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

本发明专利技术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；本发明专利技术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；本发明专利技术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。

【技术实现步骤摘要】
一种自动控制磨盘间距的节能秸秆分解机及控制方法
本专利技术属于秸秆分解机
，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。
技术介绍
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的中国专利技术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的中国专利技术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。
技术实现思路
本专利技术在公开号为CN110205850A的中国专利技术专利的基础上，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。本专利技术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，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一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，其特征在于，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。/n

【技术特征摘要】
1.一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，其特征在于，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。


2.根据权利要求1所述的自动控制磨盘间距的节能秸秆分解机，其特征在于，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。


3.根据权利要求2所述的自动控制磨盘间距的节能秸秆分解机，其特征在于，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。


4.根据权利要求3所述的自动控制磨盘间距的节能秸秆分解机，其特征在于，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。


5.根据权利要求4所述的自动控制磨盘间距的节能秸秆分解机，其特征在于，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...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏沁阳，
申请(专利权)人：北京创源基业自动化控制技术研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11