УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТОПЛИВНЫХ БРИКЕТОВ

Полезная модель относится к области переработки отходов деревообрабатывающей промышленности и производства экологически чистых энергетических ресурсов в виде топливных брикетов.
Известно устройство для производства пеллет и гранул, описанное в патенте РФ №2351636 C10L 8/00, В02С 21/00, опубл. 10.04.2009, содержащее корпус, электродвигатели, транспортеры, пневмопроводы, систему подачи сырья и уборки готовой продукции. В верхней части корпуса установлен вертикальный шнек, и присоединен пневмопроводом подачи исходного сырья. На нижней части вала, на котором установлен шнек, посажены рубительные ножи с разным количеством лезвий. Между ножами расположены неподвижные диски с калибровочными отверстиями разного диаметра. С последним диском соединена через дозатор сушильная камера с неподвижной винтовой гладкой спиралью, в начале которой расположен пневмопровод для подачи горячего воздуха, внизу сушильной камеры установлен дозатор. Дозатор присоединен к пресс-гранулятору, привод которого расположен на внешней части корпуса устройства. К нижней части устройства для производства пеллет и гранул присоединено коническое сопло для пропуска пеллет или гранул на транспортер охлаждения и уборки готовой продукции.
Недостатком конструкции известного устройства для производства пеллет и гранул является вертикальная компоновка узлов и агрегатов, приводящая к необходимости осуществления подачи сырья сверху, при этом усложняется доступ к узлам и агрегатам при проведении пусконаладочных или ремонтных работ, очистки элементов конструкции от остатков сырья.
Известна установка для изготовления топливных гранул, описанная в патенте РФ №2335400 В30В 11/12, опубл. 10.10.2008, содержащая пресс, загрузочный бункер для исходного сырья, измельчитель исходного сырья и промежуточный бункер. Пресс расположен под промежуточным бункером, и содержит полый валок, кулачок, пуансоны и нагревательные элементы. Полый валок, выполнен с матрицами, смонтирован в корпусе с возможностью вращения, и связан посредством механизма прерывистого вращения с приводом, оснащенным регулятором частоты вращения. Кулачок, неподвижно установлен в полости валка с возможностью регулировочного поворота. Пуансоны, размещены в матрицах, в контакте с кулачком и подпружинены по направлению к кулачку. В полости валка размещены нагревательные элементы с регулятором их мощности.
Недостатком известной установки для изготовления топливных гранул является сложность конструкции пресса, содержащего полый валок с матрицами, кулачок, пуансоны и нагревательные элементы, что осложняет его ремонт и замену. Также данная установка имеет значительные габаритные размеры, что увеличивает трудоемкость ее транспортировки и монтажа.
Задачей полезной модели является упрощение конструкции формообразующего механизма и уменьшение габаритных размеров устройства для изготовления топливных брикетов.
Поставленная задача достигается тем, что устройство для изготовления топливных брикетов содержит бункер, корпус и пресс с пуансоном. Перед бункером установлен поддон с подогревом, а пресс находится под бункером, и состоит, по крайней мере, из одной горизонтально расположенной формовочной камеры, имеющей матрицу с отверстиями.
На фиг.1 представлено устройство для изготовления топливных брикетов, на фиг.2 показано сечение А-А фиг.1, на фиг.3 - вид Б фиг.1, на фиг.4 - компоновка устройства с редуктором, на фиг.5 - компоновка устройства с несколькими формовочными камерами, на фиг.6 - рабочий такт 1, на фиг.7 - рабочий такт 2, на фиг.8 - рабочий такт 3, на фиг.9 - рабочий такт 4, на фиг.10 - рабочий такт 5, на фиг.11 - матрица позиция 7, на фиг.12 - матрица позиция 8.
Устройство для изготовления топливных брикетов, представленное на фиг.1, состоит из сушильного поддона 1, нагревательного элемента 2, бункера 3, задвижек 4 и 5, формовочной камеры 6, матрицы 7 или 8, пуансона 9, кривошипно-шатунного механизма 10, электродвигателя 11, контейнера для выгрузки пеллет 12. Сушильный поддон 1 изготавливается таким образом, чтобы сырье 13 располагаясь на нем, имело наибольшую площадь и небольшую глубину слоя сырья. Сушильный поддон 1 крепится в верхней части устройства на опорах 14 и отделен от бункера 3 задвижкой 4, имеющей возможность перемещаться по направляющим 15. Над сушильным поддоном 1 располагается нагревательный элемент 2, например инфракрасный нагреватель, который нагревает исходное сырье 13 до температуры 150 градусов Цельсия. Бункер 3 соединен с сушильным поддоном 1, и имеет в нижней части задвижку 5, которая, перемещаясь по направляющим 16, дает возможность открывать, и закрывать бункер 3. Бункер 3 располагается над формовочной камерой 6, и крепится на опорах 14. Формовочная камера 6, показанная на фиг.2 и фиг.3, представляет собой корпус 17 в виде трубы, с прорезью для установки матрицы 7 или 8, а также отверстие с люком 18 для загрузки сырья 13. В зависимости от механических свойств древесины, из которой изготовлено сырье 13 (мелкодисперсная древесная мука) предлагается использование двух конструктивных исполнения матрицы (7 или 8). Матрица 7, показанная на фиг.11, представляет собой диск с отверстиями имеющая выступ в виде сектора с углом 180 градусов, и предназначена для изготовления пеллет из более рыхлого сырья. Матрица 8, показанная на фиг.12, представляет собой диск с отверстиями имеющая два выступ, один из которых в виде прямоугольника, а второй в виде сектора с углом 120 градусов. Матрица 8 предназначена для изготовления пеллет из более вязкого и прочного сырья, так как она имеет большее сопротивление изгибу, за счет схемы базирования. Пуансон 9 изготавливается из сверхпрочных материалов, например сталь ШХ 15, и крепится к кривошипно-шатунному механизму 10, кривошип которого крепится к электродвигателю 11. Электродвигатель 11 подбирают таким образом, чтобы он обеспечивал максимальный крутящий момент и небольшое количество оборотов. Устройство для производства топливных гранул (пеллет) должно монтироваться на специальном фундаменте 19, для обеспечения жесткости конструкции и исключения несоосности формовочной камеры 6 и электродвигателя 11. Для получения пеллет из твердых пород древесины необходимо обеспечить высокое удельное давление на пуансоне 9 в формовочной камере 6, для чего необходимо увеличить крутящий момент на кривошипе кривошипно-шатунного механизма 10, с этой целью в устройство дополнительно вводится однорядный редуктор 20, представленный на фиг.4, соединенный с электродвигателем 11 муфтой 21. Для увеличения производительности устройства для производства топливных брикетов предлагается схема установки одновременно нескольких формовочных камер 6, представленная на фиг.5. В этом случае кривошипно-шатунный механизм 10 присоединяется к распределительному валу 22, который устанавливается в опорах 23.
Устройство для изготовления топливных брикетов работает следующим образом.
Всю работу устройства можно условно разделить на пять тактов. Первый такт, представленный на фиг.6, состоит в загрузке сырья 13 в виде мелкодисперсной древесной муки, подготовленной на предыдущих операциях, в сушильный поддон 1 и включения нагревательного элемента 2. Второй такт, представленный на фиг.7, начинается при достижении исходного сырья 13 температуры 150 градусов Цельсия. На втором такте открывают задвижку 4, и сырье 13 перемещают в бункер 3, при этом задвижка 5 закрыта. Третий такт, представленный на фиг.8, начинается с открытия задвижки 5 и наполнения формовочной камеры 6. Пуансон 9 при наполнении формовочной камеры 9 должен находиться в крайнем правом положении. На четвертом такте, показанном на фиг.9, закрывается задвижка 4, и наполняется сушильный поддон 1, после чего включается нагревательный элемент 2. Пятый такт, представленный на фиг.10, начинается с включения электродвигателя 11, приводящего в движении кривошипно-шатунный механизм 10 толкающий пуансон 9 в формовочной камере 6, при этом люк 18 должен быть закрыт. Под давлением создаваемым пуансоном 9 сырье 13 проходит через отверстия в матрицах 7 или 8 и попадает в контейнер 12 для выгрузки пеллет. После этого рабочие такты повторяются.
При одновременной работе нескольких формовочных камер 6, показанной на фиг.5, электродвигатель 11 приводит во вращение распределительный вал 22, на котором закреплены кривошипы кривошипно-шатунного механизма 10 под определенным углом друг относительно друга в зависимости от количества формовочных камер 6. Рабочие такты каждой формовочной камеры 6 должны быть смещены во времени относительно друг друга.
Положительный эффект достигается за счет изменения схемы расположения узлов и агрегатов, что упрощает доступ к ним при ремонте и обслуживании. Также значительно упрощается процесс изготовления пеллет и снижаются энергетические затраты путем применения формовочной камеры, матрицы, пуансона, кривошипно-шатунного механизма и одного электродвигателя. Описанное устройство для изготовления топливных брикетов имеет небольшие габаритные размеры, примерно 1×1,5 метра, может быть легко демонтировано, и установлено в другом месте.