Vzhľadom na nižšie množstvo škodlivých látok, ako je popol, dusík a síra v biomase v porovnaní s minerálnou energiou, má vlastnosti veľkých zásob, dobrej uhlíkovej aktivity, ľahkého vznietenia a vysoko prchavých zložiek.Preto je biomasa veľmi ideálnym energetickým palivom a je veľmi vhodná na premenu a využitie spaľovaním.Zvyškový popol po spaľovaní biomasy je bohatý na živiny potrebné pre rastliny, ako je fosfor, vápnik, draslík a horčík, takže ho možno použiť ako hnojivo pri návrate na pole.Vzhľadom na obrovské rezervy zdrojov a jedinečné obnoviteľné výhody energie z biomasy ju v súčasnosti krajiny na celom svete považujú za dôležitú voľbu pre národný rozvoj novej energie.Čínska národná komisia pre rozvoj a reformu jasne uviedla v „Implementačnom pláne komplexného využitia slamy počas 12. päťročného plánu“, že miera komplexného využitia slamy dosiahne do roku 2013 75 % a do roku 2013 sa bude snažiť prekročiť 80 %. 2015.
Ako premeniť energiu z biomasy na vysokokvalitnú, čistú a pohodlnú energiu sa stalo naliehavým problémom, ktorý treba vyriešiť.Technológia zahusťovania biomasy je jedným z účinných spôsobov, ako zlepšiť účinnosť spaľovania energie z biomasy a uľahčiť prepravu.V súčasnosti existujú na domácom a zahraničnom trhu štyri bežné typy zariadení na hutné tvarovanie: stroj na špirálové vytláčanie častíc, stroj na lisovanie piestových častíc, stroj na výrobu častíc s plochými formami a stroj na výrobu častíc prstencovej formy.Medzi nimi je stroj na výrobu peliet s kruhovými formami široko používaný vďaka svojim vlastnostiam, ako je potreba zahrievania počas prevádzky, široké požiadavky na obsah vlhkosti surovín (10% až 30%), veľký výkon jedného stroja, vysoká hustota kompresie a dobré formujúci efekt.Avšak tieto typy peletovacích strojov majú vo všeobecnosti nevýhody, ako je ľahké opotrebovanie formy, krátka životnosť, vysoké náklady na údržbu a nepohodlná výmena.V reakcii na vyššie uvedené nedostatky stroja na výrobu peliet s prstencovými formami autor vytvoril úplne nový návrh na zlepšenie štruktúry formovacej formy a navrhol formovaciu formu s dlhou životnosťou, nízkymi nákladmi na údržbu a pohodlnou údržbou.Medzitým tento článok vykonal mechanickú analýzu formovacej formy počas jej pracovného procesu.
1. Zlepšenie konštrukcie štruktúry formovacej formy pre kruhový granulátor
1.1 Úvod do procesu tvarovania vytláčaním:Krúžkový lis na pelety stroj možno rozdeliť do dvoch typov: vertikálny a horizontálny, v závislosti od polohy prstencového lisu;Podľa formy pohybu sa dá rozdeliť na dve rôzne formy pohybu: aktívny prítlačný valec s pevnou prstencovou formou a aktívny prítlačný valec s poháňanou prstencovou formou.Tento vylepšený dizajn je zameraný hlavne na stroj na výrobu častíc prstencovej formy s aktívnym prítlačným valcom a pevnou prstencovou formou ako formou pohybu.Skladá sa hlavne z dvoch častí: dopravného mechanizmu a mechanizmu prstencových častíc.Kruhová forma a prítlačný valec sú dve základné zložky stroja na pelety krúžkovej formy s mnohými formovacími otvormi rozmiestnenými okolo prstencovej formy a prítlačný valec je inštalovaný vo vnútri prstencovej formy.Prítlačný valec je spojený s prevodovým vretenom a prstencová forma je inštalovaná na pevnom držiaku.Keď sa vreteno otáča, poháňa prítlačný valec do otáčania.Princíp činnosti: Po prvé, dopravný mechanizmus dopravuje rozdrvený materiál biomasy do určitej veľkosti častíc (3-5 mm) do kompresnej komory.Potom motor poháňa hlavný hriadeľ, aby poháňal prítlačný valec, aby sa otáčal, a prítlačný valec sa pohybuje konštantnou rýchlosťou, aby rovnomerne rozptýlil materiál medzi prítlačným valčekom a prstencovou formou, čo spôsobí stlačenie prstencovej formy a trenie s materiálom. , prítlačný valec s materiálom a materiál s materiálom.Počas procesu stláčania sa celulóza a hemicelulóza v materiáli navzájom spájajú.Teplo generované trením stláčaním zároveň zmäkčuje lignín na prirodzené spojivo, vďaka čomu sa celulóza, hemicelulóza a ďalšie zložky pevnejšie spájajú.S kontinuálnym plnením materiálov z biomasy sa množstvo materiálu vystaveného stláčaniu a treniu v otvoroch formovacej formy stále zvyšuje.Súčasne sa stále zvyšuje stláčacia sila medzi biomasou, ktorá neustále hustne a formuje sa vo formovacom otvore.Keď je vytláčací tlak väčší ako trecia sila, biomasa sa kontinuálne vytláča z formovacích otvorov okolo prstencovej formy, čím sa vytvorí formovacie palivo z biomasy s hustotou formovania asi 1 g/Cm3.
1.2 Opotrebenie formovacích foriem:Výkon jedného stroja peletovacieho stroja je veľký, s relatívne vysokým stupňom automatizácie a silnou prispôsobivosťou surovinám.Môže byť široko používaný na spracovanie rôznych surovín na výrobu biomasy, vhodný na veľkovýrobu palív na tvorbu hustoty biomasy a na splnenie rozvojových požiadaviek na industrializáciu palív na výrobu hustého biomasy v budúcnosti.Preto je stroj na výrobu peliet prstencových foriem široko používaný.V dôsledku možnej prítomnosti malého množstva piesku a iných nečistôt z biomasy v spracovávanom materiáli z biomasy je veľmi pravdepodobné, že spôsobí značné opotrebovanie prstencovej formy peletovacieho stroja.Životnosť prstencovej formy sa vypočíta na základe výrobnej kapacity.V súčasnosti je životnosť prstencovej formy v Číne iba 100-1000 t.
Zlyhanie prstencovej formy sa vyskytuje najmä v nasledujúcich štyroch javoch: ① Po určitom čase fungovania prstencovej formy sa vnútorná stena otvoru formovacej formy opotrebuje a otvor sa zväčší, čo vedie k významnej deformácii vytvoreného paliva;② Sklon podávania otvoru formovacej formy prstencovej formy je opotrebovaný, čo vedie k zníženiu množstva materiálu biomasy vytlačeného do otvoru formy, zníženiu vytláčacieho tlaku a ľahkému zablokovaniu otvoru formovacej formy, čo vedie k porucha prstencovej formy (obrázok 2);③ Po materiáloch vnútornej steny a prudko znižuje množstvo vypúšťania (obrázok 3);
④ Po opotrebení vnútorného otvoru prstencovej formy sa hrúbka steny medzi susednými časťami formy L stenčí, čo vedie k zníženiu štrukturálnej pevnosti prstencovej formy.Trhliny sú náchylné na výskyt v najnebezpečnejšej časti a ako sa trhliny ďalej rozširujú, dochádza k fenoménu prasknutia prstencovej formy.Hlavným dôvodom ľahkého opotrebovania a krátkej životnosti prstencovej formy je nerozumná konštrukcia formy na tvarovanie prstenca (prstencová forma je integrovaná s otvormi tvarovacej formy).Integrovaná štruktúra oboch je náchylná k takýmto výsledkom: niekedy, keď je opotrebovaných len niekoľko otvorov formovacej formy prstencovej formy a nemôže fungovať, je potrebné vymeniť celú prstencovú formu, čo nielenže prináša nepríjemnosti pri výmene, ale tiež spôsobuje veľké ekonomické plytvanie a zvyšuje náklady na údržbu.
1.3 Konštrukcia zlepšenia konštrukcie tvarovacej formyAby sa predĺžila životnosť prstencovej formy peletovacieho stroja, znížilo sa opotrebenie, uľahčila sa výmena a znížili náklady na údržbu, je potrebné vykonať úplne nový návrh na zlepšenie štruktúry prstencovej formy.V návrhu bola použitá zapustená formovacia forma a vylepšená konštrukcia kompresnej komory je znázornená na obrázku 4. Obrázok 5 znázorňuje pohľad v reze na vylepšenú formovaciu formu.
Tento vylepšený dizajn je zameraný hlavne na stroj na výrobu častíc prstencovej formy s formou pohybu aktívneho prítlačného valca a pevnou prstencovou formou.Spodná prstencová forma je upevnená na tele a dva prítlačné valčeky sú spojené s hlavným hriadeľom pomocou spojovacej dosky.Formovacia forma je vsadená do spodnej prstencovej formy (pomocou uloženia s presahom) a horná prstencová forma je pripevnená k spodnej prstencovej forme pomocou skrutiek a upnutá na tvarovaciu formu.Súčasne, aby sa zabránilo odrazeniu tvarovacej formy v dôsledku sily potom, čo sa prítlačný valec prevalí a pohybuje sa radiálne pozdĺž prstencovej formy, na upevnenie tvarovacej formy na hornú a dolnú prstencovú formu sa používajú skrutky so zápustnou hlavou.Aby sa znížil odpor materiálu vstupujúceho do otvoru a aby bolo pohodlnejšie vstupovať do otvoru formy.Kužeľový uhol podávacieho otvoru navrhnutej formovacej formy je 60° až 120°.
Vylepšený konštrukčný dizajn formovacej formy má vlastnosti viaccyklov a dlhej životnosti.Keď časticový stroj pracuje po určitú dobu, strata trenia spôsobí, že sa otvor formovacej formy zväčší a pasivuje.Keď je opotrebovaná formovacia forma odstránená a expandovaná, môže byť použitá na výrobu iných špecifikácií formovacích častíc.To môže dosiahnuť opätovné použitie foriem a ušetriť náklady na údržbu a výmenu.
Aby sa predĺžila životnosť granulátora a znížili výrobné náklady, prítlačný valec používa vysoko uhlíkovú vysokomangánovú oceľ s dobrou odolnosťou proti opotrebeniu, ako je 65Mn.Formovacia forma by mala byť vyrobená zo zliatiny nauhličenej ocele alebo z nízkouhlíkovej zliatiny niklu a chrómu, ako napríklad s obsahom Cr, Mn, Ti atď. V dôsledku zlepšenia kompresnej komory sa trecia sila, ktorú zažívajú horné a spodné prstencové formy počas prevádzka je relatívne malá v porovnaní s formovacou formou.Preto môže byť ako materiál pre kompresnú komoru použitá bežná uhlíková oceľ, ako je oceľ 45.V porovnaní s tradičnými integrovanými formovacími prstencovými formami môže znížiť použitie drahej legovanej ocele, čím sa znížia výrobné náklady.
2. Mechanická analýza formovacej formy stroja na pelety prstencovej formy počas pracovného procesu formovacej formy.
Počas procesu formovania je lignín v materiáli úplne zmäkčený v dôsledku vysokotlakového a vysokoteplotného prostredia generovaného vo formovacej forme.Keď sa vytláčací tlak nezvyšuje, materiál podlieha plastifikácii.Materiál po plastifikácii dobre tečie, takže dĺžku možno nastaviť na d.Formovacia forma sa považuje za tlakovú nádobu a namáhanie formovacej formy je zjednodušené.
Prostredníctvom vyššie uvedenej analýzy mechanického výpočtu možno dospieť k záveru, že na získanie tlaku v akomkoľvek bode vnútri tvarovacej formy je potrebné určiť obvodové napätie v tomto bode vnútri tvarovacej formy.Potom je možné vypočítať treciu silu a tlak v tomto mieste.
3. Záver
Tento článok navrhuje nový dizajn konštrukčného zlepšenia pre formovaciu formu peletizátora s kruhovou formou.Použitie vstavaných formovacích foriem môže účinne znížiť opotrebovanie formy, predĺžiť životnosť formy, uľahčiť výmenu a údržbu a znížiť výrobné náklady.Zároveň bola vykonaná mechanická analýza formovacej formy počas jej pracovného procesu, ktorá poskytla teoretický základ pre ďalší výskum v budúcnosti.
Čas odoslania: 22. februára 2024