平模顆粒機(jī)工作原理及平模顆粒機(jī)的各工作部件特性

近幾年在生物質(zhì)制粒產(chǎn)業(yè)的發(fā)展過(guò)程中，平模機(jī)以其堅(jiān)固耐用、原料適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)逐漸取得生產(chǎn)者的青睞，本文將就平模顆粒機(jī)加工生物質(zhì)顆粒的工作原理，生物質(zhì)原料的成型機(jī)理，平模機(jī)加工生物質(zhì)顆粒的工藝以及特點(diǎn)等方面進(jìn)行介紹和討論。

平模顆粒機(jī)的工作過(guò)程與顆粒成型機(jī)理

生物質(zhì)制粒的基本工藝步驟大體類(lèi)似，然而由于原料的物性不同、成型機(jī)的工作原理不同，具體的工藝過(guò)程還是有所區(qū)別，對(duì)平模機(jī)制粒的關(guān)鍵工藝步驟具體介紹如下：

粉碎環(huán)節(jié),平模機(jī)制粒時(shí)，原料粒徑越小，粒子之間越容易互相充填、嵌合，因此制粒機(jī)的單位產(chǎn)量平均能耗就越小，平模和壓輥等易損件的磨損速度也較慢，制成顆粒的抗?jié)B水性和硬度等指標(biāo)也越高，然而一味追求粒徑的減小會(huì)使粉碎環(huán)節(jié)的能耗驟升，因此應(yīng)當(dāng)在滿(mǎn)足平模顆粒機(jī)加工要求的前提下，使粒徑盡量大些。事實(shí)上，能夠壓制大粒徑的原料是平模機(jī)的優(yōu)勢(shì)之一，一般對(duì)作物秸稈等原料，其最大顆粒外形尺寸要求小于2×2×30mm，而對(duì)于木質(zhì)原料，則要求更嚴(yán)格一些。

干燥環(huán)節(jié),干燥的主要目的是調(diào)節(jié)原料的含水率，使其穩(wěn)定均一，適合制粒機(jī)加工，在制粒成型過(guò)程中，合適的水分一方面能夠傳遞壓輥的壓力，另一方面能起到潤(rùn)滑劑的作用，輔助粒子互相填充，從而促進(jìn)原料成型。但是含水率過(guò)大時(shí)，水分容易在顆粒之間形成隔離層，使得層間無(wú)法緊密結(jié)合，擠出的顆粒容易膨脹散開(kāi)，不能成型，因此控制合適的原料含水率在加工過(guò)程中尤為重要。一般從自然界中收集的生物質(zhì)原料含水率大部分分布在20-40%之間，高的能達(dá)到55%，平模顆粒機(jī)加工生物質(zhì)原料時(shí)，要求原料的水分在10-14%之間，當(dāng)加工玉米秸稈一類(lèi)含糖較多的原料時(shí)含水量可允許稍高。常規(guī)的干燥工藝一般用帶式干燥器、滾筒干燥器、廂式干燥器等設(shè)備進(jìn)行，然而不得不承認(rèn)這一環(huán)節(jié)會(huì)耗費(fèi)掉可觀的能量。筆者認(rèn)為，如今太陽(yáng)能干燥技術(shù)已較為成熟，完全可以用太陽(yáng)能溫室配備以翻拋設(shè)備對(duì)生物質(zhì)原料進(jìn)行除濕，一般生物質(zhì)原料的干燥，要求溫度水平較低，大約在40－70℃之間，這正好與太陽(yáng)能利用領(lǐng)域中的低溫利用相適應(yīng)，與傳統(tǒng)干燥工藝相比，可以大量節(jié)省常規(guī)能源，降低固定投資，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

1、喂料特性

物料進(jìn)入平模機(jī)的第一個(gè)工位是喂料室，喂料室起到緩存物料和喂料的作用，完成物料向磨輥楔形攫取角的喂入。喂料室有兩個(gè)特點(diǎn)，一是喂料空間廣闊，為專(zhuān)門(mén)擠壓生物質(zhì)原料的大直徑壓輥提供了空間，也為蓬松的生物質(zhì)原料提供了喂料空間；二是靠重力作用直接喂料的原理高效實(shí)用。

像如鋸末、樹(shù)枝、樹(shù)杈粉碎料和秸稈粉末這一類(lèi)生物質(zhì)原料,粗纖維含量高，質(zhì)輕而蓬松，不易喂入。寬敞的喂料室，首先能為物料提供廣闊的喂料空間。其次能允許配備大直徑壓輥，從而增大攫取角，增強(qiáng)對(duì)粗纖維物料的攫取能力。據(jù)測(cè)算，鋸末原料容重約為200kg/m3,孔隙率為75%左右，物料本身輕而蓬松，制成顆粒時(shí)壓縮比在6以上，這就對(duì)喂料空間提出了較高的要求。平模機(jī)具有寬敞的喂料室，以PM60平模機(jī)為例，其有效喂料容積約120dm3，單次喂料可達(dá)24kg，完全能滿(mǎn)足機(jī)器需求。

其次，物料喂入的過(guò)程是在重力作用下自然下落的過(guò)程。不需要強(qiáng)制喂入，原料便可直接落到適合擠壓的工位上。這種喂料方式明顯優(yōu)于環(huán)模制粒機(jī)，環(huán)模機(jī)工作時(shí)，對(duì)應(yīng)不同的物料都需要探索相應(yīng)的導(dǎo)料板參數(shù)，物料性質(zhì)稍有改變，導(dǎo)料板就得改變，這就限制了環(huán)模機(jī)對(duì)原料的適應(yīng)性。

2、平模特性

在動(dòng)輥式平模顆粒機(jī)中，平模被固定在機(jī)座上，物料從靜止的�？字袛D出，被切刀切斷后形成顆粒。而環(huán)模制粒機(jī)中，環(huán)模是旋轉(zhuǎn)的，旋轉(zhuǎn)的環(huán)模常常把顆粒甩在機(jī)殼上，部分顆粒被摔碎，成型率下降。因此平模顆粒機(jī)中平模靜止的工作方式有利于顆粒成型率的提高。

作為制粒機(jī)的核心工作部件，平模的結(jié)構(gòu)參數(shù)是否合適直接決定了顆粒質(zhì)量的優(yōu)劣。加工不同的物料，應(yīng)當(dāng)配備不同的模板。模板的開(kāi)孔面積，�？壮叽�，�？着挪挤绞降纫�素都是決定制粒性能的重要因素。�？组L(zhǎng)徑比越小，產(chǎn)量越大，但是顆粒密度越小、質(zhì)量也越差。長(zhǎng)徑比過(guò)大，則容易堵機(jī)。從實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)看，用同一種原料生產(chǎn)相同規(guī)格的產(chǎn)品，平模厚度要比環(huán)模的小許多。與環(huán)模相比，平模的優(yōu)勢(shì)在于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔，體積緊湊，能正反使用，成本低廉。模板是易磨損件，需要定期更換，平模結(jié)構(gòu)的對(duì)稱(chēng)性決定了模板雙面可用，一面磨損量過(guò)大后，可以將模板反裝，這大大提高了平模的使用壽命。易損件壽命的提高有助于降低生產(chǎn)成本。

3、壓輥特性

壓輥方面，平模機(jī)壓輥的特點(diǎn)是轉(zhuǎn)速較低、直徑大，與某些型號(hào)的環(huán)模機(jī)相比，其轉(zhuǎn)速甚至不到環(huán)模壓輥的一半，而較大的直徑可以增大壓輥的攫取角。這使工作中的壓輥對(duì)物料有較強(qiáng)的攫取力，并且降低了打滑的可能性。

但是工作中的壓輥并非整體在做純滾動(dòng)，從其軸向上看，壓輥的里側(cè)與外側(cè)都會(huì)發(fā)生滑動(dòng)，這種滑動(dòng)作用是平模機(jī)的工作原理決定的，并不因物料的改變而改變。筆者認(rèn)為，滑動(dòng)作用的存在，固然在一定程度上加快了壓輥的磨損，但是客觀上卻增強(qiáng)了制粒機(jī)的擠壓性能，使平模顆粒機(jī)在加工含粗纖維較多的生物質(zhì)原料方面成為佼佼者。下面將從運(yùn)動(dòng)分析和受力分析方面對(duì)滑動(dòng)作用進(jìn)行討論。

隨著人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)以及國(guó)家環(huán)保工作力度的增加，社會(huì)對(duì)清潔的替代能源的需求越來(lái)越迫切;隨著人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)以及國(guó)家環(huán)保工作力度的增加，社會(huì)對(duì)清潔的替代能源的需求越來(lái)越迫切;平模顆粒機(jī)是加工生物質(zhì)顆粒燃料的理想機(jī)型。

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