СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БРИКЕТОВ ИЗ ИЗМЕЛЬЧЕННОЙ СОЛОМЫ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БРИКЕТОВ Российский патент 2014 года по МПК C10L5/44 B30B15/30 B30B15/34 

Область техники

Настоящее изобретение относится к способу изготовления брикетов из измельченной соломы и к устройству для изготовления брикетов из измельченных растительных отходов.

Уровень техники

Известные способы изготовления брикетов из измельченного растительного исходного сырья основаны на прессовании сырья в шнековом экструдере при нагревании цилиндра экструдера и формующей головки посредством электрических нагревателей. В процессе прессования материал твердеет, при этом наружный слой формованного брикета приобретает наиболее плотную структуру. Для того чтобы уменьшить неоднородность полученного готового изделия в поперечном сечении его изготавливают цилиндрической формы с полостью в центре.

В патенте Польши №198907 раскрыта шнековая установка для брикетирования, содержащая шнек, который состоит из двух секций, причем первая секция шнека, если считать от входа, имеет больший диаметр и шаг винтовой линии по сравнению со второй секцией, причем вторая секция выполняет функцию уплотнения шнека. Рабочую камеру цилиндра и формующую головку нагревают. С внешней стороны формующей головки предусмотрена кольцевая матрица, содержащая направляющую с регулированием давления. Шнек установлен на подшипниках и приводится во вращение посредством электродвигателя и редуктора. Цилиндр экструдера оснащен лотком для подачи исходного сырья из бункера.

Раскрытие изобретения

В соответствии с настоящим изобретением измельченную солому, предварительно высушенную до влажности 15 - 25%, подают в шнековый экструдер и подвергают постепенному прессованию до тех пор, пока она не нагреется до температуры выше 290°С, а ее плотность не составит более 1,3 г/см³. Далее полученную массу непрерывно выдавливают, придавая ей цилиндрическую форму и однородную структуру. Во время выдавливания в формующей головке экструдера поддерживают постоянную температуру, не превышающую 340°С. Масса, получающаяся в результате такого прессования, предпочтительно имеет плотность от 1,3 до 1,5 г/см³.

Настоящее изобретение относится также к устройству для изготовления брикетов из измельченной соломы, причем указанное устройство содержит трехсекционный шнек, расположенный в цилиндре и имеющий разные значения шага винтовой линии, причем шаг винтовой линии указанных секций уменьшается к выходному концу шнека. Формующая головка, расположенная за шнеком, установлена в баке, соединенном через водяную систему с насосом и охладителем с вентилятором.

Внутри бака, объединенного с системой питания насоса, предпочтительно установлен температурный индикатор и температурный датчик.

Лоток цилиндра подсоединен к бункеру, оснащенному шнековым питателем с приводом от отдельного двигателя. Двигатель шнекового питателя имеет регулятор скорости вращения. Винт шнекового питателя сцепляется с лопастями вращающегося скребка, установленного на наклонной стенке бункера.

Технический результат, обеспечиваемый изобретением

Предлагаемый способ позволяет получить брикеты, имеющие однородную структуру по всему поперечному сечению. Растительные отходы, равномерно нагретые по всей массе, имеют устойчивую форму, не меняющуюся в процессе длительного хранения. В паровой среде сырье преобразуется в плотные брикеты. В результате предлагаемый способ изготовления брикетов обеспечивает 100% натуральное и экологическое топливо. Поскольку готовое изделие отличается плотной структурой, обеспечивается длительный процесс его горения.

Предлагаемое устройство для изготовления брикетов характеризуется низким энергопотреблением, так как для достижения необходимой температуры не требуются нагреватели. Бункер обеспечивает возможность непрерывной и равномерной подачи сырья в виде измельченной соломы. При этом предлагаемое устройство способно функционировать и при отрицательных температурах.

Описание предпочтительных вариантов изобретения

Пример 1

Прежде всего, измельченную ржаную солому направляют в измельчитель, затем ее подсушивают до влажности 20% и подают в бункер установки для брикетирования. После заполнения бункера измельченной соломой происходит одновременный запуск шнекового питателя и шнека экструдера. Солому постепенно прессуют. Сначала скорость вращения шнека составляет 5 об/мин и установка работает на указанной скорости до тех пор, пока на выходе направляющей 10 не появится пар, затем скорость увеличивают до 25 об/мин. Во время работы шнека экструдера температура сырья возрастает. Вначале из стабилизирующего рукава выходят не полностью затвердевшие брикеты. Через 5 минут в результате повышения температуры плотность выходящего изделия цилиндрической формы достигает заданного значения в 1,3 г/см³. Температурный датчик системы охлаждения настроен на 50°С. После превышения указанной температуры происходит включение насоса системы охлаждения. Далее процесс протекает в непрерывном режиме, при условии, что бункер по мере необходимости заполняют сырьем. В случае если на выходе бункера скапливается чрезмерное количество сырья, скорость вращения двигателя, приводящего в действие шнековый питатель, снижают.

Пример 2

Измельченную солому, предварительно высушенную до влажности 15%, подают в бункер установки для брикетирования и обрабатывают, как указано при описании примера 1. Полученное изделие цилиндрической формы имеет плотность 1,4 г/см³.

Пример 3

Предлагаемое устройство для изготовления брикетов проиллюстрировано в качестве примера на прилагаемых чертежах. В частности, на фиг.1 предлагаемое устройство показано в частичном разрезе по оси цилиндра. На фиг.2 на виде сбоку, в разрезе, показан бункер.

Внутри цилиндра 1, установленного на основании 2, расположен шнек 3, причем вал 4 указанного шнека 3 опирается на подшипники 5 и приводится во вращение посредством электрического двигателя 6 через ременную передачу 7. Шнек 3 состоит из трех секций, шаг винтовой линии которых уменьшается к выходному концу шнека. С внешней стороны цилиндра 1 посредством болтов закреплена формующая головка 8, имеющая коническое отверстие, причем указанная формующая головка 8 соединена со стабилизирующим рукавом 9. К стабилизирующему рукаву 9 прикреплена направляющая 10. Формующая головка 8 размещена в баке с охлаждающей жидкостью, который через водяную систему 12 соединен с охладителем 13, оснащенным вентилятором 14. Водяная система 12 имеет насос 15 и температурный индикатор 16, а в баке 11 установлен температурный датчик 17, входящий в состав системы питания насоса 15. Цилиндр 1 имеет лоток 18, соединенный с бункером 19, причем на дне бункера 19 предусмотрен шнековый питатель 20 с приводом от электродвигателя 21. При этом на наклонной стенке бункера 19 установлен вращающийся скребок 22, лопасти которого сцепляются с винтом шнекового питателя 20.

Изобретение относится к способу изготовления брикетов из соломы зерновых культур, которую измельчают и затем прессуют, причем измельченную солому предварительно высушивают до влажности 15-20%, затем подают в шнековый экструдер и постепенно прессуют до тех пор, пока она не нагреется до температуры выше 290 °С, а ее плотность не составит более 1,3 г/см³, далее полученную массу выдавливают в виде цилиндра, имеющего однородную структуру, причем во время выдавливания в формующей головке экструдера поддерживают постоянную температуру, не превышающую 340 °С. Также описывается устройство для изготовления брикетов из измельченной соломы. Получаемые брикеты имеют однородную устойчивую форму, не меняющуюся в процессе длительного хранения. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 2 ил., 3 пр.

1. Способ изготовления брикетов из соломы зерновых культур, которую измельчают и затем прессуют, отличающийся тем, что измельченную солому, предварительно высушенную до влажности 15-20%, подают в шнековый экструдер и постепенно прессуют до тех пор, пока она не нагреется до температуры выше 290°C, а ее плотность не составит более 1,3 г/см³, далее полученную массу выдавливают виде цилиндра, имеющего однородную структуру, причем во время выдавливания в формующей головке экструдера поддерживают постоянную температуру, не превышающую 340°C.

2. Устройство для изготовления брикетов из измельченной соломы, содержащее шнек, расположенный внутри цилиндра и опирающийся на подшипники, причем указанный шнек содержит секции, которые имеют разные значения шага винтовой линии, причем указанный цилиндр размещен на основании и на его конце предусмотрена формующая головка, за которой расположена направляющая, причем над цилиндром размещен бункер с сырьем, отличающееся тем, что шнек (3) состоит из трех секций, шаг винтовой линии которых уменьшается к выходному концу шнека, причем формующая головка (8) размещена в баке (11), соединенном через водяную систему (12) с охладителем (13), оснащенным вентилятором (14), причем цилиндр (1) имеет лоток (18), соединенный с бункером (19), внутри которого установлен шнековый питатель (20), приводимый в действие посредством двигателя (21), причем на наклонной стенке бункера (19) установлен вращающийся скребок (22), лопасти которого сцепляются с винтом шнекового питателя (20).

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что в баке (11) установлен температурный датчик (17), являющийся частью цепи питания насоса (15) водяной системы (12).