En raison des substances nocives plus faibles telles que les cendres, l'azote et le soufre dans la biomasse par rapport à l'énergie minérale, il a les caractéristiques des grandes réserves, une bonne activité de carbone, un allumage facile et des composants volatils élevés. Par conséquent, la biomasse est un carburant énergétique très idéal et est très adapté à la conversion et à l'utilisation de la combustion. Les cendres résiduelles après combustion de biomasse sont riches en nutriments requis par les plantes telles que le phosphore, le calcium, le potassium et le magnésium, de sorte qu'il peut être utilisé comme engrais pour retourner sur le terrain. Compte tenu des énormes réserves de ressources et des avantages renouvelables uniques de l'énergie de la biomasse, il est actuellement considéré comme un choix important pour le développement national de l'énergie des nouveaux pays du monde. La Commission nationale de développement et de réforme de la Chine a clairement indiqué dans le "plan de mise en œuvre pour une utilisation complète de la paille des cultures au cours du plan de 12 ans" que le taux d'utilisation complet de la paille atteindra 75% d'ici 2013 et s'efforce de dépasser 80% d'ici 2015.
Comment convertir l'énergie de la biomasse en une énergie de haute qualité, propre et pratique est devenue un problème urgent à résoudre. La technologie de densification de la biomasse est l'un des moyens efficaces d'améliorer l'efficacité de l'incinération de l'énergie de la biomasse et de faciliter le transport. À l'heure actuelle, il existe quatre types communs d'équipements de forage denses sur les marchés domestiques et étrangers: machine à particules d'extrusion en spirale, machine à particules d'estampage à piston, machine à particules de moisissure plate et machine à particules de moisissure. Parmi eux, la machine à granulés de moule à anneau est largement utilisée en raison de ses caractéristiques telles que pas besoin de chauffage pendant le fonctionnement, de larges exigences pour la teneur en humidité des matières premières (10% à 30%), une grande sortie unique, une densité de compression élevée et un bon effet de formation. Cependant, ces types de machines à granulés présentent généralement des inconvénients tels que l'usure facile des moisissures, la durée de vie courte, les coûts d'entretien élevés et le remplacement gênant. En réponse aux lacunes ci-dessus de la machine à granulés de moisissure en anneau, l'auteur a fait une toute nouvelle conception d'amélioration sur la structure du moule de formation et a conçu un moule de formation de types avec une longue durée de vie, un coût à faible entretien et un entretien pratique. Pendant ce temps, cet article a effectué une analyse mécanique du moule de formation au cours de son processus de travail.
1. Conception d'amélioration de la structure de moisissure de formation pour le granulateur de moisissure en anneau
1.1 Introduction au processus de formation d'extrusion:La machine à granulés d'anneau peut être divisée en deux types: vertical et horizontal, selon la position de l'anneau; Selon la forme de mouvement, il peut être divisé en deux formes de mouvement différentes: le rouleau pressant actif avec un moule à anneau fixe et le rouleau pressé actif avec un moule à anneau entraîné. Cette conception améliorée est principalement destinée à la machine à particules de moule à anneau avec un rouleau de pression actif et un moule à anneau fixe comme forme de mouvement. Il se compose principalement de deux parties: un mécanisme de transmission et un mécanisme de particules de moisissure. Le moule à anneau et le rouleau de pression sont les deux composants centraux de la machine à granulés de moule en anneau, avec de nombreux trous de moule de formage distribués autour du moule à anneau, et le rouleau de pression est installé à l'intérieur du moule à anneau. Le rouleau de pression est connecté à la broche de transmission et le moule à anneau est installé sur un support fixe. Lorsque la broche tourne, elle entraîne le rouleau de pression pour tourner. Principe de travail: Premièrement, le mécanisme de transmission transporte le matériau de biomasse concassé en une certaine taille de particules (3-5 mm) dans la chambre de compression. Ensuite, le moteur entraîne l'arbre principal pour conduire le rouleau de pression pour tourner, et le rouleau de pression se déplace à une vitesse constante pour disperser uniformément le matériau entre le rouleau de pression et le moule à anneau, provoquant la compression du moule à anneau et le frottement avec le matériau, le rouleau de pression avec le matériau et le matériau avec le matériau. Pendant le processus de frottement de compression, la cellulose et l'hémicellulose dans le matériau se combinent les uns avec les autres. Dans le même temps, la chaleur générée par le frottement de compression adoucit la lignine dans un liant naturel, ce qui rend la cellulose, l'hémicellulose et d'autres composants plus fermement liés ensemble. Avec le remplissage continu des matériaux de biomasse, la quantité de matériau soumise à la compression et à la friction dans les trous de moisissure de formation continue d'augmenter. Dans le même temps, la force de compression entre la biomasse continue d'augmenter, et elle densifie et se forme continuellement dans le trou de moulage. Lorsque la pression d'extrusion est supérieure à la force de frottement, la biomasse étant extrudée en continu des trous de moulage autour du moule à anneau, formant du carburant de moulage de la biomasse avec une densité de moulage d'environ 1 g / cm3.
1.2 Usure des moules de formation:La sortie unique de la machine de la machine à granulés est grande, avec un degré d'automatisation relativement élevé et une forte adaptabilité aux matières premières. Il peut être largement utilisé pour traiter diverses matières premières de biomasse, adaptées à la production à grande échelle de combustibles de forage dense de la biomasse et répondant aux exigences de développement de l'industrialisation du carburant de forage dense de la biomasse à l'avenir. Par conséquent, la machine à granulés de moule à anneau est largement utilisée. En raison de la présence possible de petites quantités de sable et d'autres impuretés non biomasse dans le matériau de biomasse transformé, il est très susceptible de provoquer une usure importante sur le moule à anneau de la machine à granulés. La durée de vie du moule à anneau est calculée en fonction de la capacité de production. Actuellement, la durée de vie de la moisissure en Chine n'est que de 100-1000T.
La défaillance de la moisissure annulaire se produit principalement dans les quatre phénomènes suivants: ① Une fois que le moule à anneau a fonctionné pendant une période de temps, la paroi interne du trou de moule de formation se porte et l'ouverture augmente, entraînant une déformation significative du carburant formé produit; ② La pente d'alimentation du trou de la dédale de formation du moule de l'anneau est usée, entraînant une diminution de la quantité de matériau de biomasse pressé dans le trou de la matrice, une diminution de la pression d'extrusion et un blocage facile du trou de matrice de formation, conduisant à la défaillance du moule à anneau (figure 2); ③ Après les matériaux de la paroi intérieure et réduit fortement la quantité de décharge (figure 3);
④ Après l'usure du trou intérieur du moule à anneau, l'épaisseur de la paroi entre les morceaux de moisissure adjacente l s'infirme, entraînant une diminution de la résistance structurelle du moule à anneau. Les fissures sont susceptibles de se produire dans la section la plus dangereuse, et à mesure que les fissures continuent de s'étendre, le phénomène de fracture du moule du cycle se produit. La raison principale de l'usure facile et de la durée de vie courte du moule à anneau est la structure déraisonnable du moule à anneau de formation (le moule à anneau est intégré aux trous de moule de formation). La structure intégrée des deux est sujette à de tels résultats: parfois, lorsque seuls quelques trous de moisissure de formation de la moisissure de l'anneau sont usés et ne peuvent pas fonctionner, l'ensemble du moule à anneau doit être remplacé, ce qui apporte non seulement des inconvénients au travail de remplacement, mais provoque également de grands déchets économiques et augmente les coûts de maintenance.
1.3 Conception d'amélioration structurelle de la formation de moisissureAfin de prolonger la durée de vie du moule à anneau de la machine à granulés, de réduire l'usure, de faciliter le remplacement et de réduire les coûts de maintenance, il est nécessaire de réaliser une toute nouvelle conception d'amélioration sur la structure du moule à anneaux. Le moulage de moulage intégré a été utilisé dans la conception, et la structure de la chambre de compression améliorée est illustrée à la figure 4. La figure 5 montre la vue en coupe transversale du moulage amélioré.
Cette conception améliorée est principalement destinée à la machine à particules de moisissure en anneau avec une forme de mouvement de rouleau de pression actif et de moule à anneau fixe. Le moule à anneau inférieur est fixé sur le corps et les deux rouleaux de pression sont connectés à l'arbre principal par une plaque de connexion. Le moule de formation est intégré sur le moule à anneau inférieur (à l'aide de l'ajustement d'interférence), et le moule à anneau supérieur est fixé sur le moule à anneau inférieur à travers des boulons et serré sur le moule de formation. Dans le même temps, afin d'empêcher le moule de formation de rebondir en raison de la force après que le rouleau de pression roule et se déplace radialement le long du moule à anneau, des vis de contrebande sont utilisées pour fixer le moule de formation aux moisissures supérieures et inférieures respectivement. Afin de réduire la résistance du matériau entrant dans le trou et de le rendre plus pratique pour entrer dans le trou du moule. L'angle conique du trou d'alimentation du moule de formation conçu est de 60 ° à 120 °.
La conception structurelle améliorée du moule de formation a les caractéristiques de la durée de vie multi-cycle et à longue durée de vie. Lorsque la machine à particules fonctionne pendant une période de temps, la perte de friction fait que l'ouverture du moule de formation devient plus grande et passivé. Lorsque le moule de formage usé est retiré et étendu, il peut être utilisé pour la production d'autres spécifications des particules de formation. Cela peut réaliser la réutilisation des moules et économiser les coûts d'entretien et de remplacement.
Afin de prolonger la durée de vie du granulateur et de réduire les coûts de production, le rouleau de pression adopte un acier à manganèse élevé à haute teneur en carbone avec une bonne résistance à l'usure, comme 65 mn. Le moule de formage doit être en acier carburé en alliage ou un alliage de chrome nickel à faible teneur en carbone, comme contenant Cr, Mn, Ti, etc. En raison de l'amélioration de la chambre de compression, la force de frottement ressentie par les moisissures annuelles supérieures et inférieures pendant le fonctionnement est relativement faible par rapport au moule de formation. Par conséquent, l'acier au carbone ordinaire, comme 45 acier, peut être utilisé comme matériau pour la chambre de compression. Par rapport aux moules annulaires de formation intégrés traditionnels, il peut réduire l'utilisation de l'acier en alliage coûteux, réduisant ainsi les coûts de production.
2. Analyse mécanique du moule de formation de la machine à granulés de moisissure en anneau pendant le processus de travail du moule de formation.
Pendant le processus de moulage, la lignine du matériau est complètement adoucie en raison de l'environnement à haute pression et à haute température généré dans le moule de moulage. Lorsque la pression d'extrusion n'augmente pas, le matériau subit une plastification. Le matériau se déroule bien après la plastification, de sorte que la longueur peut être réglée sur d. Le moule de formation est considéré comme un récipient sous pression et la contrainte sur le moule de formation est simplifiée.
Grâce à l'analyse de calcul mécanique ci-dessus, on peut conclure que pour obtenir la pression à tout point à l'intérieur du moule de formation, il est nécessaire de déterminer la déformation circonférentielle à ce point à l'intérieur du moule de formation. Ensuite, la force de friction et la pression à cet endroit peuvent être calculées.
3. Conclusion
Cet article propose une nouvelle conception d'amélioration structurelle pour le moule de formation du pastiseur de moisissure. L'utilisation de moules de formation intégrée peut réduire efficacement l'usure des moisissures, prolonger la durée de vie du cycle de moisissure, faciliter le remplacement et l'entretien et réduire les coûts de production. Dans le même temps, une analyse mécanique a été effectuée sur le moule de formation au cours de son processus de travail, fournissant une base théorique pour de nouvelles recherches à l'avenir.
Heure du poste: février-22-2024