Biokütlədəki kül, azot və kükürd kimi zərərli maddələr mineral enerji ilə müqayisədə daha az olduğundan, böyük ehtiyatlar, yaxşı karbon aktivliyi, asan alovlanma və yüksək uçucu komponentlər xüsusiyyətlərinə malikdir. Buna görə də, biokütlə çox ideal enerji yanacağıdır və yanma çevrilməsi və istifadəsi üçün çox uyğundur. Biokütlənin yanmasından sonra qalan kül bitkilərin tələb etdiyi fosfor, kalsium, kalium və maqnezium kimi qida maddələri ilə zəngindir, buna görə də tarlaya qaytarmaq üçün gübrə kimi istifadə edilə bilər. Biokütlə enerjisinin böyük resurs ehtiyatları və unikal bərpa olunan üstünlükləri nəzərə alınmaqla, hazırda dünya ölkələri tərəfindən milli yeni enerji inkişafı üçün vacib seçim hesab olunur. Çinin Milli İnkişaf və İslahat Komissiyası "12-ci Beşillik Planı ərzində Bitki Samanının Hərtərəfli İstifadəsi üzrə İcra Planı"nda açıq şəkildə bildirib ki, samanın hərtərəfli istifadə nisbəti 2013-cü ilə qədər 75%-ə çatacaq və 2015-ci ilə qədər 80%-i keçməyə çalışacaq.
Biokütlə enerjisini yüksək keyfiyyətli, təmiz və rahat enerjiyə necə çevirmək həll edilməli olan təcili bir problemə çevrilib. Biokütlə sıxlaşdırma texnologiyası biokütlə enerjisinin yandırılmasının səmərəliliyini artırmağın və daşınmasını asanlaşdırmağın təsirli yollarından biridir. Hazırda daxili və xarici bazarlarda sıx formalaşdıran dörd ümumi avadanlıq növü mövcuddur: spiral ekstruziya hissəcik maşını, piston ştamplama hissəcik maşını, düz qəlib hissəcik maşını və halqa qəlib hissəcik maşını. Bunların arasında halqa qəlib qranul maşını işləmə zamanı qızdırmaya ehtiyac olmaması, xammalın nəmlik miqdarına geniş tələblər (10%-dən 30%-ə qədər), böyük tək maşın çıxışı, yüksək sıxılma sıxlığı və yaxşı formalaşdırma effekti kimi xüsusiyyətlərinə görə geniş istifadə olunur. Lakin, bu tip qranul maşınlarının ümumiyyətlə asan qəlib aşınması, qısa xidmət müddəti, yüksək texniki xidmət xərcləri və əlverişsiz dəyişdirmə kimi çatışmazlıqları var. Halqa qəlib qranul maşınının yuxarıdakı çatışmazlıqlarına cavab olaraq, müəllif formalaşdıran qəlibin strukturu üzərində tamamilə yeni bir təkmilləşdirmə dizaynı hazırlamış və uzun xidmət müddəti, aşağı texniki xidmət dəyəri və rahat texniki xidmətə malik dəst tipli formalaşdıran qəlib dizayn etmişdir. Bu arada, bu məqalədə formalaşdıran qəlibin iş prosesi zamanı mexaniki təhlili aparılmışdır.
1. Halqa Kalıp Qranulyatoru üçün Formalayıcı Kalıp Quruluşunun Təkmilləşdirilməsi Dizaynı
1.1 Ekstruziya Formalaşdırma Prosesinə Giriş:Halqa qəlibli qranul maşını halqa qəlibinin vəziyyətindən asılı olaraq iki növə bölünə bilər: şaquli və üfüqi; Hərəkət formasına görə, onu iki fərqli hərəkət formasına bölmək olar: sabit halqa qəlibli aktiv presləmə diyircəyi və idarə olunan halqa qəlibli aktiv presləmə diyircəyi. Bu təkmilləşdirilmiş dizayn əsasən hərəkət forması kimi aktiv təzyiq diyircəyi və sabit halqa qəlibi olan halqa qəlib hissəcik maşınına yönəlib. Əsasən iki hissədən ibarətdir: daşıma mexanizmi və halqa qəlib hissəcik mexanizmi. Halqa qəlibi və təzyiq diyircəyi halqa qəlib qranul maşınının iki əsas komponentidir, halqa qəlibinin ətrafında bir çox formalaşdırıcı qəlib dəliyi paylanır və təzyiq diyircəyi halqa qəlibinin içərisinə quraşdırılır. Təzyiq diyircəyi ötürücü milə qoşulur və halqa qəlibi sabit mötərizədə quraşdırılır. Mili fırlandıqda, təzyiq diyircəyini fırlanmağa məcbur edir. İş prinsipi: Birincisi, daşıma mexanizmi əzilmiş biokütlə materialını müəyyən bir hissəcik ölçüsünə (3-5 mm) sıxılma kamerasına daşıyır. Daha sonra mühərrik əsas valı hərəkətə gətirərək təzyiq diyircəyini fırlatır və təzyiq diyircəyi sabit sürətlə hərəkət edərək materialı təzyiq diyircəyi ilə halqa qəlibi arasında bərabər şəkildə paylayır və bu da halqa qəlibinin materialla, təzyiq diyircəyinin materialla və materialla sürtünməsinə səbəb olur. Sıxma sürtünməsi prosesi zamanı materialdakı sellüloza və hemisellüloz bir-biri ilə birləşir. Eyni zamanda, sıxma sürtünməsi nəticəsində yaranan istilik lignini təbii bağlayıcıya çevirir və bu da sellüloza, hemisellüloz və digər komponentləri bir-birinə daha möhkəm bağlayır. Biokütlə materiallarının davamlı doldurulması ilə, formalaşdıran qəlib dəliklərində sıxılma və sürtünməyə məruz qalan materialın miqdarı artmağa davam edir. Eyni zamanda, biokütlə arasındakı sıxma qüvvəsi artmağa davam edir və o, davamlı olaraq qəlib dəliyində sıxlaşır və əmələ gəlir. Ekstruziya təzyiqi sürtünmə qüvvəsindən çox olduqda, biokütlə halqa qəlibinin ətrafındakı qəlib dəliklərindən davamlı olaraq çıxarılır və təxminən 1 q/sm3 qəlib sıxlığına malik biokütlə qəlib yanacağı əmələ gətirir.
1.2 Formalaşdırma Kalıplarının Aşınması:Qranul maşınının tək maşın çıxışı böyükdür, nisbətən yüksək dərəcədə avtomatlaşdırma və xammala güclü uyğunlaşma qabiliyyətinə malikdir. Müxtəlif biokütlə xammallarının emalı üçün geniş istifadə edilə bilər, biokütlə sıx formalı yanacaqların genişmiqyaslı istehsalı üçün uyğundur və gələcəkdə biokütlə sıx formalı yanacaq sənayesinin inkişaf tələblərinə cavab verir. Buna görə də, halqa qəlibli qranul maşını geniş istifadə olunur. Emal olunan biokütlə materialında az miqdarda qum və digər biokütlə olmayan çirklərin olması ehtimalı səbəbindən, qranul maşınının halqa qəlibində əhəmiyyətli dərəcədə aşınma və yırtılmaya səbəb olma ehtimalı yüksəkdir. Halqa qəlibinin xidmət müddəti istehsal gücünə əsasən hesablanır. Hazırda Çində halqa qəlibinin xidmət müddəti cəmi 100-1000 tondur.
Halqa formalı qəlibin sıradan çıxması əsasən aşağıdakı dörd fenomendə baş verir: ① Halqa formalı qəlib müəyyən müddət işlədikdən sonra, formalaşdıran qəlib dəliyinin daxili divarı aşınır və dəlik artır, bu da istehsal olunan formalaşan yanacağın əhəmiyyətli dərəcədə deformasiyasına səbəb olur; ② Halqa formalı qəlib dəliyinin qidalanma yamacı aşınır, bu da qəlib dəliyinə sıxılan biokütlə materialının miqdarının azalmasına, ekstruziya təzyiqinin azalmasına və formalaşdıran qəlib dəliyinin asanlıqla tıxanmasına səbəb olur və bu da halqa formalı qəlibin sıradan çıxmasına səbəb olur (Şəkil 2); ③ Daxili divar materiallarından sonra axıdma miqdarı kəskin şəkildə azalır (Şəkil 3);
④ Halqa formalı qəlibin daxili dəliyinin aşınmasından sonra, bitişik qəlib parçaları L arasındakı divar qalınlığı daha incə olur və bu da halqa formalı qəlibin struktur möhkəmliyinin azalmasına səbəb olur. Ən təhlükəli hissədə çatlar əmələ gəlməyə meyllidir və çatlar uzanmağa davam etdikcə halqa formalı qəlibin sınığı fenomeni baş verir. Halqa formalı qəlibin asan aşınmasının və qısa xidmət müddətinin əsas səbəbi formalaşdırıcı halqa formalı qəlibin əsassız quruluşudur (halqa formalı qəlib formalı qəlib dəlikləri ilə birləşdirilib). İkisinin inteqrasiya olunmuş quruluşu belə nəticələrə meyllidir: bəzən halqa formalı qəlibin yalnız bir neçə formalaşdırıcı qəlib dəliyi aşındıqda və işləyə bilmədikdə, bütün halqa formalı qəlibin dəyişdirilməsi lazımdır ki, bu da dəyişdirmə işinə narahatlıq gətirməklə yanaşı, həm də böyük iqtisadi itkilərə səbəb olur və təmir xərclərini artırır.
1.3 Formalaşdırma Kalıpının Struktur Təkmilləşdirmə DizaynıQranul maşınının halqa formalı qəlibinin xidmət müddətini uzatmaq, aşınmanı azaltmaq, dəyişdirilməsini asanlaşdırmaq və texniki xidmət xərclərini azaltmaq üçün halqa formalı qəlibin strukturunda tamamilə yeni təkmilləşdirmə dizaynı aparmaq lazımdır. Dizaynda daxili qəlibləmə qəlibindən istifadə edilmişdir və təkmilləşdirilmiş sıxılma kamerası strukturu Şəkil 4-də göstərilmişdir. Şəkil 5 təkmilləşdirilmiş qəlibləmə qəlibinin en kəsiyini göstərir.
Bu təkmilləşdirilmiş dizayn əsasən aktiv təzyiq diyircəyi və sabit halqa qəlibindən ibarət hərəkət formasına malik halqa qəlib hissəcikləri maşınına yönəlib. Aşağı halqa qəlibi gövdəyə bərkidilir və iki təzyiq diyircəyi birləşdirici lövhə vasitəsilə əsas vala birləşdirilir. Formalaşdırma qəlibi aşağı halqa qəlibinə yerləşdirilir (müdaxilə uyğunluğundan istifadə etməklə) və yuxarı halqa qəlibi boltlar vasitəsilə aşağı halqa qəlibinə bərkidilir və formalaşdırma qəlibinə bərkidilir. Eyni zamanda, təzyiq diyircəyi yuvarlandıqdan və halqa qəlibi boyunca radial hərəkət etdikdən sonra formalaşdırma qəlibinin qüvvə səbəbindən geri qayıtmasının qarşısını almaq üçün, formalaşdırma qəlibini müvafiq olaraq yuxarı və aşağı halqa qəliblərinə bərkitmək üçün əks batırılmış vintlərdən istifadə olunur. Materialın dəliyə daxil olmasına müqavimətini azaltmaq və qəlib dəliyinə daxil olmağı daha rahat etmək üçün. Dizayn edilmiş formalaşdırma qəlibinin qidalanma dəliyinin konik bucağı 60° ilə 120° arasındadır.
Formalaşdırma qəlibinin təkmilləşdirilmiş struktur dizaynı çox dövrəli və uzun xidmət müddəti xüsusiyyətlərinə malikdir. Hissəcik maşını müəyyən bir müddət işlədikdə, sürtünmə itkisi formalaşdırma qəlibinin dəliyinin böyüməsinə və passivləşməsinə səbəb olur. Aşınmış formalaşdırma qəlibi çıxarıldıqda və genişləndirildikdə, formalaşdırma hissəciklərinin digər spesifikasiyalarının istehsalı üçün istifadə edilə bilər. Bu, qəliblərin təkrar istifadəsinə və texniki xidmət və dəyişdirmə xərclərinə qənaət etməyə imkan verir.
Qranulyatorun xidmət müddətini uzatmaq və istehsal xərclərini azaltmaq üçün təzyiq diyircəyi 65Mn kimi yaxşı aşınma müqavimətinə malik yüksək karbonlu yüksək manqan poladdan istifadə edir. Formalaşdırma qəlibi ərintili karbürləşdirilmiş poladdan və ya Cr, Mn, Ti və s. tərkibli aşağı karbonlu nikel xrom ərintisindən hazırlanmalıdır. Sıxılma kamerasının təkmilləşdirilməsi səbəbindən yuxarı və aşağı halqa qəliblərinin işləmə zamanı yaşadığı sürtünmə qüvvəsi formalaşdırma qəlibinə nisbətən azdır. Buna görə də, 45 polad kimi adi karbon polad sıxılma kamerası üçün material kimi istifadə edilə bilər. Ənənəvi inteqrasiya olunmuş formalaşdırma halqa qəlibləri ilə müqayisədə bahalı ərintili poladın istifadəsini azalda bilər və bununla da istehsal xərclərini azalda bilər.
2. Formalaşdırma qəlibinin iş prosesi zamanı halqa qəlib qranul maşınının formalaşdırma qəlibinin mexaniki təhlili.
Qəlibləmə prosesi zamanı materialdakı liqnin qəlibləmə qəlibində yaranan yüksək təzyiq və yüksək temperatur mühiti səbəbindən tamamilə yumşalır. Ekstruziya təzyiqi artmadıqda, material plastikləşməyə məruz qalır. Plastikləşmədən sonra material yaxşı axır, buna görə də uzunluğu d olaraq təyin etmək olar. Qəlibləmə qəlibi təzyiq qabı kimi qəbul edilir və qəlibləmə qəlibinə düşən stress sadələşdirilir.
Yuxarıdakı mexaniki hesablama təhlili nəticəsində belə bir nəticəyə gəlmək olar ki, qəlibin içərisindəki istənilən nöqtədə təzyiqi əldə etmək üçün qəlibin içərisindəki həmin nöqtədəki çevrəvi deformasiyanı təyin etmək lazımdır. Daha sonra həmin yerdəki sürtünmə qüvvəsi və təzyiq hesablana bilər.
3. Nəticə
Bu məqalədə halqa qəlib qranullaşdırıcısının qəlibləmə qəlibi üçün yeni struktur təkmilləşdirmə dizaynı təklif olunur. Daxili qəlibləmə qəliblərinin istifadəsi qəlibin aşınmasını effektiv şəkildə azalda, qəlib dövrünün ömrünü uzada, dəyişdirilməsini və texniki xidmətini asanlaşdıra və istehsal xərclərini azalda bilər. Eyni zamanda, qəlibləmə qəlibinin iş prosesi zamanı mexaniki təhlili aparılmış və bu da gələcəkdə əlavə tədqiqatlar üçün nəzəri əsas təmin etmişdir.
Yayımlanma vaxtı: 22 Fevral 2024