一种消音高效弹射式汽爆机

技术领域

本发明属于农作物秸秆去蜡技术领域，特别是涉及一种消音高效弹射式汽爆机。

背景技术

玉米秸秆是作物残余物中最丰富的木质纤维素生物质之一，主要由纤维素、半纤维素和木质素通过氢键及其他化学键、分子键结合而成，是具有复杂聚合结构的高分子化合物。

我国作为农业大国，玉米产量位居全球第二，但玉米秸秆利用率却不足30％，如果将这些玉米秸秆加以充分利用，对将解决资源、环境等问题十分有益。

蒸汽爆破技术作为一种玉米秸秆处理技术，是最常见的用于处理木质纤维素的方法，在蒸汽爆破处理过程中，半纤维素在高温高压环境下被部分水解，木质素被软化，再经过瞬间减压产生使纤维细胞间结晶减弱的作用力，使细胞壁结构破坏，木质素部分降解，纤维素被暴露出来。

蒸汽爆破法技术于20世纪20年代由Mason提出，但传统技术不仅对爆破压力要求高，而且对装备和操作控制的技术要求也很高，因此难于推广。

目前，随着爆破压力要求逐渐降低，汽爆应用也得到较大发展。然而，现有的汽爆机普遍存在加工质量不高的问题，汽爆效率不高，汽爆加工时需要不断人工进料，不但劳动强度高，而且在汽爆加工时存在噪音过大的问题，并且汽爆处理后的秸秆不利于收集。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种消音高效弹射式汽爆机，能够进一步提高秸秆汽爆加工质量，汽爆效率更高，汽爆加工时可实现自动进料，与人工进料相比可大幅度提高进料效率，且无需消耗人力，汽爆加工时的噪音更小，汽爆处理后的秸秆更利于收集，全程可实现无人化汽爆加工。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种消音高效弹射式汽爆机，包括螺旋输送器、储料箱、进料室、汽爆箱、贮存箱及底座；所述贮存箱固装在底座上端，贮存箱的箱体侧部设有卸料门；所述汽爆箱固装在贮存箱上端，汽爆箱与贮存箱相连通；所述进料室固装在汽爆箱上端，进料室与汽爆箱相连通；所述储料箱固装在进料室上端，储料箱与进料室相连通；所述螺旋输送器固装在储料箱侧部。

在所述储料箱与进料室连通口处设置有第一电动百叶阀，在所述进料室与汽爆箱连通口处设置有第二电动百叶阀。

在所述汽爆箱和贮存箱的箱体外部均包覆有消音外壳。

在所述进料室内竖直固装有搅拌电机，搅拌电机的电机轴朝下密封穿入汽爆箱中；在所述汽爆箱内部设置有多爪式搅拌头，多爪式搅拌头的杆体顶端与搅拌电机的电机轴同轴固连在一起，多爪式搅拌头的爪端朝下。

在所述进料室的箱体上设有压缩空气注入口。

在所述汽爆箱的箱体上设有蒸汽注入口。

在所述汽爆箱与贮存箱连通口处设置有活塞式密封阀，活塞式密封阀采用中空圆盘状结构，活塞式密封阀的盘顶板采用锥形结构，在活塞式密封阀的盘周环板上沿轴向开设有两排透气孔，在下排的透气孔外侧套装有密封圈。

在所述贮存箱内竖直设有支撑柱和导向筒；所述支撑柱上端与活塞式密封阀的盘底板中心处固定连接，支撑柱下端插入导向筒内，导向筒下端与底座顶板固定连接。

在所述导向筒顶端外部固定安装有电磁锁，在所述支撑柱的柱体上设有环形凹槽，电磁锁的锁舌与环形凹槽配合使用。

在所述底座的顶板下方竖直安装有顶推气缸，顶推气缸与支撑柱同轴分布，在顶推气缸的缸杆顶端与支撑柱的柱体底端之间设有缓冲阻尼器，缓冲阻尼器上端与支撑柱固定连接，缓冲阻尼器下端与顶推气缸的缸杆固定连接。

本发明的有益效果：

本发明的消音高效弹射式汽爆机，能够进一步提高秸秆汽爆加工质量，汽爆效率更高，汽爆加工时可实现自动进料，与人工进料相比可大幅度提高进料效率，且无需消耗人力，汽爆加工时的噪音更小，汽爆处理后的秸秆更利于收集，全程可实现无人化汽爆加工。

附图说明

图1为本发明的一种消音高效弹射式汽爆机(电动百叶阀均以打开状态示出)的结构示意图(活塞式密封阀处于密封位置)；

图2为本发明的一种消音高效弹射式汽爆机(电动百叶阀均以打开状态示出)的结构示意图(活塞式密封阀处于解封位置)；

图中，1—螺旋输送器，2—储料箱，3—进料室，4—汽爆箱，5—贮存箱，6—底座，7—卸料门，8—第一电动百叶阀，9—第二电动百叶阀，10—搅拌电机，11—多爪式搅拌头，12—压缩空气注入口，13—蒸汽注入口，14—活塞式密封阀，15—透气孔，16—密封圈，17—支撑柱，18—导向筒，19—电磁锁，20—环形凹槽，21—顶推气缸，22—缓冲阻尼器，23—消音外壳。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。

如图1～2所示，一种消音高效弹射式汽爆机，包括螺旋输送器1、储料箱2、进料室3、汽爆箱4、贮存箱5及底座6；所述贮存箱5固装在底座6上端，贮存箱5的箱体侧部设有卸料门7；所述汽爆箱4固装在贮存箱5上端，汽爆箱4与贮存箱5相连通；所述进料室3固装在汽爆箱4上端，进料室3与汽爆箱4相连通；所述储料箱2固装在进料室3上端，储料箱2与进料室3相连通；所述螺旋输送器1固装在储料箱2侧部。

在所述储料箱2与进料室3连通口处设置有第一电动百叶阀8，在所述进料室3与汽爆箱4连通口处设置有第二电动百叶阀9。

在所述汽爆箱4和贮存箱5的箱体外部均包覆有消音外壳23。

在所述进料室3内竖直固装有搅拌电机10，搅拌电机10的电机轴朝下密封穿入汽爆箱4中；在所述汽爆箱4内部设置有多爪式搅拌头11，多爪式搅拌头11的杆体顶端与搅拌电机10的电机轴同轴固连在一起，多爪式搅拌头11的爪端朝下。具体的，多爪式搅拌头11的爪端手指的数量为3～5个。

在所述进料室3的箱体上设有压缩空气注入口12。

在所述汽爆箱4的箱体上设有蒸汽注入口13。

在所述汽爆箱4与贮存箱5连通口处设置有活塞式密封阀14，活塞式密封阀14采用中空圆盘状结构，活塞式密封阀14的盘顶板采用锥形结构，在活塞式密封阀14的盘周环板上沿轴向开设有两排透气孔15，在下排的透气孔15外侧套装有密封圈16。具体的，汽爆箱4的高压会通过上排透气孔15与活塞式密封阀14内部空腔达成平衡，而下排透气孔15的外侧由于套装了密封圈16，因此活塞式密封阀14内部空腔的高压会通过下排透气孔15作用到密封圈16上，从而使密封圈16可以更好的压紧在汽爆箱4的箱体内壁上，提高活塞式密封阀14对汽爆箱4的密封效果。

在所述贮存箱5内竖直设有支撑柱17和导向筒18；所述支撑柱17上端与活塞式密封阀14的盘底板中心处固定连接，支撑柱17下端插入导向筒18内，导向筒18下端与底座6顶板固定连接。

在所述导向筒18顶端外部固定安装有电磁锁19，在所述支撑柱17的柱体上设有环形凹槽20，电磁锁19的锁舌与环形凹槽20配合使用。

在所述底座6的顶板下方竖直安装有顶推气缸21，顶推气缸21与支撑柱17同轴分布，在顶推气缸21的缸杆顶端与支撑柱17的柱体底端之间设有缓冲阻尼器22，缓冲阻尼器22上端与支撑柱17固定连接，缓冲阻尼器22下端与顶推气缸21的缸杆固定连接。

下面结合附图说明本发明的一次使用过程：

首先将秸秆原料送入螺旋输送器1的进料口，再由螺旋输送器1的出料口送入储料箱2内，当储料箱2内的储存有一定量的秸秆原料后，控制第一电动百叶阀8打开，储料箱2内的秸秆原料会通过打开的第一电动百叶阀8落入下方的进料室3。

当秸秆原料落入进料室3后，控制第一电动百叶阀8关闭，之后通过压缩空气注入口12向进料室3内注入一定量的压缩空气，使进料室3的气压升高。

当进料室3升压完成后，控制第二电动百叶阀9打开，使进料室3与下方的汽爆箱4导通，由于进料室3内的气压高于汽爆箱4，因此在第二电动百叶阀9打开时，在压差和重力的双重作用下，进料室3内的秸秆原料会快速落入汽爆箱4内。

当汽爆箱4内落入秸秆原料后，控制第二电动百叶阀9关闭，之后通过蒸汽注入口13向汽爆箱4内部注入高压水蒸汽，直到汽爆箱4内的压强达到2.5MPa～4MPa，并且在高压水蒸汽注入过程中，需要同步启动搅拌电机10，由搅拌电机10带动多爪式搅拌头11转动，由多爪式搅拌头11持续对汽爆箱4内的秸秆原料进行搅动，使秸秆原料与高压水蒸汽充分接触。

当汽爆箱4内的压强达到设定值后，停止高压水蒸汽的注入，之后继续对秸秆原料搅动一段时间，待搅动时间结束后，启动电磁锁19，控制锁舌回缩，在锁舌脱离环形凹槽20的瞬间，支撑柱17的限位被解除，汽爆箱4内的高压会迅速释放并作用到活塞式密封阀14上，驱动活塞式密封阀14高速向下射出并实现开阀，并且在活塞式密封阀14高速下落的过程中，缓冲阻尼器22对活塞式密封阀14和支撑柱17进行减速缓冲制动，直到活塞式密封阀14和支撑柱17停止下落，缓冲阻尼器22处于回缩状态。

在活塞式密封阀14开阀的瞬间，汽爆箱4内的压强会迅速下降，在减压过程中，汽爆箱4内的秸秆原料快速完成汽爆，汽爆后的秸秆原料会通过开阀后形成的环向开口落入贮存箱5中，随后开启卸料门7，就可以将汽爆加工后的秸秆原料取出。

当贮存箱5完成卸料后，控制顶推气缸21的缸杆向上伸出，带动缓冲阻尼器22、支撑柱17和活塞式密封阀14一同抬升，直到活塞式密封阀14重新恢复到初始闭阀位置，此时支撑柱17上的环形凹槽20也抬升到初始高度处，之后控制电磁锁19的锁舌弹出，使锁舌重新插入环形凹槽20中，完成支撑柱17的再次限位。

当支撑柱17完成再次限位后，控制顶推气缸21的缸杆向下回缩至初始位置，在缸杆回缩的过程中，由于上方的支撑柱17已经重新限位，因此处于回缩状态的缓冲阻尼器22会被重新拉长至初始长度，为下一次的减速缓冲制动做准备。

重复上述工作过程，就可以满足工业化要求下的秸秆高效汽爆加工需求。

实施例中的方案并非用以限制本发明的专利保护范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均包含于本案的专利范围中。