一种自动控制磨盘间距的节能秸秆分解机及控制方法

文档序号:1095314 发布日期:2020-09-25 浏览:35次 >En<

阅读说明:本技术 一种自动控制磨盘间距的节能秸秆分解机及控制方法 (Energy-saving straw decomposition machine capable of automatically controlling grinding disc distance and control method ) 是由 苏沁阳 于 2020-06-04 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种秸秆分解机,包括底座、固定在底座一端的主电机、主电机的电机主轴与可拉伸联轴器固接,可拉伸联轴器与主旋转轴的一端固接、主旋转轴穿过固定在轴承固定座内的轴承总成,轴承总成用于支撑旋转状态的主旋转轴,主旋转轴的另一端固定连接有动磨盘;轴承总成可以在动力装置的作用下带动主旋转轴及动磨盘轴向移动,起到调节动磨盘与静磨盘之间间距的效果;本发明还公开了磨盘间距自动控制的方法,该方法能够精确、连续、自动调节动磨盘与静磨盘的间距;动磨盘与静磨盘均采用非金属材料制备;本发明还公开了一种均衡喂料装置及一种克服磨盘阻力的惯性轮装置;秸秆分解机具有节能、制浆效果好、磨盘使用寿命长等的优点。(The invention discloses a straw decomposition machine, which comprises a base, a main motor fixed at one end of the base, a motor main shaft of the main motor fixedly connected with a stretchable coupler, the stretchable coupler fixedly connected with one end of a main rotating shaft, the main rotating shaft penetrating through a bearing assembly fixed in a bearing fixing seat, the bearing assembly being used for supporting the main rotating shaft in a rotating state, and the other end of the main rotating shaft being fixedly connected with a movable grinding disc; the bearing assembly can drive the main rotating shaft and the movable grinding disc to axially move under the action of the power device, and the effect of adjusting the distance between the movable grinding disc and the static grinding disc is achieved; the invention also discloses a method for automatically controlling the distance between the grinding discs, which can accurately, continuously and automatically adjust the distance between the movable grinding disc and the static grinding disc; the movable grinding disc and the static grinding disc are both made of non-metal materials; the invention also discloses a balanced feeding device and an inertia wheel device for overcoming the resistance of the grinding disc; the straw decomposer has the advantages of energy conservation, good pulping effect, long service life of the millstone and the like.)

一种自动控制磨盘间距的节能秸秆分解机及控制方法

技术领域

本发明属于秸秆分解机技术领域,具体涉及一种自动控制磨盘间距的节能 秸秆分解机及控制方法。

背景技术

一.项目背景

我国各种农作物每大约产出十亿吨秸秆,目前相当部分没有出路。秸秆焚 烧污染大气。粉碎还田,影响下一茬作物的生长,同时产生大量的至霾气体。 大量的秸秆资源得不到利用。其主要原因是缺乏能够清洁、大量、高效益、利 用秸秆的技术。

申请人从1999年开始研究秸秆的综合利用,创新了一种秸秆纤维分解机。 它利用物理方法,不添加任何化学制剂,获得秸秆纤维,同时可以水循环利用, 废渣做肥料,做到了不污染环境,秸秆全资源利用。先后获得多项国家专利。

秸秆造纸需要添加酸碱等化学制剂,是秸秆造纸的主要障碍。清洁制浆技 术为什么能够做到不添加化学制剂?其主要原因有三点:

1转变思维定式

传统秸秆制浆思维,是将秸秆中的木质素彻底清除。沿着这条思路,不用 酸碱制浆很难做到。我们跳出了传统思维,不是去除木质素,而是将纤维彼此 分离,木质素仍然大部分依附在秸秆纤维表面,但不影响纤维相互搭接。

2改变磨盘材质和齿形

传统制浆的高浓磨,主要用于木材纤维的制备,动盘、定盘都是钢磨盘, 齿形细密尖锐,切断能力强,磋磨能力弱。秸秆木质素与纤维素粘合紧密,内 结合力强,外层壁坚硬,纤维又脆、又硬、又短。使用钢磨盘,只能将秸秆打 碎,不能将秸秆纤维分离,我们根据非金属的特点,以及秸秆变性原理,创新 了一种非金属磨盘。

秸秆中的木质素在120度以上温度,状态由脆硬的玻璃态,转变为柔软的 橡胶态,粘合固结力减弱,使得秸秆中的纤维易于分离。非金属磨盘保温性好, 接触面大,表面粗糙,使磨盘内瞬时产生温度,非金属磨盘齿面平缓,接触面 大,把剪切力转化为磋磨力。使秸秆不是被粉碎,而是在分解机中相互撕裂、 挤压、磋磨,使秸秆分丝成纤维,被分离、润胀、帚化,成为纸浆。

3扬长避短

机械浆相比于化学制浆,机械浆的木质素与纤维素分离不彻底。木质素断 裂成细小颗粒,多数仍然依附在秸秆纤维表面。因此内结合力低,硬度高,不 适合制造文化纸、卫生纸。

但是机械浆这种特性,很适合瓦楞纸、黄板纸、纸浆模塑制品、纤维板等 产品。加工这些产品的过程中,在高温高压作用下,依附于秸秆纤维表面的木 质素,由玻璃态再次转化为橡胶态,成为纤维之间的粘合物。通过第二次变性, 纤维素与木质素固化结合,使产品具有木质特点,挺性好,内结合力强。机械 浆的缺点反而成了优点。

二申请人技术的要点

1现有的秸秆分解制浆机的动磨盘与定磨盘之间的间距不能够精确调控,本 申请人的秸秆分解制浆机的动磨盘与定磨盘之间的间距可以精确调节,通过调 节动磨盘与定磨盘之间合适的间距,形成研磨秸秆所需要的高温高压环境,在 高温高压作用下,使得依附于秸秆纤维表面的木质素,由玻璃态再次转化为橡 胶态,成为纤维之间的粘合物。

合理的磨盘间隙,是秸秆制浆质量的重要保障。间隙过大,磨盘的压力、 温度、磋磨力不足,秸秆分丝、帚化质量低。磨盘间隙过小,秸秆被研磨过碎, 纤维过短,秸秆浆内结合力差。秸秆分解机的磨盘,由于重新开机,更换磨盘, 以及磨损变薄等原因。需要经常对其间隙进行调整,以保持磨盘之间合理的间 隙距离,现有的磨盘一般都是手动调控两盘的间距,十分不方便,同时,公开 号为CN110205850A的中国发明专利虽然说明该机器能够自动精确控制动磨盘 相对静磨盘的间距,但是对间距调控的原理及机械构造的描述不够清楚,难以 实现。

2.磨盘的动盘和静盘均使用非金属材料制造。选用保温性能好,表面粗糙, 硬度高的非金属材料。它能够使磨盘瞬时产生并保持高温,将剪切力转化为磋 磨力,能提高磨浆中纤维素的连续性。非金属材料选取a诸如碳化硅、金刚砂、 树脂等硬质非金属材料。

不光是磨盘,现有的秸秆纤维分丝机同样面临着诸多缺陷,秸秆自动分解机 是个电老虎,电耗高。每吨秸秆浆耗电600度左右,电费400多元,在成本中 占比例很大,使用电机功率也大,90磨盘需要1600千瓦电机,必须使用高压电 路。耗电量大的一个重要原因,是电流波动造成的。秸秆又脆又硬、易搭桥、 缠绕、堵塞。秸秆料进入磨盘时的浓度、硬度和数量不均衡,造成磨盘内阻力 波动大,进而造成电流波动大不稳定,有时甚至出现电机超负荷运转停机。

例如公开号为CN110205850A的中国发明专利公开了一种秸秆纤维分丝机, 该机在使用时,当秸秆进入磨盘的浓度或硬度不均匀时,由于磨盘受到的摩擦 力不均匀,会带动主轴以及电机震动,会导致电机的电流及电压产生不恒定的 波动,耗电大。

电机电流不稳定,又造成磨盘运转不稳定,影响制浆的质量,而且能耗高, 缩短电机寿命。为了保证磨盘顺利运转,不得不选用更大功率的电机,增加了 电耗和电机购置费用。为了克服因为磨盘内阻波动,造成电机不恒流。我们设 计了一种惯性轮自动恒流装置,在电机与主轴之间增加一个惯性轮。

现有的秸秆分解机存在喂料不均衡的矛盾,喂料时多时少。喂料过少产量 低,磨盘内压力、热量、磋磨力不足,降低秸秆浆质量。喂料过多磨齿压力大, 易损坏。电机负荷大,耗电多。均衡进料可以使磨盘保持合理的加工量。喂料 数量是否适当,可以通过主电机电流表现出来。当喂料过多时,电机电流升高。 当喂料过少时,电机电流下降。根据这个原理,我们研制了一种自动均衡强制 进料控制装置。

三技术优势

由于使用非金属磨盘及改进的秸秆分解机,可以不添加化学制剂,清洁制 备秸秆纤维,生产过程节能无污染,产品无污染。产品质优价廉,投资效益高。 取材广泛,麦秸、稻秸、高粱、玉米、棉花、豆秸、菜秧子都能利用。项目规 模可大可小,根据秸秆产量,确定生产规模。

发明内容

本发明在公开号为CN110205850A的中国发明专利的基础上,针对该专利 中秸秆纤维分丝机的设计缺陷提供了一种节能、磨盘间距可自动精细控制、进 料均匀的秸秆纤维分解机,也公开了磨盘间距自动控制的方法。本发明解决的 技术问题如下:

1.现有的动磨盘与定磨盘的间距不能调控,在秸秆的摩擦力作用下,动磨 盘与定磨盘会发生相对运动,从而导致二者间距发生变化时,尤其是偏离预先 实验测量得到的最佳磨盘间距时,会导致制浆的质量下降;

2.现有的动磨盘与定磨盘的间距不能精细调控,在动磨盘与定磨盘相对运 动而导致二者间距发生变化时,不能自动精细调控二者间距,不能实时保证二 者在最佳间距工作,。

3.秸秆又脆又硬、易搭桥、缠绕、堵塞。秸秆浆料进入磨盘时的浓度、硬 度和数量不均衡,造成磨盘内阻力波动大,进而造成主轴电机电流波动大且不 稳定,有时甚至出现主轴电机超负荷运转停机。主轴电机电流不稳定,又造成 磨盘运转不稳定,影响制浆的质量;而且主轴电机能耗高,会缩短电机寿命, 为了保证磨盘顺利运转,不得不选用更大功率的主轴电机,增加了电耗和主轴 电机购置费用;

4.现有的秸秆分解机使用的金属材质的磨盘,磨盘重量大导致耗能高,现 有的金属磨盘尤其是金属动磨盘容易将秸秆纤维磨碎,且金属磨盘相比于碳化 硅或金刚砂等保温塑料材质的磨盘而言,不利于磨盘间高温高压环境的形成, 影响制浆质量。

5.现有的秸秆分解机存在喂料不均衡的矛盾,喂料时多时少,喂料量不能 精确控制,喂料过少产量低,磨盘内压力、热量、磋磨力不足,降低秸秆浆质 量;喂料过多磨齿压力大,易损坏。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的:

一种自动控制磨盘间距的节能秸秆分解机,包括底座、固定在所述底座一 端的主电机、所述主电机的电机主轴与可拉伸联轴器固接,所述可拉伸联轴器 与主旋转轴的一端固接、所述主旋转轴穿过固定座,所述固定座用于支撑旋转 状态的所述主旋转轴,所述主旋转轴的另一端穿过浆室并与浆室内的动磨盘固 定连接,所述固定座包括机架及由所述机架支撑起的圆环体状的外罩,所述外 罩内部固定有能相对所述外罩轴向滑动的轴承总成,所述轴承总成可旋转串接 固定在所述主旋转轴上,所述轴承总成外接动力装置,所述动力装置带动所述 轴承总成及所述主旋转轴同步轴向前后移动,所述主旋转轴带动所述可拉伸联 轴器及所述动磨盘同步轴向前后移动。

进一步地,所述轴承总成包括能相对所述外罩内表面轴向滑动的圆环体状 的轴向滑动轴承,所述轴向滑动轴承的轴承孔内接与其同轴的圆环体状的径向 旋转轴承,所述轴承总成还包括圆环体状的前轴承盖及圆环体状的后轴承盖, 所述前轴承盖及所述后轴承盖分别从两侧将所述轴向滑动轴承及所述径向旋转 轴承锁紧在一起;所述主旋转轴依次穿过所述后轴承盖的圆环孔、径向旋转轴 承的轴承孔以及前轴承盖的圆环孔,所述主旋转轴与所述径向旋转轴承可旋转 固定串接,所述径向旋转轴承在所述主旋转轴的带动下同步经向旋转;所述外 罩内前后设置两组所述轴承总成,分别称为第一轴承总成(前)及第二轴承总成 (后),所述第一轴承总成外接所述动力装置并能轴向前后滑动,所述第二轴承总 成固定支撑所述主旋转轴;所述动磨盘与固定在浆室内的定磨盘相对,所述定 磨盘及所述动磨盘均由硬质、粗糙且保温效果好的非金属材料制成。

进一步地,所述外罩上开设有贯穿所述外罩的断口,所述断口将所述外罩 分为前后两段,分别称为前外罩及后外罩,所述前外罩内固定有所述第一轴承 总成,所述后外罩内固定有所述第二轴承总成;所述动力装置包括固定在所述 后外罩的外表面的后端的连接后盘,所述连接后盘为圆环体状且与所述后外罩 同轴,所述连接后盘上固定有多组动力源装置,所述动力源装置的动力轴的前 端固定连接有圆环体状的连接盘,所述连接盘位于所述外罩的断口处,所述断 口处的主旋转轴上串接有所述连接盘,所述连接盘在外力带动下沿着所述主旋 转轴轴向前后移动,移动范围限于断口的宽度;所述动力装置还包括M8螺栓, 所述M8螺栓的一端与所述连接盘栓接,所述M8螺栓的另一端与所述第一轴承 总成的后轴承盖固定连接,所述动力轴推动所述连接盘、所述第一轴承总成、 所述主旋转轴、所述可拉伸联轴器及所述动磨盘同步轴向前后移动。

进一步地,所述动力源装置为液压缸、气缸或电动机的一种;所述动力源 装置为1-8组,多组所述动力源装置对称设置在所述连接后盘上;所述动力源装 置的动力轴与所述连接盘栓接;所述浆室与所述固定座的一侧通过连接臂固定 连接。

进一步地,所述外罩为金属材料或硬质非金属材料,所述前外罩的外表面 固定有电子尺的检测端,所述电子尺的可伸缩测量杆与所述连接盘固定连接, 所述连接盘带动所述可伸缩测量杆同步轴向前后移动;所述电子尺的检测端电 连接有第一控制端,所述第一控制端为带有触摸屏的可编程逻辑控制器或带有 程序软件的电脑,所述第一控制端与所述动力源装置电连接。

进一步地,所述可拉伸联轴器包括中空柱体状的后联轴套,所述后联轴套 的一端的内部套接固定有所述电机主轴,所述可拉伸联轴器还包括中空柱体状 的前联轴套,所述前联轴套的一端内部套接固定有所述后联轴套的另一端,所 述前联轴套的另一端的内部套接固定有所述主旋转轴的一端;所述前联轴套与 所述后联轴套的交接缝处开设多个圆孔,所述后联轴套与所述前联轴套各占所 述圆孔的半圆,所述圆孔内***圆柱插销;沿所述后联轴套的外壁开设环形的 插销挡盘,所述插销挡盘从外部挡住所述圆孔的开口端;所述前联轴套、插销 挡盘、后联轴套、圆柱插销均为金属材质或硬质非金属材质。

进一步地,所述主旋转轴上还串接有克服磨盘阻力的惯性轮,所述惯性轮 的中空孔径与所述主旋转轴直径相同,所述惯性轮串接设置在所述外罩与所述 可拉伸联轴器之间;还包括固定在所述底座上的刹车油缸,所述刹车油缸的第 一液压杆的前端一体连接有方形的刹车片,通过刹车油缸的活塞推动所述刹车 片抵止转动的所述惯性轮,达到刹车效果;所述第一液压杆、所述惯性轮均选 用金属材料或硬质非金属材料的一种制成。

进一步地,还包括均匀进料装置,所述均匀进料装置包括与蛟龙电机连接 的进料蛟龙,所述进料蛟龙的出料口与所述浆室的第一进料口相连接,所述进 料蛟龙的上部开设第二进料口,所述第二进料口连接有进料漏斗,所述进料漏 斗的筒状容纳腔内设置有多片相同的拨轮叶片,相邻两片拨轮叶片将所述容纳 腔分成若干个小料腔;多片所述拨轮叶片竖直设置且同转轴,所述转轴与固定 在所述进料漏斗上部的进料电机固定连接,所述进料电机控制所述拨轮叶片水 平转动;所述进料漏斗的直径为1-3米,所述进料漏斗的第三进料口用于人工填 放秸秆料,所述第三进料口与所述第二进料口上下不相对设置;

进一步地,所述进料电机、所述主电机分别连接有第二控制端,所述第二 控制端为带有触摸屏的可编程逻辑控制器或带有程序软件的电脑。

一种所述节能秸秆分解机的磨盘间距自动控制方法,包括如下步骤:

1).将事先实验获取的动磨盘与定磨盘(下简称两盘)之间的最佳间距作为标 定值,将该标定值输入所述可编程逻辑控制器或电脑的程序软件,两盘间距稳 定在在所述标定值下碾磨,能保证碾磨的力道、温度、压力适宜,得到的磨浆 质量最高;

2).将所述电子尺归零,将所述两盘间距调整为所述标定值,开启主电机并 碾磨秸秆,同时实时检测所述可伸缩测量杆的位移,并将所述可伸缩测量杆的 位移值实时输入至所述可编程逻辑控制器或电脑的程序软件,由所述可编程逻 辑控制器或电脑的程序软件根据所述标定值及所述可伸缩测量杆的位移值来实 时计算出两盘之间的距离;

3).逻辑判断,当所述两盘间间距大于所述标定值时,所述可编程逻辑控制 器或电脑的程序软件向所述动力源装置发送信号,由所述动力源装置的动力轴 以固定速率推动所述第二液压杆前进,调节两盘间距为所述标定值;当所述两 盘间间距小于所述标定值时,所述可编程逻辑控制器或电脑的程序软件向所述 动力源装置发送信号,由所述动力源装置的动力轴以固定速率拉动所述第二液 压杆后退,调节两盘间距为所述标定值。

与现有技术相比,本发明至少具有以下优点:

1.本发明的秸秆分解机的两盘间距可自动或手动精细调控,保证两盘处于 适宜的工作间距,两盘间距没有过大或过小的波动,保证两盘间的适宜的压力 及温度、适宜的磋磨力,秸秆分丝、帚化质量高,同时避免因两盘间距过小导 致秸秆被研磨过碎,纤维断裂过短,秸秆浆内结合力差的问题。

2.本发明采用的非金属材质的动磨盘与非金属材质的定磨盘配合使用,选 用保温性能好,表面粗糙,硬度高的诸如碳化硅、金刚砂、树脂等硬质非金属 材料,它能够使磨盘瞬时产生并保持高温,将剪切力转化为磋磨力,同时维持 高温高压环境,利于破碎的秸秆木质素由玻璃态再次转化为橡胶态,成为纤维 之间的粘合物,提高制浆质量。

3.秸秆自身特点决定了磨盘在工作过程中,内阻波动大。惯性轮具有巨大 的惯性力,可以克服磨盘内阻力,稳定电流,非常适合秸秆制浆。它对于提高 秸秆浆的质量,降低能耗,延长电机寿命,降低成本,提高效益,都能发挥重 要作用。

4.本发明的的可拉伸联轴器结构设计更加简单,也更容易生产。

5.本发明的秸秆分解机能自动均衡控制进料数量,避免磨料数量过多导致 碾磨不充分及耗能问题,也避免磨料数量过少导致磨盘内压力、热量不足引发 的磨浆质量下降问题,通过进料电机控制拨轮叶片水平推料,能够有效控制进 料速率,进料漏斗的进料口与出料口上下不相对称设计,避免秸秆料搭接、缠 绕、堵塞,利于碾磨。

附图说明

图1为本发明实施例1所述秸秆分解机的结构示意图;

图2为本发明实施例1所述固定座的俯视图;

图3为本发明实施例1所述可拉伸联轴器的正面剖视图;

图4为本发明实施例1所述可拉伸联轴器的测视图;

图5为本发明实施例1所述秸秆分解机的自动控制示意图;

其中,1-底座;12-主电机;13-电机主轴;14-可拉伸联轴器;14-1-前联轴套; 14-2-后联轴套;14-3-圆柱插销;14-4-插销挡盘;14-5-圆孔;14-6-伸缩空间;15- 主旋转轴;16-固定座;16-1-前外罩;16-2-后外罩;16-3-连接后盘;16-4-液压缸; 16-4-1-第二液压杆;16-5-连接盘;16-6-M8螺栓;16-7-轴向滑动轴承;16-8-径 向旋转轴承;16-9-前轴承盖;16-10-后轴承盖;16-11-检测端;16-12-可伸缩测 量杆;16-13-断口;16-14-第一轴承总成;16-15-第二轴承总成;17-浆室;17-1- 动磨盘;17-2-定磨盘;17-3-第一进料口;17-4-出浆口;18-机架;19-进料蛟龙; 19-1-蛟龙电机;19-2-第二进料口;111-惯性轮;112-刹车油缸;112-1-第一液压 杆;112-2-刹车片;113-进料漏斗;113-1-拨轮叶片;113-2-小料腔;113-3-转轴; 113-4-进料电机;113-5-第三进料口;114-连接臂;2-可编程逻辑控制器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详述,以下实施例只是描述性的, 不是限定性的,不能以此限定本发明的保护范围。

实施例1

参见图1、图2、图3、图4及图5,本实施例中,一种自动控制磨盘间距 的节能秸秆分解机,包括固定所述秸秆分解机的底座1、固定在所述底座1一端 的主电机12、所述主电机12的电机主轴13与可拉伸联轴器14固接,所述可拉 伸联轴器14与主旋转轴15的一端固接、所述主旋转轴15穿过固定座16,所述 固定座16用于支撑旋转状态的所述主旋转轴15,所述主旋转轴15的另一端穿 入所述浆室17内并与动磨盘17-1固定连接,所述动磨盘17-1与固定在浆室17 内的定磨盘17-2相对,碾磨后的浆液从浆室17的出浆口17-4流出并被收集,所述浆室17与所述固定座16的一侧通过连接臂114固定连接。(本实施例中, 所述动磨盘17-1与所述定磨盘17-2合称为两盘,下同)。所述动磨盘17-1及定磨 盘17-2可选用的材料为树脂、金刚砂、碳化硅等硬质、粗超且保温效果好的非 金属材料。

所述固定座16包括固定在底座1上的机架18及由所述机架18支撑起的圆 环体状的外罩(由图2所述前外罩16-1及后外罩16-2组成),所述外罩为金属或 硬质塑料材质,所述主旋转轴15从所述外罩的圆环孔穿过,所述外罩内部固定 有能相对所述外罩轴向滑动的轴承总成(包括下文提到的16-7、16-8、16-9、 16-10),所述轴承总成可旋转串接固定在所述主旋转轴15上,所述主旋转轴15 在所述主电机12带动下径向旋转,所述主旋转轴15带动所述轴承总成同步径 向旋转,所述轴承总成外接动力装置,所述动力装置带动所述轴承总成、所述 主旋转轴15及所述可拉伸联轴器14同步轴向前后移动,所述主旋转轴15带动所述动磨盘17-1轴向移动。通过动力装置控制主旋转轴15轴向移动,进而带动 固定在所述主旋转轴15的另一端的动磨盘17-1(位于浆室17内)前后移动,达到 控制动磨盘17-1与静磨盘之间间距的效果,来粗调节两盘之间的间距。

具体而言,本实施例所述轴承总成包括轴向滑动轴承16-7、径向旋转轴承 16-8、前轴承盖16-9及后轴承盖16-10,圆环体状的所述轴向滑动轴承16-7位 于所述外罩内且能相对所述外罩内表面轴向滑动,所述轴向滑动轴承16-7的轴 承孔内接与其同轴的圆环体状的径向旋转轴承16-8,所述轴承总成还包括圆环 体状的前轴承盖16-9及圆环体状的后轴承盖16-10,所述前轴承盖16-9及所述 后轴承盖16-10分别从两侧将所述轴向滑动轴承16-7及所述径向旋转轴承16-8 锁紧在一起;所述主旋转轴15依次穿过所述后轴承盖16-10的圆环孔、径向旋 转轴承16-8的轴承孔以及前轴承盖16-9的圆环孔,所述主旋转轴15与所述径 向旋转轴承16-8可旋转固定连接,所述径向旋转轴承16-8在所述主旋转轴15 的带动下同步经向旋转;在所述外罩内设置前后两组轴承总成,分别称为第一 轴承总成16-14及第二轴承总成16-15,所述第一轴承总成16-14外接所述动力 装置,所述第二轴承总成16-15固定在外罩内且与所述第一轴承总成16-14间隔 一定距离,二者起到均匀支撑所述主旋转轴15的效果,避免所述主旋转轴15 滚动时发生震动。

沿所述外罩开设有贯穿所述外罩体的断口16-13,所述断口16-13将所述外 罩分为前后两段,分别称为前外罩16-1及后外罩16-2,所述第一轴承总成位于 所述前外罩16-1内部,所述第二轴承总成位于所述后外罩16-2内部且固定,所 述外罩为金属材料如不锈钢或硬质非金属材料如碳化硅等;所述动力装置包括 固定在所述后外罩16-2的外表面的后端的连接后盘16-3,所述连接后盘16-3为 圆环体状且与所述外罩同轴,所述连接后盘16-3可以单独固定在所述后外罩 16-2上,也可以与所述后外罩16-2一体成型,所述连接后盘16-3上固定有2组 对称设置的液压缸16-4,所述液压缸16-4的第二液压杆16-4-1的前端与圆环体 状的连接盘16-5栓接固定在一起,所述连接盘16-5位于所述外罩的断口16-13 处,所述断口16-13处的主旋转轴15上串接有所述连接盘16-5,所述连接盘16-5 在外力带动下相对所述主旋转轴15轴向前后移动,前后移动距离限于断口16-13 的宽度;所述动力装置还包括M8螺栓16-6,所述M8螺栓16-6的一端与所述 连接盘16-5栓接,所述M8螺栓16-6的另一端与所述第一轴承总成16-14的后 轴承盖16-10固定连接,所述第二液压杆16-4-1推动所述连接盘16-5、所述第 一轴承总成16-14、所述主旋转轴15、所述可拉伸联轴器14及所述动磨盘17-1 同步轴向前后移动,实现所述两盘间距的粗调节。

所述秸秆机在实际运行过程中,对于每种不同的磨料(包括玉米秸秆、高粱 秸秆、小麦秸秆、大豆秸秆、水稻秸秆等),申请人长期摸索,均得出一个与该 秸秆相对应的最佳的两盘间距,即标定值,两盘间距稳定在在该标定值下碾磨, 能保证碾磨的力道、温度、压力适宜,得到的磨浆质量最高,但是在实际工作 中,所述磨盘在秸秆等磨料的阻力或旋转等其他因素作用下,两盘间距会偏离 所述标定值,若不加以控制,该间距值会偏离的越来越厉害,因此本申请人研 发出本发明的自动精确控制两盘间距的秸秆分解机,并根据该装置制定一套控 制方法,使得工作中的两盘间距一直靠近标定值,进而获取高质量的磨浆。秸 秆机的自动精确控制间距的装置包括电子尺,所述电子尺的检测端16-11固定在 所述前外罩16-1的外部,所述检测端16-11与可伸缩测量杆16-12固定连接, 所述电子尺的可伸缩测量杆16-12与所述连接盘16-5固定连接(栓接或焊接或铆 接等),所述可伸缩测量杆16-12与所述连接盘16-5同步轴向前后移动,所述装 置还包括第一控制端(本实施例第一控制端与下文的第二控制端相同,下简称控 制端),所述控制端电连接有电子尺的检测端16-11,所述控制端还与所述液压缸 16-4电连接;所述控制端为带有触摸屏的可编程逻辑控制器2或带有程序软件 的电脑,本实施例以所述可编程逻辑控制器2为例,自动精确控制两盘间距的 方法如下:

1).将事先实验获取的两盘之间的最佳间距作为标定值,将该标定值输入所 述可编程逻辑控制器2;

2).将所述电子尺归零,将所述两盘间距调整为所述标定值,开启主电机12 并碾磨秸秆,同时实时检测所述可伸缩测量杆16-12的位移,并将所述可伸缩测 量杆16-12的位移值实时输入至所述可编程逻辑控制器2,由所述可编程逻辑控 制器2根据所述标定值及所述可伸缩测量杆16-12的位移值来实时计算出两盘之 间的距离;

3).逻辑判断,当所述两盘间间距大于所述标定值时,所述可编程逻辑控制 器2向所述液压缸16-4发送信号(施加液压推力),由所述液压缸16-4的第二液 压杆16-4-1以固定速率推动所述第二液压杆16-4-1前进,调节两盘间距为所述 标定值;当所述两盘间间距小于所述标定值时,所述可编程逻辑控制器2向所 述液压缸16-4发送信号(减少液压值),由所述第二液压杆16-4-1以固定速率拉 动后退,调节两盘间距为所述标定值。

本发明所述可拉伸联轴器为市售可拉伸联轴器的一种,也可以是本申请人 自行设计的可拉伸联轴器14,该自行设计的可拉伸联轴器14的结构如下:所述 可拉伸联轴器14包括中空柱体状的后联轴套14-2,所述后联轴套14-2的一端的 内部套接固定有所述电机主轴13,所述可拉伸联轴器14还包括中空柱体状的前 联轴套14-1,所述前联轴套14-1的一端内部套接固定在所述后联轴套14-2的另 一端,所述前联轴套14-1的另一端的内部套接固定有所述主旋转轴15的一端; 所述前联轴套14-1与所述后联轴套14-2的交接缝处等间距开设2-20个圆孔 14-5,本实施例优选8个,所述后联轴套14-2与所述前联轴套14-1各占所述圆 孔14-5的半圆,所述圆孔14-5内***圆柱插销14-3;沿所述后联轴套14-2的 圆形外壁开设环形的插销挡盘14-4,所述插销挡盘14-4可与所述后联轴套14-2 一体成型,也可以焊接在所述后联轴套14-2的外部,所述插销挡盘14-4从外部 挡住所述圆孔14-5的开口端。所述前联轴套14-1及后联轴套14-2的形状参见 附图3,所述前联轴套14-1、圆柱插销14-3、后联轴套14-2及圆柱插销14-3均 可为如不锈钢一类的金属材料。所述电机主轴13带动所述后联轴套14-2径向旋 转,所述后联轴套14-2带动所述圆柱插销14-3径向旋转,所述圆柱插销14-3 带动所述前联轴套14-1径向旋转,所述前联轴套14-1带动与其固定连接(卡接、 栓接、铆接、铰接等固定连接的一种)的所述主旋转轴15径向旋转。所述前联轴 套14-1与所述圆柱插销14-3之间有微缝,当外力拉升所述主旋转轴15前进时, 所述主旋转轴15带动与其固定连接的前联轴套14-1克服圆柱插销14-3的摩擦 力并轴向移动前进,所述前联轴套14-1整体沿着所述圆柱插销14-3轴向滑动并 形成伸缩空间14-6,反之,当所述主旋转轴15受到连接盘16-5的反向作用力后 退时,所述主旋转轴15带动与其固定连接的前联轴套14-1克服圆柱插销14-3 的摩擦力并轴向移动后退。这种可拉伸联轴器14的结构设计更加简单,也更容 易生产。

所述主旋转轴15上还串接有预设重量的惯性轮111,所述惯性轮111的中 空孔径与所述主旋转轴15直径接近或相同,所述惯性轮111选用金属材料如不 锈钢,所述惯性轮111设置在所述后外罩16-2与所述可拉伸联轴器14之间。所 述惯性轮111具有存储动能的功能,当磨盘磨秸秆的阻力升高时,所述惯性轮 111的惯性力能够克服阻力,减轻所述秸秆机尤其是主旋转轴的震动,稳定所述 主电机12的电流不随着上升。所述惯性轮111的惯性力很大,申请人做过计算, 对于直径为90cm,重量为100kg的不锈钢惯性论,以1400r/min(每分钟转动1400 转)的速度旋转,其惯性力高达98吨。(惯性力计算公式F=M×U×U/R,U=2π R×r/min),其中M为质量,r/min为线速度,R为直径。

当所述动磨盘17-1与所述定磨盘17-2之间的内阻力发生波动时,所述惯性 轮111的惯性力可以克服两盘之间的阻力,保持所述主电机12恒流,使所述动 磨盘17-1与所述定磨盘17-2稳定运转。尤其是当两盘受到的阻力突然大幅增加 时,所述惯性力可以带动两磨盘冲破阻力,降低主电机12的电流峰值,使所述 主电机12不产生短时间的超载荷。所述惯性轮111自身有一定重量,会增加主 电机12的负能耗,但是它发挥惯性力,稳定主电机12的电流,可以节能30%, 远远超过自身能耗。

所述惯性轮111配重计算方法:各种秸秆情况不同,所需惯性轮111的重量 可以通过试机确定。在分解机分解秸秆的过程中,对于固定直径和材质的惯性 轮111,在电机转速一定时,在正常进料量的范围和秸秆种类下,不断地调整配 重轮的重量,当所述主电机12的电流峰值达到最低点时,就是最合理的惯性轮 111重量。

还包括固定在所述底座1上的刹车油缸112,所述刹车油缸112的第一液压 杆112-1的前端一体连接有方形的刹车片112-2,通过刹车油缸112的第一液压 杆112-1推动所述刹车片112-2抵止转动的所述惯性轮111,达到刹车效果;所 述第一液压杆112-1选用如不锈钢一类的金属材料。如两盘间阻力大幅减小时, 为了维持恒流并节能,当需要降低所述惯性轮111的旋转速度时,通过刹车油 缸112推动所述第一液压杆112-1抵止所述惯性轮111,达到降低所述惯性轮111 转数的效果。

还包括均匀进料装置,所述均匀进料装置包括与蛟龙电机19-1连接的进料 蛟龙19,所述进料蛟龙19的出料口与所述浆室17的第一进料口17-3相连接, 所述进料蛟龙19的上部开设第二进料口19-2,所述第二进料口19-2连接有容纳 腔为筒状的进料漏斗113,所述进料漏斗113的筒状容纳腔内设置有5片相同的 拨轮叶片113-1,相邻两片拨轮叶片113-1将所述容纳腔分成5个小料腔113-2, 5片所述拨轮叶片113-1竖直设置且同转轴113-3,所述拨轮叶片113-1通过所述 转轴113-3与固定在所述进料漏斗113上部的进料电机113-4固定连接,所述进 料电机113-4控制所述拨轮叶片113-1水平转动;所述进料漏斗113的直径为3 米,所述进料漏斗113的第三进料口113-5用于人工填放秸秆料,所述第三进料 口113-5与所述第二进料口19-2上下不相对。所述进料蛟龙19通过蛟龙电机19-1 强制喂料,避免秸秆搭接、缠绕、堵塞,利于碾磨;所述秸秆料进入所述小料 腔113-2后,在所述拨轮叶片113-1的水平转动推动下从第二进料口19-2出去, 可以人为控制进料速率,利于控制最佳的碾磨料量,使得喂料均匀。

以前秸秆分解机存在喂料不均衡的矛盾,喂料时多时少,喂料过少产量低, 磨盘内压力、热量、磋磨力不足,降低秸秆浆质量;喂料过多则磨齿压力大, 易损坏,电机负荷大,耗电多。喂料数量是否适当,可以通过所述主电机12电 流表现出来。当喂料过多时,所述主电机12电流升高。当喂料过少时,所述主 电机12电流下降。根据这个原理,我们研制了一种自动均衡强制进料控制装置 及自动均衡强制进料控制方法。

本实施例所述自动均衡强制进料控制装置包括第二控制端(与第一控制端相 同,下简称控制端),所述进料电机113-4、所述主电机12分别连接有所述控制端, 所述控制端为上述带有触摸屏的可编程逻辑控制器2或上述带有相应程序软件 的电脑的一种,本例中以所述可编程逻辑控制器2为例,自动均衡强制进料的 控制方法如下:

1).将所述进料电机113-4、所述主电机12分别连接所述可编程逻辑控制器 2,开启主电机12并人工喂料,设置两盘间距为标定值,保证充足供料和在碾 磨条件不变下,人工设置多组不同的进料电机113-4的转速,在相同喂料时间下, 分别统计不同进料电机113-4的转速下的喂料量,并分别计算得出每组平均喂料 量(喂料量/喂料时间),同时记录每组平均喂料量对应的平均电流量(主电机12电 流总量/喂料时间),比较每组平均喂料量,得出合理的平均喂料量,即该平均喂 料量下秸秆磋磨效果最佳且电机负荷适宜,并记录与所述合理的平均喂料量相 对应的主电机12的平均电流量,记录为标定电流值;

2).将所述标定电流值事先输入可编程逻辑控制器2,工作状态下,所述主 电机12电流量实时传输给所述可编程逻辑控制器2,所述可编程逻辑控制器2 实时计算所述主电机12的平均电流量;

3).逻辑判断,当所述主电机12平均电流量高于所述标定电流值时,所述 可编程逻辑控制器2发出信号,调低所述进料电机113-4的转速,减少喂料;当 所述主电机12平均电流高于所述标定电流值时,所述可编程逻辑控制器2发出 信号,提高所述进料电机113-4的转速,增加喂料;通过所述可编程逻辑控制器 2自动控制平均喂料量不断向合理的平均喂料量靠近,节能的同时获取最佳的碾 磨浆料。

本实施例计算所述平均喂料量及所述平均电流量的时间周期可选为 5-60min,由所述可编程逻辑控制器2来实时采集主电机12的电流并同通过积分 算法计算时间周期内的平均电流量,将所述平均电流量与所述标定电流值比较, 当需要改变进料电机113-4的转速时,所述可编程逻辑控制器2发出信号,可以 预定差值改变进料电机113-4的转速,也可以连续改变进料电机113-4的转速, 以确保进料电机113-4的喂料量在合理的平均喂料量左右做小幅度变动,获得最 佳的喂料效果。

实施例2

参考实施例1的图1、图2、图3、图4及图5,实施例2的自动控制磨盘 间距的节能秸秆分解机与实施例2的不同之处在于,实施例2的秸秆分解机的 动力源设备优选气缸(未示出),所述气缸设置6组,6组所述气缸中心对称设置 在所述连接后盘16-3上,所述拨轮叶片113-1设置为3片,所述进料漏斗113 的直径为1米,所述前联轴套14-1与所述后联轴套14-2的交接缝处开设12个 圆孔14-5。所述惯性轮111选用硬质非金属材料(如树脂、金刚砂或碳化硅的一 种)制成,所述第一液压杆112-1选用硬质非金属材料(如树脂、金刚砂或碳化硅的一种)制成。所述外罩、轴承总成使用硬质非金属材料(如树脂、金刚砂或碳化 硅的一种)制成,所述前联轴套14-1、圆柱插销14-3、后联轴套14-2及圆柱插销 14-3也可以选用硬质非金属材料(如树脂、金刚砂或碳化硅的一种)制成。

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