نظرًا لانخفاض المواد الضارة مثل الرماد والنيتروجين والكبريت في الكتلة الحيوية مقارنة بالطاقة المعدنية ، فإنه يتمتع بخصائص الاحتياطيات الكبيرة ، ونشاط الكربون الجيد ، وإشعال الإشعال السهل ، والمكونات المتقلبة العالية. لذلك ، تعد الكتلة الحيوية وقودًا مثاليًا للطاقة ومناسبة للغاية لتحويل الاحتراق واستخدامه. الرماد المتبقي بعد احتراق الكتلة الحيوية غنية بالمواد الغذائية التي تتطلبها النباتات مثل الفوسفور والكالسيوم والبوتاسيوم والمغنيسيوم ، بحيث يمكن استخدامها كسماد للعودة إلى الحقل. بالنظر إلى احتياطيات الموارد الهائلة والمزايا المتجددة الفريدة لطاقة الكتلة الحيوية ، فإنها تعتبر حاليًا خيارًا مهمًا لتنمية الطاقة الوطنية الجديدة من قبل البلدان في جميع أنحاء العالم. ذكرت لجنة التنمية والإصلاح الوطنية في الصين بوضوح في "خطة التنفيذ للاستخدام الشامل لقش المحاصيل خلال الخطة الخمسية الثانية عشرة" أن معدل الاستخدام الشامل للقش سيصل إلى 75 ٪ بحلول عام 2013 ، ويسعى إلى تجاوز 80 ٪ بحلول عام 2015.
أصبحت كيفية تحويل طاقة الكتلة الحيوية إلى طاقة عالية الجودة ونظيفة ومريحة مشكلة ملحة يجب حلها. تعد تكنولوجيا تكثيف الكتلة الحيوية واحدة من الطرق الفعالة لتحسين كفاءة حرق طاقة الكتلة الحيوية وتسهيل النقل. في الوقت الحاضر ، هناك أربعة أنواع شائعة من معدات التكوين الكثيفة في الأسواق المحلية والأجنبية: آلة جسيمات البثق الحلزونية ، آلة جسيمات ختم المكبس ، آلة جسيمات القالب المسطح ، آلة جسيمات القالب الدائرية. من بينها ، يتم استخدام آلة بيليه القالب الدائرية على نطاق واسع بسبب خصائصها مثل عدم الحاجة للتدفئة أثناء التشغيل ، والمتطلبات الواسعة لمحتوى رطوبة المواد الخام (10 ٪ إلى 30 ٪) ، وإخراج الماكينة الفردية الكبيرة ، وكثافة الضغط العالية ، وتأثير التكوين الجيد. ومع ذلك ، فإن هذه الأنواع من آلات بيليه لها عمومًا عيوب مثل ارتداء العفن السهل ، وحياة الخدمة القصيرة ، وتكاليف الصيانة العالية ، والاستبدال غير المريح. استجابةً لأوجه القصور المذكورة أعلاه لآلة بيليه القالب الدائري ، قام المؤلف بتصميم تحسن جديد على هيكل القالب الذي يشكل ، وقام بتصميم قالب من نوع مجموعة مع عمر خدمة طويل ، وتكاليف صيانة منخفضة ، وصيانة مريحة. وفي الوقت نفسه ، أجرت هذه المقالة تحليلًا ميكانيكيًا لقالب التكوين أثناء عملية العمل.
1. تصميم تحسين هيكل القالب التكوين لمحبيب الحول الحلقي
1.1 مقدمة لعملية تشكيل البثق:يمكن تقسيم آلة بيليه الخاتم إلى نوعين: عموديًا وأفقيًا ، اعتمادًا على موضع يموت الحلقة ؛ وفقًا لشكل الحركة ، يمكن تقسيمها إلى شكلين مختلفين من الحركة: الأسطوانة الضغط النشطة مع قالب حلقة ثابتة وقاعدة الضغط النشطة مع قالب حلقة مدفوعة. يستهدف هذا التصميم المحسن بشكل أساسي آلة جسيمات القالب الحلقة مع أسطوانة ضغط نشطة وقالب حلقة ثابتة كنموذج للحركة. يتكون بشكل أساسي من جزأين: آلية نقل وآلية جسيمات القالب الحلقة. قالب القالب الدائري والضغط هما المكونان الأساسيان لآلة بيليه قالب الحلقة ، مع توزيع العديد من ثقوب القالب حول قالب الحلقة ، ويتم تثبيت أسطوانة الضغط داخل قالب الحلقة. يتم توصيل أسطوانة الضغط بمغزل الإرسال ، ويتم تثبيت قالب الحلقة على شريحة ثابتة. عندما تدور المغزل ، فإنه يدفع أسطوانة الضغط للتدوير. مبدأ العمل: أولاً ، تنقل آلية النقل مادة الكتلة الحيوية المسحوقة إلى حجم جسيم معين (3-5 مم) إلى غرفة الضغط. بعد ذلك ، يدفع المحرك العمود الرئيسي لدفع أسطوانة الضغط إلى الدوران ، ويتحرك أسطوانة الضغط بسرعة ثابتة لتفتيت المادة بالتساوي بين أسطوانة الضغط وقالب الحلقة ، مما يتسبب في ضغط القالب الدائري والاحتكاك مع المادة ، أسطوانة الضغط مع المادة والمواد مع المادة. أثناء عملية الضغط على الاحتكاك ، تتحد السليلوز والهيميسيلولوز في المادة مع بعضها البعض. في الوقت نفسه ، فإن الحرارة الناتجة عن احتكاك الضغط تنعم اللجنين إلى موثق طبيعي ، مما يجعل السليلوز ، والهيميسيلوز ، وغيرها من المكونات ملزمة ببعضها البعض. مع ملء مواد الكتلة الحيوية المستمرة ، تستمر كمية المادة المعرضة للضغط والاحتكاك في ثقوب القالب المتشكل في الزيادة. في الوقت نفسه ، تستمر قوة الضغط بين الكتلة الحيوية في الزيادة ، وتؤسس باستمرار وتشكل في فتحة القولبة. عندما يكون ضغط البثق أكبر من قوة الاحتكاك ، يتم البثق في الكتلة الحيوية بشكل مستمر من ثقوب صب حول قالب الحلقة ، لتشكيل وقود صب الكتلة الحيوية بكثافة صب تبلغ حوالي 1 جم/سم 3.
1.2 تآكل تشكيل القوالب:يكون إخراج الماكينة المفردة لآلة بيليه كبيرة ، مع درجة عالية نسبيًا من الأتمتة والقدرة القوية على التكيف مع المواد الخام. يمكن استخدامه على نطاق واسع لمعالجة العديد من المواد الخام للكتلة الحيوية ، ومناسبة للإنتاج على نطاق واسع للوقود المكثف للكتلة الحيوية ، وتلبية متطلبات التطوير الخاصة بتصنيع الوقود الكثيف للكتلة الحيوية في المستقبل. لذلك ، تستخدم آلة بيليه القالب على نطاق واسع. نظرًا لوجود كميات صغيرة من الرمال وغيرها من شوائب الكتلة الحيوية في مادة الكتلة الحيوية المصنعة ، فمن المرجح أن تسبب التآكل والدموع على قالب حلقة آلة بيليه. يتم حساب عمر خدمة القالب الحلقي بناءً على القدرة الإنتاجية. حاليا ، عمر خدمة القالب الخاتم في الصين هو 100-1000T فقط.
يحدث فشل قالب الحلقة بشكل أساسي في الظواهر الأربع التالية: ① بعد أن يعمل قالب الحلقة لفترة من الزمن ، يلبس الجدار الداخلي لفتحة القالب وتزايد الفتحة ، مما يؤدي إلى تشوه كبير في الوقود الذي تم تشكيله ؛ ② يتم ارتداء منحدر التغذية في ثقب القالب القابل لقالب الحلقة ، مما يؤدي إلى انخفاض في كمية مادة الكتلة الحيوية المغطاة في فتحة الموت ، وانخفاض في ضغط البثق ، وسهولة انسداد في ثقب القالب ، مما يؤدي إلى فشل القالب الحلقي (الشكل 2) ؛ ③ بعد مواد الجدار الداخلية ويقلل بشكل حاد من كمية التفريغ (الشكل 3) ؛
④ بعد ارتداء الفتحة الداخلية لقالب الحلقة ، يصبح سمك الجدار بين قطع القالب المجاورة L أرق ، مما يؤدي إلى انخفاض في القوة الهيكلية لقالب الحلقة. الشقوق عرضة للحدوث في أقسام أخطر ، ومع استمرار تمديد الشقوق ، تحدث ظاهرة كسر قالب الحلقة. السبب الرئيسي لسهولة التآكل وعمر الخدمة القصيرة لقالب الحلقة هو الهيكل غير المعقول لقالب حلقة التكوين (يتم دمج قالب الحلقة مع ثقوب القالب التكوين). إن الهيكل المتكامل للثلين عرضة لمثل هذه النتائج: في بعض الأحيان عندما يتم تهالك عدد قليل من الثقوب القليلة التي تتشكل من القالب الحلقي ولا يمكن أن تعمل ، يجب استبدال قالب الحلقة بأكمله ، مما لا يجلب فقط إزعاجًا لأعمال الاستبدال ، ولكنه يسبب أيضًا نفايات اقتصادية كبيرة ويزيد من تكاليف الصيانة.
1.3 تصميم التحسين الهيكلي لتشكيل القالبمن أجل تمديد عمر خدمة القالب الحلقي لآلة بيليه ، وتقليل التآكل ، وتسهيل الاستبدال ، وتقليل تكاليف الصيانة ، من الضروري تنفيذ تصميم تحسن جديد على هيكل قالب الحلقة. تم استخدام قالب القولبة المدمجة في التصميم ، ويظهر في الشكل 4 بنية غرفة الضغط المحسنة. الشكل 5 يوضح الرؤية المستعرضة لقالب الصب المحسّن.
يستهدف هذا التصميم المحسن بشكل أساسي آلة جسيمات القالب الحلقة مع شكل حركة من أسطوانة الضغط النشط وقالب الحلقة الثابتة. يتم تثبيت قالب الحلقة السفلية على الجسم ، ويتم توصيل بكرتين الضغط بالعمود الرئيسي من خلال لوحة توصيل. يتم تضمين قالب التكوين على قالب الحلقة السفلى (باستخدام ملاءمة التداخل) ، ويتم تثبيت قالب الحلقة العلوية على القالب السفلي من خلال البراغي ومثبت على القالب التكوين. في الوقت نفسه ، من أجل منع القالب الذي يتشكل من الارتداد بسبب القوة بعد لفات أسطوانة الضغط والتحرك شعاعيًا على طول القالب الحلقي ، يتم استخدام مسامير العدادات لإصلاح القالب التكوين على قوالب الحلقة العلوية والسفلية على التوالي. من أجل تقليل مقاومة المادة التي تدخل الفتحة وجعلها أكثر ملاءمة لدخول ثقب القالب. الزاوية المخروطية لفتحة التغذية لقالب التكوين المصمم من 60 إلى 120 درجة.
يتمتع التصميم الهيكلي المحسن لقالب التكوين بخصائص دورة متعددة وحياة طويلة الخدمة. عندما تعمل آلة الجسيمات لفترة من الزمن ، فإن فقدان الاحتكاك يتسبب في أن تصبح فتحة القالب التكوين أكبر وتناقضها. عندما تتم إزالة القالب التكوين البالي وتوسيعه ، يمكن استخدامه لإنتاج مواصفات أخرى لتشكيل الجسيمات. هذا يمكن أن يحقق إعادة استخدام القوالب وتوفير تكاليف الصيانة والاستبدال.
من أجل إطالة عمر خدمة الحبيبات وخفض تكاليف الإنتاج ، تعتمد أسطوانة الضغط عالية الكربون من الفولاذ المنغنيز مع مقاومة جيدة للارتداء ، مثل 65 مليون. يجب تصنيع قالب التكوين من سبيكة كروم الكربون المنخفضة أو سبيكة الكروم منخفض الكربون ، مثل احتواء CR ، MN ، TI ، وما إلى ذلك نظرًا لتحسين غرفة الضغط ، فإن قوة الاحتكاك التي تعاني منها القوالب الحلقية العلوية والسفلية أثناء العملية صغيرة نسبيًا مقارنة بالقالب المكون. لذلك ، يمكن استخدام الصلب الكربوني العادي ، مثل 45 فولاذية ، كمواد لغرفة الضغط. بالمقارنة مع قوالب حلقة التكوين المتكاملة التقليدية ، يمكن أن تقلل من استخدام الصلب باهظ الثمن ، وبالتالي خفض تكاليف الإنتاج.
2. التحليل الميكانيكي لقالب التكوين لآلة بيليه القالب الدائري أثناء عملية العمل لقالب التكوين.
أثناء عملية صب ، يتم تليين اللجنين في المادة تمامًا بسبب بيئة الضغط العالي ودرجات الحرارة العالية الناتجة في قالب القولبة. عندما لا يزداد ضغط البثق ، تخضع المادة لتلوين. تتدفق المادة جيدًا بعد البلاستيك ، بحيث يمكن ضبط الطول على د. يعتبر القالب التكوين بمثابة وعاء ضغط ، ويتم تبسيط الضغط على القالب التكوين.
من خلال تحليل الحساب الميكانيكي المذكور أعلاه ، يمكن أن نستنتج أنه من أجل الحصول على الضغط في أي نقطة داخل قالب التكوين ، من الضروري تحديد السلالة المحيطية في تلك النقطة داخل قالب التكوين. ثم ، يمكن حساب القوة الاحتكاكية والضغط في هذا الموقع.
3. الخلاصة
تقترح هذه المقالة تصميم تحسن هيكلي جديد لتكوين القالب من الحبيبات القالب. يمكن أن يؤدي استخدام قوالب التكوين المدمجة إلى تقليل تآكل العفن بشكل فعال ، وتمديد عمر دورة القالب ، وتسهيل الاستبدال والصيانة ، وخفض تكاليف الإنتاج. في الوقت نفسه ، تم إجراء التحليل الميكانيكي على القالب الذي يشكل أثناء عملية العمل ، مما يوفر أساسًا نظريًا لمزيد من البحث في المستقبل.
وقت النشر: فبراير -22-2024