RU194619U1

RU194619U1 - Press granulator

Info

Publication number: RU194619U1
Application number: RU2019115047U
Authority: RU
Inventors: Александр Андреевич Ситников; Юрий Николаевич Камышов; Павел Дмитриевич Молчанов; Виталий Витальевич Ковалев; Сергей Александрович Ульрих; Алексей Федорович Вербилов; Максим Павлович Морозов
Priority date: 2019-05-16
Filing date: 2019-05-16
Publication date: 2019-12-17

Abstract

Прессовой гранулятор предназначен для использования при изготовлении топливных брикетов из опилок и растительных отходов (пеллеты), комбикормов, из зерновых культур и пищевых отходов, гранул из различных отходов. Прессовой гранулятор, содержащий корпус с установленными в нем перфорированной матрицей с профилированными каналами, прокатывающие ролики, приводной вал, расположенный вертикально, устройство для загрузки исходного материала, связанное с корпусом, устройство для выгрузки гранулированного продукта. Матрица выполнена неразъемной с вогнутой рабочей поверхностью. Два прокатывающих ролика выполнены в виде усеченных конусов с боковыми поверхностями, повторяющими форму рабочей поверхности матрицы, и закреплены на горизонтальном ведомом валу, соединенном с вертикально расположенным приводным валом. Значительно повышается производительность прессового гранулятора путем повышениея надежности его работы.The pellet mill is designed for use in the manufacture of fuel briquettes from sawdust and vegetable waste (pellets), animal feed, from grain crops and food waste, and pellets from various waste. A press granulator comprising a housing with a perforated matrix with profiled channels installed in it, rolling rollers, a drive shaft located vertically, a device for loading source material associated with the housing, a device for unloading a granular product. The matrix is made integral with a concave working surface. Two rolling rollers are made in the form of truncated cones with side surfaces repeating the shape of the working surface of the matrix and mounted on a horizontal driven shaft connected to a vertically located drive shaft. Significantly increases the performance of the press granulator by increasing the reliability of its operation.

Description

Полезная модель относится к устройствам для приготовления гранулированных продуктов и может быть использована при изготовлении топливных брикетов из опилок и растительных отходов (пеллеты), комбикормов, из зерновых культур и пищевых отходов, гранул из различных отходов.The utility model relates to devices for the preparation of granular products and can be used in the manufacture of fuel briquettes from sawdust and vegetable waste (pellets), animal feed, from grain crops and food waste, pellets from various waste.

Известно устройство для гранулирования пастообразных материалов, содержащее корпус, жестко закрепленную в нижней его части плоскую горизонтальную решетку, валки, укрепленные с помощью рессоры и втулки на вертикальном приводном валу, устройство для загрузки исходного материала, связанное с корпусом. При этом рессора жестко закреплена во втулке и шарнирно соединена с валками (авторское свидетельство SU 975050, М. Кл. ³ B01J 2/20).A device for granulating pasty materials is known, comprising a housing rigidly fixed in the lower part of a flat horizontal grid, rolls mounted with a spring and a sleeve on a vertical drive shaft, a device for loading source material associated with the housing. In this case, the spring is rigidly fixed in the sleeve and pivotally connected to the rolls (copyright certificate SU 975050, M. Cl. ³ B01J 2/20).

Основным недостатком устройства для гранулирования пастообразных материалов является не высокая производительность, обусловленная низкой надежностью работы вследствие перекоса и заклинивания втулки на вертикальном приводном валу при попадании в устройство посторонних предметов.The main disadvantage of the device for granulating pasty materials is not high productivity, due to the low reliability due to the skew and jamming of the sleeve on the vertical drive shaft when foreign objects get into the device.

Наиболее близким к предлагаемой полезной модели по технической сущности и достигаемому результату (прототипом) является прессовый гранулятор, содержащий корпус с установленными в нем плоской перфорированной матрицей с профилированными каналами, имеющей горизонтальную рабочую поверхность, три прокатывающих ролика, укрепленных на вертикальном приводном валу посредством втулки с упругим элементом, устройство для загрузки исходного материала, связанное с корпусом и устройство для выгрузки гранулированного продукта. Матрица выполнена разъемной из двух скрепленных между собой перфорированных дисков с пазами в нижнем диске и снабжена гибкими нагревательными элементами. В верхнем диске матрицы профилированные каналы выполнены цилиндрическими, а в нижнем диске матрицы канал выполнен в виде двух конических и одного цилиндрического калибрующего участка. Три прокатывающих ролика смонтированы на втулке, соединенной с вертикальным приводным валом. Во втулке под нижним торцом приводного вала установлен предохранительный упругий элемент в виде пружины (патент RU 2527998, МПК B01J 2/20 (2006.01).Closest to the proposed utility model in terms of technical nature and the achieved result (prototype) is a press granulator comprising a housing with a flat perforated matrix mounted therein with profiled channels having a horizontal working surface, three rolling rollers mounted on a vertical drive shaft by means of a sleeve with elastic element, a device for loading source material associated with the housing and a device for unloading a granular product. The matrix is made detachable from two perforated disks fastened together with grooves in the lower disk and equipped with flexible heating elements. In the upper disk of the matrix, the profiled channels are cylindrical, and in the lower disk of the matrix, the channel is made in the form of two conical and one cylindrical gage sections. Three rolling rollers are mounted on a sleeve connected to a vertical drive shaft. In the sleeve under the lower end of the drive shaft is installed a safety elastic element in the form of a spring (patent RU 2527998, IPC B01J 2/20 (2006.01).

Недостатком прессового гранулятора является низкая производительность, обусловленная пониженной надежностью работы, во-первых, вследствие сдвигания гранулируемого материала при работе устройства за счет воздействия центробежных сил к периферии матрицы, в результате чего часть гранулируемого материала не продавливается через профилированные каналы, остающиеся закупоренными, отбрасывается и откладывается на боковых стенках устройства; во-вторых, вследствие отсутствия срабатывания предохранительного упругого элемента в виде пружины при попадании внутрь устройства посторонних предметов.The disadvantage of a pellet mill is its low productivity due to reduced reliability, firstly, due to the displacement of the granulated material during operation of the device due to the action of centrifugal forces to the periphery of the matrix, as a result of which part of the granulated material is not forced through profiled channels that remain clogged, discarded and deposited on the side walls of the device; secondly, due to the lack of operation of the safety elastic element in the form of a spring when foreign objects enter the device.

Техническая проблема, решение которой обеспечивается при осуществлении полезной модели, заключается в создании прессового гранулятора с повышенной производительностью.The technical problem, the solution of which is provided during the implementation of the utility model, is to create a press granulator with increased productivity.

Решение этой технической проблемы достигается тем, что в прессовом грануляторе, содержащем корпус с установленными в нем перфорированной матрицей с профилированными каналами, прокатывающие ролики, приводной вал, расположенный вертикально, устройство для загрузки исходного материала, связанное с корпусом, устройство для выгрузки гранулированного продукта, согласно полезной модели матрица выполнена неразъемной с вогнутой рабочей поверхностью, а два прокатывающих ролика выполнены в виде усеченных конусов с боковыми поверхностями, повторяющими форму рабочей поверхности матрицы, и закреплены на горизонтальном ведомом валу, соединенном с вертикально расположенным приводным валом.The solution to this technical problem is achieved by the fact that in a press granulator comprising a housing with a perforated matrix installed therein with profiled channels, rolling rollers, a drive shaft located vertically, a device for loading source material associated with the housing, a device for unloading a granular product, according to of the useful model, the matrix is made integral with a concave working surface, and two rolling rollers are made in the form of truncated cones with side surfaces, oryayuschimi form the working surface of the die, and secured to a horizontal driven shaft, connected to a vertically extending drive shaft.

Повышение производительности прессового гранулятора обеспечивается повышением надежности его работы, во-первых, так как выполнение двух прокатывающих роликов в виде усеченных конусов с боковыми поверхностями, повторяющими форму рабочей поверхности неразъемной матрицы, позволяет за счет воздействия центробежных сил при работе устройства перемещать гранулируемый материал к центру матрицы и равномерно выводить гранулированный продукт через профилированные каналы матрицы без его отложений на боковых стенках устройства; во-вторых, вследствие отсутствия дополнительных элементов, способствующих выходу гранулятора из эксплуатации при попадании внутрь него посторонних предметов.Increasing the productivity of the press granulator is provided by increasing the reliability of its operation, firstly, since the implementation of two rolling rollers in the form of truncated cones with side surfaces repeating the shape of the working surface of the integral matrix allows the granulated material to be moved to the center of the matrix due to the action of centrifugal forces and uniformly withdraw the granular product through the profiled channels of the matrix without its deposits on the side walls of the device; secondly, due to the lack of additional elements that contribute to the exit of the granulator from operation when foreign objects get inside it.

Предлагаемая полезная модель поясняется чертежом, на котором показан общий вид прессового гранулятора.The proposed utility model is illustrated in the drawing, which shows a General view of the press granulator.

Дополнительно на чертеже обозначено следующее:Additionally, the drawing indicates the following:

- ϕ - угол уклона прокатывающего ролика и рабочей поверхности матрицы, град.;- ϕ - the slope of the rolling roller and the working surface of the matrix, deg .;

- D₁ - наибольший диаметр прокатывающего ролика;- D ₁ - the largest diameter of the rolling roller;

- D₂ - наименьший диаметр прокатывающего ролика;- D ₂ - the smallest diameter of the rolling roller;

- наклонной линией со стрелкой показано направление выгрузки гранулированного продукта.- the inclined line with the arrow shows the discharge direction of the granular product.

Прессовой гранулятор содержит раму 1, на которой размещен привод (на чертеже не показан), корпус 2, связанный с рамой 1, с установленными в нем перфорированной матрицей 3 с профилированными каналами 4, два прокатывающих ролика 5, приводной вал 6, расположенный вертикально, устройство 7 для загрузки исходного материала, связанное с корпусом 2, устройство 8 для выгрузки гранулированного продукта, нож 9, закрепленный под перфорированной матрицей 3 на приводном валу 6.The granulator press contains a frame 1 on which the drive is located (not shown in the drawing), a housing 2 connected to the frame 1, with a perforated matrix 3 installed therein with profiled channels 4, two rolling rollers 5, a drive shaft 6 located vertically, a device 7 for loading the source material associated with the housing 2, a device 8 for unloading a granular product, a knife 9, mounted under a perforated matrix 3 on the drive shaft 6.

Матрица 3 выполнена неразъемной с вогнутой рабочей поверхностью. Два прокатывающих ролика 5 выполнены в виде усеченных конусов, угол уклона прокатывающего ролика и рабочей поверхности матрицы равен ϕ, наибольший и наименьший диаметр прокатывающего ролика 5 D₁ и D₂ соответственно, с боковыми поверхностями, повторяющими форму рабочей поверхности матрицы 3. Прокатывающие ролики 5 закреплены на горизонтальном ведомом валу, соединенном с вертикально расположенным приводным валом 6.The matrix 3 is made integral with a concave working surface. Two rolling rollers 5 are made in the form of truncated cones, the angle of inclination of the rolling roller and the working surface of the matrix is equal to ϕ, the largest and smallest diameter of the rolling roller 5 D ₁ and D _2, respectively, with side surfaces repeating the shape of the working surface of the matrix 3. The rolling rollers 5 are fixed on a horizontal driven shaft connected to a vertically located drive shaft 6.

Приводной вал 6 связан с приводом через втулку (на чертеже не показана).The drive shaft 6 is connected to the drive through a sleeve (not shown in the drawing).

Прессовый гранулятор работает следующим образом. Приводной вал 6 вращается от привода, установленного на раме 1, приводя в движение прокатывающие ролики 5. Перерабатываемый исходный материал подается через устройство 7 для загрузки исходного материала в пространство между вращающимися роликами 5 и матрицей 3, образуя слой заданной толщины. Ролики 5 продавливают гранулируемый материал через профилированные каналы 4 матрицы 3. Гранулирование проходит в режиме проходного прессования и за счет пластификации исходного материала. При продвижении через профилированные каналы 4 матрицы 3 образуются гранулы, которые срезаются ножом 9.Press granulator operates as follows. The drive shaft 6 rotates from the drive mounted on the frame 1, driving the rolling rollers 5. The processed source material is fed through a device 7 for loading the source material into the space between the rotating rollers 5 and the matrix 3, forming a layer of a given thickness. The rollers 5 push the granulated material through the profiled channels 4 of the matrix 3. The granulation takes place in a continuous pressing mode and due to plasticization of the starting material. When advancing through the profiled channels 4 of the matrix 3, granules are formed, which are cut with a knife 9.

Эти гранулы, образующие гранулированный продукт, выгружаются через устройство 8 для выгрузки гранулированного продукта.These granules forming the granular product are discharged through the device 8 for unloading the granular product.

Существенное отличие представленного гранулятора от аналогичных устройств заключается в конической форме боковой поверхности ролика и ответной форме рабочей поверхности перфорированной матрицы. Во всех устройствах такого типа необходимо учитывать критическую скорость вращения вала гранулятора, особенно для матриц большого диаметра. При скорости вращения вала выше критической загружаемый исходный материал отбрасывается роликами к периферии гранулятора. Поэтому критическая частота n оборотов приводного вала гранулятора определяется по зависимостиA significant difference of the presented granulator from similar devices is the conical shape of the side surface of the roller and the reciprocal shape of the working surface of the perforated matrix. In all devices of this type, it is necessary to take into account the critical rotational speed of the granulator shaft, especially for large-diameter matrices. When the shaft rotation speed is higher than critical, the feed source is discarded by rollers to the periphery of the granulator. Therefore, the critical frequency n revolutions of the drive shaft of the granulator is determined by the dependence

n≥10(f/R)^1/2,n≥10 (f / R) ^1/2 ,

где f - коэффициент трения между исходным материалом и роликом;where f is the coefficient of friction between the starting material and the roller;

R - радиус окружности окатывания ролика гранулятора.R is the radius of the circumference of the pelletizing roller of the granulator.

Из приведенной зависимости следует, что при конической форме ролика, имеющего соотношение диаметров D₁>D₂, частота вращения n₁ рабочей части ролика, которая находится ближе к центральной части матрицы, меньше, чем частота вращения n₂ рабочей части ролика, находящейся ближе к периферии матрицы. Это в свою очередь обеспечивает равномерный слой захватываемого материала перед роликом, и исключает отбрасывание частиц обрабатываемого материала к переферии гранулятора.From the above dependence it follows that with a conical shape of a roller having a diameter ratio D ₁ > D ₂ , the rotational speed n _{1 of the} working part of the roller, which is closer to the central part of the matrix, is less than the rotational speed n _{2 of the} working part of the roller, which is closer to the periphery of the matrix. This, in turn, ensures a uniform layer of the captured material in front of the roller, and eliminates the rejection of particles of the processed material to the periphery of the granulator.

Так как критическая скорость вращения вала гранулятора зависит от многих факторов, то для каждого материала соотношение диаметров роликов и эта скорость определяются экспериментально.Since the critical rotation speed of the granulator shaft depends on many factors, for each material the ratio of the diameters of the rollers and this speed are determined experimentally.

Таким образом, использование предложенного прессового гранулятора по сравнению с использованием прессового гранулятора, выбраннного в качестве прототипа, позволяет повысить производительность работы и уменьшить металлоемкость для достижения снижения себестоимости.Thus, the use of the proposed pellet mill in comparison with the use of a pellet mill selected as a prototype, allows to increase productivity and reduce metal consumption to achieve cost reduction.

Claims

A pellet mill, comprising a housing with a perforated matrix with profiled channels installed in it, rolling rollers, a drive shaft located vertically, a device for loading source material associated with the housing, a device for unloading a granular product, characterized in that the matrix is integral with a concave working surface, and two rolling rollers are made in the form of truncated cones with side surfaces repeating the shape of the working surface of the matrix, and are fixed on g an horizontal driven shaft connected to a vertically arranged drive shaft.