МАШИНА ДЛЯ БРИКЕТИРОВАНИЯ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ

Предполагаемая полезная модель относится к области обработки материалов давлением. Она может быть использована для брикетирования сыпучих материалов, в частности отходов древесины.
Известны машины для брикетирования сыпучих материалов, содержащие установленный на раме подвижный корпус, в котором размещены камера и рабочий цилиндр, в котором установлен поршень со штоком, конец которого размещен в полости контейнера, имеющего окно для загрузки прессуемого материала, и соединенный с корпусом шабот с наковальней (Степанов В.Г., Шавров И.А. Высокоэнергетические импульсные методы обработки давлением. - Л,: Машиностроение, 1975.- с.205-207). В этих машинах прессуемый материал засыпается в контейнер. Брикетирования осуществляется двухсторонним встречным ударом штока и наковальни по обрабатываемому материалу. Разгон штока и наковальни производится под действием давления газа, поступающего из камеры в рабочий цилиндр.
К заявляемому объекту наиболее близким аналогом является машина для брикетирования сыпучих материалов, содержащая подвижно установленный на основании корпус, в котором размещены камера с перепускным клапаном и рабочий цилиндр, в котором установлен поршень с пуансоном, жестко соединенный с корпусом шабот, на котором закреплен второй пуансон, и расположенный между шаботом и рабочим цилиндром контейнер, в котором выполнена полость для размещения пуансонов и прессуемого материала, а также цилиндр перемещения корпуса (см. авт.свид. СССР №872298, М. Кл. В30В 9/32). В этой машине брикетирование прессуемого материала производится в полости контейнера двухсторонним встречным ударом двух пуансонов.
Недостаток известной машины заключается в следующем. После окончания процесса брикетирования выталкивание полученного брикета из полости контейнера и возврат поршня с пуансоном в исходное положения производится перемещением контейнера в направлении камеры. Затем контейнер возвращается в свое исходное положение. Время, затрагиваемое на эти движения контейнера во много раз превышает длительность рабочего хода машины. Это существенно снижает производительность машины.
Целью изобретения является повышение производительности машины. Указанная цель достигается тем, что машина для брикетирования содержит подвижно установленный на основании корпус, в котором размещены камера с перепускным клапаном и рабочий цилиндр, в котором установлен поршень с пуансоном, жестко соединенный с корпусом шабот, на котором закреплен второй пуансон, и расположенный между шаботом и рабочим цилиндром контейнер, в котором выполнена полость для размещения пуансонов и прессуемого материала, а также цилиндр перемещения корпуса, причем на торце перепускного клапана выполнен хвостовик, взаимодействующий с поршнем, а в стенке рабочего цилиндра вблизи камеры уставлены предельный клапан, сообщающий рабочий цилиндр с окружающей средой, и золотник, управляющий открытием выпускного клапана, установленного в стенке рабочего цилиндра вблизи контейнера.
Предлагаемая машина схематично показана на фиг.1, 2, 3: на фиг.1. представлена машина вместе с пневматической системой, на фиг.2 машина показана в момент брикетирования, а на фиг.3 машина показана в момент выталкивания полученного брикета.
Машина содержит корпус 1, в котором размещены камера 2 с перепускным клапаном 3, рабочий цилиндр 4, в котором установлен поршень 5 с пуансоном 6. К корпусу 1 при помощи колонн 7 присоединен шабот 8, на котором соосно пуансону 6 закреплен второй пуансон 9. Перепускной клапан 3 закрывает отверстие, соединяющее камеру 2 с рабочим цилиндром 4. Этот клапан установлен в цилиндрической полости 10, выполненной в крышке 11 камеры 2, которая присоединена к корпусу 1 при помощи винтов 12. На торце перепускного клапана выполнен хвостовик 13. Между корпусом 1 и шаботом 8 размещен контейнер 14, в котором выполнена горизонтальная полость 15 для размещения пуансонов и прессуемого материала, а также окно 16 для загрузки этого материала. В контейнере 14 выполнены сквозные каналы для прохода колонн 7. К контейнеру 13 закреплен загрузочный бункер 17.
В стенке рабочего цилиндра 4 непосредственно вблизи камеры 2 установлены предельный клапан 18 и золотник 19. В нормальном состоянии клапан 18 под действием пружины открыт.Он настроен на определенное предельное давление. При превышении давления в рабочем цилиндре 4 этого предельного давления клапан 18 закрывается. К корпусу золотника 19 прикреплен электрический включатель 20 с кнопкой. При достижении в рабочем цилиндре 4 определенного давления золотник 19 перемещается и нажимает кнопку включателя 20.
В корпусе 1 непосредственно вблизи контейнера 14 установлен выпускной клапан 21. В нормальном положении клапан 21 открыт и сообщает кольцевую полость 22 окружающей средой. Клапан 21 закрывается при подаче сжатого воздуха в его поршневую полость. В корпусе 1 выполнено также отверстие 23 для подачи сжатого воздуха в кольцевую полость 22. Контейнер 14 закреплен на основании 24. Корпус 1 и шабот 8 установлены на роликах 25, закрепленных на основании 24. Горизонтальное положения машины фиксируется упором 26 и штоком 27 пневмоцилиндра 28. На упоре 26 установлен электрический включатель 29. На корпусе 1 установлен также приемный бункер 30.
Пневматическая система машины включает в себя воздушный компрессор 31, ресивер 32, вентиль 33, электропневматический клапан 34 и регуляторы давления 35 и 36. Электропневматический клапан 34 соединен трубопроводами с кольцевой полостью 22 и выпускным клапаном 21. Электропневматический клапан 34 и электрические включатели 20,29 связаны между собой электрической цепью. Ресивер 32 соединен трубопроводами с камерой 2, полостью 10 и пневмоцилиндром 28. Давления воздуха в камере 2 определяется давлением в ресивере 32, а в полости 10 и пневмоцилиндре 21 настройкой регуляторов давления 35 и 36.
В исходном положении машины перепускной клапан 3 закрыт под действием давления воздуха в полости 10. В камере 2 имеется сжатый воздух. Давление воздуха в полости 10 перепускного клапана 3 в 1,5…2 раза ниже давления в камере. Предельный клапан 18 и выпускной клапан 21 открыты.
Работа машины осуществляется следующим образом. При включении электропневматического клапана 34 сжатый воздух подается к выпускному клапану 21 и кольцевую полость 22. Выпускной клапан 21 закрывается, в кольцевой полости 22 давление повышается. Под действием давления воздуха поршень 5 с пуансоном 6 перемещается в направлении камеры 2. При этом в пространство, освобождающееся за торцом пуансона 6, из бункера 17 поступает порция брикетируемой массы. В процессе движения поршня 5 воздух из рабочего цилиндра 4 вытесняется через отверстие предельного клапана 18. Вблизи своего крайне левого положения поршень 5, воздействуя на хвостовик 13, открывает перепускной клапан 3. При этом сжатый воздух из камеры 2 поступает в полость цилиндра 4. Давление в полости 4 резко увеличивается. Под действием давления воздуха предельный клапан 18 закрывается, а золотник 19 перемещается и нажимает на кнопку электрического включателя 20. При этом электропневматический клапан 34 закрывается, и подача воздуха в кольцевую полость 22 прекращается. Одновременно открывается выпускной клапан 21, сообщая кольцевую полость 2 с атмосферой. Под действием давления воздуха в рабочем цилиндре 4 поршень 5 с пуансоном 6 перемещается в направлении контейнера 14, а корпус 1 перемещается в обратном направлении, сжимая воздух в пневмоцилиндре 28. При этом связанный с корпусом 1 шабот 8 с пуансоном 9 также перемещается в направлении контейнера 14. В процессе движения поршня 5 воздух из кольцевой полости 22 вытесняется через выпускной клапан 21. Двигаясь под действием давления воздуха, поршень 5 с пуансоном 6 и корпус 1 с шаботом 8 приобретают значительную кинетическую энергию, которая используется для брикетирования прессуемого материала. Процесс брикетирования осуществляется в полости 15 контейнера 14 двухсторонним ударом пуансонов 6 и 9.
В процессе рабочего хода поршня 5 давление воздуха в камере 2 и рабочем цилиндре 4 непрерывно снижается. При некотором ходе поршня 5 давление в камере 2 становится ниже давления в полости 10 перепускного клапана 3. При этом перепускной клапан 3 закрывается. К концу рабочего хода поршня 5 давление в рабочем цилиндре 4 становится ниже некоторого предельного значения, на которое настроен предельный клапан 18. При этом клапан 18 закрывается.
Для механической системы корпус - поршень давление воздуха в рабочем цилиндре 4 является внутренней силой. Поэтому под действием этой силы общее количество движения системы корпус - поршень остается неизменным, т.е. равным нулю. Сила сопротивления пневмоцилиндра 28 для этой системы является внешней силой. Под действием этой силы система корпус - поршень приобретает количество движения направленное в сторону контейнера 14. Поэтому в конце процесса брикетирования, т.е. в момент остановки пуансона 9 поршень 5 с пуансоном 6 еще имеет определенную скорость (фиг.2). Благодаря этой скорости пуансон 6 выталкивает брикет из полости 15 контейнера 14 (фиг.3).
После окончания процесса брикетирования перемещение корпуса 1 с шаботом 8 в исходное положение осуществляется под действием усилия пневмоцилиндра 28. При достижении корпуса 1 исходного положения шабот 8 нажимается на кнопку включателя 29, который подает сигнал на открытие электропневмотического клапана 34. При этом сжатый воздух подается в кольцевую полость 22 и поршневую полость выпускного клапана 21, что обеспечивает его закрытие. Под действием давления воздуха в кольцевой полости 22 поршень 5 с пуансоном 6 перемещается в направлении камеры 2. Далее рабочий цикл машины повторяется в той же последовательности.
В предложенной машине процесс выталкивания брикета совмещен с процессом возвращения корпуса машины в исходное положение. Благодаря этому производительность предлагаемой машины по крайней мере в 1,5 раза выше производительности известной машины.