гидравлический пресс для брикетирования растительных материалов

Формула изобретения

1. Гидравлический пресс для брикетирования растительных материалов, содержащий загрузочное устройство, подпрессовывающий элемент и камеру прессования, в которой расположено прессующее устройство, отличающийся тем, что камера прессования образована торцевой плитой, расположенной на раме и жестко соединенной с задней плитой, верхней и нижней плитами, установленными в торцевой плите и соединенными между собой, неподвижными элементами с вогнутыми криволинейными поверхностями, размещенными между упомянутыми верхней и нижней плитами и закрепленными в торцевой плите, и подвижными рабочими элементами с криволинейными вогнутыми поверхностями, соединенными с гидроцилиндрами с возможностью бокового прессования материала, при этом задняя плита установлена на раме, а прессующее устройство и подпрессовывающий элемент соединены с гидроцилиндрами.

2. Пресс по п.1, отличающийся тем, что подпрессовывающий элемент выполнен в виде подвижной заслонки, являющейся элементом стенки канала загрузочного устройства.

3. Пресс по п.1, отличающийся тем, что прессующее устройство выполнено в виде пуансона.

4. Пресс по п.3, отличающийся тем, что на пуансоне установлен пустотообразователь.

5. Пресс по п.1, отличающийся тем, что в торцевой плите установлена фильера.

6. Пресс по п.1, отличающийся тем, что он снабжен нагревателем, который соединен с торцевой плитой.

7. Пресс по п.1, отличающийся тем, что подвижные рабочие элементы соединены с гидроцилиндрами через рычажные системы.

8. Пресс по п.1, отличающийся тем, что нагреватель снабжен термодатчиком для визуального контроля температуры.

9. Пресс по п.1, отличающийся тем, что между верхней и нижней плитами перед подвижными рабочими элементами расположена входная втулка.

10. Пресс по п.1, отличающийся тем, что гидроцилиндр прессующего устройства установлен в задней плите.

11. Пресс по п.2, отличающийся тем, что подвижная заслонка соединена с гидроцилиндром посредством тяг.

12. Пресс по п.1, отличающийся тем, что торцевая плита жестко соединена с задней плитой шпильками.

13. Пресс по п.1, отличающийся тем, что верхняя и нижняя плиты соединены между собой центрирующими планками.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к гидравлическим прессам для брикетирования органических материалов растительного происхождения, в том числе из древесных отходов, и может быть использовано для изготовления неплоских полых брикетов, используемых в качестве топлива как для коммунальных, так и для производственных нужд.

Известно устройство для брикетирования сыпучих материалов, содержащее загрузочное устройство, корпус с прессующим устройством, являющееся средством того же назначения, что и заявляемое изобретение - повышение прочности брикета. В известном устройстве это обеспечивается за счет равномерного заполнения формообразующего объема (Описание изобретения к а. с. СССР 1810212, МПК⁵ В 30 В 11/02, В 21 J 7/28, 1991).

Однако известное устройство производит прессование только в одном направлении. В связи с тем, что прессование производится ударом, подпрессовывание подвижным элементом является незначительным и проявляется только в перераспределении прессуемого материала. Кроме того, подвижному элементу свойственны эксплуатационная ненадежность быстрый износ.

Наиболее близким средством того же назначения, что и заявляемое изобретение, является брикетировочный пресс, содержащий загрузочное устройство, подпрессовывающий элемент и камеру прессования, в которой расположено прессующее устройство (описание к а. с. СССР 435951, МПК В 30 В 11/04, В 30 В 7/04, В 29 G 2/02, 1972).

К недостаткам известного средства относятся невысокая прочность получаемых брикетов вследствие их неравномерного прессования, так как прессование осуществляется только в одном направлении, и в связи с тем, что прессование производится одним ударом, действие подпрессовывающего элемента является незначительным. Кроме того, при наличии жесткого соединения через кулису подпрессовывающего устройства и образующего штемпеля подпрессовывающее устройство воздействует на брикетируемый материал в то время, как в рабочей камере частично еще находится брикетирующий штемпель, что приводит к неравномерному заполнению и дефектам внутри брикетов, что, в свою очередь, делает их непрочными. Недостатком известного устройства является и его эксплуатационная ненадежность, так как брикетируемый материал поступает непрерывно и во время обратного движения подпрессовывающего устройства материал за счет небольшого уплотнения может зависнуть в загрузочной камере.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение плотности и прочности брикета из растительных материалов, в том числе древесных отходов.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, заключается в равномерном прессовании за счет последовательного воздействия на прессуемый материал во взаимно перпендикулярных вертикальном, боковом и осевом направлениях.

Сущность изобретения - гидравлического пресса для брикетирования растительных материалов, содержащего загрузочное устройство, подпрессовывающий элемент и камеру прессования, в которой расположено прессующее устройство, состоит в том, что камера прессования образована торцевой плитой, расположенной на раме и жестко соединенной с задней плитой, верхней и нижней плитами, установленными в торцевой плите и соединенными между собой, неподвижными элементами с вогнутыми криволинейными поверхностями, размещенными между упомянутыми верхней и нижней плитами и закрепленными в торцевой плите, и подвижными рабочими элементами с криволинейными вогнутыми поверхностями, соединенными с гидроцилиндрами, с возможностью бокового прессования материала, при этом задняя плита установлена на раме, а прессующее устройство и подпрессовывающий элемент соединены с гидроцилиндрами.

Подпрессовывающий элемент выполнен в виде подвижной заслонки, являющейся элементом стенки канала загрузочного устройства.

Прессующее устройство выполнено в виде пуансона.

На пуансоне установлен пустотообразователь.

В торцевой плите установлена фильера.

Пресс снабжен нагревателем, который соединен с торцевой плитой.

Подвижные рабочие элементы соединены с гидроцилиндрами через рычажные системы.

Нагреватель снабжен термодатчиком для визуального контроля температуры.

Между верхней и нижней плитами перед подвижными рабочими элементами расположена входная втулка.

Гидроцилиндр прессующего устройства установлен в задней плите.

Подвижная заслонка соединена с гидроцилиндром посредством тяг.

Торцевая плита жестко соединена с задней плитой шпильками.

Верхняя и нижняя плиты соединены между собой центрирующими планками.

Как правило, известные гидравлические прессы для брикетирования действуют на прессуемый материал только в осевом направлении. В заявляемом устройстве последовательно воздействуют в трех взаимно перпендикулярных направлениях подпрессовывающий и прессующие элементы.

Для специалиста явным образом следует из существенных отличительных признаков независимого пункта формулы изобретения: использование гидроцилиндров в качестве приводов прессующих элементов.

Остальные существенные отличительные признаки независимого пункта формулы изобретения не следуют для специалиста явным образом из уровня техники, что подтверждает соответствие изобретения условию патентоспособности - изобретательский уровень.

Из уровня техники не известно средство с заявляемой совокупностью существенных признаков независимого пункта формулы изобретения, что подтверждает соответствие изобретения условию патентоспособности - новизна.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где:

на фиг. 1 изображен общий вид гидравлического пресса для брикетирования растительных материалов;

на фиг.2 - то же, вид в плане;

на фиг.3 - разрез по А-А фиг.2.

Гидравлический пресс для брикетирования растительных материалов может быть осуществлен следующим образом.

Камера прессования образована торцевой плитой 1, закрепленной на раме 2. В торцевую плиту 1 установлены верхняя плита 3 и нижняя плита 4, связанные центрирующими планками 5. Нижняя плита 4 установлена на опорах 6. Между верхней плитой 3 и нижней плитой 4 расположены неподвижные элементы 7 с криволинейными вогнутыми поверхностями. Неподвижные элементы 7 закреплены в торцевой плите 1. Между верхней плитой 3 и нижней плитой 4 расположена входная втулка 8. Между входной втулкой 8 и неподвижными элементами 7 расположены подвижные рабочие элементы 9 с криволинейными вогнутыми поверхностями, идентичными поверхностям неподвижных элементов 7. На внешних поверхностях подвижных рабочих элементов 9 закреплены рычажные системы 10, закрепленные в верхней плите 3 и нижней плите 4. Рычажные системы 10 связаны с гидроцилиндрами 11, закрепленными на задней плите 12. Для направления перемещения подвижных рабочих элементов 9 к входной втулке 8 приварены торцевые пластины 13. Камера прессования образована внутренними объемами неподвижных элементов 7, подвижных рабочих элементов 9, входной втулкой 8 и верхней плитой 3, нижней плитой 4 при исходном, раскрытом положении подвижных рабочих элементов 9. Торцевая плита 1 и задняя плита 12 жестко стянуты шпильками 14. В торцевой плите 1 установлена фильера 15 для уплотнения брикета. Фильера 15 жестко закреплена к торцевой плите 1 плитой-фланцем 16.

На верхней плите 3 установлено загрузочное устройство 17. Фрагментом стенки канала загрузочного устройства 17 является подвижная заслонка 18, закрепленная на верхней плите 3. Подвижная заслонка 18 через тяги 19 соединена с гидроцилиндром 20 и является подпрессовывающим элементом. Гидроцилиндр 20 и тяги 19 шарнирно соединены со звеном 21, закрепленным на задней плите 12.

В задней плите 12 установлен гидроцилиндр 22 прессующего устройства, в качестве которого использован пуансон 23. Гидроцилиндр 22 закреплен хомутом 24 к раме 2. В пуансоне 23 закреплен пустотообразователь 25.

На гидравлическом прессе для брикетирования растительных материалов может быть установлен нагреватель 26. Нагреватель 26 крепится к плите-фланцу 16 накидным фланцем 27. Нагреватель 26 снабжен гильзой 28 с электронагревательными элементами 29, закрытыми теплоизоляцией 30. В нагревателе 26 установлен переходник 31, содержащий термодатчик 32.

Гидравлический пресс для брикетирования растительных материалов может работать с реализацией указанного назначения следующим образом.

Растительный материал через канал загрузочного устройства 17 поступает в камеру прессования. Подвижная заслонка 18 посредством гидроцилиндра 20 и тяг 19 перемещается в канале загрузочного устройства 17, подпрессовывая растительный материал в вертикальном направлении.

Раскрытые на начальном этапе подвижные рабочие элементы 9, приводимые в движение гидроцилиндрами 11 через рычажные системы 10, охватывают и прессуют растительный материал в боковом направлении.

Пуансон 23, приводимый в движение гидроцилиндром 22, прессует сформированный брикет в осевом направлении, одновременно воздействуя на него пустотообразователем 25, который постоянно находится в камере прессования. Когда прессуемый материал проходит через фильеру 15, брикет уплотняется по периметру. Полости, образованные пустотообразователем 25, обеспечивают более равномерное и быстрое сгорание брикетов. Равномерное последовательное воздействие на прессуемый материал во взаимно перпендикулярных направлениях позволяет получать брикеты высокой прочности. Полученные брикеты готовы к транспортировке, хранению и использованию.

Для повторения цикла прессования подвижная заслонка 18 возвращается в исходное состояние, становясь фрагментом стенки канала загрузочного устройства 17, а подвижные рабочие элементы 9 расходятся в крайнее положение, пуансон 23 занимает исходное положение во входной втулке 8.

Для использования брикетов в пиролизном производстве необходимы брикеты более высокой прочности, для этого используют нагреватель 26, проходя через который, брикеты подвергаются термообработке - частичному пиролизу, при котором происходит частичная полимеризация спрессованного материала и уменьшение его влажности, что обеспечивает эту цель. На этапе термообработки брикетов полость, образованная пустотообразователем 25, исключает образование макротрещин.

Расположение всех гидроцилиндров над рамой и вдоль ее делает пресс компактным, малогабаритным и удобным при обслуживании в работе.

Перечень позиций чертежей гидравлического пресса для брикетирования растительных материалов

1 - торцевая плита

2 - рама

3 - верхняя плита

4 - нижняя плита

5 - центрирующие планки

6 - опоры

7 - неподвижные элементы

8 - входная втулка

9 - подвижные рабочие элементы

10 - рычажные системы

11 - гидроцилиндры

12 - задняя плита

13 - торцевые пластины

14 - шпильки

15 - фильера

16 - плита-фланец

17 - загрузочное устройство

18 - подвижная заслонка

19 - тяги

20 - гидроцилиндр

21 - звено

22 - гидроцилиндр

23 - пуансон

24 - хомут

25 - пустотообразователь

26 - нагреватель

27 - накидной фланец

28 - гильза

29 - электронагревательные элементы

30 - теплоизоляция

31 - переходник

32 - термодатчика