ТОПЛИВНЫЙ БРИКЕТ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТОПЛИВНЫХ БРИКЕТОВ

Полезная модель относится к деревообрабатывающей промышленности и может быть использована при изготовлении путем прессования фасонных брикетов из измельченной древесины, в частности сферических топливных брикетов.
Известны призматические топливные брикеты (кирпичики), изготовленные путем прессования измельченной древесины (Bio - Energy, com.ua 2009-2012).
Известны цилиндрические топливные брикеты сплошные или имеющие продольное отверстие, изготовленные путем прессования измельченной древесины. (Bio - Energy, com.ua 2009-2012 - прототип).
Известные технические решения имеют следующие недостатки:
- неравноплотность в направлении прессующего усилия (от верхнего торца к нижнему за счет сопротивления прессуемых древесных частиц);
- большая площадь поверхности цилиндра вследствие чего требуется большое усилие прессования для достижения одинаковой плотности уплотняемого объема;
- неравномерность расположения цилиндров в топке котельной (где-то легли как спички в коробке, а где-то - хаотически расположены). Как следствие этого - неравномерность поступления воздуха при горении, прохождения воздуха между брикетами;
- необходимость использования механизма принудительной подачи в топку, например, транспортера, т.к. сами цилиндры по наклонной плоскости не катятся (или их надо предварительно ориентировать);
- разрушение кромок оснований цилиндра при хранении и транспортировке.
Техническая задача полезной модели - состоит в возможности изготовления фасонных, в частности, топливных брикетов с равноплотными слоями, начиная с наружного, равноудаленных от его поверхностей, что обеспечит повышение прочности топливных брикетов, равномерное расположение топливных брикетов в топке и равномерное их горение, а также упрощение подачи топливных брикетов в топку.
Поставленная цель достигается тем, что топливный брикет, полученный прессованием измельченной древесины имеет сферическую форму.
Это обеспечивает следующие преимущества топливного брикета:
- усилие прессования направлено радиально, от периферии к центру. Поэтому плотность любого достаточно тонкого сферического слоя практически одинакова. То есть наружный (поверхностный) слой наиболее плотный (а значит - прочный), а центр сферы - наименее плотный (наименее прочный). (У цилиндра верхнее основание прочное, нижнее - слабое; нижнее и разрушается в первую очередь при внешнем воздействии);
- сферические брикеты всегда равномерно размещены в объеме топки, а следовательно обеспечен и равномерный подвод воздуха, а значит и равномерный режим горения топлива;
- нет надобности в приводном механизме при подаче брикетов в топку. Сферы легко скатывать (постоянно или порциями) из бункера по наклонной плоскости;
- имеет место меньшее усилие прессования сфер по отношению к прессованию цилиндров при равных объемах конечной продукции.
Известно устройство для изготовления древесных брикетов из измельченной древесины с открытой камерой прессования, включающее матрицы для прессуемой массы, механизм создания прессующего усилия, дозатор, транспортер для сбора готовых брикетов и привод. (Н.А.Модлин, А.Н.Ерошкин, Брикетирование измельченной древесины и древесной коры, М., Лесная промышленность, 1971, с.36-37).
Недостатком известного устройства является ограничение по конечной плотности прессуемого материала. Это объясняется незначительной величиной подпора прессуемой массы в коротких открытых матрицах. При удлинении открытой матрицы, с целью создания значительного подпора, происходит заклинивание обрабатываемого материала в прессовом канале.
Известно также устройство для изготовления древесных брикетов из измельченной древесины с закрытой камерой прессования, включающее матрицы для прессуемой массы, механизм создания прессующего усилия, дозатор, транспортер для сбора готовых брикетов и привод. (Н.А.Модлин, А.Н.Ерошкин, Брикетирование измельченной древесины и древесной коры, М, Лесная промышленность, 1971, с.36-37).
Недостатками известного устройства являются малая производительность за счет необходимости выдержки под давлением каждой порции измельченных древесных материалов в течение 20-30 с и трудоемкость процесса извлечения готового брикета из закрытой матрицы.
Известно также устройство для изготовления древесного брикета, в том числе и топливного, включающее станину, дозатор, матрицы для прессуемой массы, содержащие цилиндрическую боковую поверхность, механизм создания прессующего усилия, выполненный в виде группы смонтированных на неподвижной плите пуансонов, длины которых последовательно увеличиваются к концу стадии брикетирования. Известное устройство позволяет изготовить цилиндрические брикеты. (RU 96350 U1, опуб. 27.07.2010 - прототип).
Недостатками прототипа являются градиент плотности получаемых брикетов в направлении приложения прессующего усилия, невозможность изготовления фасонных поверхностей изделия на поверхностях, противоположных направлению прессующего усилия, например, сферических брикетов, и сложность извлечения фасонных брикетов из закрытой матрицы.
Техническая задача полезной модели на устройство для изготовления топливных брикетов состоит в повышении эффективности устройства путем расширении его технологических возможностей за счет возможности изготовления сферических топливных брикетов, достижения равноплотности слоев брикета, начиная с наружного, равноудаленных от его поверхностей, а также обеспечения надежности извлечения фасонного брикета из закрытой матрицы без разрушения брикетов.
Поставленная задача достигается тем, что в устройстве для изготовления топливного брикета, включающем станину, дозатор, матрицы для прессуемой массы, содержащие цилиндрическую боковую поверхность, механизм создания прессующего усилия, выполненный в виде группы смонтированных на неподвижной плите пуансонов, длины которых последовательно увеличиваются к концу стадии брикетирования, приемник готовых брикетов и привод, - каждый пуансон имеет полусферическую рабочую поверхность, а каждая из матриц снабжена имеющим полусферическую рабочую поверхность вертикально подвижным дном, жестко скрепленным с подпружиненным ползуном, содержащим на конце ролик, причем матрицы смонтированы на траках конвейера, при этом на станине устройства смонтированы прямолинейная направляющая и кулачек с криволинейной направляющей на его нижней поверхности для перемещения по направляющим роликов ползунов.
Полезная модель имеет следующие отличия от прототипа:
- каждый пуансон имеет полусферическую рабочую поверхность;
- каждая из матриц снабжена имеющим полусферическую рабочую поверхность вертикально подвижным дном, жестко скрепленным с подпружиненным ползуном, содержащим на конце ролик;
- матрицы смонтированы на траках конвейера;
- на станине устройства смонтированы прямолинейная направляющая и кулачек с криволинейной направляющей на его нижней поверхности для перемещения по направляющим роликов ползунов.
Это позволит повысить эффективность устройства путем расширении его технологических возможностей за счет возможности выпуска сферических топливных брикетов, достижения равноплотности слоев брикета, начиная с наружного, равноудаленных от его поверхностей, а также обеспечения надежности извлечения фасонного сферического брикета из закрытой матрицы без разрушения брикетов.
В просмотренном нами патентно-информационном фонде не обнаружено аналогичных технических решений и решений с заявленной совокупностью признаков.
Полезная модель применима и будет использована в отрасли в 2012 г.
На фиг.1 изображена схема устройства для изготовления древесного брикета из измельченной древесины, продольный разрез;
На фиг.2 - то же, вид по А-А на фиг.1
Устройство для изготовления заявленного топливного брикета 1 включает станину 2, дозатор 3, матрицы 4 для прессуемой массы 5, содержащие цилиндрическую боковую поверхность 6, механизм создания прессующего усилия 7, выполненный в виде группы смонтированных на неподвижной плите 8 пуансонов 9, длины которых последовательно увеличиваются к концу стадии брикетирования, приемник 10 готовых брикетов и привод (на фиг. не показан).
Каждый пуансон 9 имеет полусферическую рабочую поверхность 11, а каждая из матриц 4 снабжена имеющим полусферическую рабочую поверхность 12 вертикально подвижным дном 13, жестко скрепленным с подпружиненным ползуном 14, содержащим на конце ролик 15, причем матрицы 4 смонтированы на траках 16 конвейера 17, при этом на станине 2 устройства смонтированы прямолинейная направляющая 18 и кулачек 19 с криволинейной направляющей 20 на его нижней поверхности 21 для перемещения по направляющим 18 и 20 роликов 15 ползунов 14.
На выходе брикетов 1 из устройства смонтирован отбойник 22, предназначенный для воздействия на готовое изделие 1 в момент его высадки из устройства. Траки 16 верхней ветви конвейера 17 опираются на опоры качения 23, а нижней ветви - на опоры качения 24. На хвостовик каждого из ползунов 14 установлена пружина 25, квадратная шайба 26, жестко скрепленная с хвостовиком. Квадратная шайба 26 предназначена для исключения вращения ползуна 14 вокруг своей оси. Вал ведущего барабана 28 конвейера 17 смонтирован в подшипниках 27.
Устройство работает следующим образом.
Из дозатора 3 измельченные древесные материалы, например, опилки, загружают в матрицу 4 прессформы. Включают привод конвейера 17 с траками 16 и загруженная матрица 4 прессформы перемещается на некоторое расстояние и останавливается соосно с первым из пуансонов 9 (короткий), рабочая поверхность которого выполнена в виде полусферы. При опускании пуансонов происходит подпрессовка древесной массы. При этом ролики 15 ползуна 14 перемещаются по прямолинейной направляющей 18, а ползун 14 опирается на траки 16, прогиб которых за счет усилия прессования предотвращают опоры 23, жестко скрепленные со станиной 2 устройства.
При дальнейшем перемещении траков 16 конвейера 17 на один шаг прессформа останавливается соосно со вторым пуансоном 9 (более длинным) и происходит окончательное формирование древесной массы 5 в шар. Отметим, что число пуансонов 9 может быть более двух, в зависимости от требуемого числа ударов пуансонов 9 с целью достижения окончательной формы древесной массы.
При дальнейшем движении траки 16 огибают ведущий барабан 28, вращающийся на валу, укрепленном в подшипниках 27, при этом ролики 15 ползунов 14 постепенно начинают перемещаться по криволинейной направляющей 20 кулачка 19 и происходит перемещение ползунов 14 вдоль матриц 4, которые постепенно переворачиваются загрузочным отверстием вниз. При этом происходит принудительная высадка готового изделия 1 в приемник 10. Для исключения прогиба траков 16 в момент высадки готового изделия 1 нижняя ветвь конвейера 17 с траками 16 опирается на вращающиеся опоры 24, жестко скрепленные со станиной устройства. При перемещении прессформы с матрицей 4 на следующую после высадки позицию пружина 15 возвращает ползун 14 в исходное положение.
Таким образом, полезная модель позволяет изготовить топливные брикеты с равноплотными слоями, начиная с наружного, равноудаленных от его поверхностей, что обеспечит повышение прочности топливных брикетов, равномерное расположение топливных брикетов в топке и равномерное их горение, а также упрощение подачи топливных брикетов в топку. Это достигается тем, что топливные брикеты изготавливают сферическими.
Полезная модель позволяет повысить эффективность устройства путем расширении его технологических возможностей за счет возможности выпуска сферических топливных брикетов, достижения равноплотности слоев брикета, начиная с наружного, равноудаленных от его поверхностей, а также обеспечения надежности извлечения фасонного сферического брикета из закрытой матрицы без разрушения брикетов.
1. Bio - Energy, com.ua 2009-2012 - аналог и прототип;
2. Н.А.Модин, А.Н.Ерошкин, Брикетирование измельченной древесины и древесной коры, М., Лесная промышленность, 1971, с.36-37;
3. RU 96350 U1, опуб. 27.07.2010 - прототип.