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1、(10)申请公布号 CN 102909880 A(43)申请公布日 2013.02.06CN102909880A*CN102909880A*(21)申请号 201210407729.1(22)申请日 2012.10.23B30B 11/02(2006.01)B30B 15/26(2006.01)B30B 15/16(2006.01)(71)申请人吉林省天翊生物质能设备制造有限公司地址 130401 吉林省长春市榆树市五棵树经济开发区(72)发明人李安泰(74)专利代理机构北京正理专利代理有限公司 11257代理人张文祎(54) 发明名称生物质燃料液压成型机(57) 摘要一种生物质燃料液压成型机。
2、，包括机座、腔体、料仓、初压油缸、主压油缸、凹模、凸模、控制阀块组合和油泵，所述腔体固定在机座上，腔体上设有排气、排水孔，料仓在腔体的上面与腔体相通，料仓与腔体的中间设有初压腔，初压油缸的压头在初压腔中上下运动,初压腔上设有排气孔；腔体下部左右端分别连接有与其相垂直的凹模和凸模，凸模的顶端设有顶针，凸模与腔体之间设有密封环，凸模右端通过导向滑块与主压油缸连接；油泵通过控制阀块组合和液压油路分别与初压油泵和主压油泵连接。本发明自动化程度比较高且结构简单紧凑，集约化程度高，装配工艺性强，易于操作，安全性、可靠性均好，节约了能源，大大提高了生物质燃料的质量。(51)Int.Cl.权利要求书1页 说明。
3、书5页 附图2页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书 1 页 说明书 5 页 附图 2 页1/1页21.一种生物质燃料液压成型机，其特征在于：包括机座（17）、腔体（12）、料仓（1）、初压油缸（3）、主压油缸（8）、凹模（13）、凸模（10）、控制阀块组合和油泵（7），所述腔体（12）固定在机座（17）上，腔体（12）上设有排气、排水孔，料仓（1）在腔体（12）的上面与腔体（12）相通，料仓（1）与腔体（12）的中间设有初压腔（2），初压油缸（3）的压头可在初压腔（2）中上下运动,初压腔（2）上设有排气孔（15）；腔体（12）下部左右端分别连接有与其相垂直的凹模。
4、（13）和凸模（10），凸模（10）的顶端设有顶针（16），凸模（10）与腔体（12）之间设有密封环（11），凸模（10）右端通过导向滑块（9）与主压油缸（8）连接；油泵（7）通过控制阀块组合和液压油路分别与初压油缸（3）和主压油缸（8）连接。2.根据权利要求1所述的生物质燃料液压成型机，其特征在于：所述控制阀块组合包括换向阀（6）、节流缓冲阀（5）和单向阀。3.根据权利要求1所述的生物质燃料液压成型机，其特征在于：所述凹模（13）的前端设有调整环（14）。4.根据权利要求1所述的生物质燃料液压成型机，其特征在于：所述凸模（10）的壳体上面设有油杯（4）。权 利 要 求 书CN 1029098。
5、80 A1/5页3生物质燃料液压成型机技术领域0001 本发明涉及一种液压成型机技术领域，具体涉及一种生物质燃料液压成型机。背景技术0002 随着经济的快速发展，对矿物燃料的过分依赖，能源尤其矿物能源消耗逐年增加，我国环境污染问题日益严重。中国不仅需要调整能源结构，还必须开发新的能源利用途径，加速我国新型工业化道路和全面实现小康社会的进程。国家也大力推行生物质能高效利用技术，加快生物质成型和高效直接燃烧设备的开发利用。因此，充分开发利用生物质能源势在必行，是对我国能源短缺的补充，是改善农村居民生活环境的有效途径，是关系到国家能源安全的紧迫课题。0003 目前，广泛使用的生物质致密成型加工方法，。
6、主要为热成型压缩方法。在热成型加工方法中，原料在加工时通常需要经烘干或自然风干工序后使其含水量降低，然后进行粉碎等预处理后，再进行成型加工，加工成型后的物料颗粒还需要进行冷却降温。这种热成型方法成型密度较大，成型效果较好，但是，原料烘干、成品冷却等能耗较大，其设备装置也比较复杂。特别是使用螺旋挤压成型设备对生物质进行成型需要对物料进行加热，其是利用生物质的木质素在加热到适当温度下会软化的特性，将生物质加热，然后加压使其固化成型。其中的原料需要干燥至含水率13%以下，粉碎后利用螺旋挤压机在高温下挤压成型，成形后致密颗粒的温度都很高，因此，需要冷却到常温才能包裴、运输。干燥、加热、挤压以及冷却等过。
7、程的能耗都非常高，因此，一般情况下，每生产一吨生物质致密成型产品都要消耗大量的电能。发明内容0004 本发明的目的之一是提供一种生物质燃料液压成型机，目的在于改进现有技术中生物质致密成型装置能耗高、设备易磨损，操作繁琐以及产品适应性差的缺点，提供一种结构简单、成型效果好、制成的生物质燃料颗粒密度较高、自动化程度高、生产中能耗较低的生物质冷压成型加工设备。0005 本发明采用如下的技术方案：0006 一种生物质燃料液压成型机，其特征在于：包括机座、腔体、料仓、初压油缸、主压油缸、凹模、凸模、控制阀块组合和油泵，所述腔体固定在机座上，腔体上设有排气、排水孔，料仓在腔体的上面与腔体相通，料仓与腔体的。
8、中间设有初压腔，初压油缸的压头在初压腔中上下运动,初压腔上设有排气孔；腔体下部左右端分别连接有与其相垂直的凹模和凸模，凸模的顶端设有顶针，凸模与腔体之间设有密封环，凸模右端通过导向滑块与主压油缸连接；油泵通过控制阀块组合和液压油路分别与初压油缸和主压油缸连接。0007 进一步地，所述控制阀块组合包括换向阀、节流缓冲阀和单向阀。0008 进一步地，所述凹模的前端设有调整环。0009 进一步地，所述凸模的壳体上面设有油杯。说 明 书CN 102909880 A2/5页40010 本发明的生物质燃料液压成型机由于采用了以上技术方案：自动化程度比较高且结构简单紧凑，集约化程度高，装配工艺性强，易于操作。
9、，安全性、可靠性均好，节约了能源，大大提高了生物质燃料的质量，提高了产品的密实度、硬度和强度以及表面质量。且生物质燃料的燃烧性能更好，与空气的燃烧接触面积更大，更有利于燃烧，大大提高了燃烧速度，进一步提高了炉内温度和燃烧效率。0011 下面结合附图对本发明的生物质燃料液压成型机做进一步说明。附图说明0012 图1为本发明的生物质燃料液压成型机的结构示意图；0013 图2为本发明的生物质燃料液压成型机的液压控制系统框图；0014 图3为本发明的生物质燃料液压成型机的软件控制流程图。0015 图中各标记如下：1：料仓，2：初压腔，3：初压油缸，4：油杯，5：节流缓冲阀，6：换向阀，7：油泵，8：主。
10、压油缸，9：导向滑块，10：凸模，11：密封环，12：腔体，13：凹模，14：调整环，15：排气孔，16：顶针，17：机座。具体实施方式0016 如图1所示，本发明的生物质燃料液压成型机，包括机座17、腔体12、料仓1、初压油缸3、主压油缸8、凹模13、凸模10、控制阀块组合和油泵7，所述腔体12固定在机座17上，腔体12上设有排气、排水孔，料仓1在腔体12的上面与腔体12相通，料仓1与腔体12的中间设有初压腔2，初压油缸3的压头在初压腔2中上下运动；腔体12下部左右端分别连接有与其相垂直的凹模13和凸模10，凸模10的顶端设有顶针16，凸模10与腔体12之间设有密封环11，凸模10右端通过导。
11、向滑块9与主压油缸8连接；油泵7通过控制阀块组合和液压油路分别与初压油缸3和主压油缸8连接。0017 所述控制阀块组合包括换向阀6、节流缓冲阀5和单向阀。所述凹模13的前端设有调整环14。所述凸模10的壳体上面设有油杯4。0018 首先用粉碎机将秸秆等生物质粉碎成平均尺寸210mm长的段，通过螺旋上料器将生物质物料送到料仓1中，生物质物料靠自然重力由料仓1进入初压腔2进行初压，被初压油缸3的活塞垂直压下，挤出绝大部分空气，达到初步的密实度，为进一步挤压成型打下初步基础，初压腔2开有排气孔15，挤压出的空气通过排气孔15排出。初压后的生物质物料主压油缸8水平布置，把初压的物料压入腔体12中，凸模。
12、10由水平主压油缸8带动往复运动，腔体12上也开有排气、排水孔，过湿的物料被挤压出的水份必须在此排出。凸模10上装有顶针16，顶针16是生物质燃料成孔的关键部件，顶针16的锥度直接影响着生物质燃料的成型质量，且便于更换。通过凹模13，凸模10以及顶针16进一步将生物质物料挤压成空心棒状结构，切段后，即得到密度约8001200kg/m3的生物质燃料，直接作为固态燃料供给用户，替代煤碳等能源。0019 如图2所示为生物质燃料液压成型机的液压控制系统框图，液压成型机控制系统由PLC控制主机、液压传感器、A/D转换器（模拟量输入模块）、限位开关、按钮、电磁阀和触摸屏等组成。0020 成型机液压系统主要。
13、液压元件名称及功能如下：说 明 书CN 102909880 A3/5页50021 预压油缸：用于将初压腔2的物料压缩到腔体12内；0022 换位油缸：用于物料的压缩塑型；0023 主压油缸：用于将初压腔2送来的物料再次压缩成型；0024 增压油缸：用于增加主压油缸8的压力；0025 电磁控制阀：用于控制各油缸的运动方向；0026 压力传感器：安装于各油缸的进油管处，用于测量压力及进行实时监控。0027 成型机液压系统所完成的基本功能如下：0028 螺旋上料器将生物质物料送到料仓1后，由液压油控制预压油缸3初压物料；随后由主压油缸8进一步压缩物料并使其成型；主压油缸8和预压油缸3回位后，换位油缸。
14、带动成型的生物质燃料到成型机的另一端，将压制好的成型的生物质燃料送到出料口，在下一循环中由出料杆将成型的生物质燃料推出成型机。0029 压力传感器的选择：0030 成型机液压控制系统对各个油缸的压力值有严格的要求，如下表所示：0031 油缸压力范围表MPa0032 0033 根据系统压力要求和环境等综合因素，初步选定的压力传感器是美国MSI公司生产的MSP300型不锈钢压力传感器（或变送器），其压力可高达70MPa，推广应用输出电压为毫伏或放大输出，精度高，工作温度范围宽。0034 限位开关的选择：0035 在液压系统中一共用了10个限位开关，分别装在两边对称的预压油缸的上位（各一个）、主压油。
15、缸的左右位（各两个）、换位油缸的左右位（各两个），用来控制油缸的运动及进行报警控制。具体控制过程如下（各元件代表的标号下表）：0036 液压控制系统I/O地址分配表说 明 书CN 102909880 A4/5页60037 0038 总开关开启，预压油缸压下达到预设压力后停止运动；主压油缸压下，压力达到预设总压力，并且碰到限位开关SQ2-1（SQ5-1）时油缸停止运动，若压力达到预设值但未碰到限位开关SQ2-1（SQ5-1），则报警，此时全机停止工作，若已碰到限位开关SQ2-1（SQ5-1）而压力未到预设值，则继续加压，直至达到总压力时油缸停止运动；主压油缸回位，当碰到限位开关SQ2-2（SQ5。
16、-2）时，油缸停止运动；换位油缸开始运动，碰到限位开关SQ3-1(SQ6-1)时，油缸停止运动；预压油缸回位，碰到限位开关SQ1-1（SQ4-1）时停止运动；换位油缸回位，碰到限位开关SQ3-2(SQ6-2），油缸停止运动；与此同时，进料电机工作，开始进料。至此，成型机完成一次工作过程，进行下一个工作循环。0039 PLC控制主机及其控制系统：0040 考虑到成型机液压系统的控制要求、输入和输出设备的数量及PLC可处理的模拟量等因素，我们选用了西门子的PLC主机。由于成型机液压系统不需要过多的I/O点，并且需要模拟量模块的扩展以及人机界面的信号传输。本着降低成本的设计原则，PLC主机选用了SM。
17、ATIC S7-200CPU266,并采用EM 235模拟量输入输出模块处理传感器采集到的电压信号。根据PLC的选择和控制要求分析，PLC的输入信号有14路，输出信号有10路。0041 系统软件设计：0042 使用SIEP7-MicronVIN编程软件对系统控制过程进行编程（程序清单省略），其流程图如图3所示。0043 实现自动控制：0044 当系统总开关及自动控制开关打开后，系统就完全处于自动工作过程。首先检查各个油缸是否到位，开始进料(时间设定为2-3s)，随后预压油缸3推进，当压力达到设定说 明 书CN 102909880 A5/5页7值时停止，此时主压油缸8推进，当达到压力设定值时（如。
18、果主压油缸8压力达不到，则由增压油缸加压），检查主压油缸8是否到位，如果没有到位，则报警，全机停止工作并输出故障报告；如果到位，则主压油缸8停止加压，开始回位，由传感器检测到位后停止，然后预压油缸3开始回位，由传感器检测到位后停止，此时，螺旋上料器开始工作（即供料），时间设定为2-3s同时换位油缸开始换位，由传感器检测到位后停止，如此循环下去。当按下停机开关时，全机停止工作。0045 实现手动控制：0046 当系统总开关及手动控制开关打开后，系统并不自动运行，而要通过手动控制各按钮来实现各个油缸的动作（推进或回位）和螺旋上料器的动作（即供料），且各个油缸的动作互不干扰，单独运行。0047 故障。
19、检测设计：0048 在成型机液压系统中，必须保证所压原料达到指定位置才能进行切割，因此在主压油缸8的压入位安装一个压力传感器和一个限位开关，同时控制主压油缸8的压力和位置。当主压油缸8压力达到预设总压力值但还未接触到限位开关，此时系统出现故障，报警，机器停止运行，检查故障，并做出相应的调整。0049 显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。说 明 书CN 102909880 A1/2页8图1图2说 明 书 附 图CN 102909880 A2/2页9图3说 明 书 附 图CN 102909880 A。