Пресс для производства торфяных субстратных плит

Пресс для производства торфяных субстратных плит

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

K ПАТЕНТУ

ЬЭ

С0

CO

4ь тл

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным Знакам (21) 4883118/03 (22) 16.11.90 (46) 15.1 293 Бюл. Ию 45-46 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт торфяной промышленности (72) Калинин ИА; Локочинский AA (73) Калинин Игорь Алексеевич; Локочинский Александр Алексеевич (54) ПРЕСС ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ТОРФЯНЫХ

СУБСТРАТНЫХ ПЛИТ (57) Иатользование: переработка торфа, оборудование для производства торфяных субстратных плит, предназначенных для выращивания овощных культур в защищенном грунте по технологии возделывания растений в малом объеме корнеобитаемого слоя. Сущность изобретения: пресс для производства торфяных субстратных плит содержит раму с разгрузочным бункером, верхнюю и нижнюю прессующие ленты с кривопинейно-клиновой зоной (в} RRU U(11} 2О04570 С1

51) SC 10 P 7 04 уплотнения L и зоной выдержки Lb, верхние и нижние ролики и барабаны Криволинейно-клиновая зона уплотнения прессующих лент образована криволинейным расположением роликов верхней ленты, определяемом в соответствии с формулой

Н=Н+ае (-ьО при

i k

110 а 120и2.0 10 Ь 1.5 ° 10, где Н.

I расстояние между лентами в заданном сечении зоны уплотнения; Н вЂ” расстояние между лентами на

k выходе из зоны уплотнения; l„— текущая длина зоI ны уплотнения до заданного сечения (I); а, Ь вЂ” коэффициенты корреляции параболической кривой, определяемые из условий равномерного распределения нагрузки на ролики лент в зоне уплотнения и физико-механических свойств прессуемого торфа.

4 ил.

2004570

Изобретение относится к переработке торфа, а точнее к оборудованию для производства торфяных субстратных плит, предназначенных для выращивания овощных культур в защищенном грунте по технологии возделывания растений в малом объеме корнеобитаемого саоя.

Известен пресс для производства плит, 1 включающий раму с разгрузочным бункером, верхнюю и нижнюю прессующиеленты 10 с клиновой зоной уплотнения и зоной выдержки, верхние и нижние барабаны (1).

В прессах такой конструкции при одинаковой скорости движения верхней и нижней лент в зоне прессования клинового участка наблюдается смещение слоев и нарушение структуры плиты, ухудшающие качество готовой продукции. Объясняется это разницей горизонтальных составляющих скорости движения лент, Кроме того, нали- 20 чие клинового участка прессующих лент в зоне уплотнения обусловливает возрастание величины давления и ведет к дополнительным энергоэатратам, Известен также пресс для производства 25 плит, включающий раму с разгрузочным бункером, верхние и нижние прессующие ленты с клиновой зоной уплотнения и зоной выдержки, верхние и нижние системы роликов и барабаны (2). 30

Пресс имеет клиновую зону входа с двухсторонней симметрией с целью исключения разности величин горизонтальных составляющих скоростей нижней и верхней лент в этой зоне. Недостатком этой конст- 35 рукции является "всплывание" нижней ленты с отрывом ее от нижних роликов в зоне прессования вследствие тяговых усилий, возникающих в ни>кней зоне, что приводит к ухудшению качества продукции при значи- 40 тельных энергозатратах на процесс прессования, Известен также пресс для производства плит, включающий раму с разгрузочным бункером, верхние и нижние прессующие ленты с клиновой зоной уплотнения и зоной выдержки, верхние и нижние системы роликов и барабаны (3).

Клиновая зона уплотнения этого пресса образована дополнительным верхним прес- 60 сующим органом в виде наклонно установленной траверсы с прессующими роликами, направляющим барабаном и переходным клином, охваченным прессующей эласть чной лентой и имеющим отдельный привод.

Нижняя поверхность переходного клина выполнена из антифрикционного износостойкого материала. Прямолинейный характер клиновой эоны прессования сохраняет недостатки, присущие аналогам. Воэмо>кность изменения угла наклона верхней ленты для такого материала как торф не имеет существенного значения, так как оптимальная величина для него ограничена в пределах 22 — 24, Кроме того, непрерывный характер прессования дисперсных материалов при ширине расстилаемого ковра в пределах 1,0 м связан с трудностями удаления воздуха из прессуемого материала, что находит прямое отра>кение на качестве выпускаемой продукции.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является пресс для производства плит, включающий раму с разгрузочным бункером, верхнюю и нижнюю прессующие ленты с криволинейно-клиновой зоной уплотнения и зоной выдержки, верхние и нижние системы роликов и барабаны (4).

Известный пресс является прессом гусеничного типа, причем эона его уплотнения образована естественной кривизной нисходящей ветви упругой ленты, охватывающей накладки на входе прессуемого материала, Кривизна верхней ленты, определяющая зону уплотнения, имеет сравнительно небольшую длину, что обусловливает возникновение значительных усилий прессования вэтой зоне,,требующих повышенных энергозатрат, Кроме того, прессование такого материала, как торф, при резком возрастании нагрузок с одновременным его нагревом может привести к необратимому изменению его физико-механических свойств, являющихся определяющими для торфа, как питательной среды, что ведет к снижению качества получаемых плит.

Целью изобретения является снижение энергозатрат за счет выравнивания нагрузок на ролики прессующих лент в зоне уплотнения и повышение качества торфяных субстратных плит

Указанная цель достигается тем, что в известной конструкции пресса для производства плит, включа.ощей раму с разгрузочным бункером, верхнюю и нижнюю прессующие ленты с криволинейно-клиновой зоной уплотнения и зоной выдержки. верхние и нижние системы роликов и барабаны, ролики верхней системы установлены по кривой линии с воэможностью образования криволинейно-клиновой зоной уплотнения прессующих лент, а расстояние между ними в заданном сечении зоны уплотнения равно — bl

Н = Н + ае

2004570 — bLi

Hi= Н +а 8 — bi

Н! = Hk+ ае при 110 а 120 и 2,0.10 Ь а 1,5 10, 45 к где Hi — расстояние между прессующими е лентамл в заданном сечении зоны уплотне- д ния; и

Н вЂ” расстояние между прессующими лентами на выходе эоны уплотнения; 50 ва

Li — текущая длина зоны уплотнения до п заданного сечения (!); Р а, Ь вЂ” коэффициенты корреляции пара- и болической кривой, определяемые из условий равномерного распределения нагрузки 55 и на ролики прессующих лент в зоне уплотне- м ния и физико- ; свойств прессу- ва емого торфа, ра

При прессовании такого полидисперс- чт ного волокнистого материала, каким являет- ве где Н вЂ” расстояние между прессующими лентами на выходе зоны уплотнения, м;

L — теку.цая длина зоны уплотнения до заданного сечения (1);

100 <а <120; 5

2,0 10 Ь:- 1,5 10 — коэффициенты корреляции параболической кривой, определяемые из условий равномерного распределения нагрузки на ролики прессующих лент в зоне уплотнения и физико-механиче- 10 ских свойств прессуемого торфа.

На фиг.1 показан общий вид пресса, на фиг.2 — схематическое изображение зон уплотнения и выдержки пресса; на фиг,3— графическое положение системы роликов 15 верхней ленты предлагаемого и известного прессов по высоте (Н),и длине ()) каналэ прессования; на фиг.4 — усилиедавления (Р), воспринимаемое системой роликов верхней прессующей ленты предлагаемого и извест- 20 ного прессов, Пресс для производства торфяных субстратных плит состоит из рамы 1, разгрузочного бункера 2, верхней 3 и нижней 4 прессующих лент с системами роликов 5 и 6 25 соответственно верхней и нижней лент, ведущих 7, 8, натяжных 9, 10 и отклоняюших

11 барабанов, гидропривода 12 с гидроцилиндром 13 и храповым механизмом 14 и механизмом продольного 15 и поперечного Зд

16 резания плит, В бункере установлены указатели уровня 17 материала, передняя стенка снабжена шиберной заслонкой 18, В зоне подачи материала на раме установлены борта i9. 35

Прессующие ленты имеют зону уплотнения " и зону выдержки "Lb", первая из которых образована криволинейным расположением роликов верхней ленты, установленных в соответствии с формулой 40 ся верховой торф, большое значение имеет геометрия клиновой зоны уплотнения прессующих лент (пресс-канала). в значительной степени определяющая усилие прессования, а следовательно, и энергоемкость этого процесса, Наиболее приемлемой с точки зрения снижения усилий прессования оказалась форма параболической кривой. Однако располагаемые по контуру такой кривой ролики верхней прессующей ленты испытывают в большей или меньшей степени различные усилия при прессовании, повышая энергоемкость процесса.

Для выравнивания усилий, действующих на каждый ролик, вводятся коэффициенты "а" и "Ь", корректирующие положение ролика относительно параболической кривой.

На фиг.3 приведена форма кривой 1, определяющая положение роликов по высоте и длине пресс-канала с учетом коэффициентов а и b. При этом высота пресс-канала в любом из сечений зоны уплотнения определяется в соответствии с приведенной выше формулой

Для сравнения линий li на фиг,3, показан профиль кривизны верхней прессующей лен1ы в пределах зоны уплотнения (L") принятого за прототип пресса: на фиг.4 представлено изменение величины усилия прессования CP) по длине пресс-камеры (Lns<) для предлагаемого пресса (линия I) и известного пресса (линия II).

Из характера кривых можно заключить, что более плавное криволинейное размещение верхних роликов зоны уплотнения пресс-камеры требует меньших усилий прессования, снижающих энергоемкость процесса, при этом происходит плавное наращивание усилий прессования при равномерном распределении этих усилий на аждый ролик, исключающее смещение слов и структуры материала, что обеспечивает остаточно высокое качество получаемых лит.

В табл.1. приведены показатели качестполученных плит и затраты энергии на их рессование в зависимости от характера аспределения давления в зоне уплотнения ресс-канала.

При плавном распределении давления рессования плотность плиты несколько еньшая, но показатели прочности, оцениемые пределом статического изгиба, и збухания — выше. Объясняется это тем, о нагружение на участке уплотнения в изстном прессе приводит к смещению слоев

2004570 частиц торфа, и несмотря на более плотную после прессования структуру плиты не обеспечивает их сцепление в той степени, что при плавном нагружении. В то же время при раэмокании плиты смещение слоев торфяных частиц в некоторой степени препятствует объемному разбуханию плиты.

На показатель влагоемкости характер распределения давления практически не влияет.

Энергоемкость процесса прессования

orðåäåëÿåòcÿ путем интегрирования зависимости, указанной на фиг.4. согласно уравнению

hmax

U -f spdh, о. где U — энергоемкость;

s — площадь поперечного сечения пресс-канала; р — давление прессования;

h,hmax — текущая и максимальная величина деформации при прессовании, В данном случае энергоемкость прессования в сравнении с известным уменьшается на б, так как затрачивается меньшее усилие давления, Для определения оптимального профиля кривизны (с учетом коэффициентов а, Ь) расположения роликов верхней прессующей ленты в зоне уплотнения на экспериментальной установке были проверены пресс-каналы с различной геометрией кривизны клиновой зоны, при этом длина пресс-канала во всех случаях была постоянной.

В табл.2 приведены данные результатов экспериментальной проверки, отражающие зависимость показателей энергоемкости процесса прессования и физико-механических свойств прессуемых плит от характера изменения высоты прессканала, С точки зрения. энергоемкости процесса прессования оптимальные значения кривизны клиновой зоны определяются коэффициентами:

105 «а < 120; 2,0 10з «Ь «1,0 10з, Более плотный брикет получается при кривизне, определяемой а 110, Ь «1,5 10, При этих же коэффициентах отмечаются оптимальные показатели по пределу и рочности на статический изгиб и разбухание.

Таким образом, предъявляемым требованием по качеству конечной продукции и энергоемкости соответствует устройство пресс-канала с кривизной клиновой эоны, определяемой коэффициентами

100 «а «120; 2,0 10 «b «1,5.10

Пресс работает следующим образом. Из разгрузочного бункера 2 через окно, перекрываемое шиберной заслонкой 18, на ниж10 нюю ленту 4 непрерывным потоком поступает торф, перемещаемый в рабочую зону верхней 3 и нижней 4 прессующих лент, В клиновой зоне уплотнения "L", образованной криволинейным расположением

15 системы роликов 5 верхней прессующей ленты в соответствии с формулой Hi = Н + — b»

+а 8, происходит прессование торфа при плавном изменении усилий давления на ролики прессующих лент и существенном выравнивании нагрузки на каждый из роликов. Спресованный до заданной толщины слоя в зоне уплотнения торф поступает в зону выдержки " b", где находится в сжатом состоянии до выхода с ведущих барабанов

7, 8. При дальнейшем перемещении спрессованной плиты происходит ее продольное резание механизмом 15 на заготовки требуемой ширины.

Шток гидроцилиндра 13 привода прессующих лент, взаимодействуя с храповым колесом ведущего барабана 7, осуществляет прерывисто-поступательное (пульсирующее) движение верхней и нижней лент с прессуемой между ними плитой. В момент остановки ведущих барабанов механизмом 16 производится поперечное резание заготовок на плиты требуемой длины.

Выполнение клиновой зоны уплотнения прессующих лент с криволинейным расположением роликов верхней ленты в соответст— Ь» вии с формулой Hi = Н + à 8 позволяет выровнять воспринимаемые роликами нагрузки прессования при одновременном снижении максимальных нагрузок на ролик по сравнению с известным и в значительной степени сократить общие энергоэатраты на прессование торфяных

50 субстратных плит, Выравнивание нагрузки на ролики прессующих лент позволяет исключить послойное смещение структурных составляющих прессуемой плиты, ее остаточную механическую деформацию N noBblcNTb K3чество получаемсй продукции. (56) 1, Авторское свидетельство СССР

М 309845, кл. В 29 J 5/08, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР

503739, кл. В 29 J 5/08, 1974.

2004570

Таблица 1

Таблица 2

Энергоемкость, кВт/м разбухание плиты за 24

4 предел статического изгиба, кг/см плотность, кгlм — з — 1.76 10

0,39

74,8

550

3,9

4,3

0,42

75,9

570

580

0,45

76,5

4,9

76,9

581

0,45

4,8

583

79,1

0,43

4,6

1.76 10

„,, „,-3

585

80,7

0,41

4,3

540

0,39

3,8

74,5

1,5 10

75,2

560

0,41

4,0

2,0 10

585

77,6

0,44

4,7

2,5 10

80.2

592

0,46

5,0

3, Авторское свидетельство СССР

N. 679420, кл. В 29 J 5/08, 1979, Характер изменения высоты пресс-камеры.Н =48+125е — э — 176 10

Н =48+120е — з — 1,76 10

Н -48+ 113 е

-з — 1,76 10

Н -48+ 110 е

176 10 З

Формула изобретения

ПРЕСС ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ТОРФЯНЫХ СУБСТРАТНЫХ ПЛИТ, включающий раму с оазгрузочным бункером, верхнюю и нижнюю прессующие ленты с криволинейно-клиновой зоной уплотнения и зоной выдержки, верхние и нижние системы роликов и барабаны, отличающийся тем, 4, Авторское свидетельство СССР

hh 587013, кл. В 29 J 5/08, 1976.

Физико-механические свойства плиты что, с целью снижения энергозатрат путем выравнивания нагрузок на ролики прессующих лент в зоне уплотнения и повышения качества торфяных субстратных плит, ролики верхней системы установлены по кривой линии с возможностью образования криволинейно-клиновой зоны уплотне2004570

У 77

5 б

7У > у у.

10 1 7Я 7

700 ния прессующих лент, а расстояние между ними Hi в заданном сечении эоны уплотне-bLi ния равно Н вЂ” — HÄ + а е где Нк - расстояние между прессующими лентами на выходе эоны уплотнения, м;

1 - текущая длина зоны уплотнения Ао заданного сечения 1, м;

110 < а < 120 и 2,0 ° 10э < 1 < 1,5 ° 10 з — коэффициенты корреляции параболической кривой, определяемые из условий равномерного распределения

5 нагрузки на ролики прессующих лент в зоне уплотнения и физико-механичеI ских свойств прессуемого торфа, 2004570

ЯЮ 50аОЬ, pfpf

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Редактор Е. Полионова

Заказ 3378

Составитель И. Синицкая

Техред M.Ìoðãåíòàë Корректор П. Гереши

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

1 l3035, Москва, Ж-35, Раушская наб,. 4/5