WO2008115162A1 - Briquette producing method and a worm press extruder for carrying out said method - Google Patents

Briquette producing method and a worm press extruder for carrying out said method Download PDF

Info

Publication number
WO2008115162A1
WO2008115162A1 PCT/UA2008/000012 UA2008000012W WO2008115162A1 WO 2008115162 A1 WO2008115162 A1 WO 2008115162A1 UA 2008000012 W UA2008000012 W UA 2008000012W WO 2008115162 A1 WO2008115162 A1 WO 2008115162A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
screw
pressing
conical
press
heating
Prior art date
Application number
PCT/UA2008/000012
Other languages
French (fr)
Russian (ru)
Inventor
Evgeniy Nikolaevich Malyshev
Gennadiy Nikolaevich Manyanin
Original Assignee
Evgeniy Nikolaevich Malyshev
Gennadiy Nikolaevich Manyanin
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from UAU200702951U external-priority patent/UA26139U/en
Priority claimed from UAU200702958U external-priority patent/UA27142U/en
Application filed by Evgeniy Nikolaevich Malyshev, Gennadiy Nikolaevich Manyanin filed Critical Evgeniy Nikolaevich Malyshev
Priority to UAU200909468U priority Critical patent/UA47867U/en
Publication of WO2008115162A1 publication Critical patent/WO2008115162A1/en

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B11/00—Presses specially adapted for forming shaped articles from material in particulate or plastic state, e.g. briquetting presses, tabletting presses
    • B30B11/22—Extrusion presses; Dies therefor
    • B30B11/24—Extrusion presses; Dies therefor using screws or worms
    • B30B11/246—Screw constructions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B9/00—Presses specially adapted for particular purposes
    • B30B9/02—Presses specially adapted for particular purposes for squeezing-out liquid from liquid-containing material, e.g. juice from fruits, oil from oil-containing material
    • B30B9/12—Presses specially adapted for particular purposes for squeezing-out liquid from liquid-containing material, e.g. juice from fruits, oil from oil-containing material using pressing worms or screws co-operating with a permeable casing
    • B30B9/121—Screw constructions

Definitions

  • the inventions relate to the field of mechanical engineering and can be used in the construction of screw press extruders designed for the processing of various types of bulk and fibrous materials, mainly for the manufacture of briquettes of various purposes by pressing and screw extrusion.
  • the method and equipment can be widely used in the processing of forestry and woodworking waste, agricultural waste, peat, sludge and particulate waste in the coal industry to produce high-quality fuel briquettes for domestic needs, as well as for briquetting similar raw materials when solving other national economic tasks.
  • the current level of technology can be widely used in the processing of forestry and woodworking waste, agricultural waste, peat, sludge and particulate waste in the coal industry to produce high-quality fuel briquettes for domestic needs, as well as for briquetting similar raw materials when solving other national economic tasks.
  • briquettes and pallets are obtained, for example, from sawdust with a moisture content of not more than 10-12%. Higher moisture content of the raw material leads to briquettes that poorly hold the given shape and quickly disintegrate into components during storage.
  • the accumulation of released steam in the chamber during the pressing of wet raw materials leads, as a rule, to the “openings” of the estrudate and even to the destruction of the working parts of the press.
  • the press contains a loading hopper, a shaft drive on which a feeding screw is placed, a screw for grinding the processed raw materials, a pressing screw forming a washer, an oil and moisture outlet chamber with slit-like openings formed by grain rails laid along the inner circle of the chamber, the protrusion of which is directed along rotation of the shaft and screws to prevent clogging of the grain slots with processed raw materials, an adjusting nut at the outlet of the chamber, which allows measuring take into account the degree of oil output and heating of the pressed cake.
  • the cake comes out of the gap between the adjusting nut and the forming washer in the form of a “stock” with a thickness of 1-3 mm and an outer diameter of 140 mm.
  • a sectional working chamber including a crushing and squeezing part, as well as a nozzle in the form of a sleeve coaxial to the working chamber, which is located in the outlet of the screw and allows, using a control device, to change the compression ratio of the feedstock and the oil output.
  • Cake in these conditions comes in the form of “stockings” or “scales”, has low mechanical strength and low density.
  • the design features of screw press extruders for the manufacture of dense fuel briquettes from bulk and fibrous materials without the use of binders are determined by the need, firstly, to create a high pressure in the pressed mass before the forming matrix by the pressing screw and, secondly, to provide a heating temperature using various heaters processed weights within the range of 250 - 350 0 C. in addition, the humidity of raw materials used should not exceed 10-12% to produce high-quality preform and mouth ychivogo its pressing process. Therefore, wet raw materials are pre-dried using energy fluids or using appropriate electric heaters.
  • a screw press for producing briquettes is declared containing a loading device with side walls located on the frame, to which the housing is connected, in in the middle of which are placed the pressing and unloading chambers, a screw installed along the axis of the pressing chamber, made in the form of a conveyor and final pressing screw arranged in series, and the pressing screw consists of a sealing and forming part.
  • An electric heater is installed on the body to heat the mass.
  • Grooves are made along the generatrix of the internal conical surface of the working pressing chamber, the depth of which decreases towards the discharge chamber.
  • the forming part of the final screw is a rod made of a conical and smaller diameter directed towards the discharge chamber.
  • the screw device on the drive side is connected to the threaded rod and placed in the pressing chamber with the possibility of axial movement.
  • a plant for producing fuel briquettes includes a loading hopper, a cylindrical body connected to it with a cylindrical housing a bearing assembly and a shaft on which the pressing screw and die are mounted at the end of the conical part of the housing.
  • the installation is additionally equipped with a cylindrical preparation chamber connected to the hopper with gas inlet and outlet, and a screw installed in the chamber.
  • a metering auger is located in the feed hopper, and the auger is double-entry and with a variable turn depth in the cylindrical part of the housing.
  • the problem of industrial processing of woodworking waste in the production of environmentally friendly fuel briquettes for domestic needs is solved.
  • the method includes grinding, drying, mixing the components and subsequent pressing. Wood waste is crushed to a size of no more than half the free space of the screw groove to fractions of about 30 mm, then dried to a moisture content of 18-20%, and then crushed in shavings 1-8 mm long.
  • Final drying to a moisture content of 3-7% is performed without access of oxygen at a temperature of 180 - 210 0 C, then pressed at a temperature of 190 - 250 0 C in the briquette density 1150 - 1400 kg / m 3.
  • a briquette is coated with paraffin wax.
  • wood waste is crushed, treated with superheated water vapor with a temperature of up to 300 0 C of a layer of wood waste particles with a size of 0.4 - 11 mm in the steam filtration mode and the subsequent compression of fuel briquettes, using - superheated steam with a temperature of 100-300 0 C and a filtration rate through the waste layer of about 2.5 m / s is supplied.
  • An electric heating element is placed on the mouthpiece of the forming part, providing a firing temperature of the outer part of the briquette up to 250 - 300 0 C, which allows you to create a boundary layer that facilitates the pushing of the briquette.
  • all the elements of the auger and the inside of the working chamber are polished. After the end of the pressing operation, the briquettes are subjected to additional drying to ensure the necessary level of their quality.
  • Auger press USSR JNb 1629191 is made in the form of a housing equipped with a loading inlet, a drive shaft with helical turns connected by a conical screw, placed b in the pressing sleeve, and the forming sleeve briquette, which is heated to 300-350 0 C placed on its surface by electric heaters.
  • the conical pressing screw has a shank made in the form of an elliptical cone, which allows the moisture released during pressing to escape into the hole formed during its rotation in the central part of the briquette.
  • Auger press USSR N ° 1629192 USSR consists of a loading hopper connected to a conical body, inside of which a conical screw auger is placed.
  • the walls of the conical body have cylindrical perforations located in rows one after the other along the axis of rotation of the screw.
  • the openings are covered with visors on the inside of the housing surface to prevent the holes from clogging with the pressed mass and to ensure the release of moisture during pressing from the pressing zone.
  • the auger has recesses in places opposite to the visors.
  • electric heaters are placed along the entire length of the outside of the working chamber and its forming part.
  • the raw materials for pressing should have, as a rule, low initial humidity (10-12 %), which is achieved either preliminary drying or extracting excess moisture directly during the pressing process.
  • the heating elements used in the press mainly provide heating and firing of the resulting briquettes at the outlet of the forming part of the press. The heat generated due to internal friction when moving the processed raw materials through the channel of the screw press is either not used at all or is partially used.
  • the press allows to obtain high-quality briquettes without sawdust from wood sawdust with an initial moisture content of up to 15% with a capacity of up to 500 kg of products per hour.
  • the press is equipped with an electric heater on the forming part, which allows firing the surface of the resulting briquette at a temperature of 200-300 0 C.
  • Products obtained using this press have a density of 1100-1200 kg / m 3 , are resistant to indirect exposure to atmospheric moisture and can be stored for a long time warehouses without losing their original shape. During combustion, they do not decompose into components, burning like coke fuel.
  • the disadvantages of the prototype include the following: - the inability to use raw materials with a degree of humidity of more than 12-15%, since the stability of the briquette shape is violated, its breaks come out, and also “shots” of the pressed material are possible due to the accumulation of steam in the working chamber;
  • the press extruder despite its rather small dimensions, has a weight of about 1 ton.
  • a press extruder housing located on a supporting surface, with a loading hopper and a dispenser; - a drive with a shaft located on a cylindrical section inside the press body along its axis;
  • the basis of the invention is the task of improving the known method and device for producing high-quality briquettes from various types of raw materials suitable for briquetting by modifying the extrusion modes along the channel length of the screw press extruder in terms of flow, pressure and temperature of the processed material. sys depending on its physical and mechanical characteristics at any initial degree of humidity. This eliminates the need for preliminary drying of the raw material to a value of 10-12%, eliminates the need for the use of electric heating of the raw material, reduces the requirements for the special strength of the used body parts and, therefore, reduces its material consumption.
  • the problem is solved by two interconnected combination inventions on a method and device for its implementation, combined by a single inventive concept.
  • the solution to this problem is due to the fact that in the method for producing briquettes, which includes loading the feedstock into a hopper with a dispenser, advancing the processed mass of raw materials along the length of the press channel with a rotating feeding screw, heating the processed mass and compacting it with a pressing screw on the conical section of the channel through the forming matrix in a briquette with a cylindrical hole along its axis, according to the invention, in the extrusion channel additionally between the feed zone of the feedstock and the zone of the conical pressing screw of the next Firstly, they form the grinding zone, and then the preliminary pressing and heating zone of the processed mass due to internal friction forces, in which the excess moisture is pressed and removed from the channel cavity through walls permeable to liquid and steam, and the required consumer parameters of briquettes from each type raw materials are selected by a combination of the screw rotational speed, the amount of raw material supplied by the dispenser,
  • a screw press extruder comprising a housing placed on a supporting surface a press, a loading hopper with a dispenser, a drive, a drive shaft connected to a feed screw installed along the cylindrical part of the extrusion channel, and an extrusion cone located at the end of the extrusion channel along the tapered part of the channel with a tapered shank
  • a screw is installed in series for grinding raw materials and a screw for preliminary pressing and heating the processed mass, the output of which has a conical shape, and to the output end of this chamber for regulation pressing pressure and heating of the pressed mass is connected to the working chamber with the possibility of reciprocating
  • a specific difference of the inventive screw press extruder is that the drive is made in the form of an electric motor equipped with a speed control device.
  • Another specific difference of the screw press extruder is that the housing of the working chamber is connected to the housing of the moisture removal and pre-pressing chamber with heating of the processed mass movably in the axial direction by means of a threaded connection with additional fixation from axial displacement during pressing.
  • the screw along the length of the extrusion channel is made integral and detachable in the form of a feed screw, a grinding screw, a screw for pre-pressing and heating the processed mass and a conical pressing screw.
  • a specific difference of the inventive screw press extruder is also that the outer surfaces of the turns of the screws are hardened by a wear-resistant composite coating, and the inner surfaces of the turns and screws, as well as the working chamber and the forming matrix, are polished.
  • a screw press extruder formed and working on the basis of the use of the proposed method, allows the use of raw materials of almost any degree of humidity, as it has special permeable walls for the release of excess moisture and steam along the way of moving the raw materials from the cavity of the working chamber, and at the end of pressing - due to inclined holes in the wall of the forming matrix.
  • the heating of the pressed raw material can be carried out to a temperature of 100- ⁇ 400 0 C without the use of external heating elements only due to the heat of internal friction in the feed preparation channel and then in the pressing channel.
  • the degree of heating and density of the briquette are regulated by reconfiguring the pressing parameters provided for in the press design.
  • the press can be used as an independent device for drying the feedstock with high and even 100% humidity in one or two passes to obtain a technologically permissible moisture value.
  • the pressing process can be carried out in just two stages. At the first stage, moisture is removed with the briquette pre-pressed to a reduced density within 0.6-0.8 of the standard density of the standard finished briquette, and at the second stage, the dried raw material is finally pressed to obtain the specified maximum briquette density.
  • the proposed press extruder can significantly reduce the input power to the drive shaft of the press by reducing energy costs to overcome the resistance forces compared to a working chamber that does not have permeable walls. At the same time, axial and radial loads on the working chamber and screws are reduced. Reducing mechanical loads can significantly reduce the metal consumption of the press, and make a compact, easily transported device.
  • the universality of the claimed extruder is provided dera both in terms of obtaining high-quality briquettes from raw materials that differ significantly in their physical and mechanical characteristics, and in terms of using of the inventive press extruder for processing oil-containing raw materials upon receipt of vegetable oils.
  • FIG. 1 The essence of the proposed structural scheme of a press extruder according to the invention is illustrated by the drawing in FIG. 1, where:
  • the inventive method and device are implemented in the manufacture of an experimental instance of a universal screw press extruder with the following technical characteristics.
  • the press allows you to press briquettes from various raw materials with a moisture content of up to 40% with a density of 1100-1400 kg / m (wood sawdust and shavings, sunflower husks, buckwheat, rice and millet, coal sludge, aluminum slags).
  • the power consumption in the steady state was 8-18 kW, with a productivity of 50 to 350 kg of briquettes per hour. Exit to the temperature regime lasts 10-15 minutes. Screw press extruder operates as follows. To the bunker
  • raw materials such as sawdust or shavings
  • a dispenser located in the hopper 2
  • the chamber 6 is further comminuted feedstock, is heated by internal friction to a temperature of 100-400 0 C and a pre-compression screws 7 and 8. When this occurs as a spin excess moisture, t to and removing it through zeernye openings in the chamber 6 in the form of droplets and steam.
  • the mass enters the pressing screw 9 located in the working chamber 11, where the final press popping mass.
  • a forming matrix equipped with inclined holes on the surface in the direction of briquette movement for steam output, giving the briquette the desired shape (circle, square, hexagon, etc.).
  • the final part of the pressing screw in the form of a cone allows you to form a central hole in the briquette up to a diameter of 25 mm, which creates an additional opportunity for the exit of excess moisture.
  • the pressing temperature for raw materials from wood of various moisture and density is selected in the range of 150-300 0 C, which leads to the release of tar substances in the wood. In this case, after cooling, the briquette is additionally compounded with these resins and becomes resistant to atmospheric moisture during storage.
  • the degree of heating of the processed feed and the density of the resulting briquette is controlled by changing the gap between the pressing screw 9, made in the form of a cone, the end conical part of the preliminary pressing screw 8 and the inner surface of the working chamber, mating with the surfaces of the screws 8 and 9.
  • the change in the gap is provided by the reciprocating movement of the working chamber 11 along the axis of the drive shaft with the help of screw control device and retainer.
  • the number of shaft revolutions varied from 100 rpm, with a high moisture content of the raw material to 800 rpm, for “cyxo” and free-flowing raw materials with a high friction coefficient of the pressed mass.
  • Productivity ranged from 200 to 400 kg of briquettes per hour in various modes.
  • the maximum oil yield was about 35% to obtain a cake in the form of a cake with a density of 1200-1300 kg / m 3 .
  • Briquettes from wood sawdust and sunflower husk were obtained according to TU U 10.3-14063949-001-2001, having the following characteristics:
  • the initial moisture content of the raw materials was 25 - 35%.
  • Round section outer diameter 60 mm, central hole with a diameter of 18-20 mm.
  • Correct hexagon large diagonal 61 mm, central hole 18-20 mm.
  • the density of briquettes in both cases was 1100 - 1260 kg / m 3 .
  • the calorific value during combustion determined according to GOST 147 was: sawdust 4000 - 4800 kcal / kg (16.76 - 20, 11 MJ / kg), sunflower husk 4800 - 5200 kcal / kg (20.11 - 21.79 MJ / kg )
  • the mass fraction of total moisture in the briquette 1 hour after pressing at atmospheric humidity of not more than 90% was no more than 8-10%, which meets the requirements of the above technical conditions in Ukraine for fuel briquettes from agricultural waste.
  • the bulk nodules of aluminosilicates used for steel deoxidation were also pressed.
  • the density of the monolithic briquette was about 3500 kg / m 3 .
  • a promising direction of the industrial application of the proposed solutions is the improvement of screw press extruders with an increased hole diameter of the forming matrix for pressing long products.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Glanulating (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)

Abstract

The inventions relate to mechanical engineering and can be used for forming briquettes from different bulk and fiber materials. The inventions make it possible to obtain high-quality and high-strength briquettes by selecting conditions of raw mixture extrusion according to the physico-mechanical characteristics of raw material at any initial degree of moisture. The press extruder for producing briquettes comprises a charging hopper, a chamber with a set of worms and a moulding matrix. The press makes it possible to use raw material of any moisture, since the walls thereof are permeable for removing excessive moisture during a briquette pressing process. The combined use of the worms makes it possible to substantially reduce the metal consumption and to produce a small-sized and easily transportable device. The raw material to be pressed is heated by means of the heat released by internal friction in a raw material preparation channel and by the subsequent pressing thereof, without using external heating elements. The temperature of the raw material and a briquette density are adjusted by modifying pressing parameters.

Description

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БРИКЕТОВ И ШНЕКОВЫЙ ПРЕСС-ЭКСТРУДЕР ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Область техники. METHOD FOR PRODUCING BRIQUETTES AND SCREW PRESS EXTRUDER FOR ITS IMPLEMENTATION Technical field.
Изобретения относятся к области машиностроения и могут быть использованы в конструкциях шнековых пресс-экструдеров, предназначенных для переработки различных видов сыпучих и волокнистых материалов, преимущественно для изготовления брикетов различного назна- чения путем прессования и шнекового экструдирования. Конкретно метод и оборудование могут найти широкое применение при переработке отходов лесной и деревообрабатывающей промышленности, отходов сельскохозяйственного производства, торфа, шламов и дисперсных отходов в угольной промышленности для получения качественных топ- ливных брикетов для бытовых нужд, а также для брикетирования аналогичного сырья при решении других народнохозяйственных задач. Существующий уровень техники.The inventions relate to the field of mechanical engineering and can be used in the construction of screw press extruders designed for the processing of various types of bulk and fibrous materials, mainly for the manufacture of briquettes of various purposes by pressing and screw extrusion. Specifically, the method and equipment can be widely used in the processing of forestry and woodworking waste, agricultural waste, peat, sludge and particulate waste in the coal industry to produce high-quality fuel briquettes for domestic needs, as well as for briquetting similar raw materials when solving other national economic tasks. The current level of technology.
Известна обширная научно-техническая и патентная информация по рассматриваемой проблеме. В статье В.Ф. Анненкова и др., «Cвeт ме- бели и дpeвecины» (1999, JVbJVb 3-4, с. 24-26) приведены результаты разработки технологии получения высококалорийных топливных брикетов из отходов древесины с торфодобавками.Known for extensive scientific, technical and patent information on this issue. In the article by V.F. Annenkova et al., “Lighting Furniture and Woods” (1999, JVbJVb 3-4, pp. 24-26) presents the results of the development of a technology for producing high-calorie fuel briquettes from wood waste with peat additives.
В журнале РФ «Изoбpeтaтeли - машиностроении^ (2001, JVb 2, с. 18-20) опубликована информация о трех разработках: 1) Способ получе- ния твердого топлива в виде брикетов, гранулятов на основе осадков городских сточных вод для использования в котельных, на ТЭЦ, в топках железнодорожных вагонов; 2) Технологии изготовления влагоустойчи- вого топливного брикета в топливной промышленности из отходов угледобывающей отрасли; 3) Технологии получения брикетированного топлива из углеводородных шламов и дисперсных угольных отходов. Известны также прессы, как гидравлические, так и шнековые, немецкой фирмы «Nestro Lufttесhпiк GmBH» (info@nestro.de) для прессования опилок, отходов переработки сельскохозяйственной продукции, металлической стружки и т.п. Это прессовое оборудование достаточно металлоемко и энергозатратно, а также работает на так называемом «cyxoм» сырье, влажность которого не превышает 10-12 %.In the journal of the Russian Federation “Inventors - Mechanical Engineering ^ (2001, JVb 2, pp. 18-20), information is published on three developments: 1) A method for producing solid fuel in the form of briquettes, granules based on urban sewage sludge for use in boiler houses, at the CHPP, in the furnaces of railway cars; 2) Technologies for the manufacture of moisture-resistant fuel briquette in the fuel industry from coal mining wastes; 3) Technologies for producing briquetted fuel from hydrocarbon sludge and dispersed coal waste. There are also known presses, both hydraulic and screw, German Nestro Luftteshpik GmBH (info@nestro.de) for pressing sawdust, agricultural processing waste, metal shavings, etc. This press equipment is rather metal-intensive and energy-consuming, and also works on the so-called “cyx” raw materials, the moisture content of which does not exceed 10-12%.
Известны также прессы ООО «Эккo» в Черкассах (Украина, ekko@ekko.ch.ua), с помощью которых можно получать прессованные брикеты из «cyxиx» волокнистых материалов.The presses of Ekko LLC in Cherkasy (Ukraine, ekko@ekko.ch.ua) are also known, with the help of which it is possible to obtain pressed briquettes from "cyxix" fibrous materials.
Указанные устройства имеют, как правило, загрузочный бункер, привод вала (штока) пресса, камеру с находящимся в ней шнеком или штоком, формующую матрицу. С помощью таких прессов получают как брикеты, так и паллеты (таблетки), например из древесных опилок влажностью не более 10-12%. Более высокая влажность сырья приводит к получению брикетов, плохо держащих заданную форму и быстро рас- сыпающихся на составляющие при хранении. Скопление выделяющегося пара в камере при прессовании влажного сырья приводит, как правило, к «выcтpeлaм» эструдата и даже к разрушению рабочих частей пресса.These devices have, as a rule, a loading hopper, a press shaft (rod) drive, a chamber with an auger or rod located in it, and a forming matrix. With the help of such presses, both briquettes and pallets (tablets) are obtained, for example, from sawdust with a moisture content of not more than 10-12%. Higher moisture content of the raw material leads to briquettes that poorly hold the given shape and quickly disintegrate into components during storage. The accumulation of released steam in the chamber during the pressing of wet raw materials leads, as a rule, to the “openings” of the estrudate and even to the destruction of the working parts of the press.
В Украине разработаны и утверждены технические условия для изготовления топливных брикетов, например, из древесных опилок и ше- лухи подсолнечника ТУ У 10.3 - 14063949 - 001 - 2001.In Ukraine, technical conditions have been developed and approved for the manufacture of fuel briquettes, for example, from wood sawdust and sunflower husk TU U 10.3 - 14063949 - 001 - 2001.
Известны многочисленные конструктивные решения, относящиеся к шнековым прессам, предназначенным для получения масла и жмыха из маслосодержащих семян, пригодные, как показывает анализ, и в бри- кетировочных пресс-экструдерах. Известен шнековый пресс-экструдер ПШ - 1 и его модификации, изготавливаемые Корсунь-шевченковским заводом «Aгpopeммaш» РПО Украгропромреммаш (техническое описание и инструкция по эксплуатации пресса ПШ - 1 - 00.00.000 ТО) для получения жмыха и масла из семян рапса и подсолнечника. Пресс содержит загрузочный бункер, привод вала, на котором помещены подающий шнек, шнек для измельчения перерабатываемого сырья, прессующий шнек, формирующую шайбу, камеру для выхода масла и влаги со щелевидными отверстиями, образуемыми уложенными по внутреннему кругу камеры зеерными планками, выступ которых направлен по ходу вращения вала и шнеков для предотвращения закупоривания зеерных щелей перерабатываемым сырьем, регулирующую гайку на выходе камеры, позволяющую изме- нять степень выхода масла и нагрева прессуемого жмыха. Жмых выходит из щели между регулирующей гайкой и формирующей шайбой в виде «чyлкa» толщиной 1 - 3 мм и наружным диаметром 140 мм. При использовании семян повышенной влажности, излишняя влага уходит в виде пара как из отверстий камеры вместе с выдавливаемым маслом, так и вместе со жмыхом.Numerous structural solutions are known relating to screw presses designed to produce oil and oilcake from oil-containing seeds, suitable, as the analysis shows, also in briquetting press extruders. The PSH-1 screw press extruder and its modifications are known, manufactured by the Agroporemmash RPO Ukragropromremmash Korsun-Shevchenkovsky plant (technical description and operating instructions for the PSh-1 press - 00.00.000 TO) for the production of oilcake and oil from rapeseed and sunflower seeds. The press contains a loading hopper, a shaft drive on which a feeding screw is placed, a screw for grinding the processed raw materials, a pressing screw forming a washer, an oil and moisture outlet chamber with slit-like openings formed by grain rails laid along the inner circle of the chamber, the protrusion of which is directed along rotation of the shaft and screws to prevent clogging of the grain slots with processed raw materials, an adjusting nut at the outlet of the chamber, which allows measuring take into account the degree of oil output and heating of the pressed cake. The cake comes out of the gap between the adjusting nut and the forming washer in the form of a “stock” with a thickness of 1-3 mm and an outer diameter of 140 mm. When using seeds of high humidity, excess moisture leaves in the form of steam both from the openings of the chamber together with the extruded oil, and together with the cake.
Известно большое число патентов разных стран на способы и шне- ковые пресс-экструдеры для получения растительного масла и жмыха из маслосодержащего сырья по классификационным рубрикам В 30 В 9/12, 9/16, 9\26 и др., C I l B 1/06 (см., например, патенты Украины: JSГе 46873, В 30 В 9/02, CI lB 1/06 бюл.JМk 7, 2000; JMk 63029, В 30 В 9/16, C I l B 1/06, бюл. JMk 2, 2003; JMk 63203, В 30 В 9/16, бюл. JSTe l, 2004; JMk 73905, В 30 В 9/02, 9/14, бюл. JNk 9, 2005; JMk 76532, В 30 В 9/12, 9/08, бюл. JMkl2, 2005). Большинство заявленных решений имеют хорошо проверенные на практике конструктивные общеизвестные элементы пресс-экструдера: корпус, загрузочное устройство с дозатором; привод, связанный со шнеком, установленным в профилированном цилиндроконическом канале (рабочей камере) пресса вдоль его оси; блок нагрева перерабатываемой массы, камеру для отжима масла и отвода его из канала пресса через проницаемые кожухи, зеерные планки и т.п.; смонтированное на выходном конце шнека устройство для выхода жмыха и средство для регулирования усилия прессования. Как правило, существенные изменения при усовершенствовании этих устройств вносятся только в отдельные узлы и детали. Так по патенту Украины JMk 46873 для обеспечения процесса отжима масла при оптимальных значениях температуры, рабочая камера и приводной вал размещены вертикально.A large number of patents of different countries are known for methods and screw press extruders for the production of vegetable oil and oilcake from oil-containing raw materials according to the classification headings B 30 V 9/12, 9/16, 9 \ 26, etc., CI l B 1 / 06 (see, for example, Ukrainian patents: JSГе 46873, 30 V 9/02, CI lB 1/06 bul. JMk 7, 2000; JMk 63029, 30 V 9/16, CI l B 1/06, bul JMk 2, 2003; JMk 63203, 30V 9/16, bul. JSTe l, 2004; JMk 73905, 30V 9/02, 9/14, bul. JNk 9, 2005; JMk 76532, 30V 9/12, 9/08, bull. JMkl2, 2005). Most of the claimed solutions have well-proven constructive well-known elements of a press extruder: a housing, a loading device with a dispenser; a drive associated with a screw installed in a profiled cylinder-conical channel (working chamber) of the press along its axis; a block for heating the processed mass, a chamber for squeezing the oil and removing it from the press channel through permeable casings, grain strips, etc .; mounted on the output end of the screw device for the exit of the cake and means for regulating the pressing force. As a rule, significant changes in the improvement of these devices are made only in individual units and parts. So, according to the patent of Ukraine JMk 46873, to ensure the process of squeezing the oil at optimal temperatures, the working chamber and drive shaft are placed vertically.
По патенту Украины JMk 63029 введены термодатчики температуры перерабатываемой массы и получаемого продукта, а привод выполнен в составе двигателя и механизма смены передачи оборотов и предусмотрена дополнительная щель для регулировки усилия прессования.According to the Ukrainian patent JMk 63029, temperature sensors for the temperature of the processed mass and the resulting product were introduced, and the drive is made up of an engine and a gear change gears and an additional slot is provided for adjusting the pressing force.
По патенту Украины JMk 76532 предусмотрена секционная рабочая камера, включающая дробильную и отжимную части, а также соосная рабочей камере насадка в виде втулки, которая расположена в выходной части шнека и позволяющая с помощью регулирующего устройства изменять степень сжатия сырья и выхода масла. Жмых в этих условиях выходит либо в виде «чyлкa» или «чeшyeк», имеет низкую механическую прочность и невысокую плотность.According to Ukrainian patent JMk 76532, a sectional working chamber is provided, including a crushing and squeezing part, as well as a nozzle in the form of a sleeve coaxial to the working chamber, which is located in the outlet of the screw and allows, using a control device, to change the compression ratio of the feedstock and the oil output. Cake in these conditions comes in the form of “stockings” or “scales”, has low mechanical strength and low density.
При использовании выше указанных шнековых прессов для отжима масла невозможно получить жмых в виде высокоплотных брикетов оп- ределенной формы, так как для этого требуется на конечной стадии прессования создание высокого давления и соответствующих условий для прессования брикетов.When using the above-mentioned screw presses for squeezing oil, it is impossible to obtain a cake in the form of high-density briquettes of a certain shape, since this requires the creation of high pressure and appropriate conditions for pressing briquettes at the final stage of pressing.
Конструктивные особенности шнековых пресс-экструдеров для изготовления плотных топливных брикетов из сыпучих и волокнистых ма- териалов без использования связывающих веществ определяются необходимостью, во-первых, создавать прессующим шнеком высокое давление в прессуемой массе перед формирующей матрицей, и, во-вторых, обеспечивать температуру нагрева с помощью различных нагревателей перерабатываемой массы в пределах 250 - 3500C. Кроме того, влажность используемого сырья не должна превышать 10-12% для получения качественного брикета и устойчивого технологического процесса его прессования. Поэтому влажное сырье предварительно высушивают с помощью энергетических теплоносителей или с помощью соответствующих электронагревателей. Для создания высокого давления в канале шнекового пресс- экструдера для брикетирования сырья предложено множество решений, как по усовершенствованию конструкции шнеков, так и соответствующих конфигураций внутренних поверхностей стенок рабочей камеры (канала экструдирования), формующей матрицы и т.д. Это можно пока- зать на примере двух патентов Украины на полезные модели. Так по патенту Украины на полезную модель N° 4931 (В 30 В 11/24, бюл. N<> 2, 2005) заявлен шнековый пресс для получения брикетов, содержащий размещенное на раме загрузочное устройство с боковыми стенками, к которому присоединен корпус, в середине которого помещены камеры прессования и разгрузки, установленный вдоль оси камеры прессования шнек, выполненный в виде последовательно размещенных транспортирующего и конечного прессовального шнека, причем прессовальный шнек состоит из уплотняющей и формующей частей. На корпусе установлен электронагреватель для разогрева массы. По образующей внут- ренней конической поверхности рабочей камеры прессования выполнены пазы, глубина которых уменьшается в сторону камеры выгрузки. Формующая часть конечного шнека представляет собой стержень, выполненный коническим и меньшим диаметром направленный в сторону камеры выгрузки. Шнековое устройство со стороны привода соединено с резьбовой шпилькой и размещено в камере прессования с возможно- стью осевого перемещения.The design features of screw press extruders for the manufacture of dense fuel briquettes from bulk and fibrous materials without the use of binders are determined by the need, firstly, to create a high pressure in the pressed mass before the forming matrix by the pressing screw and, secondly, to provide a heating temperature using various heaters processed weights within the range of 250 - 350 0 C. in addition, the humidity of raw materials used should not exceed 10-12% to produce high-quality preform and mouth ychivogo its pressing process. Therefore, wet raw materials are pre-dried using energy fluids or using appropriate electric heaters. To create high pressure in the channel of the screw press extruder for briquetting raw materials, many solutions have been proposed, both to improve the design of the screws and the corresponding configurations of the inner surfaces of the walls of the working chamber (extrusion channel), forming matrix, etc. This can be shown by the example of two patents of Ukraine for utility models. So, according to the patent of Ukraine for utility model N ° 4931 (B 30 V 11/24, bull. N <> 2, 2005), a screw press for producing briquettes is declared containing a loading device with side walls located on the frame, to which the housing is connected, in in the middle of which are placed the pressing and unloading chambers, a screw installed along the axis of the pressing chamber, made in the form of a conveyor and final pressing screw arranged in series, and the pressing screw consists of a sealing and forming part. An electric heater is installed on the body to heat the mass. Grooves are made along the generatrix of the internal conical surface of the working pressing chamber, the depth of which decreases towards the discharge chamber. The forming part of the final screw is a rod made of a conical and smaller diameter directed towards the discharge chamber. The screw device on the drive side is connected to the threaded rod and placed in the pressing chamber with the possibility of axial movement.
По патенту Украины на полезную модель N° 8251 (В 30 В 11/22, С 10 L 5/40, бюл. N°7, 2005) установка для получения топливных брикетов включает загрузочный бункер, соединенный с ним цилиндрический корпус с расположенным в нем подшипниковым узлом и валом, на котором закрепляют прессующий шнек и фильеру установленную в торце конической части корпуса. Установка дополнительно оснащена соединенной с бункером подготовительной камерой цилиндрической формы с вводом и выводом газа, и установленным в камере шнеком. В загрузочном бункере расположен дозирующий шнек, а прессующий шнек выполнен двухзаходным и с переменной глубиной витка в цилиндрической части корпуса.According to the patent of Ukraine for utility model N ° 8251 (B 30 V 11/22, C 10 L 5/40, bull. N ° 7, 2005), a plant for producing fuel briquettes includes a loading hopper, a cylindrical body connected to it with a cylindrical housing a bearing assembly and a shaft on which the pressing screw and die are mounted at the end of the conical part of the housing. The installation is additionally equipped with a cylindrical preparation chamber connected to the hopper with gas inlet and outlet, and a screw installed in the chamber. A metering auger is located in the feed hopper, and the auger is double-entry and with a variable turn depth in the cylindrical part of the housing.
Анализ информационных источников показывает, что при использовании влажного сырья для получения брикетов с помощью шнековых пресс-экструдеров применяют разнообразные методы сушки, что иллю- стрируется следующими примерами.An analysis of information sources shows that when using wet raw materials for the production of briquettes using screw press extruders, various drying methods are used, which is illustrated by the following examples.
По патенту Украины JVb 38877 (В 27 N 3/00, 3/08, бюл. JV° 4, 2001) на способ изготовления топливных брикетов из отходов древесины, отходы предварительно сушат до влажности 8-10 %. Предлагается целый мини завод по пиролизной деструкции изношенных автомобильных покры- шек. Полученную газовую смесь сжигают для обогрева следующих партий деструктируемых резиновых изделий, а сушку отходов древесины осуществляют газовоздушной смесью в барабанной сушилке при температуре 220-250 0C.According to Ukrainian patent JVb 38877 (B 27 N 3/00, 3/08, bull. JV ° 4, 2001) for a method of manufacturing fuel briquettes from wood waste, the waste is pre-dried to a moisture content of 8-10%. A whole mini-plant for the pyrolysis destruction of worn-out car tires is offered. The resulting gas mixture is burned to heat the following batches of destructible rubber products, and the wood waste is dried by air-gas mixture in a drum dryer at a temperature of 220-250 0 C.
По патенту РФ JVb 2185420 (опубл. 20.07.2002) на способ получения топливных брикетов и установку для их прессования решается задача по промышленной переработке отходов деревообработки при производстве экологически чистых топливных брикетов для бытовых нужд. Способ включает измельчение, сушку, смешение компонентов и последующее прессование. Древесные отходы измельчают до размера не более поло- вины свободного пространства канавки шнека до фракций около 30 мм, затем высушивают до влажности 18-20 %, после чего измельчают в стружку длиной 1-8 мм. Окончательную сушку до влажности 3-7 % осуществляют без доступа кислорода при температуре 180 - 210 0C, затем прессуют при температуре 190 - 250 0C в брикеты плотностью 1 150 - 1400 кг/м3. На брикеты наносится защитное покрытие из парафина. По патенту РФ JVb 2046821 на способ изготовления топливных брикетов осуществляют измельчение древесных отходов, обработку перегретым водяным паром с температурой до 300 0C слоя частиц древесных отходов размером 0,4 - 11 мм в режиме фильтрования пара и последующее прессование топливных брикетов, причем при обработке использу- ется перегретый пар с температурой 100-300 0C и скорости фильтрации его через слой отходов примерно 2,5 м/сек.According to the patent of the Russian Federation JVb 2185420 (published on July 20, 2002) for the method of producing fuel briquettes and an installation for pressing them, the problem of industrial processing of woodworking waste in the production of environmentally friendly fuel briquettes for domestic needs is solved. The method includes grinding, drying, mixing the components and subsequent pressing. Wood waste is crushed to a size of no more than half the free space of the screw groove to fractions of about 30 mm, then dried to a moisture content of 18-20%, and then crushed in shavings 1-8 mm long. Final drying to a moisture content of 3-7% is performed without access of oxygen at a temperature of 180 - 210 0 C, then pressed at a temperature of 190 - 250 0 C in the briquette density 1150 - 1400 kg / m 3. A briquette is coated with paraffin wax. According to the patent of the Russian Federation JVb 2046821 for a method of manufacturing fuel briquettes, wood waste is crushed, treated with superheated water vapor with a temperature of up to 300 0 C of a layer of wood waste particles with a size of 0.4 - 11 mm in the steam filtration mode and the subsequent compression of fuel briquettes, using - superheated steam with a temperature of 100-300 0 C and a filtration rate through the waste layer of about 2.5 m / s is supplied.
Известен патент РФ JNb 2203806 (В 30 В 11/24, опубл. 20.06.2001) на конструкцию шнекового пресс-экструдера для получения формованного топлива методом прессования композиционных материалов, преимуще- ственно из смесей торфа и отходов деревообработки (опилок, стружек, дробленки, щепы т.п.) Для облегчения транспортировки формуемой массы с включениями по каналу пресса шнек имеет направляющую и рабочую зоны и выполнен с преимущественным углом конусности 3 - 5 градусов. Рабочая часть уплотняющей зоны шнека имеет витки пере- менного сечения и профиль с уменьшающейся глубиной канавки от 20 до 15 мм, что позволяет достигать требуемого усилия прессования. На мундштуке формующей части размещается электронагревательный элемент, обеспечивающий температуру обжига внешней части брикета до 250 - 300 0C, что позволяет создавать приграничный слой, облегчающий проталкивание брикета. Для этой же цели все элементы шнека и внутренней части рабочей камеры отполированы. После окончания операции прессования брикеты подвергаются дополнительной сушке, чтобы обеспечить необходимый уровень их качества.Known RF patent JNb 2203806 (30 V 11/24, publ. 06/20/2001) for the design of a screw press extruder for producing molded fuels by pressing composite materials, mainly from mixtures of peat and woodworking waste (sawdust, wood shavings, crushed wood, wood chips, etc.) To facilitate the transportation of the moldable mass with inclusions along the press channel, the auger has a guide and a working zone and is made with a predominant taper angle of 3-5 degrees. The working part of the sealing zone of the screw has variable turns and a profile with a decreasing groove depth from 20 to 15 mm, which allows achieving the required pressing force. An electric heating element is placed on the mouthpiece of the forming part, providing a firing temperature of the outer part of the briquette up to 250 - 300 0 C, which allows you to create a boundary layer that facilitates the pushing of the briquette. For the same purpose, all the elements of the auger and the inside of the working chamber are polished. After the end of the pressing operation, the briquettes are subjected to additional drying to ensure the necessary level of their quality.
Известны два технических взаимосвязанных решения по авторским свидетельствам СССР JNb 1629191 и JNb 1629192 (В 27 N 3/28, бюл. JNb 7, 1991), которые решают задачу повышения качества брикетов, получаемых из сырья повышенной влажности за счет обеспечения выхода излишней влаги из зоны прессования шнекового пресса.Two technical interconnected solutions are known according to copyright certificates of the USSR JNb 1629191 and JNb 1629192 (В 27 N 3/28, bull. JNb 7, 1991), which solve the problem of improving the quality of briquettes obtained from raw materials of high humidity by ensuring the exit of excess moisture from the zone pressing a screw press.
Шнековый пресс по а.с. СССР JNb 1629191 выполнен в виде корпуса, снабженного загрузочным приемным отверстием, приводным валом с винтовыми витками, соединенными коническим шнеком, размещенным б в прессующей втулке, и формующей брикет втулкой, которая нагревается до 300-350 0C размещенными по ее поверхности электронагревателями. Конический прессующий шнек имеет хвостовик, выполненный в виде эллиптического конуса, что позволяет в образовавшееся отверстие при его вращении в центральной части брикета улетучиваться влаге, выделяемой при прессовании.Auger press USSR JNb 1629191 is made in the form of a housing equipped with a loading inlet, a drive shaft with helical turns connected by a conical screw, placed b in the pressing sleeve, and the forming sleeve briquette, which is heated to 300-350 0 C placed on its surface by electric heaters. The conical pressing screw has a shank made in the form of an elliptical cone, which allows the moisture released during pressing to escape into the hole formed during its rotation in the central part of the briquette.
Шнековый пресс по а.с. СССР N° 1629192, СССР состоит из загрузочного бункера, соединенного с коническим корпусом, внутри которого размещен конусный винтовой шнек. Стенки конического корпуса имеют цилиндрические перфорационные отверстия, расположенные рядами друг за другом вдоль оси вращения шнека. Отверстия прикрыты с внутренней стороны поверхности корпуса козырьками для предотвращения забивания отверстий прессуемой массой и обеспечения выхода выделяемой влаги при прессовании из зоны прессования. Шнек имеет выем- ки в местах противоположных расположению козырьков. Для облегчения выхода влаги из сырья снаружи рабочей камеры и ее формующей части размещены по всей длине электронагреватели. Количество перфорационных отверстий в зоне наибольшего давления прессования и наибольших внутренних напряжений в формируемом брикете, где происхо- дит существенное скопление влаги (пара) увеличено. На наружной поверхности витков конического шнека выполнены выемки в местах расположения козырьков. Все козырьки, особенно последние, формируют на поверхности брикета каналы, которые также служат для дополнительного отвода выделяемой при прессовании влаги. Существенными недостатками обоих устройств являются конструктивная сложность как при изготовлении конического шнека с выемками и внутренней поверхности рабочей камеры с козырьками, так и при изготовлении конусно-эллиптического хвостовика шнека. Также не указывается предельно допустимая степень влажности используемого исход- ного сырья.Auger press USSR N ° 1629192, USSR consists of a loading hopper connected to a conical body, inside of which a conical screw auger is placed. The walls of the conical body have cylindrical perforations located in rows one after the other along the axis of rotation of the screw. The openings are covered with visors on the inside of the housing surface to prevent the holes from clogging with the pressed mass and to ensure the release of moisture during pressing from the pressing zone. The auger has recesses in places opposite to the visors. To facilitate the exit of moisture from the raw materials, electric heaters are placed along the entire length of the outside of the working chamber and its forming part. The number of perforations in the zone of the highest pressing pressure and the highest internal stresses in the formed briquette, where there is a significant accumulation of moisture (steam), is increased. On the outer surface of the turns of the conical auger, recesses are made in the locations of the visors. All the visors, especially the latter, form channels on the surface of the briquette, which also serve to further drain the moisture released during pressing. Significant disadvantages of both devices are the structural complexity both in the manufacture of a conical screw with recesses and the inner surface of the working chamber with visors, and in the manufacture of a conical-elliptical screw shank. Also, the maximum permissible degree of humidity of the feedstock used is not indicated.
Из представленного детального обзора вышеприведенных технических решений, относящихся к технологии и конструктивному оформлению шнекового прессования сыпучих и волокнистых отходов для получения плотных высококачественных брикетов из различного сырья, сле- дует, что сырье для прессования должно иметь, как правило, низкую исходную влажность (10-12 %), что достигается либо предварительной сушкой, либо извлечением излишней влаги непосредственно в процессе прессования. Как показывает анализ, нагревательные элементы, применяемые в прессах, обеспечивают в основном нагрев и обжиг получаемых брикетов на выходе формующей части пресса. Тепло же выделяемое вследствие сил внутреннего трения при перемещении перерабатываемого сырья по каналу шнекового пресса либо совсем не используется, либо используется частично.From the presented detailed review of the above technical solutions related to the technology and design of screw pressing of bulk and fibrous waste to obtain dense high-quality briquettes from various raw materials, it follows that the raw materials for pressing should have, as a rule, low initial humidity (10-12 %), which is achieved either preliminary drying or extracting excess moisture directly during the pressing process. As analysis shows, the heating elements used in the press mainly provide heating and firing of the resulting briquettes at the outlet of the forming part of the press. The heat generated due to internal friction when moving the processed raw materials through the channel of the screw press is either not used at all or is partially used.
Кроме того, практически отсутствуют технические решения, направленные на обеспечение универсальности брикетных шнековых пресс-экструдеров в части быстрой их переналадки для брикетирования различных видов сырья, отличающихся помимо степени влажности и другими физико-механическими свойствами, например, коэффициентом трения о внутренние поверхности канала шнекового пресса.In addition, there are practically no technical solutions aimed at ensuring the versatility of briquette screw press extruders in terms of their quick readjustment for briquetting various types of raw materials, which differ in addition to the degree of humidity and other physical and mechanical properties, for example, the coefficient of friction on the inner surface of the channel of the screw press.
В качестве прототипа, совпадающего с заявляемым решением по назначению и ряду существенных признаков, как в части способа, так и в части устройства, принят работоспособный шнековый пресс- экструдер, рекламно-техническое описание и фотография общего вида которого приведены в российском журнале «Изoбpeтaтeль и рационализатора Ne 10, 2006, в качестве успешного экспоната на выставке «Лecд- peвбyммaш» в г. Москве. На указанный пресс-экструдер, разработки ПКБ ТПО Новосибирскместпром имеется «Инcтpyкция по эксплуатации КД 50-4013.000.000». Пресс-экструдер серийно изготавливается ООО «Цeнтaвp», Россия, 400042, г. Волгоград, шоссе Авиаторов, тел. 8-10-7- 844-296-39-69, позволяет получать без связующих веществ высококаче- ственные брикеты из древесных опилок с исходной влажностью до 15% с производительностью до 500 кг изделий в час. Пресс снабжен электронагревателем на формующей части, позволяющим производит обжиг поверхности получаемого брикета при температуре 200-300 0C. Изделия, получаемые при помощи этого пресса, имеют плотность 1100-1200 кг/м3, устойчивы к непрямому воздействию атмосферной влаги и могут длительно храниться в складских помещениях не теряя первоначальной формы. При сгорании они не распадаются на составляющие, сгорая по типу коксового топлива.As a prototype, which coincides with the claimed decision on the purpose and a number of essential features, both in terms of the method and in the part of the device, a workable screw press extruder was adopted, an advertising and technical description and a photograph of a general view of which are given in the Russian journal “Inventor and Rationalizer” Ne 10, 2006, as a successful exhibit at the exhibition “Ledrevbymmash” in Moscow. For the specified press extruder, developed by PKB TPO Novosibirskmestmestprom, there is an “Instructions for the operation of KD 50-4013.000.000”. The extruder is manufactured in series by Centavp LLC, Russia, 400042, Volgograd, Aviatorov highway, tel. 8-10-7-844-296-39-69, allows to obtain high-quality briquettes without sawdust from wood sawdust with an initial moisture content of up to 15% with a capacity of up to 500 kg of products per hour. The press is equipped with an electric heater on the forming part, which allows firing the surface of the resulting briquette at a temperature of 200-300 0 C. Products obtained using this press have a density of 1100-1200 kg / m 3 , are resistant to indirect exposure to atmospheric moisture and can be stored for a long time warehouses without losing their original shape. During combustion, they do not decompose into components, burning like coke fuel.
К недостаткам прототипа следует отнести следующее: - невозможность использования сырья со степенью влажности более 12- 15 %, поскольку нарушается устойчивость формы брикета, про- исходят его разрывы, а также возможны «выcтpeлы» прессуемого материала вследствие скопления пара в рабочей камере;The disadvantages of the prototype include the following: - the inability to use raw materials with a degree of humidity of more than 12-15%, since the stability of the briquette shape is violated, its breaks come out, and also “shots” of the pressed material are possible due to the accumulation of steam in the working chamber;
- применение электронагревателя для прогрева экструдируемой массы до температуры 200-300 0C; - узкая специализация шнекового пресса, предназначенного для переработки только сухих опилок из отходов паркетного производства с использованием опилок размером до 4 мм из древесины дуба;- the use of an electric heater for heating the extrudable mass to a temperature of 200-300 0 C; - narrow specialization of a screw press, designed for processing only dry sawdust from waste wood flooring using sawdust up to 4 mm in oak wood;
- отсутствие регулировки давления прессования и скорости вращения шнека; - пресс-экструдер, несмотря на достаточно небольшие габариты, имеет вес около 1 тонны.- lack of adjustment of the pressing pressure and screw speed; - the press extruder, despite its rather small dimensions, has a weight of about 1 ton.
Общими признаками способа прессования по заявляемому решению и прототипу являются следующие действия-операции:Common features of the method of pressing according to the claimed solution and prototype are the following operations-operations:
- загружают исходное сырье в бункер с дозатором; - продвигают сырье по длине канала экструдирования вращающимся подающим шнеком;- load the feedstock into the hopper with a dispenser; - promote the raw material along the length of the extrusion channel with a rotating feed screw;
- уплотняют и нагревают перерабатываемую массу на коническом участке канала экструдирования прессующим шнеком через формующую матрицу в брикет с центральным цилиндрическим отверстием вдоль его оси.- compacting and heating the processed mass on the conical section of the extrusion channel by the pressing screw through a forming matrix into a briquette with a central cylindrical hole along its axis.
Общими конструктивными признаками шнекового пресс- экструдера по заявляемому решению и прототипу являются следующее:Common structural features of a screw press extruder according to the claimed solution and prototype are the following:
- размещенный на опорной поверхности корпус пресс-экструдера, с загрузочным бункером и дозатором; - привод с валом, размещенным на цилиндрическом участке внутри корпуса пресса вдоль его оси;- a press extruder housing located on a supporting surface, with a loading hopper and a dispenser; - a drive with a shaft located on a cylindrical section inside the press body along its axis;
- размещенный на цилиндрической части канала подающий шнек;- a feeding screw located on the cylindrical part of the channel;
- размещенный на коническом участке канала экструдирования прессующий шнек с коническим хвостовиком; - установленная на выходе из рабочей камеры формующая матрица.- a pressing screw with a tapered shank located on a conical section of the extrusion channel; - a forming matrix installed at the outlet of the working chamber.
Раскрытие изобретения.Disclosure of the invention.
В основу изобретения поставлена задача усовершенствования известного способа и устройства получения качественных брикетов из различных видов сырья, пригодных к брикетированию, путем модифи- кации режимов экструдирования по длине канала шнекового пресс- экструдера по расходу, давлению и температуре перерабатываемой мае- сы в зависимости от ее физико-механических характеристик при любой начальной степени влажности. За счет этого исключается необходимость предварительной сушки сырья до величины 10-12 %, исключается необходимость в использовании электронагрева сырья, снижаются требова- ния к особой прочности используемых деталей корпуса и, следовательно, снижается его материалоемкость. Одновременно обеспечивается возможность универсального применения модифицированных шнеко- вых пресс-экструдеров для переработки расширенной сырьевой базы дисперсных отходов, пригодных для получения прочных брикетов, а также использования пресс-экструдера при переработки маслосодержа- щего сырья для получения масла и шрота в виде брикетов.The basis of the invention is the task of improving the known method and device for producing high-quality briquettes from various types of raw materials suitable for briquetting by modifying the extrusion modes along the channel length of the screw press extruder in terms of flow, pressure and temperature of the processed material. sys depending on its physical and mechanical characteristics at any initial degree of humidity. This eliminates the need for preliminary drying of the raw material to a value of 10-12%, eliminates the need for the use of electric heating of the raw material, reduces the requirements for the special strength of the used body parts and, therefore, reduces its material consumption. At the same time, it is possible to universally use modified screw press extruders for processing the expanded raw material base of dispersed waste suitable for producing solid briquettes, as well as using a press extruder in the processing of oil-containing raw materials to produce oil and meal in the form of briquettes.
Поставленная задача решается за счет двух взаимосвязанных комбинационных изобретений на способ и устройство для его осуществления, объединенных единым изобретательским замыслом. Решение этой задачи обусловлено тем, что в способе получения брикетов, включающем загрузку исходного сырья в бункер с дозатором, продвижение перерабатываемой массы сырья по длине канала пресса вращающимся подающим шнеком, нагрев перерабатываемой массы и ее уплотнение прессующим шнеком на коническом участке канала через фор- мующую матрицу в брикет с цилиндрическим отверстием вдоль его оси, согласно изобретению, в канале экструдирования дополнительно между зоной загрузки исходного сырья и зоной конического прессующего шнека последовательно формируют сначала зону измельчения, а затем зону предварительного прессования и разогрева перерабатываемой массы за счет сил внутреннего трения, в которых одновременно осуществляется отжим избыточной влаги и вывод ее из полости канала через проницаемые для жидкости и пара стенки, а требуемые потребительские параметры брикетов из каждого вида сырья подбирают комбинацией величины скорости вращения шнека, количества подаваемого сырья дозатором, ве- личины зазоров между внутренней конической поверхностью канала экструдирования и наружными коническими поверхностями шнека предварительного прессования и разогрева перерабатываемой массы, а также наружными поверхностями витков конического прессующего шнека.The problem is solved by two interconnected combination inventions on a method and device for its implementation, combined by a single inventive concept. The solution to this problem is due to the fact that in the method for producing briquettes, which includes loading the feedstock into a hopper with a dispenser, advancing the processed mass of raw materials along the length of the press channel with a rotating feeding screw, heating the processed mass and compacting it with a pressing screw on the conical section of the channel through the forming matrix in a briquette with a cylindrical hole along its axis, according to the invention, in the extrusion channel additionally between the feed zone of the feedstock and the zone of the conical pressing screw of the next Firstly, they form the grinding zone, and then the preliminary pressing and heating zone of the processed mass due to internal friction forces, in which the excess moisture is pressed and removed from the channel cavity through walls permeable to liquid and steam, and the required consumer parameters of briquettes from each type raw materials are selected by a combination of the screw rotational speed, the amount of raw material supplied by the dispenser, the gaps between the inner conical surface of the extrusion channel outer conical surfaces of the screw pre-pressing and heating the processed mass and the outer surfaces of the turns of the conical piston screw.
Поставленная задача применительно к устройству для осуществле- ния способа получения брикетов решается тем, что в шнековом пресс- экструдере, включающем размешенный на опорной поверхности корпус ю пресса, загрузочный бункер с дозатором, привод, вал привода, соединенный с установленными вдоль цилиндрической части канала экстру- дирования подающим шнеком, а вдоль конической части канала прессующим коническим шнеком, снабженным коническим хвостовиком, выходную формующую матрицу, размещенную в торце канала экстру- дирования, согласно изобретению, в канале экструдирования на цилиндрическом участке между подающим и прессующим шнеками размещена проницаемая для пара и жидкости камера, с размещенными по ее окружности отверстиями, например, с продольными щелевыми отверстия- ми, образуемыми зеерными планками, а по оси вдоль канала экструдирования установлены последовательно шнек для измельчения сырья и шнек предварительного прессования и разогрева перерабатываемой массы, выходная часть которого имеет коническую форму, а к выходному торцу указанной камеры для осуществления регулирования давления прессования и разогрева прессуемой массы присоединена рабочая камера с возможностью возвратно-поступательного перемещения в осевом направлении с конической внутренней поверхностью, сопряженной с внешней конической поверхностью витков шнека предварительного прессования и разогрева перерабатываемой массы, и с конической по- верхностью внешней части витков прессующего шнека.The problem as applied to the device for implementing the method for producing briquettes is solved by the fact that in a screw press extruder comprising a housing placed on a supporting surface a press, a loading hopper with a dispenser, a drive, a drive shaft connected to a feed screw installed along the cylindrical part of the extrusion channel, and an extrusion cone located at the end of the extrusion channel along the tapered part of the channel with a tapered shank, according to the invention, in the extrusion channel on a cylindrical section between the feed and the pressing screws there is a chamber permeable to steam and liquid, with holes located around its circumference, for example ep, with longitudinal slotted holes formed by the grain strips, and along the axis along the extrusion channel, a screw is installed in series for grinding raw materials and a screw for preliminary pressing and heating the processed mass, the output of which has a conical shape, and to the output end of this chamber for regulation pressing pressure and heating of the pressed mass is connected to the working chamber with the possibility of reciprocating movement in the axial direction with a conical inner surface rhnostyu conjugate with the external conical surface of the screw turns of pre-compression and heating of the processed masses and the tapered surface portion of the outer turns of the compression screw.
Перечисленные признаки в общих формулировках способа и пресс- экструдера составляют сущность изобретения, так как являются необходимыми в любых вариантах реализации изобретения и достаточными для достижения поставленной задачи. Конкретным отличием заявляемого способа получения брикетов является то, что процесс разогрева перерабатываемой массы при ее продвижении по каналу прессования за счет сил внутреннего трения используют в качестве предварительной технологической сушки исходного сырья повышенной влажности, для чего осуществляют один или не- сколько последовательных проходов его прессования при пониженной на 20-40% величине плотности получаемого на выходе брикета по сравнению с нормативной плотностью стандартного брикета, изготовленного при оптимальной влажности исходного сырья.The listed features in the general formulations of the method and press extruder constitute the essence of the invention, as they are necessary in any embodiment of the invention and sufficient to achieve the task. A specific difference of the proposed method for producing briquettes is that the process of heating the processed mass during its advancement through the pressing channel due to internal friction forces is used as preliminary technological drying of the feedstock with high humidity, for which one or several successive passes of its pressing are carried out at low 20-40% of the density obtained at the outlet of the briquette in comparison with the normative density of a standard briquette made with optimal lazhnosti feedstock.
Конкретным отличием заявляемого шнекового пресс-экструдера является то, что привод выполнен в виде электродвигателя, снабженного устройством регулирования числа оборотов. Другим конкретным отличием шнекового пресс-экструдера является то, что корпус рабочей камеры присоединен к корпусу камеры вывода влаги и предварительного прессования с разогревом перерабатываемой массы подвижно в осевом направлении посредством резьбового соедине- ния с дополнительной фиксацией от осевого смещения при прессовании.A specific difference of the inventive screw press extruder is that the drive is made in the form of an electric motor equipped with a speed control device. Another specific difference of the screw press extruder is that the housing of the working chamber is connected to the housing of the moisture removal and pre-pressing chamber with heating of the processed mass movably in the axial direction by means of a threaded connection with additional fixation from axial displacement during pressing.
Еще одно конкретное отличие шнекового пресс-экструдера состоит в том, что шнек по длине канала экструдирования выполнен составным и разъемным последовательно в виде подающего шнека, измельчающего шнека, шнека предварительного прессования и нагрева перерабатывае- мой массы и конического прессующего шнека.Another specific difference of the screw press extruder is that the screw along the length of the extrusion channel is made integral and detachable in the form of a feed screw, a grinding screw, a screw for pre-pressing and heating the processed mass and a conical pressing screw.
Конкретным отличием заявляемого шнекового пресс-экструдера является также то, что внешние поверхности витков шнеков упрочнены износостойким композиционным покрытием, а внутренние поверхности витков и шнеков, а также рабочей камеры и формующей матрицы вы- полнены полированными.A specific difference of the inventive screw press extruder is also that the outer surfaces of the turns of the screws are hardened by a wear-resistant composite coating, and the inner surfaces of the turns and screws, as well as the working chamber and the forming matrix, are polished.
Указанные особенности конкретной реализации не являются обязательными, а наиболее предпочтительными с точки зрения заявителя и не исключают возможности другого исполнения в пределах заявляемой сущности изобретения. Причинно-следственная связь отличительных признаков и достигаемого технического результата заключается в следующем.The specified features of a specific implementation are not mandatory, but most preferred from the point of view of the applicant and do not exclude the possibility of another performance within the scope of the claimed invention. The causal relationship of the distinguishing features and the achieved technical result is as follows.
Шнековый пресс-экструдер, сформированный и работающий на основе использования заявляемого способа, позволяет использовать сырье практически любой степени влажности, так как имеет специальные про- ницаемые стенки для выхода излишней влаги и пара по пути продвижения сырья сначала из полости рабочей камеры, а в конце прессования - за счет наклонных отверстий в стенке формирующей матрицы.A screw press extruder, formed and working on the basis of the use of the proposed method, allows the use of raw materials of almost any degree of humidity, as it has special permeable walls for the release of excess moisture and steam along the way of moving the raw materials from the cavity of the working chamber, and at the end of pressing - due to inclined holes in the wall of the forming matrix.
Разогрев прессуемого сырья может осуществляться до температуры 100-^4000C без использования внешних нагревательных элементов толь- ко за счет тепла внутреннего трения в канале подготовки сырья и затем в канале прессования. Степень нагрева и плотность брикета регулируются за счет перенастройки параметров прессования, предусмотренных в конструктивной схеме пресса. Пресс может использоваться как самостоятельное устройство для подсушки исходного сырья с повышенной и да- же 100%-й влажностью за один-два прохода для получения технологически допустимого значения влажности. При содержании влаги в исходном сырье, например, в древесных опилках, более 40%, процесс прессования можно осуществлять всего в два этапа. На первом этапе осуществляют удаление влаги с предварительным прессованием брикета до пониженной плотности в пределах 0,6-0,8 от нормативной плотности стандартного готового брикета, а на втором этапе осуществляют конечное прессование просушенной сырьевой массы для получения заданной максимальной плотности брикета.The heating of the pressed raw material can be carried out to a temperature of 100- ^ 400 0 C without the use of external heating elements only due to the heat of internal friction in the feed preparation channel and then in the pressing channel. The degree of heating and density of the briquette are regulated by reconfiguring the pressing parameters provided for in the press design. The press can be used as an independent device for drying the feedstock with high and even 100% humidity in one or two passes to obtain a technologically permissible moisture value. When the moisture content in the feedstock, for example, in wood chips, more than 40%, the pressing process can be carried out in just two stages. At the first stage, moisture is removed with the briquette pre-pressed to a reduced density within 0.6-0.8 of the standard density of the standard finished briquette, and at the second stage, the dried raw material is finally pressed to obtain the specified maximum briquette density.
При использовании исходного сырья повышенной влажности предлагаемый пресс-экструдер позволяет существенно снизить подводимую мощность на вал привода пресса за счет уменьшения затрат энергии на преодоление сил сопротивления по сравнению с рабочей камерой, не имеющей проницаемых стенок. При этом снижаются осевые и радиальные нагрузки на рабочую камеру и шнеки. Снижение механических нагрузок позволяет существенно снизить металлоемкость пресса, изгото- вить компактное, легко транспортируемое устройство.When using raw materials of high humidity, the proposed press extruder can significantly reduce the input power to the drive shaft of the press by reducing energy costs to overcome the resistance forces compared to a working chamber that does not have permeable walls. At the same time, axial and radial loads on the working chamber and screws are reduced. Reducing mechanical loads can significantly reduce the metal consumption of the press, and make a compact, easily transported device.
За счет использования возможности регулирования числа оборотов электродвигателя привода вала и электродвигателя дозатора в комбинации с возможностью изменения зазоров между внешними поверхностями шнеков и рабочей камеры с помощью ее перемещения в осевом на- правлении, а также выполнения шнека составным и разъемным, обеспечивается универсальность заявляемого пресс-экстру дера как в части получения качественных брикетов из сырьевых отходов, существенно отличающихся по своим физико-механическим характеристикам, так и в части использования заявляемого пресс-экструдера для переработки маслосодержащего сырья при получении растительных масел.By using the ability to control the number of revolutions of the shaft drive motor and the metering motor in combination with the ability to change the gaps between the external surfaces of the screws and the working chamber by moving it in the axial direction, as well as making the screw compound and detachable, the universality of the claimed extruder is provided dera both in terms of obtaining high-quality briquettes from raw materials that differ significantly in their physical and mechanical characteristics, and in terms of using of the inventive press extruder for processing oil-containing raw materials upon receipt of vegetable oils.
Краткое описание чертежа.Brief description of the drawing.
Суть предложенной конструктивной схемы пресс-экструдера согласно изобретению поясняется чертежом на фиг. 1, где:The essence of the proposed structural scheme of a press extruder according to the invention is illustrated by the drawing in FIG. 1, where:
1 - привод на базе электродвигателя; 2 - загрузочный бункер с дозатором (не показан);1 - drive based on an electric motor; 2 - loading hopper with dispenser (not shown);
3 - корпус пресса;3 - press body;
4 - вал, соединенный со шнеком;4 - a shaft connected to the screw;
5 - подающий шнек;5 - feed screw;
6 - камера с отверстиями (щелевая зеерная камера); 7 - шнек измельчительный;6 - chamber with holes (slotted grain chamber); 7 - chopping screw;
8 - шнек предварительного прессования и нагрева массы; 9 - шнек конический прессующий;8 - screw pre-pressing and heating the mass; 9 - conical pressing screw;
10 - формующая матрица с наклонными отверстиями для выхода пара;10 - forming matrix with inclined holes for the exit of steam;
11 - рабочая камера, установленная с возможностью перемещения вдоль оси;11 - a working chamber installed with the possibility of movement along the axis;
12 - опора пресса;12 - support press;
13 - прессованное изделие (брикет) с отверстием вдоль его оси. Лучший вариант осуществления изобретения.13 - pressed product (briquette) with a hole along its axis. The best embodiment of the invention.
Заявляемые способ и устройство реализованы при изготовлении экспериментального экземпляра универсального шнекового пресс- экструдера со следующими техническими характеристиками. Производительность 50-350 кг/часThe inventive method and device are implemented in the manufacture of an experimental instance of a universal screw press extruder with the following technical characteristics. Productivity 50-350 kg / hour
Электропривод 18-22 кВтElectric drive 18-22 kW
Обороты вала 300-800 об/мин Влажность сырья 7-100%Shaft turns 300-800 rpm Raw materials humidity 7-100%
Габаритные размеры 1800x700x1600 ммOverall dimensions 1800x700x1600 mm
Вес (без привода) 150 кгWeight (without drive) 150 kg
Пресс позволяет прессовать брикеты из различного сырья влажностью до 40% с плотностью 1100-1400 кг/м (древесныее опилки и стружка, шелуха подсолнечника, гречки, риса и проса, угольный шлам, шлаки алюминия). В зависимости от вида используемого сырья и его влажности потребляемая мощность в установившемся режиме составляла 8-18 кВт, производительностью от 50 до 350 кг брикетов в час. Выход на температурный режим продолжается 10-15 мин. Шнековый пресс-экструдер работает следующим образом. В бункерThe press allows you to press briquettes from various raw materials with a moisture content of up to 40% with a density of 1100-1400 kg / m (wood sawdust and shavings, sunflower husks, buckwheat, rice and millet, coal sludge, aluminum slags). Depending on the type of raw material used and its humidity, the power consumption in the steady state was 8-18 kW, with a productivity of 50 to 350 kg of briquettes per hour. Exit to the temperature regime lasts 10-15 minutes. Screw press extruder operates as follows. To the bunker
2, подается сырье, например, древесные опилки или стружка, практически с неограниченной степенью влажности, и размером менее половины поперечного сечения канавки подающего шнека, которые с помощью дозатора (на чертеже не показан), расположенного в бункере 2, попада- ют на подающий шнек 5, расположенный на валу 4, приводимому во вращение приводом 1. В камере 6 сырье дополнительно измельчается, разогревается за счет внутреннего трения до температуры 100-400 0C и предварительно прессуется шнеками 7 и 8. При этом происходит как отжим избыточной влаги, так и удаление ее через зеерные отверстия в ка- мере 6 в виде капель и пара. Далее масса поступает на прессующий шнек 9, находящийся в рабочей камере 11, где происходит окончательное прес- сование массы. На выходе из рабочей камеры расположена формующая матрица, снабженная по поверхности наклонными отверстиями в направлении движения брикета для выхода пара, придающая брикету нужную форму (круг, квадрат, шестигранник и т.п.). Конечная часть прессующего шнека в виде конуса позволяет формировать в брикете центральное отверстие до диаметра 25 мм, создающее дополнительную возможность для выхода избытка влаги. Температура прессования для сырья из древесины различной влажности и плотности выбирается диапазоне 150-300 0C, что приводит к выделению смолянистых веществ в древесине. При этом бри- кет после остывания дополнительно компаундируется этими смолами и становится устойчивым к влиянию атмосферной влаги при хранении.2, raw materials, such as sawdust or shavings, are supplied with an almost unlimited degree of moisture and a size of less than half the cross section of the feed screw grooves, which, with the help of a dispenser (not shown), located in the hopper 2, fall on the feed screw 5, located on the shaft 4, rotatably driven actuator 1. In the chamber 6 is further comminuted feedstock, is heated by internal friction to a temperature of 100-400 0 C and a pre-compression screws 7 and 8. When this occurs as a spin excess moisture, t to and removing it through zeernye openings in the chamber 6 in the form of droplets and steam. Next, the mass enters the pressing screw 9 located in the working chamber 11, where the final press popping mass. At the exit from the working chamber there is a forming matrix equipped with inclined holes on the surface in the direction of briquette movement for steam output, giving the briquette the desired shape (circle, square, hexagon, etc.). The final part of the pressing screw in the form of a cone allows you to form a central hole in the briquette up to a diameter of 25 mm, which creates an additional opportunity for the exit of excess moisture. The pressing temperature for raw materials from wood of various moisture and density is selected in the range of 150-300 0 C, which leads to the release of tar substances in the wood. In this case, after cooling, the briquette is additionally compounded with these resins and becomes resistant to atmospheric moisture during storage.
Для выбранной скорости вращения вала, обусловленной конкретным содержанием влаги в исходном сырье, степень разогрева перерабатываемого сырья и плотность получаемого брикета регулируется за счет изменения зазора между прессующим шнеком 9, выполненным в виде конуса, оконечной конусной частью шнека предварительного прессования 8 и внутренней поверхностью рабочей камеры, сопряженной с поверхностями шнеков 8 и 9. Изменение зазора обеспечивается возвратно- поступательным перемещением рабочей камеры 11 вдоль оси приводно- го вала с помощью резьбового регулирующего устройства и фиксатора.For the selected shaft rotation speed, due to the specific moisture content in the feedstock, the degree of heating of the processed feed and the density of the resulting briquette is controlled by changing the gap between the pressing screw 9, made in the form of a cone, the end conical part of the preliminary pressing screw 8 and the inner surface of the working chamber, mating with the surfaces of the screws 8 and 9. The change in the gap is provided by the reciprocating movement of the working chamber 11 along the axis of the drive shaft with the help of screw control device and retainer.
Изготовлен опытный образец такого универсального шнекового пресса-экструдера.A prototype of such a universal screw extruder press was manufactured.
В экспериментах число оборотов вала изменялось от 100 об/мин, при высокой влажности сырья до 800 об/мин, для «cyxoгo» и легкосыпу- чего сырья, обладающего высоким коэффициентом трения прессуемой массы. Производительность составляла в различных режимах от 200 до 400 кг брикетов в час. При получении растительного масла из семян подсолнечника максимальный выход масла составил около 35 % с получением жмыха в виде брикета плотностью 1200-1300 кг/м3. Были получены брикеты из древесных опилок и шелухи подсолнечника согласно ТУ У 10.3-14063949-001-2001, имеющие следующие характеристики:In the experiments, the number of shaft revolutions varied from 100 rpm, with a high moisture content of the raw material to 800 rpm, for “cyxo” and free-flowing raw materials with a high friction coefficient of the pressed mass. Productivity ranged from 200 to 400 kg of briquettes per hour in various modes. When obtaining vegetable oil from sunflower seeds, the maximum oil yield was about 35% to obtain a cake in the form of a cake with a density of 1200-1300 kg / m 3 . Briquettes from wood sawdust and sunflower husk were obtained according to TU U 10.3-14063949-001-2001, having the following characteristics:
Исходная влажность сырья, определенная по ГОСТ 1 1305, составляла 25 - 35 %. Круглое сечение: внешний диаметр 60 мм, центральное отверстие диаметром 18-20 мм. Правильный шестигранник: большая диагональ 61 мм, центральное отверстие 18-20 мм.The initial moisture content of the raw materials, determined according to GOST 1 1305, was 25 - 35%. Round section: outer diameter 60 mm, central hole with a diameter of 18-20 mm. Correct hexagon: large diagonal 61 mm, central hole 18-20 mm.
Плотность брикетов в обоих случаях составляла 1100 - 1260 кг/м3. Теплотворность при сгорании, определенная по ГОСТ 147 составила: древесные опилки 4000 - 4800 ккал/ кг ( 16,76 - 20, 11 МДж/кг), шелуха подсолнечника 4800 - 5200 ккал/кг (20,11 - 21,79 МДж/кг).The density of briquettes in both cases was 1100 - 1260 kg / m 3 . The calorific value during combustion determined according to GOST 147 was: sawdust 4000 - 4800 kcal / kg (16.76 - 20, 11 MJ / kg), sunflower husk 4800 - 5200 kcal / kg (20.11 - 21.79 MJ / kg )
Массовая доля общей влаги в брикете через 1 час после прессования при атмосферной влажности не более 90 % составляла не более 8 - 10 %, что соответствует требованиям вышеуказанным техническим ус- ловиям в Украине на топливные брикеты из отходов сельскохозяйственного производства.The mass fraction of total moisture in the briquette 1 hour after pressing at atmospheric humidity of not more than 90% was no more than 8-10%, which meets the requirements of the above technical conditions in Ukraine for fuel briquettes from agricultural waste.
Также проведено прессование сыпучих конкреций алюминосилика- тов, применяемых для раскисления стали. Плотность монолитного брикета составила около 3500 кг/м3. Таким образом, заявляемый способ получения брикетов и шнековый пресс-экструдер соответствуют нормативным требованиям, предъявляемым к новизне, изобретательскому уровню и промышленной применимости.The bulk nodules of aluminosilicates used for steel deoxidation were also pressed. The density of the monolithic briquette was about 3500 kg / m 3 . Thus, the inventive method for producing briquettes and a screw press extruder meet the regulatory requirements for novelty, inventive step and industrial applicability.
Промышленная применимость.Industrial applicability.
Универсальность возможного разнообразного использования шне- кового пресс-экструдера, высокие удельные давления прессования, его малый вес и другие технические характеристики открывают перспективы широкого промышленного применения, в том числе непосредственно в труднодоступных местах нахождения сырья.The versatility of the possible varied use of a screw press extruder, high specific pressing pressures, its low weight and other technical characteristics open up prospects for wide industrial applications, including directly in inaccessible locations of raw materials.
Перспективным направлением промышленного применения пред- лагаемых решений является совершенствование шнековых пресс- экструдеров с увеличенным диаметром отверстия формующей матрицы для прессования длинномерных изделий. A promising direction of the industrial application of the proposed solutions is the improvement of screw press extruders with an increased hole diameter of the forming matrix for pressing long products.

Claims

Формула изобретения Claim
1. Способ получения брикетов, включающий загрузку исходного сырья в бункер с дозатором, продвижение сырья по длине внутреннего канала шнекового пресса вращающимся подающим шнеком, уплотнение и нагрев перерабатываемой массы прессующим шнеком на коническом участке канала через формующую матрицу в брикет с цилиндрическим отверстием вдоль его оси, отличающийся тем, что в канале экструди- рования дополнительно в промежутке между зоной загрузки исходного сырья и зоной конического прессующего шнека последовательно формируют сначала зону измельчения, а затем зону предварительного прессования и разогрева перерабатываемой массы за счет сил внутреннего трения, в которых одновременно осуществляется отжим избыточной влаги и вывод ее из полости канала экструдирования через его прони- цаемые для пара и жидкости стенки, а требуемые потребительские параметры брикетов из каждого вида сырья подбирают комбинацией величины скорости вращения шнека, изменением количества подающегося сырья, изменением зазоров между внутренней конической поверхностью канала экструдирования и наружными коническими поверхностями вит- ков шнека предварительного прессования и разогрева перерабатываемой массы, а также наружными коническими поверхностями витков конического прессующего шнека.1. A method of producing briquettes, comprising loading the feedstock into a hopper with a dispenser, moving the feedstock along the length of the internal channel of the screw press with a rotating feeding screw, densifying and heating the processed mass with a pressing screw on the conical section of the channel through a forming matrix into a briquette with a cylindrical hole along its axis, characterized in that in the extrusion channel, additionally, in the interval between the feed zone of the feedstock and the zone of the conical pressing screw, a zone of grinding, and then the pre-pressing and heating zone of the processed mass due to internal friction forces, which simultaneously squeeze out excess moisture and remove it from the cavity of the extrusion channel through its walls that are permeable to steam and liquid, and the required consumer parameters of briquettes from each type raw materials are selected by a combination of the screw rotation speed, a change in the amount of feed, a change in the gaps between the inner conical surface of the extrusion channel and the outer the conical surfaces of the turns of the screw pre-pressing and heating the processed mass and the outer conical surfaces of the conical piston screw turns.
2. Способ получения брикетов по п. l отличающийся тем, что процесс разогрева перерабатываемой массы при ее продвижении по каналу прессования за счет сил внутреннего трения используют в качестве предварительной технологической сушки исходного сырья повышенной влажности, для чего осуществляют один или несколько последовательных проходов его прессования при пониженной на 20-40% величине плотности получаемого на выходе брикета по сравнению с нормативной плотностью стандартного брикета, изготовленного при оптимальной влажности исходного сырья.2. The method of producing briquettes according to claim l, characterized in that the process of heating the processed mass during its advancement through the pressing channel due to internal friction forces is used as preliminary technological drying of the feedstock with high humidity, for which one or several successive passes of its pressing are carried out at reduced by 20-40% of the density obtained at the outlet of the briquette compared with the normative density of a standard briquette made with optimal humidity of the feedstock rya.
3. Шнековый пресс-экструдер для осуществления способа получения брикетов, включающий размещенный на опорной поверхности корпус пресса, загрузочный бункер с дозатором, привод, вал привода, со- едененный с установленными вдоль оси канала экструдирования подающим шнеком, прессующим коническим шнеком, снабженным кони- ческим хвостовиком, формующую матрицу, размещенную в торце стенки канала экструдирования, отличающийся тем, что в канале экструди- рования на цилиндрическом участке между подающим и прессующим шнеками размещена проницаемая для пара и жидкости камера с разме- щенными по ее окружности отверстиями, например, продольными щелевыми отверстиями, образуемыми зеерными планками, а по оси вдоль канала экструдирования установлены последовательно измельчитель- ный шнек и шнек предварительного прессования и разогрева перерабатываемой массы, а к выходному торцу указанной камеры присоединена с возможностью возвратно-поступательного перемещения в осевом направлении рабочая камера с конической внутренней поверхностью, сопряженной с конической поверхностью витков шнека предварительного прессования и разогрева перерабатываемой массы, и с конической поверхностью витков прессующего шнека. 3. A screw press extruder for implementing a method for producing briquettes, including a press housing located on a supporting surface, a loading hopper with a dispenser, a drive, a drive shaft connected to a feed screw installed along the axis of the extrusion channel, and a conical screw equipped with a cone shank, forming a matrix placed at the end of the wall of the extrusion channel, characterized in that in the extrusion channel on the cylindrical section between the feed and pressing screws there is a chamber permeable to steam and liquid with openings arranged around its circumference, for example, longitudinal slotted the holes formed by the grain strips, and along the axis along the extrusion channel, a chopping screw and a screw for preliminary pressing and heating the processed mass are installed in series, and one end of said chamber is connected with the possibility of reciprocating movement in the axial direction of the working chamber with a conical inner surface conjugate with the conical surface of the screw turns of pre-compression and heating of the processed masses and the tapered surface of the piston screw turns.
4. Шнековый пресс-экструдер по п.З отличающийся тем, что привод выполнен в виде электродвигателя, снабженного устройством регулирования числа оборотов.4. The screw press extruder according to claim 3, characterized in that the drive is made in the form of an electric motor equipped with a speed control device.
5. Шнековый пресс-экструдер по п.З, отличающийся тем, что корпус рабочей камеры присоединен к корпусу камеры предварительного прессования, разогрева и отбора влаги перерабатываемой массы подвижно в осевом направлении посредством резьбового соединения с дополнительной фиксацией от осевого смещения.5. A screw press extruder according to claim 3, characterized in that the housing of the working chamber is connected to the housing of the preliminary pressing, heating and moisture collection of the processed mass movably in the axial direction by means of a threaded connection with additional fixation from axial displacement.
6. Шнековый пресс-экструдер по п.З, отличающийся тем, что шнек на длине канала экструдирования выполнен составным и разъем- ным последовательно в виде подающего шнека, измельчающего шнека, шнека предварительного прессования и разогрева перерабатываемой массы, конического прессующего шнека.6. A screw press extruder according to claim 3, characterized in that the screw along the length of the extrusion channel is made integral and detachable sequentially in the form of a feed screw, a grinding screw, a screw for pre-pressing and heating the processed mass, a conical pressing screw.
7. Шнековый пресс-экструдер по п.З, отличающийся тем, что внешние поверхности витков шнеков упрочнены износостойким компо- зиционным покрытием а внутренние поверхности витков и шнеков выполнены полированными. 7. The screw press extruder according to claim 3, characterized in that the outer surfaces of the turns of the screws are reinforced with a wear-resistant composite coating and the inner surfaces of the turns and screws are polished.
PCT/UA2008/000012 2007-03-20 2008-03-18 Briquette producing method and a worm press extruder for carrying out said method WO2008115162A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
UAU200909468U UA47867U (en) 2007-03-20 2008-03-18 Method of forming briquettes

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
UAU200702951U UA26139U (en) 2007-03-20 2007-03-20 process for obtaining briquettes
UAU200702951 2007-03-20
UAU200702958U UA27142U (en) 2007-03-20 2007-03-20 Screw extruder for obtaining briquettes
UAU200702958 2007-03-20

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2008115162A1 true WO2008115162A1 (en) 2008-09-25

Family

ID=39766167

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/UA2008/000012 WO2008115162A1 (en) 2007-03-20 2008-03-18 Briquette producing method and a worm press extruder for carrying out said method

Country Status (2)

Country Link
UA (1) UA47867U (en)
WO (1) WO2008115162A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112339315A (en) * 2020-10-29 2021-02-09 吉林出彩农业产品开发有限公司 Soybean oil processing is with squeezing equipment

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU670455A1 (en) * 1977-06-14 1979-06-30 Крымское Производственное Мебельное Объединение "Крыммебель" Conveyer-screw press for production of wooden briquettes
SU837898A1 (en) * 1979-09-04 1981-06-15 Предприятие П/Я Р-6956 Method of automatic control of the process of thermal drying of materials
EP0239858A1 (en) * 1986-04-01 1987-10-07 AB Tetra Pak A machine for the compression of a bulky mass
SU1362655A1 (en) * 1986-07-04 1987-12-30 Одесский технологический институт пищевой промышленности им.М.В.Ломоносова Method of automatic control of pressing the oil-producing material in screw press
RU2062556C1 (en) * 1993-12-23 1996-06-27 Александр Валентинович Мерзляков Screw extruder
UA46839C2 (en) * 1998-11-03 2002-06-17 Товариство З Обмеженою Відповідальністю "Науково-Виробниче Об'Єднання " Спеціальне Конструювання Та Технології Машин-Xxi Век" METHOD OF SCREW PRESSING OF BRIQUETTES AND SCREW PRESS FOR ITS IMPLEMENTATION
RU2197390C2 (en) * 2001-02-05 2003-01-27 Акционерное общество открытого типа "Научно-исследовательский технологический институт" Press for extruding vegetable oil from seeds
BY5768C1 (en) * 2000-06-02 2003-12-30

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU670455A1 (en) * 1977-06-14 1979-06-30 Крымское Производственное Мебельное Объединение "Крыммебель" Conveyer-screw press for production of wooden briquettes
SU837898A1 (en) * 1979-09-04 1981-06-15 Предприятие П/Я Р-6956 Method of automatic control of the process of thermal drying of materials
EP0239858A1 (en) * 1986-04-01 1987-10-07 AB Tetra Pak A machine for the compression of a bulky mass
SU1362655A1 (en) * 1986-07-04 1987-12-30 Одесский технологический институт пищевой промышленности им.М.В.Ломоносова Method of automatic control of pressing the oil-producing material in screw press
RU2062556C1 (en) * 1993-12-23 1996-06-27 Александр Валентинович Мерзляков Screw extruder
UA46839C2 (en) * 1998-11-03 2002-06-17 Товариство З Обмеженою Відповідальністю "Науково-Виробниче Об'Єднання " Спеціальне Конструювання Та Технології Машин-Xxi Век" METHOD OF SCREW PRESSING OF BRIQUETTES AND SCREW PRESS FOR ITS IMPLEMENTATION
BY5768C1 (en) * 2000-06-02 2003-12-30
RU2197390C2 (en) * 2001-02-05 2003-01-27 Акционерное общество открытого типа "Научно-исследовательский технологический институт" Press for extruding vegetable oil from seeds

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112339315A (en) * 2020-10-29 2021-02-09 吉林出彩农业产品开发有限公司 Soybean oil processing is with squeezing equipment

Also Published As

Publication number Publication date
UA47867U (en) 2010-02-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20180079964A1 (en) Reactive twin-screw extrusion valve
US10590359B2 (en) Hydrothermally carbonized biomass formed via reactive twin-screw extrusion
Bhattacharya et al. State of the art for biomass densification
US4361081A (en) Apparatus for processing oilseed and grain mash products
AU623466B2 (en) An improved method of continuously carbonizing a mixture of primarily organic waste material
RU2369633C2 (en) Method of briquette manufacture
US8377153B2 (en) Densified fuel pellets
US4324561A (en) Combustible fuel pellets formed from botanical material
US8703031B2 (en) Method for making briquettes from comminuted straw and a device to produce briquettes
US4211740A (en) Fuel pellets and process for producing fuel pellets from botanical materials
CA2653577C (en) Densified fuel pellets
WO2008115162A1 (en) Briquette producing method and a worm press extruder for carrying out said method
DE102007033298A1 (en) Energy carrier and method for firing ceramics
RU2330063C1 (en) Method of obtaining solid fuel briquettes and device for pressing solid fuel briquettes from organic material
UA26139U (en) process for obtaining briquettes
WO2012054004A1 (en) Use of high-capacity oil screw presses as means for drying loose and fibrous raw materials
EP3337873B1 (en) Hydrothermally carbonized biomass formed via reactive twin-screw extrusion
RU2364617C2 (en) Method of producing of briquettes and installation for briquettes&#39; manufacturing
Šooš Research and development of the new progressive construction press machines
JPH0631362B2 (en) Method for producing solid fuel from solid organic waste
RU2376132C1 (en) Retort for grinding of wood and drying of wood flour for composite material
RU2100414C1 (en) Method for producing briquetted fuel
SU670455A1 (en) Conveyer-screw press for production of wooden briquettes
RS et al. Extrudate characteristics produced from high density screw-type extruder machine
DE102012021612A1 (en) Device, useful for producing briquettes from crushed raw materials, comprises extruder to which raw materials are supplied, where extruder comprises mold channel in which continuously emerging briquette strip to be treated is formed

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 08724410

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 08724410

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1