Vzhledem k nižšímu obsahu škodlivých látek, jako je popel, dusík a síra v biomase ve srovnání s minerální energií, má vlastnosti velkých zásob, dobré uhlíkové aktivity, snadného zapalování a vysoce těkavých složek.Biomasa je proto velmi ideálním energetickým palivem a je velmi vhodná pro spalovací přeměnu a využití.Zbytkový popel po spalování biomasy je bohatý na živiny potřebné pro rostliny, jako je fosfor, vápník, draslík a hořčík, takže jej lze použít jako hnojivo pro návrat na pole.Vzhledem k obrovským zásobám zdrojů a jedinečným obnovitelným výhodám energie z biomasy je v současnosti považována za důležitou volbu pro národní rozvoj nové energetiky zeměmi po celém světě.Čínská národní komise pro rozvoj a reformy jasně uvedla v „Implementačním plánu pro komplexní využití plodinové slámy během 12. pětiletého plánu“, že komplexní míra využití slámy dosáhne do roku 2013 75 % a bude se snažit překročit 80 % do roku 2015.
Jak přeměnit energii z biomasy na vysoce kvalitní, čistou a pohodlnou energii se stalo naléhavým problémem, který je třeba vyřešit.Technologie zahušťování biomasy je jedním z účinných způsobů, jak zlepšit účinnost energetického spalování biomasy a usnadnit přepravu.V současné době existují na domácím a zahraničním trhu čtyři běžné typy zařízení pro husté tváření: spirálový stroj na vytlačování částic, stroj na výrobu částic pro lisování pístů, stroj na výrobu částic s plochými formami a stroj na výrobu částic s prstencovou formou.Mezi nimi je stroj na výrobu pelet do prstencových forem široce používán díky svým vlastnostem, jako je nutnost zahřívání během provozu, široké požadavky na obsah vlhkosti surovin (10% až 30%), velký výkon jednoho stroje, vysoká hustota stlačení a dobré tvarovací efekt.Tyto typy peletovacích strojů však obecně mají nevýhody, jako je snadné opotřebení formy, krátká životnost, vysoké náklady na údržbu a nepohodlná výměna.V reakci na výše uvedené nedostatky peletovacího stroje s prstencovými formami vytvořil autor zbrusu nový návrh vylepšení na konstrukci formovací formy a navrhl sadu formovacího typu s dlouhou životností, nízkými náklady na údržbu a pohodlnou údržbou.Mezitím tento článek provedl mechanickou analýzu tvářecí formy během jejího pracovního procesu.
1. Zlepšení konstrukce struktury formovací formy pro prstencový granulátor
1.1 Úvod do procesu tvarování vytlačováním:Stroj na pelety prstencových matric lze rozdělit na dva typy: vertikální a horizontální, v závislosti na poloze prstencové matrice;Podle formy pohybu jej lze rozdělit na dvě různé formy pohybu: aktivní přítlačný válec s pevnou prstencovou formou a aktivní přítlačný válec s poháněnou prstencovou formou.Tato vylepšená konstrukce je zaměřena hlavně na stroj na výrobu částic prstencové formy s aktivním přítlačným válcem a pevnou prstencovou formou jako pohybovou formou.Skládá se hlavně ze dvou částí: dopravního mechanismu a mechanismu prstencových částic.Kruhová forma a přítlačný válec jsou dvě základní součásti stroje na pelety prstencových forem s mnoha formovacími otvory rozmístěnými kolem prstencové formy a přítlačný válec je instalován uvnitř prstencové formy.Přítlačný válec je připojen k převodovému vřetenu a prstencová forma je instalována na pevné konzole.Když se vřeteno otáčí, pohání přítlačný válec k otáčení.Pracovní princip: Za prvé, dopravní mechanismus dopravuje drcený materiál biomasy na určitou velikost částic (3-5 mm) do kompresní komory.Poté motor pohání hlavní hřídel, aby poháněl přítlačný válec, aby se otáčel, a přítlačný váleček se pohybuje konstantní rychlostí, aby rovnoměrně rozptýlil materiál mezi přítlačným válečkem a prstencovou formou, což způsobí stlačení prstencové formy a tření s materiálem. , přítlačný válec s materiálem a materiál s materiálem.Během procesu mačkacího tření se celulóza a hemicelulóza v materiálu vzájemně spojují.Zároveň teplo generované mačkacím třením změkčuje lignin na přirozené pojivo, díky kterému se celulóza, hemicelulóza a další složky pevněji spojují.S kontinuálním plněním materiálů z biomasy se množství materiálu vystaveného tlaku a tření v otvorech formovací formy stále zvyšuje.Současně se stále zvyšuje stlačovací síla mezi biomasou, která se ve formovacím otvoru neustále zhušťuje a tvoří.Když je vytlačovací tlak větší než třecí síla, je biomasa vytlačována kontinuálně z lisovacích otvorů kolem prstencové formy, čímž se tvoří lisovací palivo z biomasy s lisovací hustotou asi 1 g/Cm3.
1.2 Opotřebení formovacích forem:Jediný strojní výkon peletovacího stroje je velký, s relativně vysokým stupněm automatizace a silnou přizpůsobivostí surovinám.Může být široce používán pro zpracování různých surovin biomasy, vhodný pro velkovýrobu biomasových hustých formovacích paliv a splňující vývojové požadavky na industrializaci biomasového hustého formovacího paliva v budoucnu.Proto je stroj na pelety prstencových forem široce používán.Vzhledem k možné přítomnosti malého množství písku a jiných nečistot z biomasy ve zpracovávaném biomasovém materiálu je vysoce pravděpodobné, že způsobí značné opotřebení prstencové formy peletovacího stroje.Životnost prstencové formy se počítá na základě výrobní kapacity.V současné době je životnost prstencové formy v Číně pouze 100-1000 t.
K selhání prstencové formy dochází především v následujících čtyřech jevech: ① Poté, co prstencová forma po určitou dobu pracuje, se vnitřní stěna otvoru formovací formy opotřebuje a otvor se zvětší, což má za následek značnou deformaci vytvořeného vyrobeného paliva;② Sklon přivádění otvoru formovací matrice prstencové formy se opotřebuje, což má za následek snížení množství materiálu biomasy vtlačené do otvoru matrice, snížení vytlačovacího tlaku a snadné zablokování otvoru tvářecí formy, což vede k selhání prstencové formy (obrázek 2);③ Po vnitřní stěně materiály a prudce snižuje množství vypouštění (obrázek 3);
④ Po opotřebení vnitřního otvoru prstencové formy se tloušťka stěny mezi sousedními kusy formy L ztenčí, což má za následek snížení strukturální pevnosti prstencové formy.V nejnebezpečnějším úseku se mohou vyskytovat trhliny, a jak se trhliny dále rozšiřují, dochází k jevu lomu prstencové formy.Hlavním důvodem snadného opotřebení a krátké životnosti prstencové formy je nepřiměřená konstrukce formy formovacího prstence (prstencová forma je integrována s otvory tvářecí formy).Integrovaná struktura těchto dvou je náchylná k takovým výsledkům: někdy, když je opotřebeno pouze několik otvorů formovací formy prstencové formy a nemohou fungovat, je třeba vyměnit celou prstencovou formu, což nejen přináší nepříjemnosti při výměně, ale také způsobuje velké ekonomické plýtvání a zvyšuje náklady na údržbu.
1.3 Návrh konstrukčního vylepšení tvářecí formyAby se prodloužila životnost prstencové formy peletovacího stroje, snížilo se opotřebení, usnadnila výměna a snížily náklady na údržbu, je nutné provést zcela nový návrh vylepšení na konstrukci prstencové formy.Při návrhu byla použita zapuštěná formovací forma a zlepšená konstrukce kompresní komory je znázorněna na obrázku 4. Obrázek 5 ukazuje pohled v řezu na vylepšenou formovací formu.
Tato vylepšená konstrukce je zaměřena především na stroj na výrobu částic prstencové formy s pohybovou formou aktivního přítlačného válce a pevné prstencové formy.Spodní prstencová forma je upevněna na tělese a dva přítlačné válečky jsou připojeny k hlavnímu hřídeli prostřednictvím spojovací desky.Formovací forma je zapuštěna do spodní prstencové formy (pomocí přesahu) a horní prstencová forma je upevněna na spodní prstencové formě pomocí šroubů a upnuta na formovací formu.Současně, aby se zabránilo odrazu tvářecí formy v důsledku síly poté, co se přítlačný válec převaluje a pohybuje se radiálně podél prstencové formy, jsou k upevnění tvářecí formy k horní a spodní prstencové formě použity šrouby se zápustnou hlavou.Aby se snížil odpor materiálu vstupujícího do otvoru a aby bylo pohodlnější vstup do otvoru formy.Kuželový úhel plnicího otvoru navržené formovací formy je 60° až 120°.
Vylepšený konstrukční návrh tvářecí formy má vlastnosti více cyklů a dlouhou životnost.Když částicový stroj po určitou dobu pracuje, ztráta tření způsobí, že se otvor formovací formy zvětší a pasivuje.Když je opotřebená formovací forma odstraněna a expandována, může být použita pro výrobu jiných specifikací tvářecích částic.Tím lze dosáhnout opětovného použití forem a ušetřit náklady na údržbu a výměnu.
Aby se prodloužila životnost granulátoru a snížily výrobní náklady, přítlačný válec používá vysoce uhlíkovou vysoce manganovou ocel s dobrou odolností proti opotřebení, jako je 65Mn.Formovací forma by měla být vyrobena z legované nauhličované oceli nebo nízkouhlíkové slitiny niklu a chrómu, například obsahující Cr, Mn, Ti atd. Díky zlepšení kompresní komory se třecí síla, jíž působí horní a spodní prstencové formy během operace je relativně malá ve srovnání s formovací formou.Proto lze jako materiál pro kompresní komoru použít běžnou uhlíkovou ocel, jako je ocel 45.Ve srovnání s tradičními integrovanými formovacími prstencovými formami může snížit použití drahé legované oceli, a tím snížit výrobní náklady.
2. Mechanická analýza tvářecí formy peletovacího stroje prstencových forem během pracovního procesu tvářecí formy.
Během procesu formování je lignin v materiálu zcela změkčen vlivem vysokotlakého a vysokoteplotního prostředí generovaného ve formovací formě.Když se vytlačovací tlak nezvyšuje, materiál podléhá plastifikaci.Materiál po plastifikaci dobře teče, takže délku lze nastavit na d.Formovací forma je považována za tlakovou nádobu a namáhání tvářecí formy je zjednodušeno.
Prostřednictvím výše uvedené analýzy mechanického výpočtu lze dojít k závěru, že pro získání tlaku v libovolném bodě uvnitř tvářecí formy je nutné určit obvodové napětí v tomto bodě uvnitř tvářecí formy.Potom lze vypočítat třecí sílu a tlak v tomto místě.
3. Závěr
Tento článek navrhuje nový konstrukční návrh zlepšení pro formovací formu prstencového peletizéru.Použití vestavěných formovacích forem může účinně snížit opotřebení formy, prodloužit životnost formy, usnadnit výměnu a údržbu a snížit výrobní náklady.Současně byla provedena mechanická analýza tvářecí formy během jejího pracovního procesu, která poskytla teoretický základ pro další výzkum v budoucnu.
Čas odeslání: 22. února 2024