Wéinst de manner schiedleche Substanzen wéi Äsch, Stéckstoff a Schwefel an der Biomasse am Verglach mat Mineralenergie, huet se d'Charakteristike vu grousse Reserven, gudder Kuelestoffaktivitéit, einfacher Zündung an héije flüchtege Komponenten. Dofir ass Biomasse e ganz idealen Energiebrennstoff a ganz gëeegent fir d'Verbrennungskonversioun an d'Notzung. Déi reschtlech Äsch no der Biomasseverbrennung ass räich u Nährstoffer, déi vu Planzen gebraucht ginn, wéi Phosphor, Kalzium, Kalium a Magnesium, sou datt se als Dünger fir d'Réckféierung op d'Feld benotzt ka ginn. Wéinst den enorme Ressourcenreserven an den eenzegaartege Virdeeler vun der erneierbarer Biomasseenergie gëtt se de Moment als eng wichteg Wiel fir d'national nei Energieentwécklung vu Länner ronderëm d'Welt ugesinn. D'National Entwécklungs- a Reformkommissioun vu China huet am "Ëmsetzungsplang fir déi ëmfaassend Notzung vu Stréi während dem 12. Fënnefjoresplang" kloer festgeluecht, datt déi ëmfaassend Notzungsquote vu Stréi bis 2013 75% erreecht a bis 2015 80% iwwerschreide soll.
Wéi Biomasseenergie a qualitativ héichwäerteg, propper a praktesch Energie ëmgewandelt ka ginn, ass zu engem dréngende Problem ginn, dat geléist muss ginn. D'Biomasseverdichtungstechnologie ass ee vun den effektiven Weeër fir d'Effizienz vun der Verbrennung vu Biomasseenergie ze verbesseren an den Transport ze erliichteren. Am Moment ginn et véier üblech Aarte vu dichte Formungsausrüstung um nationalen an auslännesche Mäert: Spiralextrusiounspartikelmaschinn, Kolbenstanzpartikelmaschinn, Flachformpartikelmaschinn a Rankformpartikelmaschinn. Dorënner gëtt d'Ringformpelletmaschinn wäit verbreet wéinst hire Charakteristiken wéi keng Heizung beim Betrib, breet Ufuerderungen un de Fiichtegkeetsgehalt vu Rohmaterialien (10% bis 30%), grouss Leeschtung vun enger eenzeger Maschinn, héich Kompressiounsdicht a gudde Formeffekt. Wéi och ëmmer, dës Zorte vu Pelletmaschinne hunn allgemeng Nodeeler wéi einfache Formverschleiung, kuerz Liewensdauer, héich Ënnerhaltskäschten an onprakteschen Ersatz. Als Äntwert op déi uewe genannten Nodeeler vun der Ringformpelletmaschinn huet den Auteur en neien Verbesserungsdesign vun der Struktur vun der Formform gemaach an eng Formform vum Set-Typ mat enger laanger Liewensdauer, niddrege Ënnerhaltskäschten a praktescher Ënnerhaltung entworf. Mëttlerweil huet dësen Artikel eng mechanesch Analyse vun der Formform während sengem Aarbechtsprozess duerchgefouert.
1. Verbesserungsdesign vun der Formstruktur fir de Ringformgranulator
1.1 Aféierung an de Prozess vun der Extrusiounsformung:D'Ringform-Pelletmaschinn kann an zwou Zorten opgedeelt ginn: vertikal an horizontal, ofhängeg vun der Positioun vun der Ringform; jee no der Bewegungsform kann se an zwou verschidde Bewegungsformen opgedeelt ginn: déi aktiv Drockroll mat enger fixer Ringform an déi aktiv Drockroll mat enger ugedriwwener Ringform. Dësen verbesserten Design zielt haaptsächlech op d'Ringformpartikelmaschinn mat enger aktiver Drockroll an enger fixer Ringform als Bewegungsform. Si besteet haaptsächlech aus zwee Deeler: engem Fërdermechanismus an engem Ringformpartikelmechanismus. D'Ringform an d'Drockroll sinn déi zwee Kärkomponenten vun der Ringform-Pelletmaschinn, mat ville Formlächer, déi ronderëm d'Ringform verdeelt sinn, an d'Drockroll ass an der Ringform installéiert. D'Drockroll ass mat der Transmissiounsspindel verbonnen, an d'Ringform ass op enger fixer Halterung installéiert. Wann d'Spindel sech dréit, dréit se d'Drockroll zum Dréien. Funktionsprinzip: Als éischt transportéiert de Fërdermechanismus dat zerquetscht Biomassematerial an eng bestëmmt Partikelgréisst (3-5 mm) an d'Kompressiounskammer. Dann dréckt de Motor d'Haaptwell un, fir d'Drockroll ze dréinen, an d'Drockroll beweegt sech mat enger konstanter Geschwindegkeet, fir d'Material gläichméisseg tëscht der Drockroll an der Ringform ze verdeelen, wouduerch d'Ringform zesummegedréckt gëtt a Reibung mam Material, der Drockroll mam Material an dem Material mam Material optrieden. Wärend dem Prozess vun der Pressreibung verbannen sech Cellulose an Hemicellulose am Material mateneen. Gläichzäiteg mëllt d'Hëtzt, déi duerch d'Pressreibung generéiert gëtt, Lignin zu engem natierleche Bindemittel, wouduerch Cellulose, Hemicellulose an aner Komponenten méi fest zesummegebonne ginn. Mat der kontinuéierlecher Fëllung vu Biomassematerialien klëmmt d'Quantitéit u Material, dat an de Formlächer vun de Formen ënner Kompressioun a Reibung ausgesat ass, weider. Gläichzäiteg klëmmt d'Presskraaft tëscht der Biomasse weider, an et verdichtet sech kontinuéierlech a formt sech am Formlach. Wann den Extrusiounsdrock méi grouss ass wéi d'Reibungskraaft, gëtt d'Biomasse kontinuéierlech aus de Formlächer ronderëm d'Ringform extrudéiert, wouduerch e Biomasseformbrennstoff mat enger Formdicht vun ongeféier 1g/Cm3 entsteet.
1.2 Verschleiss vu Formformen:D'Leeschtung vun enger eenzeger Pelletmaschinn ass grouss, mat engem relativ héije Grad un Automatiséierung a staarker Upassungsfäegkeet un d'Rohmaterialien. Si kann wäit verbreet fir d'Veraarbechtung vu verschiddene Biomasse-Rohmaterialien agesat ginn, ass gëeegent fir eng grouss Produktioun vu dichtformende Biomasse-Brennstoffer a erfëllt d'Entwécklungsufuerderunge vun der Industrialiséierung vu dichtformende Biomasse-Brennstoffer an der Zukunft. Dofir gëtt d'Ringform-Pelletmaschinn wäit verbreet agesat. Wéinst der méiglecher Präsenz vu klenge Quantitéiten u Sand an aner net-Biomasse-Onreinheeten am veraarbechte Biomassematerial ass et héichwahrscheinlech, datt et e bedeitende Verschleiung vun der Ringform vun der Pelletmaschinn verursaacht. D'Liewensdauer vun der Ringform gëtt op Basis vun der Produktiounskapazitéit berechent. Aktuell ass d'Liewensdauer vun der Ringform a China nëmmen 100-1000t.
De Versoen vun der Ringform trëtt haaptsächlech an de folgende véier Phenomener op: ① Nodeems d'Ringform eng Zäit laang geschafft huet, verschleisst sech déi bannenzeg Mauer vum Lach vun der Formform an d'Ouverture vergréissert sech, wat zu enger bedeitender Deformatioun vum produzéierte Brennstoff féiert; ② D'Zufuhrsteigung vum Lach vun der Formform vun der Ringform gëtt ofgenotzt, wat zu enger Ofsenkung vun der Quantitéit u Biomassematerial féiert, déi an d'Lach vun der Form gepresst gëtt, enger Ofsenkung vum Extrusiounsdrock an enger einfacher Blockéierung vum Lach vun der Formform, wat zum Versoen vun der Ringform féiert (Figur 2); ③ Nodeems d'bannenzeg Mauermaterialien ofgebaut goufen, reduzéiert sech d'Ausladungsquantitéit staark (Figur 3);
④ Nom Ofnotzung vum banneschten Lach vun der Ringform gëtt d'Wanddicke tëscht den ugrenzende Formstécker L méi dënn, wat zu enger Ofsenkung vun der struktureller Stäerkt vun der Ringform féiert. Rëss entstinn am geféierlechsten Deel, a wa sech d'Rëss weider ausdehnen, trëtt de Phänomen vum Ringformbroch op. Den Haaptgrond fir den einfache Verschleiss an déi kuerz Liewensdauer vun der Ringform ass déi onraisonnabel Struktur vun der Formringform (d'Ringform ass mat de Formformlächer integréiert). Déi integréiert Struktur vun deenen zwee ass ufälleg fir sou Resultater: heiansdo, wann nëmmen e puer Formformlächer vun der Ringform ofgenotzt sinn a net méi funktionéiere kënnen, muss déi ganz Ringform ersat ginn, wat net nëmmen Onbequemlechkeeten bei der Ersatzaarbecht bréngt, mä och grouss wirtschaftlech Verschwendung verursaacht an d'Ënnerhaltskäschte erhéicht.
1.3 Strukturell Verbesserungsdesign vun der FormformFir d'Liewensdauer vun der Ringform vun der Pelletmaschinn ze verlängeren, de Verschleiung ze reduzéieren, den Ersatz ze erliichteren an d'Ënnerhaltskäschten ze senken, ass et néideg, en neien Verbesserungsdesign un der Struktur vun der Ringform duerchzeféieren. Déi agebett Form gouf am Design benotzt, an déi verbessert Kompressiounskummerstruktur ass an der Figur 4 gewisen. Figur 5 weist de Querschnitt vun der verbesserter Form.
Dësen verbesserten Design zielt haaptsächlech op d'Ringformpartikelmaschinn mat enger Bewegungsform vun enger aktiver Drockroll an enger fixer Ringform. Déi ënnescht Ringform ass um Kierper fixéiert, an déi zwou Drockrollen sinn iwwer eng Verbindungsplack mat der Haaptwell verbonnen. D'Formform ass an der ënneschter Ringform agebett (mat enger Stéierungspassung), an déi iewescht Ringform ass mat Schrauwen op der ënneschter Ringform fixéiert an op d'Formform festgeklemmt. Fir ze verhënneren, datt d'Formform duerch Kraaft zréckgeet, nodeems d'Drockroll sech iwwer d'Ringform beweegt a radial beweegt, ginn Versenkschrauwen benotzt fir d'Formform un der ieweschter respektiv ënneschter Ringform ze fixéieren. Fir de Widderstand vum Material, dat an d'Lach erakënnt, ze reduzéieren an et méi bequem ze maachen, an d'Formlach eranzeklammen. De konesche Wénkel vum Zoulaflach vun der entworfener Formform ass 60° bis 120°.
Den verbesserte Strukturdesign vun der Formform huet d'Charakteristike vu Multi-Zyklen a laanger Liewensdauer. Wann d'Partikelmaschinn eng Zäit laang funktionéiert, verursaacht de Reibungsverloscht, datt d'Ouverture vun der Formform méi grouss a passivéiert gëtt. Wann déi ofgenotzt Formform ewechgeholl an ausgebaut gëtt, kann se fir d'Produktioun vun anere Spezifikatioune vu Formpartikelen benotzt ginn. Dëst kann d'Wiederverwendung vu Formen erreechen an Ënnerhalts- a Ersatzkäschte spueren.
Fir d'Liewensdauer vum Granulator ze verlängeren an d'Produktiounskäschten ze reduzéieren, benotzt d'Drockwalz Kuelestoff-Héichmangan-Stol mat gudder Verschleißbeständegkeet, wéi zum Beispill 65Mn. D'Formform soll aus engem Legierungskarburiséierte Stol oder enger Kuelestoffarmer Néckel-Chrom-Legierung gemaach ginn, wéi zum Beispill Cr, Mn, Ti, etc. Mat der Verbesserung vun der Kompressiounskammer ass d'Reibungskraaft, déi d'iewescht an ënnescht Ringformen während dem Betrib erliewen, relativ kleng am Verglach mat der Formform. Dofir kann normal Kuelestoffstol, wéi zum Beispill 45 Stol, als Material fir d'Kompressiounskammer benotzt ginn. Am Verglach mat traditionellen integréierte Formringformen kann de Gebrauch vun deieren Legierungsstol reduzéiert ginn an doduerch d'Produktiounskäschte gesenkt ginn.
2. Mechanesch Analyse vun der Formform vun der Ringformpelletmaschinn während dem Aarbechtsprozess vun der Formform.
Wärend dem Formprozess gëtt de Lignin am Material komplett mëll gemaach wéinst dem Héichdrock- an Héichtemperaturëmfeld, dat an der Formform entsteet. Wann den Extrusiounsdrock net eropgeet, gëtt d'Material plastifizéiert. D'Material fléisst gutt no der Plastifizéierung, sou datt d'Längt op d agestallt ka ginn. D'Formform gëtt als Drockbehälter ugesinn, an d'Spannung op der Formform gëtt vereinfacht.
Duerch déi uewe genannt mechanesch Berechnungsanalyse kann een dovun ausgoen, datt fir den Drock op all Punkt an der Formform ze kréien, et néideg ass, d'Ëmfangsspannung op deem Punkt an der Formform ze bestëmmen. Dann kënnen d'Reibungskraaft an den Drock op där Plaz berechent ginn.
3. Schlussfolgerung
Dësen Artikel proposéiert en neien strukturellen Verbesserungsdesign fir d'Formform vum Ringformpelletéierer. D'Benotzung vun agebette Formformen kann de Formverschleiss effektiv reduzéieren, d'Liewensdauer vum Formzyklus verlängeren, den Ersatz an d'Ënnerhalt erliichteren an d'Produktiounskäschte reduzéieren. Gläichzäiteg gouf eng mechanesch Analyse vun der Formform während hirem Aarbechtsprozess duerchgefouert, wat eng theoretesch Basis fir weider Fuerschung an der Zukunft liwwert.
Zäitpunkt vun der Verëffentlechung: 22. Februar 2024