RU2203806C2

RU2203806C2 - Screw extrusion press

Info

Publication number: RU2203806C2
Application number: RU2001116676/02A
Authority: RU
Inventors: В.В. Цыро; В.И. Соломатов; А.А. Семенов; шенко Д.А. Иль; Д.А. Ильяшенко; С.И. Нечаева
Original assignee: Цыро Валерий Васильевич; Соломатов Василий Ильич; Семенов Александр Анатольевич; Ильяшенко Дмитрий Анатольевич; Нечаева Сталина Ивановна
Priority date: 2001-06-20
Filing date: 2001-06-20
Publication date: 2003-05-10

Abstract

FIELD: machine building, applicable in constructions of extrusion presses designed for production of moulded fuel by the method of extrusion from composite materials, mainly from a mix of peat with woodworking waste (sawdust, chips, fractured particles, splinters). SUBSTANCE: the screw extrusion press has a frame that mounts a receiving bin and a body with a matrix channel, nozzle and screw installed for rotation. The screw is made tapered with guide and working zones, the latter of which consists of a packing and moulding parts. The packing part is made with turns of a variable profile and a decreasing depth of the grooves in the direction of motion of the moulded mass. It is expedient that the screw taper angle would make up 3 to 5 deg, and the taper angle of the moulding part of the screw working zone - 4 to 6 deg. The grooves of the screw packing part may be made with a decrease of the depth from 20 to 15 mm. The nozzle may be provided with a heater, and all the working planes of the screw are polished. EFFECT: simplified design of the extrusion press, enhanced reliability and reduced power consumption. 6 cl,1 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в конструкциях шнековых прессов, предназначенных для получения формованного топлива методом прессования из композиционных материалов, преимущественно из смеси торфа с отходами деревообработки и лесопиления (опилок, стружек, дробленки, щепы). The invention relates to mechanical engineering and can be used in the construction of screw presses designed to produce molded fuel by pressing from composite materials, mainly from a mixture of peat with waste wood processing and sawmilling (sawdust, shavings, crushed wood, chips).

Известно устройство (SU 1399331, кл. С 10 Р 7/06, В 30 В 11/06, 1988 г. ), включающее станину, на которой смонтирован пресс-формовочный узел, выполненный в виде матрицы, связанной зубчатой передачей с приводом, и штемпель, снабженный уплотняющими элементами, расположенными на его поверхности по винтовой линии в виде витков шнека. A device is known (SU 1399331, class C 10 P 7/06, B 30 V 11/06, 1988), comprising a frame on which a mold assembly is mounted, made in the form of a matrix connected by a gear transmission with a drive, and a stamp provided with sealing elements located on its surface along a helical line in the form of screw turns.

В известном прессе возможно прессование фрезерного торфа. Однако наличие древесных включений в формуемой массе создаст сбой в работе пресса, что повлечет за собой частые его поломки и низкое качество формуемой продукции. In the well-known press, it is possible to press milled peat. However, the presence of wood inclusions in the molded mass will create a malfunction in the press, which will entail frequent breakdowns and low quality of the molded product.

Прототипом изобретения является шнековый пресс (SU 614967, 05.06.1978, В 30 В 11/24), содержащий станину, на которой смонтированы приемный бункер и корпус с матричным каналом, мундштуком и шнеком, установленным с возможностью вращения. A prototype of the invention is a screw press (SU 614967, 06/05/1978, 30 V 11/24) containing a frame on which a receiving hopper and a housing with a matrix channel, a mouthpiece and a screw mounted for rotation are mounted.

Недостатком конструкции является ее сложность и невысокая надежность, а также повышенный расход энергии. Кроме того, при формовании брикетов из массы с включениями возможны поломки из-за заклинивания шнека в матричном канале. The disadvantage of the design is its complexity and low reliability, as well as increased energy consumption. In addition, when forming briquettes from the mass with inclusions, breakages are possible due to jamming of the screw in the matrix channel.

Задачей изобретения является упрощение конструкции с одновременным повышением надежности конструкции и снижением ее энергоемкости. The objective of the invention is to simplify the design while increasing the reliability of the structure and reducing its energy consumption.

Поставленная задача достигается тем, что в шнековом пресс-экструдере, содержащем станину, на которой смонтированы приемный бункер и корпус с матричным каналом, мундштуком и шнеком, установленным с возможностью вращения, согласно изобретению шнек выполнен конусным с направляющей и рабочей зонами, последняя из которых состоит из уплотняющей и формующей частей, при этом уплотняющая часть выполнена с витками переменного профиля и уменьшением по ходу движения формуемой массы глубины канавок. Целесообразно, чтобы угол конусности шнека составлял 3-5^o, а угол конусности формующей части рабочей зоны шнека - от 4 до 6^o. Кроме того, канавки уплотняющей части шнека выполнены с уменьшением глубины от 20 до 15 мм. Преимущественно мундштук снабжен нагревателем, а все рабочие плоскости шнека отполированы.The problem is achieved in that in a screw press extruder containing a bed on which a receiving hopper and a housing with a matrix channel, a mouthpiece and a screw mounted for rotation are mounted, according to the invention, the screw is made conical with a guide and working areas, the last of which consists from the sealing and forming parts, while the sealing part is made with turns of a variable profile and a decrease in the direction of movement of the molded mass of the depth of the grooves. It is advisable that the taper angle of the screw is 3-5 ^o , and the taper angle of the forming part of the working area of the screw is from 4 to 6 ^o . In addition, the grooves of the sealing part of the screw are made with a decrease in depth from 20 to 15 mm. Mostly the mouthpiece is equipped with a heater, and all working planes of the screw are polished.

Разделение шнека на направляющую и рабочую зоны позволит облегчить транспортировку формуемой массы с древесными включениями по каналу пресса. Этому также способствует и выполнение шнека конусным с преимущественным углом конусности от 3 до 5^o. При этом при уменьшении угла конусности >3^o продвижение формуемой массы замедлится, а при увеличении угла <5^o произойдет ускоренное прохождение формуемой массы через зону уплотнения и, вследствие этого, ухудшится качество формуемого топливного брикета.The separation of the auger into the guide and the working zone will facilitate the transportation of the molded mass with wood inclusions through the press channel. This also contributes to the implementation of the auger cone with a predominant angle of taper from 3 to 5 ^o . Moreover, with a decrease in the taper angle> 3 ^{o, the} advancement of the moldable mass will slow down, and with an increase in the angle <5 ^o there will be an accelerated passage of the moldable mass through the sealing zone and, as a result, the quality of the moldable fuel briquette will deteriorate.

Выполнение уплотняющей части рабочей зоны шнека с витками переменного сечения и профиля с глубиной канавок, уменьшающейся от 20 до 15 мм, также облегчит прохождение формуемой массы, имеющей древесные включения, с одновременным ее уплотнением, позволяющей получить формуемое топливо высокого качества. При этом уменьшение глубины канавок от 20 до 15 мм позволит увеличить уплотняющее усилие на формуемую массу и облегчить ее прохождение по матричному каналу. The implementation of the sealing part of the working area of the auger with turns of variable cross-section and profile with a groove depth decreasing from 20 to 15 mm will also facilitate the passage of the moldable mass having wood inclusions, while its compaction allows to obtain high-quality moldable fuel. Moreover, reducing the depth of the grooves from 20 to 15 mm will increase the sealing force on the moldable mass and facilitate its passage through the matrix channel.

Формующая часть шнека выполнена конической для образования отверстия в формуемом куске топлива, при этом величина конусности от 4 до 6^o облегчает его съем и дальнейшее продвижение по мундштуку. Наличие на мундштуке нагревательного элемента, а также выполнение всех элементов шнека отполированными облегчает прохождение формованного куска по мундштуку без его деформации.The molding part of the auger is made conical to form a hole in the molded piece of fuel, while the taper value from 4 to 6 ^o facilitates its removal and further advancement along the mouthpiece. The presence on the mouthpiece of the heating element, as well as the execution of all elements of the auger polished, facilitates the passage of the molded piece through the mouthpiece without deforming it.

Шнековый пресс-экструдер поясняется чертежом, на котором представлен его осевой разрез в зоне прессования. The screw press extruder is illustrated in the drawing, which shows its axial section in the pressing zone.

Пресс содержит станину 1 со смонтированным на ней приемным бункером (не показано) и корпусом 2 с матричным каналом. В корпусе 2 закреплен, с возможностью вращения, конусный шнек 3, содержащий направляющую зону 4 и рабочую зону, образованную из уплотняющей части 5 с витками переменного профиля с уменьшающейся по ходу движения формуемой массы глубиной канавок. Формующая часть 6 рабочей зоны шнека 3 выполнена конической. Все элементы шнека 3 отполированы. По ходу движения торфомассы соосно шнеку 3 установлен мундштук 7, который снабжен нагревателем 8, который может быть выполнен в виде электронагревателя. The press comprises a bed 1 with a receiving hopper (not shown) mounted on it and a housing 2 with a matrix channel. A conical screw 3 is fixed in the housing 2 and rotatably mounted, comprising a guide zone 4 and a working zone formed from the sealing part 5 with turns of variable profile with a depth of grooves decreasing along the course of the formed mass. The forming part 6 of the working area of the screw 3 is made conical. All elements of screw 3 are polished. In the direction of movement of the peat mass coaxially to the screw 3, a mouthpiece 7 is installed, which is equipped with a heater 8, which can be made in the form of an electric heater.

Устройство шнекового пресса-экструдера работает следующим образом. The device of the screw extruder press operates as follows.

Смесь торфа с древесными компонентами и водой предварительно перемешивают и подают через приемный бункер в корпус 2. При вращении конусного шнека 3 направляющая зона 4 подает формуемую массу по каналу на рабочую зону, в которой уплотняющая часть 5 за счет переменного профиля перетирает торфомассу, уплотняет ее и перемешивает, выделяя на поверхность воду и гуматы, облегчая продвижение уплотненного брикета к мундштуку 7. Выполнение канавок шнека 3 с уменьшением по ходу продвижения торфомассы создает угол наклона от 4 до 6^o, который соответствует углу трения формуемой массы и позволяет легко проходить уплотняющую часть 5 рабочей зоны шнека 3 и переходить к его формующей части 6. За счет конусности формующей части 6 рабочей зоны образуется отверстие в формуемом брикете, создающее условия для быстрого высыхания формованного топлива и улучшения его горения. Отформованный брикет далее проталкивается в мундштук 7, который нагрет с помощью нагревателя 8 до 280-300^oС. Проходя через нагретый мундштук 7, прилегающие к его внутренней поверхности слои отформованного брикета обгорают, создавая приграничный слой, обеспечивающий создание условий по выталкиванию брикета из матричного канала. Далее отформованное топливо направляется на сушку.A mixture of peat with wood components and water is pre-mixed and fed through a hopper into the housing 2. When the cone screw 3 rotates, the guide zone 4 feeds the moldable mass through the channel to the working zone, in which the sealing part 5 grinds the peat mass, compacts it and mixing, separating the surface of the water and humates, facilitating advancement of the densified preform to the mouthpiece 7. Performing the grooves of the screw 3 in the course of reduction promotion torfomassy creates tilt angle of 4 to 6 ^o, which corresponds to is the friction angle of the moldable mass and makes it easy to pass a sealing part 5 of the screw 3 of the working area and move it to the mold portion 6. By forming the taper portion 6 of the working area opening is formed in the preform moldability, creating the conditions for rapid drying of the molded fuel and improve its combustion. The molded briquette is further pushed into the mouthpiece 7, which is heated with a heater 8 to 280-300 ^o C. Passing through the heated mouthpiece 7, the layers of the molded briquette adjacent to its inner surface are burned, creating a boundary layer, providing conditions for the briquette to be ejected from the matrix channel . Next, the molded fuel is sent for drying.

Шнековый пресс-экструдер имеет малые габариты и пониженную энергоемкость. Изготовлен и испытан опытный образец данного устройства. Результаты испытаний показали возможность изготовление брикетов топлива из композиционных материалов с пониженным расходом энергии на 30-35% по сравнению с существующими. The screw press extruder has small dimensions and reduced energy intensity. A prototype of this device was manufactured and tested. The test results showed the possibility of producing fuel briquettes from composite materials with a reduced energy consumption of 30-35% compared to existing ones.

Claims

1. A screw press extruder comprising a bed on which a receiving hopper and a housing with a matrix channel, a mouthpiece and a screw mounted for rotation are mounted, characterized in that the screw is conical with a guide and a working zone, the last of which consists of a sealing and forming parts, while the sealing part is made with turns of a variable profile and a decrease in the direction of movement of the molded mass of the depth of the grooves.

2. Press extruder according to claim 1, characterized in that the angle of the taper of the screw is 3-5 ^o .

3. A press extruder according to claim 1 or 2, characterized in that the grooves of the sealing part of the screw are made with a decrease in depth from 20 to 15 mm.

4. A press extruder according to claim 1 or 3, characterized in that the taper angle of the forming part of the working area of the screw is from 4 to 6 ^o .

5. Press extruder according to any one of paragraphs. 1-4, characterized in that the mouthpiece is equipped with a heater.

6. Press extruder according to any one of paragraphs. 1-5, characterized in that all the working planes of the screw are polished.