Биомассадагы күл, азот жана күкүрт сыяктуу зыяндуу заттардын минералдык энергияга салыштырмалуу аз болушунан улам, ал чоң запастар, жакшы көмүртек активдүүлүгү, оңой тутануу жана жогорку учуучу компоненттердин мүнөздөмөлөрүнө ээ. Ошондуктан, биомасса абдан идеалдуу энергия отуну болуп саналат жана күйүүнү конверсиялоо жана пайдалануу үчүн абдан ылайыктуу. Биомасса күйгөндөн кийинки калдык күл өсүмдүктөргө керектүү фосфор, кальций, калий жана магний сыяктуу азык заттарга бай, ошондуктан аны талаага кайтаруу үчүн жер семирткич катары колдонсо болот. Биомасса энергиясынын эбегейсиз чоң ресурстук запастары жана уникалдуу кайра жаралуучу артыкчылыктары эске алынганда, ал учурда дүйнө жүзү боюнча өлкөлөр тарабынан улуттук жаңы энергетиканы өнүктүрүү үчүн маанилүү тандоо катары каралат. Кытайдын Улуттук өнүктүрүү жана реформа комиссиясы "12-беш жылдык план учурундагы эгин самандарын комплекстүү пайдалануу боюнча ишке ашыруу планында" самандарды комплекстүү пайдалануу көрсөткүчү 2013-жылга чейин 75% га жетет жана 2015-жылга чейин 80% дан ашууга умтулат деп так билдирген.
Биомасса энергиясын жогорку сапаттагы, таза жана ыңгайлуу энергияга кантип айландыруу чечилиши керек болгон актуалдуу көйгөйгө айланды. Биомассаны тыгыздаштыруу технологиясы биомасса энергиясын өрттөөнүн натыйжалуулугун жогорулатуунун жана ташуу процессин жеңилдетүүнүн натыйжалуу жолдорунун бири болуп саналат. Учурда ички жана тышкы рыноктордо тыгыз калыптоочу жабдуулардын төрт кеңири таралган түрү бар: спираль экструзия бөлүкчөлөрүнүн машинасы, поршень штамптоочу бөлүкчөлөрүнүн машинасы, жалпак калып бөлүкчөлөрүнүн машинасы жана шакекче калып бөлүкчөлөрүнүн машинасы. Алардын арасында шакекче калып гранул машинасы иштөө учурунда ысытуунун кажети жок, чийки заттын нымдуулугуна кеңири талаптар (10% дан 30% га чейин), чоң бир машинанын кубаттуулугу, жогорку кысуу тыгыздыгы жана жакшы калыптоо эффектиси сыяктуу мүнөздөмөлөрүнөн улам кеңири колдонулат. Бирок, бул типтеги гранул машиналары, адатта, калыптын оңой эскириши, кыска кызмат мөөнөтү, жогорку тейлөө чыгымдары жана ыңгайсыз алмаштыруу сыяктуу кемчиликтерге ээ. Шакекче калып гранул машинасынын жогорудагы кемчиликтерине жооп катары, автор калыптоочу калыптын түзүлүшү боюнча жаңы жакшыртуу долбоорун жасап, узак кызмат мөөнөтү, аз тейлөө баасы жана ыңгайлуу тейлөө менен комплект типтеги калыптоочу калыпты иштеп чыккан. Ошол эле учурда, бул макалада калыптоочу калыптын иштөө процессинде механикалык анализи жүргүзүлгөн.
1. Шакекче калып гранулятору үчүн калып түзүмүнүн дизайнын жакшыртуу
1.1 Экструзияны калыптандыруу процессине киришүү:Шакекче формасындагы гранул машинасын шакекче формасындагы калыптын абалына жараша эки түргө бөлүүгө болот: вертикалдуу жана горизонталдуу; Кыймыл формасына жараша, аны кыймылдын эки башка формасына бөлүүгө болот: бекитилген шакекче калыптагы активдүү пресстөөчү ролик жана айланма шакекче калыптагы активдүү пресстөөчү ролик. Бул жакшыртылган дизайн негизинен кыймыл формасы катары активдүү басым ролиги жана бекитилген шакекче калыптагы шакекче калып бөлүкчөлөрүнүн машинасына багытталган. Ал негизинен эки бөлүктөн турат: ташуучу механизм жана шакекче калып бөлүкчөлөрүнүн механизми. Шакекче калып жана басым ролиги шакекче калып гранул машинасынын эки негизги компоненти болуп саналат, шакекче калыптын айланасына көптөгөн калып тешиктери жайгаштырылган жана басым ролиги шакекче калыптын ичине орнотулган. Басым ролиги трансмиссиялык шпиндельге туташтырылган, ал эми шакекче калып бекитилген кронштейнге орнотулган. Шпиндель айланганда, ал басым ролигин айландырат. Иштөө принциби: Биринчиден, ташуучу механизм майдаланган биомасса материалын белгилүү бир бөлүкчө өлчөмүнө (3-5 мм) кысуу камерасына ташыйт. Андан кийин, мотор негизги валды айдап, басым ролигин айландырат, ал эми басым ролиги материалды басым ролиги менен шакекче калыптын ортосунда бирдей бөлүштүрүү үчүн туруктуу ылдамдыкта кыймылдайт, бул шакекче калыптын кысылышына жана материал менен, басым ролиги материал менен жана материал менен сүрүлүшүнө алып келет. Сыгуу сүрүлүүсү учурунда материалдагы целлюлоза жана гемицеллюлоза бири-бири менен биригет. Ошол эле учурда, кысуу сүрүлүүсүнөн пайда болгон жылуулук лигнинди табигый байланыштыргычка айлантат, бул целлюлозаны, гемицеллюлозаны жана башка компоненттерди бири-бирине бекем байланыштырат. Биомасса материалдарын үзгүлтүксүз толтуруу менен, калыптоочу калып тешиктериндеги кысууга жана сүрүлүүгө дуушар болгон материалдын көлөмү көбөйө берет. Ошол эле учурда, биомассанын ортосундагы кысуу күчү көбөйө берет жана ал калыптоочу тешиктин ичинде тынымсыз тыгыздалып, пайда болот. Экструзия басымы сүрүлүү күчүнөн чоң болгондо, биомасса шакекче калыптын айланасындагы калыптоочу тешиктерден тынымсыз экструзияланып, калыптоочу тыгыздыгы болжол менен 1 г/см3 болгон биомасса калыптоочу отун пайда болот.
1.2 Калыптарды калыпка салуунун эскириши:Гранул машинасынын бир машиналык кубаттуулугу чоң, салыштырмалуу жогорку деңгээлдеги автоматташтыруу жана чийки заттарга күчтүү ыңгайлашуу менен мүнөздөлөт. Ал ар кандай биомасса чийки заттарын иштетүү үчүн кеңири колдонулушу мүмкүн, биомассанын тыгыз форма берүүчү отундарын ири көлөмдө өндүрүүгө ылайыктуу жана келечекте биомассанын тыгыз форма берүүчү отундарын индустриялаштыруунун өнүгүү талаптарына жооп берет. Ошондуктан, шакекче формасындагы гранул машинасы кеңири колдонулат. Иштетилген биомасса материалында аз өлчөмдөгү кум жана башка биомасса эмес кошулмалар болушу мүмкүн болгондуктан, гранул машинасынын шакекче формасында олуттуу эскирүүгө жана айрылууга алып келиши мүмкүн. Шакекче формасындагы калыбынын иштөө мөөнөтү өндүрүш кубаттуулугуна жараша эсептелет. Учурда Кытайда шакекче формасындагы калыбынын иштөө мөөнөтү болгону 100-1000 тоннаны түзөт.
Шакекче формасындагы калыптын бузулушу негизинен төмөнкү төрт көрүнүштө болот: 1 Шакекче формасындагы калып белгилүү бир убакытка чейин иштегенден кийин, калыптоочу калыптын ички дубалы эскирип, тешик чоңоёт, натыйжада пайда болгон калыптагы күйүүчү майдын олуттуу деформациясы пайда болот; 2 Шакекче формасындагы калыптоочу калыптын тешигинин азыктандыруу жантайыңкылыгы эскирип, калыптоочу калыптын тешигине кысылып калган биомасса материалынын көлөмү азаят, экструзия басымы төмөндөйт жана калыптоочу калыптын тешиги оңой бүтөлүп калат, бул шакекче формасындагы калыптын бузулушуна алып келет (2-сүрөт); 3 Ички дубалдагы материалдардан жана агып чыгуу көлөмү кескин азаят (3-сүрөт);
④ Шакекче формасындагы калыптын ички тешиги эскиргенден кийин, жанаша жайгашкан L калып бөлүкчөлөрүнүн ортосундагы дубалдын калыңдыгы жукарып, шакекче формасындагы калыптын структуралык бекемдигинин төмөндөшүнө алып келет. Жаракалар эң кооптуу бөлүктө пайда болушу мүмкүн жана жаракалар кеңейе берген сайын шакекче формасындагы калыптын сынуу көрүнүшү пайда болот. Шакекче формасындагы калыптын оңой эскиришинин жана кыска кызмат мөөнөтүнүн негизги себеби - калыптоочу шакекче формасындагы калыптын акылга сыйбаган түзүлүшү (шакекче формасындагы калыптоочу тешиктер менен бириктирилген). Экөөнүн интеграцияланган түзүлүшү мындай натыйжаларга алып келиши мүмкүн: кээде шакекче формасындагы калыптоочу бир нече гана тешиктер эскирип, иштей албай калганда, шакекче формасындагы калыпты толугу менен алмаштыруу керек болот, бул алмаштыруу ишине ыңгайсыздык жаратып гана тим болбостон, чоң экономикалык чыгымдарды алып келип, тейлөө чыгымдарын көбөйтөт.
1.3 Калыпты калыпка салуунун структуралык жакшыртуу долбооруГранул машинасынын шакекче калыбынын кызмат мөөнөтүн узартуу, эскирүүнү азайтуу, алмаштырууну жеңилдетүү жана техникалык тейлөө чыгымдарын азайтуу үчүн шакекче калыбынын түзүлүшүн жаңыча жакшыртуу долбоорун жүргүзүү зарыл. Долбоордо орнотулган калып калыбы колдонулган, ал эми жакшыртылган кысуу камерасынын түзүлүшү 4-сүрөттө көрсөтүлгөн. 5-сүрөттө жакшыртылган калып калыбынын кесилиши көрсөтүлгөн.
Бул жакшыртылган дизайн негизинен активдүү басым роликтери жана бекитилген шакекче калыптарынын кыймыл формасы бар шакекче калып бөлүкчөлөрүнүн машинасына багытталган. Төмөнкү шакекче калып корпуска бекитилген, ал эми эки басым роликтери негизги валга туташтыруучу пластина аркылуу туташтырылган. Калыптоо калыпы төмөнкү шакекче калыпка орнотулган (интерференциялык орнотууну колдонуу менен), ал эми жогорку шакекче калып төмөнкү шакекче калыпка болттор аркылуу бекитилип, калыптоо калыпына бекитилген. Ошол эле учурда, басым ролиги тоголонуп, шакекче калып боюнча радиалдык кыймылдагандан кийин калыптоо калыпынын күчтөн улам кайра көтөрүлүшүнө жол бербөө үчүн, калыптоо калыпын тиешелүү түрдө жогорку жана төмөнкү шакекче калыптарга бекитүү үчүн каршы бурамалар колдонулат. Тешикке кирген материалдын каршылыгын азайтуу жана калыптын тешигине кирүүсүн ыңгайлуураак кылуу үчүн. Долбоорлонгон калыптоо калыпынын тамактандыруу тешигинин конус бурчу 60°тан 120°га чейин.
Калыптоочу калыптын жакшыртылган структуралык дизайны көп циклдүү жана узак кызмат мөөнөтү менен мүнөздөлөт. Бөлүкчөлөр машинасы белгилүү бир убакыт аралыгында иштегенде, сүрүлүүнүн жоголушу калыптоочу калыптын тешикчесинин чоңоюшуна жана пассивдешүүсүнө алып келет. Эскирген калып алынып, кеңейтилгенде, аны калыптоочу бөлүкчөлөрдүн башка мүнөздөмөлөрүн өндүрүү үчүн колдонсо болот. Бул калыптарды кайра колдонууга жана тейлөө жана алмаштыруу чыгымдарын үнөмдөөгө мүмкүндүк берет.
Гранулятордун иштөө мөөнөтүн узартуу жана өндүрүш чыгымдарын азайтуу үчүн басым роликтери 65Mn сыяктуу жакшы эскирүүгө туруктуулугу бар жогорку көмүртектүү жогорку марганецтүү болотту колдонот. Формалоочу калып Cr, Mn, Ti ж.б. камтыган эритме карбюрленген болоттон же аз көмүртектүү никель-хром эритмесинен жасалышы керек. Кысуу камерасынын жакшырышынан улам, иштөө учурунда жогорку жана төмөнкү шакекче калыптарынын сүрүлүү күчү калыптоочу калыпка салыштырмалуу аз. Ошондуктан, 45 болот сыяктуу кадимки көмүртектүү болотту кысуу камерасы үчүн материал катары колдонсо болот. Салттуу интеграцияланган формалоочу шакекче калыптарга салыштырмалуу, ал кымбат баалуу эритме болотту колдонууну азайтып, өндүрүш чыгымдарын төмөндөтөт.
2. Калыптоочу калыптын иштөө процессинде шакекче формасындагы гранул машинасынын калыптоочу калыпка механикалык анализ жүргүзүү.
Калыптоо процессинде, материалдагы лигнин калыптоо калыпында пайда болгон жогорку басым жана жогорку температура чөйрөсүнөн улам толугу менен жумшартылып калат. Экструзия басымы жогорулабаганда, материал пластификацияга дуушар болот. Пластификациядан кийин материал жакшы агат, андыктан узундугун d деп коюуга болот. Калыптоо калып басым идиши катары каралат жана калыптоо калыпына түшкөн басым жөнөкөйлөтүлөт.
Жогорудагы механикалык эсептөө анализи аркылуу калыптоо калыптын ичиндеги каалаган чекиттеги басымды алуу үчүн, калыптоо калыптын ичиндеги ошол чекиттеги айланма деформацияны аныктоо зарыл деген тыянак чыгарууга болот. Андан кийин, ошол жердеги сүрүлүү күчүн жана басымды эсептөөгө болот.
3. Жыйынтык
Бул макалада шакекче калып гранулизаторунун калыптоочу калып үчүн жаңы структуралык жакшыртуу долбоору сунушталат. Кыналган калыптоочу калыптарды колдонуу калыптын эскирүүсүн натыйжалуу азайтып, калып циклинин иштөө мөөнөтүн узартып, алмаштырууну жана тейлөөнү жеңилдетип, өндүрүш чыгымдарын азайта алат. Ошол эле учурда, калыптоочу калыптын иштөө процессинде механикалык анализ жүргүзүлүп, келечекте андан ары изилдөө үчүн теориялык негиз түзүлдү.
Жарыяланган убактысы: 2024-жылдын 22-февралы