一种用于蒸汽爆破的分料装置及其使用方法
阅读说明：本技术 一种用于蒸汽爆破的分料装置及其使用方法 (Material distribution device for steam explosion and use method thereof ) 是由 高峰 于 2021-08-27 设计创作，主要内容包括：本发明属于有机质预处理设备技术领域,具体涉及一种用于蒸汽爆破的分料装置,包括置于分料上腔体内部的分料驱动组件、分料差速组件、分料导向组件,所述分料驱动组件与分料差速组件的上端转动连接,所述分料导向组件与分料差速组件的下端连接,所述分料导向组件的下部与分料下腔体的上部相连通,所述分料下腔体的底部开设有分料出口,所述分料出口与爆破罐组件相连通,所述分料腔体的顶部与储料罐的底部连接,本发明解决了现有技术中的蒸汽爆破处理装置常出现进料不顺畅,易脱节现象,尤其是缺乏分料步骤,原本因板结堆积在内壁的秸秆无法在自身重力的作用下连续不间断地进入爆破罐体内进行降解的问题。(The invention belongs to the technical field of organic matter pretreatment equipment, and particularly relates to a material distribution device for steam explosion, which comprises a material distribution driving assembly, a material distribution differential assembly and a material distribution guide assembly which are arranged in a material distribution upper cavity, the material distributing driving assembly is rotationally connected with the upper end of the material distributing differential assembly, the material distributing guide assembly is connected with the lower end of the material distributing differential assembly, the lower part of the material distributing guide component is communicated with the upper part of the material distributing lower cavity, the bottom of the material distributing lower cavity is provided with a material distributing outlet, the invention solves the problems that the feeding of a steam explosion treatment device in the prior art is not smooth and easy to drop, particularly, the material distribution step is lacked, and the straws originally hardened and accumulated on the inner wall cannot continuously enter the explosion tank body to be degraded under the action of self gravity.)
技术领域
本发明属于有机质预处理设备技术领域，具体涉及一种用于蒸汽爆破的分料装置及其使用方法。
背景技术
秸秆是世界上最丰富的生物质能源来源之一，我国秸秆资源非常丰富。秸秆主要由纤维素、半纤维素、可溶性蛋白质、糖等细胞内容物组成。大部分秸秆以燃烧、垫料等形式消耗，秸秆焚烧不仅损失了大量的生物资源，也造成了环境污染。近年来，秸秆的综合利用越来越受到关注。秸秆可以做成饲料、肥料，还可利用秸秆发电、造纸等。
蒸汽爆破即汽爆，是运用蒸汽弹射原理实现的爆炸过程对生物质进行预处理的一种技术。其技术本质是将渗进植物组织内部的蒸汽分子瞬时释放完毕，使蒸汽内能转化为机械能并作用于生物质组织细胞层间，从而用较少的能量将原料按目的分解。由于其既避免了化学处理的二次污染问题，又解决了目前生物处理效率低的问题，是生物质转化领域最有前景的预处理技术。
经蒸汽爆破处理后的油菜秸秆酶解产糖量有明显的提高，为未处理样品直接酶解含量的3.4倍，各种水溶性糖化合物的含量也大大提高，其中葡萄糖和木糖含量分别为未处理样品直接酶解含量的3.5倍和4.7倍之多。水提液乙酸乙酯萃取物中分别检测到脂肪酸类，芳香类和呋喃类物质40、12和1种。通过扫描电镜观察处理后油菜秸秆的表面形貌结构，发现处理后的秸秆表面结构松散，比表面积增大，酶对纤维素的可及性增加。
由于秸秆等草本类物质的蒸汽渗透时间一般小于1秒，因此，对于汽爆设备的放气时间不能大于0.1秒，才能够产生压差，破坏纤维素的晶格结构，产生真正的汽爆作用。目前广泛使用的弹射式汽爆设备的爆破时间为0.00875秒，已具备了这一必要条件。
汽爆工艺的主要影响因数为物料内因和设备外因。物料内因即是，物料种类及组织成分、含水率、预浸泡、化学预处理、粉碎程度、流动性等；设备外因即是，蒸汽压力(温度)、蒸汽成分、维压时间、爆破(放气)时间等。这些因素也是狭义上的汽爆工艺参数。其中蒸汽压力与维压时间可受使用者调控，是实验中最常见的主要对比参数。
中国专利(CN204052258U)公开了蒸汽爆破前处理装置，包括依次连接的切割机、除尘器、洗草机、脱水机和输送带，所述洗草机包括浸洗机构和淋洗机构；所述浸洗机构包括壳体一，所述壳体一上设置有喂料口、出料口、进水口一、进水口二、出水口及排渣口一，所述进水口一、进水口二、出水口及排渣口一上均设置开关阀；所述壳体一上转动连接通轴一，所述通轴一的中心轴与所述出料口所在平面平行，所述通轴一上固定设置若干羊角辊，所述通轴一由设置在壳体一外部的电动机一驱动；所述进水口一以切线方向与所述壳体一底部的管道固定连接，所述进水口二的高度高于所述通轴一所在高度；所述排渣口一下方连通渣罐，所述渣罐的底部设置排渣口二，所述排渣口二上设置开关阀；所述淋洗机构包括倾斜设置的壳体二，所述壳体二与所述出料口相接；所述壳体二上转动连接通轴二，所述通轴二的中心轴与秸秆在所述壳体二中的运行方向平行，所述通轴二与水平面之间的夹角为30～60°；所述通轴二上固定设置螺旋叶片，所述通轴二由设置在壳体二外部的电动机二驱动；所述壳体二顶面的前1/3～1/2段设置若干喷淋头，所述壳体二底面不对应所述喷淋头的部分设置有若干漏水孔；所述壳体二的最低端设置排水口一，所述排水口一上设置开关阀。
然而，以上现有技术中的蒸汽爆破处理装置常出现进料不顺畅，易脱节现象，大量的秸秆堆积在储料罐中，由于秸秆粉碎程度不佳，加上秸秆内部含有的水分，该秸秆会出现板结情况，尤其是缺乏分料步骤，原本因板结堆积在内壁的秸秆无法在自身重力的作用下连续不间断地进入爆破罐体内进行降解，对后续蒸汽爆破处理的效率和工艺因数产生较大的影响。
发明内容
针对现有技术中存在的上述不足之处，本发明提供了一种用于蒸汽爆破的分料装置，用以解决现有技术中的蒸汽爆破处理装置常出现进料不顺畅，易脱节现象，大量的秸秆堆积在储料罐中，由于秸秆粉碎程度不佳，加上秸秆内部含有的水分，该秸秆会出现板结情况，尤其是缺乏分料步骤，原本因板结堆积在内壁的秸秆无法在自身重力的作用下连续不间断地进入爆破罐体内进行降解，对后续蒸汽爆破处理的效率和工艺因数产生较大的影响的问题。
为了解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：
一种用于蒸汽爆破的分料装置，包括置于分料上腔体内部的分料驱动组件、分料差速组件、分料导向组件，所述分料驱动组件与分料差速组件的上端转动连接，所述分料导向组件与分料差速组件的下端连接，所述分料导向组件的下部与分料下腔体的上部相连通，所述分料下腔体的底部开设有分料出口，所述分料出口与爆破罐组件相连通，所述分料腔体的顶部与储料罐的底部连接。
进一步，所述分料驱动组件包括分料电机、分料主齿轮、分料副齿轮、动力主轴，所述分料电机与分料主齿轮连接，所述分料副齿轮与分料主齿轮相啮合，所述动力主轴套设于分料副齿轮内周并转动连接。
进一步，所述分料差速组件包括差速架体与置于差速架体内侧的上锥形齿轮、下锥形齿轮、左锥形齿轮、右锥形齿轮、两个连接横轴。
进一步，所述动力主轴分为第一半轴、第二半轴，所述第一半轴的两端分别与分料副齿轮和上锥形齿轮转动连接，所述第二半轴的两端分别与下锥形齿轮和分料导向组件转动连接，所述左锥形齿轮、右锥形齿轮分别通过对应连接横轴与差速架体转动连接，且所述左锥形齿轮、右锥形齿轮分别与上锥形齿轮、下锥形齿轮相啮合。
进一步，所述分料导向组件包括第一螺旋导向部、第二螺旋导向部、接料盘，所述第一螺旋导向部、第二螺旋导向部分别由左锥形齿轮、右锥形齿轮驱动，所述接料盘设置于第一螺旋导向部、第二螺旋导向部上端。
进一步，所述第一螺旋导向部、第二螺旋导向部将分料下腔体分为左腔室、右腔室，所述左腔室、右腔室分别通过第一螺旋导向部、第二螺旋导向部与接料盘相连通。
进一步，所述爆破罐组件包括爆破罐体、爆破罐顶盖、侧部支架、出料口和侧管，所述爆破罐顶盖设于爆破罐体的上部并与爆破罐体连接，所述侧部支架设于爆破罐体侧部并与爆破罐体固定连接，所述出料口设于爆破罐体下部，所诉出料口与爆破罐体固定连接，所述侧管设有多个，多个所述侧管呈圆周阵列设于出料口的圆周面上，所述侧管的一端与出料口连接，所述侧管另一端与爆破罐体的底部外侧连接。
进一步，所述爆破罐体包括增温层、增温进口和增温出口，所述增温层呈螺旋形，所述增温进口设于增温层上部，所述增温出口设于增温层下部，所述爆破罐体的底部还连接有多个支撑架。
进一步，所述爆破罐顶盖的顶部设置有动力组件，所述动力组件通过减震支架与爆破罐顶盖连接。
上述的一种用于蒸汽爆破的分料装置的使用方法，包括以下步骤：
S1：准备秸秆，首先将秸秆碎屑装入储料罐内部，待进入下端连接的分料上腔体中分料，为秸秆爆破进料做准备；
S2：秸秆粉料径向分料，在进入分料上腔体中的秸秆在重力作用下掉落至接料盘中，启动分料电机，通过分料主齿轮、分料副齿轮的作用，将动力传递到分料差速组件，分料差速组件通过左锥形齿轮、右锥形齿轮将动力分配给第一螺旋导向部、第二螺旋导向部，在第一螺旋导向部、第二螺旋导向部旋转运输下，将接料盘中的秸秆分别导向至左腔室、右腔室中，进入分料下腔体的秸秆最后经分料出口送入下部的爆破罐体内进行蒸汽爆破；
S3：蒸汽爆破步骤，秸秆在爆破罐体内搅匀后，爆破罐组件上所有的出口或进口将会关闭，并施加蒸汽，保持压力为5MPa，维持10—20S，接着在0.01S时间内打开出料口，同时启动动力组件搅动秸秆，加速出料过程。
本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：
1.本发明采用在爆破罐组件、储料罐之间加入分料装置，对秸秆进行径向分料，在储料罐中的秸秆在重力作用下掉落至接料盘中，启动分料电机，通过分料主齿轮、分料副齿轮的作用，将动力传递到分料差速组件，分料差速组件通过左锥形齿轮、右锥形齿轮将动力分配给第一螺旋导向部、第二螺旋导向部，在第一螺旋导向部、第二螺旋导向部旋转运输下，将接料盘中的秸秆分别导向至左腔室、右腔室中，将原本较为集中出料的秸秆分别分流成左右两部分，减少了秸秆堆积的情况，在分流过程中，即使在水分影响下形成板结的秸秆会在自身重力与第一螺旋导向部、第二螺旋导向部导向作用力下分散开来，即使秸秆粉碎程度不佳，秸秆内部含有的水分，出现秸秆会板结情况，大量的秸秆堆积在储料罐中，秸秆也能在分料装置的作用下连续不间断地进入爆破罐体内进行降解，提高后续蒸汽爆破处理的效率；
2.本发明采用在秸秆粉料径向分料的同时，分料差速组件的加入，把第一螺旋导向部、第二螺旋导向部形成两个独立运行的单元，即使其中一边出现秸秆板结严重无法螺旋导向时，不会影响另一边导向分料的运行，其秸秆也能连续进入爆破罐体内，不因卡顿情况而中断，特别是当出现发生过载情况，该分料差速组件能够避免这情况的发生，该秸秆粉料径向分料过程的稳定性、安全性得到了有效地保证。
附图说明
图1为本发明一种用于蒸汽爆破的分料装置实施例的主视结构示意图；
图2为图1中A-A的剖视结构示意图；
图3为图2中A处的局部放大图；
图4为图2中B处的局部放大图；
图5为本发明一种用于蒸汽爆破的分料装置实施例的立体结构示意图；
图6为本发明一种用于蒸汽爆破的分料装置实施例中爆破罐体的主视结构示意图；
说明书附图中的附图标记包括：
分料上腔体5、分料驱动组件51、分料电机511、分料主齿轮512、分料副齿轮513、动力主轴514、第一半轴5141、第二半轴5142；
分料差速组件52、上锥形齿轮521、下锥形齿轮522、左锥形齿轮523、右锥形齿轮524、连接横轴525、差速架体526；
分料导向组件53、第一螺旋导向部5311、第二螺旋导向部5312、接料盘5313、左腔室5314、右腔室5315、分料下腔体532、分料出口5321；
爆破罐组件1、爆破罐体10、增温层1011、增温进口1012、增温出口1013、爆破罐顶盖103、侧部支架104、出料口105、侧管106、支撑架107；
储料罐2、动力组件3、减震支架301。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员可以更好地理解本发明，下面结合附图和实施例对本发明技术方案进一步说明。
其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
实施例一：
如图1-6所示，本发明的一种用于蒸汽爆破的分料装置，包括置于分料上腔体5内部的分料驱动组件51、分料差速组件52、分料导向组件53，分料驱动组件51与分料差速组件52的上端转动连接，分料导向组件53与分料差速组件52的下端连接，分料导向组件53的下部与分料下腔体532的上部相连通，分料下腔体532的底部开设有分料出口5321，分料出口5321与爆破罐组件1相连通，分料腔体5的顶部与储料罐2的底部连接。
秸秆粉碎程度不佳，秸秆内部含有的水分，出现秸秆会板结情况，大量的秸秆堆积在储料罐中，秸秆也能在分料装置的作用下连续不间断地进入爆破罐体内进行降解，提高后续蒸汽爆破处理的效率。
分料驱动组件51包括分料电机511、分料主齿轮512、分料副齿轮513、动力主轴514，分料电机511与分料主齿轮512连接，分料副齿轮513与分料主齿轮512相啮合，动力主轴514套设于分料副齿轮513内周并转动连接。分料差速组件52包括差速架体526与置于差速架体526内侧的上锥形齿轮521、下锥形齿轮522、左锥形齿轮523、右锥形齿轮524、两个连接横轴525。动力主轴514分为第一半轴5141、第二半轴5142，第一半轴5141的两端分别与分料副齿轮513和上锥形齿轮521转动连接，第二半轴5142的两端分别与下锥形齿轮522和分料导向组件53转动连接，左锥形齿轮523、右锥形齿轮524分别通过对应连接横轴525与差速架体526转动连接，且左锥形齿轮523、右锥形齿轮524分别与上锥形齿轮521、下锥形齿轮522相啮合。
采用在秸秆粉料径向分料的同时，分料差速组件的加入，把第一螺旋导向部、第二螺旋导向部形成两个独立运行的单元，即使其中一边出现秸秆板结严重无法螺旋导向时，不会影响另一边导向分料的运行，其秸秆也能连续进入爆破罐体内，不因卡顿情况而中断，特别是当出现发生过载情况，该分料差速组件能够避免这情况的发生，该秸秆粉料径向分料过程的稳定性、安全性得到了有效地保证。
分料导向组件53包括第一螺旋导向部5311、第二螺旋导向部5312、接料盘5313，第一螺旋导向部5311、第二螺旋导向部5312分别由左锥形齿轮523、右锥形齿轮524驱动，接料盘5313设置于第一螺旋导向部5311、第二螺旋导向部5312上端。第一螺旋导向部5311、第二螺旋导向部5312将分料下腔体532分为左腔室5314、右腔室5315，左腔室5314、右腔室5315分别通过第一螺旋导向部5311、第二螺旋导向部5312与接料盘5313相连通。
本发明采用在爆破罐组件、储料罐之间加入分料装置，对秸秆进行径向分料，在储料罐中的秸秆在重力作用下掉落至接料盘中，启动分料电机，通过分料主齿轮、分料副齿轮的作用，将动力传递到分料差速组件，分料差速组件通过左锥形齿轮、右锥形齿轮将动力分配给第一螺旋导向部、第二螺旋导向部，在第一螺旋导向部、第二螺旋导向部旋转运输下，将接料盘中的秸秆分别导向至左腔室、右腔室中，将原本较为集中出料的秸秆分别分流成左右两部分，减少了秸秆堆积的情况，在分流过程中，即使在水分影响下形成板结的秸秆会在自身重力与第一螺旋导向部、第二螺旋导向部导向作用力下分散开来。
实施例二：
本实施例作为上一实施例的进一步改进，如图1-6所示，本发明的一种用于蒸汽爆破的分料装置，包括置于分料上腔体5内部的分料驱动组件51、分料差速组件52、分料导向组件53，分料驱动组件51与分料差速组件52的上端转动连接，分料导向组件53与分料差速组件52的下端连接，分料导向组件53的下部与分料下腔体532的上部相连通，分料下腔体532的底部开设有分料出口5321，分料出口5321与爆破罐组件1相连通，分料腔体5的顶部与储料罐2的底部连接。
秸秆粉碎程度不佳，秸秆内部含有的水分，出现秸秆会板结情况，大量的秸秆堆积在储料罐中，秸秆也能在分料装置的作用下连续不间断地进入爆破罐体内进行降解，提高后续蒸汽爆破处理的效率。
分料驱动组件51包括分料电机511、分料主齿轮512、分料副齿轮513、动力主轴514，分料电机511与分料主齿轮512连接，分料副齿轮513与分料主齿轮512相啮合，动力主轴514套设于分料副齿轮513内周并转动连接。分料差速组件52包括差速架体526与置于差速架体526内侧的上锥形齿轮521、下锥形齿轮522、左锥形齿轮523、右锥形齿轮524、两个连接横轴525。动力主轴514分为第一半轴5141、第二半轴5142，第一半轴5141的两端分别与分料副齿轮513和上锥形齿轮521转动连接，第二半轴5142的两端分别与下锥形齿轮522和分料导向组件53转动连接，左锥形齿轮523、右锥形齿轮524分别通过对应连接横轴525与差速架体526转动连接，且左锥形齿轮523、右锥形齿轮524分别与上锥形齿轮521、下锥形齿轮522相啮合。
采用在秸秆粉料径向分料的同时，分料差速组件的加入，把第一螺旋导向部、第二螺旋导向部形成两个独立运行的单元，即使其中一边出现秸秆板结严重无法螺旋导向时，不会影响另一边导向分料的运行，其秸秆也能连续进入爆破罐体内，不因卡顿情况而中断，特别是当出现发生过载情况，该分料差速组件能够避免这情况的发生，该秸秆粉料径向分料过程的稳定性、安全性得到了有效地保证。
分料导向组件53包括第一螺旋导向部5311、第二螺旋导向部5312、接料盘5313，第一螺旋导向部5311、第二螺旋导向部5312分别由左锥形齿轮523、右锥形齿轮524驱动，接料盘5313设置于第一螺旋导向部5311、第二螺旋导向部5312上端。第一螺旋导向部5311、第二螺旋导向部5312将分料下腔体532分为左腔室5314、右腔室5315，左腔室5314、右腔室5315分别通过第一螺旋导向部5311、第二螺旋导向部5312与接料盘5313相连通。
本发明采用在爆破罐组件、储料罐之间加入分料装置，对秸秆进行径向分料，在储料罐中的秸秆在重力作用下掉落至接料盘中，启动分料电机，通过分料主齿轮、分料副齿轮的作用，将动力传递到分料差速组件，分料差速组件通过左锥形齿轮、右锥形齿轮将动力分配给第一螺旋导向部、第二螺旋导向部，在第一螺旋导向部、第二螺旋导向部旋转运输下，将接料盘中的秸秆分别导向至左腔室、右腔室中，将原本较为集中出料的秸秆分别分流成左右两部分，减少了秸秆堆积的情况，在分流过程中，即使在水分影响下形成板结的秸秆会在自身重力与第一螺旋导向部、第二螺旋导向部导向作用力下分散开来。
爆破罐组件1包括爆破罐体10、爆破罐顶盖103、侧部支架104、出料口105和侧管106，爆破罐顶盖103设于爆破罐体10的上部并与爆破罐体10连接，侧部支架104设于爆破罐体10侧部并与爆破罐体10固定连接，出料口105设于爆破罐体10下部，所诉出料口105与爆破罐体10固定连接，侧管106设有多个，多个侧管106呈圆周阵列设于出料口105的圆周面上，侧管106的一端与出料口105连接，侧管106另一端与爆破罐体10的底部外侧连接。
爆破罐体10包括增温层1011、增温进口1012和增温出口1013，增温层1011呈螺旋形，增温进口1012设于增温层1011上部，增温出口1013设于增温层1011下部，爆破罐体10的底部还连接有多个支撑架107。
爆破罐顶盖103的顶部设置有动力组件3，动力组件3通过减震支架301与爆破罐顶盖103连接。
实施例二相对于实施例一来说，实施例二中增温层1011起到秸秆原料调温的作用，保证秸秆原料蒸汽爆破的最适温度，提高蒸汽爆破效率。
上述的一种用于蒸汽爆破的分料装置的使用方法，包括以下步骤：
S1：准备秸秆，首先将秸秆碎屑装入储料罐2内部，待进入下端连接的分料上腔体5中分料，为秸秆爆破进料做准备；
S2：秸秆粉料径向分料，在进入分料上腔体5中的秸秆在重力作用下掉落至接料盘5313中，启动分料电机511，通过分料主齿轮512、分料副齿轮513的作用，将动力传递到分料差速组件52，分料差速组件52通过左锥形齿轮523、右锥形齿轮524将动力分配给第一螺旋导向部5311、第二螺旋导向部5312，在第一螺旋导向部5311、第二螺旋导向部5312旋转运输下，将接料盘5313中的秸秆分别导向至左腔室5314、右腔室5315中，进入分料下腔体532的秸秆最后经分料出口5321送入下部的爆破罐体10内进行蒸汽爆破；
S3：蒸汽爆破步骤，秸秆在爆破罐体10内搅匀后，爆破罐组件1上所有的出口或进口将会关闭，并施加蒸汽，保持压力为5MPa，维持10—20S，接着在0.01S时间内打开出料口105，同时启动动力组件3搅动秸秆，加速出料过程。
以上的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。
本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若出现术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“连接”等指示部件之间的连接关系，该术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个部件内部的连通或两个部件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
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