UA117937U - Гнучка технологічна лінія для виготовлення паливних брикетів - Google Patents

Abstract

Гнучка технологічна лінія для виготовлення паливних брикетів має встановлені за ходом технологічного процесу і пов'язані між собою засобами транспортування змішувач сировини з в'яжучим, пов'язаний з ним шнековим транспортером пристрій для формування брикетів, який з'єднаний зі встановленим вздовж лінії трубоподібним елементом, циліндричну теплоізоляційну камеру термообробки сформованих брикетів з вхідним і вихідним отворами для підключення трубопроводів, розташованими відповідно в нижній і верхній її частинах, а також рекуператор, сполучений з вищезазначеною камерою, стіл приймання та упаковки брикетів. Змішувач обладнаний вологоміром і з'єднаним з ним розпилювачем води, а також засувкою на його виході і розміщений над циліндричною камерою шнекового транспортера, вал якого зафіксований в підшипниках. Пристрій для формування брикетів виконаний у вигляді формуючої головки з конічним отвором, який звужується в бік трубоподібного елемента, і закріплений на зовнішній поверхні камери шнекового транспортера біля його вільного кінця. Камера термообробки сформованих брикетів являє собою НВЧ-піч конвеєрного типу, яка містить електропровідну металеву робочу камеру з розміщеними вздовж неї НВЧ-генераторами, кожний з яких через відповідний хвилевід і отвір зв'язку з'єднаний з робочою камерою, в її торцях виконані вхідний і вихідний отвори для проходження брикетів, причому в вхідному отворі герметично зафіксований трубоподібний елемент таким чином, що його край розташований над стрічкою транспортера, який розміщений в нижній частині робочої камери, а над вихідним отвором на її зовнішній поверхні закріплений рухомий запобігаючий витоку НВЧ-енергії клапан. Теплоізолятор закріплений на зовнішній поверхні робочої камери. Рекуператор під'єднаний до трубопроводів, які зв'язані з робочою камерою через позамежні трубки, зафіксовані у вхідному і вихідному отворах для підключення трубопроводів, всередині трубопроводу, пов'язаного з вихідним отвором, встановлений датчик контролю за вмістом пари в повітрі. В лінію додатково введений механізм ділення брикетів на мірні відрізки, який встановлений за вихідним отвором для проходження брикетів перед столом приймання та упаковки брикетів.

Description

Запропонована корисна модель належить до переробки відходів органічного, зокрема, рослинного походження, а саме відходів лісового господарства, лісопереробної та легкої промисловості, деревообробки, рослинництва, комунального господарства, і може бути використана для виробництва паливних брикетів для промисловості і побутових потреб, наприклад, в котельнях будь-якої потужності, а також в домогосподарствах з твердопаливними котлами закритого типу і димохідною системою прямого виводу.

Відома установка для виготовлення брикетів з відходів рослинної сировини (1). Вона містить корпус з завантажувальним бункером, конічну камеру з пресуючим пристроєм, яка звужується в напрямку випускного каналу, формуючу втулку, термокамеру і механізм ділення на мірні відрізки. Два дзеркально розташовані приводні шнеки закріплені на стінках завантажувального бункера. Пресуючий пристрій (шнек) виконаний із змінним діаметром перерізу, який зменшується в бік випускного каналу, і закінчується знімною частиною. Камера термообробки встановлена співвісно випускному каналу і конічної камери до її середньої частини і містить декілька кільцевих нагрівальних елементів. Механізм ділення на мірні відрізки встановлений на виході випускного каналу і виконаний у вигляді обмежувача, встановленого на напрямній, яка закріплена на виході випускного каналу.

Недоліком цієї установки є її значна енергоємність. Вимоги до вологості сировини, яку використовують для виготовлення брикетів, досить високі (4-12 95); це потребує у більшості випадків попереднього сушіння сировини. Крім того, використання для термообробки брикетів декількох кільцевих нагрівачів потужністю 2 кВт і наявність в завантажувальному бункері двох шнеків з автономними приводами призводить до додаткових витрат енергії.

Недоліком цієї установки є також те, що вона часто потребує заміни швидкозношуваних формуючої втулки і змінної частини шнека, на які в процесі формування брикетів діє великий тиск (100-200 МПа) і висока температура (до 350 "С).

Відома також установка для виготовлення паливних брикетів |2)|, яка містить підготовчу камеру, що продувається газом, розігрітим до температури 3007-5007 С, зі встановленим в ній шнеком, яка з'єднана із завантажувальним бункером. Всередині останнього розміщений дозуючий шнек. Завантажувальний бункер з'єднаний з циліндрично-конічним корпусом, у якому розміщений підшипниковий вузол, вал, на якому закріплений шнек, що пресує. У торці конічної

Зо частини корпуса встановлена формуюча фільєра.

Недоліком цієї установки є її висока енергоємність, яка обумовлена наявністю підготовчої камери, що продувається газом, нагрітим до високої температури. Окрім пресуючого двозахідного шнека, установка обладнана ще двома шнеками, що підвищує її енергоємність.

Недоліком цієї установки є також те, що за її допомогою неможливо отримати паливні брикети стійкої форми: в процесі пресування вздовж циліндричної частини корпусу окремі фрагменти сировини лише злипаються та переплітаються. У подальшому такий паливний брикет легко руйнується при транспортуванні, завантаженні і зберіганні.

Найбільш близької по суті до запропонованої є лінія для виготовлення паливних брикетів |ЗІ, що містить встановлені за ходом технологічного процесу і пов'язані між собою засобами транспортування змішувач сировини з в'яжучим, пов'язаний з ним шнековим транспортером пристрій для формування брикетів, який з'єднаний зі встановленим вздовж лінії трубоподібним елементом, циліндричну теплоіїзоляційну камеру термообробки сформованих брикетів з вхідним і вихідним отворами для підключення трубопроводів, розташованими відповідно в нижній і верхній її частинах, а також рекуператор, сполучений з вищезазначеною камерою, стіл приймання та упаковки брикетів. Крім того, лінія обладнана охолоджувачем, встановленим після камери термообробки, що містить послідовно встановлені вакууматор і заспокоювач з системою розрідження, кожний з яких має свій насос; термокамерою для сушіння брикетів, сполученою з трубопроводом підведення тепла. За допомогою шнекового транспортера підіймають суміш, яка утворилася в змішувачі, до пристрою для формування брикетів; останній виконаний у вигляді бункера з силовою гідроустановкою і пресувальною гільзою. Камера термообробки сформованих брикетів сполучена з теплогенератором, виконаним з можливістю спалювання переважно вироблених паливних брикетів. Трубоподібний елемент встановлений усередині покритої захисним кожухом камери термообробки, на внутрішній поверхні якої закріплений теплоізолятор.

Недоліком цієї лінії для виготовлення паливних брикетів є її складність. Дійсно, відома лінія оснащена бункером з силовою гідроустановкою з пресувальною гільзою для запресовування порцій сировини у трубоподібний елемент; двома термокамерами, вакууматором (і заспокоювачем. В першій термокамері брикети обробляють гарячим повітрям, температура якого близька до 4507 С. Як результат, на поверхні брикету утворюється шар вуглецю, а 60 всередині, ближче до центра - гідратована біомаса. Після першої термокамери брикети охолоджуються за рахунок випарювання води у вакууматорі, а далі - у заспокоювачі, кожний з яких оснащений насосом. Далі брикети потребують остаточного досушування в другій термокамері. Таким чином, відома лінія відрізняється своєю складністю.

В основу корисної моделі поставлено задачу удосконалити лінію для виготовлення паливних брикетів шляхом конструктивних змін і використання НВЧ-енергії для сушіння брикетів, що забезпечить спрощення її конструкції.

Поставлена задача вирішується тим, що в гнучкій технологічній лінії для виготовлення паливних брикетів, що містить встановлені за ходом технологічного процесу і пов'язані між собою засобами транспортування змішувач сировини з в'яжучим, пов'язаний з ним шнековим транспортером пристрій для формування брикетів, який з'єднаний зі встановленим вздовж лінії трубоподібним елементом, циліндричну теплоіїзоляційну камеру термообробки сформованих брикетів з вхідним і вихідним отворами для підключення трубопроводів, розташованими відповідно в нижній і верхній її частинах, а також рекуператор, сполучений з вищезазначеною камерою, стіл приймання та упаковки брикетів, згідно з корисною моделлю, змішувач обладнаний вологоміром і з'єднаним з ним розпилювачем води, а також засувкою на його виході і розміщений над циліндричною камерою шнекового транспортера, вал якого зафіксований в підшипниках, пристрій для формування брикетів виконаний у вигляді формуючої головки з конічним отвором, який звужується у бік трубоподібного елемента, і закріплений на зовнішній поверхні камери шнекового транспортера біля його вільного кінця, камера термообробки сформованих брикетів являє собою НВЧ-піч конвеєрного типу, яка містить електропровідну металеву робочу камеру з розміщеними вздовж неї НВЧ-генераторами, кожний з яких через відповідний хвилевід і отвір зв'язку з'єднаний з робочою камерою, в її торцях виконані вхідний і вихідний отвори для проходження брикетів, причому в вхідному отворі герметично зафіксований трубоподібний елемент таким чином, що його край розташований над стрічкою транспортера, який розміщений в нижній частині робочої камери, а над вихідним отвором на її зовнішній поверхні закріплений рухомий запобігаючий витоку НВЧ-енергії клапан, теплоізолятор закріплений на зовнішній поверхні робочої камери, крім того, рекуператор під'єднаний до трубопроводів, які зв'язані з робочою камерою через позамежні трубки, зафіксовані у вхідному і вихідному отворах для підключення трубопроводів, всередині трубопроводу, пов'язаного з

Зо вихідним отвором, встановлений датчик контролю за вмістом пари в повітрі, при цьому в лінію додатково введений механізм ділення брикетів на мірні відрізки, який встановлений за вихідним отвором для проходження брикетів перед столом приймання та упаковки брикетів.

Завдяки тому, що змішувач обладнаний вологоміром і з'єднаним з ним розпилювачем води, а також засувкою на його виході, забезпечений контроль і регулювання вологості сировини з в'яжучим у межах 15-20 95 для того, щоб найбільш ефективно проходив процес формування і сушіння паливних брикетів (4). Розміщення змішувача над циліндричною камерою шнекового транспортера, вал якого зафіксований в підшипниках, сприяє тому, що сировина самозсувом попадає до камери, що спрощує конструкцію лінії. Шнековий транспортер і зв'язаний з ним пристрій для формування брикетів, виконаний у вигляді формуючої головки з конічним отвором, який звужується у бік трубоподібного елемента, і закріплений на зовнішній поверхні камери шнекового транспортера, а також розташування трубоподібного елемента вздовж лінії і з'єднання його з формуючою головкою забезпечує просте формування паливного брикету.

Завдяки тому, що камера термообробки сформованих брикетів являє собою НВЧ-піч конвеєрного типу з вищезазначеними конструктивними ознаками, забезпечено рівномірне сушіння паливних брикетів по їх товщині. Дійсно, електромагнітне поле надвисокої частоти проникає в глибокі шари брикету, що осушується; волога, яка міститься в достатній кількості в матеріалі брикету і має високу реактивну складову діелектричної константи, поглинає електромагнітну енергію і перетворює її в теплову. Всередині брикету утворюється більш високий тиск водяної пари, і його сушіння здійснюється зсередини назовні. Розподіл температури по об'єму брикету має рівномірний характер, а це забезпечує рівномірне його сушіння. Примусову циркуляцію теплого повітря і видалення пари з робочої камери здійснюють за допомогою рекуператора, який під'єднаний до вхідного і вихідного отворів для підключення трубопроводів. А датчик контролю за вмістом пари, розташований всередині трубопроводу, який пов'язаний з вихідним отвором, дає можливість визначити закінчення циклу сушіння брикетів. Для запобігання витоку НВЧ-енергії в навколишній простір через вхідний і вихідний отвори для проходження брикетів трубоподібний елемент герметично зафіксований у вхідному отворі таким чином, що його край розташований над стрічкою транспортера, який розміщений в нижній частині робочої камери (вхідний отвір під час роботи генераторів НВЧ-енергії завжди закритий наступним брикетом); вихідний отвір під час сушіння брикету закритий запобіжним бо клапаном. Крім того, трубопроводи, які з'єднують рекуператор з робочою камерою, підключені за допомогою позамежних трубок. Для запобігання витоку теплової енергії за межі робочої камери на її зовнішній поверхні закріплений теплоізолятор.

Суть корисної моделі пояснює креслення, де схематично зображена лінія для виготовлення паливних брикетів.

Лінія для виготовлення паливних брикетів містить змішувач 1 сировини з в'яжучим, наприклад, лопатевого типу, обладнаний вологоміром 2 з симісторним виходом, який з'єднаний з розпилювачем З води, а також засувкою 4 на його виході. Змішувач 1 розміщений над циліндричною камерою 5 шнекового транспортера 6, вал 7 якого зафіксований в підшипниках 8 і зв'язаний з автономним приводом 9 транспортера 6. На зовнішній поверхні камери 5 шнекового транспортера 6 біля його вільного кінця закріплена формуюча головка 10 з конічним отвором 11, який звужується в бік трубоподібного елемента 12. Останній розташований вздовж лінії і служить для переміщення сформованих брикетів від формуючої головки 10 до камери 13 термообробки брикетів, яка являє собою НВЧ-піч конвеєрного типу (на фіг. вона виділена пунктирною лінією). НВЧ-піч містить електропровідну металеву циліндричну робочу камеру 14, вздовж якої розміщені НВЧ-генератори 15, наприклад магнетрони, кожний з яких через відповідний хвилевід і отвір зв'язку (на фіг. не показані) з'єднаний з робочою камерою 14. В її торцях виконані вхідний і вихідний отвори 16 і 17, відповідно, для проходження брикетів. В отворі 16 герметично зафіксований трубоподібний елемент 12 таким чином, що його край знаходиться над стрічкою транспортера 18, наприклад, роликового типу. Над вихідним отвором 17 з зовнішньої поверхні робочої камери 14 закріплений рухомий запобігаючий витоку НВЧУ- енергії клапан 19. Крім того, робоча камера 14 в нижній і верхній її частинах має вхідний і вихідний отвори 20 і 21, відповідно, для підключення трубопроводів. В вищезазначені отвори встановлені позамежні трубки 22. Рекуператор 23 за допомогою трубопроводів 24 і 25 через трубки 22 під'єднаний до вхідного і вихідного отворів 20 і 21. Всередині трубопроводу 25 встановлений датчик 26 контролю за вмістом пари в повітрі. Для запобігання витоку теплової енергії за межі робочої камери 14 на її зовнішній поверхні закріплений теплоізолятор 27, наприклад, типу "Вайредмат" товщиною 50 мм. За вихідним отвором 17 для проходження брикетів встановлений механізм 28 ділення брикетів на мірні відрізки, а за ним - стіл 29 приймання та упаковки брикетів.

Зо Лінія виготовлення паливних брикетів працює таким чином.

Відходи рослинного походження (опале листя, деревна стружка, деревна тирса, солома, обрізки деревини і кори дерев, лузга, отримана при обрушенні насіння соняшника, качани і стовбури кукурудзи, очерет тощо або їх суміш) попередньо здрібнюють до фракції 3-6 мм.

Здрібнену сировину з вмістом вологості не більше 20 95 подають у змішувач 1, туди ж подають і в'яжуче (відходи подрібненого поліетилену та шкіряний пил) при такому співвідношенні компонентів, мас. 9: сировина рослинного походження 80 в'яжуче 20 (подрібнений полієтилен - 18, шкіряний пил - 2)

Компоненти змішують протягом 20 хвилин до рівномірного розподілу в'яжучого по поверхні часток сировини. При цьому вологомір 2 контролює вологість суміші; якщо вона нижче за 15 9бо, вихідний сигнал з симісторного виходу вологоміра 2 вмикає розпилювач З води, який працює доти, доки вологість суміші не встановиться в межах не нижче заданого значення, що є достатнім для ефективного проведення подальшого формування і термічної обробки брикетів.

Після чого вмикають привід 9 шнекового транспортера б і відсувають засувку 4. Суміш самозсувом попадає до циліндричної камери 5 шнекового транспортера 6 і піддається пресуванню. Підшипники 8, у яких зафіксований вал 7, компенсують радіальні і упорні навантаження, які виникають при обертанні шнека. При пересуванні суміші вздовж камери 5 вона ущільнюється, пресується, зменшується в об'ємі і продавлюється через конічний отвір 11 формуючої головки 10 в трубоподібний елемент 12. По ньому, під тиском суміші, яка пересувається, відбувається переміщення сигароподібного брикету до камери 13 термообробки. Включають стрічковий транспортер 18, швидкість руху стрічки якого узгоджена зі швидкістю переміщення брикету в трубоподібному елементі 12. Через отвір 16, в якому герметично зафіксований трубоподібний елемент 12, брикет викладається на стрічку транспортера 18 по всій його довжині. Після вимкнення обох транспортерів починають термообробку брикету, для чого вмикають магнетрони 15, кожний з яких через відповідний хвилевід і отвір зв'язку з'єднаний з робочою камерою 14, і рекуператор 23. Клапан 19 щільно закриває вихідний отвір 17. Електромагнітне поле надвисокої частоти проникає в глибокі шари брикету, і волога, яка міститься в достатній кількості всередині брикету і має високу реактивну складову діелектричної константи, поглинає електромагнітну енергію і перетворює її в теплову.

Під дією високої температури всередині брикету подрібнений поліетилен розплавляється, розтікається, рівномірно скріплюючи фракції рослинної сировини. Волога, яка випарюється, видаляється з робочої камери 14 за допомогою рекуператора 23; тепле повітря з парами води через трубопровід 25 потрапляє в рекуператор 23, в якому пара конденсується і нагріває повітря в змійовику рекуператора 23. По трубопроводу 24 нагріте повітря подається всередину робочої камери 14, а теплоізолятор 26 запобігає витоку теплової енергії за межі робочої камери 14, що сприяє прискоренню процесу сушіння. Всередині трубопроводу 25 розміщений датчик 26 контролю за вмістом пари в повітрі, який сигналізує про закінчення процесу сушіння брикету.

Магнетрони 15 вимикають, рекуператор 23 переключають в режим циркуляції холодного повітря для охолодження брикету. Після цього вмикають стрічковий транспортер 18 і механізм 28 ділення брикетів на мірні відрізки; брикет через вихідний отвір 17, відсуваючи рухомий клапан 19, насувається на встановлений із зазором для проходу леза механізму 28 стіл 29 приймання та упаковки брикетів. Механізм 28 розділяє сигароподібний брикет на мірні відрізки, які потім упаковують.

Запропонована гнучка технологія нескладної модульної конструкції дозволяє отримати брикети підвищеної вологостійкості теплоємністю 4000-4500 ккал/кг і щільністю 1,3 кг/дм3.

Джерела інформації: 1. Способ получения брикетов и установка для изготовления брикетов: Патент на изобретениє, КИ, 2364617, С10 І 5/00 (Российская Федерация), Пьішечкин А.Н., Коняшин СВ. Мо 107785/04;

Заявл.01.03.2007;Опубл. 10.09.2008, Бюл. Мо 8. 2. Установка для одержання паливних брикетів: Деклараційний патент на корисну модель,

ОА, Мо 8251, МПК ВЗОВ 11/22, С 101 5/40, (Україна), Кіріченко О.М. Заявл.25. 02.2005; Опубл. 15.07. 2005, Бюл. Мо 7 3. Лінія виготовлення паливних брикетів: Деклараційний патент на корисну модель, ОА, Мо 64567, МПК С101І. 5/40, (Україна),Жигалов О.А. Заявл.19.04.2011;Опубл. 10.11.2011, Бюл. Мо 21 4. Мменохоев И. Технология СВЧ-нагрева: потенциал и границь), 2012, стр.4-6. Режим доступу: мл. Іпп-підп-Іпепп.де

Коо)

Claims (1)

1. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Гнучка технологічна лінія для виготовлення паливних брикетів, що містить встановлені за ходом технологічного процесу і пов'язані між собою засобами транспортування змішувач сировини з в'яжучим, пов'язаний з ним шнековим транспортером пристрій для формування брикетів, який з'єднаний зі встановленим вздовж лінії трубоподібним елементом, циліндричну теплоізоляційну камеру термообробки сформованих брикетів з вхідним і вихідним отворами для підключення трубопроводів, розташованими відповідно в нижній і верхній її частинах, а також рекуператор, сполучений з вищезазначеною камерою, стіл приймання та упакування брикетів, яка відрізняється тим, що змішувач обладнаний вологоміром і з'єднаним з ним розпилювачем води, а також засувкою на його виході і розміщений над циліндричною камерою шнекового транспортера, вал якого зафіксований в підшипниках, пристрій для формування брикетів виконаний у вигляді формуючої головки з конічним отвором, який звужується в бік трубоподібного елемента, і закріплений на зовнішній поверхні камери шнекового транспортера біля його вільного кінця, камера термообробки сформованих брикетів являє собою НВЧ-піч конвеєрного типу, яка містить електропровідну металеву робочу камеру з розміщеними вздовж неї НВЧ-генераторами, кожний з яких через відповідний хвилевід і отвір зв'язку з'єднаний з робочою камерою, в її торцях виконані вхідний і вихідний отвори для проходження брикетів, причому у вхідному отворі герметично зафіксований трубоподібний елемент таким чином, що його край розташований над стрічкою транспортера, який розміщений в нижній частині робочої камери, а над вихідним отвором на її зовнішній поверхні закріплений рухомий запобігаючий витоку НВчЧ-енергії клапан, теплоізолятор закріплений на зовнішній поверхні робочої камери, крім того, рекуператор під'єднаний до трубопроводів, які зв'язані з робочою камерою через позамежні трубки, зафіксовані у вхідному і вихідному отворах для підключення трубопроводів, всередині трубопроводу, пов'язаного з вихідним отвором, встановлений датчик контролю за вмістом пари в повітрі, при цьому в лінію додатково введений механізм ділення брикетів на мірні відрізки, який встановлений за вихідним отвором для проходження брикетів перед столом приймання та упаковки брикетів.