[发明专利]一种模拟秸秆压缩成型试验的装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及农作物秸秆加工技术领域,特指一种模拟秸秆压缩成型试验的装置及方法。

背景技术

农作物秸秆是宝贵的资源，我国是农业大国，秸秆资源丰富，中国农作物秸秆年产量为7亿t左右，列世界之首，折合标准煤量3.53亿t，占全世界秸秆总量的30%左右；由于这些农作物秸秆没有得到充分利用，大量的焚烧已成为一个重大的社会问题，不仅浪费资源，而且严重污染环境；秸秆的固化成型是解决这个问题的好办法；但由于我国地域广阔，秸秆存在分布分散、结构疏松等特点，在收储运和生产过程中存在运输不便，储存密度低及费用高等问题，限制了其被大规模利用；因此，掌握生物质秸秆的压缩特性和成型规律，研究秸秆压缩工艺和成型设备具有重要的现实意义。

影响秸秆压缩成型的因素较多，主要包括成型温度、含水率、秸秆粒度、压缩速度、成型压力、喂入量等；秸秆压缩成型主要分为“开式”和“闭式”两种压缩成型方式；如果直接在现实固化成型设备中通过不断调整各种成型工艺参数进行工艺优化和成型规律研究，一方面难以实现“开式”和“闭式”的快速转换，另一方面现实固化成型设备庞大，造价高，多次压缩试验易造成损坏，而且不易操作，同时现实固化成型设备压缩试验时需要使用的原料多、能耗大，极易造成巨大的资源浪费，并且各种参数不易调整更不易控制；相比而言，开发实验室用小型秸秆压缩成型装置，模拟实际压缩工况，进行“开式”和“闭式”两种压缩成型形式下的工艺参数优化和成型模拟研究具有较大的现实意义。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种能够快速实现“开式”和“闭式”压缩形式转换而且还能在对秸秆进行“开式”和“闭式”压缩形式下调整各种成型参数来寻求最优工艺参数的模拟秸秆压缩成型的实验装置及方法。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种模拟秸秆压缩成型试验的装置，其特征在于：所述的压缩成型试验装置包括机架、加压系统、压缩装置、槽轮机构和外围的终端设备组成；所述机架由左竖立支架、右竖立支架、上横梁、下横梁、移动横梁、左丝杆、右丝杆和底座组成；所述加压系统固定在移动横梁上，由速度传感器、压力传感器、传感器连杆、联接座和压缩柱塞组成；所述压缩装置为分块模孔式，由两个压板、两个半模块、固定轴、小螺钉、压缩内圆筒、石棉网、电阻丝、温度传感器、支架和支撑板组成；所述槽轮机构由连接轴、槽轮、拨盘、减速器、固定支架、传动轴和电机组成；所述的外围的终端设备包括电线、控制主板、显示面板和计算机。

本发明提供一种模拟秸秆压缩成型的试验装置，其所有的部件均固定在机架上；所述机架主框架由左竖立支架、右竖立支架、上横梁、下横梁组成，所述左、右竖立支架中间开槽将所述左、右丝杆嵌入固定槽中，底座固定在下横梁的上方，移动横梁设置在上横梁、下横梁之间且能沿着左、右丝杆同步上下移动；所述加压系统固定在移动横梁中间处，速度传感器设置在移动横梁的左上方测量移动横梁上下移动的速度，所述传感器连杆通过螺纹固定在移动横梁中间处，在传感器连杆的下方通过螺纹固定有压力传感器，在压力传感器下方通过螺纹固定有联接座，在联接座的下方通过螺纹固定有压缩柱塞，所述的传感器连杆、压力传感器、联接座和压缩柱塞中心轴重合；所述压缩装置设置在支撑板上，所述支撑板固定在设置于底座上的支架上且支撑板的中间开孔，孔的中心轴与压缩内圆筒的中心轴重合且孔的直径与压缩内圆筒内径相等，所述压缩装置为分块模孔式，由两个半模块拼凑组成压缩外方筒，利用两个压板左右夹持住，两个压板与半模块采用小螺钉进行固定，两个压板两侧分别利用上中下三根固定轴固定，在压缩外方筒内嵌入设置有压缩内圆筒，压缩内圆筒与压缩柱塞中心轴重合对应配合进行压缩成型，在压缩内圆筒上下左右均设置有温度传感器，所述的压缩外方筒内设置有石棉网，所述的压缩内圆筒内上中下设置有三圈电阻丝；所述槽轮机构固定在底座上方且设置在支撑板的正下方，所述槽轮机构与压缩外方筒底部配合形成“闭式”或者“开式”压缩成型，所述连接轴固定在底座上方，槽轮安装在连接轴上能在连接轴上转动，所述电机设置在底座上方，电机经减速器减速后进行动力输出，所述减速器由固定在底座上的固定支架进行固定支撑，拨盘固定在传动轴上，所述拨盘与槽轮进行对应的配合；所述外围的终端设备有控制主板、显示面板和计算机，温度传感器、速度传感器、压力传感器经电线将信号输入到计算机当中，对成型温度、压缩速度、成型压力进行实时监控与检测。

所述机架下横梁的左右两侧竖立安装左支架和右支架，在左支架和右支架的最上端与上横梁固定连接，在左、右支架内嵌设有左、右两丝杠，移动横梁安装在上横梁和下横梁之间且可沿着左、右两丝杠同步上下移动。