专利类型 | 发明公开 | 法律事件 | 公开; 实质审查; 授权; |
专利有效性 | 有效专利 | 当前状态 | 授权 |
申请号 | CN202311146327.5 | 申请日 | 2023-09-07 |
公开(公告)号 | CN116875332A | 公开(公告)日 | 2023-10-13 |
申请人 | 徐州恒晟新能源有限公司; | 申请人类型 | 企业 |
发明人 | 秦程; 杨海刚; | 第一发明人 | 秦程 |
权利人 | 徐州恒晟新能源有限公司 | 权利人类型 | 企业 |
当前权利人 | 徐州恒晟新能源有限公司 | 当前权利人类型 | 企业 |
省份 | 当前专利权人所在省份:江苏省 | 城市 | 当前专利权人所在城市:江苏省徐州市 |
具体地址 | 当前专利权人所在详细地址:江苏省徐州市睢宁县姚集镇郭卢社区大山组62号 | 邮编 | 当前专利权人邮编:221200 |
主IPC国际分类 | C10B53/02 | 所有IPC国际分类 | C10B53/02 ; C10B47/18 ; C10B39/00 |
专利引用数量 | 0 | 专利被引用数量 | 0 |
专利权利要求数量 | 9 | 专利文献类型 | A |
专利代理机构 | 合肥集知匠心知识产权代理事务所 | 专利代理人 | 李萍; |
摘要 | 本 发明 涉及 碳 化加工技术领域,特别涉及一种 生物 质 原材料碳化加工设备,包括罐体以及铰接在罐体顶部的罐盖,所述生物质原材料碳化加工设备还包括:加 热机 构和装持机构,加热机构设在罐体的内部中心且用于对木材进行碳化加热,装持机构设在加热机构的周边且用于对木材进行装持。本发明所采用的加热机构,其内部加装有冷料组件,通过第一电动 推杆 的伸缩运动,能够控制中心输气管的气孔和连接柱的气孔联通,方便冷氮气的排入,能够在木材碳化完成后,通 过冷 氮气对木材进行快速降温,缩短木材出料时间,提高加工效率,气孔不相通时,能够保证罐体内部热量充足,不易散失。 | ||
权利要求 | 1.一种生物质原材料碳化加工设备,包括罐体(1)以及铰接在罐体(1)顶部的罐盖(5),其特征在于:所述生物质原材料碳化加工设备还包括: |
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说明书全文 | 一种生物质原材料碳化加工设备技术领域[0001] 本发明涉及碳化加工技术领域,特别涉及一种生物质原材料碳化加工设备。 背景技术[0002] 利用化学、物理或生物技术对生物质资源进行处理,改善其原有性质,赋予其新的特殊功能特性,拓展使用范围,形成高附加值的生物质基产品被称为生物质基材,生物质基材的原型就是生物质原材料,生物质原材料是属于生物质资源的一种。 [0003] 木材是最为常见的生物质原材料,木材经过碳化可以制作出具有装饰作用的碳化木,碳化木是真正的绿色环保产品,尽管产品具有防腐防虫性能,却不含任何有害物质,不但提高了木材的使用寿命,而且也不会在生产过程中、使用过程中以及使用后的废料处理中对人体、动物和环境有任何的负面影响,是一种理想的装饰建材。 [0004] 现有的木材碳化设备是将一捆木材直接进行加热碳化,这样既不利于木材均匀受热,还使木材靠近加热区的部位的碳化效果比背向加热区的部位的碳化效果好,两个部位会产生不同的碳化颜色,对于用于装饰的碳化木板,同一碳化木板颜色不一会影响整体的美观性,并且,碳化后的木材因表面高温,不能直接暴露在空气中,不然会直接氧化燃烧,所以需要在设备内部自然降温,但现有木材碳化设备的整个降温过程较为缓慢,不利于木材的快速出料。 发明内容[0005] 要解决的技术问题:本发明提供的一种生物质原材料碳化加工设备,可以解决上述提到的问题。 [0006] 技术方案:为了实现上述目的,本发明采用以下技术方案,一种生物质原材料碳化加工设备,包括罐体以及铰接在罐体顶部的罐盖,所述生物质原材料碳化加工设备还包括:加热机构和装持机构,加热机构设在罐体的内部中心且用于对木材进行碳化加热,装持机构设在加热机构的周边且用于对木材进行装持。 [0007] 所述加热机构包括固定连接在罐体底部中心的加热座,加热座上圆周等距固定连接有若干加热电阻棒,若干加热电阻棒顶部共同固定连接有顶连板,顶连板和加热座两者中心之间固定连接有连接柱,连接柱下端设有用于对碳化后的木材进行快速冷却的冷料组件。 [0008] 所述装持机构包括上下对称分布在罐体内部的主环架,主环架的外环面周向等距固定连接有若干主套环,上下侧所述主套环内均设有用于对木材进行装持的装持组件,上下侧所述装持组件呈对称分布,上下侧所述主环架之间还设有用于使装持组件围绕加热机构进行转动以及进行自转换面的驱转组件。 [0010] 作为本发明的一种优选技术方案,所述抽气组件包括固定连接在罐盖顶部的气泵,气泵的输入端通过管道一与气冷管的一端连接,气泵的输出端通过管道二连接有收集罐,气冷管的另一端通过管道三连接有收集罩,收集罩为锥形,收集罩设在罐盖内侧并通过管道固定在罐盖上,所述罐盖上还安装有用于检测罐体内部气压的气压表。 [0011] 作为本发明的一种优选技术方案,所述气冷管内设有螺旋管,螺旋管的两端分别与气冷管的输入端和输出端相连,气冷管的外壁还安装有冷液进口和冷液出口。 [0012] 作为本发明的一种优选技术方案,所述罐盖的外环面嵌入有耐高温密封环,耐高温密封环为石墨材质。 [0013] 作为本发明的一种优选技术方案,所述冷料组件包括转动安装在连接柱内的中心输气管,中心输气管位于连接柱内的一端环面上以及连接柱的环面上均周向均匀开设有若干气孔,所述中心输气管底部贯穿加热座且与加热座转动连接,中心输气管底部还固定连接有调转齿轮,调转齿轮啮合连接有齿条,齿条固定连接在第一电动推杆的输出端上,第一电动推杆固定连接在罐体底部,所述中心输气管的底部通过管道四与外部冷氮气接入管连接。 [0014] 作为本发明的一种优选技术方案,所述装持组件包括转动连接在主套环内的安装套,安装套内对称固定连接有两个撑条,撑条和安装套内壁之间固定连接有导销,导销上滑动连接有夹座,夹座和撑条之间连接有套设在导销上的复位弹簧,同一安装套内的两夹座相互远离的一端设有斜接面,同一安装套内的两夹座相互靠近的一端通过圆杆固定连接有若干支叉,支叉沿圆杆周向均匀分布,支叉的端部固定连接有触球。 [0015] 作为本发明的一种优选技术方案,同一所述安装套内的两夹座之间设有位于安装套外的锁位环,同个主套环处的若干锁位环固定连接在同个锁位环架的外环面上,上下侧所述锁位环架之间滑动连接有若干导杆,导杆固定连接在上下侧的主环架之间,上下侧的主环架之间还转动连接有双向螺纹杆,双向螺纹杆螺纹连接上下侧的锁位环架,所述双向螺纹杆的上端面固定连接有拧把。 [0016] 作为本发明的一种优选技术方案,所述驱转组件包括固定连接在上侧每个所述安装套上的自转齿轮环,自转齿轮环均啮合连接在同一齿圈环内,齿圈环的外缘固定连接在罐体的内壁上,下侧所述主环架底部设有冠齿,冠齿下端啮合连接有连接齿轮,连接齿轮的中心固定连接有连接轴,连接轴贯穿罐体内壁后与驱动电机的输出端固定连接,且连接轴与罐体内壁转动连接,驱动电机固定连接在罐体外部。 [0017] 作为本发明的一种优选技术方案,所述罐体底部还设有用于将碳化后的木材向上推送的推板件,推板件包括固定连接在罐体底部的若干第二电动推杆,第二电动推杆的输出端延入到罐体内部且共同固定连接有推环,主套环的中心轴线与主环架的中心轴线之间的距离等于推环的半径,推环侧端对应连接轴的位置开设有缺口,推环上侧圆周等距分布有若干推棒,推棒的数量和每侧所述主套环的数量相同,所述罐体的内壁上部固定连接有标位块,标位块和任意一个所述推棒正相对。 [0018] 有益效果:1.本发明所采用的加热机构,其内部加装有冷料组件,通过第一电动推杆的伸缩运动,能够控制中心输气管的气孔和连接柱的气孔联通,方便冷氮气的排入,能够在木材碳化完成后,通过冷氮气对木材进行快速降温,缩短木材出料时间,提高加工效率,气孔不相通时,能够保证罐体内部热量充足,不易散失。 [0019] 2.本发明所采用的装持组件,能够通过拧把的拧动控制双向螺纹杆控制锁位环架带动锁位环对夹座进行收缩控制,通过夹座的收缩对木材进行夹持,可以满足多组木材的同步夹持,适合批量化对木材进行碳化,加工效率高,并且各木材之间留有空间,热能更容易扩散。 [0020] 3.本发明所采用的驱转组件,能够通过驱动电机的运动控制连接齿轮转动带动冠齿使主环架转动,同步使自转齿轮环沿齿圈环转动,使安装套产生自转以及绕罐体中心轴线的转动复合运动,木材亦能自转以及绕罐体中心轴线的转动,能够增加木材的受热均匀性,保证木材的外部能够同步碳化,避免出现碳化集中,表面颜色差异大,影响木材碳化美观性的问题。附图说明 [0021] 下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。 [0022] 图1是本发明的第一视角立体剖视结构示意图。 [0023] 图2是本发明的第一视角立体结构示意图。 [0024] 图3是本发明的气冷管的剖视结构示意图。 [0025] 图4是本发明的加热机构的立体结构示意图。 [0026] 图5是本发明的加热机构的立体剖视结构示意图。 [0027] 图6是本发明的装持机构的第一视角立体结构示意图。 [0028] 图7是本发明的装持机构的第二视角立体结构示意图。 [0029] 图8是本发明的装持机构的局部立体结构示意图。 [0030] 图9是本发明的安装套的剖视结构示意图。 [0031] 图10是本发明的推板件的立体结构示意图。 [0032] 图中:1、罐体;2、加热机构;21、连接柱;22、顶连板;23、加热电阻棒;24、加热座;25、冷料组件;251、调转齿轮;252、中心输气管;253、齿条;254、第一电动推杆;255、气孔;3、装持机构;31、驱转组件;311、齿圈环;312、自转齿轮环;313、驱动电机;314、连接轴;315、连接齿轮;316、冠齿;32、装持组件;3201、导杆;3202、主环架;3203、主套环;3204、锁位环; 3205、锁位环架;3206、安装套;3207、双向螺纹杆;3208、拧把;3209、夹座;3210、撑条;3211、复位弹簧;3212、导销;3213、触球;3214、支叉;3215、斜接面;4、推板件;41、第二电动推杆; 42、推环;43、推棒;5、罐盖;6、抽气组件;61、气冷管;611、螺旋管;612、冷液出口;613、冷液进口;62、气压表;63、气泵;64、耐高温密封环;65、收集罩;7、标位块。 具体实施方式[0034] 参阅图1和图2,一种生物质原材料碳化加工设备,包括罐体1以及铰接在罐体1顶部的罐盖5,所述生物质原材料碳化加工设备还包括:加热机构2和装持机构3,加热机构2设在罐体1的内部中心且用于对木材进行碳化加热,装持机构3设在加热机构2的周边且用于对木材进行装持。 [0035] 参阅图1、图4和图5,所述加热机构2包括固定连接在罐体1底部中心的加热座24,加热座24上圆周等距固定连接有若干加热电阻棒23,若干加热电阻棒23顶部共同固定连接有顶连板22,顶连板22和加热座24两者中心之间固定连接有连接柱21,连接柱21下端设有用于对碳化后的木材进行快速冷却的冷料组件25。具体工作时,通过对加热电阻棒23进行通电,使加热电阻棒23对木材进行加热升温。 [0036] 参阅图1、图6和图7,所述装持机构3包括上下对称分布在罐体1内部的主环架3202,主环架3202的外环面周向等距固定连接有若干主套环3203,上下侧所述主套环3203内均设有用于对木材进行装持的装持组件32,上下侧所述装持组件32呈对称分布,上下侧所述主环架3202之间还设有用于使装持组件32围绕加热机构2进行转动以及进行自转换面的驱转组件31。 [0037] 参阅图1、图2和图3,所述生物质原材料碳化加工设备还包括:设在罐盖5上的抽气组件6,抽气组件6用于对木材碳化阶段产生的木焦油和木煤气进行收集。抽气组件6包括固定连接在罐盖5顶部的气泵63,气泵63的输入端通过管道一与气冷管61的一端连接,气泵63的输出端通过管道二连接有收集罐(图示中未展出收集罐,属于本领域技术人员常见技术),气冷管61的另一端通过管道三连接有收集罩65,收集罩65为锥形,收集罩65设在罐盖5内侧并通过管道固定在罐盖5上,所述罐盖5上还安装有用于检测罐体1内部气压的气压表62。所述气冷管61内设有螺旋管611,螺旋管611的两端分别与气冷管61的输入端和输出端相连,气冷管61的外壁还安装有冷液进口613和冷液出口612。 [0038] 具体工作时,通过气压表62观测罐体1内部气压,气压过高时,通过气泵63运行产生负压,使木焦油蒸汽和木煤气通过收集罩65输送到气冷管61内,利用螺旋管611延长木焦油蒸汽和木煤气在气冷管61内的输送时间,通过冷液进口613输入冷水,由冷水对气冷管61内的木焦油蒸汽和木煤气进行降温,通过收集罐对降温后的木焦油蒸汽和木煤气进行收集,避免热气流出产生烫伤事故,提高设备安全性。 [0039] 参阅图1,所述罐盖5的外环面嵌入有耐高温密封环64,耐高温密封环64为石墨材质。具体工作时,设置的耐高温密封环64能够增加罐盖5和罐体1整体的密封性,避免热量散失。 [0040] 参阅图3、图4和图5,所述冷料组件25包括转动安装在连接柱21内的中心输气管252,中心输气管252位于连接柱21内的一端环面上以及连接柱21的环面上均周向均匀开设有若干气孔255,所述中心输气管252底部贯穿加热座24且与加热座24转动连接,中心输气管252底部还固定连接有调转齿轮251,调转齿轮251啮合连接有齿条253,齿条253固定连接在第一电动推杆254的输出端上,第一电动推杆254固定连接在罐体1底部,所述中心输气管 252的底部通过管道四与外部冷氮气接入管连接(图示中未展出冷氮气接入管,属于本领域技术人员常见技术)。 [0041] 具体工作时,在木材碳化结束,通过第一电动推杆254伸缩运动控制齿条253带动调转齿轮251转动,使中心输气管252产生转动,使中心输气管252和连接柱21两者表面的气孔255连通,再通过冷氮气接入管将冷氮气输送到中心输气管252内,最终由连接柱21表面的气孔255排出冷氮气对木材进行降温,缩短木材的出料周期,可以通过气泵63抽出冷热交换后的氮气。 [0042] 参阅图1、图6、图7、图8和图9,所述装持组件32包括转动连接在主套环3203内的安装套3206,安装套3206内对称固定连接有两个撑条3210,撑条3210和安装套3206内壁之间固定连接有导销3212,导销3212上滑动连接有夹座3209,夹座3209和撑条3210之间连接有套设在导销3212上的复位弹簧3211,同一安装套3206内的两夹座3209相互远离的一端设有斜接面3215,同一安装套3206内的两夹座3209相互靠近的一端通过圆杆固定连接有若干支叉3214,支叉3214沿圆杆周向均匀分布,支叉3214的端部固定连接有触球3213。 [0043] 继续参阅图1、图6、图7、图8和图9,同一所述安装套3206内的两夹座3209之间设有位于安装套3206外的锁位环3204,锁位环3204内环面与斜接面3215抵触,同个主套环3203处的若干锁位环3204固定连接在同个锁位环架3205的外环面上,上下侧所述锁位环架3205之间滑动连接有若干导杆3201,导杆3201固定连接在上下侧的主环架3202之间,上下侧的主环架3202之间还转动连接有双向螺纹杆3207,双向螺纹杆3207螺纹连接上下侧的锁位环架3205,所述双向螺纹杆3207的上端面固定连接有拧把3208。 [0044] 具体工作时,通过拧动拧把3208使双向螺纹杆3207使两个锁位环架3205相背移动,锁位环架3205带动锁位环3204同步移动,锁位环3204通过斜接面3215抵动两夹座3209,使得同一安装套3206内的两夹座3209沿导销3212相互靠近移动,从而使触球3213对木材进行抵紧,设置多个触球3213,能够减少和木材的接触面积,保证木材碳化的全面性,同时增加接触应力,保证对木材夹持的紧度,锁位环3204放松时,夹座3209不受力其在复位弹簧3211作用下能够自动复位,方便木材插入。 [0045] 参阅图6、图7和图8,所述驱转组件31包括固定连接在上侧每个所述安装套3206上的自转齿轮环312,自转齿轮环312均啮合连接在同一齿圈环311内,齿圈环311的外缘固定连接在罐体1的内壁上,下侧所述主环架3202底部设有冠齿316,冠齿316下端啮合连接有连接齿轮315,连接齿轮315的中心固定连接有连接轴314,连接轴314贯穿罐体1内壁后与驱动电机313的输出端固定连接,且连接轴314与罐体1内壁转动连接,驱动电机313固定连接在罐体1外部。 [0046] 具体工作时,通过驱动电机313使连接轴314带动连接齿轮315转动,进而通过冠齿316使下侧的主环架3202转动,下侧的主环架3202通过导杆3201带动上侧的主环架3202同步转动,上侧的主环架3202通过安装套3206同步带动自转齿轮环312沿齿圈环311转动,自转齿轮环312因与齿圈环311啮合而发生自转动,安装套3206随自转齿轮环312同步自转的同时绕罐体1中心轴线的转动,进而使得木材亦能自转以及绕罐体1中心轴线转动。 [0047] 参阅图2、图6、图7和图10,所述罐体1底部还设有用于将碳化后的木材向上推送的推板件4,推板件4包括固定连接在罐体1底部的若干第二电动推杆41,第二电动推杆41的输出端延入到罐体1内部且共同固定连接有推环42,主套环3203的中心轴线与主环架3202的中心轴线之间的距离等于推环42的半径,推环42侧端对应连接轴314的位置开设有缺口,推环42上侧圆周等距分布有若干推棒43,推棒43的数量和每侧所述主套环3203的数量相同,所述罐体1的内壁上部固定连接有标位块7,标位块7和任意一个所述推棒43正相对。 [0048] 具体工作时,当标位块7和其中一组安装套3206对位时,推棒43和安装套3206一一正相对,通过第二电动推杆41的运动控制推环42带动推棒43向上顶起,既可以对木材进行底部支撑,也能通过调整推棒43的上升高度,将木材推出一定高度,方便木材取出,避免木材卡在装持组件32内,难以取出。 [0049] 工作时:S1:打开罐盖5,使标位块7和其中一组安装套3206对位,此时推棒43和安装套3206一一对位,通过第二电动推杆41的运动控制推环42带动推棒43向上顶起到下侧的安装套3206底部,然后逐个将木材装入到上下安装套3206内,木材底部和推棒43接触,然后通过拧动拧把3208使双向螺纹杆3207使两个锁位环架3205相背移动,锁位环架3205带动锁位环3204同步移动,锁位环3204通过斜接面3215抵动两夹座3209,使得同一安装套3206内的两夹座3209沿导销3212相互靠近移动,从而使触球3213对木材进行抵紧,再关闭罐盖5,同时回退推棒43。 [0050] S2:运行驱动电机313并为加热电阻棒23通电,可以先对一半的加热电阻棒23进行通电,使罐体1温度稳定,然后对木材进行预热升温,待预热结束,再对全部加热电阻棒23进行通电,使罐体1内部温度升高并再次稳定,然后对木材进行最终的碳化升温,同步状态下,通过驱动电机313使连接轴314带动连接齿轮315转动,进而通过冠齿316使下侧的主环架3202转动,下侧的主环架3202通过导杆3201带动上侧的主环架3202同步转动,上侧的主环架3202通过安装套3206同步带动自转齿轮环312沿齿圈环311转动,自转齿轮环312因与齿圈环311啮合而发生自转动,安装套3206随自转齿轮环312同步自转的同时绕罐体1中心轴线的转动,进而使得木材亦能自转以及绕罐体1中心轴线转动,木材被均匀碳化。 [0051] S3:碳化阶段,通过气压表62观测罐体1内部气压,气压过高时,通过气泵63运行产生负压,使木焦油蒸汽和木煤气通过收集罩65输送到气冷管61内,利用螺旋管611延长木焦油蒸汽和木煤气在气冷管61内的输送时间,通过冷液进口613输入冷水,由冷水对气冷管61内的木焦油蒸汽和木煤气进行降温,通过收集罐对降温后的木焦油蒸汽和木煤气进行收集。 [0052] S4:待木材碳化结束,通过第一电动推杆254伸缩运动控制齿条253带动调转齿轮251转动,使中心输气管252产生转动,使中心输气管252和连接柱21两者表面的气孔255连通,再通过冷氮气接入管将冷氮气输送到中心输气管252内,最终由连接柱21表面的气孔 255排出低温氮气对木材进行降温,同时可以利用气泵63抽取冷却用的氮气,保持罐体1内部气压平衡,待降温结束,打开罐盖5,放松木材,紧接着再次使标位块7和其中一组安装套 3206对位,通过第二电动推杆41的运动控制推环42带动推棒43向上顶起将木材顶起,再取出木材。 [0053] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。 |