目前主要的成型机类型及成型方法
耳前世界各地的成型机主要有两种:压块(Briquette)和颗粒(Pellet)成型机。根据成型原理的不同可分为:活塞成型机(Piston
press)、螺旋式成型机(Extruder press)和模压颗粒成型机(Matjx pellet press)。
1、活塞式成型机
按驱动动力的不同可分为两类:一类是用发动机或电动机通过机械传动驱动的称为机械驱动活塞式成型机(Piston presses with
mechanical drive);另一类是用液压机构驱动的称为液压驱动活塞成型机(Piston presses with
hydraulic
drive)。这两类成型机的成型过程是靠活塞的往复运动实现的。其进料,压缩和出料都是间歇进行的,即活塞往复运动一次可以形成一个压块,在成型套内压块之间被紧密挤在一起,但其端面之间的连接不牢固。因此,当压块从成型机的出口被挤出时,一般在重力的作用下自行分离。根据压缩室末端有无挡板又分为开式和闭式两种。闭式柱塞压块依靠压缩室末端的挡板形成挤压阻力,压块形成后再开启挡板排出,这种机构不需要很大的挤压力,消耗能量较少;开式成型机依靠被压缩物与压缩室壁之间的摩擦力和锥形压模形成挤压阻力实现原料的压缩成型,这种形式的成型机出料方便,不需要特殊的挤出成型块机构和动作。
2、螺旋式成型机
根据成型过程中粘结机理的不同可分为加热(with
die heating)和不加热(without
dieheating)两种形式。一种是先在物料中加入粘结剂,然后在锥型螺旋输送器的压送下,压在原料上的压力逐渐增大,到达压缩喉口时物料所受的压力最大。物料在高压下体积密度增大,并在粘结剂的作用下成型,然后从成型机的出口处被连续挤出,另一种是在成型套筒上设置加热装置,利用物科中的木质素受热塑化的粘结性,使物料成型。此类成型机最早被研制开发,也是目前各地推广应用较为普遍的一种机型。
3、模压颗粒成型机
根据压模型形状的不同可分为:平板模颗粒成型机(Disk matrix pellet press)和环板模颗粒成型机(Ring
matrix pellet
press),其中环模成型机根据其结构布置方式又可分为立式和卧式两种形式。由于立式环模成型机具有压模易更换、保养方便、易进行系列化设计等优点而成为现有颗粒成型机的主流机型,其生产率可达1~3t·h-1.卧式环模成型机的压模和压辊的轴线都为垂直设置,生产率可达500~800kg/h,平板模颗粒机的工作原理是平板上有4~6个辊子,辊子随轴作圆周运动,并与平模板间有相对运动,原料在辊子和模板间受挤压,多数原料被挤入模扳孔中,切割机将挤出的成型条按一定的长度切割成粒,同创新能源生产销售环模式木屑颗粒机、秸秆颗粒机等生物质燃料成型机械设备。
4、HPB-III型生物质成型机
河南农业大学农业部可再生能源重点开放实验室于1995年开始立项研究液压驱动活塞式成型机,并在1996年生产出第一台小型样机。经过几次改进,于2002年研制了HPB-III型液压活塞式双向成型机,其主要工作部件有活塞冲杆,保型筒、锥形筒、夹紧套、活塞套筒、加热圈、液压装置、电控柜等。它的工作原理是油泵在电机的带动下,将油通过换向阀泵入油缸的一腔,把电能转化成液体的压力能,驱动活塞、活塞杼、冲杆向一端运动,冲杆将进料斗加入的生物质压入成型套内的锥形套中,秸秆在机械压力和温度的作用下发生塑性变形,秸秆被挤压成成型棒(块)后,经保型筒稳型后挤出。在换向阀的作用下,油被泵入油缸的另一腔,则活塞、活塞杆、冲杆向另一端运动,完成另一端成型,HPB
-III型活塞式生物质成型机的工作路线。
该套设备采用了活塞冲压成型,避免了生物质原料与成型部件连续的相对运动摩擦,解决了螺旋推进成型机螺旋杆头部磨损严重的问题,使易损件的寿命由50h延长到200h以上;并且该系统是在不加任何粘结剂的条件下对生物质进行热压成型的,成型主要是由于生物质中木质素的存在,所以可以节约成本。该系统与螺旋式成型机相比,具有上述特点外,还具有成型机构能投比低,效率高,工作平稳,结构新颖;可有效降低单位产品能耗,延长易损件的使用寿命等优点。