способ производства формованного торфа и устройство для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ производства формованного торфа, включающий экскавацию торфа из залежи с одновременной сепарацией древесных включений, укладку его в валок, формование торфа в блоки при относительно малых давлениях и укладку их в фигуры сушки, отличающийся тем, что одновременно с формованием осуществляют сквозное перфорирование блока по всему его сечению с образованием продольных профильных выемок по периметру его боковой поверхности, причем количество перфораций и расстояние между ними устанавливают из расчета получения равных по толщине перемычек формуемого блока.

2. Устройство для производства формованного торфа, включающее смонтированный на стреле экскаватора заборный орган с шарнирно закрепленной на его переднем конце крышкой и механизм прессования с нажимной плитой, отличающееся тем, что механизм прессования связан с нажимной плитой через обгонный механизм, выполненный в виде попарно установленных цепных контуров, один конец которых через звездочку, установленную на подвижной штанге, закреплен на балансире, установленном на суппорте нажимной плиты, а другой - через звездочку, закрепленную на суппорте, связан с плитой механизма прессования, причем нажимная плита снабжена прокалывающими стержнями, равномерно расположенными по площади рабочей поверхности и ее периметру и проходящими через отверстия в плите механизма прессования.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что прокалывающие стержни выполнены конической формы.

4. Устройство по пп.2 и 3, отличающееся тем, что каждый цепной контур снабжен подпружиненной защелкой, взаимодействующей с профильными выемками подвижной штанги.

5. Устройство по пп.2 - 4, отличающееся тем, что соосно с подвижными штангами установлены регулируемые торцевые упоры.

6. Устройство по пп.2 - 5, отличающееся тем, что цепные контуры соединены с плитой механизма прессования через талреп и зубчатую рейку, причем зубчатые рейки в каждой паре цепных контуров имеют противоположный наклон зубьев, а в окнах нажимной плиты установлены упоры соответствующего профиля, взаимодействующие с зубчатыми рейками.

7. Устройство по пп.2 - 6, отличающееся тем, что каждый цепной контур снабжен стопором одностороннего действия и отклоняющимися флажками, установленными на общей поворотной в вертикальной плоскости опоре, причем отклоняющиеся флажки имеют гребень, взаимодействующий с упругой пластиной.

8. Устройство по пп.2 - 7, отличающееся тем, что рама нажимной плиты снабжена двусторонними упорами, взаимодействующими с отклоняющимися флажками.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к производству формованного торфа многоцелевого назначения.

Известен способ производства формованного торфа, включающий экскавацию торфа из залежи с одновременной сепарацией древесных включений, формование торфа и выстилку полученных кусков на поля сушки [1].

Данный способ предусматривает достаточно интенсивную переработку экскавированного торфа перед формованием, доводя плотность торфомассы до 0,7-1,1 г/см³. Такая глубокая переработка торфа практически ведет к полному нарушение естественной структуры торфа, негативным превращениям органического вещества торфа и его водно-воздушных свойств. Полученный в результате данного способа торф становится ограниченно пригодным для дальнейшей переработки и сельскохозяйственного использования и может найти применение преимущественно в качестве коммунально-бытового топлива, что снижает его технологические и потребительские свойства.

Известно устройство для производства формованного торфа, которое может быть использовано для реализации указанного выше способа, включающее смонтированный на стреле экскаватора заборный орган с шарнирно закрепленной на его переднем конце крышкой и механизм прессования с нажимной плитой [2].

Зачерпываемый заборным органом экскаватора торф поворотной крышкой, выполняющей роль нажимной плиты, поджи- мается к механизму прессования, выполненному в виде шнека, и подается им к мундштукам через которые выдавливается в виде непрерывных плетей сформованной массы, которые выстилаются на поля сушки или укладываются в различного рода штабели или фигуры сушки.

Данное устройство, имея шнековый механизм прессования с формующими мундштуками, предполагает глубокую пере- работку торфа и предназначено главным образом для получения мелкокускового машиноформованного торфа, технологии производства которого присущи все указанные выше [1] недостатки.

Известен способ производства формованного торфа, включающий экскавацию торфа из залежи с одновременной сепарацией древесных включений, укладку его в валок, формование торфа в блоки при относительно малых давлениях и укладку сформованных блоков в фигуры сушки [3].

Данный способ не регламентирует вопросы сохранения прочности блоков, получаемых при относительно небольших давлениях прессования, их форму и обеспечение наиболее благоприятных условий их сушки, что является определяющим фактором для технико-экономических показателей добычи формованного торфа. Для повышения интенсивности испаряемости и сокращения продолжительности сушки способ предполагает укладку блоков в высокие непрерывные по длине фигуры сушки. Однако, при обычно принятых на практике размерах формуемых кирпичей (блоков) торфа это сопряжено с большой трудоемкостью укладки их в фигуры сушки и необходимостью последующей переукладки фигур. Увеличение размеров формуемых блоков при некотором снижении трудоемкости и повышении производительности оборудования приведет к значительному увеличению продолжительности сушки.

Указанный способ может быть осуществлен устройством, включающем смонтированный на стреле экскаватора заборный орган с шарнирно закрепленной на его переднем конце крышкой и механизм прессования с нажимной плитой [4]. Устройство снабжено режущей решеткой, жестко закрепленной на выходном конце заборного органа, а сама решетка выполнена в виде горизонтально расположенных режущих распорок, между которыми в шахматном порядке расположены клиновидные ножи, лезвия которых направлены внутрь заборного органа. Торф, зачерпываемый заборным органом экскаватора, продавливается нажимной плитой через режущую решетку и разгружается в виде штабелька (фигуры) трапецеидального сечения, разрезанного на отдельные прямоугольные кирпичи с промежутками между ними.

Чтобы получить такой штабелек из прямоугольных кирпичей с промежутками между ними, необходимо иметь высокую степень пластичности торфа, что может быть достигнуто его интенсивным перемешиванием и уплотнением. Это приводит к нарушению его естественной структуры, обуславливающему снижение потребительских свойств такого торфа и эффективности его применения в сельском хозяйстве. При работе известного устройства с торфом, экскавируемым непосредственно из карьера, и имеющим малонарушенную структуру, после его продавливания через режущую решетку промежутки между кирпичами фигуры вследствие упругой деформации такого торфа заплывают и составленная из отдельных кирпичей фигура превращается в монолит, что в значительной степени затрудняет условия сушки и увеличивает ее продолжительность.

Целью изобретения является улучшение условий сушки и повышение прочностных свойств блоков формованного торфа с малонарушенной структурой.

Достигается это тем, что в известном способе производства формованного торфа, включающем экскавацию торфа из залежи с одновременной сепарацией древесных включений, укладки его в валок, формование торфа в блоки при относительно малых давлениях и укладку их в фигуры сушки, одновременно с формованием осуществляют сквозное перфорирование блока по всему его сечению с образованием продольных профильных выемок по периметру его боковой поверхности, причем количество перфораций и расстояние между ними устанавливают из расчета получения равных по толщине перемычек формуемого блока.

Сквозное перфорирование формуемого блока с образованием вентиляционных каналов в его теле позволяет интенсифицировать испарение влаги из блока и сократить продолжительность его сушки. Кроме того, данное обстоятельство обуславливает возможность производства значительно больших по объему блоков формованного торфа, что безусловно повысит технические возможности способа и производительность используемого для его реализации оборудования. Образование продольных профильных выемок по периметру боковой поверхности блока обеспечит повышение их механической прочности и увеличит поверхность испарения блока, что также позволит интенсифицировать процесс сушки.

Указанная цель осуществляется устройством для производства формованного торфа, включающем смонтированный на стреле экскаватора заборный орган с шарнирно закрепленной на его переднем конце крышкой и механизм прессования с нажимной плитой, в котором механизм прессования связан с нажимной плитой через обгонный механизм, выполненный в виде попарно установленных цепных контуров, один конец которых через звездочку, установленную на подвижной штанге, закреплен на балансире, установленном на суппорте нажимной плиты, а другой - через звездочку, закрепленную на суппорте, связан с плитой механизма прессования, причем нажимная плита снабжена прокалывающими стержнями, равномерно расположенными по площади рабочей поверхности и ее периметру, и проходящими через отверстия в плите механизма прессования.

Прокалывающие стержни могут быть выполнены преимущественно конической формы. Каждый цепной контур снабжен подпружиненной защелкой, взаимодействующей с профильными выемками подвижной штанги, соосно с которой установлен торцовый регулируемый упор.

Цепные контуры соединены с плитой механизма прессования через талреп и зубчатую рейку, причем зубчатые рейки в каждой паре цепных контуров имеют противоположный наклон зубьев, а в окнах нажимной плиты установлены упоры соответствующего профиля, взаимодействующие с зубчатыми рейками. Каждый цепной контур снабжен стопором одностороннего действия и отклоняющимися флажками, установленными на общей поворотной в вертикальной плоскости опоре, причем отклоняющиеся флажки имеют гребень, взаимодействующий с упругой пластиной. Рама нажимной плиты снабжена двухсторонними упорами, взаимодействующими с отклоняющимися флажками. Наличие прокалывающих стержней, равномерно расположенных по площади рабочей поверхности и периметру нажимной плиты, позволяет получить блоки с вентиляционными каналами, обеспечивающими благоприятные условия их сушки в фигурах. При укладке блоков друг на друга и совмещении боковых профильных выемок на горизонтальных стыках рядов также образуется вентиляционные каналы, обеспечивающие циркуляцию воздушного потока между рядами блоков. Стержни, расположенные по периметру боковой поверхности нажимной плиты, удерживают блок при съеме с центральных стержней и выводе блока из камеры, что способствует сохранению его целостности при укладке в фигуру сушки. Кроме того, возможность образования вентиляционных каналов в формуемых блоках позволяет увеличить их размеры, исходя из условий сушки, что повышает производительность оборудования и способствует снижению трудоемкости всего процесса производства формованного торфа.

Соединение механизма прессования с нажимной плитой через обгонный механизм, выполненный в виде попарно расположенных цепных контуров, позволяет контролировать взаимное положение подвижных систем механизма прессования и нажимной плиты на всех стадиях рабочего цикла и обеспечить надежное взаимодействие этих систем при любых пространственно ориентированных положениях устройства, вызываемых перемещением стрелы экскаватора и управляющих этим перемещением гидроцилиндров.

На фиг. 1 изображен вид формуемых блоков; на фиг. 2 - общий вид формующей машины в процессе ее работы; на фиг. 3 - схема укладки сформованных блоков в фигуры сушки; на фиг. 4 - общий вид устройства для производства формованного торфа в исходном положении; на фиг. 5 - вид по стрелке А на фиг. 4; на фиг. 6 - положение механизмов устройства в процессе прессования; на фиг. 7 - то же, в процессе выталкивания сформованного блока; на фиг. 8 - то же, в процессе съема сформованного блока с прокалывающих стержней; на фиг. 9 и 10 - узел I на фиг. 4 (стопор одностороннего действия с отклоняющимися флажками).

Способ заключается в следующем. Экскавируемый из торфяной залежи торф, отсепарированный от древесных включений, укладывают в валок 1, располагаемый вдоль карты. В валке торф выдерживают до достижения им влажности 80-90%, после чего приступают к формованию. Экскаватор 2 с подвешенным на его стреле 3 формующим устройством 4, перемещаясь вдоль валка, зачерпывает из него торф, который заполняет внутреннюю полость устройства. Одновременно с формованием торфа устройством производится сквозное перфорирование блока по всему его сечению с образованием продольных каналов 5 и профильных выемок 6 по периметру его боковой поверхности. Количество перфорации по сечению блока и расстояние между ними устанавливают исходя из того, чтобы формуемый блок имел равные по толщине перемычки, способствующие равномерной и лучшей сушке и обеспечивающие его равнопрочность. К моменту окончания процесса формования устройство с полученным блоком 7 стрелой экскаватора перемещается к месту укладки, где и производится выталкивание блока и его укладка. Блоки формируют в фигуры сушки 8, располагаемые параллельно валку в один или несколько рядов.

Устройство состоит из заборного органа 9 с шарнирно закрепленной на его переднем конце крышкой 10, управляемой гидроцилиндрами 11 через рычажные звенья 12. Внутри корпуса заборного органа размещен механизм прессования 13 с нажимной плитой 14, связанной через промежуточный элемент 15 с гидроцилиндром 16. Нажимная плита снабжена прокалывающими стержнями 17, равномерно расположенными по площади рабочей поверхности и ее периметру, и проходящими через отверстия в плите 18 механизма прессования. Прокалывающие стержни могут быть выполнены преимущественно конической формы, поскольку при высвобождении стержней такой формы из блока усиления равномерно распределяются по их длине, что исключает образование трещин и механическое разрушение блоков при съеме их с прокалывающих стержней. Механизм прессования связан с нажимной плитой через обгонный механизм, выполненный в виде попарно установленных цепных контуров 19, один конец которых закреплен на балансире 20, размещенном на суппорте 21 нажимной плиты, а другой через талреп 22 и зубчатую рейку 23 соединен с плитой механизма прессования. Каждый цепной контур огибает жестко закрепленную на суппорте нажимной плиты звездочку 24 и закрепленную на подвижной штанге 25 звездочку 26. Для фиксации положения плиты механизма прессования относительно нажимной плиты штанга снабжена профильными выемками 27, взаимодействующими с защелкой 28, связанной пружиной 29 с суппортом нажимной плиты. Соосно с подвижными штангами в корпусе заборного органа установлены торцовые регулируемые упоры 30. Зубчатые рейки, установленные со стороны крепления цепных контуров к плите механизм прессования, имеют противоположный наклон зубьев в каждой паре цепных контуров и взаимодействуют с упорами 31 (фиг. 8) соответствующего профиля, установленными в окнах 32 нажимной плиты.

Обгонный механизм снабжен также отдельным для каждого цепного контура стопором одностороннего действия 33 (фиг. 9, 10) с отклоняющимися флажками 34, имеющими гребень 35, которым они взаимодействуют с упругой пластиной 36. Стопор и флажки установлены на общей поворотной в вертикальной плоскости опоре 37, шарнирно закрепленной на корпусе заборного органа. На раме (не показана) нажимной плиты закреплены упоры 38 (фиг. 8), взаимодействующие с отклоняющими флажками. На внутренней поверхности корпуса заборного органа в плоскости цепных контуров установлены упоры 39 (фиг. 7), взаимодействующие с защелками. Устройство закреплено на рукояти 40 стрелы экскаватора с помощью подвеса 41 и управляется гидроцилиндрами 42 (подъем - опускание стрелы), 43 и 44 (перемещение и поворот устройства в вертикальной плоскости).

Устройство для производства формованного торфа работает следующим образом.

При движении экскаватора 2 вдоль валка 1 (фиг. 2) заборный орган 9, закрепленный на рукояти 40 стрелы, и управляемый гидроцилиндрами 42, 43 и 44 с поднятой на его переднем конце крышкой 10 зачерпывает торф из валка, заполняя формующую полость устройства. В исходном положении (фиг. 4 и 5) формующая полость устройства заполнена торфом и закрыта крышкой 10. Плита 18 механизма прессования 13 и нажимная плита 14 сомкнуты, положение цепных контуров 19 зафиксировано положением подвижных штанг 25, взаимодействующих своей концевой профильной выемкой 27 с защелками 28. В процессе прессования гидроцилиндр 16, воздействуя на нажимную плиту 14, перемещает ее вместе с плитой 18 механизма прессования 13 до захода прокалывающих стержней 17 в отверстия крышки 10 с внутренней ее стороны.

Положение элементов обгонного механизма относительно перемещаемых плит остается неизменным. В процессе этой операции происходит сквозное перфорирование прессуемого блока торфа. После окончания прессования гидроцилиндром 11 открывается крышка 10, а гидроцилиндр 16, воздействуя на нажимную плиту 14, выталкивает сформованный блок из внутренней полости заборного органа 9, который теперь удерживается только на прокалывающих стержнях 17. В конце рабочего хода гидроцилиндра 16 роликовое плечо защелок 28, взаимодействуя с упорами 39, выводит защелки из зацепления с подвижными штангами 25, освобождая систему обгонного механизма от фиксации. Одновременно с формованием торфа разворотом стрелы 3 экскаватора 2 и включением в работу гидроцилиндров 42, 43 и 44 устройство 4 перемещается к месту укладки, где и производится съем блока с прокалывающих стержней и укладка его в фигуру сушки.

В процессе съема блока гидроцилиндром 16 производится обратный ход, нажимная плита 14 с прокалывающими стержнями отходит назад, при этом стержни проходят через отверстия плиты 18 механизма прессования 13, остающегося в крайнем переднем положении. Цепные контуры 19 вытягиваются, звездочки 26 сближаются с закрепленными на суппорте нажимной плиты звездочками 24, перемещая штанги 25, которые затем фиксируются защелками 28, взаимодействующими с передней профильной выемкой 27 подвижных штанг. При продолжающемся обратном ходе гидроци- линдра 16 упоры 38, установленные на раме нажимной плиты 14 отклоняют флажки 34, поднимая стопоры одностороннего действия 33 и в таком разведенном положении механизма прессования 13 и нажимная плита 14 продолжают движение в исходное положение. При дальнейшем перемещении гидроцилиндром 16 нажимной плиты 14 с механизмом прессования 13 концы подвижных штанг 25 фиксируются торцовыми регулируемыми упорами 30. С этого момента начинает отходить в исходное положение механизм прессования 13. Включается обгонный механизм, заставляя механизм прессования перемещаться с увеличенной скоростью, догоняя нажимную плиту. В результате, к концу обратного хода гидроцилиндра 16 плита механизма прессования 13 и нажимная плита 14 смыкаются, а защелки 28 западают в концевые профильные выемки 27 подвижных штанг 25, фиксируя их в исходном положении.

Во избежание нарушений работы подвижных систем механизма прессования и нажимной плиты при различном пространственном ориентировании устройства в процессе перемещения стрелой экскаватора, в течение всего времени, когда подвижные штанги 25 не находятся в контакте с защелками 28, положение нажимной плиты относительно механизма прессования контролируется путем фиксации зубчатых реек 23 упорами 31, расположенными в окнах 32 нажимной плиты.