با توجه به مواد مضر پایین تر مانند خاکستر ، نیتروژن و گوگرد در زیست توده در مقایسه با انرژی معدنی ، این ویژگی از ذخایر بزرگ ، فعالیت کربن خوب ، احتراق آسان و اجزای بی ثبات بالا برخوردار است. بنابراین ، زیست توده یک سوخت انرژی بسیار ایده آل است و برای تبدیل و استفاده از احتراق بسیار مناسب است. خاکستر باقیمانده پس از احتراق زیست توده سرشار از مواد مغذی مورد نیاز گیاهان مانند فسفر ، کلسیم ، پتاسیم و منیزیم است ، بنابراین می توان از آن به عنوان کود برای بازگشت به میدان استفاده کرد. با توجه به ذخایر عظیم منابع و مزایای تجدید پذیر منحصر به فرد انرژی زیست توده ، در حال حاضر به عنوان یک انتخاب مهم برای توسعه انرژی جدید ملی توسط کشورهای جهان در نظر گرفته می شود. کمیسیون توسعه و اصلاحات ملی چین به وضوح در "برنامه اجرای جامع از نی نی در طی برنامه پنج ساله دوازدهم" اظهار داشت که میزان استفاده جامع نی تا سال 2013 به 75 ٪ خواهد رسید و تا سال 2015 تلاش می کند تا بیش از 80 ٪ باشد.
نحوه تبدیل انرژی زیست توده به انرژی با کیفیت بالا ، تمیز و راحت به یک مشکل فوری تبدیل شده است. فناوری تراکم زیست توده یکی از راه های مؤثر برای بهبود کارآیی سوزاندن انرژی زیست توده و تسهیل حمل و نقل است. در حال حاضر ، چهار نوع تجهیزات متراکم در بازارهای داخلی و خارجی وجود دارد: دستگاه ذرات اکستروژن مارپیچ ، دستگاه ذرات مهر زنی پیستون ، دستگاه ذرات قالب مسطح و دستگاه ذرات قالب حلقه. در میان آنها ، دستگاه گلوله حلقه حلقه به دلیل ویژگی های آن از جمله نیازی به گرمایش در حین کار ، نیازهای گسترده ای برای رطوبت مواد اولیه (10 ٪ تا 30 ٪) ، خروجی بزرگ دستگاه تک ، چگالی فشرده سازی بالا و اثر شکل گیری خوب استفاده می شود. با این حال ، این نوع دستگاه های گلوله به طور کلی دارای مضراتی مانند سایش قالب آسان ، عمر خدمات کوتاه ، هزینه های نگهداری بالا و جایگزینی ناخوشایند هستند. در پاسخ به کاستی های فوق از دستگاه گلوله قالب حلقه ، نویسنده یک طرح بهبود کاملاً جدید را در ساختار قالب شکل گیری ساخته است ، و یک نوع تنظیم شده را با قالب زندگی طولانی ، هزینه کم نگهداری و نگهداری مناسب طراحی کرده است. در همین حال ، این مقاله در طی فرآیند کار ، تجزیه و تحلیل مکانیکی از قالب شکل گیری را انجام داده است.
1. طراحی بهبود ساختار قالب تشکیل دهنده برای گرانول قالب حلقه
1.1 مقدمه ای برای فرآیند تشکیل اکستروژن:دستگاه گلوله حلقه حلقه می تواند به دو نوع تقسیم شود: عمودی و افقی ، بسته به موقعیت قالب حلقه. با توجه به شکل حرکت ، می توان آن را به دو شکل مختلف حرکت تقسیم کرد: غلتک فشار فعال با قالب حلقه ثابت و غلتک فشار فعال با قالب حلقه محور. این طراحی بهبود یافته عمدتاً در دستگاه ذرات قالب حلقه با یک غلتک فشار فعال و قالب حلقه ثابت به عنوان فرم حرکت انجام می شود. این عمدتا از دو بخش تشکیل شده است: یک مکانیسم انتقال و مکانیسم ذرات قالب حلقه. قالب حلقه و غلتک فشار دو مؤلفه اصلی دستگاه گلوله حلقه حلقه است که بسیاری از سوراخ های قالب تشکیل شده در اطراف قالب حلقه توزیع شده است و غلتک فشار در داخل قالب حلقه نصب می شود. غلتک فشار به اسپیندل انتقال وصل شده است و قالب حلقه روی یک براکت ثابت نصب می شود. هنگامی که دوک نخ ریسی ، غلتک فشار را برای چرخش سوق می دهد. اصل کار: اولا ، مکانیسم انتقال ماده زیست توده خرد شده را به اندازه ذرات خاص (3-5 میلی متر) به داخل محفظه فشرده سازی منتقل می کند. سپس ، موتور شافت اصلی را برای هدایت غلتک فشار برای چرخش هدایت می کند و غلتک فشار با سرعت ثابت حرکت می کند تا به طور مساوی مواد بین غلتک فشار و قالب حلقه را پراکنده کند و باعث می شود قالب حلقه با مواد فشرده و اصطکاک شود ، غلتک فشار با مواد و مواد با مواد. در طی فرآیند فشردن اصطکاک ، سلولز و همی سلولهای موجود در مواد با یکدیگر ترکیب می شوند. در عین حال ، گرمای ایجاد شده با فشردن اصطکاک ، لیگنین را به یک اتصال طبیعی نرم می کند ، که باعث می شود سلولز ، همی سلولز و سایر اجزای دیگر محکم تر به هم متصل شوند. با پر کردن مداوم مواد زیست توده ، میزان مواد در معرض فشرده سازی و اصطکاک در سوراخ های قالب تشکیل دهنده همچنان افزایش می یابد. در عین حال ، نیروی فشرده سازی بین زیست توده همچنان در حال افزایش است و به طور مداوم در سوراخ قالب ریزی و شکل می گیرد. هنگامی که فشار اکستروژن از نیروی اصطکاک بیشتر است ، زیست توده به طور مداوم از سوراخ های قالب در اطراف قالب حلقه اکست می شود و سوخت قالب گیری زیست توده را با چگالی قالب گیری در حدود 1G/cm3 تشکیل می دهد.
1.2 سایش قالب های تشکیل دهنده:خروجی دستگاه تک دستگاه گلوله بزرگ است ، با درجه نسبتاً بالایی از اتوماسیون و سازگاری قوی با مواد اولیه. این می تواند به طور گسترده ای برای پردازش مواد اولیه زیست توده مختلف ، مناسب برای تولید در مقیاس بزرگ سوخت های متراکم زیست توده و برآورده کردن الزامات توسعه توسعه متراکم زیست توده در صنعت سازی سوخت در آینده استفاده شود. بنابراین ، دستگاه گلوله قالب حلقه به طور گسترده ای استفاده می شود. با توجه به حضور احتمالی مقادیر اندک ماسه و سایر ناخالصی های غیر زیست توده در مواد زیست توده فرآوری شده ، به احتمال زیاد باعث سایش و پارگی قابل توجهی در قالب حلقه دستگاه گلوله می شود. عمر سرویس قالب حلقه بر اساس ظرفیت تولید محاسبه می شود. در حال حاضر ، عمر سرویس قالب حلقه در چین فقط 100-1000T است.
خرابی قالب حلقه عمدتاً در چهار پدیده زیر رخ می دهد: ① بعد از اینکه قالب حلقه برای مدت زمانی کار می کند ، دیواره داخلی سوراخ قالب تشکیل می شود و دیافراگم افزایش می یابد و در نتیجه تغییر شکل قابل توجهی از سوخت تشکیل شده تولید می شود. ② شیب تغذیه ای از سوراخ قالب قالب حلقه پوشیده شده است و در نتیجه کاهش میزان مواد زیست توده فشرده شده در سوراخ قالب ، کاهش فشار اکستروژن و انسداد آسان سوراخ قالب تشکیل می شود و منجر به خرابی قالب حلقه می شود (شکل 2). ③ پس از مواد دیواری داخلی و به شدت میزان تخلیه را کاهش می دهد (شکل 3).
④ پس از پوشیدن سوراخ داخلی قالب حلقه ، ضخامت دیواره بین قطعات قالب مجاور L نازک تر می شود و در نتیجه کاهش مقاومت ساختاری قالب حلقه ایجاد می شود. ترک ها در خطرناک ترین بخش مستعد هستند و با ادامه ترک ها ، پدیده شکستگی قالب حلقه رخ می دهد. دلیل اصلی سایش آسان و عمر کوتاه قالب حلقه ، ساختار غیر منطقی قالب حلقه تشکیل دهنده است (قالب حلقه با سوراخ های قالب تشکیل شده است). ساختار یکپارچه این دو مستعد چنین نتیجه ای است: گاهی اوقات فقط وقتی فقط چند سوراخ قالب قالب حلقه پوشیده شده و نمی تواند کار کند ، کل قالب حلقه باید تعویض شود ، که نه تنها باعث ایجاد ناراحتی در کار جایگزینی می شود ، بلکه باعث می شود زباله های اقتصادی زیادی نیز ایجاد کند و هزینه های نگهداری را افزایش می دهد.
1.3 طراحی بهبود ساختاری قالببه منظور افزایش عمر سرویس قالب حلقه دستگاه گلوله ، کاهش سایش ، تسهیل جایگزینی و کاهش هزینه های نگهداری ، لازم است یک طرح پیشرفت جدید بر روی ساختار قالب حلقه انجام شود. از قالب قالب گیری تعبیه شده در طراحی استفاده شده است ، و ساختار محفظه فشرده سازی بهبود یافته در شکل 4 نشان داده شده است. شکل 5 نمای مقطعی از قالب قالب ریزی شده را نشان می دهد.
این طراحی بهبود یافته عمدتاً در دستگاه ذرات قالب حلقه با شکل حرکتی از غلتک فشار فعال و قالب حلقه ثابت انجام می شود. قالب حلقه پایین روی بدن ثابت است و دو غلطک فشار از طریق یک صفحه اتصال به شافت اصلی وصل می شوند. قالب تشکیل دهنده در قالب حلقه پایین (با استفاده از تداخل تداخل) تعبیه شده است ، و قالب حلقه فوقانی روی قالب حلقه پایین از طریق پیچ ها ثابت شده و روی قالب تشکیل دهنده بسته می شود. در عین حال ، به منظور جلوگیری از بازگرداندن قالب در قالب به دلیل زور پس از غلتک فشار و حرکت شعاعی در امتداد قالب حلقه ، از پیچ های Countersunk به ترتیب برای رفع قالب تشکیل دهنده به قالب های حلقه فوقانی و تحتانی استفاده می شود. به منظور کاهش مقاومت مواد وارد شده به سوراخ و ورود به سوراخ قالب راحت تر می شود. زاویه مخروطی سوراخ تغذیه قالب طراحی شده 60 تا 120 درجه است.
طراحی ساختاری بهبود یافته قالب تشکیل دهنده دارای ویژگی های چند چرخه و عمر طولانی است. هنگامی که دستگاه ذرات برای یک دوره زمانی کار می کند ، از دست دادن اصطکاک باعث می شود دیافراگم قالب تشکیل دهنده بزرگتر و منفعل شود. هنگامی که قالب تشکیل دهنده فرسوده برداشته و گسترش می یابد ، می توان از آن برای تولید سایر مشخصات ذرات تشکیل دهنده استفاده کرد. این می تواند به استفاده مجدد از قالب ها برسد و هزینه های تعمیر و نگهداری و جایگزینی را پس انداز کند.
به منظور افزایش عمر خدمات گرانول و کاهش هزینه های تولید ، غلتک فشار فولادی منگنز کربن بالا را با مقاومت در برابر سایش خوب مانند 65mn اتخاذ می کند. قالب تشکیل دهنده باید از فولاد آلیاژ کروم شده آلیاژ یا آلیاژ نیکل کم کربن ، مانند حاوی Cr ، Mn ، Ti و غیره ساخته شود. بنابراین ، فولاد کربن معمولی مانند 45 فولاد می تواند به عنوان ماده ای برای محفظه فشرده سازی استفاده شود. در مقایسه با قالب های حلقه ای تشکیل دهنده یکپارچه سنتی ، می تواند استفاده از فولاد گران قیمت آلیاژ را کاهش دهد و در نتیجه هزینه های تولید را کاهش دهد.
2. تجزیه و تحلیل مکانیکی قالب تشکیل دستگاه گلوله قالب حلقه در طی فرآیند کار قالب تشکیل دهنده.
در طی فرآیند قالب گیری ، لیگنین موجود در مواد به دلیل محیط فشار زیاد و درجه حرارت بالا که در قالب قالب تولید می شود ، کاملاً نرم می شود. هنگامی که فشار اکستروژن در حال افزایش نیست ، مواد تحت پلاستیک سازی قرار می گیرند. این ماده پس از پلاستیک سازی به خوبی جریان می یابد ، بنابراین طول را می توان روی d تنظیم کرد. قالب تشکیل دهنده به عنوان یک رگ فشار در نظر گرفته می شود و استرس در قالب شکل گیری ساده می شود.
از طریق تجزیه و تحلیل محاسبه مکانیکی فوق ، می توان نتیجه گرفت که برای به دست آوردن فشار در هر نقطه در داخل قالب تشکیل دهنده ، لازم است فشار محیطی را در آن نقطه در داخل قالب تشکیل دهنده تعیین کنیم. سپس می توان نیروی اصطکاک و فشار در آن مکان را محاسبه کرد.
3. نتیجه گیری
در این مقاله یک طرح جدید بهبود ساختاری برای قالب شکل گیری گلوله ساز قالب حلقه ارائه شده است. استفاده از قالب های سازنده جاسازی شده می تواند به طور موثری سایش قالب را کاهش دهد ، عمر چرخه قالب را افزایش دهد ، تعویض و نگهداری را تسهیل کند و هزینه های تولید را کاهش دهد. در عین حال ، تجزیه و تحلیل مکانیکی در قالب شکل گیری در طی فرآیند کار خود انجام شد و مبنای نظری برای تحقیقات بیشتر در آینده فراهم کرد.
زمان پست: فوریه 22-2024