PL221931B1 - Układ głowic urządzenia do wytwarzania pelet opałowych lub paszowych - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest układ głowic urządzenia do wytwarzania pelet opałowych lub paszowych. Wynalazek dotyczy konstrukcji głównej komory urządzenia formującego pelety opałowe lub paszowe. Działanie takich urządzeń jest oparte na zagęszczaniu i tłoczeniu przez matryce materiału pochodzenia organicznego, który w zależności od przeznaczenia może mieć postać biomasy rolniczej, tartacznej, słomy zbóż, rzepaku, kukurydzy, wytłoków roślinnych lub otrąb, trocin i innych materiałów odpadowych lub ich mieszanek pochodzących z rolnictwa lub przemysłu. Materiał przeznaczony do wytwarzania pelet opałowych może być łączony z dodatkami w postaci miału węglowego oraz może zawierać inne dodatki takie jak wypełniacze i środki wiążące.

Z polskiego opisu patentowego PL 201 369 znany jest sposób wytwarzania paliwa stałego poprzez homogenizowanie i brykietowanie składników, gdzie zasadniczy etap procesu formowania przebiega w gniotowniku kołowym.

Z polskiego opisu zgłoszeniowego P.390657 znany jest sposób wytwarzania pelet opałowych albo pelet paszowych polegający na tym, że kształtowe, pionowe, tulejowe otwory w poziomej nieruchomej matrycy umieszcza się w tej samej odległości jeden od drugiego i w tych samych płaszczyznach wzdłuż obwodu koła, a wypukłe, kształtowe, naciskające elementy umieszcza się prostopadle do poziomej nieruchomej matrycy. Wypukłe, kształtowe, naciskające elementy zamocowuje się promieniowo do wieńca koła, w taki sposób, że zagłębiają się one w pionowych tulejowych otworach i współpracują po kolei z następnymi tulejowymi otworami nieruchomej poziomej matrycy, jednocześnie dostarcza się na całą powierzchnię nieruchomej poziomej matrycy odpowiednio rozdrobniony palny odpadowy materiał organiczny. Opisano także urządzenie do realizacji wspomnianego sposobu.

W praktyce urządzenie powodowało wystąpienie pewnych trudności związanych ze stosowaniem płaskiej matrycy z otworami formującymi, bowiem nawet niewielkie niedokładności w rozmieszczeniu tulei formujących w matrycy lub w rozmieszczeniu stempli w rolkach, jak również wyrobienie tych części, powodowało niedokładne nachodzenie stempli na tuleje formujące. W znanym urządzeniu napotkano też na trudności związane z nierównomiernym rozłożeniem surowca. Obserwowano nagromadzenie mieszaniny surowcowej w niektórych miejscach na matrycy, a niedostateczną jej warstwę w innych, co powodowało obniżenie wydajności procesu. Na poziomej matrycy powstawały też sekcje zalegania zbitego surowca, który nie mógł być równomiernie nakierowany do otworów matrycy.

Istnieje więc potrzeba udoskonalenia procesów granulowania, zwłaszcza wyeliminowania problemów związanych z wytwarzaniem pelet z zastosowaniem poziomej matrycy formującej. Celem wynalazku jest opracowanie ulepszonego, wydajnego i uniwersalnego urządzenia do wytwarzania uformowanych paliw stałych lub pasz.

Układ zawierających tuleje formujące i stemple tłoczące głowic urządzenia do wytwarzania pelet opałowych lub paszowych, według wynalazku, składa się z dwóch osadzonych na wałach współpracujących ze sobą głowic zawierających stożkowe powierzchnie robocze, przy czym głowice zwrócone są wzajemnie do siebie tymi powierzchniami i albo każda z obydwu sąsiadujących ze sobą głowic jest zaopatrzona na powierzchni roboczej w stemple i tuleje albo jedna z głowic jest zaopatrzona na powierzchni w stemple a druga w tuleje. Rozmieszczenie stempli i/lub tulei na stożkowej powierzchni roboczej pierwszej głowicy stanowi odwzorowanie rozmieszczenia stempli i/lub tulei na naprzeciwległej głowicy współpracującej z pierwszą głowicą. Co najmniej jedna z głowic współpracujących w układzie dwóch głowic jest poprzez wał połączona z jednostką napędową.

Układ głowic według wynalazku zapewnia równomierne prowadzenie procesu i wysoką jego wydajność. W urządzeniu głowice współpracują parami tak, że ich powierzchnie robocze tj. powierzchnie zaopatrzone w tuleje i stemple są zawsze w ruchu. Dzięki temu mieszanina surowcowa jest dodatkowo mieszana i z jednej strony w sposób grawitacyjny ma tendencję do przemieszczania się ku dołowi a z drugiej strony jest zagarniana przez poruszające się głowice.

Przedmiot wynalazku uwidoczniono w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 i fig. 2 przedstawiają widok współpracujących dwóch głowic, przy czym każda z nich jest zaopatrzona w umieszczone na przemian tuleje formujące i stemple tłoczące, fig. 3 - widok pojedynczej głowicy z fig. 1 i fig. 2, fig. 4 - widok głowicy zaopatrzonej tylko w stemple, fig. 5 - widok głowicy zaopatrzonej tylko w otwory, fig. 6 - widok dwóch współpracujących głowic w przekroju poprzecznym, przy czym kąt nachylenia stożkowej powierzchni roboczej do wału wynosi 50°, fig. 7 - głowice z fig. 6 w widoku z boku, fig. 8 - widok dwóch współpracujących głowic w przekroju poprzecznym, przy czym kąt nachylenia stożkowej powierzchni roboczej do wału wynosi 30°, fig. 9 - głowice z fig. 8 w widoku z boku.

PL 221 931 B1

Na fig. 1 i 2 przedstawiono układ dwóch głowic w pierwszym przykładzie wykonania, gdzie pierwsza z głowic współpracuje z drugą analogicznie ukształtowaną głowicą (układ dwóch głowic). Obydwie głowice zawierają takie same stożkowe powierzchnie boczne. Układ głowic według wynalazku składa się z dwóch głowic, przy czym pierwsza z nich zawiera stożkową powierzchnię roboczą 5a i jest zaopatrzona w umieszczone na tej powierzchni tłoczące stemple 1a oraz tuleje formujące 2a, których przedłużeniem wewnątrz matrycy są kanały 4a. Tuleje 2a i stemple 1a są umieszczone na roboczej powierzchni 5a korpusu 3a głowicy naprzemiennie w rzędach na obwodzie stożkowej powierzchni roboczej 5a. Głowica jest osadzona na wale napędowym 6a, za pośrednictwem którego jest połączona ze środkami napędu. Głowica może zawierać jeden, dwa, trzy lub więcej koncentrycznie ustawionych rzędów tulei i/lub stempli. Na drugiej, współpracującej z pierwszą, głowicy rozmieszczenie stempli 1b i tulei 2b (zawierających kanały 4b) na stożkowej powierzchni roboczej 5b korpusu 3b jest odwzorowaniem rozmieszczenia stempli i tulei na pierwszej głowicy. Druga głowica również jest osadzona na wale napędowym 6b, który łączy ją ze środkami napędu. Głowice w czasie pracy są ustawione tak, żeby każdy stempel 1a i 1b napotykał na tuleję 2a i 2b. Najłatwiej ten efekt jest osiągany poprzez rozmieszczenie tulei i stempli w ściśle określonych powtarzających się odległościach, tak, aby współpracujące ze sobą w parach głowice stanowiły swoje lustrzane odbicie, czyli aby w czasie pracy urządzenia stemple 1 i tuleje 2 ustawiały się naprzeciwległe.

Na fig. 3 pokazano pojedynczą głowicę z układu współpracujących głowic opisanych powyżej. Głowica ta jest zaopatrzona na swej stożkowej powierzchni roboczej 5 korpusu 3 w stemple 1 i tuleje 2.

Możliwe jest jednak inne wykonanie głowicy według wynalazku, w którym jest ona zaopatrzona na stożkowej powierzchni roboczej 5 korpusu 3 tylko w stemple 1 albo tylko w tuleje 2. Taki przykład głowic przedstawiono na fig. 4 i 5. Przy takiej konstrukcji głowic, głowica z tulejami współpracuje z głowicą ze stemplami.

Stemple, w które są zaopatrzone głowice, jako elementy mające skutecznie tłoczyć surowiec są zawsze dostosowane swym kształtem do kształtu tulej. Na fig. 2 pokazano przykładowe ustawienie układu głowic w urządzeniu formującym pelety lub brykiety i zaznaczono strzałką S kierunek zasypu surowca, który odbywa się grawitacyjnie od góry.

Stożkowa powierzchnia robocza 5 pojedynczej głowicy w układzie głowic może być ustawiona w stosunku do osi wału pod różnym kątem - zarówno pod łagodnym kątem jak pokazano na fig. 1, jak i może być bardziej nachylona w stosunku do osi wału. Na fig. 6 pokazano przykład wykonania układu głowic według wynalazku, gdzie kąt a nachylenia powierzchni 5 głowicy do osi jej wału 6 wynosi 50°, a na fig. 8 pokazano przykład wykonania wynalazku, w którym ten kąt a wynosi 30°. Kąt ten może też być taki, że kształt powierzchni roboczej 5 głowicy zbliża się do formy walca. Razem z różną wartością kątów a wały 6 dwóch współpracujących głowic są ustawione względem siebie pod zmienionym, odpowiednio dostosowanym kątem. Przykłady wykonania głowic pokazane na fig. 6 i 8 mogą też opcjonalnie wymagać połączenia powierzchni roboczej 5 z dodatkową powierzchnią dystansową 7, ale nie zmienia to zasady działania układu głowic i osiągniętych korzystnych efektów.

Urządzenie do wytwarzania pelet paliwowych lub paszowych może zawierać w zasadzie dowolną ilość układów dwóch głowic połączonych we współpracujące ze sobą sekcje tj. dowolną ilość układów dwóch głowic. Przynajmniej jedna głowica ze współpracującego układu dwóch głowic jest połączona poprzez wał napędowy ze środkami napędu.

Ruch dwóch współpracujących głowic zapewnia zagarnianie surowca, tłoczenie go przez otwory i zgniatanie. Jeśli tylko jedna głowica jest połączona z jednostką napędową to konieczne jest wzajemne przenoszenie napędu poprzez efekt zazębiania się stempli jednej głowicy w otworach naprzeciwległej głowicy, która jest ułożyskowana, co zapewnia jej swobodny ruch. Jeśli jednak, co stanowi odmianę wynalazku, obie współpracujące głowice są połączone z jednostkami napędowymi i napędzane niezależnie, to ich prędkości obrotowe są tak dobrane, że podczas pracy elementy robocze dzięki zastosowaniu odpowiednio dokładnego przełożenia nie trą o siebie. Takie rozwiązanie znacznie zwiększa żywotność urządzenia poprzez wyeliminowanie tarcia „metal o metal”.

Kanałowe tuleje oraz stemple, w które jest zaopatrzona głowica mają korzystnie kształt cylindryczny, ale mogą też mieć przekrój owalny, kwadratowy, czy trójkątny. Cylindryczne kształty są jednak wyborem z wielu względów najwygodniejszym. Średnica otworów formujących paliwo, a więc średnica uzyskanych uformowanych kształtek paliwa (brykietów, peletów) może być w miarę dowolnie dobierana - mogą to być rozmiary od kilku milimetrów do kilku centymetrów np. od 6 do 25 mm.

Głowice mogą być tak ustawione, że poniżej ich powierzchni roboczych następuje zawracanie surowca bezpośrednio lub pośrednio ponownie do urządzenia.

Claims (3)

1. Układ, zawierających tuleje formujące i stemple tłoczące, głowic urządzenia do wytwarzania pelet opałowych lub paszowych, znamienny tym, że składa się z dwóch osadzonych na wałach (6) współpracujących ze sobą głowic zawierających stożkowe powierzchnie robocze (5), przy czym głowice zwrócone są wzajemnie do siebie tymi powierzchniami (5) i albo każda z obydwu sąsiadujących ze sobą głowic jest zaopatrzona na powierzchni roboczej (5) w stemple (1) i tuleje (2) albo jedna z głowic jest zaopatrzona na powierzchni (5) w stemple (1) a druga w tuleje (2).

2. Układ głowic według zastrz. 1, znamienny tym, że rozmieszczenie stempli (1) i/lub tulei (2) na stożkowej powierzchni roboczej (5) pierwszej głowicy stanowi odwzorowanie rozmieszczenia stempli (1) i/lub tulei (2) na naprzeciwległej głowicy współpracującej z pierwszą głowicą.

3. Układ głowic według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że co najmniej jedna z głowic współpracujących w układzie dwóch głowic jest poprzez wał (6) połączona z jednostką napędową.