På grund av de lägre skadliga ämnen som aska, kväve och svavel i biomassa jämfört med mineralenergi, har den egenskaperna av stora reserver, god kolaktivitet, lätt antändning och högflyktiga komponenter.Därför är biomassa ett mycket idealiskt energibränsle och är mycket lämpligt för förbränningsomvandling och användning.Den kvarvarande askan efter förbränning av biomassa är rik på näringsämnen som krävs av växter som fosfor, kalcium, kalium och magnesium, så den kan användas som gödningsmedel för att återvända till fältet.Med tanke på de enorma resursreserverna och de unika förnybara fördelarna med biomassaenergi, betraktas den för närvarande som ett viktigt val för nationell utveckling av ny energi av länder runt om i världen.Kinas nationella utvecklings- och reformkommission har tydligt angett i "Genomförandeplanen för omfattande användning av strå från gröda under den 12:e femårsplanen" att den omfattande användningsgraden för halm kommer att nå 75 % till 2013, och sträva efter att överstiga 80 % 2015.
Hur man omvandlar biomassaenergi till högkvalitativ, ren och bekväm energi har blivit ett akut problem att lösa.Teknik för förtätning av biomassa är ett av de effektiva sätten att förbättra effektiviteten vid förbränning av biomassaenergi och underlätta transporter.För närvarande finns det fyra vanliga typer av tätformningsutrustning på inhemska och utländska marknader: spiralextruderingspartikelmaskin, kolvstämplingspartikelmaskin, plattformspartikelmaskin och ringformpartikelmaskin.Bland dem används ringformpelletsmaskinen flitigt på grund av dess egenskaper som inget behov av uppvärmning under drift, breda krav på råmaterialfukthalt (10% till 30%), stor enstaka maskineffekt, hög kompressionstäthet och bra bildande effekt.Emellertid har dessa typer av pelletsmaskiner i allmänhet nackdelar såsom lätt formslitage, kort livslängd, höga underhållskostnader och obekvämt utbyte.Som svar på ovanstående brister hos ringformpelletsmaskinen har författaren gjort en helt ny förbättringsdesign på formningsformens struktur och designat en formningsform av fast typ med lång livslängd, låg underhållskostnad och bekvämt underhåll.Under tiden genomförde denna artikel en mekanisk analys av formningsformen under dess arbetsprocess.
1. Förbättrad design av formningsformstrukturen för ringformgranulator
1.1 Introduktion till extruderingsformningsprocessen:Ringformpelletsmaskinen kan delas in i två typer: vertikal och horisontell, beroende på ringformens position;Beroende på rörelseformen kan den delas upp i två olika rörelseformer: den aktiva pressvalsen med en fast ringform och den aktiva pressrullen med en driven ringform.Denna förbättrade design är främst inriktad på ringformspartikelmaskinen med en aktiv tryckvals och en fast ringform som rörelseform.Den består huvudsakligen av två delar: en transportmekanism och en ringformspartikelmekanism.Ringformen och tryckvalsen är de två kärnkomponenterna i ringformpelletsmaskinen, med många bildande formhål fördelade runt ringformen, och tryckrullen är installerad inuti ringformen.Tryckrullen är ansluten till transmissionsspindeln och ringformen är installerad på en fast konsol.När spindeln roterar driver den tryckrullen att rotera.Arbetsprincip: För det första transporterar transportmekanismen det krossade biomassamaterialet till en viss partikelstorlek (3-5 mm) in i kompressionskammaren.Sedan driver motorn huvudaxeln för att driva tryckrullen att rotera, och tryckrullen rör sig med en konstant hastighet för att jämnt fördela materialet mellan tryckrullen och ringformen, vilket gör att ringformen komprimeras och friktion med materialet , tryckvalsen med materialet och materialet med materialet.Under processen att klämma friktion kombineras cellulosa och hemicellulosa i materialet med varandra.Samtidigt mjukar värmen som genereras av klämfriktion lignin till ett naturligt bindemedel, vilket gör cellulosa, hemicellulosa och andra komponenter mer fast sammanbundna.Med den kontinuerliga fyllningen av biomassamaterial fortsätter mängden material som utsätts för kompression och friktion i formhålen att öka.Samtidigt fortsätter klämkraften mellan biomassa att öka, och den förtätas kontinuerligt och bildas i formhålet.När extruderingstrycket är större än friktionskraften, extruderas biomassan kontinuerligt från formhålen runt ringformen, vilket bildar biomassaformningsbränsle med en formtäthet på ca 1g/Cm3.
1.2 Slitage av formar:Pelletsmaskinens enstaka maskineffekt är stor, med en relativt hög grad av automatisering och stark anpassningsförmåga till råvaror.Det kan användas i stor utsträckning för att bearbeta olika biomassaråvaror, lämpligt för storskalig produktion av biomassaformande bränslen och uppfylla utvecklingskraven för industrialisering av biomassaformande bränsle i framtiden.Därför används ringformpelletsmaskinen i stor utsträckning.På grund av den möjliga närvaron av små mängder sand och andra föroreningar som inte är biomassa i det bearbetade biomassamaterialet, är det högst troligt att det orsakar betydande slitage på pelletsmaskinens ringform.Ringformens livslängd beräknas utifrån produktionskapacitet.För närvarande är ringformens livslängd i Kina endast 100-1000t.
Felet i ringformen uppstår huvudsakligen i följande fyra fenomen: ① Efter att ringformen har arbetat under en tid, slits den inre väggen av det formande formhålet och öppningen ökar, vilket resulterar i betydande deformation av det bildade bränslet;② Matningslutningen för formningsformhålet i ringformen slits av, vilket resulterar i en minskning av mängden biomassamaterial som pressas in i formhålet, en minskning av extruderingstrycket och lätt blockering av formningsformhålet, vilket leder till felet i ringformen (Figur 2);③ Efter den inre väggen material och kraftigt minskar utsläppsmängden (Figur 3);
④ Efter nötning av det inre hålet i ringformen blir väggtjockleken mellan intilliggande formbitar L tunnare, vilket resulterar i en minskning av ringformens strukturella styrka.Sprickor är benägna att uppstå i den farligaste delen, och när sprickorna fortsätter att förlängas uppstår fenomenet ringmögelbrott.Huvudskälet till ringformens lätta slitage och korta livslängd är den orimliga strukturen hos formningsringformen (ringformen är integrerad med formningsformens hål).Den integrerade strukturen av de två är benägen till sådana resultat: ibland när endast ett fåtal formhål i ringformen är utslitna och inte kan fungera, måste hela ringformen bytas ut, vilket inte bara medför olägenheter för utbytesarbetet, men orsakar också stort ekonomiskt slöseri och ökar underhållskostnaderna.
1.3 Strukturell förbättringsdesign av formningsformFör att förlänga livslängden för pelletsmaskinens ringform, minska slitaget, underlätta utbyte och minska underhållskostnaderna, är det nödvändigt att utföra en helt ny förbättringsdesign på ringformens struktur.Den inbäddade gjutformen användes i konstruktionen och den förbättrade kompressionskammarstrukturen visas i figur 4. Figur 5 visar en tvärsnittsvy av den förbättrade gjutformen.
Denna förbättrade design är främst inriktad på ringformspartikelmaskinen med en rörelseform av aktiv tryckrulle och fast ringform.Den nedre ringformen är fixerad på kroppen och de två tryckrullarna är anslutna till huvudaxeln genom en anslutningsplatta.Formningsformen är inbäddad på den nedre ringformen (med hjälp av interferenspassning), och den övre ringformen fixeras på den nedre ringformen genom bultar och kläms fast på formningsformen.Samtidigt, för att förhindra att formningsformen studsar tillbaka på grund av kraft efter att tryckvalsen rullar över och rör sig radiellt längs ringformen, används försänkta skruvar för att fixera formningsformen till de övre respektive undre ringformarna.För att minska motståndet hos materialet som kommer in i hålet och göra det bekvämare att komma in i formhålet.Den koniska vinkeln på matningshålet i den designade formningsformen är 60 ° till 120 °.
Den förbättrade strukturella designen av formningsformen har egenskaperna för flercykel och lång livslängd.När partikelmaskinen arbetar under en tid gör friktionsförlusten att öppningen i formningsformen blir större och passiveras.När den slitna formningsformen avlägsnas och expanderas, kan den användas för tillverkning av andra specifikationer för formningspartiklar.Detta kan uppnå återanvändning av formar och spara underhålls- och utbyteskostnader.
För att förlänga granulatorns livslängd och minska produktionskostnaderna, använder tryckvalsen högt kolhaltigt manganstål med god slitstyrka, såsom 65Mn.Formningsformen bör vara gjord av legerat uppkolat stål eller lågkolhaltig nickel-kromlegering, såsom innehållande Cr, Mn, Ti, etc. På grund av förbättringen av kompressionskammaren formas friktionskraften som de övre och nedre ringformarna upplever under driften är relativt liten jämfört med formningsformen.Därför kan vanligt kolstål, såsom 45-stål, användas som material för kompressionskammaren.Jämfört med traditionella integrerade ringformar kan det minska användningen av dyrt legerat stål och därigenom sänka produktionskostnaderna.
2. Mekanisk analys av formningsformen i ringformpelletsmaskinen under formningsformens arbetsprocess.
Under gjutningsprocessen mjukas ligninet i materialet helt upp på grund av högtrycks- och högtemperaturmiljön som genereras i gjutformen.När extruderingstrycket inte ökar, genomgår materialet plasticering.Materialet flyter bra efter plasticering, så längden kan ställas in på d.Formningsformen betraktas som ett tryckkärl och belastningen på formningsformen förenklas.
Genom ovanstående mekaniska beräkningsanalys kan man dra slutsatsen att för att erhålla trycket vid vilken punkt som helst inuti formningsformen, är det nödvändigt att bestämma den periferiska töjningen vid den punkten inuti formningsformen.Sedan kan friktionskraften och trycket på den platsen beräknas.
3. Slutsats
Denna artikel föreslår en ny strukturell förbättringsdesign för formningsformen för ringformpelletiseringsanordningen.Användningen av inbäddade formningsformar kan effektivt minska formens slitage, förlänga formcykelns livslängd, underlätta utbyte och underhåll och minska produktionskostnaderna.Samtidigt genomfördes en mekanisk analys av formningsformen under dess arbetsprocess, vilket gav en teoretisk grund för fortsatt forskning i framtiden.
Posttid: 22-2-2024