Diseño diferenciado de matriz anular de peletizadora.

Debido a la menor cantidad de sustancias nocivas como cenizas, nitrógeno y azufre en la biomasa en comparación con la energía mineral, tiene las características de grandes reservas, buena actividad de carbono, fácil ignición y componentes altamente volátiles.Por tanto, la biomasa es un combustible energético ideal y muy adecuado para la conversión y utilización de la combustión.La ceniza residual después de la combustión de la biomasa es rica en nutrientes requeridos por las plantas como fósforo, calcio, potasio y magnesio, por lo que puede usarse como fertilizante para regresar al campo.Dadas las enormes reservas de recursos y las ventajas renovables únicas de la energía de biomasa, actualmente países de todo el mundo la consideran una opción importante para el desarrollo nacional de nuevas energías.La Comisión Nacional de Desarrollo y Reforma de China ha declarado claramente en el "Plan de implementación para la utilización integral de la paja agrícola durante el 12º Plan Quinquenal" que la tasa de utilización integral de la paja alcanzará el 75% en 2013 y se esforzará por superar el 80% en 2015.

diferentes pellets

Cómo convertir la energía de la biomasa en energía conveniente, limpia y de alta calidad se ha convertido en un problema urgente que debe resolverse.La tecnología de densificación de biomasa es una de las formas efectivas de mejorar la eficiencia de la incineración de energía de biomasa y facilitar el transporte.En la actualidad, existen cuatro tipos comunes de equipos de formación densa en los mercados nacionales y extranjeros: máquina de extrusión de partículas en espiral, máquina de partículas de estampado de pistón, máquina de partículas de molde plano y máquina de partículas de molde anular.Entre ellas, la máquina peletizadora con molde anular se usa ampliamente debido a sus características como la ausencia de necesidad de calentamiento durante la operación, amplios requisitos para el contenido de humedad de la materia prima (10% a 30%), gran rendimiento de una sola máquina, alta densidad de compresión y buena efecto formador.Sin embargo, este tipo de máquinas de pellets generalmente tienen desventajas como un fácil desgaste del molde, una vida útil corta, altos costos de mantenimiento y un reemplazo inconveniente.En respuesta a las deficiencias mencionadas anteriormente de la máquina peletizadora con molde de anillo, el autor realizó un nuevo diseño mejorado en la estructura del molde de formación y diseñó un molde de formación de tipo conjunto con una larga vida útil, bajo costo de mantenimiento y mantenimiento conveniente.Mientras tanto, este artículo realizó un análisis mecánico del molde de conformación durante su proceso de trabajo.

anillo muere-1

1. Diseño de mejora de la estructura del molde formador para el granulador de molde anular

1.1 Introducción al proceso de conformado por extrusión:La máquina peletizadora con matriz anular se puede dividir en dos tipos: vertical y horizontal, dependiendo de la posición de la matriz anular;Según la forma de movimiento, se puede dividir en dos formas de movimiento diferentes: el rodillo de presión activo con molde anular fijo y el rodillo de presión activo con molde anular accionado.Este diseño mejorado está dirigido principalmente a la máquina de partículas con molde anular con un rodillo de presión activo y un molde anular fijo como forma de movimiento.Consta principalmente de dos partes: un mecanismo de transporte y un mecanismo de partículas de molde anular.El molde anular y el rodillo de presión son los dos componentes principales de la máquina peletizadora con molde anular, con muchos orificios del molde formador distribuidos alrededor del molde anular y el rodillo de presión está instalado dentro del molde anular.El rodillo de presión está conectado al husillo de transmisión y el molde anular está instalado en un soporte fijo.Cuando el eje gira, hace que el rodillo de presión gire.Principio de funcionamiento: En primer lugar, el mecanismo de transporte transporta el material de biomasa triturado en un cierto tamaño de partícula (3-5 mm) a la cámara de compresión.Luego, el motor impulsa el eje principal para hacer girar el rodillo de presión, y el rodillo de presión se mueve a una velocidad constante para dispersar uniformemente el material entre el rodillo de presión y el molde de anillo, lo que hace que el molde de anillo se comprima y friccione con el material. , el rodillo de presión con el material y el material con el material.Durante el proceso de compresión por fricción, la celulosa y la hemicelulosa del material se combinan entre sí.Al mismo tiempo, el calor generado al apretar la fricción suaviza la lignina hasta convertirla en un aglutinante natural, lo que hace que la celulosa, la hemicelulosa y otros componentes se unan más firmemente.Con el llenado continuo de materiales de biomasa, la cantidad de material sometido a compresión y fricción en los orificios del molde de formación continúa aumentando.Al mismo tiempo, la fuerza de compresión entre la biomasa continúa aumentando y continuamente se densifica y se forma en el orificio de moldeo.Cuando la presión de extrusión es mayor que la fuerza de fricción, la biomasa se extruye continuamente desde los orificios de moldeo alrededor del molde anular, formando combustible de moldeo de biomasa con una densidad de moldeo de aproximadamente 1 g/cm3.

anillo muere-2

1.2 Desgaste de los moldes de conformación:La producción de una sola máquina de la máquina de pellets es grande, con un grado relativamente alto de automatización y una gran adaptabilidad a las materias primas.Puede usarse ampliamente para procesar diversas materias primas de biomasa, adecuado para la producción a gran escala de combustibles de formación densa de biomasa y cumplir con los requisitos de desarrollo de la industrialización de combustibles de formación densa de biomasa en el futuro.Por lo tanto, la máquina peletizadora con molde anular se utiliza ampliamente.Debido a la posible presencia de pequeñas cantidades de arena y otras impurezas ajenas a la biomasa en el material de biomasa procesado, es muy probable que cause un desgaste significativo en el molde anular de la máquina de pellets.La vida útil del molde anular se calcula en función de la capacidad de producción.Actualmente, la vida útil del molde de anillos en China es de sólo 100-1000 toneladas.

La falla del molde anular ocurre principalmente en los siguientes cuatro fenómenos: ① Después de que el molde anular funciona durante un período de tiempo, la pared interna del orificio del molde formador se desgasta y la apertura aumenta, lo que resulta en una deformación significativa del combustible formado producido;② La pendiente de alimentación del orificio de la matriz de formación del molde anular se desgasta, lo que resulta en una disminución en la cantidad de material de biomasa comprimido en el orificio de la matriz, una disminución en la presión de extrusión y un fácil bloqueo del orificio de la matriz de formación, lo que lleva a el fallo del molde anular (Figura 2);③ Después de los materiales de la pared interior y reduce drásticamente la cantidad de descarga (Figura 3);

grano

④ Después del desgaste del orificio interior del molde anular, el espesor de la pared entre las piezas L adyacentes del molde se vuelve más delgada, lo que resulta en una disminución de la resistencia estructural del molde anular.Es probable que se produzcan grietas en la sección más peligrosa y, a medida que las grietas continúan extendiéndose, se produce el fenómeno de fractura del molde anular.La razón principal del fácil desgaste y la corta vida útil del molde de anillo es la estructura irrazonable del molde de anillo de formación (el molde de anillo está integrado con los orificios del molde de formación).La estructura integrada de los dos es propensa a tales resultados: a veces, cuando solo unos pocos orificios del molde de anillo están desgastados y no pueden funcionar, es necesario reemplazar todo el molde de anillo, lo que no solo trae inconvenientes al trabajo de reemplazo, pero también provoca un gran desperdicio económico y aumenta los costes de mantenimiento.

1.3 Diseño de mejora estructural del molde formadorPara extender la vida útil del molde anular de la máquina de pellets, reducir el desgaste, facilitar el reemplazo y reducir los costos de mantenimiento, es necesario llevar a cabo un nuevo diseño de mejora en la estructura del molde anular.En el diseño se utilizó el molde de moldeo integrado y la estructura mejorada de la cámara de compresión se muestra en la Figura 4. La Figura 5 muestra la vista en sección transversal del molde de moldeo mejorado.

anillo muere-3.jpg

Este diseño mejorado está dirigido principalmente a la máquina de partículas con molde de anillo con una forma de movimiento de rodillo de presión activo y molde de anillo fijo.El molde anular inferior está fijado al cuerpo y los dos rodillos de presión están conectados al eje principal a través de una placa de conexión.El molde de formación se incrusta en el molde de anillo inferior (usando ajuste de interferencia), y el molde de anillo superior se fija en el molde de anillo inferior a través de pernos y se sujeta al molde de formación.Al mismo tiempo, para evitar que el molde de formación rebote debido a la fuerza después de que el rodillo de presión gira y se mueve radialmente a lo largo del molde de anillo, se utilizan tornillos avellanados para fijar el molde de formación a los moldes de anillo superior e inferior respectivamente.Para reducir la resistencia del material que ingresa al orificio y hacer que sea más conveniente ingresar al orificio del molde.El ángulo cónico del orificio de alimentación del molde de formación diseñado es de 60° a 120°.

El diseño estructural mejorado del molde de formación tiene las características de ciclo múltiple y larga vida útil.Cuando la máquina de partículas funciona durante un período de tiempo, la pérdida por fricción hace que la apertura del molde de formación se haga más grande y se pasiva.Cuando el molde de conformación desgastado se retira y se expande, se puede utilizar para la producción de otras especificaciones de partículas de conformación.Esto puede lograr la reutilización de moldes y ahorrar costos de mantenimiento y reemplazo.

Para extender la vida útil del granulador y reducir los costos de producción, el rodillo de presión adopta acero con alto contenido de carbono y manganeso con buena resistencia al desgaste, como 65Mn.El molde de formación debe estar hecho de aleación de acero carburizado o aleación de níquel-cromo con bajo contenido de carbono, como las que contienen Cr, Mn, Ti, etc. Debido a la mejora de la cámara de compresión, la fuerza de fricción experimentada por los moldes de anillo superior e inferior durante La operación es relativamente pequeña en comparación con el molde de formación.Por lo tanto, se puede utilizar acero al carbono ordinario, tal como acero 45, como material para la cámara de compresión.En comparación con los moldes de anillos de formación integrados tradicionales, puede reducir el uso de acero aleado costoso, reduciendo así los costos de producción.

2. Análisis mecánico del molde de formación de la peletizadora de molde anular durante el proceso de trabajo del molde de formación.

Durante el proceso de moldeo, la lignina del material se ablanda por completo debido al ambiente de alta presión y alta temperatura generado en el molde de moldeo.Cuando la presión de extrusión no aumenta, el material sufre plastificación.El material fluye bien después de la plastificación, por lo que la longitud se puede establecer en d.El molde de formación se considera un recipiente a presión y se simplifica la tensión sobre el molde de formación.

A través del análisis de cálculo mecánico anterior, se puede concluir que para obtener la presión en cualquier punto dentro del molde de formación, es necesario determinar la deformación circunferencial en ese punto dentro del molde de formación.Luego, se pueden calcular la fuerza de fricción y la presión en ese lugar.

3. Conclusión

Este artículo propone un nuevo diseño de mejora estructural para el molde de formación de la peletizadora de molde anular.El uso de moldes de formación integrados puede reducir eficazmente el desgaste del molde, extender la vida útil del molde, facilitar el reemplazo y el mantenimiento y reducir los costos de producción.Al mismo tiempo, se realizaron análisis mecánicos del molde de conformación durante su proceso de trabajo, proporcionando una base teórica para futuras investigaciones.


Hora de publicación: 22 de febrero de 2024