미네랄 에너지와 비교하여 바이오 매스의 재, 질소 및 황과 같은 유해 물질이 낮기 때문에 대규모 매장량, 우수한 탄소 활동, 쉬운 점화 및 높은 휘발성 성분의 특성이 있습니다. 따라서 바이오 매스는 매우 이상적인 에너지 연료이며 연소 전환 및 활용에 매우 적합합니다. 바이오 매스 연소 후 잔류 재는 인, 칼슘, 칼륨 및 마그네슘과 같은 식물에 필요한 영양소가 풍부하므로 현장으로 돌아가는 비료로 사용될 수 있습니다. 거대한 자원 매장량과 바이오 매스 에너지의 고유 한 재생 이점을 감안할 때, 현재 전 세계 국가의 국가 신규 에너지 개발을위한 중요한 선택으로 간주됩니다. 중국의 국가 개발 및 개혁위원회 (National Development and Reform Commission)는 "12 번째 5 년 계획 중 포괄적 인 밀짚의 포괄적 인 활용을위한 구현 계획"에서 2013 년까지 포괄적 인 활용률이 75%에 도달 할 것이며 2015 년까지 80%를 초과하기 위해 노력했다.
바이오 매스 에너지를 고품질, 깨끗하고 편리한 에너지로 변환하는 방법은 해결해야 할 긴급한 문제가되었습니다. 바이오 매스 밀도 기술은 바이오 매스 에너지 소각의 효율성을 향상시키고 운송을 촉진하는 효과적인 방법 중 하나입니다. 현재 국내 및 외국 시장에는 4 가지 일반적인 유형의 조밀 한 형성 장비가 있습니다 : 나선형 압출 입자 기계, 피스톤 스탬핑 입자 기계, 평평한 곰팡이 입자 기계 및 고리 금형 입자 기계. 그 중 링 곰팡이 펠렛 기계는 작동 중 가열이 필요하지 않은 특성, 원료 수분 함량 (10% ~ 30%), 대형 단일 기계 출력, 높은 압축 밀도 및 우수한 형성 효과와 같은 특성으로 인해 널리 사용됩니다. 그러나 이러한 유형의 펠릿 기계에는 일반적으로 곰팡이 마모, 짧은 서비스 수명, 높은 유지 보수 비용 및 불편한 교체와 같은 단점이 있습니다. 링 곰팡이 펠렛 머신의 위의 단점에 대한 응답으로, 저자는 형성 금형의 구조에 대한 새로운 개선 설계를 만들었으며 긴 서비스 수명, 낮은 유지 보수 비용 및 편리한 유지 보수를 갖는 세트 유형 형성 금형을 설계했습니다. 한편,이 기사는 작업 과정에서 형성 금형의 기계적 분석을 수행했습니다.
1. 고리 곰팡이 입금기를위한 형성 금형 구조의 개선 설계
1.1 압출 형성 과정 소개 :링 다이 펠렛 기계는 두 가지 유형으로 나눌 수 있습니다. 링 다이의 위치에 따라 수직 및 수평; 운동의 형태에 따라, 고정 링 몰드가있는 활성 프레스 롤러와 구동 고리 금형이있는 활성 프레스 롤러의 두 가지 모션 형태로 나눌 수 있습니다. 이 개선 된 설계는 주로 활성 압력 롤러와 고정 고리 금형을 모션 형태로 고정 금형 입자 기계를 목표로합니다. 주로 두 부분으로 구성됩니다 : 전달 메커니즘과 고리 곰팡이 입자 메커니즘. 링 몰드 및 압력 롤러는 고리 금형 펠렛 기계의 두 가지 코어 구성 요소이며, 많은 형성 금형 구멍이 고리 금형 주위에 분포되며 압력 롤러는 링 몰드 내부에 설치됩니다. 압력 롤러는 변속기 스핀들에 연결되며 고정 금형은 고정 브래킷에 설치됩니다. 스핀들이 회전하면 압력 롤러를 회전시킵니다. 작업 원리 : 첫째, 발전 메커니즘은 분쇄 된 바이오 매스 물질을 특정 입자 크기 (3-5mm)로 압축 챔버로 전달합니다. 그런 다음 모터는 메인 샤프트를 감압하여 압력 롤러를 회전시키고 압력 롤러는 일정한 속도로 움직여 압력 롤러와 고리 금형 사이의 재료를 고르게 분산시켜 링 몰드가 재료로 압축 및 마찰, 재료와의 압력 롤러 및 재료로 재료를 마찰시킵니다. 마찰을 압박하는 과정에서, 물질의 셀룰로오스 및 헤미 셀룰로스는 서로 결합된다. 동시에, 마찰을 압박함으로써 생성 된 열은 리그닌을 천연 바인더로 부드럽게하여 셀룰로스, 헤미 셀룰로스 및 기타 성분을보다 단단하게 결합시킨다. 바이오 매스 물질의 지속적인 충전으로, 형성 금형 구멍에서 압축 및 마찰을받는 재료의 양은 계속 증가한다. 동시에, 바이오 매스 사이의 압착력은 계속 증가하며, 성형 구멍에서 지속적으로 조밀하고 형태를 형성한다. 압출 압력이 마찰력보다 클 때, 바이오 매스는 고리 주변의 성형 구멍으로부터 연속적으로 압출되어 약 1g/cm3의 성형 밀도로 바이오 매스 성형 연료를 형성합니다.
1.2 형성 금형의 마모 :펠렛 기계의 단일 기계 출력은 크며, 비교적 높은 자동화와 원료에 대한 적응력이 강합니다. 바이오 매스 밀도 성 형성 연료의 대규모 생산에 적합한 다양한 바이오 매스 원료를 처리하는 데 널리 사용될 수 있으며, 미래에 바이오 매스 조밀 한 연료 산업화의 개발 요구 사항을 충족시킬 수 있습니다. 따라서, 링 몰드 펠렛 기계가 널리 사용됩니다. 가공 된 바이오 매스 물질에서 소량의 모래 및 기타 비 바이오 매스 불순물의 존재로 인해 펠렛 기계의 고리 곰팡이에 상당한 마모가 발생할 가능성이 높습니다. 링 몰드의 서비스 수명은 생산 용량에 따라 계산됩니다. 현재 중국의 링 곰팡이의 서비스 수명은 100-1000T에 불과합니다.
고리 금형의 고장은 주로 다음 4 가지 현상에서 발생합니다. ring 고리 금형의 형성 다이 홀의 공급 기울기가 마모되어 다이 홀로 압착 된 바이오 매스 물질의 양이 감소하고, 압출 압력의 감소 및 형성 다이 홀의 쉬운 막힘으로, 고리 곰팡이의 실패를 초래한다 (도 2); 내부 벽 재료 후에 배출량을 크게 감소시킨다 (도 3).
ring 링 몰드의 내부 구멍이 마모 된 후, 인접한 금형 조각 L 사이의 벽 두께가 더 얇아서 고리 금형의 구조적 강도가 감소합니다. 균열은 가장 위험한 섹션에서 발생하기 쉽고 균열이 계속 확장됨에 따라 고리 곰팡이 골절 현상이 발생합니다. 고리 금형의 쉬운 마모와 짧은 서비스 수명의 주된 이유는 형성 링 몰드의 불합리한 구조입니다 (고리 금형은 형성 금형 구멍과 통합됩니다). 이 둘의 통합 구조는 그러한 결과에 걸리기 쉽습니다. 때로는 링 곰팡이의 몇 가지 형성 금형 구멍 만 마모되어 작동 할 수 없을 때 전체 링 곰팡이를 교체해야하므로 교체 작업에 불편 함을 불러 일으킬뿐만 아니라 경제 폐기물을 크게 유발하고 유지 보수 비용을 증가시킵니다.
1.3 형성 금형의 구조적 개선 설계펠렛 기계의 링 곰팡이의 서비스 수명을 연장하고 마모를 줄이고 교체를 용이하게하며 유지 보수 비용을 줄이려면 링 곰팡이의 구조에 대한 새로운 개선 설계를 수행해야합니다. 임베디드 성형 금형은 설계에 사용되었으며, 개선 된 압축 챔버 구조는 그림 4에 도시되어있다. 그림 5는 개선 된 성형 금형의 단면도를 보여준다.
이 개선 된 설계는 주로 활성 압력 롤러 및 고정 고리 금형의 모션 형태의 고리 금형 입자 기계를 목표로합니다. 하단 링 몰드는 신체에 고정되어 있으며 2 개의 압력 롤러는 연결판을 통해 메인 샤프트에 연결됩니다. 형성 금형은 하부 고리 금형에 매립되고 (간섭 적합을 사용하여) 상단 고리 몰드는 볼트를 통해 하부 고리 금형에 고정되어 형성 금형에 클램핑된다. 동시에, 압력 롤러가 롤오버 후 링 몰드를 따라 방사형으로 이동 한 후 힘으로 인해 형성 금형이 반동되는 것을 방지하기 위해, 카운터 싱크 나사는 각각 형성 금형을 상단 및 하부 고리 금형에 고정시키는 데 사용된다. 구멍에 들어가는 재료의 저항을 줄이고 금형 구멍으로 들어가는 것이 더 편리합니다. 설계된 형성 금형의 공급 구멍의 원추형 각도는 60 ° ~ 120 °입니다.
형성 금형의 개선 된 구조 설계는 다중 사이클과 긴 서비스 수명의 특성을 갖는다. 입자 기계가 일정 기간 동안 작동 할 때, 마찰 손실은 형성 금형의 조리개가 점점 커지고 유동화되게한다. 마모 된 형성 금형이 제거되고 팽창되면, 입자 형성의 다른 사양을 생성하는 데 사용될 수 있습니다. 이를 통해 금형 재사용을 달성하고 유지 보수 및 교체 비용을 절약 할 수 있습니다.
파이낸더의 서비스 수명을 연장하고 생산 비용을 줄이기 위해 압력 롤러는 65mn과 같은 내마모성이 우수한 고 탄소 하이 망간 강철을 채택합니다. 형성 금형은 CR, MN, TI 등을 함유하는 합금 금형 또는 저탄소 니켈 크롬 합금으로 제조되어야한다. 압축 챔버의 개선으로 인해 작동 중 상단 및 하부 고리 금형에 의해 경험되는 마찰력은 형성 금형에 비해 상대적으로 작다. 따라서, 45 강과 같은 일반적인 탄소강은 압축 챔버의 재료로 사용될 수있다. 기존의 통합 형성 링 곰팡이와 비교하여 값 비싼 합금강의 사용을 줄여 생산 비용을 절감 할 수 있습니다.
2. 형성 금형의 작동 공정 동안 고리 곰팡이 펠렛 기계의 형성 금형의 기계적 분석.
성형 공정 동안, 성형 금형에서 생성 된 고압 및 고온 환경으로 인해 재료의 리그닌이 완전히 연화된다. 압출 압력이 증가하지 않으면 재료는 가소화됩니다. 재료는 가소기 후 잘 흐르기 때문에 길이는 d로 설정 될 수 있습니다. 형성 금형은 압력 용기로 간주되고, 형성 금형에 대한 응력이 단순화된다.
상기 기계적 계산 분석을 통해, 형성 금형 내부의 어느 지점에서든 압력을 얻기 위해서, 그 지점에서 형성 금형 내부의 원주 변형을 결정해야한다는 결론을 내릴 수있다. 그런 다음 해당 위치의 마찰력과 압력을 계산할 수 있습니다.
3. 결론
이 기사는 고리 곰팡이 펠렛 라이저의 형성 금형을위한 새로운 구조 개선 설계를 제안합니다. 내장 형성 금형을 사용하면 곰팡이 마모를 효과적으로 줄이고, 곰팡이 사이클 수명을 연장하며, 교체 및 유지 보수를 용이하게하며 생산 비용을 줄일 수 있습니다. 동시에, 작업 과정에서 형성 금형에 대한 기계적 분석이 수행되어 향후 추가 연구를위한 이론적 근거를 제공했다.
시간 후 : 2 월 22-2024 년