汽爆设备

技术领域

本公开涉及对生物质进行蒸汽爆破的领域，特别涉及一种汽爆设备。

背景技术

汽爆技术是对物料，例如植物原料，进行加热和保压，使蒸汽分子渗进植物组织内部，并在保压一定时间后，迅速降温，渗进植物组织内部的蒸汽分子瞬间爆破，使蒸汽内能转化为机械能并作用于生物质组织细胞层间，从而将植物原料进行分解，例如，分解出植物的木质素和纤维素。

然而，目前多数汽爆设备由于受降温降压速度的限制，难以使蒸汽分子在低于秒的毫秒级时间内瞬间爆破，这导致分解后的物质比例或性能不佳。

发明内容

为了解决相关技术中存在汽爆设备降温降压速度不快的问题，本公开提供了一种可加快泄压降温的汽爆设备。

本公开提供一种汽爆设备，包括：

压力筒，其开设有泄气开口，所述压力筒的一端头设置有可开启的压力盖；

料筒，其用于盛放物料，所述料筒通过开启的压力盖进入所述压力筒中；

滑套，其套设于所述压力筒上，且可沿所述压力筒的轴向方向往返移动，并在移动至所述泄气开口时封闭所述泄气开口；

驱动装置，其用于驱动所述滑套移动；

端部密封环，其密封所述压力盖的周边与所述压力筒之间的间隙；

至少两泄气口密封环，至少两泄气口密封环，其密封所述滑套与所述压力筒之间的间隙，在所述滑套遮蔽所述泄气开口时，所述泄气口密封环贴合所述滑套和所述压力筒，使得所述滑套、所述压力筒、所述泄气口密封环、所述压力盖及所述端部密封环形成密闭空间；

所述物料在所述密闭空间内进行加压保压后，所述驱动装置推动所述滑套快速移开所述泄气开口，所述滑套超出所述泄气口密封环时，所述泄气开口快速露出，所述密闭空间内的蒸汽从所述泄气开口快速喷出，所述密闭空间包括所述料筒内的气压迅速下降，物料在瞬间发生爆破。

可选的，所述泄气口密封环设置于所述压力筒上，且所述泄气口密封环在所述压力筒的周向方向包裹所述压力筒一圈，所述泄气开口的两侧均设置有所述密封环；

或者，所述泄气口密封环设置于所述滑套的内周面上，所述泄气口密封环之间的距离大于所述泄气开口的宽度，使得所述泄气口密封环密封所述泄气开口。

可选的，所述泄气开口从所述压力筒的一侧延伸至另一侧，且从所述一侧贯穿至所述另一侧。

可选的，所述泄气开口从所述压力筒的顶部向所述压力筒的底部延伸，所述泄气开口的最底端到所述压力筒的底部的部分为所述压力筒的侧壁。

可选的，所述泄气开口从所述压力筒的顶部贯穿所述压力筒的底部。

可选的，所述泄气开口为沿所述压力筒的轴向延伸的多个间断的长孔，所述长孔的长度小于所述滑套的宽度。

可选的，所述泄气开口为沿所述压力筒的高度方向延伸的多个间断的开孔，所述开孔的长度小于所述滑套的宽度。

可选的，所述滑套与所述压力筒配合的内侧面设置有第一导向锥面，所述压力筒与所述滑套配合的外侧面设置有第二导向锥面，所述第一导向锥面与所述第二导向锥面相互配合，在所述滑套复位封闭时进行导向。

可选的，所述料筒的底部设置有滑块结构，所述压力筒的内底面设置有导轨结构，所述料筒的滑块结构与所述压力筒的导轨结构配合，使得所述料筒沿所述导轨结构快速进、出所述压力筒。

可选的，所述压力筒的外侧设置有导向结构，所述滑套沿所述导向结构移动，使所述滑套沿所述压力筒外径滑动。

可选的，所述驱动装置为气缸或由弹簧和动力机构构成的装置。

可选的，所述压力筒上设置有至少一个进气口，所述进气口与所述密封空间连通。

可选的，所述压力筒或所述滑套上设置有至少两第一密封槽，所述泄气口密封环位于对应的第一密封槽内；

所述压力筒包括内筒和外筒，所述内筒的外侧面或所述外筒的内侧面开设有第二密封槽，所述端部密封环位于所述第二密封槽内。

可选的，所述压力筒或所述滑套上设置有至少两第一密封槽，所述泄气口密封环位于对应的第一密封槽内；

所述压力盖的内侧面设置有第二密封槽，所述端部密封环位于所述第二密封槽内。

可选的，所述汽爆设备还包括用于锁紧所述压力盖的锁紧装置。

可选的，所述泄气开口处设置有消音装置。

可选的，所述压力筒包括左筒体和右筒体，所述左筒体和所述右筒体同轴放置，且彼此之间具有预定的间隙，所述间隙形成所述泄气开口。

本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本公开提出一种汽爆设备，该汽爆设备包括压力筒、料筒、滑套、至少两泄气口密封环、端部密封环和驱动装置，压力筒的一端部设置有可开启的压力盖，以供料筒放入，压力筒上开设泄气开口，该泄气开口通过套接于该压力筒外表面上的滑套和泄气口密封环进行密封，可开启的压力盖通过端部密封环进行密封，使得滑套、压力筒、泄气口密封环、压力盖及端部密封环形成密闭空间。泄压时，驱动装置驱动该滑套快速打开泄气开口，当该滑套超出泄气口密封环时，泄气开口快速露出，密闭空间包括料筒内的蒸汽从泄气开口快速喷出，从而快速泄压，达到迅速降温的目的，使得物料内部的汽爆可以在瞬间完成，进而提高物料的分解比例或改善分解后物质的性能。本公开的汽爆设备利用滑套和泄气开口取代传统的泄压阀，加快了泄压速度，使得物料内部的汽爆可以在瞬间(即毫秒级的时间)完成，并且结构简单，利于工业生产的推广和使用。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并于说明书一起用于解释本公开的原理。

图1是根据一示例性实施例示出的一种汽爆设备沿半剖面线L1的半剖面示意图。

图2是根据一示例性实施例示出的一种汽爆设备的料筒结构示意。

图3是根据另一示例性实施例示出的一种汽爆设备沿半剖面线L2的半剖面示意图。

图4是根据又一示例性实施例示出的一种汽爆设备沿半剖面线L3的半剖面示意图。

图5是图1中A区的局部放大图。

图6是图1中的压力筒的压力盖打开时与料筒的装配示意图。

图7是根据另一示例性实施例示出的料筒和压力筒的配合结构示意图。

具体实施方式

为了进一步说明本公开的原理和结构，现结合附图对本公开的优选实施例进行详细说明。

如前所述，目前多数汽爆设备难以在极短的时间内快速降温泄压，发明人发现主要是因为目前采用泄压阀的方式进行泄压，该泄压速度慢，导致压力筒内部的压力和温度无法快速下降。

基于此，本公开人提出一种汽爆设备，该汽爆设备包括压力筒、料筒、至少两泄气口密封环、滑套和驱动装置，该汽爆设备在压力筒上开设泄气开口，该泄气开口通过套接于该压力筒外表面上的滑套和泄气口密封环进行密封，泄压时，驱动装置推开该滑套快速打开泄气开口，密闭空间包括料筒内的蒸汽从泄气开口快速喷出，从而快速泄压，达到迅速降温的目的，使得物料内部的汽爆可以在瞬间完成，进而提高物料的分解比例或改善分解后物质的性能。本公开的汽爆设备利用滑套和泄气开口取代传统的泄压阀，加快了泄压速度，使得物料内部的汽爆可以在瞬间(毫秒级的时间内)完成，并且结构简单，利于工业生产的推广和使用。

如图1和图2所示，本公开提供一种汽爆设备10，该汽爆设备10包括压力筒11、料筒12、滑套13、驱动装置21以及用于与滑套13配合密封泄气开口的泄气口密封环17。

压力筒11可以是双层筒体，其可以包括内筒11a和外筒11b。

该压力筒11上开设有泄压开口15。该泄压开口15与压力筒11的内部连通。该泄压开口15相对于传统的泄压阀泄压的方式，加大了泄压面积，使压力筒11内部的气压能够快速下降，温度也随之迅速下降，加快物料的爆破时间。该泄压开口15如图1所示，可从压力筒11的一侧延伸至另一侧，即从压力筒11的一侧面贯穿至另一侧面，如此，可增大压力筒11的泄压面积。

如图1所示，该泄压开口15从顶部延伸至该压力筒11的中轴线下方，但没有延伸至底部，即该泄压开口15贯穿压力筒11的顶部，而没有贯穿压力筒11的底部。换而言之，泄压开口15的最底端距离压力筒11的底部的部分仍保留压力筒11的侧壁。

在另一实施例中，泄压开口可以贯穿压力筒11的顶部和底部，如图3所示，泄压开口35从压力筒31的顶部延伸至底部，且从顶部贯穿至底部，即该泄压开口35可以是压力筒31中间的一圈断口。在此种情况下，该泄压开口35可以是由一个筒体切去一段形成。在另一种情况下，泄压筒31包括左筒体和右筒体，即由两个独立的筒体组成，左筒体和右筒体彼此相拼接且间隔一段距离，由此形成预定的间隙，该间隙形成泄气开口35。如此，泄气开口35的开口尺寸进一步增大，进而增大了泄气量。左筒体和右筒体彼此相拼接时，需保证左筒体和右筒体同轴放置，以确保该料筒能够顺利进入该压力筒中。

在另一实施例中，如图4所示，泄气开口可以是沿压力筒的轴向延伸的多个间断的长孔55，该些长孔55沿压力筒51的高度方向依次排列，并且可从压力筒51的一侧面(即图4的纸面方向)向另一侧面(即图4纸面方向的背面)排列。各长孔55的沿压力筒高度方向的中心线均重叠，使得在滑套13能够覆盖各个长孔的情况下，各个长孔55沿轴向延伸的长度最长，如此，泄压开口尽可能达到最大。为了保证的滑套13能够完全覆盖该些长孔，该些长孔55的长度小于滑套13的宽度。

在又一实施例中，泄气开口可以为沿压力筒的高度方向延伸的多个间断的开孔，开孔的长度小于滑套13的宽度。即该开孔类似于如图1所示的泄压开口，沿压力筒的高度方向延伸，不同的是该些开孔的延伸长度较小，且各个开孔是相互间隔，呈分段布置。各开孔沿压力筒的同一个周向方向依次排列，以保证各开孔能够被滑套覆盖。

如图1所示，滑套13套设于压力筒11的外表面。该滑套13可以为环形外套，其截面尺寸略大于该压力筒11，使得该滑套13能够从该压力筒11的一端头轻松套入。该滑套13的宽度大于该泄气开口15的宽度，以覆盖整个泄气开口15。

如图5所示，该滑套13与压力筒11配合的内侧面设置有第一导向锥面132，该第一导向锥面132向靠近泄压开口15的方向倾斜。压力筒11与滑套13配合的外侧面设置有第二导向锥面113，该第二导向锥面113向远离泄压开口15的方向倾斜。该第一导向锥面132与第二导向锥面113相互配合，在滑套13复位封闭时进行导向，也便于滑套13相对于压力筒11轻松滑动。该第一导向锥面132设置于该滑套13的前端的内侧面，该前端是指最先与压力筒11接触的部位。

该滑套13可通过连接杆131连接于驱动装置21，驱动装置21驱动连接杆131移动，从而带动套管13移动。该驱动装置21可设置于压力筒11的外侧面上，也可设置于平台或地面上。该驱动装置21为气缸，该气缸的活塞杆连接该连接杆131，该活塞杆的伸缩带动该连接杆13沿压力筒11的轴向往返移动。在一实施例中，该驱动装置21也可以是由弹簧和动力机构构成的装置，该动力装置连接弹簧，该弹簧连接连接杆131。动力机构压缩或拉伸该弹簧，弹簧由此拉动滑套13移动。

在一实施例中，可在压力筒11的外侧，例如，压力筒11的底部的下方设置有导向结构，滑套13可沿该导向结构移动，使滑套13沿压力筒11的外径滑动。该导向结构可以是导向杆或导向槽，对应的，该滑套13的外侧面(非面对泄气开口15的内侧面)，例如底部的外侧面，设置有相配合的导向槽或导向杆。

泄气口密封环17为2个，分别位于泄气开口15的两侧，两侧泄气口密封环17的距离小于滑套13的宽度，如此，保证泄气开口15两侧的泄气口密封环17均能与该滑套接触贴合。可变化的，该泄气口密封环也可以是三个，例如，分别在泄气开口15的一侧放两个，在另一个侧放置一个。当然，该泄气口密封环17也可以是四个，分别在泄气开口15的两侧各放置2个。因此，泄气口密封环17的数量可根据实际应用进行变化。

泄气口密封环17在压力筒11的周向方向包裹压力筒11一圈，形成封闭环。在滑套11遮蔽该泄气开口15时，泄气口密封环17贴合滑套13，使得滑套13、压力筒11、泄气口密封环17以及料筒12形成密闭空间。

进一步，可在压力筒11上对应设置至少两第一密封槽，该至少两第一密封槽分别位于该泄气开口15的两侧，使泄气口密封环17位于对应的第一密封槽内。

在另一实施例中，该泄气口密封环可设置于滑套13的内周面上，对应的，该滑套13的内周面上设置有间隔的第一密封槽，各泄气口密封环位于对应的第一密封槽内。当该滑套13移动至泄气开口15处时，该泄气口密封环密封滑套13与压力筒11之间的间隙。各第一密封槽之间的距离略大于泄气开口的宽度，即泄气口密封环之间的距离略大于泄气开口的宽度，使得泄气口密封环贴合滑套和压力筒密封该泄气开口。

结合图1和图6所示，该压力筒11包括筒体本体114和压力盖111。该筒体本体114的一端头设置有可开启的压力盖111。该压力盖111打开后，用于盛放物料的料筒13可从该端头进、出该筒体本体114。压力盖111的顶部设置有回旋支撑16，该压力盖111可沿该回旋支撑16上下旋转。当该压力盖111绕该回转支撑16向上打开时，料筒12可沿箭头B推入筒体本体114中。推入后，压力盖111向下旋转，闭合筒体本体114。压力盖111靠近泄气开口15的一侧设置有端部密封环14，用于密封压力盖111与筒体本体114之间的间隙。该端部密封环14位于压力筒11的内筒和外筒之间，在压力筒11的周向方向包裹压力筒11的内筒一圈，在压力盖111闭合后，端部密封环14密封压力盖111的周边与筒体本体114之间的间隙。如此，筒体本体114、压力盖111、滑套13、泄气口密封环17和端部密封环14能够形成一个密闭空间。其中，料筒12的周壁上设置有开孔，压力筒11内的蒸汽可进入该料筒12中。

进一步，该内筒的外侧面或外筒的内侧面开设有第二密封槽，端部密封环设置在该第二密封槽内中。或者，在该压力盖111的内侧面设置有第二密封槽。

该汽爆设备10还包括用于锁紧该压力盖111的锁紧装置19，该锁紧装置19一端顶压压力盖111，确保该压力盖111与筒体本体114紧密结合，另一端抵靠于一固定柱191上，借助于该固定柱191施压于该压力盖111上。在其它实施例中，该锁紧装置可以是涡轮蜗杆结构、齿轮结构或挡块结构等。

该筒体本体114的另一端头可设置有进气口18。该进气口18与压力筒11的内部相连通。压力筒11密封后，外部蒸气通过该进气口18进入压力筒11的密封空间内。该进气口18设置于该筒体本体114的一端头，但并不限于此，该进气口也设置在筒体本体114的其它位置。该进气口18也可以设置多个，以加快进气速度。

如图7所示，料筒13的底部设置有滑块结构133，压力筒11的内底面设置有导轨结构112。料筒13进、出压力筒11时，料筒13的滑块结构133与压力筒11的导轨结构112配合，料筒13沿该导轨结构112移动，如此，料筒13能够更为通顺的进、出该压力筒11。

上述导轨结构112可以是导杆或滑槽。

进一步，为进一步减少噪声，在泄气开口处设置有消音装置。

上述汽爆设备的工作流程，如下：

压力盖打开，料筒带料进入压力筒中，关闭压力盖并密封压力筒与该压力盖之间的间隙，驱动装置驱动滑套移动至泄气开口处，滑套与泄气口密封环配合封闭泄气开口，压力筒、滑套、泄气口密封环以及料筒形成一个密闭空间。外部蒸汽通过进气口进入该密闭空间内，物料在该密闭空间内加热加压。加压保压一段时间后，驱动装置快速驱动滑套移开，滑套超出泄气口密封环时(滑槽超出泄气口密封环指的是：超出泄气开口其中一侧的泄气口密封环)，泄气开口露出，密闭空间内的大量蒸汽从该泄气开口喷出，密闭空间内的气压迅速降低，温度也迅速降低，物料瞬间爆破，该瞬间是指毫秒级的时间内。汽爆完成后，压力盖打开，筒料取出，完成汽爆过程。

以上仅为本公开的较佳可行实施例，并非限制本公开的保护范围，凡运用本公开说明书及附图内容所作出的等效结构变化，均包含在本公开的保护范围内。