A causa de les substàncies nocives inferiors com la cendra, el nitrogen i el sofre en biomassa en comparació amb l’energia mineral, té les característiques de les grans reserves, una bona activitat de carboni, l’encesa fàcil i els components volàtils elevats. Per tant, la biomassa és un combustible energètic molt ideal i és molt adequat per a la conversió i la utilització de la combustió. La cendra residual després de la combustió de biomassa és rica en nutrients requerits per plantes com el fòsfor, el calci, el potassi i el magnesi, de manera que es pot utilitzar com a fertilitzant per tornar al camp. Tenint en compte les enormes reserves de recursos i els avantatges renovables únics de l’energia de biomassa, actualment es considera una elecció important per al desenvolupament nacional d’energia per part de països del món. La Comissió Nacional de Desenvolupament i Reforma de la Xina ha declarat clarament en el "Pla d'implementació per a la utilització integral de la palla de cultiu durant el 12è Pla de cinc anys" que la taxa d'utilització integral de la palla arribarà al 75% el 2013 i s'esforçarà a superar el 80% el 2015.
Com convertir l’energia de biomassa en energia de gran qualitat, neta i convenient s’ha convertit en un problema urgent a resoldre. La tecnologia de densificació de biomassa és una de les maneres efectives de millorar l’eficiència de la incineració energètica de biomassa i facilitar el transport. Actualment, hi ha quatre tipus comuns d’equips de formació dens als mercats domèstics i estrangers: màquina de partícules d’extrusió en espiral, màquina de partícules d’estampació de pistons, màquina de partícules de motlle pla i màquina de motlle d’anell. Entre ells, la màquina de pellet de motlle d’anell s’utilitza àmpliament a causa de les seves característiques com ara la necessitat d’escalfament durant el funcionament, requisits amplis per al contingut d’humitat de matèries primeres (10% a 30%), gran sortida de màquina única, alta densitat de compressió i un bon efecte de formació. Tot i això, aquest tipus de màquines de pellets generalment tenen desavantatges com ara un desgast de motlles fàcil, una vida útil curta, un elevat cost de manteniment i una substitució inconvenient. En resposta a les mancances anteriors de la màquina de pellet de motlle d'anells, l'autor ha fet un nou disseny de millora en l'estructura del motlle formant i ha dissenyat un motlle de tipus de conjunt amb una vida útil de servei, un baix cost de manteniment i un manteniment convenient. Mentrestant, aquest article realitzava una anàlisi mecànica del motlle formant durant el seu procés de treball.
1. Disseny de millora de l'estructura de motlle formant per al granulador de motlles d'anell
1.1 Introducció al procés de formació d’extrusió:La màquina de pellet de matrius de l'anell es pot dividir en dos tipus: vertical i horitzontal, depenent de la posició de l'anell; Segons la forma de moviment, es pot dividir en dues formes de moviment diferents: el corró de pressió actiu amb un motlle d'anell fix i el corró de premsat actiu amb un motlle d'anell conduït. Aquest disseny millorat està dirigit principalment a la màquina de partícules del motlle d'anell amb un corró de pressió actiu i un motlle d'anell fix com a forma de moviment. Consta principalment de dues parts: un mecanisme de transport i un mecanisme de partícules de motlle d’anell. El motlle de l’anell i el corró de pressió són els dos components del nucli de la màquina de pellet del motlle d’anell, amb molts forats de motlle formant distribuïts al voltant del motlle de l’anell, i el corró de pressió s’instal·la dins del motlle de l’anell. El corró de pressió està connectat al cargol de transmissió i el motlle de l'anell s'instal·la en un suport fix. Quan el cargol gira, condueix el corró de pressió per girar. Principi de funcionament: En primer lloc, el mecanisme de transport transporta el material de biomassa triturat en una determinada mida de partícula (3-5 mm) a la cambra de compressió. A continuació, el motor condueix l’eix principal per conduir el corró de pressió per girar, i el corró de pressió es mou a una velocitat constant per dispersar uniformement el material entre el corró de pressió i el motlle de l’anell, provocant que el motlle de l’anell comprimeixi i fricteixi amb el material, el corró de pressió amb el material i el material amb el material. Durant el procés d’estranyar la fricció, la cel·lulosa i l’hemicel·lulosa en el material es combinen entre ells. Al mateix temps, la calor generada mitjançant la reducció de fricció suavitza la lignina en un aglutinant natural, cosa que fa que la cel·lulosa, l’hemicel·lulosa i altres components s’uneixin més fermament. Amb el farcit continu de materials de biomassa, la quantitat de material sotmesa a compressió i fricció en els forats de motlle que formen continua augmentant. Al mateix temps, la força d’estreny entre la biomassa continua augmentant i densifica i es forma contínuament al forat de modelat. Quan la pressió d'extrusió és superior a la força de fricció, la biomassa s'extreu contínuament dels forats de modelat al voltant del motlle de l'anell, formant combustible de modelat de biomassa amb una densitat de modelat d'aproximadament 1G/cm3.
1.2 Desgast de motlles:La sortida de la màquina única de la màquina de pellet és gran, amb un grau d'automatització relativament alt i una forta adaptabilitat a les matèries primeres. Es pot utilitzar àmpliament per processar diverses matèries primeres de biomassa, adequades per a la producció a gran escala de combustibles densos densos de biomassa i complir els requisits de desenvolupament de la industrialització de combustible que formen biomassa en el futur. Per tant, s’utilitza àmpliament la màquina de pellet del motlle d’anell. A causa de la possible presència de petites quantitats de sorra i altres impureses no biomassa en el material de biomassa processat, és molt probable que causi un desgast significatiu al motlle de l'anell de la màquina de pellet. La vida útil del motlle d’anell es calcula en funció de la capacitat de producció. Actualment, la vida útil del motlle d’anell a la Xina és de només 100-1000T.
La fallada del motlle de l'anell es produeix principalment en els quatre fenòmens següents: ① Després que el motlle de l'anell funcioni durant un període de temps, la paret interior del forat del motlle formant i l'obertura augmenta, donant lloc a una deformació significativa del combustible format produït; ② Es desgasta el pendent d’alimentació del forat de matriu formant del motlle de l’anell, donant lloc a una disminució de la quantitat de material de biomassa estripat al forat de matriu, una disminució de la pressió d’extrusió i un bloqueig fàcil del forat de matriu que condueix, provocant la fallada del motlle de l’anell (figura 2); ③ Després dels materials de la paret interior i redueix bruscament la quantitat de descàrrega (figura 3);
④ Després del desgast del forat interior del motlle de l'anell, el gruix de la paret entre les peces de motlle adjacent L es fa més prim, donant lloc a una disminució de la força estructural del motlle de l'anell. Les esquerdes són propenses a produir -se a la secció més perillosa i, a mesura que les esquerdes es continuen estenent, es produeix el fenomen de la fractura del motlle de l’anell. El motiu principal del desgast fàcil i la vida curta del motlle de l’anell és l’estructura raonable del motlle d’anell formador (el motlle d’anell s’integra amb els forats de motlle formant). L’estructura integrada dels dos és propensa a aquests resultats: de vegades quan només es desgasten uns quants forats de motlle del motlle d’anell i no poden funcionar, cal substituir tot el motlle de l’anell, que no només aporta molèsties als treballs de substitució, sinó que també provoca grans residus econòmics i augmenta els costos de manteniment.
1.3 Disseny de millora estructural del motlle formantPer tal d’estendre la vida útil del motlle d’anell de la màquina de pellet, reduir el desgast, facilitar la substitució i reduir els costos de manteniment, cal dur a terme un nou disseny de millora en l’estructura del motlle d’anell. El motlle de modelat incrustat es va utilitzar en el disseny i l'estructura de la cambra de compressió millorada es mostra a la figura 4. La figura 5 mostra la vista transversal del motlle de modelat millorat.
Aquest disseny millorat està dirigit principalment a la màquina de partícules del motlle d’anell amb una forma de moviment de corró de pressió activa i motlle d’anell fix. El motlle inferior de l’anell es fixa al cos i els dos rodets de pressió es connecten a l’eix principal a través d’una placa de connexió. El motlle de formació està incrustat al motlle de l'anell inferior (utilitzant la interferència), i el motlle de l'anell superior es fixa al motlle d'anell inferior a través dels cargols i es fixa en el motlle de formació. Al mateix temps, per evitar que el motlle formant es reboti a causa de la força després que el corró de pressió es faci rodar i es mogui radialment al llarg del motlle de l'anell, s'utilitzen cargols de Countersunk per arreglar el motlle formant als motlles de l'anell superior i inferior respectivament. Per tal de reduir la resistència del material que entri al forat i que sigui més convenient entrar al forat del motlle. L’angle cònic del forat d’alimentació del motlle de formació dissenyat és de 60 a 120 °.
El disseny estructural millorat del motlle formant té les característiques de la vida útil de diversos cicles i de la llarga durada. Quan la màquina de partícules funciona durant un període de temps, la pèrdua de fricció fa que l’obertura del motlle formant sigui més gran i passivada. Quan s’elimina i s’amplia el motlle desgastat, es pot utilitzar per a la producció d’altres especificacions de formació de partícules. Això pot aconseguir la reutilització de motlles i estalviar costos de manteniment i substitució.
Per tal d’ampliar la vida útil del granulador i reduir els costos de producció, el corró a pressió adopta acer alt de manganès alt en carboni amb una bona resistència al desgast, com ara 65mn. El motlle de formació ha de ser d'acer carburitzat en aliatge o aliatge de níquel baix en carboni, com ara contenir CR, MN, TI, etc. A causa de la millora de la cambra de compressió, la força de fricció experimentada pels motlles d'anell superior i inferior durant l'operació és relativament petita en comparació amb el motlle de formació. Per tant, l'acer ordinari de carboni, com ara 45 acer, es pot utilitzar com a material per a la cambra de compressió. En comparació amb els motlles d'anells integrats tradicionals, pot reduir l'ús d'acer costós d'aliatge, reduint així els costos de producció.
2. Anàlisi mecànica del motlle formant de la màquina de pellet del motlle anell durant el procés de treball del motlle formant.
Durant el procés de modelat, la lignina del material es suavitza completament a causa de l’entorn d’alta pressió i d’alta temperatura generat en el motlle de modelat. Quan la pressió d’extrusió no augmenta, el material experimenta plastificació. El material flueix bé després de la plastificació, de manera que la longitud es pot configurar a d. El motlle de formació es considera com un recipient de pressió i es simplifica la tensió del motlle formant.
Mitjançant l’anàlisi de càlcul mecànica anterior, es pot concloure que per obtenir la pressió en qualsevol punt dins del motlle de formació, és necessari determinar la soca circumferencial en aquell punt dins del motlle de formació. A continuació, es pot calcular la força i la pressió de fricció en aquesta ubicació.
3. Conclusió
Aquest article proposa un nou disseny de millora estructural per al motlle formant del pelletitzador de motlles. L’ús de motlles formadors incrustats pot reduir eficaçment el desgast de motlles, estendre la vida del cicle del motlle, facilitar la substitució i el manteniment i reduir els costos de producció. Al mateix temps, es va realitzar una anàlisi mecànica sobre el motlle de formació durant el seu procés de treball, proporcionant una base teòrica per a investigacions posteriors en el futur.
Posada Posada: 22 de febrer de 2014