CN108822880B - 一种利用秸秆制备生物炭的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用秸秆制备生物炭的装置，本发明的秸秆制备生物炭的装置，可以大大提高制备生物炭的效率以及自动化程度，本发明采用可转动的陶瓷炭化盘进行炭化，不仅可以保证炭化温度的准确控制，而且，还可以实现自动上下料，降低劳动者的劳动强度，同时，本发明将待炭化的秸秆坯料棒径向方向置于陶瓷炭化盘内，不仅可以减少占用空间，而且，可以保证每根秸秆坯料能够准确均匀的进行炭化，炭化效果较佳，保证炭化性能，在炭化过程中，还可以进行精确的温度监测与控制，保证炭化效果。

Description

一种利用秸秆制备生物炭的装置
技术领域
本发明涉及一种利用秸秆制备生物炭的装置，属于秸秆炭化设备技术领域。
背景技术
生物炭指在缺氧的条件下把生物质进行高温处理，生物质中的油和气燃烧掉，剩下的就是生物炭。生物炭几乎是纯碳，埋到地下后可以有几百至上千年不会消失，等于把碳封存进了土壤，有助于减缓全球变暖，全世界范围内引发了对生物炭的广泛兴趣。有不少科学家认为，用生物炭捕捉碳元素相当稳定，能将碳元素“锁”在地下数百年，并让土壤变得更肥沃；另外还可以减少二氧化氮和甲烷等温室气体的排放。
目前，制作生物炭的现代方法是在低氧环境下用高温加热植物垃圾，比如秸秆等等农业垃圾。但是，目前的秸秆生物炭制备一般在加入炉内进行，这种方式由于加热温度控制不均匀，秸秆的炭化不均匀，导致生物炭制备后均匀度不够，不适合生物炭的大规模生产以及使用。
本发明针对以上问题，提供一种利用秸秆制备生物炭的装置，提高秸秆生物炭的炭化效果。
发明内容
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种利用秸秆制备生物炭的装置，其特征在于，其包括秸秆粉碎机、混料机、挤出成型机、切断机、炭化设备和输送冷却机，其中，所述秸秆粉碎机与所述混料机连接，所述混料机连接至所述挤出成型机，所述挤出成型机将混合的秸秆料挤压成型为圆柱棒状结构；
所述炭化设备包括上料机械手、陶瓷加热炭化组件、炭化保温罩和下料机械手，其中，所述炭化保温罩采用移动驱动组件可移动的扣设在所述陶瓷加热炭化组件上，以便进行炭化保温以及上下料设置；
所述上料机械手设置在陶瓷加热炭化组件的靠近所述挤出成型机的一侧，以便将挤压成型后的圆柱棒状结构的坯料上料至所述陶瓷加热炭化组件上；
所述下料机械手设置在靠近输送冷却机的一侧，以便将炭化后的炭化棒输送至所述输送冷却机上进行运输并冷却；
其中，所述陶瓷加热炭化组件包括可间歇转动的陶瓷炭化盘，所述陶瓷炭化盘上圆周阵列设置有容纳坯料的坯料炭化孔，所述坯料炭化孔沿着陶瓷炭化盘的径向方向延伸设置；
所述炭化设备是在缺氧的环境下进行炭化的。
进一步，作为优选，所述移动驱动组件包括驱动齿条、驱动齿轮组、导向滑座和固定架，所述固定架固定在机架上，所述驱动齿轮组可转动的设置在机架上，所述固定架上设置有导向滑座，所述驱动齿条的下端连接至所述炭化保温罩中心上端面，所述驱动齿条与齿相对的一侧设置有与所述导向滑座配合滑动的滑槽，所述驱动齿条与机架可上下竖直滑动的设置，所述机架上可转动的设置有驱动齿轮组，所述驱动齿轮组与所述驱动齿条啮合传动，所述驱动齿轮组采用移动驱动正反转电机驱动，通过驱动齿轮组的转动带动驱动齿条上下移动，进而带动所述炭化保温罩的移除与盖上。
进一步，作为优选，所述驱动齿轮组至少包括相同的齿轮一和齿轮二，所述齿轮一与所述齿轮二上下布置，齿轮一的轴与齿轮二的轴采用皮带轮传动连接，且均与所述驱动齿条啮合传动，所述齿轮一或者齿轮二与所述移动驱动正反转电机采用减速器连接。
进一步，作为优选，所述炭化保温罩上位于所述陶瓷炭化盘的正上方设置有散汽孔。
进一步，作为优选，所述陶瓷炭化盘的下端面固定设置在间歇转动组件上，所述间歇转动组件包括间歇转动盘、转动驱动轴、空心套筒、底座、驱动盘和驱动轮，其中，所述底座内采用驱动电机驱动设置有可转动的驱动轮，所述驱动轮与所述驱动盘驱动连接，所述驱动轮驱动所述驱动盘间歇转动，所述驱动盘的中心固定套设有所述转动驱动轴，所述空心套筒固定在底座上，且所述空心套筒沿着所述转动驱动轴的中心轴向方向延伸，所述转动驱动轴采用轴承可转动的支撑套设在所述空心套筒内，所述转动驱动轴的上端延伸出所述空心套筒设置，所述转动驱动轴的上端面固定设置有所述间歇转动盘，所述陶瓷炭化盘固定在所述间歇转动盘上。
进一步，作为优选，所述陶瓷炭化盘的盘体上还圆周阵列设置有沿着其径向方向延伸的温度监测棒，所述陶瓷炭化盘内位于相邻的两个坯料炭化孔之间还设置有电加热棒，所述电加热棒以及温度监测棒均与炭化控制器连接。
进一步，作为优选，所述陶瓷炭化盘上设置有竖直均匀布置的多层坯料炭化孔，各层坯料炭化孔竖直正对的上下布置，所述坯料炭化孔的孔壁上设置有与坯料炭化孔连通的多个出气孔，所述出气孔竖直布置，且每个出气孔将上下相邻的坯料炭化孔连通。
进一步，作为优选，所述上料机械手包括上料升降臂、上料活动臂、抓取盘和抓取爪，所述上料升降臂固定在底座上，所述上料升降臂上设置有可三维移动的上料活动臂，所述上料活动臂上设置有抓取盘，所述抓取盘的端部设置有多个并列布置的抓取爪，相邻的两个抓取爪的距离与上下相邻两层坯料炭化孔的距离一致，且抓取爪的个数与坯料炭化孔的层数相同，以便同时对各层炭化孔进行上料。
进一步，作为优选，所述下料机械手包括下料升降臂、下料活动臂、抓取盘和抓取爪，所述下料升降臂固定在底座上，所述下料升降臂上设置有可三维移动的下料活动臂，所述下料活动臂上设置有抓取盘，所述抓取盘的端部设置有多个并列布置的抓取爪，相邻的两个抓取爪的距离与上下相邻两层坯料炭化孔的距离一致，且抓取爪的个数与坯料炭化孔的层数相同，以便同时对各层炭化孔进行下料。
进一步，作为优选，所述挤出成型机布置在切断机的一侧，所述切断机包括切断机架、延伸架和输送带，所述延伸架固定在所述切断机架上且延伸至所述炭化设备的靠近上料机械手的位置，所述延伸架上设置有输送带，所述输送带位于所述切断机的切断刀具的正下方，通过所述输送带实现对坯料的输送
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明的秸秆制备生物炭的装置，可以大大提高制备生物炭的效率以及自动化程度，本发明采用可转动的陶瓷炭化盘进行炭化，不仅可以保证炭化温度的准确控制，而且，还可以实现自动上下料，降低劳动者的劳动强度，同时，本发明将待炭化的秸秆坯料棒径向方向置于陶瓷炭化盘内，不仅可以减少占用空间，而且，可以保证每根秸秆坯料能够准确均匀的进行炭化，炭化效果较佳，保证炭化性能，在炭化过程中，还可以进行精确的温度监测与控制，保证炭化效果。
附图说明
图1是本发明一种利用秸秆制备生物炭的装置的结构示意图；
图2是本发明一种利用秸秆制备生物炭的装置的炭化设备结构示意图；
图3是本发明一种利用秸秆制备生物炭的装置的陶瓷炭化盘水平剖俯视结构示意图；
图4是本发明一种利用秸秆制备生物炭的装置的切割机结构示意图；
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：一种利用秸秆制备生物炭的装置，其包括秸秆粉碎机、混料机、挤出成型机19、切断机20、炭化设备和输送冷却机16，其中，所述秸秆粉碎机与所述混料机连接，所述混料机连接至所述挤出成型机19，所述挤出成型机19将混合的秸秆料挤压成型为圆柱棒状结构；
所述炭化设备包括上料机械手6、陶瓷加热炭化组件、炭化保温罩8和下料机械手7，其中，所述炭化保温罩8采用移动驱动组件可移动的扣设在所述陶瓷加热炭化组件上，以便进行炭化保温以及上下料设置；
所述上料机械手6设置在陶瓷加热炭化组件的靠近所述挤出成型机的一侧，以便将挤压成型后的圆柱棒状结构的坯料上料至所述陶瓷加热炭化组件上；
所述下料机械手7设置在靠近输送冷却机的一侧，以便将炭化后的炭化棒输送至所述输送冷却机上进行运输并冷却；
其中，所述陶瓷加热炭化组件包括可间歇转动的陶瓷炭化盘5，所述陶瓷炭化盘5上圆周阵列设置有容纳坯料32的坯料炭化孔，所述坯料炭化孔沿着陶瓷炭化盘的径向方向延伸设置；
所述炭化设备是在缺氧的环境下进行炭化的。
其中，所述移动驱动组件包括驱动齿条10、驱动齿轮组、导向滑座11和固定架12，所述固定架12固定在机架上，所述驱动齿轮组可转动的设置在机架上，所述固定架12上设置有导向滑座11，所述驱动齿条10的下端连接至所述炭化保温罩中心上端面，所述驱动齿条10与齿相对的一侧设置有与所述导向滑座11配合滑动的滑槽，所述驱动齿条10与机架可上下竖直滑动的设置，所述机架上可转动的设置有驱动齿轮组，所述驱动齿轮组与所述驱动齿条啮合传动，所述驱动齿轮组采用移动驱动正反转电机驱动，通过驱动齿轮组的转动带动驱动齿条上下移动，进而带动所述炭化保温罩的移除与盖上。
在本实施例中，所述驱动齿轮组至少包括相同的齿轮一13和齿轮二14，所述齿轮一与所述齿轮二上下布置，齿轮一的轴与齿轮二的轴采用皮带轮以及皮带15传动连接，且均与所述驱动齿条啮合传动，所述齿轮一或者齿轮二与所述移动驱动正反转电机采用减速器连接。所述炭化保温罩上位于所述陶瓷炭化盘的正上方设置有散汽孔9。
作为较佳的实施例，所述陶瓷炭化盘5的下端面固定设置在间歇转动组件上，所述间歇转动组件包括间歇转动盘4、转动驱动轴3、空心套筒28、底座1、驱动盘29和驱动轮2，其中，所述底座1内采用驱动电机驱动设置有可转动的驱动轮2，所述驱动轮2与所述驱动盘29驱动连接，所述驱动轮2驱动所述驱动盘间歇转动，所述驱动盘29的中心固定套设有所述转动驱动轴3，所述空心套筒28固定在底座上，且所述空心套筒28沿着所述转动驱动轴的中心轴向方向延伸，所述转动驱动轴3采用轴承可转动的支撑套设在所述空心套筒内，所述转动驱动轴3的上端延伸出所述空心套筒设置，所述转动驱动轴的上端面固定设置有所述间歇转动盘4，所述陶瓷炭化盘5利用固定件30固定在所述间歇转动盘4上。
所述陶瓷炭化盘5的盘体31上还圆周阵列设置有沿着其径向方向延伸的温度监测棒27，所述陶瓷炭化盘内位于相邻的两个坯料炭化孔之间还设置有电加热棒34，所述电加热棒以及温度监测棒均与炭化控制器连接。
所述陶瓷炭化盘上设置有竖直均匀布置的多层坯料炭化孔，各层坯料炭化孔竖直正对的上下布置，所述坯料炭化孔的孔壁上设置有与坯料炭化孔连通的多个出气孔33，所述出气孔33竖直布置，且每个出气孔33将上下相邻的坯料炭化孔连通。
所述上料机械手包括上料升降臂24、上料活动臂25、抓取盘26和抓取爪，所述上料升降臂24固定在底座上，所述上料升降臂24上设置有可三维移动的上料活动臂25，所述上料活动臂25上设置有抓取盘26，所述抓取盘的端部设置有多个并列布置的抓取爪，相邻的两个抓取爪的距离与上下相邻两层坯料炭化孔的距离一致，且抓取爪的个数与坯料炭化孔的层数相同，以便同时对各层炭化孔进行上料。
所述下料机械手包括下料升降臂22、下料活动臂23、抓取盘和抓取爪，所述下料升降臂固定在底座上，所述下料升降臂22上设置有可三维移动的下料活动臂23，所述下料活动臂上设置有抓取盘，所述抓取盘的端部设置有多个并列布置的抓取爪，相邻的两个抓取爪的距离与上下相邻两层坯料炭化孔的距离一致，且抓取爪的个数与坯料炭化孔的层数相同，以便同时对各层炭化孔进行下料。
如图4，所述挤出成型机布置在切断机的一侧，所述切断机包括切断机架18、延伸架17和输送带21，所述延伸架17固定在所述切断机架上且延伸至所述炭化设备的靠近上料机械手的位置，所述延伸架17上设置有输送带21，所述输送带位于所述切断机的切断刀具20的正下方，通过所述输送带实现对坯料的输送。
本发明的秸秆制备生物炭的装置，可以大大提高制备生物炭的效率以及自动化程度，本发明采用可转动的陶瓷炭化盘进行炭化，不仅可以保证炭化温度的准确控制，而且，还可以实现自动上下料，降低劳动者的劳动强度，同时，本发明将待炭化的秸秆坯料棒径向方向置于陶瓷炭化盘内，不仅可以减少占用空间，而且，可以保证每根秸秆坯料能够准确均匀的进行炭化，炭化效果较佳，保证炭化性能，在炭化过程中，还可以进行精确的温度监测与控制，保证炭化效果。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种利用秸秆制备生物炭的装置，其特征在于，其包括秸秆粉碎机、混料机、挤出成型机、切断机、炭化设备和输送冷却机，其中，所述秸秆粉碎机与所述混料机连接，所述混料机连接至所述挤出成型机，所述挤出成型机将混合的秸秆料挤压成型为圆柱棒状结构；
所述炭化设备包括上料机械手、陶瓷加热炭化组件、炭化保温罩和下料机械手，其中，所述炭化保温罩采用移动驱动组件可移动的扣设在所述陶瓷加热炭化组件上，以便进行炭化保温以及上下料设置；
所述上料机械手设置在陶瓷加热炭化组件的靠近所述挤出成型机的一侧，以便将挤压成型后的圆柱棒状结构的坯料上料至所述陶瓷加热炭化组件上；
所述下料机械手设置在靠近输送冷却机的一侧，以便将炭化后的炭化棒输送至所述输送冷却机上进行运输并冷却；
其中，所述陶瓷加热炭化组件包括可间歇转动的陶瓷炭化盘，所述陶瓷炭化盘上圆周阵列设置有容纳坯料的坯料炭化孔，所述坯料炭化孔沿着陶瓷炭化盘的径向方向延伸设置；
所述炭化设备是在缺氧的环境下进行炭化的；
所述陶瓷炭化盘的盘体上还圆周阵列设置有沿着其径向方向延伸的温度监测棒，所述陶瓷炭化盘内位于相邻的两个坯料炭化孔之间还设置有电加热棒，所述电加热棒以及温度监测棒均与炭化控制器连接。
2.根据权利要求1所述的一种利用秸秆制备生物炭的装置，其特征在于：所述移动驱动组件包括驱动齿条、驱动齿轮组、导向滑座和固定架，所述固定架固定在机架上，所述驱动齿轮组可转动的设置在机架上，所述固定架上设置有导向滑座，所述驱动齿条的下端连接至所述炭化保温罩中心上端面，所述驱动齿条与齿相对的一侧设置有与所述导向滑座配合滑动的滑槽，所述驱动齿条与机架可上下竖直滑动的设置，所述机架上可转动的设置有驱动齿轮组，所述驱动齿轮组与所述驱动齿条啮合传动，所述驱动齿轮组采用移动驱动正反转电机驱动，通过驱动齿轮组的转动带动驱动齿条上下移动，进而带动所述炭化保温罩的移除与盖上。
3.根据权利要求2所述的一种利用秸秆制备生物炭的装置，其特征在于：所述驱动齿轮组至少包括相同的齿轮一和齿轮二，所述齿轮一与所述齿轮二上下布置，齿轮一的轴与齿轮二的轴采用皮带轮传动连接，且均与所述驱动齿条啮合传动，所述齿轮一或者齿轮二与所述移动驱动正反转电机采用减速器连接。
4.根据权利要求2所述的一种利用秸秆制备生物炭的装置，其特征在于：所述炭化保温罩上位于所述陶瓷炭化盘的正上方设置有散汽孔。
5.根据权利要求2所述的一种利用秸秆制备生物炭的装置，其特征在于：所述陶瓷炭化盘的下端面固定设置在间歇转动组件上，所述间歇转动组件包括间歇转动盘、转动驱动轴、空心套筒、底座、驱动盘和驱动轮，其中，所述底座内采用驱动电机驱动设置有可转动的驱动轮，所述驱动轮与所述驱动盘驱动连接，所述驱动轮驱动所述驱动盘间歇转动，所述驱动盘的中心固定套设有所述转动驱动轴，所述空心套筒固定在底座上，且所述空心套筒沿着所述转动驱动轴的中心轴向方向延伸，所述转动驱动轴采用轴承可转动的支撑套设在所述空心套筒内，所述转动驱动轴的上端延伸出所述空心套筒设置，所述转动驱动轴的上端面固定设置有所述间歇转动盘，所述陶瓷炭化盘固定在所述间歇转动盘上。
6.根据权利要求1所述的一种利用秸秆制备生物炭的装置，其特征在于：所述陶瓷炭化盘上设置有竖直均匀布置的多层坯料炭化孔，各层坯料炭化孔竖直正对的上下布置，所述坯料炭化孔的孔壁上设置有与坯料炭化孔连通的多个出气孔，所述出气孔竖直布置，且每个出气孔将上下相邻的坯料炭化孔连通。
7.根据权利要求1所述的一种利用秸秆制备生物炭的装置，其特征在于：所述上料机械手包括上料升降臂、上料活动臂、抓取盘和抓取爪，所述上料升降臂固定在底座上，所述上料升降臂上设置有可三维移动的上料活动臂，所述上料活动臂上设置有抓取盘，所述抓取盘的端部设置有多个并列布置的抓取爪，相邻的两个抓取爪的距离与上下相邻两层坯料炭化孔的距离一致，且抓取爪的个数与坯料炭化孔的层数相同，以便同时对各层炭化孔进行上料。
8.根据权利要求1所述的一种利用秸秆制备生物炭的装置，其特征在于：所述下料机械手包括下料升降臂、下料活动臂、抓取盘和抓取爪，所述下料升降臂固定在底座上，所述下料升降臂上设置有可三维移动的下料活动臂，所述下料活动臂上设置有抓取盘，所述抓取盘的端部设置有多个并列布置的抓取爪，相邻的两个抓取爪的距离与上下相邻两层坯料炭化孔的距离一致，且抓取爪的个数与坯料炭化孔的层数相同，以便同时对各层炭化孔进行下料。
9.根据权利要求1所述的一种利用秸秆制备生物炭的装置，其特征在于：所述挤出成型机布置在切断机的一侧，所述切断机包括切断机架、延伸架和输送带，所述延伸架固定在所述切断机架上且延伸至所述炭化设备的靠近上料机械手的位置，所述延伸架上设置有输送带，所述输送带位于所述切断机的切断刀具的正下方，通过所述输送带实现对坯料的输送。
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