Прес для брикетування сипучих матеріалів

Предлагаемое изобретение относится области производства брикетов, в частности, к изготовлению брикетов в пищевой, комбикормовой, фармацевтической, легкой и других отраслях промышленности. Известно устройство роторного типа для изготовления брикетов из сыпучих материалов, содержащее рабочие валки - матрицы - с зубчатыми выступами и впадинами на рабочих поверхностях [Кучинскас М.И., Особов В.И., Фрезер Ю. А Оборудование для сушки, гранулирования и брикетирования кормов. - М.: Агропромиздат 1988, с. 55]. Недостатком известной конструкции пресса для брикетирования сыпучих материалов является недостаточное качество брикетов, обусловленное кратностью (степенью) сжатия прессуемого материала, малой, не превосходящей двух крат. Известен пресс роторного типа для изготовления брикетов из сыпучих материалов, выбранный в качестве прототипа, содержащий валки равных радиусов с зубчатыми выступами и впадинами на рабочих поверхностях, причем камеры прессования образованы зазорами между парами ответных элементов рабочей поверхности валков и рассчитаны на равную угловую (и равную линейную) скорость последних на радиусах их начальных (основных) окружностей [Авт. св. СССР № 1238974]. Недостатком известной конструкции пресса является недостаточное качество брикетов, обусловленное малой кратностью сжатия прессуемого материала, что, в свою очередь, является следствием того, что прессуемое тело в процессе формирования брикета испытывает сжатие только в одном направлении, расположенном в плоскости, параллельной плоскости, заданной осями вращения валков. В основу изобретения поставлена задача создания такого пресса для брикетирования сыпучих материалов, в котором за счет того, что сжимающие заготовку усилия действуют не только в традиционном межосевом, но действуют также в плоскости дисков валков в перпендикулярном к последнему направлении в сторону касательной к основным поверхностям в месте их касания, т. е. действуют и в направлении запрессовки исходного материла в клиновидную щель между валками, что приводит к улучшению технологических характеристик пресса, и в первую очередь - повышению качества брикетов. Указанная задача достигается тем, что в прессе для брикетирования сыпучих материалов, содержащем валки равных радиусов с зубчатыми выступами и впадинами на рабочих поверхностях, согласно изобретению, профили выступов и впадин выполнены в форме кривых описываемых формулами для быстрого валка, где rм, rБ - полярный радиус, j - полярный угол, R - радиус выступов валка, r - радиус r = 0,74, соотношении числа зубьев медленного и быстрого валков 2:1, а на впадин валка, при соотношении R передней поверхности выступов быстрого валка выполнены углубления, образующие камеры прессования. Выбранное соотношение числа зубьев валков и соотношение угловых скоростей вращения валков однозначно обеспечивает работоспособность пресса. При иных соотношениях невозможно полное закрывание (образование) камеры сжатия, что подтверждено расчетно-теоретическими изысканиями и экспериментально - на моделях. r = 0,74, Выбранное соотношение R получено из формулы r=R(2 cos a-1), где a - угол, образованный отрезком, соединяющим осевые точки колес, и отрезком, соединяющим осевую точку медленного колеса с точкой пересечения окружностей (радиусами R) выступов колес, для случая, когда a=30, поскольку при значениях a³60° работа пресса невозможна из-за отсутствия захода одной матрицы за другую. При 30° 30° высота зубьев получается ничтожно малой и прессование практически нереально. В итоге, выбран вариант пресса при a=30° и, соответственно, r=0,74R. Причинно-следственная связь между совокупностью существенных признаков заявляемого изобретения и достигаемым техническим результатом состоит в том, что реализуемое вращение быстрого валка с угловой скоростью, превышающей таковую медленного валка, обуславливает повышение кратности сжатия прессуемого материала, вследствие энергичного вовлечения набегающими выступами быстрого валка материала в клиновидную щель между рабочими органами валков, а выполненные на передней поверхности выступов быстрого валка углубления образуют камеру прессовании, формующую геометрию брикета, что повышает качество брикетов. Сущность изобретения поясняется чертежом, где показана конструктивная схема пресса, применительно к случаю, когда радиусы валков равны (R; r), угловая скорость медленного валка (w M) составляет половину угловой скорости (w Б) быстрого валка, r/R=0,74, соотношение числа зубьев медленного и быстрого валков 2:1, 1 . соотношение линейных скоростей медленного валка (W M) и быстрого (WБ) 2 Брикетировочный пресс содержит бункер исходного (брикетируемого) материала 1, медленный валок 2, быстрый валок 3, выполненные с рабочими органами в виде зубчатых выступов и впадин, взаимно ответных для этих валков и выполненных так, что угловая, и, соответственно линейная скорость быстрого валка больше таковых медленного 3 валка, а на передней поверхности 4 выступов 5 быстрого валка 3 выполнены углубления, образующие камеры прессования 6. Брикетировочный пресс работает следующим образом. Брикетируемый материал под действием силы веса поступает из бункера 1 в пространство между валками 2 и 3, рабочие органы которых, сближаясь, уплотняют материал в межосевом (поперечном) направлении и увлекают его в клиновидную щель. Быстрый валок 3, двигаясь с удвоенной (по отношению к медленному валку 2) угловой и, соответственно, линейной скоростью, и имея углубления 6 на передней поверхности 4 зубьев 5, обеспечивает принципиально новый эффект: уплотнение материале в направлении вектора своей скорости W 6 (продольном), тем самым принципиально изменяя силовое поле, действующее на прессуемый материал; а именно, превращая его из линейного в плоскостное, чем увеличивает коэффициент (кратность) предварительного, следовательно, и полного прессования. Выполненные на зубьях быстрого валка углубления образуют камеры сжатия - формы для брикетов, ибо в случае отсутствия этих углублений камера сжатия к моменту завершения цикла парой ответные рабочих органов валков вырождается вовсе Выполненные же углубления представляют собой полости - формы, в которые запрессовывается валками предельно сжатый материал, превращаемый прессом в брикет. Технологическая эффективность применения предлагаемого изобретения состоит в повышении качества брикетов, обусловленном обеспечиваемым увеличением коэффициента (кратности) прессования до необходимого, практически неограниченного уровня. Сопутствующими эффектами являются улучшение массогабаритных характеристик пресса и снижение удельного расхода энергии на привод, следовательно, и теплового загрязнения окружающей среды. Таким образом, достигается существенный экологический, экономический и организационно-технический эффект. Изобретение найдет широкое применение в области производства брикетов, в частности, при изготовлении брикетов в пищевой, комбикормовой, фармацевтической, легкой и других отраслях промышленности. Была создана модель, которая подтвердила работоспособность предлагаемого в изобретении пресса роторного типа.