As gevolg van die laer skadelike stowwe soos as, stikstof en swael in biomassa in vergelyking met minerale energie, het dit die eienskappe van groot reserwes, goeie koolstofaktiwiteit, maklike ontsteking en hoë vlugtige komponente. Daarom is biomassa 'n baie ideale energiebrandstof en is dit baie geskik vir verbrandingsomskakeling en -benutting. Die oorblywende as na biomassaverbranding is ryk aan voedingstowwe wat deur plante benodig word, soos fosfor, kalsium, kalium en magnesium, sodat dit as kunsmis gebruik kan word om terug te keer na die land. Gegewe die enorme hulpbronreserwes en unieke hernubare voordele van biomassa-energie, word dit tans deur lande regoor die wêreld as 'n belangrike keuse vir nasionale nuwe energie-ontwikkeling beskou. Die Nasionale Ontwikkelings- en Hervormingskommissie van China het duidelik in die "Implementeringsplan vir Omvattende Benutting van Gewasstrooi gedurende die 12de Vyfjaarplan" verklaar dat die omvattende benuttingskoers van strooi teen 2013 75% sal bereik, en daarna sal streef om 80% teen 2015 te oorskry.
Hoe om biomassa-energie om te skakel in hoëgehalte, skoon en gerieflike energie het 'n dringende probleem geword wat opgelos moet word. Biomassa-verdigtingstegnologie is een van die effektiewe maniere om die doeltreffendheid van biomassa-energieverbranding te verbeter en vervoer te vergemaklik. Tans is daar vier algemene tipes digte vormtoerusting in die plaaslike en buitelandse markte: spiraal-ekstrusie-deeltjiemasjien, suierstempel-deeltjiemasjien, platvorm-deeltjiemasjien en ringvorm-deeltjiemasjien. Onder hulle word die ringvorm-pelletmasjien wyd gebruik as gevolg van sy eienskappe soos geen behoefte aan verhitting tydens werking nie, wye vereistes vir grondstofvoginhoud (10% tot 30%), groot enkelmasjienuitset, hoë kompressiedigtheid en goeie vormingseffek. Hierdie tipe pelletmasjiene het egter oor die algemeen nadele soos maklike vormslytasie, kort lewensduur, hoë onderhoudskoste en ongerieflike vervanging. In reaksie op die bogenoemde tekortkominge van die ringvorm-pelletmasjien, het die outeur 'n splinternuwe verbeteringsontwerp op die struktuur van die vormvorm gemaak en 'n steltipe vormvorm ontwerp met lang lewensduur, lae onderhoudskoste en gerieflike onderhoud. Intussen het hierdie artikel 'n meganiese analise van die vormvorm tydens sy werkproses gedoen.
1. Verbeteringsontwerp van die vormstruktuur vir ringvormgranulator
1.1 Inleiding tot die Ekstrusievormingsproses:Die ringvorm-pelletmasjien kan in twee tipes verdeel word: vertikaal en horisontaal, afhangende van die posisie van die ringvorm; Volgens die bewegingsvorm kan dit in twee verskillende bewegingsvorme verdeel word: die aktiewe drukrol met 'n vaste ringvorm en die aktiewe drukrol met 'n gedrewe ringvorm. Hierdie verbeterde ontwerp is hoofsaaklik gemik op die ringvorm-deeltjiemasjien met 'n aktiewe drukrol en 'n vaste ringvorm as die bewegingsvorm. Dit bestaan hoofsaaklik uit twee dele: 'n vervoermeganisme en 'n ringvorm-deeltjiemeganisme. Die ringvorm en drukrol is die twee kernkomponente van die ringvorm-pelletmasjien, met baie vormgate wat rondom die ringvorm versprei is, en die drukrol is binne-in die ringvorm geïnstalleer. Die drukrol is aan die transmissiespindel gekoppel, en die ringvorm is op 'n vaste hakie geïnstalleer. Wanneer die spindel roteer, dryf dit die drukrol aan om te roteer. Werkbeginsel: Eerstens vervoer die vervoermeganisme die gebreekte biomassamateriaal in 'n sekere deeltjiegrootte (3-5 mm) na die kompressiekamer. Dan dryf die motor die hoofas aan om die drukrol te laat roteer, en die drukrol beweeg teen 'n konstante spoed om die materiaal eweredig tussen die drukrol en die ringvorm te versprei, wat veroorsaak dat die ringvorm saamdruk en wrywing met die materiaal, die drukrol met die materiaal, en die materiaal met die materiaal veroorsaak. Tydens die proses van wrywing, kombineer sellulose en hemisellulose in die materiaal met mekaar. Terselfdertyd versag die hitte wat deur die wrywing gegenereer word, lignien tot 'n natuurlike bindmiddel, wat sellulose, hemisellulose en ander komponente stewiger aan mekaar bind. Met die voortdurende vulling van biomassamateriale, bly die hoeveelheid materiaal wat aan kompressie en wrywing in die vormgate onderwerp word, toeneem. Terselfdertyd bly die drukkrag tussen biomassa toeneem, en dit verdik voortdurend en vorm in die vormgat. Wanneer die ekstrusiedruk groter is as die wrywingskrag, word die biomassa voortdurend uit die vormgate rondom die ringvorm geëkstrudeer, wat biomassa-vormbrandstof met 'n vormdigtheid van ongeveer 1g/Cm3 vorm.
1.2 Slytasie van vormvorms:Die enkele masjienuitset van die korrelmasjien is groot, met 'n relatief hoë mate van outomatisering en sterk aanpasbaarheid by grondstowwe. Dit kan wyd gebruik word vir die verwerking van verskeie biomassa-grondstowwe, geskik vir grootskaalse produksie van biomassa-digte vormbrandstowwe, en voldoen aan die ontwikkelingsvereistes van biomassa-digte vormbrandstofindustrialisering in die toekoms. Daarom word die ringvorm-korrelmasjien wyd gebruik. As gevolg van die moontlike teenwoordigheid van klein hoeveelhede sand en ander nie-biomassa-onsuiwerhede in die verwerkte biomassamateriaal, is dit hoogs waarskynlik dat dit aansienlike slytasie op die korrelmasjien se ringvorm sal veroorsaak. Die lewensduur van die ringvorm word bereken op grond van produksiekapasiteit. Tans is die lewensduur van die ringvorm in China slegs 100-1000t.
Die mislukking van die ringvorm kom hoofsaaklik in die volgende vier verskynsels voor: ① Nadat die ringvorm vir 'n tydperk gewerk het, slyt die binnewand van die vormgat en vergroot die opening, wat lei tot beduidende vervorming van die gevormde brandstof wat geproduseer word; ② Die voedingshelling van die vormgat van die ringvorm word afgeslyt, wat lei tot 'n afname in die hoeveelheid biomassamateriaal wat in die vormgat gedruk word, 'n afname in ekstrusiedruk en maklike blokkering van die vormgat, wat lei tot die mislukking van die ringvorm (Figuur 2); ③ Nadat die binnewandmateriaal geslyt het, verminder die hoeveelheid ontlading skerp (Figuur 3);
④ Na die slytasie van die binneste gat van die ringvorm, word die wanddikte tussen aangrensende vormstukke L dunner, wat lei tot 'n afname in die strukturele sterkte van die ringvorm. Krake is geneig om in die gevaarlikste gedeelte te voorkom, en soos die krake aanhou uitbrei, vind die verskynsel van ringvormbreuk plaas. Die hoofrede vir die maklike slytasie en kort lewensduur van die ringvorm is die onredelike struktuur van die vormvorm (die ringvorm is geïntegreer met die vormvormgate). Die geïntegreerde struktuur van die twee is geneig tot sulke resultate: soms wanneer slegs 'n paar vormvormgate van die ringvorm verslyt is en nie kan werk nie, moet die hele ringvorm vervang word, wat nie net ongerief vir die vervangingswerk veroorsaak nie, maar ook groot ekonomiese vermorsing veroorsaak en onderhoudskoste verhoog.
1.3 Strukturele Verbeteringsontwerp van VormvormOm die lewensduur van die ringvorm van die korrelmasjien te verleng, slytasie te verminder, vervanging te vergemaklik en onderhoudskoste te verminder, is dit nodig om 'n splinternuwe verbeteringsontwerp op die struktuur van die ringvorm uit te voer. Die ingebedde gietvorm is in die ontwerp gebruik, en die verbeterde kompressiekamerstruktuur word in Figuur 4 getoon. Figuur 5 toon die dwarssnitaansig van die verbeterde gietvorm.
Hierdie verbeterde ontwerp is hoofsaaklik gemik op die ringvorm-deeltjiemasjien met 'n bewegende vorm van aktiewe drukroller en vaste ringvorm. Die onderste ringvorm is aan die romp vasgemaak, en die twee drukrollers is deur 'n verbindingsplaat aan die hoofas gekoppel. Die vormvorm is in die onderste ringvorm ingebed (met behulp van interferensiepassing), en die boonste ringvorm is deur boute aan die onderste ringvorm vasgemaak en op die vormvorm vasgeklem. Terselfdertyd, om te verhoed dat die vormvorm terugspring as gevolg van krag nadat die drukroller oorrol en radiaal langs die ringvorm beweeg, word versinkte skroewe gebruik om die vormvorm onderskeidelik aan die boonste en onderste ringvorms vas te maak. Om die weerstand van die materiaal wat die gat binnedring te verminder en dit geriefliker te maak om die vormgat binne te gaan. Die koniese hoek van die voedingsgat van die ontwerpte vormvorm is 60 ° tot 120 °.
Die verbeterde strukturele ontwerp van die vormvorm het die eienskappe van multisiklus en lang dienslewe. Wanneer die deeltjiemasjien vir 'n tydperk werk, veroorsaak wrywingsverlies dat die opening van die vormvorm groter en gepassiveer word. Wanneer die verslete vormvorm verwyder en uitgebrei word, kan dit gebruik word vir die produksie van ander spesifikasies van vormdeeltjies. Dit kan die hergebruik van vorms bewerkstellig en onderhouds- en vervangingskoste bespaar.
Om die lewensduur van die granulator te verleng en produksiekoste te verminder, gebruik die drukrol hoë koolstof hoë mangaan staal met goeie slytasieweerstand, soos 65Mn. Die vormvorm moet gemaak word van allooi gekarburiseerde staal of lae koolstof nikkel chroom legering, soos wat Cr, Mn, Ti, ens. bevat. As gevolg van die verbetering van die kompressiekamer, is die wrywingskrag wat die boonste en onderste ringvorms tydens werking ervaar relatief klein in vergelyking met die vormvorm. Daarom kan gewone koolstofstaal, soos 45 staal, as die materiaal vir die kompressiekamer gebruik word. In vergelyking met tradisionele geïntegreerde vormringvorms, kan dit die gebruik van duur allooistaal verminder, waardeur produksiekoste verlaag word.
2. Meganiese analise van die vormvorm van die ringvormpelletmasjien tydens die werkproses van die vormvorm.
Tydens die gietproses word die lignien in die materiaal heeltemal versag as gevolg van die hoëdruk- en hoëtemperatuuromgewing wat in die gietvorm gegenereer word. Wanneer die ekstrusiedruk nie toeneem nie, ondergaan die materiaal plastisering. Die materiaal vloei goed na plastisering, dus kan die lengte op d gestel word. Die vormvorm word as 'n drukvat beskou, en die spanning op die vormvorm word vereenvoudig.
Deur die bogenoemde meganiese berekeningsanalise kan die gevolgtrekking gemaak word dat om die druk by enige punt binne die vormvorm te verkry, dit nodig is om die omtrekspanning by daardie punt binne die vormvorm te bepaal. Dan kan die wrywingskrag en druk by daardie plek bereken word.
3. Gevolgtrekking
Hierdie artikel stel 'n nuwe strukturele verbeteringsontwerp voor vir die vormvorm van die ringvormpelletiseerder. Die gebruik van ingebedde vormvorms kan die vormslytasie effektief verminder, die vormsikluslewe verleng, vervanging en onderhoud vergemaklik, en produksiekoste verminder. Terselfdertyd is meganiese analise op die vormvorm uitgevoer tydens sy werkproses, wat 'n teoretiese basis vir verdere navorsing in die toekoms bied.
Plasingstyd: 22 Februarie 2024