长度L2膨胀为L3，变形较大，物料在旋转压辊挤压力的作用下，一层又一层进入模孔30°进料口前，将物料和物料中夹杂的气体从螺旋槽中排出，克服与模孔孔壁的摩擦力，一层又一层的向模孔压缩区内挤压物料；一层又一层物料在模孔内完成塑性变形；一层物料和二层、三层……n层物料之间，在旋转压辊强力挤压下，在模孔中粘结成圆柱形颗粒；物料在旋转压辊连续挤压下，将压缩区内完成塑性变形的圆柱形大颗粒挤入弹性变形区膨胀变形后出模，在环模旋转产生的离心力作用下，颗粒甩出环模模孔，撞击到卸料门上，从卸料口落入运输带中输送走；圆柱形大颗粒要有足够的跌落强度，才能保证圆柱形颗粒成型率≥98％，保证圆柱形大颗粒具有足够强度的关键在于∧螺旋槽压辊槽形的排气功能，排气愈好，颗粒强度愈佳，∧螺旋槽压辊是挤压垃圾RDF、秸秆RDF、污泥RDF混和煤的圆柱形大颗粒的关键。

另外，物料在压缩区内停留足够长的时间。一是进入的物料在环模中与旋转的∧形螺旋槽压辊之间形成的楔形压缩层物料层厚度由厚变薄，物料层受到由小到大的挤压力，∧形螺旋槽压辊在旋转中不断挤压物料，不断排出物料和夹杂在物料中的气体，在楔形压缩层中的物料受到旋转挤压不断地排出夹杂的气体，压辊外圆的圆柱形面与环模内的大圆弧形面之间一般为0.1～0.5mm间隙，它们之间形成两个面与面之间的物料层的楔形挤压，将物料和物料中夹杂的气体排向压辊的两侧，这是环模挤压机与对辊挤压机线挤压的最大区别，也是它与液压(机械)冲压机、对辊机无法从物料中排气相比具有最大优越性，也是它能耗低，挤压出的颗粒产品质量好、密度大的关键。经过∧形螺旋槽压辊连续不断在压缩层中旋转挤压和排气的物料，经过环模和压辊之间0.1～0.5的间隙，一层又一层的强力挤压，将物料挤压至环模群孔30°进料孔，经再次不断压缩，继而进入模孔之中，物料1层、2层、3层……n层，被挤进成型的压缩区，直到挤满模孔的全部空间，继而由连续转动的压辊将n1层、n2层、n3层……nn层物料连续不断挤进模孔成型压缩区，而将模孔成型压缩区中的物料全部挤出，进入弹性变形区，形成大圆柱形颗粒，因此物料在环模挤压环模孔中停留时间长，为进料口和压缩变形区及弹性变形区挤压停留时间的总和。

以Φ350环模挤压机为例：

环模孔内径Φ350，转数300转/分，挤压Φ15圆柱形颗粒，压缩区L/d＝6，L＝90mm，Φ350环模线速度v＝5.49m/s，如每次挤压层厚度为1mm，需挤压90层，如为双压辊挤压机，则需45转，物料在压缩区内停留时间≥9s，不包括进料口和弹性变形区的停留时间；如为三压辊挤压机，则需30转，物料在压缩区内停留时间≥6s，不包括进料口和弹性变形区的停留时间；与对辊成型机停留时间＜0.1s相比，则环模挤压机停留时间长60～90倍，冲压挤压机的停留时间要保持6s，则每分钟只能冲5次，效率太低，如冲压挤压机生产效率要高，每分钟冲15次，停留时间只能保证2s。

环模挤压成型机具有物料最长的停留时间和最大的密度，如垃圾燃料密度可达1.45～1.5t/m³，秸秆燃料密度可达1.01～1.22t/m³。

为确保大功率大扭矩和能承载交变载荷的冲击，一是减速箱箱体采用放射状加强筋，机座采用框架结构，确保挤压成型机挤压Φ8～Φ50大圆柱颗粒具有稳定性、刚性和抗振性的结构；二是减速齿轮和轴齿轮、主传动轴大扭矩传动件采用合金钢制造，并进行调质处理。

弹簧柔性安全过载保险装置，当压辊超负载，或物料中夹杂异物，如铁块、木棒、石头、砖等，为保护设备安全，切断安全销，安全销座停止转动，轴承座在惯性作用下继续转动，使螺母逐渐松动，负载力的大小由螺母压紧弹簧的压力进行调节，继而支撑轴停止转动。

Claims (7)

1、一种环模挤压成型机，其特征在于：它包括传动装置和挤压装置，

其中，传动装置由机座、电机和传动机构组成，电机和传动机构固定在机座上，传动机构包括减速箱箱体，箱体内安装与电机连接的轴齿轮，轴齿轮连接减速齿轮，减速齿轮与主传动轴连接，减速箱内还安装有支撑轴；

其中，挤压装置包括环模罩，环模罩正面设有进料口，底部设有卸料口，内部设有环模挤压室，环模挤压室由环模、压辊和犁组成，环模与主传动轴连接，环模上设有模孔，环模内装有压辊，压辊与支撑轴连接，压辊圆周上布设有多条^型螺旋槽，位于进料口处沿环模半径设置的犁固定在支撑轴上。

2、根据权利要求1所述的一种环模挤压成型机，其特征在于：上述的压辊为安装2-3个。

3、根据权利要求1所述的一种环模挤压成型机，其特征在于：上述的模孔自内向外依次设有进料孔、压缩变形区和弹性变形区，进料孔为30°喇叭型，弹性变形区为0.05-1°喇叭型。

4、根据权利要求1所述的一种环模挤压成型机，其特征在于：上述的支撑轴的另一端安装过载保护装置，由安全销座、安全保险销、导向套、弹簧组成，安全销座通过安全保险销与支撑轴上设置的轴承座固定，弹簧夹装在导向套与安全销座之间，由螺母固定。

5、根据权利要求1所述的一种环模挤压成型机，其特征在于：上述的机座为框架结构。

6、根据权利要求1所述的一种环模挤压成型机，其特征在于：上述的减速箱箱体设有放射状加强筋。

7、根据权利要求1所述的一种环模挤压成型机，其特征在于：上述的主传动轴、轴齿轮和减速齿轮采用合金钢材料制造。

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