一種環模制粒機及其工作方法與應用
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種環模制粒機及其工作方法與應用，屬于顆粒成型加工設備的技術領域。
【背景技術】
[0002]目前市場上大多數的環模制粒機的工作原理是經過喂料器處理后的木肩、秸桿等物料由導料機構送入制粒室機構內環模與壓輥之間的工作區，環模以一定的轉速順時針旋轉，壓輥借助工作區內環模、壓輥、物料之間的摩擦力開始順時針旋轉，物料被擠壓、壓緊，并在模孔保壓一段時間后從模孔擠出，經切刀切斷，形成所需顆粒。
[0003]如中國專利CN200945426公布了一種木材加工機械。該機械包括沿傳動軸軸向對稱的至少兩個可轉動碾壓輥，碾壓輥運動圈的外周向上有一個環模，環模的一端固定在機架上，環模徑向上分布著內大外小的錐形孔，環模的外周有周向轉動的切粒刀，切粒刀的外周有環模罩，環模罩的上部接有進料口，下面接有出料口。該加工機械環模的徑向上設置內大外小的錐形孔，該結構錐形孔雖然能夠使出料密度增加，但是容易增加環模的徑向壓力，從而造成機械磨損變形。
[0004]中國專利CN102784590 —種環模制粒機，特別涉及一種主要用于生物質制粒的環模制粒機。本發明包括有制粒機主機(1)、環模(4)、傳動輪￠)、主軸(8)、主機空軸(9)、壓輥總成(10)、主軸壓板(13)、切刀(28)、門蓋(16)、齒軸(26)、強制喂料器(17)、進料口
(21)和出料口(22)，還包括有分隔板(14)和門蓋壓板(15)，分隔板(14)連接在主軸(8)一端的主軸壓板(13)上，門蓋壓板(15)設置在門蓋(16)內側，門蓋壓板(15)與分隔板
(14)活動連接在一起。本發明并未記載環模和壓棍的具體結構及關聯結構。
[0005]中國專利CN102248696公開了一種生物質顆粒成型模組，包括環模和壓輥，其中:所述環模上設有顆粒成型孔；所述環模的壓合面上設有環模嚙合齒，所述壓輥的壓合面上設有與所述環模嚙合齒相互嚙合的壓輥嚙合齒，所述顆粒成型孔位于相鄰的兩個所述環模嚙合齒之間。本發明提供的生物質顆粒成型模組中，環模嚙合齒和壓輥嚙合齒之間的嚙合配合避免了在物料擠壓過程中環模與壓輥之間的打滑現象。雖然該發明采用齒輪嚙合形式擠壓物料，但是其針對物料的特性具有較高要求。如對纖維較多、易結拱堵料類的物料，該發明的組合結構更不利于物料成粒，還會造成堵塞積壓，從而增加工件之間的工作壓力，對工件造成不可逆的損壞，從而增加維護成本。
[0006]綜上，現階段市場上的環模制粒機在工作時，仍然存在環模、壓輥的磨損快以及使用壽命短等問題，而且由于木肩、秸桿等物料顆粒較大，環模、壓輥的磨損更為嚴重。
【發明內容】
[0007]針對現有技術的不足，本發明提供一種環模制粒機。
[0008]本發明還提供上述環模制粒機的工作方法。
[0009]本發明還提供上述環模制粒機的應用方法。
[0010]本發明的技術方案如下:
[0011]—種環模制粒機，包括機架、在所述機架上設置的進料部、模輥系統、驅動所述模輥系統的電機、出料口和在所述模輥系統外設置的制粒室，所述進料部與所述模輥系統相連，所述制粒室和出料口相連；其特征在于，所述模輥系統包括具有內齒的環模、在所述環模內設置的具有外齒的壓輥，所述內齒與外齒相配合；所述內齒是沿環模內側壁的軸向設置的，在相鄰內齒之間齒槽中沿徑向設置有多個出料孔；所述出料孔包括沿徑向由內而外、且與齒槽相連的壓制通道和擴徑孔，所述壓制通道的內徑沿徑向由內而外依次變大，所述擴徑孔的內徑沿徑向由內而外依次變大，在制粒室內且與所述環模外壁相切設置有切刀。
[0012]根據本發明優選的，所述電機的驅動端通過聯軸器與齒輪軸相連，所述齒輪軸與大齒輪嚙合，所述大齒輪套接在空心軸的外徑上，所述空心軸通過軸承套裝在主軸外徑上；所述空心軸的一端與所述環模連接，所述壓輥包括壓輥殼、壓輥油箱、偏心軸和壓輥密封座，在壓輥殼上設置有外齒，所述偏心軸的一端與所述主軸相連，所述偏心軸的另一端通過主軸壓板和調隙臂相連。
[0013]根據本發明優選的，所述進料部包括沿進料方向的絞龍、強制喂料器和與所述模輥系統相連的進料部的進料口。
[0014]根據本發明優選的，在所述主軸上設置有小刮刀。
[0015]根據本發明優選的，所述壓輥的數量至少為2個，其中至少一個設置在環模端面的三點方向與所述環模嚙合，至少一個設置在環模端面的九點方向與所述環模嚙合；或，其中至少一個設置在環模端面的六點方向與所述環模嚙合，至少一個設置在環模端面的十二點方向與所述環模嚙合。
[0016]根據本發明優選的，所述壓輥的數量為2個:其中一個設置在環模端面的三點方向與所述環模嚙合，另一個設置在環模端面的九點方向與所述環模嚙合；或，其中一個設置在環模端面的六點方向與所述環模嚙合，另一個設置在環模端面的十二點方向與所述環模嚙合。
[0017]根據本發明優選的，所述壓制通道和擴徑孔的軸向長度比為:1:8-1:5。本發明所述壓制通道和擴徑孔的軸向長度比根據材料的不同而不同，常用的長徑比有1:5，1:5.5，1:6，1:7，1:8ο
[0018]根據本發明優選的，所述壓制通道的軸向長度為其內徑的5-10倍；所述擴徑孔的軸向長度為其內徑的2-5倍。
[0019]根據本發明優選的，所述環模的內徑范圍為Φ200mm-Φ 1000mm ;所述擴徑孔的錐孔角度范圍為5° -160°，所述壓制通道的直徑為Φ2πιπι-Φ100πιπι;所述內齒深度為1?8mm，內齒寬度為壓制通道直徑的100%?200%;所述單個齒槽中相鄰所述出料孔間距大于0.5倍的壓制通道直徑。
[0020]根據本發明優選的，所述壓棍的外徑范圍為Φ50_-Φ500mm。
[0021]根據本發明優選的，所述環模和壓輥均選用20CrMnTi鉻合金鋼。淬火熱處理后，20CrMnTi鉻合金鋼環模的洛氏硬度HRC可以達到55?60。
[0022]根據本發明優選的，在所述的環模內設置有擋料板。此處涉及的優點在于，便于將附著在環模內齒上的物料及時擋下，以免發生結拱，同時還防止物料過多堵塞出料孔從而造成部件磨損。
[0023]—種環模制粒機的工作方法，包括步驟如下:
[0024]1)將待制粒的物料沿進料部的絞龍和強制喂料器投入至所述環模內；
[0025]2)電機驅動聯軸器、齒輪軸、大齒輪和空心軸進而驅動所述環模與所述壓輥相對運動，通過所述內齒和外齒實現對所述待制粒的物料進行碾壓；
[0026]3)經碾壓后的物料沿所述出料孔擠出，經切刀斬斷后落入制粒室，最終沿所述出料口輸出。
[0027]根據本發明優選的，所述步驟1)中，所述小刮刀跟隨主軸運動。使進入到環模的物料增加，提高環模制粒機產量。
[0028]根據本發明優選的，所述步驟2)中，所述刮料板將附著在環模內齒上的多余物料擋下。以免發生物料結拱，同時還防止物料過多堵塞出料孔從而造成部件磨損。
[0029]—種環模制粒機的應用方法，包括步驟如下:
[0030]a.提供進料部將待制粒的物料加入所述環模內，物料在環模的內齒和壓輥的外齒的配合下被碾壓；所述物料的含水量為15% — 20% ;所述的碾壓壓力為50MPa-100MPa ;
[0031]b.被碾壓后的物料沿所述出料孔擠出，最終由所述切刀斬為目標尺寸的顆粒長度落入所述制粒室內，最終沿所述出料口輸出。
[0032]根據本發明優選的，首次使用時，所述壓輥與環模之間有1mm?5mm間隙。
[0033]本發明的優勢在于:
[0034]1、本發明采用特殊結構和工藝的擠壓物料方式，物料環模以一定的轉速在制粒機空心軸順時針旋轉，壓輥借助環模、壓輥、物料之間的摩擦力開始順時針旋轉，物料被擠壓、壓緊；而且本發明對環模的出料孔進行了實質性的改進，使其適合各種物料的碾壓，大大提高了出粒效率，減少物料的堵塞等停機因素。
[0035]2、本發明的制粒廣量尚、易損件不易磨損，廣品成型率尚，技術性能優良，而且內齒和凸齒相交替的設計更加容易散熱，避免了制粒過程中壓輥和環模之間相對滑動，減小了磨損。更便于維修和保養，減少使用成本，大大提高了制粒機的使用實用性和經濟性。
【附圖說明】
[0036]圖1為本發明所述環模制粒機的剖視圖；
[0037]圖2為圖1的左視圖；
[0038]圖3為本發明所述模輥系統結構剖視圖；
[0039]圖4為本發明所述環模軸向結構剖視圖；
[0040]圖5為本發明所述的壓輥的剖視圖；
[0041]在圖1-5中:1、機架，2、齒輪箱，3、齒輪軸，4、環模，5、壓輥，6、主軸壓板，7、進料部的進料口，8、主軸，9、強制喂料器，10、絞龍，11、小刮刀，12、軸承，13、大齒輪，14、空心軸，15、主軸花鍵座，16、聯軸器，17、電機，18、出料口 19、調隙臂，20、制粒室，21、抱箍，22、切刀，23、環模內齒，24、環模的出料孔，25、壓輥殼，26、壓輥油箱，27、偏心軸，28、外齒，29、壓輥密封座，30、環模出料孔的壓制通道，31、擋料板，32、環模出料孔的擴徑孔。
【具體實施方式】
[0042]下面結合實施例和說明書附圖對本發明做詳細的說明，但不限于此。
[0043]如圖1-5所示。
[0044]實施例1、
[0045]—種環模制粒機，包括機架1、在